අධ්යාපන ලෝකයට
ඔබේ දැනුම වර්ධනය කරගන්නා ගමන අදම අරඹන්න. නව තාක්ෂණය සමඟ පෙරට යන්න.
සාදරයෙන් පිළිගනිමු!
ඇතුලත් වීමට ඔබගේ ගිණුමේ තොරතුරු ලබා දෙන්න
රසායනික විපර්යාසයක් යනු ද්රව්ය දෙකක් හෝ ඊට වැඩි ගණනක් එකතු වී අලුත් ද්රව්ය සෑදීම, එක් ද්රව්යයක් ඊට වැඩි ද්රව්ය බවට පත්වීම හෝ තිබෙන ද්රව්ය වෙනස් ආකාරයට සංවිධානය වී අලුත් ද්රව්ය ඇතිවීම සිදුවන ක්රියාවලියකි.
රසායනික විපර්යාසයකට සහභාගි වන ද්රව්ය ප්රතික්රියක ලෙසත්, එම විපර්යාසය මඟින් ඇති වන අලුත් ද්රව්ය ඵල ලෙසත් හැඳින්වේ. රසායනික ප්රතික්රියාවකදී සිදුවන්නේ ප්රතික්රියක ඵල බවට පත්වීමයි.
රසායනික විපර්යාසවල ස්වභාවය අනුව ඒවා වර්ග හතරකට බෙදිය හැකි ය. ඒවා නම්:
මෙම ප්රතික්රියාවේදී මූලද්රව්ය දෙකක් හෝ ඊට වැඩි ගණනක් එකතු වී අලුත් සංයෝගයක් සෑදේ. මූලද්රව්යයක්, මූලද්රව්ය සංයෝගයක් හෝ සංයෝග දෙකක් එකතු වී අලුත් සංයෝගයක් සෑදීම රසායනික සංයෝජන ප්රතික්රියාවක් ලෙස හැඳින්වේ.
නිදසුන්:
යම් සංයෝගයක් වියෝජනය වී වෙනත් සරල සංයෝග හෝ මූලද්රව්ය හෝ සංයෝග හා මූලද්රව්ය බවට පත්වීම රසායනික වියෝජන ප්රතික්රියාවක් ලෙස හැඳින්වේ.
ඒක විස්ථාපන ප්රතික්රියාවක් යනු මූලද්රව්යයක්, යම් සංයෝගයක පවතින මූලද්රව්යයක් ඉන් විස්ථාපනය කරමින් ඊට හිමි ස්ථානය අත්කර ගෙන වෙනත් සංයෝගයක් සෑදීමේ ප්රතික්රියාවකි.
නිදසුන්:
යම් සංයෝගයක අඩංගු මූලද්රව්යයක් හෝ අයන ඛණ්ඩයක් හෝ වෙනත් සංයෝගයක අඩංගු මූලද්රව්යක් හෝ අයන ඛණ්ඩයක් සමග හුවමාරු වීමේ ප්රතික්රියාවක් ද්විත්ව විස්ථාපන ප්රතික්රියාවක් ලෙස හැඳින්වේ.
රසායනික සමීකරණයක් යනු, රසායනික ප්රතික්රියාවක් රසායනික සූත්ර භාවිත කර සංකේතානුකූලව නිරූපනය කර දැක්වීමයි.
රසායනික සමීකරණ ලියා දැක්වීමේදී වම් පසින් ප්රතික්රියක ද දකුණු පසින් ඵල ද ලියා දැක්වීම සම්මත ක්රමයයි. ප්රතික්රියාව සිදු වන දිශාව ඊතලයකින් පෙන්වයි. එක් ප්රතික්රියාවක් සඳහා ප්රතික්රියක කිහිපයක් මෙන් ම ඵල කිහිපයක් ද තිබිය හැකි ය.
එවැනි අවස්ථාවක ඒවා අතරට (+) ලකුණ යොදා ලිවීම සම්මත ක්රමයයි. තව ද ප්රතික්රියක ද්රව්ය මෙන් ම ඵල ලෙස ඇතිවන ද්රව්යය ද ලිවිය යුත්තේ ඒවායේ රසායනික සංකේත සහ සූත්ර භාවිත කරමිනි. නිවැරදි සමීකරණයක් ලිවීමට රසායනික සංකේත මෙන් ම රසායනික සූත්ර ද හොඳින් දැන සිටිය යුතු ය.
දැන් අපි මැග්නීසියම් ලෝහය සහ ඔක්සිජන් වායුව අතර ප්රතික්රියාව සමීකරණයකින් ලිවීමට උත්සාහ කරමු.
ස්කන්ධ සංස්ථිති නියමය අනුව ප්රතික්රියාවකදී පරමාණු විනාශ වීමක් හෝ මැවීමක් සිදු නොවන නිසා ප්රතික්රියක සතු ඒ ඒ මූලද්රව්යවල පරමාණු සංඛ්යාව ඵල සතු පරමාණු සංඛ්යාවට සමාන විය යුතුයි. ප්රතික්රියකවල පරමාණු සංඛ්යාව ඵලවල පරමාණු සංඛ්යාවට සමාන කිරීම හඳුන්වන්නේ සමීකරණය තුලනය කිරීම ලෙසයි.
අසමතුලිත සමීකරණය:
Mg + O₂ → MgO
ඉහත සමීකරණය තුලනය කිරීම සදහා පහත පියවර අනුගමනය කරන්න.
මෙය මැග්නීසියම් සහ ඔක්සිජන් අතර ප්රතික්රියාවේ තුලිත රසායනික සමීකරණය වේ.
පහත දැක්වෙන ප්රතික්රියාව සදහා තුලිත සමීකරණය ලියන ආකාරය ද හොදින් අධ්යයනය කරන්න.
ප්රතික්රියාව: ඇලුමිනියම් ලෝහය සහ තනුක හයිඩ්රොක්ලෝරික් අම්ලය ප්රතික්රියා කර ඇලුමිනියම් ක්ලෝරයිඩ් සහ හයිඩ්රජන් වායුව සෑදේ.
අසමතුලිත සමීකරණය:
Al + HCl → AlCl₃ + H₂
ඵලවල ක්ලෝරීන් (Cl) පරමාණු තුනක් සහ හයිඩ්රජන් (H) පරමාණු දෙකක් ඇත. 2 සහ 3 යන සංඛ්යාවල කුඩා පොදු ගුණාකාරය 6 නිසා හයිඩ්රොක්ලෝරික් (HCl) අම්ලයේ සංගුණකය 6 ලෙස ලියන්න.
Al + 6HCl → AlCl₃ + H₂
දැන් ප්රතික්රියකවල හයිඩ්රජන් පරමාණු හයක් ඇති නිසා H₂ සංගුණකය 3 ලෙස ද, ප්රතික්රියකවල ක්ලෝරීන් (Cl) පරමාණු හයක් ඇති නිසා AlCl₃ හි සංගුණකය 2 ලෙස ද ලියන්න.
ඵලවල ඇලුමිනියම් පරමාණු දෙකක් ඇති නිසා ඇලුමිනියම්වල සංගුණකය 2 ලෙස ලියන්න.
තුලිත සමීකරණය:
2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂
මෙය අදාළ ප්රතික්රියාවේ තුලිත සමීකරණයයි.
ඉහත ආකාරයට රසායනික සමීකරණය තුලිත කිරීම සෝදිසි ක්රමය ලෙස හැඳින්වේ. එම ක්රමය යොදා ගනිමින් පහත සමීකරණ තුලිත කරන්න.
යම් රසායනික ප්රතික්රියාවක් ලිවීමට වචන භාවිත කළ විට දුෂ්කරතා රැසකට මුහුණ දීමට සිදු වේ. වචන මඟින් ලියා දැක්වූ විට සංයෝගය සමන්විත වන මූලද්රව්ය පරමාණු අතර අනුපාතය නිරූපණය නොවේ. එහෙත් රසායනික සූත්ර මඟින් ලියා දැක්වූ විට සංයෝගයේ වූ මූලද්රව්යවල පරමාණු අනුපාතය නිශ්චිත ව දැනගැනීමට හැකි ය. එවිට ප්රතික්රියාව තුලිත කළ හැකිය. තුලිත ප්රතික්රියාව දන්නේ නම් ප්රායෝගික ව ප්රතික්රියාව සිදු කිරීමේදී උපරිම ඵල ප්රමාණයක් ලබාගැනීමට එක් එක් සංයෝග හෝ මූලද්රව්ය මිශ්ර කළ යුතු ස්කන්ධ අනුපාත ගණනය කළ හැකි ය. ඒ නිසා රසායනික සංකේත හා සූත්ර භාවිතයෙන් සමීකරණ ලිවීම පහසු වනවා මෙන් ම ඇතැම් ගණනයන් සඳහා ද උපකාර වන බව පහත දැක්වෙන උදාහරණ ඇසුරින් වටහාගන්න.
පහත දැක්වෙන්නේ හීමටයිට් (Fe₂O₃) සහ කාබන් මොනොක්සයිඩ් අතර ප්රතික්රියාවයි.
Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂
මූලද්රව්ය සංකේත හා රසායනික සූත්ර භාවිත කර ලියා ඇති ඉහත තුලිත සමිකරණයෙන් පහත දැක්වෙන තොරතුරු ලබාගත හැකි ය.
Fe₂O₃ = 160 g mol⁻¹ ද CO = 28 g mol⁻¹ සහ CO₂ = 44 g mol⁻¹ ලෙස මවුලික ස්කන්ධ ලැබේ.
යකඩ ලෝහයෙන් තැනූ යකඩ ඇණ, කටුකම්බි, කැපුම් උපකරණ වැනි භාණ්ඩ ඉක්මනින් මලින වනු අප දැක ඇත. එහෙත් රන් ලෝහයෙන් තැනූ ආභරණ කාලයක් ගතවුවද මලින නොවන බවද අප දැක ඇත. ඊට හේතු ඔබ විමසා බලා ඇත්ද? ලෝහ, වාතය, ජලය හා තනුක අම්ල සමඟ දක්වන ප්රතික්රියා පිළිබඳ අධ්යයනයෙන් ඔබට ඒ සඳහා පිළිතුරක් ලබාගත හැකි ය.
ලෝහ වාතය සමග දක්වන ප්රතික්රියා අධ්යයනය සඳහා ක්රියාකාරකමහි යෙදෙමු.
අවශ්ය ද්රව්ය : අලුත කපන ලද සෝඩියම් කැබැල්ලක්, පිරිසිදු කරන ලද 2cm පමණ දිග මැග්නීසියම් පටි කැබැල්ලක්
සෝඩියම් කැබැල්ලේ කැපුම් පෘෂ්ඨයේ දිලිසෙන ස්වභාවය අඩු වෙනු පෙනේ. මැග්නීසියම් පටියේ සැලකිය යුතු වෙනසක් දක්නට නො ලැබේ. සෝඩියම් කැබැල්ලේ දිලිසෙන ස්වභාවය අඩුවීමට හේතුව එය වාතයේ ඇති සංඝටක සමග වේගයෙන් ප්රතික්රියා කිරීමයි. මැග්නීසියම් වාතයේ සංඝටක සමග වේගවත් ප්රතික්රියාවක් නො දක්වයි.
සෝඩියම් (Na) හා මැග්නීසියම් (Mg) වැනි ලෝහ වාතයේ දහනයේදී ඔක්සිජන් සමග පහසුවෙන් ප්රතික්රියා කර ලෝහ ඔක්සයිඩය සාදයි.
4Na + O₂ → 2Na₂O
2Mg + O₂ → 2MgO
සින්ක් (Zn), අයන් (Fe), කොපර් (Cu) වැනි ලෝහ වාතයේ රත් කළ විට මතුපිට පෘෂ්ඨය අඳුරුවීමක් දක්නට ලැබේ. බොහෝ වේලාවක් රත් කළ පසු ඔක්සයිඩ බවට පත් වේ.
2Zn + O₂ → 2ZnO
සිල්වර් (Ag), ප්ලැටිනම් (Pt), ගෝල්ඩ් (Au) වැනි ලෝහ තදින් රත්කළ ද ඔක්සයිඩය බවට පත් නො වේ.
මෙම කරුණු පදනම් කරගෙන විවිධ ලෝහ ඔක්සිජන් සමග ප්රතික්රියාවට බඳුන් වීමේ පහසුව එකිනෙකට වෙනස් බව නිගමනය කළ හැකි ය.
ඇතැම් ලෝහ සිසිල් ජලය, උණු ජලය හා ජල වාෂ්ප සමග විවිධ ඝීඝ්රතාවලින් ප්රතික්රියා දක්වයි. මේ අනුව ලෝහ, ජලය සමග දක්වන ප්රතික්රියතාව එකිනෙකට වෙනස් බව පැහැදිලිය. එය තහවුරු කිරීම සඳහා ක්රියාකාරකම්වල යෙදෙමු.
අවශ්ය ද්රව්ය : ජලය, ද්රෝණිකාවක්, සෝඩියම් (Na) කැබැල්ලක් හා රතු ලිට්මස් කැබැල්ලක්
සෝඩියම් (Na) කැබැල්ල “ෂූ” හඬ නගමින් ජලය මත වේගයෙන් එහා මෙහා පා වේ. සෝඩියම් (Na) කැබැල්ල ප්රමාණයෙන් කුඩා වන අතර එක තැන රැඳුන හොත් ගිනි ගනී. ද්රෝණිකාවේ ඇති රතු ලිට්මස් කැබැල්ල නිල් පැහැයට හැරේ. සෝඩියම් (Na) ජලය සමඟ වේගවත් ප්රතික්රියාවක් සිදු කරන අතර එහි දී හයිඩ්රජන් (H₂) වායුව පිට වේ. රතු ලිට්මස් කැබැල්ල නිල් පැහැයට හැරීමෙන් පෙනෙන්නේ භාස්මික ද්රාවණයක් සැදී ඇති බවයි. මෙහිදී සිදුවන්නේ සෝඩියම් සිසිල් ජලය සමග ප්රතික්රියාවෙන් භාස්මික ද්රාවණයක් වන සෝඩියම් හයිඩ්රොක්සයිඩ් හා හයිඩ්රජන් සැදීමයි.
2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂
අවශ්ය ද්රව්ය : බීකරයක්, ජලය, පිරිසිදු කරන ලද මැග්නීසියම් පටියක්
මැග්නීසියම් (Mg) සිසිල් ජලය සමග නිරීක්ෂණය කළ හැකි මට්ටමේ ප්රතික්රියාවක් නොදක්වයි. එහෙත් උණු ජලය සමග ප්රතික්රියා කිරීමේ දී වායු බුබුළු පිට වනු පෙනේ. මැග්නීසියම් (Mg) උණු ජලය සමග ප්රතික්රියා කර මැග්නීසියම් හයිඩ්රොක්සයිඩ් හා හයිඩ්රජන් වායුව සාදයි.
Mg + 2H₂O → Mg(OH)₂ + H₂
මැග්නීසියම් (Mg) හුමාලය සමග වේගයෙන් ප්රතික්රියා කරයි. එසේ ප්රතික්රියා කර මැග්නීසියම් ඔක්සයිඩ් හා හයිඩ්රජන් වායුව සාදයි.
Mg + H₂O → MgO + H₂
ඇලුමිනියම් (Al) හා සින්ක් (Zn) සිසිල් ජලය හා උණුසුම් ජලය සමග ප්රතික්රියා නොකළ ද, හුමාලය සමග රත් කළ විට අදාළ ලෝහ ඔක්සිඩය හා හයිඩ්රජන් (H₂) වායුව සාදයි.
Zn + H₂O → ZnO + H₂
යකඩ (Fe) සිසිල් ජලය හා උණුසුම් ජලය සමග ප්රතික්රියා නොකරයි. හුමාලය සමග රත් කළ විට අදාළ ලෝහ ඔක්සයිඩය හා හයිඩ්රජන් (H₂) වායුව සාදයි.
සිල්වර් (Ag), ප්ලැටිනම් (Pt), ගෝල්ඩ් (Au) වැනි ලෝහ සිසිල් ජලය හා උණු ජලය සමග මෙන් ම හුමාලය සමග ද ප්රතික්රියා නොකරයි.
ඉහත කරුණු අනුව පෙනී යන්නේ ලෝහ, ජලය සමග ප්රතික්රියතාව එක් එක් ලෝහය අනුව වෙනස් වන බවයි.
රසායනාගාරයේදී බහුල ව භාවිත වන අම්ල වනුයේ හයිඩ්රොක්ලෝරික් (HCl) අම්ලය, නයිට්රික් (HNO₃) අම්ලය හා සල්ෆියුරික් (H₂SO₄) අම්ලයයි.
තනුක හයිඩ්රොක්ලෝරික් අම්ලය (HCl) සමග ලෝහ දක්වන ප්රතික්රියා අධ්යයනයට ක්රියාකාරකමහි නිරත වෙමු.
මැග්නීසියම් (Mg), ඇලුමිනියම් (Al) හා සින්ක් (Zn) අඩංගු පරීක්ෂා නළවලින් වේගයෙන් වායු බුබුළු පිටවන බවත්, යකඩ (Fe) අඩංගු පරීක්ෂා නළයෙන් සෙමින් වායු බුබුළු පිට වන බවත්, කොපර් (Cu) අඩංගු නළයෙන් වායු බුබුළු පිට නොවන බවත් නිරීක්ෂණය කළ හැකිය.
මෙහිදි අදාල ලෝහ ක්ලෝරයිඩය සෑදෙන අතර හයිඩ්රජන් වායුව පිටවේ. එක් එක් අවස්ථාවේදී සිදුවන ප්රතික්රියා තුලිත රසායනික සමීකරණවලින් පහත දක්වා ඇත.
Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂
2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂
Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂
Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂
HCl වායුවක් ලෙස ඇතිවිටදී හයිඩ්රජන් ක්ලෝරයිඩ් ලෙස හඳුන්වයි. හයිඩ්රජන් ක්ලෝරයිඩ් වායුව ජලයේ දිය කළ විටදී එය හයිඩ්රොක්ලෝරික් අම්ලය ලෙස හදුන්වයි.
මේ අනුව තනුක අම්ල ලෝහ සමග ප්රතික්රියා කිරීමේ ශීඝ්රතාව ද ලෝහ වර්ගය මත වෙනස් වන බව පෙනේ. කොපර් (Cu) ලෝහය තනුක හයිඩ්රොක්ලෝරික් (HCl) අම්ලය සමග ප්රතික්රියා නොකරන බව ද පෙනේ. බොහෝ ලෝහ තනුක සල්ෆියුරික් (H₂SO₄) සහ තනුක නයිටි්රක් (HNO₃) අම්ල සමඟ ද ප්රතික්රියා කර හයිඩ්රජන් (H₂) වායුව පිට කරයි.
Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂
නමුත් සාන්ද්ර සල්ෆියුරික් අම්ලය හා නයිට්රික් අම්ලය (තනුක හෝ සාන්ද්ර) ලෝහ සමඟ සිදු කරන ප්රතික්රියාවෙන් වෙනත් වායුමය ඵල ලැබිය හැකි ය.
පොටෑසියම් (K), සෝඩියම් (Na), කැල්සියම් (Ca) වැනි ලෝහ තනුක අම්ල සමඟ ප්රචණ්ඩ ලෙස ප්රතික්රියා කරයි. මෙහි දී ස්ඵෝටනයක් සහිත ව ගිනි ගැනීමක් වුව ද සිදු විය හැකි ය. එබැවින් එම ප්රතික්රියා පරීක්ෂණාගාරයේ දී සිදු නොකළ යුතු ය.
ඉහත කරුණු අනුව පෙනී යන්නේ ලෝහ අම්ල සමග දක්වන ප්රතික්රියතාව ලෝහය අනුව වෙනස් වන බවයි.
ලෝහවල ලවණ ද්රාවණ සමග ලෝහ දක්වන ප්රතික්රියා අධ්යයනය කිරීමට ක්රියාකාරකමහි යෙදෙමු. කොපර් සල්ෆේට් (CuSO₄) යනු කොපර් (Cu) ලෝහයේ ලවණයකි. එම ලවණය ජලයේ දියකිරීමෙන් කොපර් සල්ෆේට් (CuSO₄) ද්රාවණයක් සෑදිය හැකි ය. කොපර් සල්ෆේට් (CuSO₄) ද්රාවණය සමග සින්ක් (Zn) ලෝහයේ ප්රතික්රියාව මේ සඳහා යොදා ගනිමු.
ක්රියාකාරකම
අවශ්ය ද්රව්ය:
පියවර:
කොපර් සල්ෆේට් (CuSO₄) ද්රාවණය නිල් පැහැතිය, සින්ක් කැබැල්ල එක් කළ විට කොපර් සල්ෆේට් ද්රාවණයේ නිල් පැහැයේ තීව්රතාව ක්රමයෙන් අඩු වන බවත්, දුඹුරු පැහැති කුඩක් සෑදෙන බවත් නිරීක්ෂණය කළ හැකි ය.
මෙහි දී පහත දැක්වෙන ඒක විස්ථාපන ප්රතික්රියාව සිදු වේ.
Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu
සින්ක් සල්ෆේට් (ZnSO₄) ද්රාවණයකට කොපර් (Cu) ලෝහය එකතු කළ විට ප්රතික්රියාවක් සිදු නො වේ.
ZnSO₄ + Cu → වෙනසක් නිරීක්ෂණය කළ නොහැකි ය.
ලෝහයක ලවණ ද්රාවණයකින් ලෝහය විස්ථාපනය කිරීමට හැක්කේ ඊට වඩා සක්රිය ලෝහයකිනි. ඒ අනුව සින්ක් (Zn), කොපර් (Cu) වලට වඩා සක්රිය ලෝහයක් වන අතර, කොපර් සල්ෆේට් (CuSO₄) ද්රාවණයෙන් කොපර් (Cu) විස්ථාපනය කිරීමට සින්ක් (Zn) වලට හැකි ය. නමුත් කොපර් (Cu) ට සින්ක් සල්ෆේට් (ZnSO₄) ද්රාවණයකින් සින්ක් (Zn) විස්ථාපනය කිරීමට නොහැකි ය. මේ අනුව සින්ක් (Zn) හා කොපර් (Cu) අතරින් සින්ක් (Zn) සක්රියතාව වැඩි ලෝහය ලෙස නිගමනය කළ හැකි ය.
ලෝහ, ඔක්සිජන් සමඟ, ජලය සමඟ හා තනුක අම්ල සමඟ දක්වන ප්රතික්රියතාව එකිනෙකට වෙනස් ය. ලෝහ වෙනත් ලෝහවල ලවණ සමඟ දක්වන ප්රතික්රියා ද එකිනෙකට වෙනස්ය. එම නිරීක්ෂණ හා තවත් වෙනත් දත්ත පදනම් කරගෙන සක්රියතා ශ්රේණිය ගොඩ නංවා ඇත. ලෝහ ඒවායේ ප්රතික්රියතාවේ අවරෝහණය පිළිවෙළට සකස් කිරීමෙන් ලැබෙන ශ්රේණිය සක්රියතා ශ්රේණිය ලෙස හැඳින්වේ. රසායන විද්යාවේ අධ්යයනයන්හිදී මෙම සක්රියතා ශ්රේණිය ඉතා වැදගත් වේ. අලෝහයක් වන හයිඩ්රජන් සක්රියතා ශ්රේණියට අදාළ නැතත් සක්රියතාව සංසන්දනය සඳහා පහත සටහනේ එය දක්වා ඇත.
මේ අනුව සක්රියතා ශ්රේණියේ ඉහළ ඇති ලෝහ නිස්සාරණයට විද්යුත් විච්ඡේදනය වැනි ප්රබල නිස්සාරණ ක්රම භාවිත කරනු ලැබේ. සක්රියතා ශ්රේණියේ පහළ ඇති ලෝහ නිස්සාරණයට වඩා පහසු භෞතික ක්රම භාවිත කරයි.
මිනිසාගේ ජීවිතයට ඉතා වැදගත් වූ ලෝහයක් වන යකඩ ලෝහය නිස්සාරණය පිළිබඳව අපි දැන් අවධානය යොමු කරමු.
යකඩ යනු සක්රියතා ශ්රේණියේ මැදට වන්නට පිහිටි ලෝහයකි. යකඩ නිස්සාරණය කරනුයේ පසෙන් ලබාගන්නා යපස් වලිනි. යපස්වල ඇති යකඩ අඩංගු ප්රධාන සංඝටකය හීමටයිට් (Fe₂O₃) නම් වේ.
යපස්වලින් යකඩ නිස්සාරණය කර ගැනීම සඳහා භාවිත කරන ධාරා ඌෂ්මකය නම් වන උපකරණය රූපසටහනේ දක්වා ඇත. මෙය 60m පමණ උස් වූ විශේෂ පෝරණුවකි. ඉහළින් අමුද්රව්ය ඇතුළු කරන අතර පහළින් 650°C පමණ උෂ්ණත්වයකට රත්කර ඇති වායු ධාරා ඇතුළු කරයි. මෙසේ ඇතුළු කරන තාපය නිසා ඌෂ්මකය තුළ ප්රතික්රියා කිහිපයක් සිදු වෙමින් ද්රව යකඩ ලැබේ. ධාරා ඌෂ්මකය තුළ උෂ්ණත්වය 1000°C - 1900°C අතර පරාසයක පවතී.
අමුද්රව්ය ලෙස යොදා ගන්නේ හිමටයිට් (Fe₂O₃), හුනුගල් (CaCO₃) සහ කෝක් (C) ය. ඒවා අවශ්ය අනුපාතයට මිශ්ර කර සියුම් ව කුඩු කර ඌෂ්මකයේ ඉහළින් ඇතුළු කරයි.
යකඩ නිස්සාරණයේදී ධාරා ඌෂ්මකය තුළ පහත දැක්වෙන ප්රතික්රියා සිදු වේ:
ලෝබොර ද්රව යකඩ මතුපිට පාවෙමින් පවතී. ද්රව යකඩ හා ලෝබොර වෙන වෙන ම ඉවත් කර ගැනේ.
මිනිස් වර්ගයාට යකඩවලටත් වඩා දිගු ඵෙතිහාසික සබඳකම් ඇති ලෝහයක් ලෙස රන් (Gold - Au) හඳුන්වා දිය හැකි ය. කාසි, විවිධ ප්රතිමා, ලිපි ලේඛන ආදිය සකස් කිරීම සඳහා රන් ලෝහය යොදා ගෙන ඇති බවට සාක්ෂි ඇත. මෙම ලෝහය නිස්සාරණය කරන ආකාරය දැන් විමසා බලමු.
සක්රියතා ශ්රේණියේ පහළ පවතින මෙම ලෝහය වායුගෝලයේ සක්රීය සංඝටක කිසිවක් සමඟ සාමාන්ය තත්ත්ව යටතේ ප්රතික්රියා නො කරයි. මේ නිසා ම නිදහස් මූලද්රව්යයක් ලෙසින් ම රන් ලෝහය ස්වභාවිකව පවතී. නමුත් වෙනත් අපද්රව්ය සමඟ මිශ්ර ව ඇත. රන් අඩංගු ලෝපස ගැරීමෙන් අපද්රව්ය යම් ප්රමාණයක් ඉවත් කර ගත හැකි වේ. සියුම් ව කුඩුකර ගලා යන ජල පහරකට මිශ්ර කළ විට ආරම්භයේ දී ම පතුළට ගමන් කරන්නේ රන් ලෝහයයි. මන්දයත් රන්වල ඝනත්වය ඉතා ඉහළ බැවිනි.
හයිඩ්රජන් වායුව වායුගෝලයේ ඉතා කුඩා ප්රතිශතයකින් පවතින අතර එය සැහැල්ලුතම වායුව ලෙස හැඳින්වේ.
සින්ක් (Zn) හෝ මැග්නීසියම් (Mg) වැනි ලෝහයක් තනුක හයිඩ්රොක්ලෝරික් (HCL) අම්ලය හෝ තනුක සල්ෆියුරික් (H₂SO₄) අම්ලය සමග ප්රතික්රියා කරවීමෙන් හයිඩ්රජන් (H₂) වායුව නිපදවා ගත හැකිය.
Zn + 2 HCl → AnCl₂ + H₂
ජලයේ යටිකුරු විස්ථාපන ක්රමය: වායු සරාව තුළට වායුව ඇතුළු වන විට එහි ඇති ජලය පහළට තල්ලු වී ඉවත් වන බැවින් මෙම ක්රමය යොදා ගැනේ.
වාතයේ යටිකුරු විස්ථාපන ක්රමය: හයිඩ්රජන් වායුව සාමාන්ය වාතයට වඩා ඝනත්වයෙන් අඩු බැවින් වායු සරාව තුළ ඉහළට ගමන් කරයි. එවිට වායු සරාව තුළ වූ වායුගෝලීය වාතය පහළට තල්ලු වී ඉවත් වේ.
A
"පොප්" (Pop) හඬක් නංවමින් වායුව දහනය වීම මඟින් හයිඩ්රජන් (H₂) වායුව පහසුවෙන් හඳුනාගත හැකි ය.
වායුගෝලයේ සාමාන්ය සංයුතිය අනුව 20% ක් පමණ ඔක්සිජන් වායුව අන්තර්ගත වේ.
වැනි ප්රතික්රියා කිහිපයක් මඟින් ඔක්සිජන් (O₂) වායුව නිපදවා ගත හැකිය.
ජලයේ යටිකුරු විස්ථාපන ක්රමය මඟින් ඔක්සිජන් වායුව රැස් කර ගැනේ.
පුළිඟුව නැවත දැල්ල සාදමින් දීප්තිමත් ව දැවෙනු නිරීක්ෂණය කිරීම මඟින් ඔක්සිජන් වායුව හඳුනාගත හැකිය.
පෘථීවි වායුගෝලයේ උෂ්ණත්වය පාලනය කිරීමට සහ ප්රභාසංශ්ලේෂණ ක්රියාවලියේ අමුද්රව්යයක් ලෙස මෙම වායුව ක්රියා කරයි. වායුගෝලයේ සාමාන්ය සංයුතිය අනුව 0.03% තරම් කුඩා ප්රතිශතයක් පවතී.
කැල්සියම් කාබනේට් (CaCO₃) තනුක හයිඩ්රොක්ලෝරික් (HCl) අම්ලය සමග ප්රතික්රියා කරවීමෙන් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් (CO₂) වායුව නිපදවා ගත හැකි ය.
CaCO₃ + 2 HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂
ජලයේ යටිකුරු විස්ථාපන ක්රමය සහ වාතයේ උඩුකුරු විස්ථාපන ක්රමය (ඝනත්වය වැඩි නිසා) යන ක්රම මඟින් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් (CO₂) වායුව රැස් කළ හැකි ය.
සැලකිය යුතුයි: කාබන්ඩයොක්සයිඩ් (CO₂) ජලය මතින් එකතු කිරීමේ දී ජලයේ සුළු ප්රමාණයක් දිය වුව ද වායු නියැදි එකතු කර ගැනීමට එය බාධාවක් නොවේ.
පදාර්ථයේ වෙනස් වීම් රසායන විද්යාව 109 නොමිලේ බෙදාහැරීම සඳහා ය. මෙහිදී ද වායුව එකතු කරන ක්රමය ජලයේ යටිකුරු විස්ථාපන ක්රමය වේ. එහෙත් කාබන්ඩයොක්සයිඩ් (CO₂) වායුවේ ඝනත්වය සාමාන්යය වාතයේ ඝනත්වයට වඩා වැඩි නිසා පහත දැක්වෙන ආකාරයට ද වායුව එකතු කළ හැකි ය.
නළය තුළින් එන කාබන්ඩයොක්සයිඩ් (CO₂) වායුව ඝනත්වයෙන් වැඩි නිසා වායු සරාවේ පතුළට ගමන් කරයි. එවිට වායු සරාව තුළ කාබන්ඩයොක්සයිඩ් (CO₂) වායුව පිරේ. සරාවේ තිබූ වාතය ඉහළට තල්ලු වී යයි. එබැවින් මෙම වායු එකතු කිරිමේ ක්රමය “වාතයේ උඩුකුරු විස්ථාපනය” ලෙස හදුන්වයි.
වඩාත් හොඳින් හුනු දියර කිරි පැහැයට හැරෙනුයේ කාබන් ඩයොක්සයිඩ් (CO₂) තිබූ නළයේ බව ඔබට පෙනෙනු ඇත. හුනු දියරවල ඇති කැල්සියම් හයිඩ්රොක්සයිඩ් (Ca(OH)₂) නළයේ ඇති කාබන් ඩයොක්සයිඩ් (CO₂) වායුව සමග පහත සඳහන් පරිදි ප්රතික්රියා කරයි.
Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O
මෙහි දී ඇති වන සුදු පැහැති කැල්සියම් කාබනේට් (CaCO₃) ජලයේ අවලම්බනය වී ඇති නිසා හුනු දියර කිරි පැහැයට හැරේ.
ඉහත අවලම්බනය ඇති නළයට තවදුරටත් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් වායුව යැවුවහොත් එම කාබන් ඩයොක්සයිඩ් කැල්සියම් කාබනේට් සමඟ ප්රතික්රියා කර ජලයේ ද්රාව්ය කැල්සියම් බයි කාබනේට් (Ca(HCO₃)₂) සෑදේ. එවිට ද්රාවණයේ කිරි පැහැය නැතිවී යයි. ඉහත පරීක්ෂාව විද්යාගාරයේදී කාබන් ඩයොක්සයිඩ් වායුව හඳුනාගැනීමට භාවිතා කළ හැකිය.
