अम्ल, क्षार और लवण: पीएच मापक्रम और प्रमुख लवण

सही उत्तर B, संतरा है। संतरा, नींबू, मौसमी और चकोतरा जैसे खट्टे फलों का तीखा खट्टापन सिट्रिक अम्ल के कारण होता है, और पाठ्यपुस्तकें इसी परिवार के लिए यही अम्ल बताती हैं, जो यहाँ अपेक्षित उत्तर है। विकल्प A गलत है क्योंकि मानक तालिका में टमाटर के साथ ऑक्ज़ैलिक अम्ल गिनाया जाता है, वही अम्ल जो पालक में मिलता है। विकल्प C गलत है क्योंकि इमली में, अंगूर की तरह, टार्टरिक अम्ल होता है, जिसे बेकिंग सोडा के साथ मिलाकर बेकिंग पाउडर बनाया जाता है। विकल्प D गलत है क्योंकि खट्टे दूध और दही में लैक्टिक अम्ल होता है, जो दूध की शर्करा पर जीवाणुओं की क्रिया से बनता है। भोजन और अम्ल की जोड़ियों को एक साथ याद कीजिए, क्योंकि इनमें से कोई न कोई लगभग हर विज्ञान प्रश्नपत्र में आता है: नींबू और संतरे के साथ सिट्रिक, सिरके के साथ एसीटिक, सेब के साथ मैलिक और चींटी के डंक के साथ फॉर्मिक अम्ल।

सही उत्तर D, 1000 गुना घट जाती है है। पीएच हाइड्रोजन आयन सांद्रता का ऋण लघुगणक है, इसलिए एक इकाई की वृद्धि का अर्थ है कि सांद्रता घटकर दसवाँ भाग रह गई। पीएच 3 से 6 तक जाना तीन इकाई की वृद्धि है, अर्थात दस गुणा दस गुणा दस, यानी हाइड्रोजन आयनों में एक हजार गुना कमी, और विलयन बहुत कम अम्लीय हो जाता है। विकल्प A और B दो कारणों से गलत हैं: पीएच बढ़ने का अर्थ सदैव हाइड्रोजन आयनों का घटना है, बढ़ना नहीं, और यह परिवर्तन कभी सीधा दुगुना या तिगुना नहीं होता क्योंकि मापक्रम लघुगणकीय है। विकल्प C गलत है क्योंकि सौ गुना कमी केवल दो इकाई के परिवर्तन पर होती, जैसे पीएच 3 से पीएच 5 तक। ध्यान रखिए कि यही नियम उलटी दिशा में भी लागू होता है, इसलिए पीएच 6 से 3 पर आने पर हाइड्रोजन आयन सांद्रता एक हजार गुना बढ़ जाती है।

सही उत्तर D, नीला है। बोरेक्स अर्थात सोडियम टेट्राबोरेट प्रबल क्षार सोडियम हाइड्रॉक्साइड और दुर्बल अम्ल बोरिक अम्ल का लवण है, इसलिए जल में उसका विलयन क्षारीय होता है। क्षारीय विलयन लिटमस को नीला कर देता है, और यही मानक परीक्षण है। विकल्प A गलत है क्योंकि गुलाबी रंग क्षार में फिनॉल्फ्थेलिन का होता है, लिटमस का नहीं; दोनों सूचकों का घालमेल इस प्रश्न की सामान्य भूल है। विकल्प B गलत है क्योंकि नारंगी मेथिल ऑरेंज से जुड़ा है, जो अम्ल में लाल और क्षार में पीला होता है, और यहाँ उत्तर के रूप में केवल नारंगी नहीं देता। विकल्प C गलत है क्योंकि लिटमस अम्लीय विलयन में लाल होता है, जो बोरेक्स के प्रभाव के ठीक विपरीत है। यह जोड़ी याद रखिए: प्रबल क्षार और दुर्बल अम्ल के लवण, जैसे बोरेक्स, सोडियम कार्बोनेट और सोडियम एसीटेट, सभी क्षारीय विलयन देते हैं।

सही उत्तर B, NaHCO3 है। बेकिंग सोडा सोडियम हाइड्रोजन कार्बोनेट है, एक मृदु और संक्षारक न होने वाला क्षार, जिसका उपयोग प्रतिअम्ल के रूप में, टार्टरिक अम्ल जैसे खाद्य अम्ल के साथ बेकिंग पाउडर में, तथा सोडा अम्ल अग्निशामक में होता है, जहाँ यह कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ता है। विकल्प A गलत है क्योंकि Na2CO3 सोडियम कार्बोनेट है और उसका डेकाहाइड्रेट धोने का सोडा कहलाता है, जो सफाई और कठोर जल को मृदु करने में काम आता है। विकल्प C गलत है क्योंकि NaOH सोडियम हाइड्रॉक्साइड अर्थात कास्टिक सोडा है, जो क्लोर-क्षार प्रक्रम से मिलने वाला प्रबल क्षार है। विकल्प D गलत है क्योंकि CaOCl2 विरंजक चूर्ण है, जो शुष्क बुझे चूने पर क्लोरीन प्रवाहित करके बनता है। विद्यार्थियों को सबसे अधिक भ्रम सोडियम कार्बोनेट और सोडियम हाइड्रोजन कार्बोनेट में होता है, इसलिए याद रखिए कि जिसके नाम में हाइड्रोजन है वही रसोई का बेकिंग सोडा है।

सही उत्तर A, फॉर्मिक अम्ल है। चींटी का डंक और बिच्छू बूटी के रोम फॉर्मिक अम्ल छोड़ते हैं, जिसे मेथेनोइक अम्ल भी कहते हैं, और इसी से त्वचा में जलन होती है; बेकिंग सोडा जैसे मृदु क्षार या डॉक पौधे की पत्ती रगड़ने से अम्ल उदासीन होकर राहत मिलती है। विकल्प B गलत है क्योंकि सिट्रिक अम्ल नींबू, संतरे और अन्य खट्टे फलों में होता है। विकल्प C गलत है क्योंकि लैक्टिक अम्ल दही और खट्टे दूध में बनता है, तथा कठिन व्यायाम के समय माँसपेशियों में भी। विकल्प D गलत है क्योंकि टार्टरिक अम्ल इमली और अंगूर में मिलता है और बेकिंग पाउडर में बेकिंग सोडा के साथ प्रयुक्त होता है। यह प्रश्न इसलिए भी प्रिय है कि इसके साथ उदासीनीकरण का विचार जुड़ा है: अम्लीय चींटी के डंक का उपचार क्षार से होता है, जबकि क्षारीय ततैया के डंक पर सिरके जैसा मृदु अम्ल लगाया जाता है।

सही उत्तर B, जिप्सम है। प्लास्टर ऑफ पेरिस कैल्शियम सल्फेट हेमीहाइड्रेट है, जो जिप्सम अर्थात कैल्शियम सल्फेट डाइहाइड्रेट को लगभग 373 केल्विन तक गर्म करने पर बनता है, जिससे उसका तीन चौथाई क्रिस्टलन जल निकल जाता है। फिर से जल मिलाने पर यह जिप्सम के कठोर पिंड के रूप में जम जाता है, इसीलिए इसका उपयोग प्लास्टर, साँचे, मूर्तियाँ और झूठी छत बनाने में होता है और इसे नमी रहित पात्र में रखना पड़ता है। विकल्प A गलत है क्योंकि चूना पत्थर कैल्शियम कार्बोनेट है और उसे गर्म करने पर बिना बुझा चूना तथा कार्बन डाइऑक्साइड मिलते हैं। विकल्प C गलत है क्योंकि बिना बुझा चूना कैल्शियम ऑक्साइड है, जो उसी अभिक्रिया का उत्पाद है, और उसमें जल मिलाने पर बुझा चूना बनता है। विकल्प D गलत है क्योंकि धोने का सोडा सोडियम कार्बोनेट डेकाहाइड्रेट है और उसे गर्म करने पर केवल क्रिस्टलन जल निकलता है। यह भी ध्यान रखिए कि जिप्सम को बहुत अधिक गर्म करने पर जमने का गुण नष्ट हो जाता है।

सही उत्तर C, हाइड्रोक्लोरिक अम्ल है। आमाशय की भित्ति हाइड्रोक्लोरिक अम्ल स्रावित करती है, जिससे जठर रस प्रबल अम्लीय हो जाता है, पेप्सिन एंजाइम प्रोटीन पचाने में सहायता पाता है और भोजन के साथ आए अनेक कीटाणु नष्ट हो जाते हैं। आमाशय श्लेष्मा की परत से अपनी रक्षा करता है, और अम्ल अधिक बनने पर जलन अर्थात अम्लता होती है, जिसका उपचार मिल्क ऑफ मैग्नीशिया जैसे प्रतिअम्ल से किया जाता है। विकल्प A गलत है क्योंकि सल्फ्यूरिक अम्ल उर्वरक, बैटरी और अपमार्जक में प्रयुक्त औद्योगिक अम्ल है और जीवित ऊतक को नष्ट कर देगा। विकल्प B गलत है क्योंकि नाइट्रिक अम्ल भी प्रबल प्रयोगशाला तथा औद्योगिक अम्ल है, जो विस्फोटक और उर्वरक बनाने में काम आता है। विकल्प D गलत है क्योंकि एसीटिक अम्ल सिरके का दुर्बल अम्ल है, जो खाद्य तो है परंतु आमाशय स्वयं उसे नहीं बनाता। ध्यान रखिए कि प्रतिअम्ल उदासीनीकरण से काम करता है, स्राव रोककर नहीं।

सही उत्तर A, अम्लीय है। किसी लवण का स्वभाव उसे बनाने वाले अम्ल और क्षार की प्रबलता से तय होता है। अमोनियम क्लोराइड प्रबल अम्ल हाइड्रोक्लोरिक अम्ल और दुर्बल क्षार अमोनियम हाइड्रॉक्साइड से बनता है, इसलिए प्रबल साथी हावी रहता है और विलयन का पीएच सात से कम होता है। विकल्प B गलत है क्योंकि क्षारीय विलयन इसके उलट संयोजन से मिलता है, अर्थात दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार से, जैसे सोडियम कार्बोनेट या सोडियम एसीटेट में। विकल्प C गलत है क्योंकि उदासीन विलयन तब बनता है जब दोनों साथी प्रबल हों, जिसका मानक उदाहरण हाइड्रोक्लोरिक अम्ल और सोडियम हाइड्रॉक्साइड से बना सोडियम क्लोराइड है। विकल्प D गलत है क्योंकि उभयधर्मी उस पदार्थ को कहते हैं जो अम्ल और क्षार दोनों की तरह व्यवहार करे, जैसे एल्युमिनियम ऑक्साइड या जल, और यहाँ लवण विलयन के बारे में यह नहीं पूछा गया। तीनों संयोजन याद कर लेने पर इस परिवार के सभी प्रश्न हल हो जाते हैं।

सही उत्तर C, 5.5 है। दंतवल्क कैल्शियम फॉस्फेट से बना शरीर का सबसे कठोर पदार्थ है, और वह तब क्षरित होने लगता है जब मुँह का पीएच लगभग 5.5 से नीचे चला जाता है। मुँह के जीवाणु बची हुई शर्करा को अम्ल में बदल देते हैं, इसीलिए दाँतों पर लगी मिठाई क्षय लाती है और हल्के क्षारीय मंजन से सफाई करने पर अतिरिक्त अम्ल उदासीन हो जाता है। विकल्प A गलत है क्योंकि 7.0 उदासीन बिंदु है, जहाँ दंतवल्क पूरी तरह सुरक्षित रहता है। विकल्प B गलत है क्योंकि 6.5 पर मुँह केवल थोड़ा अम्लीय होता है और दंतवल्क टिका रहता है। विकल्प D गलत है क्योंकि 3.5 इस सीमा से कहीं अधिक अम्लीय है; क्षति उस मान तक पहुँचने से बहुत पहले आरंभ हो चुकी होगी। इसके निकट का वह आँकड़ा भी ध्यान रखिए जिससे भ्रम होता है: वर्षा को अम्लीय वर्षा तब कहते हैं जब उसका पीएच लगभग 5.6 से नीचे हो।

सही उत्तर A, शुष्क बुझा चूना है। विरंजक चूर्ण अर्थात कैल्शियम ऑक्सीक्लोराइड उद्योग में शुष्क बुझे चूने, यानी कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड, पर क्लोरीन गैस प्रवाहित करके बनाया जाता है। इसका उपयोग सूती तथा लिनन के कपड़े और काष्ठ लुगदी के विरंजन में, पेयजल के कीटाणुशोधन में और रासायनिक उद्योगों में ऑक्सीकारक के रूप में होता है। विकल्प B गलत है क्योंकि चूना पत्थर कैल्शियम कार्बोनेट है और उसे गर्म करने पर बिना बुझा चूना तथा कार्बन डाइऑक्साइड मिलते हैं, कोई विरंजक नहीं। विकल्प C गलत है क्योंकि जिप्सम कैल्शियम सल्फेट डाइहाइड्रेट है, जो प्लास्टर ऑफ पेरिस का कच्चा माल है। विकल्प D गलत है क्योंकि सोडियम कार्बोनेट धोने का सोडा है, जो सफाई और कठोर जल को मृदु करने में काम आता है। याद रखने योग्य शृंखला यह है: चूना पत्थर को गर्म करने पर बिना बुझा चूना, उसमें जल मिलाने पर बुझा चूना, और शुष्क बुझे चूने पर क्लोरीन प्रवाहित करने पर विरंजक चूर्ण।