सूचक और अम्ल-क्षारकों के रासायनिक गुण
नींबू का रस खट्टा लगता है और साबुन चिकना। दोनों सूचक नामक रंगों का रंग बदल देते हैं।
सूचक रंग बदलकर बताता है कि पदार्थ अम्लीय है या क्षारकीय। अम्ल (खट्टे, नीले लिटमस को लाल करते हैं) और क्षारक (कड़वे, साबुनी, लाल लिटमस को नीला करते हैं) धातुओं, कार्बोनेटों और आपस में अभिक्रिया करते हैं। जल में घुलने वाले क्षारक को क्षार कहते हैं।
सूत्र / समीकरण : अम्ल + धातु → लवण + हाइड्रोजन। अम्ल + धातु कार्बोनेट → लवण + जल + कार्बन डाइऑक्साइड। अम्ल + क्षारक → लवण + जल (उदासीनीकरण)। क्षारक + अधातु ऑक्साइड → लवण + जल।
आकृति में : फिनॉल्फ्थेलीन अम्ल और उदासीन जल में रंगहीन रहता है।
नियम 1 : धातुओं और कार्बोनेटों से अभिक्रिया — सक्रिय धातुओं से हाइड्रोजन गैस मिलती है (लौ के पास पट् ध्वनि)। कार्बोनेट व बाइकार्बोनेट से कार्बन डाइऑक्साइड मिलती है (चूने का पानी दूधिया)।
- सरल : Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂
- मध्यम : Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + CO₂ ; NaHCO₃ + HCl → NaCl + H₂O + CO₂
- परीक्षा के लिए : CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O (दूधिया); अधिक CO₂ : CaCO₃ + H₂O + CO₂ → Ca(HCO₃)₂ (फिर स्वच्छ)।
नियम 2 : उदासीनीकरण — अम्ल और क्षारक एक-दूसरे का प्रभाव समाप्त कर लवण और जल बनाते हैं।
- सरल : NaOH + HCl → NaCl + H₂O
- मध्यम : Ca(OH)₂ + 2HNO₃ → Ca(NO₃)₂ + 2H₂O
- परीक्षा के लिए : क्षारक + अधातु ऑक्साइड : Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O। एंटासिड (Mg(OH)₂) पेट के अतिरिक्त HCl को उदासीन करता है।
अज्ञात रसायन कभी न चखें। इसके बदले सूचक या लिटमस पत्र का उपयोग करें।
सभी क्षारक क्षार हैं, कहना गलत है। केवल जल में घुलने वाले क्षारक क्षार हैं (NaOH, KOH हाँ; Cu(OH)₂ नहीं)।
धातु के साथ बुलबुले → H₂। कार्बोनेट के साथ बुलबुले → CO₂। याद रखने की युक्ति : "अनील" : अम्ल नीले को लाल करता है; "क्षालनी" : क्षारक लाल को नीला करता है।
अंतर पहचानिए
| बिंदु | अम्ल | क्षारक |
|---|---|---|
| स्वाद | खट्टा | कड़वा |
| नीला लिटमस | लाल हो जाता है | कोई परिवर्तन नहीं |
| लाल लिटमस | कोई परिवर्तन नहीं | नीला हो जाता है |
अभ्यास के प्रश्न
- 1अम्ल में कौन-सा लिटमस लाल होता है?
- 2जस्ता और हाइड्रोक्लोरिक अम्ल से कौन-सी गैस मिलती है?
- 3क्षारक में फिनॉल्फ्थेलीन का रंग कौन-सा है?
- 4NaHCO₃ + HCl का समीकरण लिखिए।
- 5चूने का पानी CO₂ से दूधिया क्यों होता है?
- 6उदासीनीकरण क्या है? एक उदाहरण दीजिए।
- 7एक गैस की जाँच की : वह पट् ध्वनि से जलती है। कौन-सी गैस, और कौन-से दो पदार्थ उसे देंगे?
- 8अम्लता में मिल्क ऑफ मैग्नीशिया क्यों लेते हैं?
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
- 1नीला लिटमस
- 2हाइड्रोजन
- 3गुलाबी
- 4NaHCO₃ + HCl → NaCl + H₂O + CO₂
- 5अविलेय CaCO₃ बनता है।
- 6अम्ल + क्षारक → लवण + जल; उदा. NaOH + HCl → NaCl + H₂O
- 7हाइड्रोजन; सक्रिय धातु (Zn) और अम्ल (HCl)।
- 8यह दुर्बल क्षारक है; पेट के अतिरिक्त अम्ल को उदासीन करता है।
जल में अम्ल और क्षारक (आयन, तनुकरण)
सूखा ग्लूकोज़ विद्युत नहीं चलाता, पर जल में नींबू का रस चलाता है। अंतर आयनों का है।
जल में अम्ल H⁺ (हाइड्रोजन) आयन और क्षारक OH⁻ (हाइड्रॉक्साइड) आयन देता है। जल में H⁺ जल-अणु से जुड़कर H₃O⁺ (हाइड्रोनियम) बनाता है। प्रबल अम्ल/क्षारक लगभग पूर्ण आयनित होता है; दुर्बल केवल आंशिक। तनुकरण अर्थात जल मिलाकर आयन-सांद्रता घटाना।
सूत्र / समीकरण : HCl → H⁺ + Cl⁻ NaOH → Na⁺ + OH⁻ H⁺ + OH⁻ → H₂O। अम्ल को सदा जल में धीरे-धीरे डालें, जल को अम्ल में कभी नहीं।
आकृति में : अंतिम कार्ड सुरक्षा नियम है : अम्ल घुलते समय बहुत ऊष्मा निकलती है।
नियम 1 : सूखा अम्ल अम्लता क्यों नहीं दिखाता — अम्ल के जल में घुलने पर ही H⁺ आयन मुक्त होते हैं। शुष्क HCl गैस शुष्क लिटमस पर असर नहीं करती; HCl विलयन करता है।
- सरल : ग्लूकोज़ और ऐल्कोहॉल में हाइड्रोजन है पर H⁺ नहीं मिलता, इसलिए वे अम्ल नहीं हैं।
- मध्यम : तनु HCl चालकता परीक्षण में बल्ब जलाता है; ग्लूकोज़ विलयन नहीं जलाता।
- परीक्षा के लिए : ऐसीटिक अम्ल (दुर्बल) बल्ब धीमा जलाता है; HCl (प्रबल) तेज़, क्योंकि अधिक आयन।
नियम 2 : तनुकरण और सांद्रता — जल मिलाने से प्रति इकाई आयतन आयन-सांद्रता घटती है; पदार्थ की मात्रा वही रहती है।
- सरल : नींबू के रस में जल मिलाने से वह कम खट्टा होता है।
- मध्यम : अम्ल को तनु करने पर pH 7 की ओर बढ़ता है, पर 7 से अधिक नहीं होता।
- परीक्षा के लिए : NaOH की गोलियाँ और सांद्र H₂SO₄ जल में घोलने पर ऊष्मा निकलती है; इसलिए धीरे-धीरे, हिलाते हुए डालें।
प्रबलता (कितना पूर्ण आयनन) और सांद्रता (कितना घुला) अलग विचार हैं।
H₃O⁺ और H⁺ को अलग मानना। जल में H⁺ वास्तव में H₃O⁺ ही है; दोनों अम्लता दर्शाते हैं।
आयन तय करते हैं : अम्ल H⁺ देते हैं, क्षारक OH⁻। याद रखने की युक्ति : "अम्ल–H⁺, क्षारक–OH⁻" याद रखें; और "अम्ल जल में बूँद-बूँद"।
अंतर पहचानिए
| बिंदु | प्रबल अम्ल | दुर्बल अम्ल |
|---|---|---|
| आयनन | लगभग पूर्ण | आंशिक |
| उदाहरण | HCl, H₂SO₄, HNO₃ | ऐसीटिक, साइट्रिक |
अभ्यास के प्रश्न
- 1जल में सभी अम्ल कौन-सा आयन देते हैं?
- 2क्षारक कौन-सा आयन देते हैं?
- 3अम्ल को जल में क्यों डालते हैं, जल को अम्ल में क्यों नहीं?
- 4हाइड्रोजन होने पर भी ग्लूकोज़ अम्ल जैसा व्यवहार क्यों नहीं करता?
- 5NaOH का जल में आयनन लिखिए।
- 6समान सांद्रता के HCl से बल्ब तेज़ और ऐसीटिक अम्ल से धीमा क्यों जलता है?
- 7क्या तनुकरण से अम्ल का pH 7 से अधिक हो सकता है? समझाइए।
- 8शुष्क HCl गैस शुष्क नीले लिटमस को लाल क्यों नहीं करती पर उसका विलयन करता है? आयनों के आधार पर बताइए।
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
- 1H⁺ (H₃O⁺)
- 2OH⁻
- 3अम्ल के जल में घुलने पर बहुत ऊष्मा निकलती है; अम्ल में जल डालने से वह छलक सकता है।
- 4यह जल में H⁺ आयन मुक्त नहीं करता।
- 5NaOH → Na⁺ + OH⁻
- 6HCl अधिक आयन देता है (प्रबल अम्ल)।
- 7नहीं; 7 के निकट जाता है पर 7 से कम ही रहता है।
- 8H⁺ आयन केवल जल में मुक्त होते हैं।
pH पैमाना और उसका महत्त्व
दाँत का सड़ना, मिट्टी में पौधों की वृद्धि और दही की खटास — सबका pH से संबंध है।
pH पैमाना (0–14) हाइड्रोजन आयन सांद्रता से बताता है कि विलयन कितना अम्लीय या क्षारकीय है। pH 7 उदासीन; 7 से कम अम्लीय; 7 से अधिक क्षारकीय। प्रत्येक इकाई पर H⁺ सांद्रता 10 गुना बदलती है। सार्वभौमिक सूचक रंग से pH दिखाता है।
सूत्र / समीकरण : pH 7 से कम → अम्ल; pH = 7 → उदासीन; pH 7 से अधिक → क्षारक। pH 3, pH 5 से 100 गुना अधिक अम्लीय है।
आकृति में : लाल सिरा अत्यंत अम्लीय, बैंगनी सिरा अत्यंत क्षारकीय।
नियम 1 : pH से तुलना — कम pH अर्थात अधिक H⁺ और अधिक अम्लता। एक इकाई का अंतर दस गुना अंतर है।
- सरल : pH 2 या pH 6 — कौन अधिक अम्लीय? pH 2।
- मध्यम : pH 3 बनाम pH 5 : दो इकाई, अर्थात 10 × 10 = 100 गुना अधिक अम्लीय।
- परीक्षा के लिए : अम्लता का क्रम (अधिक से कम) : नींबू (2) → टमाटर (4) → दूध (6.5) → शुद्ध जल (7) → खाने का सोडा (8.3)।
pH पैमाना और उसका महत्त्व
ऐप में इस आकृति को हाथ से हिलाकर देख सकते हैं।
ऐप में खोलेंनियम 2 : जीवन में pH का महत्त्व — जीव और खेती उचित pH सीमा में ही चलते हैं।
- सरल : मानव शरीर pH 7.0–7.8 के निकट सबसे अच्छा कार्य करता है। अम्लवर्षा का pH 5.6 से कम होता है और पौधों-इमारतों को हानि करती है।
- मध्यम : pH 5.5 से कम पर दाँत का इनेमल घिसता है; टूथपेस्ट क्षारकीय होता है और मुँह का अम्ल उदासीन करता है।
- परीक्षा के लिए : मधुमक्खी के डंक में मेथेनोइक अम्ल होता है : खाने का सोडा लगाएँ। अधिक अम्लीय मिट्टी में चूना डालते हैं।
कमरे के ताप पर शुद्ध जल का pH 7 होता है। स्वाद या स्पर्श से pH न आँकें।
pH 14 सबसे दुर्बल क्षारक है कहना गलत है। pH 14 सबसे प्रबल है; pH 7.5 अत्यंत दुर्बल।
छोटा pH = अधिक अम्लीय। 1 कदम = 10 गुना। याद रखने की युक्ति : "कम यानी नींबू, अधिक यानी साबुन"।
अंतर पहचानिए
| बिंदु | अम्लीय | उदासीन | क्षारकीय |
|---|---|---|---|
| pH | 0–6.9 | 7 | 7.1–14 |
| उदाहरण | नींबू | शुद्ध जल | साबुन |
अभ्यास के प्रश्न
- 1शुद्ध जल का pH कितना है?
- 2pH 1 या pH 4 — कौन अधिक अम्लीय?
- 3pH के सभी रंग दिखाने वाला सूचक कौन-सा है?
- 4pH 2, pH 4 से कितने गुना अधिक अम्लीय है?
- 5टूथपेस्ट क्षारकीय क्यों होता है?
- 6मधुमक्खी के डंक पर खाने का सोडा लगाने से क्या होता है?
- 7मिट्टी का pH 4.5 है। किसान क्या डाले और क्यों?
- 8अम्लवर्षा संगमरमर के स्मारकों के लिए हानिकारक क्यों है? समीकरण सहित बताइए।
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
- 17
- 2pH 1
- 3सार्वभौमिक सूचक
- 4100 गुना
- 5मुँह के अम्ल को उदासीन करने के लिए।
- 6अम्ल उदासीन हो जाता है और दर्द घटता है।
- 7चूना (CaO / Ca(OH)₂), क्षारक; अम्लीय मिट्टी को उदासीन करने के लिए।
- 8संगमरमर CaCO₃ है : CaCO₃ + H₂SO₄ → CaSO₄ + H₂O + CO₂
लवण और सामान्य नमक से रसायन
थाली का नमक ही खाने के सोडे, धोने के सोडे, विरंजक चूर्ण और कॉस्टिक सोडे का कच्चा माल है।
अम्ल और क्षारक के उदासीन होने पर लवण बनता है। प्रबल अम्ल + प्रबल क्षारक का लवण उदासीन (pH 7); प्रबल अम्ल + दुर्बल क्षारक — अम्लीय; दुर्बल अम्ल + प्रबल क्षारक — क्षारकीय। नमकीन जल (ब्राइन) का विद्युत अपघटन (क्लोर-क्षार प्रक्रम) NaOH, Cl₂ और H₂ देता है।
सूत्र / समीकरण : 2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + Cl₂ + H₂ (विद्युत)। NaCl + H₂O + CO₂ + NH₃ → NH₄Cl + NaHCO₃। 2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂ (ऊष्मा)। Ca(OH)₂ + Cl₂ → CaOCl₂ + H₂O।
आकृति में : कैथोड पर H₂, ऐनोड पर Cl₂ मिलती है; NaOH विलयन में रहता है।
नियम 1 : क्लोर-क्षार उत्पादों के उपयोग — प्रत्येक उत्पाद का औद्योगिक उपयोग है।
- सरल : NaOH : साबुन, कागज़। Cl₂ : जल शोधन। H₂ : ईंधन, मार्जरीन।
- मध्यम : विरंजक चूर्ण (CaOCl₂) शुष्क बुझे चूने और क्लोरीन से बनता है; जल को कीटाणुरहित करने और कपड़ा विरंजित करने में उपयोग।
- परीक्षा के लिए : हाइड्रोजन + नाइट्रोजन से उर्वरक उद्योग में अमोनिया बनती है।
नियम 2 : खाने का सोडा और धोने का सोडा — खाने का सोडा (NaHCO₃) मृदु क्षारकीय है; गर्म करने पर Na₂CO₃ मिलता है, जो Na₂CO₃·10H₂O के रूप में क्रिस्टलित होता है (धोने का सोडा)।
- सरल : बेकिंग पाउडर = खाने का सोडा + टार्टरिक अम्ल; CO₂ से केक मुलायम व स्पंजी।
- मध्यम : धोने का सोडा जल की स्थायी कठोरता हटाता है।
- परीक्षा के लिए : खाने का सोडा एंटासिड और सोडा-अम्ल अग्निशामक में उपयोग होता है।
सामान्य नमक NaCl है; समुद्री जल या सेंधा नमक (भूरे खनिज क्रिस्टल) से मिलता है।
खाने के सोडे (NaHCO₃) और धोने के सोडे (Na₂CO₃·10H₂O) में भ्रम।
नमकीन जल + विद्युत = NaOH, Cl₂, H₂। याद रखने की युक्ति : "क्लोर-क्षार" : क्लोरीन + क्षार (NaOH) साथ, हाइड्रोजन मुफ़्त।
अंतर पहचानिए
| बिंदु | खाने का सोडा | धोने का सोडा |
|---|---|---|
| सूत्र | NaHCO₃ | Na₂CO₃·10H₂O |
| उपयोग | खाना पकाना, एंटासिड | सफ़ाई, कठोर जल |
अभ्यास के प्रश्न
- 1नमकीन जल के विद्युत अपघटन के तीन उत्पाद बताइए।
- 2खाने के सोडे का सूत्र लिखिए।
- 3पीने के जल को कीटाणुरहित करने वाला यौगिक कौन-सा है?
- 4खाने का सोडा गर्म करने पर क्या होता है? समीकरण लिखिए।
- 5बेकिंग पाउडर से केक मुलायम क्यों होता है?
- 6NaCl विलयन का pH बताइए और कारण दीजिए।
- 7Na₂CO₃ विलयन क्षारकीय क्यों है? यह किस अम्ल और क्षारक से बनता है?
- 8विरंजक चूर्ण बनाने का संतुलित समीकरण और दो उपयोग लिखिए।
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
- 1NaOH, Cl₂, H₂
- 2NaHCO₃
- 3विरंजक चूर्ण
- 42NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂
- 5CO₂ निकलकर बुलबुले बनाती है।
- 67; प्रबल अम्ल + प्रबल क्षारक = उदासीन लवण।
- 7दुर्बल अम्ल (H₂CO₃) + प्रबल क्षारक (NaOH)।
- 8Ca(OH)₂ + Cl₂ → CaOCl₂ + H₂O; जल कीटाणुरहित करना, कपड़ा विरंजित करना।
क्रिस्टलन जल और प्लास्टर ऑफ पेरिस
डॉक्टर टूटी हड्डी पर सफ़ेद चूर्ण का प्लास्टर लगाते हैं; जल मिलाने पर वह कठोर हो जाता है।
क्रिस्टलन जल लवण के क्रिस्टल की एक सूत्र-इकाई में उपस्थित जल-अणुओं की निश्चित संख्या है। नीले कॉपर सल्फेट क्रिस्टल CuSO₄·5H₂O हैं; गर्म करने पर जल निकलकर सफ़ेद निर्जल CuSO₄ रहता है। प्लास्टर ऑफ पेरिस कैल्शियम सल्फेट अर्धजलयोजित CaSO₄·½H₂O है।
सूत्र / समीकरण : CuSO₄·5H₂O ⇌ CuSO₄ + 5H₂O (ऊष्मा / जल मिलाना)। CaSO₄·2H₂O → CaSO₄·½H₂O + 1½H₂O (373 K पर)। CaSO₄·½H₂O + 1½H₂O → CaSO₄·2H₂O (जम जाता है)।
आकृति में : गर्म करने पर जल निकलकर POP मिलता है; जल मिलाने पर फिर कठोर जिप्सम।
नियम 1 : जलयोजित और निर्जल लवण — क्रिस्टल सूखे दिखते हैं पर उनमें निश्चित जल होता है। उसे हटाने पर रंग या आकार बदलता है।
- सरल : नीला CuSO₄·5H₂O गर्म करने पर सफ़ेद; जल मिलाने पर नीला लौटता है (जल की जाँच)।
- मध्यम : धोने का सोडा Na₂CO₃·10H₂O में प्रति सूत्र-इकाई 10 जल-अणु।
- परीक्षा के लिए : सामान्य नमक के क्रिस्टल में क्रिस्टलन जल नहीं होता, इसलिए गर्म करने पर रंग नहीं बदलता।
नियम 2 : प्लास्टर ऑफ पेरिस के उपयोग — जल मिलाने पर कुछ मिनटों में कठोर पिंड बन जाता है।
- सरल : टूटी हड्डी बाँधने और खिलौने, सजावट बनाने में।
- मध्यम : दीवारों पर चिकनी सतह और मूर्तियों के साँचे बनाने में।
- परीक्षा के लिए : POP को नमीरोधी डिब्बे में रखते हैं, अन्यथा वह जल सोखकर कठोर हो जाता है।
POP जिप्सम को 373 K (100 °C) पर गर्म करके बनता है। इससे अधिक गर्म करने पर सारा जल निकल जाता है और जमने का गुण नष्ट हो जाता है।
"क्रिस्टलन जल" का अर्थ गीला क्रिस्टल मानना। यह रासायनिक रूप से बँधा निश्चित अनुपात का जल है।
ऊष्मा से जल हटता है; जल मिलाने पर लौटता है (नीला ⇌ सफ़ेद)। याद रखने की युक्ति : "जिप्सम, आधा, जमा" : जिप्सम → आधा जल → फिर जमा।
अंतर पहचानिए
| बिंदु | जिप्सम | प्लास्टर ऑफ पेरिस |
|---|---|---|
| सूत्र | CaSO₄·2H₂O | CaSO₄·½H₂O |
| जल प्रति इकाई | 2 | ½ |
अभ्यास के प्रश्न
- 1क्रिस्टलन जल क्या है?
- 2नीले थोथे (कॉपर सल्फेट क्रिस्टल) का सूत्र लिखिए।
- 3प्लास्टर ऑफ पेरिस का सूत्र क्या है?
- 4नीला CuSO₄·5H₂O गर्म करने पर क्या होता है?
- 5POP को नमीरोधी डिब्बे में क्यों रखते हैं?
- 6POP के जमने का समीकरण लिखिए।
- 7क्या सामान्य नमक में क्रिस्टलन जल है? कैसे जाँचेंगे?
- 8CuSO₄·5H₂O की 1 इकाई पूर्ण गर्म करने पर कितने जल-अणु निकलते हैं? जल लौटने का संकेत कौन-सा रंग देता है?
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
- 1क्रिस्टल इकाई में जल-अणुओं की निश्चित संख्या।
- 2CuSO₄·5H₂O
- 3CaSO₄·½H₂O
- 4सफ़ेद (निर्जल) हो जाता है।
- 5यह जल सोखकर कठोर हो जाता है।
- 6CaSO₄·½H₂O + 1½H₂O → CaSO₄·2H₂O
- 7नहीं; गर्म करने पर रंग नहीं बदलता।
- 85 अणु; सफ़ेद फिर नीला हो जाता है।