खट्टा, कड़वा और रंग बदलने वाले पदार्थ

गर्मी में सत्तू के शरबत में नींबू निचोड़ा जाता है, इमली की चटनी खट्टी लगती है और करेले की सब्ज़ी कड़वी। दावत में ज़्यादा खा लेने से किसी के पेट में जलन हो, तो घर के बड़े पानी में थोड़ा खाने का सोडा घोलकर दे देते हैं और आराम मिल जाता है। इन सब बातों के पीछे दो तरह के पदार्थ हैं: अम्ल और क्षारक। अम्ल का स्वाद खट्टा होता है, क्षारक का कड़वा, और दोनों एक-दूसरे का असर ख़त्म कर देते हैं। पेट की जलन वाले उपचार में यही गुण काम आता है।

पर हर पदार्थ को चखकर जाँचना न तो सुरक्षित है, न सही तरीका। इसके लिए सूचक इस्तेमाल होते हैं, जो अम्ल या क्षारक मिलने पर अपना रंग बदल लेते हैं:

  • अम्ल नीले लिटमस पत्र को लाल कर देते हैं और क्षारक लाल लिटमस पत्र को नीला।
  • लिटमस एक प्राकृतिक सूचक है। हल्दी (turmeric) भी ऐसा ही सूचक है।
  • सफ़ेद कपड़े पर लगे सब्ज़ी के दाग पर साबुन रगड़िए, तो दाग भूरा-लाल हो जाता है, क्योंकि साबुन क्षारकीय है और दाग में हल्दी है। ख़ूब पानी से धोने पर वही दाग फिर पीला दिखने लगता है।
  • प्रयोगशाला में संश्लेषित (synthetic) सूचक भी काम आते हैं, जैसे मेथिल ऑरेंज (methyl orange) और फीनॉल्फ्थेलिन (phenolphthalein)।

क्या आप जानते हैं: लिटमस विलयन बैंगनी रंग का एक रंजक है, जो थैलोफ़ाइटा समूह के लिचेन (lichen) पौधे से निकाला जाता है। जब विलयन न अम्लीय हो, न क्षारकीय, तब लिटमस बैंगनी रहता है। लाल पत्ता गोभी, हल्दी और हाइड्रेंजिया, पेटूनिया तथा जेरानियम जैसे फूलों की रंगीन पंखुड़ियाँ भी अम्ल और क्षारक की उपस्थिति बताती हैं। इन्हें अम्ल-क्षारक सूचक या बस सूचक कहते हैं।

प्रयोगशाला में सूचकों से जाँच

सूचकों वाले पहले प्रयोग में प्रयोगशाला से हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (HCl), सल्फ़्यूरिक अम्ल (H₂SO₄), नाइट्रिक अम्ल (HNO₃), ऐसीटिक अम्ल (CH₃COOH), सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH), कैल्सियम हाइड्रॉक्साइड [Ca(OH)₂], पोटैशियम हाइड्रॉक्साइड (KOH), मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड [Mg(OH)₂] और अमोनियम हाइड्रॉक्साइड (NH₄OH) के नमूने लिए जाते हैं। हर विलयन की एक बूँद वाच ग्लास में रखकर चार सूचकों से जाँची जाती है। जो देखने को मिलता है, वह इस तालिका में है:

सूचक अम्ल में क्षारक में
नीला लिटमस लाल हो जाता है नीला ही रहता है
लाल लिटमस लाल ही रहता है नीला हो जाता है
फीनॉल्फ्थेलिन रंगहीन रहता है गुलाबी हो जाता है
मेथिल ऑरेंज लाल हो जाता है पीला हो जाता है
हल्दी पीली ही रहती है भूरी-लाल हो जाती है

गंधीय सूचक: कुछ पदार्थों की गंध अम्लीय या क्षारकीय माध्यम में बदल जाती है। इन्हें गंधीय (olfactory) सूचक कहते हैं। दूसरे क्रियाकलाप में बारीक कटे प्याज़ के साथ कपड़े के टुकड़े को प्लास्टिक के थैले में कसकर बाँधकर रात भर फ़्रिज में रखा जाता है। फिर एक टुकड़े पर तनु HCl और दूसरे पर तनु NaOH की कुछ बूँदें डालकर गंध सूँघी जाती है। इसी तरह तनु वैनिला एसेंस और लौंग के तेल को भी तनु HCl और तनु NaOH में डालकर जाँचा जाता है।

प्याज़, वैनिला और लौंग के तेल की गंध अम्ल में बनी रहती है, पर क्षारक (NaOH) में पहचान में नहीं आती। इसलिए ये तीनों गंधीय सूचक की तरह काम आ सकते हैं। जो विद्यार्थी देख नहीं सकते, उनके लिए ऐसे सूचक बहुत उपयोगी हैं।

अम्ल और क्षारक धातु के साथ

क्रियाकलाप (जिंक और तनु सल्फ़्यूरिक अम्ल): परखनली में लगभग 5 mL तनु सल्फ़्यूरिक अम्ल लेकर उसमें दानेदार जिंक के टुकड़े डाले जाते हैं। जिंक की सतह पर बुलबुले उठते हैं। निकलती गैस को साबुन के घोल से गुज़ारने पर गैस से भरे बुलबुले बनते हैं। जलती मोमबत्ती इन बुलबुलों के पास लाने पर गैस फट-फट की ध्वनि के साथ जलती है। यही हाइड्रोजन गैस की पहचान है।

जिंक और तनु सल्फ़्यूरिक अम्ल से बनी हाइड्रोजन गैस की जाँच

चित्र के नामांकन: 1. क्लैम्प वाला स्टैंड, 2. परखनली, 3. तनु सल्फ़्यूरिक अम्ल, 4. जिंक के दाने, 5. निकास नली, 6. साबुन का घोल, 7. हाइड्रोजन गैस से भरे बुलबुले, 8. जलती मोमबत्ती

Zn(s) + H₂SO₄(aq) → ZnSO₄(aq) + H₂(g)

तनु हाइड्रोक्लोरिक अम्ल के साथ भी हाइड्रोजन ही निकलती है: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

यहाँ धातु, अम्ल से हाइड्रोजन का विस्थापन करती है। अम्ल का बचा हुआ भाग धातु के साथ जुड़कर जो यौगिक बनाता है, उसे लवण कहते हैं:

अम्ल + धातु → लवण + हाइड्रोजन गैस

क्षारक और धातु: परखनली में जिंक के कुछ दानेदार टुकड़ों पर 2 mL सोडियम हाइड्रॉक्साइड का घोल डालकर गर्म कीजिए। यहाँ भी हाइड्रोजन गैस बनती है:

2NaOH + Zn → Na₂ZnO₂ + H₂

Na₂ZnO₂ को सोडियम जिंकेट कहते हैं। इस लवण के ऋण आयन में धातु (जिंक) और ऑक्सीजन, दोनों हैं। ध्यान रहे कि ऐसी अभिक्रिया हर धातु के साथ नहीं होती।

धातु कार्बोनेट और हाइड्रोजनकार्बोनेट पर अम्ल

दो परखनलियों को 'A' और 'B' नाम दीजिए। A में लगभग 0.5 g सोडियम कार्बोनेट (Na₂CO₃) और B में 0.5 g सोडियम हाइड्रोजनकार्बोनेट (NaHCO₃) लीजिए। दोनों में लगभग 2 mL तनु HCl डालते ही तेज़ बुदबुदाहट होती है। निकली गैस को चूने के पानी (कैल्सियम हाइड्रॉक्साइड का विलयन) से गुज़ारने पर चूने का पानी दूधिया हो जाता है।

सोडियम कार्बोनेट पर तनु अम्ल डालने से निकली गैस की जाँच

चित्र के नामांकन: 1. क्लैम्प वाला स्टैंड, 2. परखनली, 3. सोडियम कार्बोनेट और तनु हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (बुदबुदाहट), 4. कॉर्क, 5. निकास नली, 6. दूधिया हुआ चूने का पानी

  • परखनली A: Na₂CO₃(s) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H₂O(l) + CO₂(g)
  • परखनली B: NaHCO₃(s) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H₂O(l) + CO₂(g)

चूने का पानी CO₂ से मिलकर कैल्सियम कार्बोनेट का श्वेत अवक्षेप बनाता है, इसी से वह दूधिया दिखता है:

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

बहुत अधिक CO₂ गुज़ारने पर दूधियापन फिर ग़ायब हो जाता है, क्योंकि जल में घुलने वाला कैल्सियम हाइड्रोजनकार्बोनेट बन जाता है:

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

चूना-पत्थर (limestone), खड़िया (chalk) और संगमरमर (marble), तीनों कैल्सियम कार्बोनेट (CaCO₃) के ही अलग-अलग रूप हैं। सारी बात एक पंक्ति में:

धातु कार्बोनेट/धातु हाइड्रोजनकार्बोनेट + अम्ल → लवण + कार्बन डाइऑक्साइड + जल

उदासीनीकरण और ऑक्साइडों की प्रकृति

अम्ल और क्षारक आपस में: परखनली में लगभग 2 mL NaOH का घोल लेकर उसमें फीनॉल्फ्थेलिन की दो बूँदें डालिए। घोल गुलाबी हो जाता है। अब एक-एक बूँद तनु HCl मिलाते जाइए। एक समय पर गुलाबी रंग चला जाता है, क्योंकि अम्ल ने क्षारक का असर ख़त्म कर दिया। फिर NaOH की कुछ बूँदें डालिए, तो गुलाबी रंग लौट आता है।

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

अम्ल और क्षारक की अभिक्रिया से लवण और जल बनते हैं। इसे उदासीनीकरण अभिक्रिया कहते हैं:

क्षारक + अम्ल → लवण + जल

धात्विक ऑक्साइड और अम्ल: बीकर में थोड़ा कॉपर ऑक्साइड लेकर हिलाते हुए धीरे-धीरे तनु हाइड्रोक्लोरिक अम्ल मिलाइए। काला कॉपर ऑक्साइड घुल जाता है और विलयन नील-हरित हो जाता है। यह रंग कॉपर (II) क्लोराइड के बनने से आता है:

CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

धातु ऑक्साइड + अम्ल → लवण + जल

धात्विक ऑक्साइड अम्ल के साथ वैसे ही लवण और जल देते हैं जैसे क्षारक देते हैं, इसलिए इन्हें क्षारकीय ऑक्साइड भी कहते हैं।

अधात्विक ऑक्साइड और क्षारक: चूने के पानी और CO₂ की अभिक्रिया हम देख चुके हैं। वहाँ क्षारक Ca(OH)₂ ने कार्बन डाइऑक्साइड से मिलकर लवण (CaCO₃) और जल बनाया। यह बिल्कुल अम्ल और क्षारक की अभिक्रिया जैसा है। इससे पता चलता है कि अधात्विक ऑक्साइड अम्लीय प्रकृति के होते हैं।

सभी अम्लों में समानता क्या है

धातु के साथ हर अम्ल हाइड्रोजन देता है, तो साफ़ है कि हर अम्ल में हाइड्रोजन है। पर क्या हाइड्रोजन वाला हर यौगिक अम्ल है? इसे जाँचने के लिए क्रियाकलाप देखिए।

क्रियाकलाप: एक कॉर्क में दो कीलें लगाकर उसे 100 mL के बीकर में रखिए। कीलों को एक बल्ब और स्विच के रास्ते 6 वोल्ट की बैटरी के दोनों सिरों से जोड़िए। बीकर में तनु HCl डालकर धारा चालू कीजिए, फिर यही तनु सल्फ़्यूरिक अम्ल के साथ, और फिर ग्लूकोज़ तथा ऐल्कोहॉल के विलयन के साथ अलग-अलग दोहराइए।

कीलों, बल्ब और बैटरी से अम्ल के विलयन में विद्युत चालन की जाँच

चित्र के नामांकन: 1. बीकर, 2. तनु हाइड्रोक्लोरिक अम्ल, 3. कॉर्क, 4. कीलें, 5. जलता हुआ बल्ब, 6. स्विच, 7. 6 वोल्ट की बैटरी

विलयन बल्ब
तनु HCl, तनु H₂SO₄ जलता है
ग्लूकोज़, ऐल्कोहॉल नहीं जलता

बल्ब जलने का अर्थ है कि विलयन से विद्युत धारा बह रही है, और विलयन में धारा आयनों के ज़रिए बहती है। अम्ल में धनायन H⁺ है। इससे पता चलता है कि अम्ल विलयन में हाइड्रोजन आयन, H⁺(aq) बनाते हैं, और इन्हीं के कारण उनका गुणधर्म अम्लीय होता है।

ग्लूकोज़ और ऐल्कोहॉल में हाइड्रोजन होते हुए भी वे जल में H⁺ आयन नहीं देते। इसलिए न बल्ब जलता है, न उन्हें अम्ल कहा जाता है। सोडियम हाइड्रॉक्साइड और कैल्सियम हाइड्रॉक्साइड जैसे क्षारकों के साथ यही प्रयोग कीजिए, तो बल्ब जलता है, क्योंकि क्षारक भी विलयन में आयन बनाते हैं।

जल के बिना अम्ल अम्ल नहीं रहता

क्रियाकलाप: साफ़ और सूखी परखनली में लगभग 1 g ठोस NaCl लेकर उसमें थोड़ा सांद्र सल्फ़्यूरिक अम्ल डालिए। निकास नली से HCl गैस निकलती है। इसे सूखे और नम, दोनों तरह के नीले लिटमस पत्र से जाँचिए। सूखा लिटमस नहीं बदलता, नम लिटमस लाल हो जाता है। बहुत नम मौसम हो, तो गैस को कैल्सियम क्लोराइड वाली रक्षक नली से गुज़ारकर सुखाया जाता है।

हाइड्रोजन क्लोराइड गैस बनाना और सूखे तथा नम लिटमस से उसकी जाँच

चित्र के नामांकन: 1. परखनली, 2. ठोस सोडियम क्लोराइड पर सांद्र सल्फ़्यूरिक अम्ल, 3. निकास नली, 4. कैल्सियम क्लोराइड वाली रक्षक नली, 5. निकलती HCl गैस, 6. सूखा नीला लिटमस पत्र (रंग नहीं बदलता), 7. नम नीला लिटमस पत्र (लाल हो जाता है)

निष्कर्ष यह है कि शुष्क HCl गैस अम्लीय व्यवहार नहीं दिखाती, जबकि HCl का विलयन अम्लीय है। जल की उपस्थिति में ही HCl के अणुओं से H⁺ आयन अलग होते हैं:

HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl⁻

हाइड्रोजन आयन अकेले नहीं रह सकते, वे जल के अणु से जुड़कर रहते हैं। इसलिए इन्हें H⁺(aq) या हाइड्रोनियम आयन (H₃O⁺) लिखा जाता है:

H⁺ + H₂O → H₃O⁺

क्षारक जल में: क्षारक जल में घुलकर हाइड्रॉक्साइड (OH⁻) आयन देते हैं:

  • NaOH(s) → Na⁺(aq) + OH⁻(aq) (जल में)
  • KOH(s) → K⁺(aq) + OH⁻(aq) (जल में)
  • Mg(OH)₂(s) → Mg²⁺(aq) + 2OH⁻(aq) (जल में)

जल में घुलनशील क्षारक को क्षार कहते हैं। सभी क्षारक जल में नहीं घुलते, इसलिए हर क्षारक क्षार नहीं होता। क्षार छूने में साबुन जैसे, स्वाद में कड़वे और प्रकृति में संक्षारक होते हैं। इन्हें कभी छूना या चखना नहीं चाहिए।

अब उदासीनीकरण को आयनों की भाषा में भी लिख सकते हैं:

अम्ल + क्षारक → लवण + जल

HX + MOH → MX + HOH

H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l)

अम्ल को जल में मिलाना: तनुकरण

क्रियाकलाप: बीकर में 10 mL जल लेकर उसमें सांद्र सल्फ़्यूरिक अम्ल की कुछ बूँदें डालिए और बीकर को धीरे-धीरे घुमाइए। बीकर का तला छूने पर गर्म लगता है। सोडियम हाइड्रॉक्साइड के साथ भी यही होता है। जल में अम्ल या क्षारक का घुलना अत्यंत ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है।

इसीलिए सांद्र नाइट्रिक या सल्फ़्यूरिक अम्ल को जल में मिलाते समय बहुत सावधानी चाहिए:

  • अम्ल को हमेशा जल में मिलाया जाता है, धीरे-धीरे और जल को लगातार हिलाते हुए।
  • उल्टा करने पर, सांद्र अम्ल में जल डालने से इतनी ऊष्मा निकलती है कि मिश्रण उछलकर बाहर आ सकता है और हाथ-चेहरा जल सकते हैं।
  • बहुत ज़्यादा स्थानीय ताप से काँच का बर्तन भी टूट सकता है।

सांद्र सल्फ़्यूरिक अम्ल के डिब्बे और सोडियम हाइड्रॉक्साइड की बोतल पर एक चेतावनी चिह्न बना रहता है: लाल किनारे वाले त्रिकोण में परखनलियों से एक हाथ और सतह पर टपकती बूँदें, जो बताती हैं कि पदार्थ संक्षारक है।

जल में अम्ल या क्षारक मिलाने पर प्रति इकाई आयतन में आयनों (H₃O⁺/OH⁻) की सांद्रता घट जाती है। इस प्रक्रिया को तनुकरण कहते हैं, और ऐसे अम्ल या क्षारक तनुकृत कहलाते हैं। उल्टा, सोडियम हाइड्रॉक्साइड के विलयन में और क्षारक घोलने पर प्रति इकाई आयतन में OH⁻ आयनों की सांद्रता बढ़ जाती है।

pH स्केल: अम्ल या क्षारक कितना प्रबल

सूचक बता देते हैं कि विलयन अम्लीय है या क्षारकीय, पर कितना, यह नहीं बताते। इसके लिए सार्वत्रिक सूचक काम आता है, जो कई सूचकों का मिश्रण है। यह हाइड्रोजन आयन की अलग-अलग सांद्रता पर अलग-अलग रंग दिखाता है।

हाइड्रोजन आयन की सांद्रता मापने के लिए बना पैमाना pH स्केल कहलाता है। pH का p जर्मन शब्द 'पुसांस' (Potenz) से आया है, जिसका अर्थ है शक्ति। यह स्केल सामान्यतः 0 (अधिक अम्लीय) से 14 (अधिक क्षारीय) तक जाता है।

  • उदासीन विलयन का pH = 7
  • pH 7 से कम हो, तो विलयन अम्लीय है।
  • pH 7 से 14 की ओर बढ़े, तो OH⁻ की सांद्रता बढ़ रही है, अर्थात क्षार की शक्ति बढ़ रही है।
  • हाइड्रोनियम आयन की सांद्रता जितनी अधिक, pH उतना कम।

सामान्यतः pH, सार्वत्रिक सूचक में भिगोए गए pH पेपर से जाँचा जाता है। pH पत्र पर कुछ जाने-पहचाने पदार्थों के मान ये हैं:

पदार्थ लगभग pH
जठर रस 1.2
नींबू का रस 2.2
शुद्ध जल 7
रक्त 7.4
मिल्क ऑफ़ मैग्नीशिया 10
सोडियम हाइड्रॉक्साइड विलयन 14

एक क्रियाकलाप में लार (खाना खाने से पहले और बाद), नींबू का रस, रंगहीन वातित पेय, गाजर का रस, कॉफ़ी, टमाटर का रस, नल का जल, 1M NaOH और 1M HCl का pH जाँचकर उनकी प्रकृति लिखी जाती है।

प्रबल और दुर्बल अम्ल: अम्ल की शक्ति विलयन में बनने वाले H⁺ आयनों की संख्या पर टिकी है। समान सांद्रता (जैसे एक मोलर) के हाइड्रोक्लोरिक अम्ल और ऐसीटिक अम्ल अलग-अलग मात्रा में H⁺ देते हैं। अधिक H⁺ देने वाला HCl प्रबल अम्ल है, कम H⁺ देने वाला ऐसीटिक अम्ल दुर्बल अम्ल। इसी तरह अधिक OH⁻ देने वाले क्षारक प्रबल और कम OH⁻ देने वाले दुर्बल कहलाते हैं।

दैनिक जीवन में pH

पौधे और जंतु: हमारा शरीर 7.0 से 7.8 pH के बीच काम करता है। जीव pH के एक छोटे परिसर में ही जीवित रह पाते हैं। वर्षा के जल का pH 5.6 से कम हो जाए, तो उसे अम्लीय वर्षा कहते हैं। ऐसा जल नदी में पहुँचकर नदी का pH घटा देता है, और उसमें जलीय जीवों का जीना कठिन हो जाता है।

क्या आप जानते हैं: शुक्र (Venus) ग्रह का वायुमंडल सल्फ़्यूरिक अम्ल के मोटे श्वेत और पीले बादलों से बना है।

मिट्टी का pH: अच्छी उपज के लिए हर पौधे को एक ख़ास pH परिसर चाहिए। जाँचने के लिए परखनली में लगभग 2 g मिट्टी और 5 mL जल लेकर हिलाइए, छानिए और निस्यंद का pH सार्वत्रिक सूचक पत्र से देखिए। जब खेत की मिट्टी आवश्यकता से अधिक अम्लीय हो जाए, तब किसान उसमें बिना बुझा चूना (कैल्सियम ऑक्साइड), बुझा हुआ चूना (कैल्सियम हाइड्रॉक्साइड) या चॉक (कैल्सियम कार्बोनेट) मिलाता है, जो अतिरिक्त अम्ल को उदासीन कर देते हैं।

पाचन तंत्र: हमारा उदर हाइड्रोक्लोरिक अम्ल बनाता है, जो उदर को हानि पहुँचाए बिना भोजन पचाने में मदद करता है। अपच में उदर ज़्यादा अम्ल बनाने लगता है और दर्द तथा जलन होती है। तब ऐन्टैसिड (antacid) जैसे क्षारक लिए जाते हैं, जो अतिरिक्त अम्ल को उदासीन कर देते हैं। इसके लिए मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड (मिल्क ऑफ़ मैग्नीशिया) जैसा दुर्बल क्षारक दिया जाता है।

दंत-क्षय: मुँह का pH 5.5 से कम होने पर दाँतों का क्षय शुरू हो जाता है। दाँतों का इनैमल (दंतवल्क) कैल्सियम फ़ॉस्फ़ेट का बना है, जो शरीर का सबसे कठोर पदार्थ है। यह जल में नहीं घुलता, पर pH 5.5 से नीचे जाने पर संक्षारित होने लगता है। खाने के बाद मुँह में बची शर्करा और भोजन के कणों को बैक्टीरिया तोड़कर अम्ल बनाते हैं। भोजन के बाद मुँह साफ़ करने और क्षारकीय दंत-मंजन इस्तेमाल करने से यह अतिरिक्त अम्ल उदासीन होता है और दाँत बचते हैं।

डंक, पत्तियाँ और प्राकृतिक अम्ल

पशुओं और पौधों के रसायनों से आत्मरक्षा: मधुमक्खी डंक मारते समय एक अम्ल छोड़ती है, जिससे दर्द और जलन होती है। डंक वाली जगह पर बेकिंग सोडा जैसा दुर्बल क्षारक लगाने से आराम मिलता है।

क्या आप जानते हैं: नेटल (nettle) जंगलों में उगने वाला एक शाकीय पौधा है। इसकी पत्तियों पर डंक जैसे बाल होते हैं, जो छू जाएँ तो मेथैनॉइक अम्ल छोड़ते हैं और जलन भरा दर्द होता है। पारंपरिक इलाज में डंक वाली जगह पर डॉक पौधे की पत्ती रगड़ी जाती है, जो प्रायः नेटल के पास ही उगता है। प्रकृति ने ख़ुद उदासीनीकरण का रास्ता दे रखा है, तो डॉक की पत्ती की प्रकृति क्षारकीय समझिए।

रोज़ की कई चीज़ों में अम्ल प्राकृतिक रूप से मिलते हैं:

प्राकृतिक स्रोत अम्ल
सिरका ऐसीटिक अम्ल
संतरा, नींबू सिट्रिक अम्ल
इमली टार्टरिक अम्ल
टमाटर ऑक्सैलिक अम्ल
खट्टा दूध (दही) लैक्टिक अम्ल
चींटी का डंक, नेटल का डंक मेथैनॉइक अम्ल

मेथैनॉइक अम्ल को फ़ॉर्मिक अम्ल और ऐसीटिक अम्ल को एथेनॉइक अम्ल भी कहते हैं। परीक्षा में दोनों नाम आ सकते हैं।

लवण परिवार और लवणों का pH

अब तक कई अभिक्रियाओं में लवण बनते देखे। एक क्रियाकलाप में पोटैशियम सल्फ़ेट, सोडियम सल्फ़ेट, कैल्सियम सल्फ़ेट, मैग्नीशियम सल्फ़ेट, कॉपर सल्फ़ेट, सोडियम क्लोराइड, सोडियम नाइट्रेट, सोडियम कार्बोनेट और अमोनियम क्लोराइड के सूत्र लिखकर यह पहचानना होता है कि हर लवण किस अम्ल और किस क्षारक से बना:

लवण सूत्र अम्ल क्षारक
पोटैशियम सल्फ़ेट K₂SO₄ H₂SO₄ KOH
सोडियम सल्फ़ेट Na₂SO₄ H₂SO₄ NaOH
कैल्सियम सल्फ़ेट CaSO₄ H₂SO₄ Ca(OH)₂
मैग्नीशियम सल्फ़ेट MgSO₄ H₂SO₄ Mg(OH)₂
कॉपर सल्फ़ेट CuSO₄ H₂SO₄ Cu(OH)₂
सोडियम क्लोराइड NaCl HCl NaOH
सोडियम नाइट्रेट NaNO₃ HNO₃ NaOH
सोडियम कार्बोनेट Na₂CO₃ H₂CO₃ NaOH
अमोनियम क्लोराइड NH₄Cl HCl NH₄OH

समान धन मूलक या समान ऋण मूलक वाले लवण एक ही परिवार के कहलाते हैं। NaCl और Na₂SO₄ सोडियम लवण के परिवार के हैं, जबकि NaCl और KCl क्लोराइड लवण के परिवार के।

लवणों का pH: सोडियम क्लोराइड, पोटैशियम नाइट्रेट, ऐलुमिनियम क्लोराइड, जिंक सल्फ़ेट, कॉपर सल्फ़ेट, सोडियम ऐसीटेट, सोडियम कार्बोनेट और सोडियम हाइड्रोजनकार्बोनेट को आसवित जल में घोलकर लिटमस और pH पेपर से जाँचा जाता है। नियम यह निकलता है:

लवण किससे बना pH प्रकृति उदाहरण
प्रबल अम्ल + प्रबल क्षारक 7 उदासीन NaCl, KNO₃
प्रबल अम्ल + दुर्बल क्षारक 7 से कम अम्लीय NH₄Cl, CuSO₄
प्रबल क्षारक + दुर्बल अम्ल 7 से अधिक क्षारकीय Na₂CO₃, NaHCO₃, CH₃COONa

साधारण नमक और क्लोर-क्षार प्रक्रिया

हाइड्रोक्लोरिक अम्ल और सोडियम हाइड्रॉक्साइड की अभिक्रिया से बना लवण सोडियम क्लोराइड है, जिसे हम भोजन में डालते हैं। यह उदासीन लवण है। समुद्री जल में घुले कई लवणों में से इसे अलग किया जाता है। दुनिया के कई भागों में ठोस नमक के बड़े भंडार भी हैं। इनके बड़े क्रिस्टल अपद्रव्यों के कारण प्रायः भूरे होते हैं और खनिज नमक कहलाते हैं। ये तब बने जब युगों पहले समुद्र का कोई हिस्सा सूख गया। खनिज नमक का खनन कोयले की तरह होता है। महात्मा गांधी की दांडी यात्रा याद कीजिए: हमारे स्वतंत्रता संग्राम में नमक एक बड़ा प्रतीक था।

साधारण नमक सोडियम हाइड्रॉक्साइड, बेकिंग सोडा, धोने का सोडा और विरंजक चूर्ण जैसे रसायनों का कच्चा पदार्थ है।

सोडियम हाइड्रॉक्साइड: सोडियम क्लोराइड के जलीय विलयन (लवण जल) से विद्युत धारा गुज़ारने पर यह वियोजित होकर सोडियम हाइड्रॉक्साइड बनाता है। उत्पाद क्लोरीन (क्लोर) और सोडियम हाइड्रॉक्साइड (क्षार) हैं, इसलिए इसे क्लोर-क्षार प्रक्रिया कहते हैं:

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

लवण जल का विद्युत अपघटन: ऐनोड पर क्लोरीन, कैथोड पर हाइड्रोजन

चित्र के नामांकन: 1. बैटरी (विद्युत स्रोत), 2. ऐनोड, 3. क्लोरीन गैस, 4. लवण जल (सोडियम क्लोराइड का जलीय विलयन), 5. दोनों भागों को अलग रखने वाली झिल्ली, 6. कैथोड, 7. हाइड्रोजन गैस, 8. सोडियम हाइड्रॉक्साइड का विलयन

क्लोरीन गैस ऐनोड पर और हाइड्रोजन गैस कैथोड पर निकलती है। सोडियम हाइड्रॉक्साइड का विलयन भी कैथोड के पास बनता है। तीनों उत्पाद काम के हैं:

उत्पाद उपयोग
H₂ ईंधन, मार्गरीन, खाद के लिए अमोनिया
Cl₂ जल की स्वच्छता, स्वीमिंग पूल, पी.वी.सी., रोगाणुनाशक, सी.एफ़.सी., कीटनाशक
NaOH धातुओं से ग्रीज़ हटाना, साबुन और अपमार्जक, काग़ज़ बनाना, कृत्रिम फ़ाइबर
HCl (H₂ और Cl₂ से) इस्पात की सफ़ाई, अमोनियम क्लोराइड, औषधियाँ, सौंदर्य प्रसाधन
विरंजक चूर्ण (Cl₂ से) घरेलू विरंजन, वस्त्र विरंजन

विरंजक चूर्ण और बेकिंग सोडा

विरंजक चूर्ण: लवण जल के विद्युत अपघटन से मिली क्लोरीन को शुष्क बुझे हुए चूने [Ca(OH)₂] पर प्रवाहित करने से विरंजक चूर्ण बनता है:

Ca(OH)₂ + Cl₂ → CaOCl₂ + H₂O

विरंजक चूर्ण को CaOCl₂ से दर्शाते हैं, हालाँकि इसका असली संगठन काफ़ी जटिल है। इसके उपयोग:

  1. वस्त्र उद्योग में सूती और लिनेन कपड़ों के विरंजन में, काग़ज़ की फ़ैक्ट्री में लकड़ी की लुगदी (मज्जा) के विरंजन में और लॉन्ड्री में साफ़ कपड़ों के विरंजन में।
  2. कई रासायनिक उद्योगों में उपचायक के रूप में।
  3. पीने के जल को जीवाणुओं से मुक्त करने के लिए रोगाणुनाशक के रूप में।

बेकिंग सोडा: रसोई में खस्ता पकौड़े बनाने और कभी-कभी खाना जल्दी पकाने के लिए जो सोडा डाला जाता है, उसका रासायनिक नाम सोडियम हाइड्रोजनकार्बोनेट (NaHCO₃) है। यह सोडियम क्लोराइड से बनाया जाता है:

NaCl + H₂O + CO₂ + NH₃ → NH₄Cl + NaHCO₃

यह एक दुर्बल, असंक्षारक, क्षारीय लवण है, इसीलिए अम्ल को उदासीन करने में काम आता है। गर्म करने पर यह टूटता है:

2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂ (गर्म करने पर)

इसके उपयोग:

  1. बेकिंग पाउडर बनाने में। बेकिंग पाउडर, बेकिंग सोडा और टार्टरिक अम्ल जैसे किसी मंद खाद्य अम्ल का मिश्रण है। गर्म करने या जल मिलाने पर NaHCO₃ + H⁺ → CO₂ + H₂O + अम्ल का सोडियम लवण बनता है। निकली CO₂ से पावरोटी या केक फूलकर मुलायम और स्पंजी हो जाता है।
  2. ऐन्टैसिड के एक घटक के रूप में, जो पेट के अतिरिक्त अम्ल को उदासीन करता है।
  3. सोडा-अम्ल अग्निशामक में। धावन बोतल में लगभग 20 mL सोडियम हाइड्रोजनकार्बोनेट का विलयन लेकर उसमें तनु सल्फ़्यूरिक अम्ल वाली ज्वलन नली धागे से लटकाई जाती है। बोतल बंद करके झुकाने पर अम्ल और विलयन मिलते हैं, नोज़ल से CO₂ की तेज़ बुदबुदाहट निकलती है और जलती मोमबत्ती बुझ जाती है:

2NaHCO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O + 2CO₂

सोडा-अम्ल अग्निशामक: बेकिंग सोडा और अम्ल से निकली कार्बन डाइऑक्साइड मोमबत्ती बुझाती है

चित्र के नामांकन: 1. धावन बोतल, 2. सोडियम हाइड्रोजनकार्बोनेट का विलयन, 3. धागा, 4. तनु सल्फ़्यूरिक अम्ल वाली ज्वलन नली, 5. कॉर्क, 6. नोज़ल, 7. निकलती कार्बन डाइऑक्साइड, 8. बुझती हुई मोमबत्ती

धोने का सोडा और क्रिस्टलन का जल

धोने का सोडा (Na₂CO₃.10H₂O) भी सोडियम क्लोराइड से ही मिलता है। बेकिंग सोडा को गर्म करने से सोडियम कार्बोनेट बनता है, और उसके पुनः क्रिस्टलीकरण से धोने का सोडा:

Na₂CO₃ + 10H₂O → Na₂CO₃.10H₂O

यह भी एक क्षारकीय लवण है। इसके उपयोग:

  1. काँच, साबुन और काग़ज़ उद्योगों में।
  2. बोरेक्स जैसे सोडियम यौगिकों के उत्पादन में।
  3. घरों में साफ़-सफ़ाई के लिए।
  4. जल की स्थायी कठोरता हटाने के लिए।

क्या लवण के क्रिस्टल सच में सूखे होते हैं? सूखी क्वथन नली में कॉपर सल्फ़ेट के कुछ नीले क्रिस्टल गर्म कीजिए। नली की दीवार पर जल की बूँदें दिखती हैं और क्रिस्टल श्वेत हो जाते हैं। ठंडा होने पर इस श्वेत चूर्ण पर जल की 2-3 बूँदें डालिए, तो नीला रंग लौट आता है।

नीले कॉपर सल्फ़ेट को गर्म करने पर क्रिस्टलन का जल निकलना

चित्र के नामांकन: 1. क्वथन नली, 2. गर्म होकर श्वेत होते कॉपर सल्फ़ेट के क्रिस्टल, 3. नली की दीवार पर जल की बूँदें, 4. परखनली होल्डर, 5. बर्नर की लौ, 6. बर्नर

ये बूँदें क्रिस्टल के अंदर से ही आईं। लवण के एक सूत्र इकाई में जल के निश्चित अणुओं की संख्या को क्रिस्टलन का जल कहते हैं। कॉपर सल्फ़ेट के एक सूत्र इकाई में जल के पाँच अणु होते हैं, इसलिए जलीय कॉपर सल्फ़ेट का सूत्र CuSO₄.5H₂O है। धोने के सोडे का 10H₂O भी क्रिस्टलन का जल है। यह उसे गीला नहीं बनाता, क्रिस्टल फिर भी सूखे दिखते हैं।

जिप्सम एक और लवण है जिसमें क्रिस्टलन के जल के दो अणु हैं। इसका सूत्र CaSO₄.2H₂O है।

प्लास्टर ऑफ पेरिस

जिप्सम को 373 K पर गर्म करने पर वह जल के अणु छोड़कर कैल्सियम सल्फ़ेट अर्धहाइड्रेट (हेमिहाइड्रेट) बनाता है:

CaSO₄.2H₂O → CaSO₄.½H₂O + 1½H₂O (373 K पर गर्म करने पर)

इसी CaSO₄.½H₂O को प्लास्टर ऑफ पेरिस कहते हैं। यह सफ़ेद चूर्ण है, जो जल मिलाने पर फिर से जिप्सम बनकर कठोर ठोस में बदल जाता है:

CaSO₄.½H₂O + 1½H₂O → CaSO₄.2H₂O (प्लास्टर ऑफ पेरिस) → (जिप्सम)

आधा अणु जल कैसे? CaSO₄ की दो सूत्र इकाइयाँ जल के एक अणु को साझा करती हैं, इसलिए हर इकाई के हिस्से आधा अणु आता है।

उपयोग:

  • डॉक्टर टूटी हड्डियों को सही जगह पर स्थिर रखने के लिए इसका प्लास्टर चढ़ाते हैं।
  • खिलौने और सजावट का सामान बनाने में।
  • दीवार या छत की सतह को चिकना बनाने में।

नमी मिलते ही यह जमने लगता है, इसलिए इसे नमी-रोधी बंद बर्तन में रखा जाता है। इसका यह नाम इसलिए पड़ा कि पहले यह पेरिस के पास मिलने वाले जिप्सम से बड़े पैमाने पर बनाया जाता था।

एक लाल लिटमस से तीन विलयन

प्रश्न 1. आपको तीन परखनलियाँ दी गई हैं। एक में आसवित जल, दूसरी में अम्लीय विलयन और तीसरी में क्षारीय विलयन है। आपके पास केवल लाल लिटमस पत्र है। आप तीनों की पहचान कैसे करेंगे? (2 अंक)

उत्तर:

  1. तीनों परखनलियों के विलयन से लाल लिटमस पत्र को छुआइए। जिस विलयन में लाल लिटमस नीला हो जाए, वह क्षारीय है।
  2. इस नीले हुए लिटमस पत्र को बाकी दो विलयनों से छुआइए। जिसमें यह फिर लाल हो जाए, वह अम्लीय है।
  3. जिसमें नीला लिटमस भी नीला ही रहे, वह आसवित जल है, क्योंकि जल उदासीन है।

अम्ल और धातु से निकलने वाली गैस

प्रश्न 2. धातु के साथ अम्ल की अभिक्रिया होने पर सामान्यतः कौन-सी गैस निकलती है? एक उदाहरण से समझाइए। इस गैस की उपस्थिति की जाँच कैसे करेंगे? (3 अंक)

उत्तर:

अम्ल और धातु की अभिक्रिया में हाइड्रोजन गैस निकलती है और लवण बनता है। उदाहरण के लिए, दानेदार जिंक पर तनु सल्फ़्यूरिक अम्ल डालने पर:

Zn(s) + H₂SO₄(aq) → ZnSO₄(aq) + H₂(g)

जाँच: निकलती गैस को साबुन के घोल से गुज़ारिए, गैस से भरे बुलबुले बनते हैं। इन बुलबुलों के पास जलती मोमबत्ती लाने पर गैस फट-फट की ध्वनि के साथ जलती है। यह ध्वनि हाइड्रोजन की पहचान है।

धातु यौगिक A पहचानिए

प्रश्न 3. कोई धातु यौगिक 'A' तनु हाइड्रोक्लोरिक अम्ल के साथ अभिक्रिया करता है, तो बुदबुदाहट होती है। निकली गैस जलती मोमबत्ती को बुझा देती है। यदि बने यौगिकों में से एक कैल्सियम क्लोराइड है, तो इस अभिक्रिया का संतुलित समीकरण लिखिए। (2 अंक)

उत्तर:

मोमबत्ती बुझाने वाली गैस कार्बन डाइऑक्साइड है। धातु कार्बोनेट अम्ल से अभिक्रिया करके CO₂ देता है, और उत्पाद में कैल्सियम क्लोराइड है, इसलिए 'A' कैल्सियम कार्बोनेट (CaCO₃) है:

CaCO₃(s) + 2HCl(aq) → CaCl₂(aq) + H₂O(l) + CO₂(g)

जाँच: Ca 1-1, C 1-1, O 3-3, H 2-2 और Cl 2-2। समीकरण संतुलित है।

शब्द-समीकरण और संतुलित समीकरण

प्रश्न 4. निम्न अभिक्रियाओं के लिए पहले शब्द-समीकरण और फिर संतुलित समीकरण लिखिए: (4 अंक)

(a) तनु सल्फ़्यूरिक अम्ल दानेदार जिंक के साथ अभिक्रिया करता है। (b) तनु हाइड्रोक्लोरिक अम्ल मैग्नीशियम पट्टी के साथ अभिक्रिया करता है। (c) तनु सल्फ़्यूरिक अम्ल ऐलुमिनियम चूर्ण के साथ अभिक्रिया करता है। (d) तनु हाइड्रोक्लोरिक अम्ल लौह के रेतन के साथ अभिक्रिया करता है।

उत्तर:

(a) सल्फ़्यूरिक अम्ल + जिंक → जिंक सल्फ़ेट + हाइड्रोजन

H₂SO₄(aq) + Zn(s) → ZnSO₄(aq) + H₂(g)

(b) हाइड्रोक्लोरिक अम्ल + मैग्नीशियम → मैग्नीशियम क्लोराइड + हाइड्रोजन

2HCl(aq) + Mg(s) → MgCl₂(aq) + H₂(g)

(c) सल्फ़्यूरिक अम्ल + ऐलुमिनियम → ऐलुमिनियम सल्फ़ेट + हाइड्रोजन

3H₂SO₄(aq) + 2Al(s) → Al₂(SO₄)₃(aq) + 3H₂(g)

(d) हाइड्रोक्लोरिक अम्ल + लोहा → आयरन (II) क्लोराइड + हाइड्रोजन

2HCl(aq) + Fe(s) → FeCl₂(aq) + H₂(g)

(c) में SO₄ समूह को एक इकाई मानिए: Al₂(SO₄)₃ में तीन सल्फ़ेट हैं, तो 3H₂SO₄ चाहिए, और तब हाइड्रोजन के 6 परमाणु 3H₂ बनाते हैं।

उदासीनीकरण अभिक्रिया

प्रश्न 5. उदासीनीकरण अभिक्रिया क्या है? दो उदाहरण दीजिए। (2 अंक)

उत्तर:

अम्ल और क्षारक की वह अभिक्रिया, जिसमें दोनों एक-दूसरे का असर ख़त्म करके लवण और जल बनाते हैं, उदासीनीकरण अभिक्रिया कहलाती है।

  1. सोडियम हाइड्रॉक्साइड और हाइड्रोक्लोरिक अम्ल: NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H₂O(l)
  2. पेट के अतिरिक्त अम्ल पर मिल्क ऑफ़ मैग्नीशिया: Mg(OH)₂ + 2HCl → MgCl₂ + 2H₂O

धात्विक और अधात्विक ऑक्साइड की प्रकृति

प्रश्न 6. धात्विक ऑक्साइड को क्षारकीय और अधात्विक ऑक्साइड को अम्लीय क्यों कहा जाता है? एक-एक समीकरण दीजिए। (3 अंक)

उत्तर:

धात्विक ऑक्साइड अम्ल से अभिक्रिया करके लवण और जल बनाते हैं, ठीक वैसे जैसे क्षारक बनाते हैं। कॉपर ऑक्साइड, तनु HCl में घुलकर नील-हरित कॉपर (II) क्लोराइड बनाता है:

CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

इसलिए धात्विक ऑक्साइड क्षारकीय हैं।

अधात्विक ऑक्साइड क्षारक से अभिक्रिया करके लवण और जल बनाते हैं, जो अम्ल का गुण है। कार्बन डाइऑक्साइड, चूने के पानी से मिलकर कैल्सियम कार्बोनेट और जल बनाती है:

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O

इसलिए अधात्विक ऑक्साइड अम्लीय हैं।

pH 6 और pH 8 वाले विलयन

प्रश्न 7. विलयन 'A' का pH 6 और विलयन 'B' का pH 8 है। किस विलयन में हाइड्रोजन आयन की सांद्रता अधिक है? कौन अम्लीय है और कौन क्षारकीय? (2 अंक)

उत्तर:

pH जितना कम, हाइड्रोजन आयन की सांद्रता उतनी अधिक। इसलिए विलयन A (pH 6) में H⁺ आयन की सांद्रता अधिक है।

  • A का pH 7 से कम है, इसलिए A अम्लीय है।
  • B का pH 7 से अधिक है, इसलिए B क्षारकीय है।

याद रखने लायक नियम: H⁺(aq) की सांद्रता बढ़ने पर विलयन अधिक अम्लीय होता है और pH घटता है।

क्षारकीय विलयन में भी H⁺

प्रश्न 8. क्या क्षारकीय विलयन में भी H⁺(aq) आयन होते हैं? अगर हाँ, तो वह क्षारकीय क्यों होता है? (2 अंक)

उत्तर:

हाँ, क्षारकीय विलयन में भी H⁺(aq) आयन होते हैं, क्योंकि जल से थोड़े H⁺ और OH⁻ आयन हमेशा बनते रहते हैं।

पर क्षारकीय विलयन में OH⁻ आयनों की संख्या H⁺ आयनों से बहुत अधिक होती है। OH⁻ की इसी अधिकता के कारण विलयन क्षारकीय होता है और उसका pH 7 से अधिक रहता है।

पाँच विलयनों के pH मान

प्रश्न 9. पाँच विलयनों A, B, C, D और E के pH मान सार्वत्रिक सूचक से क्रमशः 4, 1, 11, 7 और 9 मिले। कौन-सा विलयन (a) उदासीन, (b) प्रबल क्षारीय, (c) प्रबल अम्लीय, (d) दुर्बल अम्लीय और (e) दुर्बल क्षारीय है? pH मानों को हाइड्रोजन आयन की सांद्रता के आरोही क्रम में भी लिखिए। (3 अंक)

उत्तर:

विलयन pH कारण
(a) उदासीन D 7 pH ठीक 7
(b) प्रबल क्षारीय C 11 7 से सबसे दूर, ऊपर की ओर
(c) प्रबल अम्लीय B 1 7 से सबसे दूर, नीचे की ओर
(d) दुर्बल अम्लीय A 4 7 से कम, पर 1 से ऊपर
(e) दुर्बल क्षारीय E 9 7 से थोड़ा ऊपर

pH बढ़ने पर H⁺ की सांद्रता घटती है। इसलिए H⁺ की सांद्रता का आरोही (बढ़ता) क्रम है:

11 (C) < 9 (E) < 7 (D) < 4 (A) < 1 (B)

HCl और ऐसीटिक अम्ल में बुदबुदाहट

प्रश्न 10. परखनली 'A' और 'B' में समान लंबाई की मैग्नीशियम पट्टी है। A में हाइड्रोक्लोरिक अम्ल और B में ऐसीटिक अम्ल समान मात्रा और समान सांद्रता में डाला गया। किस परखनली में तेज़ बुदबुदाहट होगी और क्यों? (2 अंक)

उत्तर:

परखनली A में बुदबुदाहट तेज़ होगी।

हाइड्रोक्लोरिक अम्ल प्रबल अम्ल है, जो विलयन में बहुत अधिक H⁺ आयन देता है। ऐसीटिक अम्ल दुर्बल अम्ल है और समान सांद्रता पर कम H⁺ आयन देता है। जितने अधिक H⁺ आयन, मैग्नीशियम से हाइड्रोजन उतनी तेज़ी से निकलती है:

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

दूध, दही और ग्वाले का बेकिंग सोडा

प्रश्न 11. (i) ताज़े दूध का pH 6 होता है। दही बन जाने पर इसके pH में क्या बदलाव होगा? (ii) एक ग्वाला ताज़े दूध में थोड़ा बेकिंग सोडा मिलाता है। वह दूध का pH 6 से बदलकर थोड़ा क्षारीय क्यों कर देता है, और ऐसे दूध को दही बनने में अधिक समय क्यों लगता है? (3 अंक)

उत्तर:

(i) दही बनते समय दूध में लैक्टिक अम्ल बनता है। अम्ल बढ़ने से pH 6 से घटकर और कम हो जाता है।

(ii) बेकिंग सोडा क्षारकीय है। इसे मिलाने से दूध थोड़ा क्षारीय हो जाता है और जल्दी खट्टा नहीं होता, इसलिए दूध अधिक देर तक ठीक रहता है।

ऐसे दूध में जो लैक्टिक अम्ल बनता है, वह पहले बेकिंग सोडा को उदासीन करने में ख़र्च होता है। जब तक सारा सोडा उदासीन नहीं हो जाता, दूध में अम्ल नहीं बढ़ता। इसलिए दही जमने में अधिक समय लगता है।

NaOH को उदासीन करने के लिए HCl कितना

प्रश्न 12. NaOH का 10 mL विलयन, HCl के 8 mL विलयन से पूर्णतः उदासीन हो जाता है। यदि NaOH के उसी विलयन का 20 mL लिया जाए, तो उसे उदासीन करने के लिए HCl के उसी विलयन की कितनी मात्रा लगेगी? (2 अंक)

हल:

10 mL NaOH के लिए HCl चाहिए = 8 mL

NaOH दुगुना (20 mL) हो गया, तो उसमें OH⁻ आयन भी दुगुने हैं। उन्हें उदासीन करने के लिए HCl भी दुगुना चाहिए:

HCl=810×20=16\text{HCl} = \frac{8}{10} \times 20 = 16 mL

उत्तर: 16 mL

क्रिस्टलन का जल

प्रश्न 13. क्रिस्टलन का जल क्या है? कॉपर सल्फ़ेट के क्रिस्टल गर्म करने पर क्या दिखता है? (2 अंक)

उत्तर:

लवण के एक सूत्र इकाई में जल के निश्चित अणुओं की संख्या को क्रिस्टलन का जल कहते हैं। जैसे नीले कॉपर सल्फ़ेट (CuSO₄.5H₂O) में जल के 5 अणु होते हैं।

कॉपर सल्फ़ेट के नीले क्रिस्टल सूखी क्वथन नली में गर्म करने पर नली की दीवार पर जल की बूँदें दिखती हैं और क्रिस्टल श्वेत हो जाते हैं, क्योंकि क्रिस्टलन का जल निकल गया। ठंडा होने पर इस पर पानी की कुछ बूँदें डालने से नीला रंग लौट आता है।

क्लोर-क्षार प्रक्रिया: लंबा उत्तर

प्रश्न 14. क्लोर-क्षार प्रक्रिया क्या है? इसका रासायनिक समीकरण लिखिए और इससे बने उत्पादों के उपयोग बताइए। (5 अंक)

उत्तर:

सोडियम क्लोराइड के जलीय विलयन (लवण जल) से विद्युत धारा प्रवाहित करने पर वह वियोजित होकर सोडियम हाइड्रॉक्साइड, क्लोरीन और हाइड्रोजन बनाता है। उत्पादों में क्लोर (क्लोरीन) और क्षार (सोडियम हाइड्रॉक्साइड) हैं, इसलिए इसे क्लोर-क्षार प्रक्रिया कहते हैं।

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

  • ऐनोड पर क्लोरीन गैस निकलती है।
  • कैथोड पर हाइड्रोजन गैस निकलती है।
  • सोडियम हाइड्रॉक्साइड का विलयन कैथोड के पास बनता है।

उत्पादों के उपयोग:

  1. हाइड्रोजन: ईंधन के रूप में, मार्गरीन बनाने में और खाद के लिए अमोनिया बनाने में।
  2. क्लोरीन: जल की स्वच्छता, स्वीमिंग पूल, पी.वी.सी., रोगाणुनाशक, सी.एफ़.सी. और कीटनाशक बनाने में।
  3. सोडियम हाइड्रॉक्साइड: धातुओं से ग्रीज़ हटाने, साबुन और अपमार्जक, काग़ज़ और कृत्रिम फ़ाइबर बनाने में।
  4. हाइड्रोजन और क्लोरीन से हाइड्रोक्लोरिक अम्ल बनता है, जो इस्पात की सफ़ाई, औषधियों और सौंदर्य प्रसाधनों में काम आता है।
  5. क्लोरीन से विरंजक चूर्ण बनता है, जो घरेलू और वस्त्र विरंजन में काम आता है।

उत्तर में समीकरण के साथ यह भी लिखिए कि कौन-सी गैस किस इलेक्ट्रोड पर निकलती है। इसी पर अंक कटते हैं।

बेकिंग सोडा: बनाना, गर्म करना और उपयोग

प्रश्न 15. बेकिंग सोडा का रासायनिक नाम और सूत्र लिखिए। यह कैसे बनाया जाता है? इसके विलयन को गर्म करने पर क्या होता है? इसके दो उपयोग लिखिए। (5 अंक)

उत्तर:

बेकिंग सोडा का रासायनिक नाम सोडियम हाइड्रोजनकार्बोनेट और सूत्र NaHCO₃ है।

बनाना: इसे सोडियम क्लोराइड से बनाया जाता है। सोडियम क्लोराइड, जल, कार्बन डाइऑक्साइड और अमोनिया की अभिक्रिया से अमोनियम क्लोराइड और सोडियम हाइड्रोजनकार्बोनेट बनते हैं:

NaCl + H₂O + CO₂ + NH₃ → NH₄Cl + NaHCO₃

गर्म करने पर: यह टूटकर सोडियम कार्बोनेट, जल और कार्बन डाइऑक्साइड देता है:

2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂ (गर्म करने पर)

उपयोग:

  1. बेकिंग पाउडर बनाने में (बेकिंग सोडा + टार्टरिक अम्ल)। गर्म करने या जल मिलाने पर निकली CO₂ से केक और पावरोटी फूलकर नरम हो जाते हैं।
  2. ऐन्टैसिड में, क्योंकि यह क्षारीय है और पेट के अतिरिक्त अम्ल को उदासीन करता है।
  3. सोडा-अम्ल अग्निशामक में।

यह दुर्बल और असंक्षारक क्षारीय लवण है, इसलिए खाने और दवा में सुरक्षित रूप से काम आता है।

अभ्यास के 20 प्रश्न

अब आगे 20 प्रश्नों की क्विज़ है। ये प्रश्न रंग, संख्या और सूत्र पर टिके हैं: लिटमस किसमें लाल होता है, pH किस ओर बढ़ता है, किस लवण में जल के कितने अणु हैं। विकल्प चुनने से पहले वह प्रयोग या तालिका मन में दोहराइए जिससे वह बात निकली थी।

कोई उत्तर गलत निकले, तो व्याख्या पढ़कर आगे मत बढ़िए। पाठ में उस विषय का शीर्षक खोलिए और वहाँ का समीकरण या तालिका एक बार अपनी कॉपी में उतार लीजिए।