Lesson 2 - अम्ल, क्षार और लवण-Class 10 Science Notes

 अम्ल, क्षार और लवण

संसूचक

संसूचक वे पदार्थ हैं जो रंग परिवर्तन द्वारा विलयन की अम्लीय या क्षारीय प्रकृति को दर्शाते हैं

संसूचक के प्रकार

संसूचक कई प्रकार के होते हैं-

1. प्राकृतिक संसूचक

प्राकृतिक स्रोतों से प्राप्त संसूचक प्राकृतिक संसूचक कहलाते हैं।

उदाहरण- लिटमस, हल्दी, लाल पत्ता गोभी, चीनी गुलाब आदि।

लिटमस :- लिटमस लाइकेन से प्राप्त होता है। लिटमस का विलयन बैंगनी रंग का होता है। लिटमस पेपर दो रंगों में आता है- नीला और लाल।

* अम्ल नीले लिटमस पत्र को लाल कर देता है।

* क्षार लाल लिटमस पत्र को नीला कर देता है।

हल्दी:- हल्दी एक प्राकृतिक संसूचक है। हल्दी पीले रंग की होती है। हल्दी का विलयन या हल्दी का पत्र क्षार के साथ लाल भूरे रंग का हो जाता है। हल्दी अम्ल के साथ रंग नहीं बदलती है।

2. घ्राण (सूंघनेवाला) संसूचक

वे पदार्थ जो अम्ल या क्षार के साथ मिश्रित होने पर अपनी गंध बदलते हैं, घ्राण संसूचक कहलाते हैं।

उदाहरण-प्याज, वैनिला आदि।

प्याज:- प्याज का पेस्ट या रस क्षार में मिलाने से उसकी महक खत्म हो जाती है। यह अम्ल के साथ अपनी गंध नहीं बदलता है।

वेनिला:- वेनिला की गंध क्षार के साथ गायब हो जाती है, लेकिन इसकी गंध अम्ल से गायब नहीं होती है।

(* प्रयोगशाला में दृष्टिबाधित छात्रों की भागीदारी सुनिश्चित करने के लिए घ्राण संसूचक का उपयोग किया जाता है)

3. संश्लेषित संसूचक

प्रयोगशाला में संश्लेषित सूचको को संश्लेषित संसूचक के रूप में जाना जाता है।

उदाहरण- फेनोल्फथेलिन, मिथाइल ऑरेंज आदि।

फेनोल्फथेलिन एक रंगहीन तरल है। यह अम्ल के साथ रंगहीन रहता है लेकिन क्षार के साथ गुलाबी हो जाता है।

मिथाइल ऑरेंज मूल रूप से नारंगी रंग का होता है। यह अम्ल के साथ लाल हो जाता है और क्षार के साथ पीला हो जाता है।

4. सार्वत्रिक संसूचक

सार्वत्रिक संसूचक पानी, प्रोपेनॉल, फिनोफथेलिन, सोडियम सॉल्ट, सोडियम हाइड्रॉक्साइड, मिथाइल रेड, ब्रोमोथाइमॉल ब्लू मोनोसोडियम सॉल्ट और थाइमोल ब्लू मोनोसोडियम सॉल्ट जैसे कई संसूचको का संयोजन है। सार्वत्रिक संसूचक किसी दिए गए घोल के लिए 1 से 14 के pH मान की सीमा पर अलग-अलग रंग दिखाते हैं। सार्वत्रिक संसूचक पट्टी और विलयन दोनों के रूप में उपलब्ध है।

विभिन्न संसूचको का रंग

सूचक	मूल रंग	अम्ल	क्षार
लाल लिटमस	लाल	कोई परिवर्तन नहीं	नीला
नीला लिटमस	नीला	लाल	कोई परिवर्तन नहीं
हल्दी	पीला	कोई परिवर्तन नहीं	लाल भूरे रंग
लाल गोभी का रस	बैंगनी	लाल	हरा सा पीला
हाइड्रेंजिया पौधे का फूल	नीला/गुलाबी	नीला	गुलाबी
फेनोल्फथेलिन	कोई रंग नहीं	कोई रंग नहीं	गुलाबी
मिथाइल ऑरेंज	नारंगी	लाल	पीला
प्याज	N/A	कोई परिवर्तन नहीं	गंध गायब
वनीला	N/A	कोई परिवर्तन नहीं	गंध गायब
लौंग का तेल	हल्का पीला	कोई परिवर्तन नहीं	गंध गायब

अम्ल

अम्ल स्वाद में खट्टे होते हैं, नीले लिटमस को लाल कर देते हैं और पानी में घुलकर H+ आयन देते हैं।

उदाहरण- सल्फ्यूरिक एसिड (H2SO4), एसिटिक एसिड (CH3COOH), नाइट्रिक एसिड (HNO3) आदि।

अम्ल के गुण

1. अम्ल स्वाद में खट्टे होते हैं।

2. सभी अम्ल जल के साथ H+ हाइड्रोजन आयन देते हैं।

3. यह नीले लिटमस के रंग को लाल कर देता है।

4. अम्ल विद्युत धारा का संचालन करते हैं।

5. यह धातुओं के साथ अभिक्रिया करके लवण तथा हाइड्रोजन गैस उत्पन्न करता है।

अम्ल के प्रकार

अम्लों को उनकी उपस्थिति के आधार पर दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है-

1. प्राकृतिक अम्ल:- 

वे अम्ल जो प्राकृतिक स्रोतों से प्राप्त होते हैं, प्राकृतिक अम्ल या कार्बनिक अम्ल कहलाते हैं।

उदाहरण- मेथेनोइक अम्ल (HCOOH)

एसिटिक अम्ल (CH3COOH)

ऑक्सेलिक अम्ल (C2H2O4) आदि।

2. खनिज अम्ल:- 

खनिजों से बनने वाले अम्ल खनिज अम्ल कहलाते हैं।

उदाहरण- हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (HCl)

सल्फ्यूरिक अम्ल (H2SO4)

नाइट्रिक अम्ल (HNO3)

कार्बोनिल अम्ल (H2CO3)

फॉस्फोरिक अम्ल (H3PO4) आदि।

कुछ सामान्य अम्ल और उनके स्रोत

स्रोत	अम्ल	रासायनिक सूत्र
सिरका	एसिटिक अम्ल	CH3COOH
अमरूद, आंवला	एस्कॉर्बिक अम्ल	C6O8H6
नींबू, संतरा और अन्य खट्टे फल	साइट्रिक अम्ल	C6O8H7
खट्टा दूध, दही	लैक्टिक अम्ल	C3H6O3
चींटी का डंक, बिछुआ का डंक	फॉर्मिक अम्ल	HCOOH
ततैया(बर्र) का डंक	फॉर्मिक अम्ल, हाइड्रोक्लोरिक अम्ल, ऑर्थोफॉस्फोरिक अम्ल	HCOOH, HCl, H3PO4
टमाटर	ऑक्सालिक अम्ल	C2H2O4
इमली	टार्टरिक अम्ल	C4H6O6

अम्लों के रासायनिक गुण

1. अम्लों की धातुओं के साथ अभिक्रिया

अम्ल धातुओं के साथ अभिक्रिया करके संगत लवण तथा हाइड्रोजन गैस देते हैं।

अम्ल + धातु → लवण + हाइड्रोजन गैस

उदाहरण:- (i) हाइड्रोक्लोरिक अम्ल जिंक के साथ अभिक्रिया करके जिंक क्लोराइड तथा हाइड्रोजन गैस बनाता है।

2HCl + Zn → ZnCl2 + H2

(ii) हाइड्रोक्लोरिक एसिड सोडियम के साथ प्रतिक्रिया करता है और सोडियम क्लोराइड और हाइड्रोजन गैस देता है।

2HCl + 2Na → 2NaCl + H2

(iii) सल्फ्यूरिक एसिड जिंक के साथ प्रतिक्रिया करता है और जिंक सल्फेट और हाइड्रोजन गैस बनाता है।

H2SO4 + Zn → ZnSO4 + H2

हाइड्रोजन गैस का परीक्षण

जब हम किसी धातु की अम्ल के साथ अभिक्रिया करते हैं तो अभिक्रिया से संगत लवण बनता है और हाइड्रोजन गैस उत्पन्न होती है। अभिक्रिया की इस अवधि के दौरान, जब हम एक जली हुई मोमबत्ती को गैस के पास रखते हैं तो यह एक पॉप ध्वनि (फट-फट की आवाज़) उत्पन्न करती है। पॉप ध्वनि इंगित करती है कि उत्पादित गैस हाइड्रोजन है।

2. अम्ल की धातु के आक्साइड के साथ अभिक्रिया :- 

धातु के आक्साइड क्षारीय प्रकृति के होते हैं। इस प्रकार, जब कोई अम्ल किसी धातु ऑक्साइड के साथ अभिक्रिया करता है तो दोनों एक दूसरे को उदासीन कर देते हैं। इस प्रतिक्रिया में संबंधित लवण और पानी बनते हैं।

अम्ल + धातु ऑक्साइड → लवण + जल

उदाहरण:- 1. कैल्सियम ऑक्साइड एक धात्विक ऑक्साइड है जो क्षारीय प्रकृति का होता है। जब हाइड्रोक्लोरिक अम्ल, कैल्सियम ऑक्साइड के साथ अभिक्रिया करता है, तो उदासीनीकरण अभिक्रिया होती है और जल के साथ कैल्सियम क्लोराइड बनता है।

2HCl (aq) + CaO → CaCl2 (aq) + H2O (l)

2. जब सल्फ्यूरिक अम्ल, जिंक ऑक्साइड के साथ अभिक्रिया करता है, तो जिंक सल्फेट और पानी बनता है।

H2SO4 (aq) + ZnO (s) → ZnCl2 (aq) + H2O (l)

3. धातु कार्बोनेट के साथ अम्ल की अभिक्रिया

जब अम्ल धातु कार्बोनेट के साथ अभिक्रिया करते हैं, तो वे धातु कार्बोनेट के साथ अभिक्रिया करने पर कार्बन डाइऑक्साइड गैस और संबंधित लवण पानी के साथ देते हैं।

अम्ल + धातु कार्बोनेट → नमक + कार्बन डाइऑक्साइड + पानी

उदाहरण:- (i) हाइड्रोक्लोरिक अम्ल सोडियम कार्बोनेट से अभिक्रिया करके जल के साथ कार्बन डाइऑक्साइड गैस, सोडियम क्लोराइड बनाता है।

Na2CO3(aq) + HCl (aq) → 2NaCl (aq) + CO2 (g) + H2O (l)

(ii) सल्फ्यूरिक एसिड कैल्शियम कार्बोनेट के साथ अभिक्रिया  करने पर पानी के साथ कैल्शियम सल्फेट, कार्बन डाइऑक्साइड गैस देता है।

CaCO3 (s) + H2SO4 (aq) → CaSO4 (aq) + CO2 (g) + H2O (l)

(iii) नाइट्रिक एसिड सोडियम कार्बोनेट के साथ अभिक्रिया करने पर पानी के साथ सोडियम नाइट्रेट, कार्बन डाइऑक्साइड गैस देता है।

2HNO3 (aq) + Na2CO3 (aq) → Na2NO3 (aq) + H2O (g) + CO2 (g)

4. हाइड्रोजन कार्बोनेट (बाईकार्बोनेट) के साथ अम्ल की अभिक्रिया

जब अम्ल, धातु हाइड्रोजन कार्बोनेट के साथ अभिक्रिया  करते हैं तो अम्ल कार्बन डाइऑक्साइड गैस, संबंधित नमक और पानी देते हैं।

अम्ल + धातु हाइड्रोजन कार्बोनेट → लवण + कार्बन डाइऑक्साइड + जल

उदाहरण:- (i) सल्फ्यूरिक अम्ल सोडियम बाइकार्बोनेट के साथ अभिक्रिया करने पर सोडियम सल्फेट, कार्बन डाइऑक्साइड गैस तथा जल देता है।

2NaHCO3 (aq) + H2SO4 (aq) → NaCl (aq) + CO2(g) + H2O (l)

(ii) सोडियम कार्बोनेट हाइड्रोक्लोरिक अम्ल से अभिक्रिया करके सोडियम क्लोराइड बनाता है

NaHCO3 (aq) + HCl → NaCl (aq) + CO2 (g) + H2O (l)

अग्निशामक में अम्ल और धातु कार्बोनेट या धातु बाइकार्बोनेट के बीच अभिक्रिया का उपयोग:-

धातु कार्बोनेट या धातु बाइकार्बोनेट और एसिड का उपयोग अग्निशामक यंत्र में कार्बन डाइऑक्साइड गैस का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। अग्निशामक यंत्र में अम्ल और धातु कार्बोनेट या बाइकार्बोनेट को अलग-अलग कक्षों में रखा जाता है।

आपात स्थिति में उन्हें एक दूसरे के साथ मिलाकर अभिक्रिया कराया जाता है। इस प्रकार उत्पादित कार्बन डाइऑक्साइड गैस को आग पर डाल दिया जाता है। चूंकि कार्बन डाइऑक्साइड जलने में सहायता नहीं करता है, यह आग को बुझा देता है।

कार्बन डाइऑक्साइड गैस के विकास के लिए परीक्षण

कार्बन डाइऑक्साइड चूने के पानी से गुजरने पर दूधिया हो जाता है। यह धातु कार्बोनेट या धातु हाइड्रोजन कार्बोनेट के साथ अम्ल की अभिक्रिया के कारण होता है। यह कैल्शियम कार्बोनेट के सफेद अवक्षेप के बनने के कारण होता है।

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

CaCO3 (s) + CO2 (g) + H2O (l) → Ca(HCO3)2 (aq) 

    लेकिन जब कार्बन डाइऑक्साइड की अधिकता चूने के पानी में प्रवाहित की जाती है, तो चूने के पानी का दूधिया रंग गायब हो जाता है। ऐसा कैल्शियम हाइड्रोजन कार्बोनेट के बनने के कारण होता है। चूंकि कैल्शियम हाइड्रोजन कार्बोनेट पानी में घुलनशील है। इस प्रकार घोल मिश्रण का दूधिया रंग गायब हो जाता है।

अम्लो के सामान्य गुण

धातु के साथ अभिक्रिया करने पर अम्ल हाइड्रोजन गैस देते हैं। इससे पता चलता है कि सभी अम्लों में हाइड्रोजन होता है।

उदाहरण: हाइड्रोक्लोरिक एसिड (HCl), सल्फ्यूरिक एसिड (H2SO4), नाइट्रिक एसिड (HNO3), आदि।

जब अम्ल को जल में घोला जाता है तो वह हाइड्रोजन को वियोजित करता है। जलीय विलयन में हाइड्रोजन आयन (H+) के वियोजन के कारण अम्ल अम्लीय व्यवहार प्रदर्शित करता है।

उदाहरण- 1. हाइड्रोक्लोरिक एसिड (HCl) पानी में घुलने पर हाइड्रोजन आयन (H+) और क्लोराइड आयन (Cl-) देता है।

HCl (aq) → H+ (aq) + Cl- (aq)

2. एसिटिक एसिड (CH3COOH) एसीटेट आयन (CH3COOH-) और हाइड्रोजन आयन (H+) देता है।

CH3COOH (aq) → CH3COO- (aq) + H+ (aq)

जैसा कि हाइड्रोजन सभी अम्लों में होता है, लेकिन हाइड्रोजन वाले सभी यौगिक अम्ल नहीं होते हैं।

उदाहरण- 

1. सिरका - CH3COOH - अम्लीय

2. ग्लूकोज - C6H12O6 - न तो अम्लीय और न ही क्षारीय

3. एल्कोहल - CH3CH2OH - न तो अम्लीय और न ही क्षारीय

आयनन क्षमता के आधार पर अम्ल

प्रबल अम्ल :-

वह अम्ल जो जल में पूर्णतः आयनित होकर (H+) उत्पन्न करता है, प्रबल अम्ल कहलाता है।

उदाहरण- हाइड्रोक्लोरिक एसिड (HCl), सल्फ्यूरिक एसिड (H2SO4), नाइट्रिक एसिड (HNO3) आदि।

दुर्बल अम्ल :-

एक अम्ल जो जल में आंशिक रूप से आयनित होता है और इस प्रकार थोड़ी मात्रा में हाइड्रोजन आयन (H+) उत्पन्न करता है, दुर्बल अम्ल कहलाता है।

उदाहरण- एसिटिक अम्ल (CH3COOH), कार्बोनिल अम्ल (H2CO3)

जब अम्ल के सांद्र विलयन को पानी मिलाकर पतला किया जाता है, तो प्रति इकाई आयतन में हाइड्रोजन आयन (H+) या हाइड्रोनियम आयन (H3O-) की सांद्रता घट जाती है।

ऐतिहासिक स्मारक और अम्ल वर्षा

जीवाश्म ईंधन के जलने से सल्फर और नाइट्रोजन के ऑक्साइड निकलते हैं। नाइट्रोजन ऑक्साइड और सल्फर डाइऑक्साइड पानी के साथ अभिक्रिया करने पर नाइट्रिक एसिड और सल्फ्यूरिक एसिड बनाते हैं।

NO2 + H2O → HNO3

SO2 + H2O → H2SO4

जब बारिश की बूंदें प्रदूषण के कारण वातावरण में मौजूद इन गैसों के साथ मिल जाती हैं, तो वे अम्लीय वर्षा बनाती हैं।

अम्लीय वर्षा का प्रभाव:- 

अम्लीय वर्षा ऐतिहासिक स्मारकों और अन्य इमारतों को नुकसान पहुंचाती है।

उदाहरण- ताजमहल, जो संगमरमर से बना है, अम्लीय वर्षा की अभिक्रिया के कारण क्षतिग्रस्त हो रहा है। संगमरमर, कैल्शियम कार्बोनेट (CaCO3) है जो अम्ल के साथ अभिक्रिया करता है और इस प्रकार संक्षारित हो जाता है।

क्षार

क्षार स्वाद में कड़वे होते हैं, क्षार साबुन के स्पर्श वाले होते हैं, लाल लिटमस को नीला कर देते हैं और जलीय घोल में हाइड्रॉक्साइड आयन (OH-) देते हैं।

उदाहरण- सोडियम हाइड्रॉक्साइड (कास्टिक सोडा) - NaOH

कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड - Ca(OH)2

पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (कास्टिक पोटाश) - KOH

क्षार के गुण

1. क्षार स्वाद में कड़वे होते हैं।

2. क्षार साबुन के स्पर्श वाले होते हैं।

3. लाल लिटमस को नीला कर देता है।

4. विलयन में विद्युत का संचालन करता है।

5. जलीय विलयन में OH- आयन छोड़ते हैं।

क्षारों के प्रकार

क्षारों को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है- जल में घुलनशील और जल अघुलनशील।

क्षार और क्षारीय मृदा धातुओं के हाइड्रॉक्साइड पानी में घुलनशील होते हैं। इन्हें क्षार के रूप में भी जाना जाता है।

उदाहरण- सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH), मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड (Mg(OH)2), कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड (Ca(OH)2), आदि।

क्षार धातुओं को प्रबल क्षार माना जाता है।

क्षारों के रासायनिक गुण

(i) क्षार की धातु के साथ अभिक्रिया:- 

जब क्षार धातु से अभिक्रिया करता है तो लवण तथा हाइड्रोजन गैस उत्पन्न करता है।

क्षार + धातु → लवण + हाइड्रोजन

उदाहरण :- 1. सोडियम हाइड्रॉक्साइड जिंक धातु के साथ अभिक्रिया करने पर हाइड्रोजन गैस और सोडियम जिंकेट देता है।

2NaOH (aq) + Zn (s) → Na2ZnO2 (aq) + H2 (g)

2. सोडियम हाइड्रॉक्साइड की एल्युमिनियम धातु से अभिक्रिया करने पर सोडियम ऐलुमिनेट तथा हाइड्रोजन गैस बनती है।

2NaOH (aq) + Al (s) + H2O (l) → 2NaAlO2 (aq) + 3H2 (g)

(ii) अधातुओं के ऑक्साइड के साथ क्षार की अभिक्रिया :- 

अधातु के ऑक्साइड अम्लीय प्रकृति के होते हैं।

उदाहरण- कार्बन डाइऑक्साइड अधातु ऑक्साइड है। जब कार्बन डाइऑक्साइड को पानी में घोला जाता है तो यह कार्बोनिल एसिड पैदा करता है।

इसलिए, जब एक क्षार अधातु ऑक्साइड के साथ अभिक्रिया करता है, तो दोनों एक दूसरे को उदासीन कर देते हैं जिसके परिणामस्वरूप लवण और पानी बनता है।

क्षार + अधातु ऑक्साइड → लवण + जल

उदाहरण:- 1. सोडियम हाइड्रॉक्साइड कार्बन डाइऑक्साइड के साथ अभिक्रिया करने पर सोडियम कार्बोनेट और पानी देता है।

2NaOH (aq) + CO2 (g) → Na2CO3 (aq) + H2O (l)

2. कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड कार्बन डाइऑक्साइड के साथ अभिक्रिया करने पर कैल्शियम कार्बोनेट और पानी देता है।

Ca(OH)2 (aq) + CO2 (g) → CaCO3 (s) + H2O (l)

(iii) उदासीनीकरण अभिक्रिया:- 

अम्ल एक दूसरे से अभिक्रिया करने पर क्षारक को उदासीन कर देता है तथा संबंधित लवण तथा जल बनाता है।

अम्ल + क्षार → लवण + जल

चूँकि अम्ल और क्षार दोनों के बीच अभिक्रिया एक दूसरे को उदासीन करती है। इसलिए इसे उदासीनीकरण अभिक्रिया के रूप में जाना जाता है।

उदाहरण:- जब हाइड्रोक्लोरिक अम्ल, सोडियम हाइड्रॉक्साइड (एक प्रबल क्षार) के साथ अभिक्रिया करता है तो सोडियम क्लोराइड और पानी बनता है।

2HCl (aq) + Ca(OH)2 (aq) → CaCl2 (aq) + 2H2O (l)

क्षारों के सामान्य गुण

एक क्षार जल में हाइड्रॉक्साइड आयन को अलग कर देता है, जो एक यौगिक के मूल व्यवहार के लिए जिम्मेदार होता है।

उदाहरण- सोडियम हाइड्रॉक्साइड को पानी में घोलने पर यह हाइड्रॉक्साइड आयन और सोडियम आयन को अलग कर देता है।

NaOH (aq) → Na+ (aq) + OH- (aq)

जब पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड पानी में घुल जाता है, तो यह हाइड्रॉक्साइड आयन और पोटेशियम आयन को अलग कर देता है।

KOH (aq) → K+ (aq) + OH- (aq)

क्षार हाइड्रॉक्साइड आयन के वियोजन के कारण अपने मूल गुण को दर्शाता है।

अम्ल और क्षार की सांद्रता

अम्ल में हाइड्रोजन आयन और प्रति इकाई आयतन में हाइड्रॉक्साइड आयन की सांद्रता अम्ल या क्षार की सांद्रता को दर्शाती है।

अम्ल और क्षार का तनुकरण

अम्ल या क्षार को पानी में मिलाने से प्रति इकाई आयतन में हाइड्रोजन आयन या हाइड्रॉक्साइड आयन की सांद्रता क्रमशः घट जाती है। जल में अम्ल या क्षार मिलाने की इस प्रक्रिया को तनुकरण कहते हैं और अम्ल या क्षार को तनु अम्ल तनु क्षार कहते हैं।

अम्ल या क्षार का तनुकरण ऊष्माक्षेपी होता है। इस प्रकार, अम्ल या क्षार हमेशा पानी में मिलाया जाता है और पानी कभी भी अम्ल या क्षार में नहीं मिलाया जाता है। यदि किसी सांद्र अम्ल या क्षार में पानी मिलाया जाता है, तो बहुत अधिक ऊष्मा उत्पन्न होती है, जिससे अम्ल या क्षार के छींटे पड़ सकते हैं और गंभीर क्षति हो सकती है क्योंकि सांद्र अम्ल और क्षार अत्यधिक संक्षारक होते हैं।

pH स्केल

किसी विलयन में हाइड्रोजन आयन की सांद्रता मापने का पैमाना है। किसी विलयन के pH को मोल प्रति लीटर में हाइड्रोजन आयन सांद्रता के ऋणात्मक लघुगणक के रूप में परिभाषित किया जाता है।

pH = -log[H+]

pH = -log[H3O+]

जहां [H+] या [H3O+] एक विलयन में हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता को दर्शाता है।

pH स्केल में 1 से 14 तक अलग-अलग परास के रंग होते हैं और प्रत्येक रंग विशिष्ट pH मान को प्रदर्शित करता है। प्रत्येक pH मान एक विलयन के लिए अम्लीय या क्षारीय प्रकृति को प्रदर्शित करता है।

a. उदासीन विलयन का pH = 7

b. अम्लीय विलयन का pH <7

c. क्षारीय विलयन का pH > 7

हमारे दैनिक जीवन में pH

(i) हमारे पाचन तंत्र में pH: 

तनु HCl (हाइड्रोक्लोरिक एसिड) हमारे पेट में भोजन (प्रोटीन) के पाचन में मदद करता है। पेट में अतिरिक्त अम्ल, अम्लता (अपच) का कारण बनता है।

मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड जैसे एंटासिड [Mg(OH)2] को मिल्क ऑफ मैग्नेशिया के रूप में भी जाना जाता है और सोडियम हाइड्रोजन कार्बोनेट (NaHCO3) जिसे बेकिंग सोडा के रूप में जाना जाता है, का उपयोग अतिरिक्त अम्ल को उदासीन करने के लिए किया जाता है।

(ii) अम्ल के कारण दाँतों की सड़न :-

 हमारे मुँह में उपस्थित जीवाणु शर्करा को अम्ल में बदल देते हैं। जब मुंह में बनने वाले अम्ल का pH 5.5 से नीचे गिर जाता है तो दांत सड़ने लगते हैं। अच्छी गुणवत्ता वाले टूथपेस्ट से दांतों की सफाई करके अतिरिक्त एसिड को हटाना पड़ता है क्योंकि इस प्रकार के टूथपेस्ट प्रकृति में क्षारीय होते हैं।

(iii) रक्त का pH:- 

हमारे रक्त का pH लगभग 7.35 - 7.45 के आसपास होना चाहिए। यदि pH 7.45 से ऊपर है तो आपको अल्कलोसिस  नामक स्थिति होगी। यदि पीएच 7.35 से नीचे है, तो व्यक्ति को एसिडोसिस  हो सकता है।

(iv) मिट्टी और पौधों की वृद्धि का pH: - 

अधिकांश पौधों की स्वस्थ वृद्धि होती है जब मिट्टी की एक विशिष्ट pH (लगभग 7) सीमा होती है जो न तो क्षारीय होनी चाहिए और न ही अत्यधिक अम्लीय होनी चाहिए। 

लवण

लवण वे आयनिक यौगिक हैं जो अम्ल और क्षार के बीच उदासीनीकरण अभिक्रिया के बाद बनते हैं। लवण विद्युत रूप से उदासीन होते हैं। लवणों की संख्या बहुत अधिक है लेकिन सोडियम क्लोराइड (NaCl) उनमें से सबसे आम नमक है। सोडियम क्लोराइड को सामान्य नमक के रूप में भी जाना जाता है। सोडियम क्लोराइड का इस्तेमाल खाने का स्वाद बढ़ाने के लिए किया जाता है।

लवण के लक्षण

1. अधिकांश लवण क्रिस्टलीय ठोस होते हैं।

2. लवण पारदर्शी या अपारदर्शी हो सकते हैं।

3. अधिकांश लवण जल में घुलनशील होते हैं।

4. लवणों का विलयन उनकी गलित अवस्था में भी विद्युत का संचालन करता है।

5. लवण नमकीन, खट्टा, मीठा, कड़वा या स्वादयुक्त हो सकता है।

6. तटस्थ लवण गंधहीन होते हैं।

7. लवण रंगहीन या रंगीन हो सकते हैं।

लवण का परिवार

कहा जाता है कि सामान्य अम्लीय या क्षारीय मूलक वाले लवण एक ही परिवार के होते हैं।

उदाहरण:- (i) सोडियम क्लोराइड (NaCl) और कैल्शियम क्लोराइड (CaCl2) क्लोराइड परिवार से संबंधित हैं।

(ii) कैल्शियम क्लोराइड (CaCl2) और कैल्शियम सल्फेट (CaSO4) कैल्शियम परिवार से संबंधित हैं।

(iii) जिंक क्लोराइड (ZnCl2) और जिंक सल्फेट (ZnSO4) जिंक परिवार से संबंधित हैं।

लवण के प्रकार

(i) उदासीन लवण:- प्रबल अम्ल और प्रबल क्षार के बीच अभिक्रिया के कारण बनने वाले लवण। ऐसे लवणों का pH मान 7 के बराबर होता है।

उदाहरण:- सोडियम क्लोराइड, सोडियम सल्फेट, पोटैशियम क्लोराइड आदि।

(i) सोडियम क्लोराइड (NaCl) हाइड्रोक्लोरिक एसिड (एक प्रबल अम्ल) और सोडियम हाइड्रोक्साइड (एक प्रबल क्षार) के बीच अभिक्रिया के बाद बनता है।

NaOH (aq) + HCl (aq) → NaCl (aq) + H2O (l)

(ii) सोडियम हाइड्रॉक्साइड (एक प्रबल क्षार) और सल्फ्यूरिक एसिड (एक प्रबल अम्ल) के बीच अभिक्रिया के बाद सोडियम सल्फेट बनता है।

2NaOH (aq) +H2SO4 (aq) → Na2SO4 (aq) + 2H2O (l)

(ii) अम्लीय लवण :- वे लवण जो प्रबल अम्ल और दुर्बल क्षार की अभिक्रिया के बाद बनते हैं। अम्लीय लवणों का pH मान 7 से कम होता है।

उदाहरण:- अमोनियम सल्फेट, अमोनियम क्लोराइड आदि।

(i) अमोनियम क्लोराइड, हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (एक प्रबल अम्ल) और अमोनियम हाइड्रॉक्साइड (एक दुर्बल क्षार) के बीच अभिक्रिया  के बाद बनता है।

NH4OH (aq) + HCl (aq) → NH4Cl (aq) + H2O (l)

(ii) अमोनियम हाइड्रॉक्साइड (एक दुर्बल क्षार) और सल्फ्यूरिक एसिड (एक प्रबल अम्ल) के बीच अभिक्रिया  के बाद अमोनियम सल्फेट बनता है।

2NH4OH (aq) + H2SO4 (aq) → (NH4)2SO4 (aq) + 2H2O (l)

(iii) क्षारकीय लवण :- वे लवण जो दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार की अभिक्रिया के बाद बनते हैं, क्षारकीय लवण कहलाते हैं। क्षारीय लवणों का pH मान 7 से अधिक होता है।

उदाहरण:- सोडियम कार्बोनेट, सोडियम एसीटेट आदि।

(i) सोडियम हाइड्रॉक्साइड (एक प्रबल क्षार) और कार्बोनिक अम्ल (एक दुर्बल अम्ल) के बीच अभिक्रिया के बाद सोडियम कार्बोनेट बनता है।

H2CO3 (aq) + 2NaOH (aq) → Na2CO3 + H2O (l)

(ii) सोडियम ऐसीटेट सोडियम हाइड्रॉक्साइड (एक प्रबल क्षार) और एसिटिक अम्ल (एक दुर्बल अम्ल) के बीच अभिक्रिया के बाद बनता है।

CH3COOH (aq) + NaOH (aq) → CH3COONa (aq) + H2O (l)

अम्लीय, क्षारकीय तथा उदासीन लवणों के बनने का कारण

जब एक प्रबल अम्ल दुर्बल क्षार के साथ अभिक्रिया करता है तो क्षार उस अम्ल को पूर्णतः उदासीन नहीं कर पाता है। इससे अम्लीय लवण बनता है।

जब एक प्रबल क्षार, एक दुर्बल अम्ल के साथ अभिक्रिया करता है, तो अम्ल पूरी तरह से क्षार को उदासीन नहीं कर पाता है। इससे एक क्षारीय लवण बनता है।

जब समान रूप से प्रबल अम्ल और प्रबल क्षार अभिक्रिया करते हैं, तो वे एक दूसरे को पूरी तरह से उदासीन कर देते हैं। इससे उदासीन लवण बनता है।

कुछ महत्वपूर्ण रासायनिक यौगिक

1. सामान्य नमक (सोडियम क्लोराइड) (NaCl):

सोडियम क्लोराइड (NaCl) को सामान्य नमक के रूप में भी जाना जाता है। यह एक उदासीन लवण है। सोडियम क्लोराइड का pH मान 7 होता है। सोडियम क्लोराइड का उपयोग भोजन का स्वाद बढ़ाने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग कई रसायनों के निर्माण में किया जाता है।

2. सोडियम हाइड्रोक्साइड (NaOH):

सोडियम हाइड्रॉक्साइड एक प्रबल क्षार है। इसे कास्टिक सोडा के नाम से भी जाना जाता है। यह क्लोर-क्षार प्रक्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है।

क्लोर-क्षार प्रक्रिया:

जब विद्युत को सोडियम क्लोराइड (ब्राइन कहा जाता है) के जलीय घोल से गुजारा जाता है, तो यह सोडियम हाइड्रॉक्साइड बनाने के लिए विघटित हो जाता है। इस प्रक्रिया को क्लोर-क्षार प्रक्रिया कहा जाता है।

यह प्रक्रिया जलीय सोडियम क्लोराइड के (विद्युत अपघटन) इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा होती है।

2NaCl (aq) + 2H2O (l) → 2NaOH (aq) + Cl2 (g) + H2 (g)

जब विद्युत ब्राइन से गुजरती है, तो एनोड पर क्लोरीन गैस, कैथोड पर हाइड्रोजन गैस निकलती है। कैथोड के पास सोडियम हाइड्रॉक्साइड घोल बनता है।

क्लोर-क्षार प्रक्रिया के उत्पाद:

1. सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH)

2. क्लोरीन गैस (Cl2)

3. हाइड्रोजन गैस (H2)

सोडियम हाइड्रॉक्साइड के उपयोग:

1. इसका उपयोग धातुओं को ग्रीस करने के लिए किया जाता है।

2. साबुन और डिटर्जेंट में।

3. कागज बनाने में।

4. कृत्रिम रेशे बनाने के लिए।

क्लोरीन गैस के उपयोग:

1. इसका उपयोग जल उपचार में किया जाता है।

2. स्वीमिंग पूल में।

3. पीवीसी, सीएफ़सी और कीटनाशकों के निर्माण में।

4. इसका उपयोग कीटाणुनाशक के रूप में भी किया जाता है।

हाइड्रोजन के उपयोग:

1. इसका उपयोग ईंधन के रूप में किया जाता है।

2. इसका उपयोग मार्गरीन में किया जाता है।

3. उर्वरकों के लिए अमोनिया के निर्माण में।

** मार्गरीन एक प्रसंस्कृत भोजन है जिसे स्वाद और मक्खन के समान दिखने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

3. हाइड्रोक्लोरिक एसिड (HCl)

क्लोरीन और हाइड्रोजन क्लोर-क्षार प्रक्रिया के मुख्य उत्पाद हैं। इनका उपयोग हाइड्रोक्लोरिक एसिड के उत्पादन के लिए किया जाता है।

पराबैगनी प्रकाश की उपस्थिति में हाइड्रोजन क्लोराइड का उत्पादन करने के लिए क्लोरीन गैस को हाइड्रोजन गैस के साथ जोड़ा जाता है।

Cl2 (g) + H2 (g) → 2HCl (g)

परिणामस्वरूप हाइड्रोजन क्लोराइड गैस प्राप्त होता है। रासायनिक रूप से शुद्ध हाइड्रोक्लोरिक एसिड का उत्पादन करने के लिए विआयनीकृत पानी में अवशोषित किया जाता है।

इसका उपयोग दवाओं, सौंदर्य प्रसाधनों और अमोनियम क्लोराइड के निर्माण में किया जाता है और स्टील की सफाई के लिए भी उपयोग किया जाता है।

4. ब्लीचिंग पाउडर (CaOCl2):

ब्लीचिंग पाउडर को चूने का क्लोराइड भी कहा जाता है। यह ठोस और पीले सफेद रंग का होता है। क्लोरीन की तेज गंध से इसे आसानी से पहचाना जा सकता है।

जब कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड (बुझा हुआ चूना) क्लोरीन के साथ अभिक्रिया करता है, तो यह कैल्शियम ऑक्सीक्लोराइड (ब्लीचिंग पाउडर) देता है और पानी बनता है।

Ca(OH)2 (aq) + Cl2 (aq) → CaOCl2 (aq) + H2O (l)

ब्लीचिंग पाउडर के उपयोग:

1. इसका उपयोग पानी को साफ करने, मॉस (काई) हटानेवाला, खरपतवार नाशक आदि के लिए कीटाणुनाशक के रूप में किया जाता है।

2. इसका उपयोग कपड़ा उद्योग में कपास के विरंजन, कागज उद्योग में लुगदी के विरंजन के लिए किया जाता है।

3. इसका उपयोग कई उद्योगों, जैसे कपड़ा उद्योग, कागज उद्योग आदि में आक्सीकारक के रूप में किया जाता है।

5. बेकिंग सोडा (NaHCO3):

बेकिंग सोडा का रासायनिक नाम सोडियम हाइड्रोजन कार्बोनेट (NaHCO3) या सोडियम बाइकार्बोनेट है।

बेकिंग सोडा, कार्बन डाइऑक्साइड और अमोनिया के साथ ब्राइन की अभिक्रिया से प्राप्त होता है। इसे सोल्वे प्रक्रिया के रूप में जाना जाता है।

NaCl + H2O + CO2 + NH3 → NH4Cl + NaHCO3

इस प्रक्रिया में, कैल्शियम कार्बोनेट का उपयोग CO2 के स्रोत के रूप में किया जाता है और परिणामी कैल्शियम ऑक्साइड (CaO) का उपयोग अमोनियम क्लोराइड (NH4Cl) से अमोनिया (NH3) को पुनर्प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

गुण:

1. यह सफेद क्रिस्टलीय ठोस होता है, लेकिन यह महीन पाउडर जैसा दिखता है।

2. सोडियम हाइड्रोजन कार्बोनेट उभयधर्मी प्रकृति का होता है।

3. सोडियम हाइड्रोजन कार्बोनेट पानी में विरल रूप से घुलनशील है।

4. सोडियम हाइड्रोजन कार्बोनेट (बेकिंग सोडा) का ऊष्मीय अपघटन।

    2NaHCO3 + ऊष्मा → Na2CO3 + CO3 + H2O

    यह अभिक्रिया कार्बन डाइऑक्साइड पैदा करती है जो रोटी या केक को फुलाने, नरम और स्पंजी बनाने के लिए जिम्मेदार है। इस प्रकार, उत्पादित सोडियम कार्बोनेट स्वाद को कड़वा बना देता है।

5. सोडियम हाइड्रोजन कार्बोनेट के थर्मल अपघटन के बाद बनने वाला सोडियम कार्बोनेट आगे गर्म करने पर सोडियम ऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड में विघटित हो जाता है।

           Na2CO3 + ऊष्मा → Na2O + CO2

        इस अभिक्रिया को निर्जलीकरण अभिक्रिया के रूप में जाना जाता है।

उपयोग:

1. इसका उपयोग बेकिंग पाउडर बनाने में किया जाता है, जिसका उपयोग खाना पकाने में किया जाता है क्योंकि यह कार्बन डाइऑक्साइड पैदा करता है जो आटे को नरम और स्पंजी बनाता है।

2. इसका उपयोग एंटासिड के रूप में किया जाता है।

3. इसका उपयोग टूथपेस्ट में किया जाता है जो दांतों को सफेद और गंदगी मुक्त बनाता है।

4. इसका उपयोग चांदी से बने गहनों की सफाई में किया जाता है।

5. चूँकि यह तीव्र ताप पर कार्बन डाइऑक्साइड और सोडियम ऑक्साइड देता है, अतः इसका उपयोग अग्निशामक के रूप में किया जाता है।

6. बेकिंग पाउडर (बेकिंग सोडा + हल्का खाद्य अम्ल):

बेकिंग पाउडर, बेकिंग सोडा (NaHCO3) और हल्के खाद्य अम्ल (टार्टरिक एसिड, C4H6O6) का मिश्रण है। आम तौर पर बेकिंग पाउडर बनाने के लिए बेकिंग सोडा के साथ टार्टरिक एसिड मिलाया जाता है।

NaHCO3 + C4H6O6 → CO2 + H2O + Na2C4H4O6

बेकिंग पाउडर को गर्म करने पर यह विघटित होकर CO2 और सोडियम कार्बोनेट (Na2CO3) देता है। CO2 के कारण ब्रेड और केक फूल जाते हैं। टार्टरिक एसिड, Na2CO3 के बनने के कारण कड़वे स्वाद को दूर करने में मदद करता है।

7. वाशिंग सोडा (सोडियम कार्बोनेट, Na2CO3):

सोडियम कार्बोनेट वाशिंग सोडा का रासायनिक नाम है। इसका रसायनिक सूत्र Na2CO3 है। सोडियम कार्बोनेट सॉल्वे प्रक्रिया द्वारा प्राप्त सोडियम हाइड्रोजन कार्बोनेट के थर्मल अपघटन द्वारा निर्मित होता है।

NaCl + CO2 + NH3 + H2O → NH4Cl + NaHCO3

NaHCO3 → CO2 + H2O + Na2CO3

इस प्रक्रिया में प्राप्त सोडियम कार्बोनेट शुष्क होता है। इसे सोडा ऐश या निर्जल सोडियम कार्बोनेट कहते हैं। वाशिंग सोडा निर्जल सोडियम कार्बोनेट के पुनर्जलीकरण द्वारा प्राप्त किया जाता है।

Na2CO3+ 10H2O → Na2CO3.10H2O

चूंकि वाशिंग सोडा में पानी के 10 अणु होते हैं, इसलिए इसे सोडियम बाइकार्बोनेट डेकाहाइड्रेट कहा जाता है।

सोडियम कार्बोनेट क्रिस्टलीय ठोस होता है और यह पानी में घुलनशील होता है जबकि अधिकांश कार्बोनेट पानी में अघुलनशील होते हैं।

उपयोग:-

i. इसका उपयोग कपड़ों की सफाई में किया जाता है, खासकर ग्रामीण इलाकों में।

ii. डिटर्जेंट केक और पाउडर बनाने में।

iii. जल की स्थायी कठोरता को दूर करने में।

iv. इसका उपयोग कांच और कागज उद्योगों में किया जाता है।

8. क्रिस्टलन का जल 

लवण के एक सूत्र इकाई में जल के निश्चित अणुओं की संख्या को क्रिस्टलन का जल कहते हैं। कई लवणों में पानी के अणु होते हैं और उन्हें हाइड्रेटेड लवण के रूप में जाना जाता है। लवण में मौजूद पानी के अणु को क्रिस्टलन के जल के रूप में जाना जाता है।

उदाहरण:- CaSO4.1/2H2O - प्लास्टर ऑफ पेरिस

CaSO4.2H2O - जिप्सम

CuSO4.5H2O - कॉपर सल्फेट पेंटाहाइड्रेट

i. प्लास्टर ऑफ पेरिस/पीओपी (CaSO4.1/2H2O)

जिप्सम (CaSO4.2H2O) को 373K(100C) पर गर्म करने पर यह पानी के अणुओं को खो देता है और प्लास्टर ऑफ पेरिस (POP) बन जाता है।

CaSO4.2H2O + ऊष्मा(100C) → CaSO4.1/2H2O + 3/2H2O

यह सफेद चूर्ण होता है और पानी में मिलाने पर यह जिप्सम में बदल जाता है।

CaSO4.1/2H2O + 3/2H2O → CaSO4.2H2O

उपयोग:-

i. टूटी हुई हड्डियों को सही स्थिति में स्थापित करने के लिए अस्पताल में इसका उपयोग किया जाता है।

ii. इसका उपयोग खिलौने, सजावटी वस्तु बनाने में किया जाता है।

iii. इसका उपयोग मूर्तियों का सांचा बनाने में किया जाता है।

iv. इसका उपयोग अग्निरोधक सामग्री के रूप में किया जाता है।

v. इसका उपयोग घरों की छत पर चिकनी सतह, सजावटी डिजाइन बनाने के लिए किया जाता है।

कॉपर सल्फेट पेंटाहाइड्रेट

कॉपर सल्फेट का नीला रंग पानी के 5 अणुओं की उपस्थिति के कारण होता है। जब कॉपर सल्फेट को 100C से ऊपर गर्म किया जाता है, तो यह पानी के अणुओं को खो देता है और धूसर-सफेद रंग में बदल जाता है, जिसे निर्जल कॉपर सल्फेट (CaSO4) के रूप में जाना जाता है। इस निर्जल कॉपर सल्फेट (CaSO4) को मृत, जले हुए प्लास्टर के रूप में भी जाना जाता है। पानी डालने के बाद निर्जल कॉपर सल्फेट फिर से नीला हो जाता है।

CaSO4.2H2O + ऊष्मा (100C से ऊपर) → CaSO4 + 2H2O

इस पाठ को English में पढ़ने के लिए यहां क्लिक करे...

PDF डाउनलोड करने के लिए यहां क्लिक करें...