अम्ल, क्षार एवं लवण
किसी भी भोजन का अच्छा स्वाद हमारे जिंदगी को भी स्वादिष्ट बना देता है। सभी प्रकार के भोजन में कोई न कोई taste अवश्य होता है। ये स्वाद या तो खट्टे, मीठे या नमकीन होते हैं। भोजन में खट्टेपन का स्वाद उसमें Acid की उपस्थिति के कारण होता है, जबकि भोजन का नमकीन स्वाद उसमें उपस्थित Salt के कारण होता है। Cold drinks का bitter स्वाद उसमें उपस्थित Base के कारण होता है।
अर्थात भोजन का तरह तरह का स्वाद उसमें acid, salt, या base की उपस्थिति के कारण होता है।
Acids (अम्ल)
Acids का स्वाद खट्टा (sour) होता है। इसी कारण भोजन या फल का स्वाद खट्टा होने का कारण उसमें acids की मौजूदगी के कारण होता है।
Example (उदाहरण):
Lemon (नींबु), curd (दही), tamarind (ईमली), unripe fruits (कच्चे फल) आदि कुछ सामान्य भोज्य पदार्थ हैं, जो प्राय: रोज घरों में उपयोग किये जाते हैं। इन सभी का स्वाद खट्टा होता है क्योंकि इन सभी में acid (अम्ल) पाये जाते हैं।
रासायनिक पदार्थ जिन्हें उनके खट्टे स्वाद के कारण पहचाना जा सकता है, अम्ल (ACID) कहलाते हैं।
Types of Acids: (अम्ल के प्रकार)
श्रोत के आधार पर Acid को दो ग्रुप में बांटा जा सकता है: Natural acid तथा Mineral acid
Natural Acid or Organic Acid:
Acids जिन्हें प्राकृतिक श्रोत, जैसे: plants, animal आदि से प्राप्त किया जाता है, को Natural acids कहते हैं। Natural acids को Organic Acids भी कहते हैं। जैसे: Citric acid, acetic acid, lactic acid, tartaric acid, oxalic acid, formic acid, इत्यादि।
कुछ प्राकृतिक अम्ल के श्रोत (Sources of some Natural Acids)
Citric acid (साइट्रिक एसिड): lemon, orange, तथा प्राय: सभी खट्टे फलों में पाया जाता है।
Acetic acid (Ethanoic acid) (एसेटिक एसिड): Vinegar में पाया जाता है।
Tartaric acid (टारटेरिक एसिड): Tamarind (ईमली) में पाया जाता है।
Oxalic acid (ऑक्जेलिक एसिड): Tomato (टमाटर) में पाया जाता है।
Lactic acid (लैक्टिक एसिड): दूध, दही आदि में पाया जाता है।
Formic acid (फ़ॉर्मिक एसिड): चींटियों के डंक, Nettle नामक पौधों के रोएं या काँटों (Nettle sting) में पाया जाता है।
Ascorbic acid (एसक़ॉर्बिक एसिड): अमरूद, आँवला आदि में पाया जाता है।
Mineral Acids or Synthetic Acids
अम्ल (Acid) जिन्हें खनिजों (minerals) से तैयार किया जाता है को Mineral Acid (खनिज अम्ल) या ऑरगेनिक अम्ल कहते हैं।
Example: Hydrochloric acid, Sulphuric acid तथा Nitric acid (नाइट्रिक एसिड) mineral acids के कुछ कॉमन उदाहरण हैं।
चूँकि mineral acids को प्रयोगशाला में तैयार किया जाता है इसलिये इन्हें man-made या synthetic acids या inorganic acid भी कहते हैं।
Strong and Weak Acids:
एसिड strong या weak हो सकते हैं।
Strong acids:
सभी mineral acids केवल carbonic acid को छोडकर, strong acid होते हैं। जैसे कि: sulphuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid इत्यादि।
Weak acids:
सभी organic acid अर्थात प्राकृतिक श्रोतों से प्राप्त एसिड weak acid होते हैं। जैसे कि: tartaric acid, oxalic acid, formic acid, acetic acid, इत्यादि।
सान्द्र तथा तनु अम्ल (Concentrated and Dilute Acid)
Concentrated Acid (सान्द्र अम्ल):
जलीय घोल, जिसमें अम्ल के घटक का आयतन maximum (सर्वाधिक) हो तथा और अम्ल नहीं घुल सके को सान्द्र अम्ल (Concentrated Acid) कहते हैं।
सान्द्रता (Concentration) की परिभाषा: घटक की मात्रा बटा (भागा) कुल मिश्रण का आयतन।
एसिड की सान्द्रता (Concentration) जलीय घोल में acid के घटक (Constituents) का आयतन घटने के साथ घटती है तथा acid के घटक (Constituents) का आयतन बढने के साथ घटती है।
तनु अम्ल (Dilute Acid):
जलीय घोल, जिसमें अम्ल के घटक का आयतन maximum (सर्वाधिक) नहीं हो तथा और अम्ल घुल सके को जलमिश्रत अम्ल (Concentrated Acid) कहते हैं।
Acid का dilution घोलक के आयतन बढने के साथ साथ बढती है तथा घोलक के आयतन घटने के साथ साथ घटती है।
एसिड को dilute कैसे करें ?
Acid को पानी मिलाकर dilute किया जाता है। Acid का dilution एक उष्माक्षेपी प्रक्रिया है।
सावधानी: Acid को dilute करने के लिए पानी में acid को धीरे धीरे मिलाया जाता है। कभी भी acid में पानी को नहीं मिलाया जाता है क्योंकि acid में पानी मिलाने के कारण काफी उष्मा निकलेगी तथा अम्ल उछलकर त्वचा पर पर सकता है, जो कि काफ़ी खतरनाक हो सकता है।
अम्ल के गुण (Properties of Acids):
- Acid का स्वाद खट्टा होता है।
- Acid ब्लू लिटमस पेपर को लाल कर देता है।
- Acid का dilution एक उष्माक्षेपी प्रक्रिया है।
- Acids का पानी का घोल बिजली का सुचालक होता है।
- Acid मेटल से प्रतिक्रिया कर hydrogen gas बनाता है।
- Acid क्षार से प्रतिक्रया कर salt बनाता है।
क्षार (Base) क्या है?
क्षार या भस्म (base) का स्वाद bitter होता है। क्षार या भस्म (base) को छूने से साबुन के जैसा महसूस होता है। क्षार या भस्म (base) लाल लिट्मस पत्र को ब्लू कर देता है।
उदाहरण: कॉस्टिक सोडा [Caustic soda (sodium hydroxide)], धोबिया सोडा [washing soda (sodium carbonate)], पोटैशियम हाइड्रॉक्साइड (potassium hydroxide), बुझा हुआ चूना [slaked line (calcium hydroxide)], इत्यादि।
सभी मेटल ऑक्साइड, मेटल हाइड्रॉक्साइड तथा मेटल कार्बोनेट क्षार या भस्म (base) होते हैं।
क्षार या भस्म (base) के लगभग सभी रासायनिक गुण (Chemical properties) अम्ल (Acid) के विपरीत होते हैं। क्षार या भस्म (base) अम्ल (Acid) के साथ प्रतिक्रिया करता है तो दोनों एक दूसरे को उदासीन (neutralize) बना देते हैं तथा लवण (salt) एवं पानी (water) बनता है।
मेटल के ऑक्साइड (Oxides), हाइड्रोक्साइड (Hydroxides) तथा कार्बोनेट (Carbonate) क्षार या भस्म (base) होते हैं।
Example:
(1) कैल्सियम एक (Calcium) alkaline earth metal है, अतः कैल्सियम का ऑक्साइड अर्थात कैल्सियम ऑक्साइड [Calcium oxide (quick lime)] एवम इसका हाइड्रॉक्साइड (Hydroxide) एवम कार्बोनेट (Carbonate) अर्थात कैल्सियम हाइड्रॉक्साइड [Calcium hydroxide(slaked lime)] तथा कैल्सियम कार्बोनेट [Calcium carbonate (lime stone)] क्षार या भस्म (base) हैं।
(2) Sodium एक alkali metal है अतः thus सोडियम ऑक्साइड (sodium oxide), सोडियम हाइड्रॉक्साइड (sodium hydroxide) तथा सोडियम कार्बोनेट (sodium carbonate) क्षार या भस्म (base) हैं।
Potassium, जो कि एक alkali metal है। अतः पोटैशियम ऑक्साइड (potassium oxide), पोटैशियम हाइड्रोक्साइड (potassium hydroxide) तथा पोटैशियम कार्बोनेट (potassium carbonate), आदि क्षार या भस्म (base) हैं।
क्षार या भस्म के प्रकार (Types of base):
पानी में घुलनशीलता के आधार पर क्षार या भस्म को दो भागों में विभाजित किया जा सकता है।
(a) पानी में घुलनशील क्षार या भस्म: Alkalis.
(b) पानी में अघुलनशील क्षार या भस्म: base.
अधिकांश क्षार या भस्म पानी में अघुलनशील होते हैं।
अलकली (Alkalis)
क्षार या भस्म, जो पानी में घुलनशील हैं को अलकली (Alkali) कहा जाता है।
अलकली (Alkali) alkaline metals का एक basic ionic salt है। Lithium, sodium, potassium, आदि alkali metals कहलाते हैं, जैसे कि: Beryllium, magnesium, calcium इत्यादि। अतः इनके alkaline earth metals के हाइड्रोक्साइडों को अलकली कहते हैं।
उदाहरण: sodium hydroxide, calcium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, इत्यादि।
Ammonium hydroxide भी एक बहुत ही महत्वपूर्ण क्षार या भस्म है। हालाँकि यह non-metal का एक हाइड्रोक्साइड है।
अमोनिया (Ammonia) non-metal का एक hydride (salt) है, परंतु यह एक क्षार या भस्म है।
चूँकि अधिकांश प्रतिक्रियाएँ जलीय अवस्था में होती हैं, अतः पानी में घुलनशील क्षार या भस्म अध्ययन की दृष्टिकोण से काफ़ी महत्वपूर्ण हैं।
क्षार या भस्म के सामान्य गुण (Properties of Base):
क्षार या भस्म का स्वाद तीखा (Bitter) होता है।
क्षार या भस्म का जलीय घोल छूने में साबुन की तरह होता है।
क्षार या भस्म लाल लिटमस पेपर को ब्लु करता है।
क्षार या भस्म Acid को प्रतिक्रिया के क्रम में उदासीन (Neutralise) बना देता है।
क्षार या भस्म में पानी को मिलाना एक उष्माक्षेपी प्रक्रिया (Exothermic process) है।
क्षार या भस्म Acid (अम्ल) के साथ प्रतिक्रिया कर लवण (Salt) तथा पानी बनाता है।
लवण (Salt)
लवण की परिभाषा : अम्ल एवं क्षार की प्रतिक्रिया के फलस्वरुप बने पदार्थ को लवन कहा जाता है।
लवन के उपयोग :K2SO2.AL2(SO4)3.24H2O (फिटकरी या पोटास एलम) का उपयोग एंटीसेप्टिक के रूप में, रंगाई में, अशुद्ध जल को शुद्ध करने में किया जाता है।
CuSO4 का उपयोग कवकनाशी के रूप में, विद्युत लेपन, में रंगाई एवं छपाई में किया जाता है।
NaCl (साधारण नमक) का उपयोग भोजन में, क्लोरीन, HCL, धोवन सोडा, कास्टिक सोडा इत्यादि बनाने में किया जाता है।
NaHCO3 (खाने वाला सोडा) का उपयोग पेट की अम्लीयता को दूर कम करने एवं अग्निशामक यंत्रों में किया जाता है।
Na2CO3 (धोवन सोडा) का उपयोग कपड़ो की धुलाई तथा कांच बनाने में किया जाता है।
KNO3 का उपयोग बारूद बनाने में तथा उर्वरक के रूप में होता है।
pH मान | pH values :
किसी घोल में अम्ल तथा क्षरकता को व्यक्त करने के लिए 1909 में डेनिश रसायनशास्त्री सॉरेनसेन ने pH मान खोज किया।
अम्लीय विलयन का pH मान 7 से कम होता है तथा क्षारीय घोल का पीएच मान 7 से अधिक से अधिक होता है। सबसे कम पीएच मान S2SO4 (0) होता है। सबसे अधिक pH मान सोडियम हाइड्रोक्साइड (14) का होता है। pH मान 0 से 14 तक होता है। जल का pH मान 7 होता है जिसके कारण जल उदासीन होता है। जल की प्रवृत्ति उभयधर्मी होती है। सबसे शुद्ध जल वर्षा का जल (प्राकृतिक) तथा डिस्टिल वाटर (कृत्रिम) होता है। अम्लीय वर्षा में सल्फर डाइऑक्साइड (S2O) और NO2 होता है।
लिटमस पत्र (Litmas Paper)
अम्ल एवं क्षार के विलियन को पहचानने के लिए लिटमस पत्र का उपयोग किया जाता है। लिटमस पत्र जो प्रयोगशाला में उपयोग होता है वह रॉसेला नामक लाइकेन से प्राप्त होता है। जहां अम्ल नीला लिटमस को लाल कर देता है वही क्षार लाल लिटमस को नीला कर देता है। अम्ल का स्वाद खट्टा होता है जबकि छार का स्वाद कड़वा होता है।