தாங்கல் கரைசல்

தாங்கல் கரைசல் (Buffer Solution) என்பது ஒரு வலிமை குறைந்த அமிலம் மற்றும் அது வலிமைமிக்க காரத்துடன் சேர்ந்து கொடுக்கும் உப்பு இவை இரண்டுமோ அல்லது ஒரு வலிமை குறைந்த காரம் மற்றும் அது வலிமை மிக்க அமிலத்துடன் சேர்ந்து கொடுக்கும் உப்பு இவை இரண்டுமோ கலந்த கலவை ஆகும். தாங்கல் கரைசல் என்பது வலிமை மிக்க அமிலம் அல்லது வலிமை மிக்க காரத்தை சேர்க்கும் போது pH மதிப்பு மாறாமல் இருக்கச் செய்யும் வல்லமை உடைய கரைசல் ஆகும்.^[1] உதாரணமாக அசிட்டிக் அமிலமும், சோடியம் அசிட்டேட்டும் சேர்ந்த கலவை முதல் வகை தாங்கல் கரைசலுக்கு உதாரணமாகும். இவ்வகைத் தாங்கல் கரைசலின் pH மதிப்பு 4.75 என்ற அளவில் அமைகிறது. அம்மோனியா மற்றும் அம்மோனியம் குளோரைடு சேர்ந்த கலவை இரண்டாம் வகை தாங்கல் கரைசலுக்கு உதாரணமாகும்.^[2] இவ்வகைத் தாங்கல் கரைசலின் pH மதிப்பு 9.25 என்ற அளவில் இருக்கும்.^[3]

தாங்கல் கரைசலின் இயங்கு முறை

அமில வகைத் தாங்கல் கரைசலில் பின்வரும் இரண்டு இயங்கு சமநிலைகள் இடம் பெறுகின்றன.

HA ⇌ H⁺ + A^- (வலிமை குறைந்த அமிலம்)

BA ⇌ B⁺ + A^- (வலிமை மிகுந்த உப்பு)

எதிரயனியான A- இவ்வமைப்பில் பொது அயனியாகும். இக்கரைசலில் உப்பிலிருந்து வெளிவரும் A- அயனியின் செறிவுடன் ஒப்பிடுகையில் அமிலத்திலிருந்து வெளிப்படும் A இன் செறிவு புறக்கணிக்கத்தக்கதாகும். இக்கரைசலில் வலிவுமிக்க ஓர் அமிலத்தை ஓரிரு துளிகள் கலந்தால், அவ்வமிலத்தின் ஹைட்ரஜன் அயனிகள், உப்பிலுள்ள A- அயனிகளுடன் இணைந்து வலிவு குன்றிய HA ஐத் தோற்றுவிக்கும். அதாவது, கரைசலுக்கு வெளியிலிருந்து தோற்றுவிக்கப்படும் ஹைட்ரஜன் அயனி நடுநிலையாக்கப்படுகிறது. இதன் விளைவாகக் கரைசலின் pH மதிப்பில் தோன்றக்கூடிய மாற்றம் தவிர்க்கப்படுகிறது. தாங்கல் கரைசலில் காரம் சேர்க்கப்பட்டால், காரத்தின் OH^- அயனி அமிலத்தின் H⁺ அயனியால் நடுநிலையாக்கப்படுகிறது. இதே போன்று காரவகைத் தாங்கல் கரைசலில்,

BOH ⇌ B⁺ + OH^- (வலிமை குறைந்த காரம்)

BA ⇌ B⁺ + A^- (வலிமை மிகுந்த உப்பு)

எனும் இயங்கு சமநிலைகள் உள்ளன. காரம் சேர்க்கப்பட்டால் (பொது அயனி விளைவால்) சேர்க்கப்படும் OH^- பொது அயனியான B⁺ உடன் இணைந்து வலிமை குறைந்த BOH ஆகிறது. அமிலக் கலப்பினால் நுழையும் H⁺ அயனி தாங்கல் அமைப்பின் OH^- அயனியால் நடுநிலையாக்கப்படுகிறது.^[4]

தாங்கல் திறன் மற்றும் தாங்கல் எண்

தாங்கல் கரைசலாக செயல்படும் தன்மையை அளக்கப் பயன்படும் ஒரு மதிப்பே தாங்கல் திறன் எனப்படுகிறது. கரைசலொன்றின் தாங்கல் திறன் மதிப்பை எண்ணியலாக அளப்பதற்கான மதிப்பை முதன் முதலாக வாண்ஸ்லைக் என்பவர் அறிமுகப்படுத்தினார். இந்த மதிப்பானது தாங்கல் எண் (β) என அழைக்கப்பட்டது. ஒரு லிட்டர் தாங்கல் கரைசலின் pH மதிப்பை ஓரலகு மாற்றுவதற்காக அக்கரைசலுடன் சேர்க்கப்படும் அமிலம் அல்லது காரத்தின் கிராம் சமான நிறைகளின் எண்ணிக்கை 'தாங்கல் எண்' என வரையறுக்கப்படுகிறது.^[5][6]

மேற்கோள்கள்

1. Edward W Pitzer (2014). Introductory Chemistry. book boon. p. 129. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 978-87-403-0662-0.
2. Soren Prip Beier & Peter Dybdahl Hede (2013). Essentials of Chemistry. Bookboon. p. 118. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 978-87-403-0322-3.
3. Textbook of Chemistry XI Standard (PDF). NCERT. p. 220.
4. த. தெய்வீகன் (2001). "தாங்கல் கரைசல்". அறிவியல் களஞ்சியம் (2007) தொகுதி 11. Ed. முனைவர் ந. ஜோசப். தஞ்சாவூர்: தமிழ்ப் பல்கலைக்கழகம். 575. அணுகப்பட்டது 18 செப்டம்பர் 2017.
5. Butler, J. N. (1964). Ionic Equilibrium: A Mathematical Approach. Addison-Wesley. p. 151.
6. Understanding, Deriving, and Computing Buffer Capacity, Edward T. Urbansky and Michael R. Schock, Journal of Chemical Education 2000 77 (12), 1640, DOI: 10.1021/ed077p1640