ఆమ్లాలు-క్షారాలు

కొన్నిరకముల పదార్థములు వాటి లక్షణాలను బట్టి మూడురకములుగా వర్గీకరింపబడ్డాయి. అవి ఆమ్లాలు, క్షారాలు, తటస్థ ద్రావణాలు.సాధారణంగా రుచికి పులుపుగా ఉండేవి ఆమ్లాలు, రుచికి చేదుగా ఉండేవి క్షారాలు.

pH విలువ 1 (అత్యంత అమ్లత్వం) నుండి 10 వరకు (క్షారం) వరకు ఉన్న వివిధ ద్రావణాలు

ఉదాహరణలు

కొన్ని ఆమ్లములు

• హైడ్రోజన్ హాలైడ్లు, వాటి ద్రావణాలు: ఉదజహరికామ్లము (hydrochloric acid: (HCl)
• హలోజన్ ఆక్సో ఆమ్లములు: హైపోక్లోరస్ ఆమ్లము: (hypochlorous acid (HClO), క్లోరస్ ఆమ్లము: (chlorous acid (HClO₂)
• సల్ఫ్యూరికామ్లము (Sulfuric acid: H₂SO₄)
• నత్రికామ్లము (Nitric acid: HNO₃)
• ఫాస్ఫారికామ్లము (Phosphoric acid: H₃PO₄)
• క్రోమిక్ ఆమ్లము (Chromic acid: H₂CrO₄)
• బోరిక్ ఆమ్లము (Boric acid: H₃BO₃)

కొన్ని క్షారములు

• సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ (Sodium hydroxide: NaOH)
• పొటాషియం హైడ్రాక్సైడ్ (Potassium hydroxide: KOH)
• బెరియం హైడ్రాక్సైడ్ (Barium hydroxide: Ba (OH) ₂)
• కాల్షియం హైడ్రాక్సైడ్ (Calcium hydroxide: Ca (OH) ₂)

లక్షణాలు

ఆమ్లాల లక్షణాలు

• ఇవి రుచికి పుల్లగా ఉంటాయి.
• నీలి లిట్మస్ కాగితాన్ని ఆమ్లంలో ఉంచినపుడు ఎరుపుగా మారుతుంది.
• అమ్లాలు మిధైల్ ఆరెంజి సూచికను ఎరుపుగా మారుస్తాయి.
• అమ్లాలు ఫీనాప్తలీన్ సూచికను ఎరుపుగా మారుస్తాయి.

క్షారాల లక్షణాలు

• ఇవి రుచికి చేదుగా ఉంటాయి.
• ఎరుపు లిట్మస్ కాగితాన్ని క్షారంలో ఉంచినపుడు నీలం రంగులోకి మారుస్తాయి.
• క్షారాలు మిథైల్ ఆరెంజి సూచికను పసుపు రంగుగా మారుస్తాయి.
• క్షారాలు ఫీనాప్తలీన్ సూచికను గులాబి రంగు లోకి మారుస్తాయి.

ధర్మాలు

ఆమ్లాల ధర్మాలు

• ఆమ్లాలు లోహాలతో చర్యపొందు హైడ్రోజన్ వాయువు నిస్తాయి. Zn +2HCl → ZnCl₂+H₂
• ఆమ్లం క్షారంతో చర్య పొంది లవణం, నీరు లనిస్తుంది. దీనిని తటస్థీకరణము అంటారు. HCl + NaOH → Nacl + H₂O
• ఆమ్లం కార్బొనేట్, బై కార్బొనేట్ లతో చర్య పొంది కార్బన్ డైఆక్సైడ్ నిస్తుంది.

క్షారాల ధర్మాలు

• క్షారాలను వేడిచేస్తే లోహ ఆక్సైడ్లు, కార్బన్ డయాక్సైడ్ లుగా విడిపోతుంది.
• క్షారం ఆమ్లంతో చర్య పొంది లవణం, నీరు లనిస్తుంది. దీనిని తటస్థీకరణము అంటారు. NaOH + HCl → Nacl + H₂O

తయారు చేసే విధానం

ఆమ్లాల తయారీ

అలోహ ఆక్సైడ్లు నీటిలో కరిగినపుదు ఆమ్లాలు తయారవుతాయి.

• కార్బన్ డై ఆక్సైడ్ ను నీటిలో కరిగిస్తే కార్బానికామ్లం ఏర్పడుతుంది. CO₂ +H₂O → H₂CO₃
• సల్ఫర్ డై ఆక్సైడ్ ను నీటిలో కరిగిస్తే సల్ఫూరస్ ఆమ్లం ఏర్పడుతుంది. SO₂ +H₂O → H₂SO₃
• సల్ఫర్ ట్రైఆక్సైడ్ ను నీటిలో కరిగిస్తే సల్ఫూరిక్ ఆమ్లం ఏర్పడుతుంది. SO₃ +H₂O → H₂SO₄

క్షారాల తయారీ

లోహ ఆక్సైడ్లు నీటిలో కరిగినపుడు క్షారాలు తయారవుతాయి.

• సోడియం ఆక్సైడ్ ను నీటిలో కరిగించినపుడు సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ ఏర్పడుతుంది. Na₂O +H₂O → 2NaOH
• మెగ్నీషియం ఆక్సైడ్ ను నీటిలో కరిగించినపుడు మెగ్నీషియం హైడ్రాక్సైడ్ ఏర్పడుతుంది. 2MgO +H₂O → Mg (OH) ₂
• కాల్షియం అక్సైడ్ ను నీటిలో కరిగించినపుడు కాల్షియం హైడ్రక్సైడ్ ఏర్పడుతుంది. 2CaO +H₂O → Ca (OH) ₂

అర్హీనియస్ ఆమ్ల క్షార సిద్ధాంతము

అర్హీనియస్ సిద్ధాంతం ప్రకారం జల ద్రావణంలో H⁺ అయాన్లను యిచ్చేవి ఆమ్లాలు. OH^- అయాన్లను యిచ్చెవి క్షారాలు. ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం HCl ఆమ్లము. అది నీటిలో కరిగినపుడు H⁺, Cl^-అయాన్లుగా విడిపోతుంది. ఈ సిద్ధాంతంప్రకారం NaOH క్షారం అది నీటిలో కరిగినపుడు Na⁺, OH^- అయాన్లుగా విడిపోతుంది. నీటిలో H⁺ OH^- అయాన్లు సమానంగా ఉంటాయి. అందువలన అది తటస్థ ద్రావణం.

అర్హీనియస్ ఆమ్ల క్షార సిద్ధాంతం- లోపములు

• ఈ సిద్ధాంతం నీటిలో కరిగిన పదార్థాలకు మాత్రమే వర్తిస్తుంది. ఇతర ద్రావణాలైన బెంజీను వంటి కర్బన ద్రావణాలలో కరిగిన వాటిగూర్చి వివరించదు. HCl నీటిలో అయాన్లనిస్తుంది. కాని బెంజీన్ లో యివ్వదు.
• యిసుక (సిలికాన్ డయాక్సైడ్) లో H⁺అయాన్లు లేనప్పటికీ అది ఆమ్ల స్వభావములు కలిగి ఉంటుంది., అది నీటిలో కరుగదు.
• కార్బన్ డయాక్సైడ్ లో H⁺అయాన్లు లెనప్పటికీ అది ఆమ్ల స్వభావము కలిగి ఉండును.
• కాల్షియం కార్బొనేట్ నీటిలో కరగక పోయినప్పటికీ అది క్షార స్వభావాన్ని కలిగి ఉండును.
• కాల్షియం ఆక్సైడ్ లో OH^-అయాన్లు లేనప్పటికీ అది క్షార స్వభావాన్ని కలిగి ఉండును.

నీటి అయనీకరణము

స్వచ్ఛమైన నీటిలో విద్యుత్ ప్రసరించదు. నీటిలో విద్యుత్ ను ప్రసరింపజేస్తే ఒక లీటరు ఘనపరిమాణంలో ఒక కోటి మోల్ అయాన్లలో ఒకటి మాత్రమే అయాన్లుగా విడిపోతుంది. దీనిని నీటి అయనీకరణము అంటారు. [H⁺] అనగా H⁺ అయాన్ యొక్క గాఢత. [OH^- ] అనగా OH^- అయాన్ గాఢత అనిర్థం. నీటిలో H⁺, OH^-లు సమానంగా ఉంటాయి. అందువల్ల వాటి గాఢతలు సమానముగా ఉంటాయి. [H⁺]= 10⁻⁷ మోల్ అయాన్/లీటరు : [OH^- ] =10⁻⁷ మోల్ అయాన్/లీటరు

నీటి అయానిక లబ్దము

ఒకమోల్ నీటిలో గల H⁺ గాఢత, OH^- గాఢతల లబ్ధాన్ని నీటిఅయానిక లబ్ధం అంటారు.దీనిని K_wతో సూచిస్తారు. _w= [H⁺] x [OH^- ] ఇది ఆమ్ల క్షారాలలో ముఖ్య మైనది. ఎందువలనంటే

• నీటికి ఆమ్లం కలిపినపుడు H⁺ అయాన్ల గాఢత పెరుగుతుంది OH^- అయాన్ల గాఢత తగ్గుతుంది. అయినా వాటి గాఢతల లబ్ధం మారదు.
• నీటికి క్షారణ్ కలిపినపుడు H⁺ అయాన్ల గాఢత తగ్గుతుంది OH^- అయాన్ల గాఢత పెరుగుతుంది. అయినా వాటి గాఢతల లబ్ధం మారదు.

ఆమ్ల, క్షారముల జల ద్రావణంలో H⁺ అయాన్ల గాఢత, OH^- అయాన్ల గాఢత

H+ అయాన్ల గాఢత [H+]

100

10−1

10−2

10−3

10−4

10−5

10−6

10−7

10−8

10−9

10−10

10−11

10−12

10−13

10−14

OH- అయాన్ల గాఢత [OH-]

10−14

10−13

10−12

10−11

10−10

10−9

10−8

10−7

10−6

10−5

10−4

10−3

10−2

10−1

100

H⁺ అయాన్ గాఢత బట్టి ఆమ్ల, క్షారములను తెలుసుకొనవచ్చును.

• 10⁰ > [H⁺] > 10⁻⁶ అయితే ఆ ద్రావణం ఆమ్లం అవుతుంది.
• [H⁺] = 10⁻⁷ అయిన ఆ ద్రావణం తటస్థ ద్రావణం అవుతుంది.
• 10⁻⁸ > [H⁺] > 10⁻¹⁴ అయితే ఆ ద్రావణం క్షారం అవుతుంది.

P^H

దీనిని సోరెన్ సన్ అనే శాస్త్రవేత్త కనుగొన్నారు. ఈ మానమును ఆమ్ల క్షారములు తెలుసుకొనుటకు ఉపయోగిస్తారు.

• హైడ్రోజన్ అయాన్ గాఢతకు ఋణ సంవర్గమానాన్ని P^H అంటారు.
• P^H= -log [H⁺]

H⁺ అయాన్ల గాఢత, P^H విలువలు

H+ అయాన్ల గాఢత [H+]	100	10−1	10−2	10−3	10−4	10−5	10−6	10−7	10−8	10−9	10−10	10−11	10−12	10−13	10−14
PH విలువలు	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14

P^H ఆధారంగా ఆమ్ల క్షారములను తెలుసుకోవచ్చు.

• P^H విలువ 0 నుండి 6 వరకు గల ద్రావణాలు ఆమ్లాలు.
• P^H విలువ 7 గల ద్రావణాలు తటస్థ ద్రావణాలు.
• P^H విలువ 7 నుండి 14 గల ద్రావణాలు క్షారాలు.

ఆమ్ల క్షారముల బలాలు

• బలమైన ఆమ్లము (strong acid) : 100% అయనీకరణము చెందిన ఆమ్లమును బలమైన ఆమ్లము అంటారు. ఉదా: హైడ్రోక్లోరికామ్లము (HCl)
• బలహీన ఆమ్లము (weak acid) : పాక్షికంగా అయనీకరణము చెందిన ఆమ్లమును బలహీన ఆమ్లము అంటారు. ఉదా: ఎసిటిక్ ఆమ్లము (CH₃COOH)
• బలమైన క్షారము (strong alkali) :100% అయనీకరణము చెందిన క్షారమును బలమైన ఆమ్లము అంటారు. ఉదా: సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ (NaOH)
• బలహీన క్షారము (weak alkali) : పాక్షికంగా అయనీకరణము చెందిన క్షారమును బలహీన క్షారము అంటారు. ఉదా: అమ్మోనియం హైడ్రాక్సైడ్ (NH₄ OH)

తటస్థీకరణము,తటస్థీకరణోష్ణం

ఒక మోల్ ఆమ్లం, ఒక మోల్ క్షారం కలిపినపుడు లవణం, నీరు యేర్పడతాయి. దీనిని తటస్థీకరణము అంటారు. తటస్థీకరణము చెందినపుడు వెలువడు ఉష్ణాన్ని తటస్థీకరణోష్ణం అంటారు.
బలమైన ఆమ్లము బలమైన క్షారంతో చర్య పొందినపుడు తటస్థీకరణోష్ణం విలువ 13.7 కి.కా/మోల్ ఉండును.
మిగిలిన సందర్భాలలో దీనివిలువ 13.7 కి.కా/మోల్ కన్న తక్కువ ఉండును;

ఇవి చేయండి, తెలుసుకోండి

1. ప్రత్యమ్నాయ లిట్మస్ తయారీ: ఒక మందార పూవు తీసుకొని దానిని కాగితంపై బాగా రాయండి. అది నీలిరంగులో మారుతుంది. దీనిని నీలి లిట్మస్ కు ప్రత్యామ్నాయంగా ఉపయోగించవచ్చు. ఈ కాగితంపై వివిధ ఆమ్లాలను వేసి చూడండి. మార్పును గమనించండి. ఆకాగితం ఎరుపుగా మారుతుంది.
2. మాజిక్ ఉత్తరాన్ని తయారు చేయుట: ఫీనాప్తలీన్ ద్రవం ఉపయోగించి ఉత్తరాన్ని తెల్ల కాగితంపై రాయండి. ఆ ఉత్తరాన్ని ఆరబెట్టండి. ఆ కాగితంపై ఏ అక్షరాలు కనిపించవు. ఈ ఉత్తరాన్ని ఒక పాత్రలో గల నిమ్మరసం ద్రావణంలో ఉంచండి. దాని పై ఎరుపు అక్షరాలు కనిపిస్తాయి.
3. మీ ప్రాంతంలో బాబాల మోసాలు తెలుసుకోండి: ఒక కత్తిపై మొదట ఫీనాప్తలీన్ ద్రవాన్ని గాని, మందార పువ్వు రసాన్ని గాని ముందుగా పూసి ఉంచుకుంటారు. మీరు ఏదైనా సమస్య వారికి చెప్పినపుడు మీకు నిమ్మకాయలను తెమ్మని వారివద్ద ఉన్న కత్తితో కోస్తారు.అపుడు ఎర్రని ద్రవం వస్తుంది. దీనిని రక్తంగా భమింపజేస్తారు.
4. ఆమ్ల వర్షం: ఆగ్రా వంటి పారిశ్రామక ప్రాంతాలలో కర్మాగారములనుండి విడుదలయ్యే అలోహ ఆక్సైడ్లు మెఘాలలోని నీటితో చర్యపొంది ఆమ్లములుగా తయారయి వర్షంగా కురియుట వలన తాజ్ మహల్ వంటి కట్టడాలకు నష్టం వాటిల్లుతుంది.
5. వంట పాత్రల వల్ల నష్టం: మన యిండ్లలో ఎక్కువగా అల్యూమినియం పాత్రలను వినియోగిస్తారు. యిది లోహం. యిందులో చింతపండుతో తయారుచేసిన పదార్థాలు వండినపుడు చింత పండులో గల టార్టారికామ్లం లోహ పాత్రతో చర్య చెందడం వల్ల యేర్పడిన క్రియా జన్యాలలో హైడ్రోజన్ వాయువు పోయి మిగిలిన పదార్థాలు మన ఆహారంలో కలియుట వల్ల మన ఆరోగ్యానికి నష్టం వాటిల్లుతోంది.
6. జీర్ణాశయంలో యేర్పడిన ఎసిడిటీ కొరకు: మనం రోజూ సరియైన సమయానికి ఆహారం తినకపోవుట వలన మన జీర్ణాశయంలో గ్యాస్ట్రిక్ ఆమ్లము ఉత్పత్తి పెరిగి ఎసిడిటీకి కారణమగును. అపుడు ఆమ్లత్వం పోవుటకు క్షారంతో కూడిన మాత్రలను వాడమని డాక్టర్లు చెవుతారు.
7. బెలున్ లో హైడ్రోజన్ వాయువు నింపండి: ఒక చిన్న సీసాలో కొన్ని లోహపు ముక్కలు తీసుకోండి. అందులో నిమ్మరసం (సిట్రిక్ ఆమ్లం) వేసి దానిపై బెలూన్ తగిలించండి. కొంతసేపు ఉంచినపుడు ఆ బెలూన్ హైడ్రోజన్ వాయువుతో నిండుతుంది. ఆ బెలూన్ ను త్రాడుతో కట్టి వదిలితే అది పైకి పోతుంది.

ఇవి కూడా చూడండి

• ఆమ్లం
• క్షారం
• అర్హీనియస్ ఆమ్ల క్షార సిద్ధాంతము