अम्ल, क्षार और लवण: पीएच मापक्रम और प्रमुख लवण

अम्ल, क्षार और लवण रसायन का वह अध्याय है जो परीक्षाओं को सबसे अधिक एक पंक्ति के तथ्य देता है: किस फल में कौन अम्ल है, कौन सूचक किस रंग में बदलता है, किस पदार्थ का पीएच कितना है और किस घरेलू रसायन का सूत्र क्या है। परिभाषाएँ पहले आती हैं, परंतु अंक तालिकाओं में छिपे हैं।

अम्ल और क्षार क्या हैं

आर्रेनियस के अनुसार अम्ल वह पदार्थ है जो जल में हाइड्रोजन आयन देता है और क्षार वह जो हाइड्रॉक्साइड आयन देता है। ब्रॉन्स्टेड और लोरी की व्यापक परिभाषा अम्ल को प्रोटॉन दाता और क्षार को प्रोटॉन ग्राही कहती है, जबकि लुईस ने अम्ल को इलेक्ट्रॉन युग्म ग्राही और क्षार को इलेक्ट्रॉन युग्म दाता बताया। जल में घुलनशील क्षार को क्षारक अथवा एल्कली कहते हैं, इसलिए हर एल्कली क्षार है परंतु हर क्षार एल्कली नहीं। अम्ल स्वाद में खट्टे होते हैं, नीले लिटमस को लाल करते हैं और विलयन में मुक्त आयनों के कारण विद्युत का चालन करते हैं। क्षार स्वाद में कड़वे होते हैं, छूने पर साबुन जैसे लगते हैं और लाल लिटमस को नीला करते हैं। हाइड्रोक्लोरिक, सल्फ्यूरिक और नाइट्रिक जैसे प्रबल अम्ल लगभग पूरी तरह आयनित होते हैं, जबकि एसीटिक, कार्बोनिक और सिट्रिक जैसे दुर्बल अम्ल आंशिक रूप से; यही अंतर सोडियम हाइड्रॉक्साइड को अमोनियम हाइड्रॉक्साइड से अलग करता है।

सूचक

प्याज और वैनिला गंधीय सूचक हैं, जिनकी गंध क्षार नष्ट कर देता है, और लिटमस स्वयं लाइकेन से प्राप्त होता है।

याद रखने योग्य अभिक्रियाएँ

• अम्ल और सक्रिय धातु से लवण तथा हाइड्रोजन गैस बनती है, जो पॉप ध्वनि के साथ जलती है
• अम्ल और धातु कार्बोनेट या हाइड्रोजन कार्बोनेट से लवण, जल और कार्बन डाइऑक्साइड बनती है, जो चूने के पानी को दूधिया कर देती है
• अम्ल और क्षार से लवण तथा जल बनते हैं; इसे उदासीनीकरण कहते हैं
• धातु ऑक्साइड अम्ल से मिलकर लवण और जल देता है, इसलिए धातु ऑक्साइड क्षारीय होते हैं
• अधातु ऑक्साइड क्षार से मिलकर लवण और जल देता है, इसलिए अधातु ऑक्साइड अम्लीय होते हैं

पीएच मापक्रम

सोरेनसन द्वारा प्रस्तावित पीएच मापक्रम 0 से 14 तक चलता है और हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता मापता है; पीएच उस सांद्रता का ऋण लघुगणक है। 7 से कम मान अम्लीय, 7 उदासीन और 7 से अधिक क्षारीय होता है, तथा एक इकाई का अंतर दस गुना परिवर्तन दर्शाता है, इसलिए पीएच 3 वाले विलयन में पीएच 6 वाले विलयन से एक हजार गुना अधिक हाइड्रोजन आयन होते हैं। मानव रक्त का पीएच लगभग 7.4 रहता है और बहुत सीमित दायरे में ही घटता-बढ़ता है। आमाशय का जठर रस हाइड्रोक्लोरिक अम्ल के कारण प्रबल अम्लीय होता है, जो पाचन में सहायक है और कीटाणु नष्ट करता है; इसकी अधिकता से अम्लता होती है, जिसका उपचार मिल्क ऑफ मैग्नीशिया अर्थात मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड जैसे प्रतिअम्ल से किया जाता है। कैल्शियम फॉस्फेट से बना दंतवल्क तब क्षरित होने लगता है जब मुँह का पीएच लगभग 5.5 से नीचे चला जाता है, इसीलिए मंजन हल्के क्षारीय होते हैं। लगभग 5.6 से कम पीएच वाले वर्षा जल को अम्लीय वर्षा कहा जाता है। अधिकांश फसलों को उदासीन के निकट मृदा पीएच चाहिए, और अम्लीय मृदा में बिना बुझा या बुझा चूना डाला जाता है।

दैनिक पदार्थों में अम्ल

लवण और प्रमुख यौगिक

जब अम्ल का हाइड्रोजन किसी धातु से प्रतिस्थापित होता है तो लवण बनता है, और उसका स्वभाव उसके जनकों पर निर्भर करता है। प्रबल अम्ल और प्रबल क्षार से उदासीन लवण बनता है, जैसे सोडियम क्लोराइड; प्रबल अम्ल और दुर्बल क्षार से अम्लीय लवण, जैसे अमोनियम क्लोराइड; दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार से क्षारीय लवण, जैसे सोडियम एसीटेट। साधारण नमक अर्थात सोडियम क्लोराइड क्लोर-क्षार प्रक्रम का कच्चा माल है, जिसमें लवणजल से विद्युत प्रवाहित करने पर सोडियम हाइड्रॉक्साइड, क्लोरीन और हाइड्रोजन प्राप्त होते हैं।

विरंजक चूर्ण शुष्क बुझे चूने पर क्लोरीन प्रवाहित करके बनाया जाता है। प्लास्टर ऑफ पेरिस जिप्सम अर्थात कैल्शियम सल्फेट डाइहाइड्रेट को लगभग 373 केल्विन, यानी सौ डिग्री सेल्सियस तक गर्म करके बनता है; इससे अधिक गर्म करने पर उसका जमने का गुण नष्ट हो जाता है। प्लास्टर ऑफ पेरिस में जल मिलाने पर वह फिर जिप्सम बन जाता है, इसी से वह कठोर होकर जमता है। क्रिस्टलन जल किसी क्रिस्टल में जल अणुओं की निश्चित संख्या है, जो धोने के सोडे, जिप्सम और नीले थोथे अर्थात कॉपर सल्फेट पेंटाहाइड्रेट में दिखाई देती है।