ప్ర‌శ్న‌లు - జ‌వాబులు

4 మార్కుల ప్రశ్నలు

1. కాష్ట్నర్ - కెల్నర్ పద్ధతిని రాసి, అందులో ఉన్న సూత్రాన్ని తెలపండి.
జవాబు: ఈ విధానాన్ని మెర్క్యురీ కాథోడ్ పద్ధతి అని కూడా అంటారు. ఇక్కడ మెర్క్యురీ తటస్థ కాథోడ్‌గా వ్యవహరిస్తుంది. ఈ ఘటంలో రెండు వెలుపలి గదులు ఉంటాయి. వీటిలో గ్రాఫైట్ కడ్డీ ఆనోడ్‌గా, మెర్క్యురీ కాథోడ్‌గా, బ్రైన్ ద్రావణం విద్యుద్విశ్లేషకంగా ఉంటాయి.
ఇక్కడ జరిగే చర్యలు: 2 NaCl   2 Na⁺ + 2 Cl^-
గ్రాఫైట్ ఆనోడ్ వద్ద: 2 Cl^-  Cl₂ + 2 e^-
మెర్క్యురీ కాథోడ్ వద్ద: 2 Na⁺ + 2 e^- + Hg   Na₂Hg
మధ్య గదిలో సజల NaOHను బీజాంకుర కారకంగా (Seeding agent), మెర్క్యురీని ఆనోడ్‌గా, ఇనుపకడ్డీలను కాథోడ్‌గా తీసుకుంటారు.

ఇక్కడ జరిగే చర్యలు
మెర్క్యురీ ఆనోడ్ వద్ద: Na₂Hg    2 Na⁺ + 2e^- + Hg
ఇనుము కాథోడ్ వద్ద: 2 H₂O + 2 e^-  2 OH^- + H₂
2 Na⁺ + 2 OH^-

2. సాల్వే పద్ధతిలో జరిగే చర్యలను చర్చించండి.
జవాబు:  సాల్వే పద్ధతిలో Na₂CO₃ను తయారుచేస్తారు. ఈ పద్ధతిలో అమ్మోనియా, సున్నపురాయి, బ్రైన్ ద్రావణాలు ముడి పదార్థాలు.
¤ బ్రైన్‌ను NH₃తో సంతృప్తపరచడం
2 NH₃ + H₂O + CO2  (NH₄)²CO₃

¤ అమ్మోనికల్ బ్రైన్‌ను కార్బొనేషన్ చేయడం
NH₃ + H₂O + CO₂  NH₄HCO₃
NH₄HCO₃ + NaCl   NaHCO₃ + NH₄Cl

NaHCO₃ను వడపోయడం, వేడి చేయడం:
 2 NaHCO₃   Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O
NH₃ను తిరిగి స్వాధీనం చేసుకోవడం (Recovery):
  NH₄CO₃  NH₃ + H₂O + CO₂
2 NH₄Cl + Ca(OH)₂  CaCl₂ + 2 NH₃ + 2 H₂O

3. జీవశాస్త్ర ప్రవాహికల్లో Na, K, Mg, Caల ప్రాముఖ్యాన్ని వివరించండి.
జవాబు: మాంసకృత్తుల (ప్రొటీన్లు) సంశ్లేషణలో, కణంలో గ్లూకోజ్ జీవన ప్రక్రియల్లో K+ అత్యవసరం. Na+, K+ కణాల్లో ద్రవాభిసరణాన్ని నిలకడగా ఉంచడానికి, విద్యుత్ పొటెన్షియల్‌ను (శక్మం) పుట్టించడానికి అవసరం.
దంతాలు, ఎముకల్లో Ca⁺² ఉంటుంది. రక్తం గడ్డకట్టడానికి, హృదయ స్పందనను క్రమబద్ధీకరించడానికి Ca⁺² అవసరం.
¤క్లోరోఫిల్‌లో Mg⁺² ఉంటుంది. ఇది ATP చర్యల్లో పాల్గొని శక్తిని విడుదల చేస్తుంది.

4. సిమెంట్‌పై లఘు వ్యాఖ్య రాయండి.
జవాబు: నిర్మాణాల్లో సిమెంట్ ఉపయోగపడుతుంది. దీనిలో CaO (50-60%), SiO₂ (20-25%), Al₂O₃ (5-10%), MgO (2-3%), Fe₂O₃ (1-2%), SO₃ (1-2%) ఉంటాయి. నాణ్యమైన సిమెంట్‌లో సిలికా (SiO₂), అల్యూమినా (Al₂O₃) నిష్పత్తి 2.5 నుంచి 4.0 మధ్య ఉంటుంది. సిమెంట్‌లో ముఖ్యంగా 'క్లింకర్' (బంకమన్ను, సున్నాన్ని వేడిచేస్తే వచ్చేది), 2-3% జిప్సం ఉంటాయి. సిమెంట్‌ను కాంక్రీట్ తయారీ, గచ్చు చేయడానికి (ప్లాస్టరింగ్), వంతెనలు, ఆనకట్టలు, రహదారులు, సొరంగాల నిర్మాణంలో వాడతారు.

5. జీవశాస్త్రంలో Ca⁺², Mg⁺² ల ప్రాముఖ్యం ఏమిటి?

జవాబు: క్లోరోఫిల్, ఫాస్ఫోట్రాన్స్‌ఫరేజ్, ఫాస్ఫోహైడ్రోలేజ్ ఎంజైమ్‌లు, జంతుకణాల్లో, ATP చర్యల్లో Mg⁺² ఉంటుంది. కండరాల సంకోచం, గుండె క్రమంగా కొట్టుకోవడం, రక్తం గడ్డకట్టడం, ఎముకలు, పళ్లు ఏర్పడటంలో Ca⁺² ఉపయోగపడుతుంది.

6. జీవశాస్త్రంలో క్షారలోహాల ప్రాముఖ్యత ఏమిటి?
జవాబు: ప్రొటీన్ల తయారీ, ఎంజైమ్‌లు ఉత్తేజం కావడానికి, గ్లూకోజ్ జీవక్రియలు, కణాల్లో విద్యుత్ శక్మాన్ని కలిగించడం, కణాల నుంచి Na⁺  అయాన్లను బహిష్కృతం చేయడం (సోడియం పంప్)లో Na⁺, K⁺ అయాన్ల పాత్ర అమోఘం.

7. జిప్సంను 500^oC  వరకు వేడిచేస్తే ఏమవుతుంది?

8. ప్లాస్టర్ ఆఫ్ ప్యారిస్ ఎలా గట్టిపడుతుంది?
జవాబు: ప్లాస్టర్ ఆఫ్ ప్యారిస్ 2 దశల్లో గట్టి పడుతుంది. 
          CaSO₄ .    H₂O + 1   H₂O  

9. నెల్సన్ పద్ధతిలో NaOH ను ఎలా తయారుచేస్తారు?
జవాబు: నెల్సన్ (సచ్ఛిద్ర డయాఫ్రం) పద్ధతి: ఈ ఘటంలో "U" ఆకారపు సచ్ఛిద్ర స్టీలు గొట్టం లోపల పలుచటి రాతినార పూత ఉంటుంది. ఇది కాథోడ్‌గా వ్యవహరిస్తుంది. బ్రైన్ ద్రావణాన్ని (సజల NaCl ద్రావణం) ఈ గొట్టంలో విద్యుద్విశ్లేష్యంగా తీసుకుంటారు. దీనిలో వేలాడదీసిన గ్రాఫైట్ కడ్డీ ఆనోడ్‌గా వ్యవహరిస్తుంది. ఈ మొత్తం గొట్టాన్ని ఇనుప తొట్టిలో ఉంచుతారు. దీని కింద గ్రాహక పాత్ర ఉంచుతారు. దీనిద్వారా విద్యుత్ పంపితే ఆనోడ్ వద్ద Cl₂ వస్తుంది. సోడియం అయాన్లు రాతినార ద్వారా రంధ్రాల్లోకి వెళ్తాయి. కింది భాగం నుంచి పంపే నీటి ఆవిరి వీటిని శుభ్రపరచి NaOH గా మారుస్తుంది. H₂ కూడా వెలువడుతుంది.
ఈ ఘటంలో జరిగే చర్యలు:  
2 NaCl   2 Na⁺ + 2Cl^- (అయనీకరణం) 
ఆనోడ్ వద్ద:  2 Cl^-   Cl₂ + 2 e^- (ఆక్సీకరణం)
కాథోడ్ వద్ద:  2 H₂O + 2 e^-  2 OH^- + H₂ (క్షయకరణం)
2 Na⁺ + 2 OH^- 2 NaOH.
NaOH ని గ్రాహక పాత్ర నుంచి వేరుచేసి గాఢపరుస్తారు.     

10. కాస్ట్నర్ - కెల్నర్ పద్ధతిలో NaoH ను ఎలా తయారుచేస్తారు?
జవాబు: కాస్ట్నర్- కెల్నర్ (మెర్క్యురీ కాథోడ్) పద్ధతి: ఈ ఘటంలో దీర్ఘచతురస్రాకార ఇనుప తొట్టిని రెండు పలక విభాజకాల సాయంతో మూడు గదులుగా చేస్తారు. వీటిని తొట్టి అడుగున ఉన్న మెర్క్యురీ(Hg)  లోకి దించుతారు. Hg మధ్యస్థ ఎలక్ట్రోడ్‌గా (ప్రేరణ ప్రభావం మూలంగా) పనిచేస్తుంది. బయటి గదుల్లో Hg కాథోడ్‌గా పనిచేస్తుంది. ఈ గదుల్లో బ్రైన్ ద్రావణంలో గ్రాఫైట్ ఆనోడ్‌లను తీసుకుంటారు. ఈ గదుల్లో జరిగే చర్యలు: 
                      2 NaCl

ఆనోడ్ వద్ద:  Na₂Hg  2 Na⁺ + 2 e^- + Hg (ఆక్సీకరణం)
కాథోడ్ వద్ద:  2 H₂O + 2 e^-  H₂ + 2 OH^-  (క్షయకరణం)
            2 Na⁺ + 2 OH^-  2 NaOH

ద్రావణ గాఢత 20%కి చేరాక దీన్ని ఇనుప కళాయిల్లో 500^oC వద్ద ఇగిర్చి ఘన రూపంలో ఉండే NaOH ని పొందుతారు.

2 మార్కుల ప్రశ్నలు

1. లిథియం లవణాలు చాలావరకు ఆర్దీకృతమై ఉంటాయి. ఎందువల్ల?
జవాబు: Li⁺ అయాన్ పరిమాణం తక్కువ కాబట్టి నీటి అణువులను తేలిగ్గా ధ్రువీకరణం చెందిస్తుంది. అందుకే Li లవణాలు ఆర్ద్రీకృతమవుతాయి.
ఉదా: LiCl. 3H₂O

2. క్షార లోహాల్లో అసాధారణ సాంద్రత ఉండే మూలకమేది? గ్రూపు - I మూలకాల సాంద్రత మార్పు క్రమాన్ని తెలపండి.
జవాబు: ఖాళీ d ఆర్బిటాళ్ల వల్ల K మూలకానికి అసాధారణ సాంద్రత ఉంటుంది.
సాంద్రత క్రమం: Li < K < Na < Rb < Cs

3. Mg లోహం గాలిలో మండితే ఏం జరుగుతుంది?
జవాబు: Mg లోహం గాలిలో మండి MgO, Mg₃N₂లను ఇస్తుంది.
2 Mg + O₂ 2MgO
3 Mg + N₂ Mg₃N₂

4. సిమెంటుకు జిప్సంను ఎందుకు కలుపుతారు?
జవాబు: సిమెంటుకు 3% జిప్సం కలపడం వల్ల సెట్టింగ్ నెమ్మదిగా జరిగి తగినంతగా గట్టిపడుతుంది.

5. K₂CO₃ను సాల్వే పద్ధతిలో తయారుచెయ్యలేం. ఎందుకు?
జవాబు: KHCO₃ ద్రావణీయత నీటిలో ఎక్కువ కాబట్టి దీన్ని నీటి నుంచి వేరుచెయ్యలేం. కానీ NaHCO₃ ను వేరు చెయ్యవచ్చు. దీని నుంచి Na₂CO₃ను తయారు చెయ్యగలం.

6. కాస్టిక్ సోడా (NaOH) ముఖ్య ఉపయోగాలను తెలపండి.
జవాబు: * ప్రయోగశాల కారకంగా
* పెట్రోలియంను శుద్ధి చేయడంలో
* బాక్సైట్‌ను శుద్ధి చేయడంలో
* నూలు, పత్తిని గట్టిపడేలా చేసి పట్టులా కనిపించే విధంగా చేయడం

7. సోడియం కార్బొనేట్ ముఖ్య ఉపయోగాలను తెలపండి.
జవాబు: * గుణాత్మక, గుణ పరిమాణాత్మక విశ్లేషణలో
* నీటి కాఠిన్యతను తొలగించడంలో

* మంటలను ఆర్పే యంత్రాల్లో
* లాండ్రీల్లో

8. ప్లాస్టర్ ఆఫ్ ప్యారిస్ ముఖ్య ఉపయోగాలను తెలపండి.
జవాబు: * గృహ నిర్మాణాల్లో
* విరిగిన ఎముకలపై పిండికట్టు వేయడానికి
* విగ్రహాల తయారీకి
* దంత వైద్యంలో