கார்பனேட்டு

காபனேட்டு அயனியின் (CO2−3) பந்து-குச்சி மாதிரியுரு

வேதியியலில் கார்பனேட்டு என்பது, கார்போனிக் அமிலத்தின் உப்பு ஆகும். இது கார்பனேட்டு அயனி CO₃2- ஐக் கொண்டிருக்கும். கார்பனேட்டுத் தொகுதியான C(=O)(O–)₂ ஐக் கொண்டுள்ள கரிமச் சேர்வைகளான, கார்போனிக் அமிலத்தின் எசுத்தர்களும் கார்பனேட்டு எனப் பெயர் பெறும்.

நிலவியலிலும், கனிமவியலிலும் கார்பனேட்டு என்னும் சொல் கார்பனேட்டுக் கனிமங்களையும், கார்பனேட்டுப் பாறையையும் குறிக்கும். இவ்விரண்டும் கார்பனேட்டு அயனியான CO2−3 ஐத் தம்மகத்தே கொண்டிருக்கும். கார்பனேட்டுக் கனிமங்கள் பல்வேறுபட்டவையாகவும், வேதியியல் முறையில் படிந்த படிவுப் பாறைகளில் பரவலாகக் காணப்படுகின்றன. மிகவும் பொதுவாகக் காணப்படும் கார்பனேட்டுக்கள், கல்சைட்டு, தொலமைட்டு, சிதெரைட்டு என்பன. கல்சைட்டு, கல்சியம் காபனேட்டு (CaCO₃) ஆகும். கல்சியம் கார்பனேட்டு சுண்ணக் கல்லிலும், சிப்பியோடுகள், பவளப் பாறைகள் என்பவற்றிலும் காணப்படுகின்றது. தொலமைட்டு என்பது கல்சியம்-மக்னீசியம் கார்பனேட்டு (CaMg(CO₃)₂). சிதெரைட்டு ஒரு முக்கியமான இரும்புத் தாது. இது இரும்பு (II) கார்பனேட்டு (FeCO₃) என்னும் காபனேட்டைக் கொண்டது. சோடா எனப்படும் சோடியம் காபனேட்டு, பொட்டாசு எனப்படும் பொட்டாசியம் கார்பனேட்டு என்பன மிகப் பழைய காலத்திலிருந்தே சுத்தப்படுத்துவதிலும், கண்ணாடி உற்பத்தியிலும் பயன்பட்டு வருகின்றன. காபனேட்டுக்கள் தொழில்துறைகளிலும் பரவலாகப் பயன்பட்டு வருகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக இரும்பு உருக்கியெடுத்தல், சீமெந்து உற்பத்தி, சுண்ணாம்பு உற்பத்தி, வெண்களிப் பொருட்களைப் பளபளப்பூட்டுதல் போன்றவற்றில் கார்பனேட்டுக்களின் பங்கு உண்டு.

அமைப்பும் பிணைப்பும் [தொகு]

கார்பனேட்டு அயனியே மிகவும் எளிமையான ஒட்சோகார்பன் எதிரயனி ஆகும். இது மூன்று ஒட்சிசன் அணுக்களால் சூழப்பட்ட ஒரு கார்பன் அணுவைக் கொண்டது. இது D_3h மூலக்கூற்றுச் சமச்சீருடன் கூடிய முக்கோணத் தள அமைப்புள்ளது. இதன் மூலக்கூற்றுத் திணிவு 60.01 டால்ட்டன்கள். எதிர்மறையான இரண்டு முறையான மின்னேற்றத்தைக் கொண்டது. இது, கார்போனிக் அமிலத்தை (H₂CO₃) இணை மூலமாகக் கொண்ட ஐதரசன் கார்பனேட்டு (இருகார்பனேட்டு) அயனியின் (HCO₃⁻) இணை மூலம் ஆகும்.

கார்பனேட்டு அயனியின் லூயிசு அமைப்பில், எதிர்மறை ஒட்சிசன் அணுக்களுக்கான இரண்டு நீளமான ஒற்றைப் பிணைப்புகளும், நடுநிலை ஒட்சிசனுக்கான குட்டையான இரட்டைப் பிணைப்புக்களும் உள்ளன.

மூன்று பிணைப்புக்களும் ஒரேயளவு நீளம் கொண்டவை, மூன்று ஒட்சிசன் அணுக்களும் முழுதொத்தவை என்னும் முடிவைத்தரும், அயனியின் கண்டறிந்த சமச்சீர் அமைப்புடன் மேற்படி அமைப்புப் பொருத்தமாகக் காணப்படவில்லை. ஒத்த இலத்திரன் நைத்திரேட்டில் உள்ளது போல் சமச்சீரை மூன்று அமைப்புகளுக்கும் இடையேயான உடனிசைவு மூலம் பெறமுடியும்.

இந்த உடனிசைவை பகுதியிணைப்புக்களுடனும், உள்ளடங்கா மின்னேற்றங்களுடனும் கூடிய ஒரு மாதிரியாகச் சுருக்க முடியும்.

வேதியியல் இயல்புகள் [தொகு]

பொதுவாக உலோகக் காபனேட்டைச் சூடாக்கும்போது அது காபனீரொட்சைட்டாகவும் குறித்த உலோகத்தின் ஒட்சைட்டாகவும் பிரியும். வளிமமான காபனீரொட்சைட்டு வெளியேற உலோக ஒட்சைட்டு எஞ்சும். இது நீற்றுதல் எனப்படும்.

நேர் மின்னேறிய அயனி M⁺, எதிர் மின்னேறிய அயனியின் ஒட்சிசன் அணுவுடன் சேரும்போது அயனிச் சேர்வையான கார்பனேட்டு உப்பு உண்டாகிறது:

2 M⁺ + CO₃²⁻ → M₂CO₃

M²⁺ + CO₃²⁻ → MCO₃

2 M³⁺ + 3 CO₃²⁻ → M₂(CO₃)₃

நியம வெப்பநிலையிலும் அமுக்கத்திலும், பெரும்பாலான கார்பனேட்டுக்கள் நீரில் கரையக்கூடியன அல்ல. அவற்றின் கரைதிறன் மாறிலி 1×10⁻⁸ இலும் குறைவாக இருக்கும். சோடியம், பொட்டாசியம், அமோனியம் ஆகியவற்றின் கார்பனேட்டுக்களும், பல யுரேனியம் கார்பனேட்டுக்களும் இதற்கு விதிவிலக்கு.

நீர்க்கரைசலில் கார்பனேட்டு, இருகார்பனேட்டு, காபனீரொட்சைட்டு, காபோனிக் அமிலம் என்பன ஒன்றாக ஒரு இயங்கு சமநிலையில் இருக்கும். வலுவான கார நிலைமைகளில் காபனேட்டு அயனி கூடுதலாகவும், குறைந்த கார நிலைமைகளில் இருகாபனேட்டு அயனிகள் கூடுதலாகவும் இருக்கும். கூடுதலான அமில நிலைமைகளில் நீரில் கரைந்த காபனீரொட்சைட்டு (CO₂(aq)) முதன்மை பெறும். நீரில் இது காபோனிக் அமிலத்துடன் சமநிலையில் இருக்கும். எனினும் சமநிலையில் காபனீரொட்சைட்டே கூடுதலாகக் காணப்படும். இதனால், சோடியம் கார்பனேட்டு காரம், சோடியம் இருகார்பனேட்டு மென்காரம், காபனீரொட்சைட்டு மென் அமிலம். பெரும்பாலான உலோகக் கார்பனேட்டுக்கள் நீரில் கரையாதன எனினும் அவ்வுலோகங்களின் இருகார்பனேட்டுக்கள் அவ்வாறல்ல. நீரில், கார்பனேட்டு, இருகார்பனேட்டு, காபனீரொட்சைட்டு, காபோனிக் அமிலம் என்பவை சமநிலையில் இருக்க, மாறுகின்ற வெப்பநிலை, அமுக்கம் போன்ற சூழ்நிலைகளில், கரையாத கார்பனேட்டுக்களைக் கொண்ட உலோக அயனிகளும் இருக்கும்போது, நீரில் கரையாத சேர்வைகள் உருவாகின்றன. இதனாலேயே குழாய்களின் உள்ளே உப்புப் படிவுகள் ஏற்படுகின்றன.