கணிதமும் வேதியியலும்

 

மேல் வகுப்புகளில், அங்கக வேதியியல் (organic Chemistry), அனங்கக வேதியியல் (Inorganic Chemistry), கணித வேதியியல் (Mathematical Chemistry) முதலிய பாடப் பகுதிகளைத் தெரிந்து கொள்வதற்கு அடிப்படைக் கணித அறிவு மிக அவசியம். கணிதமும் வேதியியலும் எவ்வாறு தொடர்பு கொண்டுள்ளன என்றறியக் கீழே சில உதாரணங்கள் கொடுக்கப் பட்டுள்ளன

ஒரு பொருளின் கரைதிறன் (Solubility) என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்ப நிலையில் 100 கிராம் கரைப்பானில் எத்தனை கிராம் பொருள் கரைந்து பூரிதக் கரைசல் உண்டாக்குகிறதோ, அந்தஎ ஆகும்.

 1 கிராம் கரைபொருள், y கிராம் கரைப்பானில் கரைந்து பூரிதக் கரைசல் உண்டானால், கரைதிறன் - - 100

2. சில குறிப்பிட்ட உப்புகளின் களவடிவங்களைக் கவனித்தால் இவை சமதளக் கன உருவங்களாக இருக்கும். ஒரு திடப்பொருள், ஒரு குறித்த வடிவத்தையும் சமதளப் பரப்புகளையும் இயற்கையாகவே பெற்றிருந்தால் அதற்குப் படிகம் (Crystal) என்பது பெயர். சாதாரண உப்பு, கன சதுர வடிவம் கொண்டது; படிகாரம் எண் முகப்பு வடிவம் உடையது மயில்துத்தப் பட்டை உருட்டு வடிவம் கொண்டது.

பாயில் விதி: 

வெப்ப நிலை மாறாமல் இருக்கும் பொழுது ஒரு வாயுவின் அழுத்தமும் அதன் கன அளவும் எதிர்விகிதத்தில் இருக்கின்றன. இதுவே பாயிலின் விதியாகும்

P= அழுத்தம், V = கன அளவு, k = ஒரு நிலை எண் என்றால் Pe அல்லது Pv=k

சார்லஸ் விதி : 

வாயுக்கள் வெப்பத்தினால் விரிவடை கின்றன. குளிர்ச்சியால் சுருங்குகின்றன என்பதை நாம் அறிவோம். கொடுக்கப்பட்ட வாயுவின் சுன அளவிற்கும் அதன் வெப்ப நிலைக்கும் உண்டான தொடர்பை விளக்குவதே சார்லஸ் விதியாகும். அழுத்தம் நிலையாக இருக்கும் பொழுது குறித்த பொருள். திணிவுள்ள ஒரு வாயுவின் கனஅழுத்தம் அதன் தனி வெப்ப நிலையும் நேர்விகிதத்தில் இருக்கின்றன V=kT - ( தனி வெப்ப நிலை Absolute temperature.)

காற்று மண்டலம், பூமியின் பரப்பிற்குமேல் சுமார் 400 கிலோமீட்டர் உயரத்திற்குப் பரவியிருக்கிறது. இக் காற்றின் பெரும்பாகம் நைட்டிரஜனும் ஆக்ஸிஜனும் ஆகும். சிறு அளவுகளில் அபூர்வ வாயுக்கள் இருக்கின்றன. கீழே கொடுக்கப்பட்ட அட்டவணையைக் கவனிக்கவும்

(a) காற்றில் ஆக்ஸிஜன் 21%

(b) நைட்ரஜன் 78%

(C) கார்பன்-டை-ஆக்ஸைடும், ஆர்கான், நியான் முதலியளவும் 1%

கனஅளவு 23%

எடை  76%

1%

கணிதத்தில் குறியீடுகள் இருப்பது போல் வேதியியலிலும் ஒவ்வொரு மூலகமும் குறியெழுத்தினால் (Symbols) குறிப்பிடப்படுகின்றது:

ஹைடிரஜன்

- H

ஆக்ஸிஜன் - 0

நைட்டிரஜன் N

வெள்ளி

தண்ணீர்

Ag

H,O

வேதியியல் கிரியைக்குப் பிறகு உண்டாகிய பொருள்களைச் சமன்பாடாக எழுதினால் மட்டும் போதாது, அதனைச்சமநிலைச் சமன்பாடாக (balanced equation) எழுத வேண்டும்

உதாரணம் : ஹைட்ரஜன், ஆக்ஸிஜன் கிரியையால் நீர் கிடைக்கிறது என்பதை H, +0, --H,O என்று எழுதுவது தவறு

2H,+0, -- 2H,O என்று எழுத வேண்டும்

(2) 2Mg + O, → 2M9O

(3) 2KCIO, - 2KCI + 30,

உலோகக் கலவை செய்ய எடுத்துக் கொள்ளப்பட்ட உலோகங்கள் குறிப்பிட்ட விகிதத்தில் எடுக்கப்பட்டு உலோகக் கலவையாக உருக்கப்பட்டுக் குளிரவைக்கப்படுகின்றது. தங்கம் மிகவும் மென்மையானதோர் உலோகம் ஓரளவுக்குத் தாமிரத்தை அதனோடு கலந்து உறுதிப்படுத்துகிறார்கள். (22 காரட் தங்கம் என்றால் என்ன ?) கீழே கொடுக்கப்பட்டிருக்கும் உலோகக் கலவைகள் அதிக உபயோகத்தில் உள்ளன

(1) பித்தளை (Brass)

65% தாமிரம்

35% துத்தநாகம்

(i) வெண்க லம் (Bronze) 95% தாமிரம்

4 % வெள்ளியம் (Tin) 1% துத்தநாகம்

95% அலுமினியம் 4% தாமிரம்

மக்னீசியம் %% மங்கனீசு

70% எஃகு

20% குரோமியம்

10% நிக்கல்

(ii) டியூரா அலுமினியம் (Duraluminiurn)

(iv) துருப்பிடிக்காத எஃகு (Stainless Steel)

ஆகியவை.