P-Block Elements (LAQs)
Chemistry-2 | 6. P-Block Elements – LAQs:
Welcome to LAQs in Chapter 6: P-Block Elements. This page features the important FAQs for Long Answer Questions. Each answer is provided in simple English, with a Telugu explanation, and formatted according to the exam style. This will help you thoroughly prepare and secure top marks in your final exams.
LAQ-1 : How is ammonia manufactured by Haber’s process?
For Backbenchers 😎
Imagine you’re in a kitchen, making a special gas called ammonia. You need two main ingredients: nitrogen and hydrogen. When you mix them together, they react and turn into ammonia gas. It’s like mixing flour and water to make dough!
Now, to make sure this reaction happens smoothly, we need the right conditions. Think of it like cooking: if it’s too hot or too cold, your dish won’t turn out right. Same with making ammonia. We need the temperature to be just right, not too hot and not too cold. We also need to squish the gases together, like squeezing a sponge, to make more ammonia.
The perfect recipe for making lots of ammonia is to heat the mixture to about 450-500 degrees Celsius and squeeze it at 200-300 times the pressure of the air around us. That’s like using the right heat and pressure to cook your favorite meal perfectly.
But there’s one more thing that helps the reaction along: a special helper called a catalyst. It’s like adding yeast to bread dough to make it rise. In this case, we use a catalyst made of iron, with a little extra something called molybdenum to make it work even better.
So, here’s how it all comes together: we mix the nitrogen and hydrogen gases, heat them up, squeeze them tightly, and pass them over the catalyst. This makes the gases react and turn into ammonia. Then, we cool down the mixture, and some of the ammonia turns into a liquid that we can collect. Any gases that didn’t react get recycled back into the system to be used again, like using leftovers for another meal.
In short, the Haber’s process is like following a perfect recipe to make lots of valuable ammonia gas. It’s an essential part of making fertilizers and other important chemicals, and it’s all thanks to understanding the right ingredients and conditions for the job.
మన తెలుగులో
మీరు వంటగదిలో అమ్మోనియా అనే ప్రత్యేక వాయువును తయారుచేస్తున్నారని ఊహించుకోండి. మీకు రెండు ప్రధాన పదార్థాలు అవసరం: నైట్రోజన్ మరియు హైడ్రోజన్. మీరు వాటిని కలిపితే, అవి ప్రతిస్పందిస్తాయి మరియు అమ్మోనియా వాయువుగా మారుతాయి. పిండిని, నీళ్లను కలిపి పిండిని తయారు చేయడం లాంటిది!
ఇప్పుడు, ఈ ప్రతిచర్య సజావుగా జరిగేలా చూసుకోవడానికి, మాకు సరైన పరిస్థితులు అవసరం. వంట చేయడం లాగా ఆలోచించండి: ఇది చాలా వేడిగా లేదా చాలా చల్లగా ఉంటే, మీ వంటకం సరైనది కాదు. అదే అమ్మోనియా తయారీ. మనకు ఉష్ణోగ్రత సరిగ్గా ఉండాలి, చాలా వేడిగా ఉండకూడదు మరియు చాలా చల్లగా ఉండకూడదు. మేము మరింత అమ్మోనియాను తయారు చేయడానికి, స్పాంజిని పిండడం వంటి వాయువులను కూడా కలపాలి.
చాలా అమ్మోనియా తయారీకి సరైన వంటకం ఏమిటంటే, మిశ్రమాన్ని సుమారు 450-500 డిగ్రీల సెల్సియస్కు వేడి చేసి, మన చుట్టూ ఉన్న గాలి ఒత్తిడికి 200-300 రెట్లు ఒత్తిడి చేయడం. మీకు ఇష్టమైన భోజనాన్ని సంపూర్ణంగా వండడానికి సరైన వేడి మరియు ఒత్తిడిని ఉపయోగించడం లాంటిది.
కానీ ప్రతిచర్యకు సహాయపడే మరో విషయం ఉంది: ఉత్ప్రేరకం అని పిలువబడే ప్రత్యేక సహాయకుడు. రొట్టె పిండిలో ఈస్ట్ కలిపితే అది పైకి లేస్తుంది. ఈ సందర్భంలో, మేము ఇనుముతో తయారు చేయబడిన ఉత్ప్రేరకాన్ని ఉపయోగిస్తాము, అది మరింత మెరుగ్గా పని చేయడానికి మాలిబ్డినం అని పిలువబడే కొంచెం అదనంగా ఉంటుంది.
కాబట్టి, ఇవన్నీ ఎలా కలిసివస్తాయో ఇక్కడ ఉంది: మేము నైట్రోజన్ మరియు హైడ్రోజన్ వాయువులను కలుపుతాము, వాటిని వేడి చేస్తాము, వాటిని గట్టిగా పిండి వేయండి మరియు ఉత్ప్రేరకం మీదుగా వాటిని పాస్ చేస్తాము. ఇది వాయువులను ప్రతిస్పందిస్తుంది మరియు అమ్మోనియాగా మారుతుంది. అప్పుడు, మేము మిశ్రమాన్ని చల్లబరుస్తాము, మరియు అమ్మోనియాలో కొంత భాగం మనం సేకరించగల ద్రవంగా మారుతుంది. ప్రతిస్పందించని ఏదైనా వాయువులు మళ్లీ ఉపయోగించబడే సిస్టమ్లోకి రీసైకిల్ చేయబడతాయి, మరొక భోజనం కోసం మిగిలిపోయిన వాటిని ఉపయోగించడం వంటివి.
సంక్షిప్తంగా, హేబర్ యొక్క ప్రక్రియ విలువైన అమ్మోనియా వాయువును తయారు చేయడానికి ఒక ఖచ్చితమైన వంటకాన్ని అనుసరించడం లాంటిది. ఎరువులు మరియు ఇతర ముఖ్యమైన రసాయనాలను తయారు చేయడంలో ఇది ఒక ముఖ్యమైన భాగం, మరియు ఉద్యోగం కోసం సరైన పదార్థాలు మరియు పరిస్థితులను అర్థం చేసుకున్నందుకు ఇది కృతజ్ఞతలు.
Introduction
The Haber’s process is a cornerstone industrial method for synthesizing ammonia (NH3) from nitrogen (N2) and hydrogen (H2) gases, employing direct synthesis under specific conditions.
Chemical Reaction
- The formation of ammonia is represented by the equation: $$N_2 (g) + 3H_2 (g) \rightleftharpoons 2NH_3 (g)$$
- This reaction is exothermic, with a change in enthalpy (ΔH) of -92.3 kJ.
Factors Affecting the Equilibrium
- Effect of Temperature: Lower temperatures favor the forward reaction, but an intermediate temperature is chosen to balance reaction rate and yield.
- Effect of Pressure: Higher pressure shifts the equilibrium towards ammonia production due to a decrease in volume.
Optimum Conditions for Production
- Temperature: 725-775 K (approx. 450-500°C)
- Pressure: 200-300 atm
- Catalyst: Finely divided iron (Fe), enhanced by a promoter, molybdenum (Mo).
Process Steps
- Compression of Gases: Nitrogen and hydrogen gases are compressed to 200-300 atm.
- Passing Through Catalyst Chamber: The compressed gases pass over the iron catalyst at 500°C, with molybdenum serving as the promoter.
- Cooling and Liquefaction: Resultant gases are cooled, causing ammonia to liquefy and be collected.
- Recirculation of Unreacted Gases: Unreacted nitrogen and hydrogen are recycled back into the system for efficiency.
Summary
The Haber’s process ingeniously applies the principles of chemical equilibrium to optimize ammonia production conditions, demonstrating a significant advancement in industrial chemistry. This method ensures efficient, large-scale production of ammonia, pivotal for various applications, including fertilizers and chemicals.
LAQ-2 : How does ammonia react with i) ZnSO4(aq) ii) CuSO4(aq) iii) AgCl(s)
For Backbenchers 😎
Imagine ammonia as a friendly molecule that loves to make new friends wherever it goes. When it meets zinc sulfate, they join hands and create a new compound, kind of like mixing colors to make a new shade. This new compound is called tetraamminezinc(II) sulfate and shows that ammonia and zinc are now buddies.
Next, when ammonia hangs out with copper sulfate, something magical happens. They mix together and create a beautiful deep blue color, like mixing paint colors. This deep blue color tells us that ammonia and copper have formed a special bond, creating a compound called tetraamminecopper(II) sulfate.
Lastly, when ammonia encounters silver chloride, it’s like a disappearing act! The silver chloride vanishes and forms a new, soluble compound. It’s like magic! This new compound is called diamminesilver(I) chloride and shows us that ammonia has a special power to dissolve silver chloride, which doesn’t usually dissolve in water.
In simple terms, these reactions show us how ammonia can make new compounds with different substances. Whether it’s forming colorful compounds with zinc and copper or making insoluble substances like silver chloride disappear, ammonia is like a superhero in the world of chemistry, helping scientists understand and work with different materials.
మన తెలుగులో
అమ్మోనియాను స్నేహపూర్వక అణువుగా ఊహించుకోండి, అది ఎక్కడికి వెళ్లినా కొత్త స్నేహితులను సంపాదించడానికి ఇష్టపడుతుంది. ఇది జింక్ సల్ఫేట్తో కలిసినప్పుడు, వారు చేతులు కలుపుతారు మరియు కొత్త సమ్మేళనాన్ని సృష్టిస్తారు, కొత్త నీడను తయారు చేయడానికి రంగులు కలపడం వంటివి. ఈ కొత్త సమ్మేళనాన్ని టెట్రాఅమినిజింక్(II) సల్ఫేట్ అని పిలుస్తారు మరియు అమ్మోనియా మరియు జింక్ ఇప్పుడు బడ్డీలుగా ఉన్నాయని చూపిస్తుంది.
తర్వాత, అమ్మోనియా రాగి సల్ఫేట్తో వేలాడుతున్నప్పుడు, ఏదో అద్భుతం జరుగుతుంది. అవి ఒకదానితో ఒకటి కలపండి మరియు పెయింట్ రంగులను కలపడం వంటి అందమైన లోతైన నీలం రంగును సృష్టిస్తాయి. ఈ లోతైన నీలం రంగు అమ్మోనియా మరియు రాగి ఒక ప్రత్యేక బంధాన్ని ఏర్పరుచుకున్నాయని, టెట్రాఅమిన్కాపర్(II) సల్ఫేట్ అనే సమ్మేళనాన్ని సృష్టిస్తుందని చెబుతుంది.
చివరగా, అమ్మోనియా సిల్వర్ క్లోరైడ్ను ఎదుర్కొన్నప్పుడు, అది అదృశ్యమైన చర్య లాంటిది! సిల్వర్ క్లోరైడ్ అదృశ్యమై కొత్త, కరిగే సమ్మేళనాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. ఇది మంత్రం లాంటిది! ఈ కొత్త సమ్మేళనం డయామినిసిల్వర్(I) క్లోరైడ్ అని పిలువబడుతుంది మరియు సాధారణంగా నీటిలో కరగని సిల్వర్ క్లోరైడ్ను కరిగించడానికి అమ్మోనియాకు ప్రత్యేక శక్తి ఉందని చూపిస్తుంది.
సరళంగా చెప్పాలంటే, అమ్మోనియా వివిధ పదార్ధాలతో కొత్త సమ్మేళనాలను ఎలా తయారు చేయగలదో ఈ ప్రతిచర్యలు మనకు చూపుతాయి. జింక్ మరియు రాగితో రంగురంగుల సమ్మేళనాలను ఏర్పరుచుకున్నా లేదా సిల్వర్ క్లోరైడ్ వంటి కరగని పదార్ధాలను మాయమైనా, అమ్మోనియా రసాయన శాస్త్ర ప్రపంచంలో ఒక సూపర్ హీరో వంటిది, శాస్త్రవేత్తలు అర్థం చేసుకోవడానికి మరియు వివిధ పదార్థాలతో పని చేయడానికి సహాయపడుతుంది.
Introduction
Ammonia (NH3) is a versatile compound that reacts differently with various substances. Below are the reactions of ammonia with zinc sulfate (ZnSO4), copper sulfate (CuSO4), and silver chloride (AgCl).
- Reaction with Zinc Sulfate (ZnSO4)
- Reaction: Ammonia reacts with ZnSO4(aq) to form a complex compound. $$ZnSO_4(aq) + 4NH_3(aq) \rightarrow [Zn(NH_3)_4]SO_4(aq)$$
- Result: The formation of tetraamminezinc(II) sulfate is observed, indicating the complexation of zinc ions with ammonia.
- Reaction with Copper Sulfate (CuSO4)
- Reaction: Ammonia interacts with CuSO4(aq), leading to the formation of a deep blue complex. $$CuSO_4(aq) + 4NH_3(aq) \rightarrow [Cu(NH_3)_4]SO_4(aq)$$
- Result: The reaction produces tetraamminecopper(II) sulfate, recognized by its characteristic deep blue color, which indicates the complexation of copper ions with ammonia.
- Reaction with Silver Chloride (AgCl)
- Reaction: Ammonia dissolves AgCl(s), forming a soluble complex. $$AgCl(s) + 2NH_3(aq) \rightarrow [Ag(NH_3)_2]Cl(aq)$$
- Result: The formation of diamminesilver(I) chloride demonstrates the ability of ammonia to dissolve otherwise insoluble silver chloride by complexation.
Summary
Ammonia’s reactions with zinc sulfate, copper sulfate, and silver chloride showcase its reactive nature and ability to form complex compounds. These reactions highlight the importance of ammonia in analytical chemistry, particularly in the formation of complex ions with metals such as zinc, copper, and silver.
LAQ-3 : How is nitric acid manufactured by Ostwald’s process?
For Backbenchers 😎
Imagine you’re in a kitchen, cooking up some special liquid called nitric acid. Here’s how you do it:
First, you start with a gas called ammonia. It’s like having a bunch of tiny building blocks floating around. You heat up the ammonia and mix it with some oxygen gas. This creates a new gas called nitric oxide and some water vapor. It’s like stirring ingredients in a pot to make a soup. The recipe looks like this: $$4NH_3(g) + 5O_2(g) \rightarrow 4NO(g) + 6H_2O(g)$$
Next, you take that nitric oxide and add more oxygen to it. This changes it into another gas called nitrogen dioxide. It’s like adding seasoning to your soup to give it more flavor. The recipe for this step is: $$2NO(g) + O_2(g) \rightarrow 2NO_2(g)$$
Now comes the magic part! You cool down the nitrogen dioxide gas and mix it with some water. This creates the nitric acid we want! It’s like mixing sugar with water to make lemonade. Some of the nitric oxide gas is also formed during this step, which we can reuse later. The recipe for making nitric acid is: $$3NO_2(g) + H_2O(l) \rightarrow 2HNO_3(aq) + NO(g)$$
But we’re not done yet! We want our nitric acid to be really strong, so we need to make it more concentrated. We do this by distilling it, adding sulfuric acid to make it even stronger, and then cooling it down until it turns into crystals. This gives us super strong 100% pure nitric acid. It’s like making juice concentrate by removing the water to make it more powerful.
So, in simple terms, the Ostwald’s Process is like following a recipe to cook up some powerful nitric acid. By mixing and heating different gases and liquids in just the right way, we can create a useful chemical that’s used in many industries. It’s like being a chemist in the kitchen, cooking up something special!
మన తెలుగులో
మీరు వంటగదిలో ఉన్నారని ఊహించుకోండి, నైట్రిక్ యాసిడ్ అని పిలిచే ప్రత్యేకమైన ద్రవాన్ని వండుతారు. మీరు దీన్ని ఎలా చేస్తారో ఇక్కడ ఉంది:
మొదట, మీరు అమ్మోనియా అనే వాయువుతో ప్రారంభించండి. ఇది చుట్టూ తేలియాడే చిన్న బిల్డింగ్ బ్లాక్ల సమూహాన్ని కలిగి ఉండటం లాంటిది. మీరు అమ్మోనియాను వేడి చేసి కొంత ఆక్సిజన్ వాయువుతో కలపండి. ఇది నైట్రిక్ ఆక్సైడ్ అనే కొత్త వాయువును మరియు కొంత నీటి ఆవిరిని సృష్టిస్తుంది. ఇది సూప్ చేయడానికి ఒక కుండలో పదార్థాలను కదిలించడం లాంటిది. రెసిపీ ఇలా కనిపిస్తుంది: $$4NH_3(g) + 5O_2(g) \rightarrow 4NO(g) + 6H_2O(g)$$
తరువాత, మీరు ఆ నైట్రిక్ ఆక్సైడ్ తీసుకొని దానికి మరింత ఆక్సిజన్ను జోడించండి. ఇది నైట్రోజన్ డయాక్సైడ్ అని పిలువబడే మరొక వాయువుగా మారుతుంది. ఇది మీ సూప్కు మరింత రుచిని అందించడానికి మసాలాను జోడించడం లాంటిది. ఈ దశ కోసం రెసిపీ: $$2NO(g) + O_2(g) \rightarrow 2NO_2(g)$$
ఇప్పుడు మేజిక్ భాగం వస్తుంది! మీరు నైట్రోజన్ డయాక్సైడ్ వాయువును చల్లబరుస్తుంది మరియు కొంచెం నీటితో కలపండి. ఇది మనకు కావలసిన నైట్రిక్ యాసిడ్ను సృష్టిస్తుంది! నిమ్మరసం చేయడానికి నీళ్లలో పంచదార కలిపినట్లే. ఈ దశలో కొంత నైట్రిక్ ఆక్సైడ్ వాయువు కూడా ఏర్పడుతుంది, దానిని మనం తర్వాత మళ్లీ ఉపయోగించుకోవచ్చు. నైట్రిక్ యాసిడ్ తయారీకి సంబంధించిన రెసిపీ: $$3NO_2(g) + H_2O(l) \rightarrow 2HNO_3(aq) + NO(g)$$
కానీ మేము ఇంకా పూర్తి చేయలేదు! మా నైట్రిక్ యాసిడ్ నిజంగా బలంగా ఉండాలని మేము కోరుకుంటున్నాము, కాబట్టి మనం దానిని మరింత కేంద్రీకరించాలి. మేము దానిని స్వేదనం చేయడం ద్వారా దీన్ని చేస్తాము, దానిని మరింత బలంగా చేయడానికి సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్ జోడించడం, ఆపై అది స్ఫటికాలుగా మారే వరకు చల్లబరుస్తుంది. ఇది మనకు సూపర్ స్ట్రాంగ్ 100% స్వచ్ఛమైన నైట్రిక్ యాసిడ్ని అందిస్తుంది. ఇది మరింత శక్తివంతం చేయడానికి నీటిని తొలగించడం ద్వారా రసం గాఢత వంటిది.
కాబట్టి, సరళంగా చెప్పాలంటే, ఓస్ట్వాల్డ్ ప్రక్రియ అనేది కొన్ని శక్తివంతమైన నైట్రిక్ యాసిడ్ను తయారు చేయడానికి ఒక రెసిపీని అనుసరించడం లాంటిది. వివిధ వాయువులు మరియు ద్రవాలను సరైన మార్గంలో కలపడం మరియు వేడి చేయడం ద్వారా, మేము అనేక పరిశ్రమలలో ఉపయోగించే ఉపయోగకరమైన రసాయనాన్ని సృష్టించవచ్చు. కిచెన్లో కెమిస్ట్గా ఉండటం, ప్రత్యేకంగా వంట చేయడం లాంటిది!
Introduction
The Ostwald’s Process is a principal method for producing nitric acid by catalytically oxidizing ammonia. This process is efficient and widely used in the chemical industry.
Stepwise Procedure
- Oxidation of Ammonia to Nitric Oxide
- Ammonia is oxidized to nitric oxide using a platinum catalyst at approximately 500°C. $$4NH_3(g) + 5O_2(g) \rightarrow 4NO(g) + 6H_2O(g)$$
- The platinum gauze acts as a catalyst, enhancing the reaction rate.
- Oxidation of Nitric Oxide to Nitrogen Dioxide: The formed nitric oxide is further oxidized to nitrogen dioxide in the presence of oxygen. $$2NO(g) + O_2(g) \rightarrow 2NO_2(g)$$
- Absorption of Nitrogen Dioxide to form Nitric Acid
- Nitrogen dioxide is cooled and then absorbed in water, producing nitric acid. $$3NO_2(g) + H_2O(l) \rightarrow 2HNO_3(aq) + NO(g)$$
- A portion of nitric oxide is recycled, enhancing process efficiency.
Concentration of Nitric Acid
- First Stage: Dilute nitric acid is distilled to obtain about 68% HNO₃ by mass.
- Second Stage: The 68% nitric acid is further dehydrated with concentrated sulfuric acid, yielding anhydrous HNO₃ with a concentration of around 98%.
- Third Stage: To achieve 100% nitric acid, the 98% acid is cooled in a freezing mixture, leading to the crystallization of pure HNO₃.
Summary
The Ostwald process efficiently produces nitric acid, a colorless, strong oxidizing liquid used across various industries and laboratories. Through the catalytic oxidation of ammonia and subsequent processing stages, high-purity nitric acid is obtained, demonstrating the importance of this method in the chemical manufacturing sector.
LAQ-4 : How does nitric acid react with the following? i) Copper ii) Zn iii) S8 iv) P4
For Backbenchers 😎
Think of nitric acid (HNO₃) as a powerful wizard potion. When it meets different ingredients, it creates magical reactions.
Imagine nitric acid meeting copper. It turns the copper into a new substance called copper(II) nitrate, while itself transforms into a gas called nitrogen dioxide and water. It’s like changing rocks into gems! This change looks like this: $$3Cu + 8HNO_3 \rightarrow 3Cu(NO_3)_2 + 2NO + 4H_2O$$ Copper gives something up (it’s oxidized), and nitric acid takes it (it’s reduced).
Now, let’s talk about what happens when nitric acid meets zinc. It’s like a chemical handshake. Nitric acid changes the zinc into zinc nitrate, and itself turns into nitrogen dioxide and water. It’s like turning iron into gold! The reaction looks like this: $$Zn + 4HNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + 2NO_2 + 2H_2O$$ Zinc gives away something (gets oxidized), and nitric acid accepts it (gets reduced).
Next, when nitric acid encounters sulfur, it’s like a magical transformation. Nitric acid turns the sulfur into sulfuric acid, while itself becomes nitrogen dioxide and water. It’s like turning water into ice! The reaction goes like this: $$S_8 + 48HNO_3 \rightarrow 8H_2SO_4 + 48NO_2 + 16H_2O$$ Sulfur loses something (gets oxidized), and nitric acid gains it (gets reduced).
Lastly, let’s see what happens when nitric acid mixes with phosphorus. It’s like a potion party! Nitric acid combines with phosphorus to create phosphoric acid, along with nitrogen dioxide and water. It’s like mixing lemon with water to make lemonade! The reaction looks like this: $$P_4 + 20HNO_3 \rightarrow 4H_3PO_4 + 20NO_2 + 4H_2O$$ Phosphorus loses something (gets oxidized), and nitric acid gains it (gets reduced).
In simple terms, nitric acid is like a magical potion that can transform different substances into new ones. Whether it’s metals like copper and zinc, or non-metals like sulfur and phosphorus, nitric acid can make some pretty amazing changes happen!
మన తెలుగులో
నైట్రిక్ యాసిడ్ (HNO₃) ఒక శక్తివంతమైన విజర్డ్ పానీయంగా భావించండి. ఇది వివిధ పదార్ధాలను కలిసినప్పుడు, అది మాయా ప్రతిచర్యలను సృష్టిస్తుంది.
నైట్రిక్ యాసిడ్ రాగిని కలవడాన్ని ఊహించండి. ఇది రాగిని కాపర్ (II) నైట్రేట్ అని పిలిచే కొత్త పదార్ధంగా మారుస్తుంది, అదే సమయంలో అది నైట్రోజన్ డయాక్సైడ్ మరియు నీరు అనే వాయువుగా మారుతుంది. శిలలను రత్నాలుగా మార్చినట్లే! ఈ మార్పు ఇలా కనిపిస్తుంది: $$3Cu + 8HNO_3 \rightarrow 3Cu(NO_3)_2 + 2NO + 4H_2O$$ రాగి కొంత వరకు ఇస్తుంది (ఇది ఆక్సిడైజ్ చేయబడింది), మరియు నైట్రిక్ యాసిడ్ దానిని తీసుకుంటుంది (ఇది తగ్గింది).
ఇప్పుడు, నైట్రిక్ యాసిడ్ జింక్ను కలిసినప్పుడు ఏమి జరుగుతుందో మాట్లాడుకుందాం. ఇది కెమికల్ హ్యాండ్షేక్ లాంటిది. నైట్రిక్ యాసిడ్ జింక్ను జింక్ నైట్రేట్గా మారుస్తుంది మరియు స్వయంగా నైట్రోజన్ డయాక్సైడ్ మరియు నీరుగా మారుతుంది. ఇనుమును బంగారంగా మార్చినట్లే! ప్రతిచర్య ఇలా కనిపిస్తుంది: $$Zn + 4HNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + 2NO_2 + 2H_2O$$ జింక్ ఏదైనా ఇస్తుంది (ఆక్సీకరణం చెందుతుంది), మరియు నైట్రిక్ యాసిడ్ దానిని అంగీకరిస్తుంది (తగ్గుతుంది).
తరువాత, నైట్రిక్ యాసిడ్ సల్ఫర్ను ఎదుర్కొన్నప్పుడు, అది మాయా పరివర్తన వంటిది. నైట్రిక్ యాసిడ్ సల్ఫర్ను సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లంగా మారుస్తుంది, అదే నైట్రోజన్ డయాక్సైడ్ మరియు నీరుగా మారుతుంది. నీటిని మంచుగా మార్చినట్లే! ప్రతిచర్య ఇలా ఉంటుంది: $$S_8 + 48HNO_3 \rightarrow 8H_2SO_4 + 48NO_2 + 16H_2O$$ సల్ఫర్ ఏదో కోల్పోతుంది (ఆక్సీకరణం చెందుతుంది), మరియు నైట్రిక్ యాసిడ్ దానిని పొందుతుంది (తగ్గుతుంది).
చివరగా, నైట్రిక్ యాసిడ్ భాస్వరంతో కలిపితే ఏమి జరుగుతుందో చూద్దాం. ఇది పాయసం పార్టీ లాంటిది! నైట్రిక్ యాసిడ్ ఫాస్ఫరస్తో కలిసి నత్రజని డయాక్సైడ్ మరియు నీటితో పాటు ఫాస్పోరిక్ ఆమ్లాన్ని సృష్టిస్తుంది. నిమ్మరసాన్ని నీళ్లలో కలిపి నిమ్మరసం చేసినట్లే! ప్రతిచర్య ఇలా కనిపిస్తుంది: $$P_4 + 20HNO_3 \rightarrow 4H_3PO_4 + 20NO_2 + 4H_2O$$ భాస్వరం ఏదో కోల్పోతుంది (ఆక్సీకరణం చెందుతుంది), మరియు నైట్రిక్ యాసిడ్ దానిని పొందుతుంది (తగ్గుతుంది).
సరళంగా చెప్పాలంటే, నైట్రిక్ యాసిడ్ ఒక మాయా కషాయం లాంటిది, ఇది వివిధ పదార్ధాలను కొత్తవిగా మార్చగలదు. అది రాగి మరియు జింక్ వంటి లోహాలు అయినా, లేదా సల్ఫర్ మరియు ఫాస్పరస్ వంటి లోహాలు కానివి అయినా, నైట్రిక్ యాసిడ్ కొన్ని అద్భుతమైన మార్పులను చేయగలదు!
Introduction
Nitric acid (HNO₃) is a highly reactive, strong acid that can undergo various chemical reactions with metals, non-metals, and other compounds.
- Reaction with Copper (Cu)
- Reaction: Nitric acid reacts with copper to produce copper(II) nitrate, nitrogen dioxide, and water. $$3Cu + 8HNO_3 \rightarrow 3Cu(NO_3)_2 + 2NO + 4H_2O$$
- Copper is oxidized to copper(II) nitrate, while nitric acid is reduced to nitrogen dioxide (NO) gas.
- Reaction with Zinc (Zn)
- Reaction: When zinc reacts with nitric acid, zinc nitrate, nitrogen monoxide, and water are produced. $$Zn + 4HNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + 2NO_2 + 2H_2O$$
- Zinc is oxidized to zinc nitrate, and nitric acid is reduced to nitrogen dioxide.
- Reaction with Sulfur (S8)
- Reaction: Nitric acid oxidizes sulfur to sulfuric acid, producing nitrogen dioxide as a byproduct. $$S_8 + 48HNO_3 \rightarrow 8H_2SO_4 + 48NO_2 + 16H_2O$$
- Sulfur is oxidized to sulfuric acid, and nitric acid is reduced to nitrogen dioxide.
- Reaction with Phosphorus (P4)
- Reaction: Phosphorus reacts with nitric acid to form phosphoric acid, nitrogen dioxide, and water. $$P_4 + 20HNO_3 \rightarrow 4H_3PO_4 + 20NO_2 + 4H_2O$$
- Phosphorus is oxidized to phosphoric acid, and nitric acid is reduced to nitrogen dioxide.
Summary
Nitric acid’s reactions with copper, zinc, sulfur, and phosphorus illustrate its strong oxidizing properties. These reactions produce various compounds, such as nitrates and oxides, demonstrating nitric acid’s versatility in chemical transformations.
LAQ-5 : a. How is Ozone prepared?
b. How does it react with i) C2H4 ii) KL iii) Hg iv) Pbs v) NO vi) Ag
For Backbenchers 😎
Think of ozone (O₃) as a special chemical superhero. We can make it by zapping oxygen gas (O₂) with electricity. This transforms some of the O₂ into O₃. It’s like creating a magic potion from plain ingredients!
Now, when ozone meets different substances, it works its magic. For example, when it meets ethylene, a gas used in making plastic, it transforms it into something called ethyl ozonide. It’s like turning a simple ingredient into a cool new recipe!
Similarly, when ozone mixes with potassium iodide, it helps release iodine, which has a brown color. It’s like discovering hidden treasure when the potion touches a special stone.
Ozone doesn’t just play with gases; it also likes to transform metals! For instance, when it meets mercury, it changes it into something called mercuric oxide. It’s like turning a metal coin into a shiny gem with a wave of its wand!
Even other substances like lead sulfide and silver aren’t safe from ozone’s magic. It can turn lead sulfide into lead sulfate and silver into silver oxide. It’s like turning dull rocks into valuable jewels!
In simple terms, ozone is a powerful chemical that can change other substances in amazing ways.
Whether it’s reacting with gases, metals, or other compounds, ozone’s magic makes it a superhero in the world of chemistry!
మన తెలుగులో
ఓజోన్ (O₃)ని ఒక ప్రత్యేక రసాయన సూపర్హీరోగా భావించండి. ఆక్సిజన్ గ్యాస్ (O₂)ని విద్యుత్తో జాప్ చేయడం ద్వారా మనం దీన్ని తయారు చేయవచ్చు. ఇది O₂లో కొంత భాగాన్ని O₃గా మారుస్తుంది. ఇది సాదా పదార్ధాల నుండి ఒక అద్భుత కషాయాన్ని సృష్టించడం లాంటిది!
ఇప్పుడు, ఓజోన్ వివిధ పదార్ధాలను కలిసినప్పుడు, అది తన మేజిక్ పనిచేస్తుంది. ఉదాహరణకు, ఇది ప్లాస్టిక్ను తయారు చేయడంలో ఉపయోగించే ఇథిలీన్ అనే వాయువును కలిసినప్పుడు, అది దానిని ఇథైల్ ఓజోనైడ్గా మారుస్తుంది. ఇది సాధారణ పదార్ధాన్ని చక్కని కొత్త వంటకంగా మార్చడం లాంటిది!
అదేవిధంగా, ఓజోన్ పొటాషియం అయోడైడ్తో కలిసినప్పుడు, అది బ్రౌన్ కలర్ని కలిగి ఉండే అయోడిన్ను విడుదల చేయడంలో సహాయపడుతుంది. పానకం ప్రత్యేకమైన రాయిని తాకినప్పుడు గుప్త నిధిని కనుగొనడం లాంటిది.
ఓజోన్ కేవలం వాయువులతో ఆడదు; ఇది లోహాలను మార్చడానికి కూడా ఇష్టపడుతుంది! ఉదాహరణకు, అది పాదరసంతో కలిసినప్పుడు, అది మెర్క్యూరిక్ ఆక్సైడ్ అని పిలువబడే దానిలోకి మారుస్తుంది. లోహపు నాణేన్ని దాని దండంతో మెరిసే రత్నంగా మార్చడం లాంటిది!
సీసం సల్ఫైడ్ మరియు వెండి వంటి ఇతర పదార్థాలు కూడా ఓజోన్ మాయాజాలం నుండి సురక్షితంగా లేవు. ఇది లెడ్ సల్ఫైడ్ను లెడ్ సల్ఫేట్గా మరియు వెండిని సిల్వర్ ఆక్సైడ్గా మార్చగలదు. మొండి రాళ్లను విలువైన ఆభరణాలుగా మార్చినట్లే!
సరళంగా చెప్పాలంటే, ఓజోన్ ఒక శక్తివంతమైన రసాయనం, ఇది ఇతర పదార్ధాలను అద్భుతమైన మార్గాల్లో మార్చగలదు. అది వాయువులు, లోహాలు లేదా ఇతర సమ్మేళనాలతో ప్రతిస్పందించినా, ఓజోన్ మాయాజాలం దానిని కెమిస్ట్రీ ప్రపంచంలో సూపర్హీరోగా చేస్తుంది!
Introduction
Ozone (O₃) is a powerful oxidizing agent with significant applications in both natural and industrial processes.
a. Preparation of Ozone
- Ozone is primarily prepared by passing an electric discharge through oxygen gas (O2). This process, known as silent electric discharge, converts oxygen molecules into ozone. $$3O_2 \overset{electric\ discharge}{\longrightarrow} 2O_3$$
- The formation of ozone from oxygen involves the breakdown of O2 molecules and the recombination of oxygen atoms to form O3.
b. Reactions of Ozone
- With Ethylene (C2H4)
- Reaction: Ozone oxidizes ethylene to form ethyl ozonide, which can further decompose to form aldehydes or ketones. $$C_2H_4 + O_3 \rightarrow C_2H_4O_3$$
- With Potassium Iodide (KI)
- Reaction: Ozone reacts with potassium iodide in the presence of water, releasing iodine, which can be detected by its brown color. $$2KI + O_3 + H_2O \rightarrow I_2 + 2KOH + O_2$$
- With Mercury (Hg)
- Reaction: Ozone oxidizes mercury to mercuric oxide (HgO), demonstrating its strong oxidizing ability. $$Hg + O_3 \rightarrow HgO + O_2$$
- With Lead Sulfide (PbS)
- Reaction: Ozone oxidizes lead sulfide to lead sulfate. $$PbS + 4O_3 \rightarrow PbSO_4 + 4O_2$$
- With Nitric Oxide (NO)
- Reaction: Ozone readily oxidizes nitric oxide to nitrogen dioxide (NO2), a process used in air purification. $$NO + O_3 \rightarrow NO_2 + O_2$$
- With Silver (Ag)
- Reaction: Ozone reacts with silver to form silver oxide (Ag₂O), showcasing its ability to oxidize metals. $$2Ag + O_3 \rightarrow Ag_2O + O_2$$
Summary
The preparation and reactions of ozone highlight its potent oxidizing nature. Whether transforming organic compounds, reacting with metals, or purifying air by oxidizing pollutants, ozone’s chemical behavior underscores its importance across various fields.
LAQ-6 : Describe the manufacture of H2SO4 by contact process.
For Backbenchers 😎
Imagine we’re in a kitchen, making a special sauce called sulphuric acid. First, we start by burning some sulphur in the air. This gives us sulphur dioxide, which is like our main ingredient for the sauce.
Next, we need to turn this sulphur dioxide into something called sulphur trioxide. We do this by mixing it with more air. Think of it like adding extra flavor to our sauce. We use heat and a special helper called a catalyst to make this happen faster.
Once we have sulphur trioxide, we mix it with a strong acid called sulphuric acid. This creates a new sauce called oleum. It’s like mixing two ingredients to get a special blend.
Finally, we add water to our oleum, and voila! We have concentrated sulphuric acid, ready to use. It’s like adding water to a concentrated drink to make it just right.
So, in simple terms, the Contact Process is like a recipe for making sulphuric acid sauce. We start with sulphur, turn it into sulphur dioxide, then sulphur trioxide, mix it with sulphuric acid to make oleum, and finally dilute it with water to get concentrated sulphuric acid. This process helps us make lots of sulphuric acid efficiently, which we use in many industries for different purposes.
మన తెలుగులో
మేము వంటగదిలో ఉన్నామని ఊహించుకోండి, సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్ అని పిలిచే ఒక ప్రత్యేక సాస్ తయారు చేస్తాము. మొదట, మేము గాలిలో కొంత సల్ఫర్ను కాల్చడం ద్వారా ప్రారంభిస్తాము. ఇది మనకు సల్ఫర్ డయాక్సైడ్ను ఇస్తుంది, ఇది సాస్ కోసం మా ప్రధాన పదార్ధం వలె ఉంటుంది.
తరువాత, మనం ఈ సల్ఫర్ డయాక్సైడ్ను సల్ఫర్ ట్రైయాక్సైడ్ అని పిలవాలి. మేము దీన్ని ఎక్కువ గాలితో కలపడం ద్వారా చేస్తాము. మా సాస్కు అదనపు రుచిని జోడించడం వంటి దాని గురించి ఆలోచించండి. ఇది వేగంగా జరిగేలా చేయడానికి మేము వేడిని మరియు ఉత్ప్రేరకం అనే ప్రత్యేక సహాయకుడిని ఉపయోగిస్తాము.
మన దగ్గర సల్ఫర్ ట్రైయాక్సైడ్ ఉన్న తర్వాత, దానిని సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్ అనే బలమైన ఆమ్లంతో కలుపుతాము. ఇది ఓలియం అనే కొత్త సాస్ను సృష్టిస్తుంది. ఇది ప్రత్యేకమైన మిశ్రమాన్ని పొందడానికి రెండు పదార్థాలను కలపడం లాంటిది.
చివరగా, మేము మా ఒలియం మరియు వోయిలాకు నీటిని కలుపుతాము! మేము ఉపయోగించేందుకు సిద్ధంగా ఉన్న సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్ని కలిగి ఉన్నాము. ఇది సరిగ్గా చేయడానికి గాఢమైన పానీయానికి నీటిని జోడించడం లాంటిది.
కాబట్టి, సాధారణ పరంగా, సంప్రదింపు ప్రక్రియ సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్ సాస్ తయారీకి ఒక రెసిపీ వంటిది. మేము సల్ఫర్తో ప్రారంభించి, దానిని సల్ఫర్ డయాక్సైడ్గా మార్చాము, తరువాత సల్ఫర్ ట్రైయాక్సైడ్గా మారుస్తాము, దానిని సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్తో కలిపి ఓలియం తయారు చేస్తాము మరియు చివరికి దానిని నీటితో కరిగించి గాఢమైన సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లాన్ని పొందుతాము. ఈ ప్రక్రియ చాలా సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్ను సమర్ధవంతంగా తయారు చేయడంలో మాకు సహాయపడుతుంది, దీనిని మేము అనేక పరిశ్రమలలో వివిధ ప్రయోజనాల కోసం ఉపయోగిస్తాము.
Introduction
The Contact Process is a prevalent and efficient method for producing sulphuric acid (H₂SO₄), essential for various industrial applications. This multi-step process involves the oxidation of sulphur dioxide to sulphur trioxide, followed by its conversion to sulphuric acid.
Steps in the Contact Process
- Formation of Sulphur Dioxide (SO2)
- Burning Sulphur: Sulphur is combusted in air, yielding sulphur dioxide. $$\textbf{S} + \textbf{O}_2 \rightarrow \textbf{SO}_2$$
- Conversion of SO2 to Sulphur Trioxide (SO3)
- Oxidizing SO2: Sulphur dioxide is oxidized to sulphur trioxide, an exothermic reaction. $$2\textbf{SO}_2(g) + \textbf{O}_2(g) \rightarrow 2\textbf{SO}_3(g)$$
- Optimal Conditions: To favor SO3 formation, conditions include a temperature of 673K to 723K, pressure of 1.5 to 2 atm, and vanadium(V) oxide (V2O5) or platinum (Pt) as catalysts.
- Formation of Oleum
- Absorbing SO3: Sulphur trioxide is absorbed by 98% concentrated sulphuric acid to form oleum. $$\textbf{SO}_3 + \textbf{H}_2\textbf{SO}_4 \rightarrow \textbf{H}_2\textbf{S}_2\textbf{O}_7$$
- Production of Concentrated Sulphuric Acid
- Diluting Oleum: Oleum is then diluted with water to yield concentrated sulphuric acid. $$\textbf{H}_2\textbf{S}_2\textbf{O}_7 + \textbf{H}_2\textbf{O} \rightarrow 2\textbf{H}_2\textbf{SO}_4$$
Summary
The Contact Process effectively produces sulphuric acid through the combustion of sulphur, oxidation of SO2 to SO3, and subsequent absorption of SO3 in sulphuric acid to form oleum. The careful management of reaction conditions ensures high yields of sulphuric acid, highlighting the process’s significance in the chemical industry.
LAQ-7 : How is chlorine prepared in the laboratory?
How chlorine is prepared in Deacon’s process
How does it react with the following.
i) Cold dil. NaOH ii) Hot conc. NaOH iii) Excess NH3 iv) Slaked lime
v) Hypo (Na2 S2 O3)
For Backbenchers 😎
Chlorine is a gas that we can make in a lab or a special process called Deacon’s Process. We mix some chemicals together, like manganese dioxide and hydrochloric acid, and bam! We get chlorine gas, which is super useful for many things.
Now, once we have our chlorine, it’s like a superhero ready to help us out. When we mix it with weak stuff like sodium hydroxide, we get something to clean things with, like a bleach. But if we use stronger stuff, we can get even more powerful cleaning agents.
Chlorine also loves to play with other chemicals. When it meets ammonia, it does a cool trick and makes nitrogen gas and something called ammonium chloride. And with lime, it helps us bleach things. It’s like a chemical magician!
So, making chlorine is pretty cool, and once we have it, it can do all sorts of helpful things for us, like cleaning and even performing fun chemical reactions.
మన తెలుగులో
క్లోరిన్ అనేది మనం ల్యాబ్లో తయారు చేయగల వాయువు లేదా డీకన్ ప్రాసెస్ అని పిలువబడే ఒక ప్రత్యేక ప్రక్రియ. మేము మాంగనీస్ డయాక్సైడ్ మరియు హైడ్రోక్లోరిక్ యాసిడ్ మరియు బామ్ వంటి కొన్ని రసాయనాలను కలపాలి! మనకు క్లోరిన్ వాయువు లభిస్తుంది, ఇది చాలా విషయాలకు చాలా ఉపయోగకరంగా ఉంటుంది.
ఇప్పుడు, ఒకసారి మన క్లోరిన్ను కలిగి ఉంటే, అది మనకు సహాయం చేయడానికి సిద్ధంగా ఉన్న సూపర్హీరో లాంటిది. మనం దానిని సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ వంటి బలహీనమైన పదార్థాలతో కలిపినప్పుడు, బ్లీచ్ వంటి వాటిని శుభ్రం చేయడానికి మనకు ఏదైనా లభిస్తుంది. కానీ మనం బలమైన వస్తువులను ఉపయోగిస్తే, మనం మరింత శక్తివంతమైన క్లీనింగ్ ఏజెంట్లను పొందవచ్చు.
క్లోరిన్ ఇతర రసాయనాలతో ఆడటానికి కూడా ఇష్టపడుతుంది. ఇది అమ్మోనియాను కలిసినప్పుడు, అది ఒక కూల్ ట్రిక్ చేస్తుంది మరియు నైట్రోజన్ వాయువును మరియు అమ్మోనియం క్లోరైడ్ అని పిలువబడుతుంది. మరియు సున్నంతో, ఇది వస్తువులను బ్లీచ్ చేయడానికి మాకు సహాయపడుతుంది. ఇది రసాయన మాంత్రికుడిలా ఉంది!
కాబట్టి, క్లోరిన్ను తయారు చేయడం చాలా బాగుంది, మరియు ఒకసారి దానిని కలిగి ఉంటే, అది మనకు అన్ని రకాల సహాయకరమైన పనులను చేయగలదు, శుభ్రపరచడం మరియు సరదాగా రసాయన ప్రతిచర్యలు కూడా చేయడం వంటివి.
Introduction
Chlorine is a highly reactive, greenish-yellow gas, widely used for water purification, in the production of various chemicals, and as a bleaching agent.
- Preparation of Chlorine in the Laboratory
- Laboratory Method: Chlorine can be prepared by the reaction of manganese dioxide (MnO2) with hydrochloric acid (HCl). $$\textbf{MnO}_2 + 4\textbf{HCl} \rightarrow \textbf{MnCl}_2 + 2\textbf{H}_2\textbf{O} + \textbf{Cl}_2$$
- Manganese dioxide acts as a catalyst, facilitating the liberation of chlorine gas.
- Preparation of Chlorine by Deacon’s Process
- Deacon’s Process: Involves the catalytic oxidation of hydrochloric acid with oxygen in the presence of a copper(II) chloride (CuCl2) catalyst at about 450°C. $$4\textbf{HCl} + \textbf{O}_2 \overset{\textbf{CuCl}_2}{\longrightarrow} 2\textbf{Cl}_2 + 2\textbf{H}_2\textbf{O}$$
Reactions of Chlorine
- With Cold Dilute NaOH
- Reaction: Forms sodium hypochlorite (NaOCl) and sodium chloride $$\textbf{Cl}_2 + 2\textbf{NaOH} \rightarrow \textbf{NaCl} + \textbf{NaOCl} + \textbf{H}_2\textbf{O}$$
- With Hot Concentrated NaOH
- Reaction: Produces sodium chlorate (NaClO3) and sodium chloride (NaCl). $$3\textbf{Cl}_2 + 6\textbf{NaOH} \rightarrow 5\textbf{NaCl} + \textbf{NaClO}_3 + 3\textbf{H}_2\textbf{O}$$
- With Excess NH3
- Reaction: Forms nitrogen and ammonium chloride (NH4Cl). $$\textbf{Cl}_2 + 8\textbf{NH}_3 \rightarrow 6\textbf{NH}_4\textbf{Cl} + \textbf{N}_2$$
- With Slaked Lime
- Reaction: Produces calcium hypochlorite [Ca(OCl)2], a component of bleaching powder. $$\textbf{Cl}_2 + \textbf{Ca}(\textbf{OH})_2 \rightarrow \textbf{Ca}(\textbf{OCl})_2 + \textbf{H}_2\textbf{O}$$
- With Sodium Thiosulfate (Hypo)
- Reaction: Chlorine oxidizes sodium thiosulfate to sodium tetrathionate (Na2S4O6) and sodium chloride (NaCl). $$\textbf{Cl}_2 + \textbf{Na}_2\textbf{S}_2\textbf{O}_3 + \textbf{H}_2\textbf{O} \rightarrow \textbf{Na}_2\textbf{S}_4\textbf{O}_6 + 2\textbf{NaCl} + 2\textbf{H}_2\textbf{O}$$
Summary
The preparation and reactions of chlorine, from laboratory synthesis to industrial scale production via Deacon’s process, and its interactions with various substances, illustrate its versatility in chemical reactions and applications. Chlorine’s reactions with NaOH, NH3, slaked lime, and sodium thiosulfate highlight its role in producing a range of compounds, from disinfectants to bleaching agents.
LAQ-8 : How is chlorine prepared by electrolytic method? Explain its reaction with i) Iron ii) acidified FeSO4 iii) Iodine iv) H2S v) KI
For Backbenchers 😎
Imagine we’re making chlorine in a special way. We start with saltwater, which is just water mixed with salt. By using electricity, we split this saltwater into different parts. One of these parts is chlorine gas, and we collect it. So, that’s how we get our chlorine.
When chlorine meets iron, they join together to create a new substance called iron(III) chloride. It’s like when two friends team up to build something cool together.
Chlorine also likes to interact with a substance called ferrous sulfate, especially when there’s some acid around. This interaction transforms the ferrous sulfate into a different substance called ferric sulfate, and it produces a gas called hydrogen chloride. It’s like when a hero turns a bad guy into something else and gains a sidekick in the process.
Another interesting thing about chlorine is when it comes across iodine in a solution. It sort of pushes iodine out of its group, making iodine change its place. It’s like when someone jumps into a group and takes someone else’s spot.
When chlorine hangs out with hydrogen sulfide, they mix and create something new – sulfur and a substance called hydrochloric acid. It’s like when two friends come together and make something completely different from what they were before.
Lastly, when chlorine encounters potassium iodide, it transforms it into iodine and another substance called potassium chloride. It’s like when someone changes one thing into something else, leaving behind a new thing and taking something away.
In simple terms, we start by making chlorine from saltwater using electricity. Then, chlorine goes on these adventures where it teams up with different substances, making new stuff and changing others along the way. It’s like chlorine is a superhero in the world of chemistry, doing all sorts of exciting things in different reactions!
మన తెలుగులో
మనం ఒక ప్రత్యేక పద్ధతిలో క్లోరిన్ను తయారు చేస్తున్నామని ఊహించుకోండి. మేము ఉప్పునీటితో ప్రారంభిస్తాము, ఇది కేవలం ఉప్పుతో కలిపిన నీరు. విద్యుత్తును ఉపయోగించడం ద్వారా, మేము ఈ ఉప్పునీటిని వివిధ భాగాలుగా విభజించాము. ఈ భాగాలలో ఒకటి క్లోరిన్ వాయువు, మరియు మేము దానిని సేకరిస్తాము. కాబట్టి, మనం మన క్లోరిన్ను ఎలా పొందుతాము.
క్లోరిన్ ఇనుముతో కలిసినప్పుడు, అవి కలిసి ఐరన్ (III) క్లోరైడ్ అనే కొత్త పదార్థాన్ని సృష్టిస్తాయి. ఇద్దరు స్నేహితులు జట్టుగా కలిసి ఏదైనా కూల్ని నిర్మించడం లాంటిది.
క్లోరిన్ ఫెర్రస్ సల్ఫేట్ అనే పదార్ధంతో సంకర్షణ చెందడానికి ఇష్టపడుతుంది, ముఖ్యంగా చుట్టూ కొంత ఆమ్లం ఉన్నప్పుడు. ఈ పరస్పర చర్య ఫెర్రస్ సల్ఫేట్ను ఫెర్రిక్ సల్ఫేట్ అని పిలిచే విభిన్న పదార్ధంగా మారుస్తుంది మరియు ఇది హైడ్రోజన్ క్లోరైడ్ అనే వాయువును ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఇది ఒక హీరో చెడ్డ వ్యక్తిని వేరొకదానిగా మార్చినప్పుడు మరియు ఆ ప్రక్రియలో ఒక సైడ్కిక్ను పొందినట్లుగా ఉంటుంది.
క్లోరిన్ గురించి మరొక ఆసక్తికరమైన విషయం ఏమిటంటే అది ఒక ద్రావణంలో అయోడిన్ అంతటా వస్తుంది. ఇది అయోడిన్ను దాని సమూహం నుండి బయటకు నెట్టివేస్తుంది, అయోడిన్ దాని స్థానాన్ని మార్చేలా చేస్తుంది. ఎవరైనా గుంపులోకి దూకి వేరొకరి స్థానాన్ని ఆక్రమించినట్లుగా ఉంటుంది.
హైడ్రోజన్ సల్ఫైడ్తో క్లోరిన్ హ్యాంగ్ అవుట్ అయినప్పుడు, అవి మిక్స్ చేసి కొత్తదాన్ని సృష్టిస్తాయి – సల్ఫర్ మరియు హైడ్రోక్లోరిక్ యాసిడ్ అనే పదార్ధం. ఇద్దరు స్నేహితులు ఒకచోట చేరి, వారు ఇంతకు ముందు ఉన్నదానికి పూర్తిగా భిన్నంగా ఏదైనా చేయడం లాంటిది.
చివరగా, క్లోరిన్ పొటాషియం అయోడైడ్ను ఎదుర్కొన్నప్పుడు, అది అయోడిన్గా మరియు పొటాషియం క్లోరైడ్ అని పిలువబడే మరొక పదార్ధంగా మారుస్తుంది. ఎవరైనా ఒక వస్తువుని మరొకటిగా మార్చడం, కొత్త విషయాన్ని వదిలిపెట్టి, తీయడం వంటిది.
సరళంగా చెప్పాలంటే, విద్యుత్తును ఉపయోగించి ఉప్పునీటి నుండి క్లోరిన్ తయారు చేయడం ద్వారా మేము ప్రారంభిస్తాము. అప్పుడు, క్లోరిన్ ఈ సాహసాలను కొనసాగిస్తుంది, అక్కడ అది వివిధ పదార్ధాలతో జట్టుకట్టి, కొత్త వస్తువులను తయారు చేస్తుంది మరియు మార్గంలో ఇతరులను మారుస్తుంది. కెమిస్ట్రీ ప్రపంచంలో క్లోరిన్ ఒక సూపర్ హీరో లాంటిది, విభిన్న ప్రతిచర్యలలో అన్ని రకాల ఉత్తేజకరమైన పనులను చేస్తుంది!
Introduction
Chlorine, a highly reactive halogen, is extensively used in water treatment, disinfectants, and various chemical syntheses. It can be prepared through the electrolysis of brine (sodium chloride solution).
Preparation of Chlorine by Electrolytic Method
Electrolysis of Brine: Chlorine is produced at the anode during the electrolysis of aqueous sodium chloride (brine). The cathode reaction produces hydrogen gas, and the remaining solution contains sodium hydroxide. $$2\textbf{NaCl}(aq) + 2\textbf{H}_2\textbf{O}(l) \rightarrow 2\textbf{NaOH}(aq) + \textbf{H}_2(g) + \textbf{Cl}_2(g)$$
Reactions of Chlorine
- With Iron (Fe)
- Reaction: Chlorine reacts with iron to form iron(III) chloride (FeCl3). $$2\textbf{Fe}(s) + 3\textbf{Cl}_2(g) \rightarrow 2\textbf{FeCl}_3(s)$$
- With Acidified FeSO4
- Reaction: Chlorine oxidizes ferrous sulfate (FeSO4) to ferric sulfate (Fe2(SO4)3) and produces hydrogen chloride (HCl). $$2\textbf{FeSO}_4(aq) + \textbf{H}_2\textbf{SO}_4(aq) + \textbf{Cl}_2(g) \rightarrow \textbf{Fe}_2(\textbf{SO}_4)_3(aq) + 2\textbf{HCl}(aq)$$
- With Iodine (I2)
- Reaction: Chlorine displaces iodine from iodine solution, demonstrating its higher reactivity. $$2\textbf{I}^-(aq) + \textbf{Cl}_2(g) \rightarrow \textbf{I}_2(s) + 2\textbf{Cl}^-(aq)$$
- With Hydrogen Sulfide (H2S)
- Reaction: Chlorine reacts with hydrogen sulfide, converting it to sulfur and producing hydrochloric acid (HCl). $$\textbf{H}_2\textbf{S}(g) + \textbf{Cl}_2(g) \rightarrow 2\textbf{HCl}(aq) + \textbf{S}(s)$$
- With Potassium Iodide (KI)
- Reaction: Chlorine oxidizes potassium iodide to iodine, forming potassium chloride (KCl) and iodine in the process. $$2\textbf{KI}(aq) + \textbf{Cl}_2(g) \rightarrow 2\textbf{KCl}(aq) + \textbf{I}_2(s)$$
Summary
The electrolytic preparation of chlorine involves the decomposition of brine, yielding chlorine gas, hydrogen gas, and sodium hydroxide solution. Chlorine’s reactivity allows it to engage in various chemical reactions, such as forming compounds with metals like iron, oxidizing states in transition metals, displacing less reactive halogens like iodine, and reacting with hydrogen sulfide and potassium iodide. These reactions underscore chlorine’s role as a potent oxidizing agent in chemical processes.