Solutions-Marathi Medium-Class 9-विज्ञान आणि तंत्रज्ञान-पाठ-5- आम्ल, आम्लारी व क्षार-Maharashtra Board

अमोनिअम. (अमोनियम एक कॅटायन (धन आयन) आहे आणि बाकीचे आयन अॅनायन (ऋण आयन) आहेत.)

हायड्रोजन क्लोराइड. (कारण हायड्रोजन क्लोराईड हे आम्ल आहे आणि इतर सर्व आम्लारिधर्मी संयुगे आहेत.)

अॅसेटिक अॅसिड. (इतर सर्व अकार्बनी अॅसिडस् आहेत.)

अमोनिअम क्लोराइड. (अमोनिअम क्लोराइड हा आम्लधर्मी क्षार आहे, इतर सर्व उदासीन क्षार आहेत.)

सोडिअम कार्बोनेट. (सोडियम कार्बोनेटचे द्रावण आम्लारी आहे. इतर सर्व उदासीन क्षार आहेत.)

झिंक ऑक्साइड उभयधर्मी ऑक्साइड आहे. (इतर सर्व आम्लारिधर्मी ऑक्साइडे आहेत.)

स्फटिकरूप मीठ. (स्फटिकरूप मिठामध्ये स्फटिकजल नसते, इतर सर्व स्फटिकजल आहेत.)

अॅसेटिक अॅसिड. (इतर सर्व विद्युत अपघटनी पदार्थ आहेत.)

जेव्हा कॉपर सल्फेटच्या 50 मिली द्रावणात 50 मिली पाणी मिसळले, तेव्हा कॉपर सल्फेटच्या द्रावणाची संहती कमी झाली व ते विरल द्रावण झाले. आणि रंग फिकट निळ्यापासून पांढरा होतो आणि पुन्हा त्यात पाणी सोडल्यावर परत निळ्यामध्ये बदलतो.

• सोडिअम हायड्रॉक्साइडच्या 10 मिली द्रावणात फिनॉल्फ्थॅलीन दर्शकाचे दोन थेंब टाकले असता, द्रावणाला गुलाबी रंग येतो.
• कारण फिनॉल्फ्थॅलीन हे आम्ल व आम्लारी दर्शक आहे. आम्लधर्मीय द्रावणात ते रंगहीन, तर आम्लारिधर्मी द्रावणात ते गुलाबी होते. NaOH हे आम्लारिधर्मी आहे म्हणून त्याचा रंग गुलाबी झाला.

10 मिली विरल नायट्रिक अॅसिडमध्ये तांब्याच्या किसाचे 2/3 कण टाकून हलवले असता कॉपर नायट्रेटचे द्रावण तयार होते व हायड्रोजन वायू मुक्त होतो.

• 2 मिली विरल HCl मध्ये लिटमस कागदाचा तुकडा टाकला असता निळा लिटमस लाल होतो. जेव्हा त्यामध्ये 2 मिली संहत NaOH मिळवून हलवले असता लाल लिटमस निळा होतो.
• कारण आहे की NaOH हे HCl ला उदासीन करते आणि यातून क्षार आणि पाणी तयार होते. NaOH सोडल्यामुळे तयार झालेल्या शेवटच्या द्रव्यात आम्लारीचे प्रमाण (NaOH) अधिक होते, म्हणजेच लाल लिटमस पेपर निळा होतो.

• विरल HCl मध्ये मॅग्नेशिअम ऑक्साइड मिळवले असता मॅग्नेशिअम क्लोराइड व पाणी तयार होते. त्यात मॅग्नेशिअम ऑक्साइड हे आम्लारिधर्मी आहे. त्यामुळे उदासिनीकरण होते.
• मॅग्नेशिअम ऑक्साइड व विरल NaOH ची अभिक्रिया होत नाही. दोन्हीही आम्लारिधर्मी आहेत.

• झिंक ऑक्साइड HCl मध्ये मिळवले असता झिंक क्लोराइड व पाणी तयार होते. या अभिक्रियेमध्ये झिंक ऑक्साइड हे आम्लारिधर्मी आहे.
• जर विरल NaOH मध्ये झिंक ऑक्साइड मिळवले असता सोडिअम झिंकेट (Na₂ZnO₂) व पाणी तयार होते. या अभिक्रियेमध्ये झिंक ऑक्साइड हे आम्लधर्मी आहे.
• म्हणून झिंक ऑक्साइड हे उभयधर्मी ऑक्साइड आहे, कारण ते आम्लधर्मी आणि आम्लारिधर्मी गुणधर्म दर्शवते.

चुनखडीवर विरल HCI टाकले असता कॅल्शिअम क्लोराइड, पाणी तयार होते व CO₂ वायू मुक्त होतो. या अभिक्रियेत चुनखडी ही आम्लारिधर्मी आहे.

2HCl + CaCO₃ → CaCl₂ + H₂O + CO₂

• मोरचुदाचे खडे तापवले असता मोरचुदाची स्फटिक संरचना मोडून रंगहीन (पांढरे) चूर्ण तयार होते व पाण्याचे बाष्प होऊन निघून जाते व थंड झाल्यावर या चूर्णात पाणी ओतले असता पुन्हा निळ्या रंगाचे मोरचूद तयार होते.
• मोरचूद तापवल्याने त्यात कोणतेही रासायनिक बदल घडत नाहीत. पाणी निघून जाणे, स्फटिक संरचना नष्ट होणे, निळा रंग जाणे, पाणी घातल्यावर रंग परत बदलणे. हे सर्व भौतिक बदल दिसतात.

विद्युत अपघटन घटात विरल H₂SO₄ घेऊन त्यातून विद्युतप्रवाह जाऊ दिल्यावर H₂SO₄ च्या अपघटनाने ऋणाग्राजवळ हायड्रोजन वायू तयार होतो, तर धनाग्राजवळ ऑक्सिजन वायू मुक्त होतो.

2H(aq) + 2e⁻ → H₂(g) ..... ऋणाग्राजवळ

4OH(aq) → 2H₂O(l) + O₂(g) + 4e⁻  .... धनाग्राजवळ

(i) आम्लारिधर्मी ऑक्साइड : CaO, MgO, Na₂O, Fe₂O₃.

(ii) आम्लधर्मी ऑक्साइड : CO₂, SO₃.

(iii) उभयधर्मी ऑक्साइड : ZnO, Al₂O₃.

सोडिअम क्लोराइड : सोडिअमच्या अणूमध्ये बाह्यतम कक्षेत 1 इलेक्ट्रॉन असतो, तो देऊन सोडिअमचा धन आयन बनतो. याच वेळी क्लोरीनच्या बाह्यतम कक्षेत हा इलेक्ट्रॉन स्वीकारून क्लोरीनच्या अणूच्या बाह्यतम कक्षेत अष्टक पुरे होते. क्लोरीनचा ऋण आयन तयार होतो. सोडिअमचा धन आयन व क्लोरीनचा ऋण आयन यांमधील विद्युत स्थितिक आकर्षणामुळे त्यांमध्ये आयनिक बंध तयार होऊन सोडिअम क्लोराइड तयार होते.

Na     →  Na⁺ +  e⁻ ;

(2, 8, 1)     (2, 8)

Cl   +   e⁻ → Cl⁻

(2, 8, 7)           (2, 8, 8)

Na⁺ + Cl⁻ → NaCl

मॅग्नेशिअम क्लोराइड : मॅग्नेशिअमच्या अणूमध्ये बाह्यतम कक्षेत 2 इलेक्ट्रॉन असतात. ते देऊन मॅग्नेशिअमचा दोन धन प्रभार असलेला धन आयन बनतो. क्लोरीन अणूच्या बाह्यतम कक्षेत 7 इलेक्ट्रॉन असतात. क्लोरीनचा एक अणू 1 इलेक्ट्रॉन स्वीकारून बाह्यतम कक्षेत अष्टक पुरे करून क्लोराइडचा ऋण आयन तयार होतो.

एका मेग्नेशिअमच्या अणूकडून दिलेले 2 इलेक्ट्रॉन क्लोरीनचे दोन अणू स्वोकारून दोन क्लोरीनचे ऋण आयन तयार होतात. मॅग्नेशिअमचा धन आयन व क्लोरीनचे ऋण आयन यांमधील विद्युत स्थितिक आकर्षणामुळे त्यांमध्ये आयनिक बंध तयार होऊन मॅग्नेशिअम

क्लोराइड तयार होते.

Mg  →    Mg⁺⁺ + 2e⁻ ;

(2, 8, 2)  (2, 8)

2Cl + 2e⁻ → 2Cl⁻

(2, 8, 7)         (2, 8, 8)

Mg⁺⁺ + 2Cl⁻ → MgCl₂

(i) हायड्रोक्लोरिक आम्ल

HCI H⁺ + Cl⁻ विचरणाचे प्रमाण जास्त

(ii) सोडिअम क्लोराइड

NaCl Na+ + Cl⁻ विचरणाचे प्रमाण जास्त

(iii) पोटॅशिअम हायड्रॉक्साइड

KOH K⁺ +OH⁻ विचरणाचे प्रमाण जास्त

(iv) अमोनिआ

NH₃  NH₄⁺ + OH⁻ विचरणाचे प्रमाण कमी

(v) अॅसेटिक आम्ल

CH₃COOH  H⁺ + CH₃COO⁻ विचरणाचे प्रमाण कमी

(vi) मॅग्नेशिअम क्लोराइड

MgCl₂  Mg²⁺ + 2Cl⁻ विचरणाचे प्रमाण कमी

(vii) कॉपर सल्फेट

CuSO₄  Cu²⁺ + SO₄^2- विचरणाचे प्रमाण जास्त

दिलेले: HCl चे वस्तुमान = 7.3 ग्रॅ., द्रावणाचे आकारमान = 100 मिली. = 0.1 लीटर

HCl चे रेणुवस्तुमान = 36.5 u

ग्रॅम/लीटर मधील संहती =   = \(\frac{7.3}{0.1}\) = 73 ग्रॅम/लीटर

मोल = = \(\frac{7.3}{36.5}\) = 0.2 मोल

मोल/लीटर मधील द्रावणाची रेणूता = = \(\frac{0.2}{0.1}\) = 2 मोल/लीटर

दिलेल्या द्रावणाची संहती 73 ग्रॅम/लीटर आणि 2 मोल/लीटर आहे.

NaOH चे वस्तुमान = 2 ग्रॅ., द्रावणाचे आकारमान = 50 मिली. = 0.05 लीटर

NaOH चे रेणुवस्तुमान = 40 u

ग्रॅम/लीटर मधील संहती =   = \(\frac{2}{0.05}\) = 40 ग्रॅम/लीटर

मोल = = \(\frac{2}{40}\) = 0.05 मोल

मोल/लीटर मधील द्रावणाची रेणूता = = \(\frac{0.05}{0.05}\) = 1 मोल/लीटर

दिलेल्या द्रावणाची संहती 40 ग्रॅम/लीटर आणि 1 मोल/लीटर आहे.

CH₃COOH चे वस्तुमान = 3 ग्रॅ., द्रावणाचे आकारमान = 100 मिली. = 0.1 लीटर

CH₃COOH चे रेणुवस्तुमान = 60 u

ग्रॅम/लीटर मधील संहती =   = \(\frac{3}{0.1}\)  = 30 ग्रॅम/लीटर

मोल = = \(\frac{3}{60}\)  = 0.05 मोल

मोल/लीटर मधील द्रावणाची रेणूता = = \(\frac{0.05}{0.1}\) = 0.5 मोल/लीटर

दिलेल्या द्रावणाची संहती 30 ग्रॅम/लीटर आणि 0.5 मोल/लीटर आहे.

H₂SO₄ चे वस्तुमान = 4.9 ग्रॅ., द्रावणाचे आकारमान = 200 मिली. = 0.2 लीटर

H₂SO₄ चे रेणुवस्तुमान = 98 u

ग्रॅम/लीटर मधील संहती =   = \(\frac{4.9}{0.2}\)  = 24.5 ग्रॅम/लीटर

मोल = = \(\frac{4.9}{98}\)  = 0.05 मोल

मोल/लीटर मधील द्रावणाची रेणूता = = \(\frac{0.05}{0.2}\) = 0.25 मोल/लीटर

दिलेल्या द्रावणाची संहती 24.5 ग्रॅम/लीटर आणि 0.25 मोल/लीटर आहे.

आम्लाच्या एका रेणूच्या विचरणाने जितके H+ आयन मिळू शकतात ती संख्या म्हणजे आम्लाची आम्लारिधर्मता होय.

(1) एकआम्लारिधर्मता असणारे आम्ल (Monobasic acid) : HCl, HNO₃, CH₃COOH.

(2) द्विआम्लारिधर्मता असणारे आम्ल (Dibasic acid) : H₂SO₄, H₂SO₃.

(3) त्रिआम्लारिधर्मता असणारे आम्ल (Tribasic acid) : H₃PO₄, H₃BO₃.

आम्लाची आम्लारीशी अभिक्रिया केली असता, क्षार व पाणी तयार होते. या क्रियेला उदासिनीकरण म्हणतात.

आम्ल + आम्लारी → क्षार + पाणी

HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl + H₂O

आम्लातून H⁺ आयन तयार होतात आणि आम्लारीतून OH⁻ आयन तयार होतात.

H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂0(l)

आम्लातील H⁺ आयन व अल्कलीतील OH⁻ आयन यांची परस्परांशी अभिक्रिया होऊन आयनीभवन न झालेले पाणी तयार होते. यालाच उदासिनीकरण म्हणतात.

दैनंदिन जीवनातील उदाहरणे :

(1) जठरात तयार होणारे हायड्रोक्लोरिक आम्ल अन्नाचे पचन करण्यास मदत करते. मात्र हे आम्लाचे प्रमाण जास्त झाल्यास पोट दुखते, मळमळते, यामुळे अपचन होते. हे टाळण्यासाठी आम्ल-प्रतिबंधकाचा वापर करतात. आम्लप्रतिबंधकामुळे जठरात तयार झालेल्या अधिक आम्लाचे उदासिनीकरण होते.

(2) सकाळी दात घासण्यापूर्वी लाळेचे pH 7 पेक्षा कमी असते, म्हणजे आम्लधर्मी असते. म्हणून टूथपेस्ट ही आम्लारी असून दात स्वच्छ होऊन तोंडातल्या लाळेचे असलेल्या अधिक आम्लाचे उदासिनीकरण होते. यामुळे दातांची झीज थांबते.

• द्रावणाचा सामू मोजण्यासाठी सामू मापनश्रेणी (pH scale) वापरली जाते.
• वैश्विक दर्शकाचे द्रावण किंवा त्यापासून बनवलेल्या कागदी दर्शकपट्टिकेचा उपयोग करून सामू ठरवता येतो.
• सामू मोजण्याची सर्वांत अचूक पद्धत म्हणजे सामूमापक (pH meter) हे विद्युत साधन वापरले जाते.

आम्लयुक्त किंवा आम्लारीयुक्त पाण्यातून विद्युतधारा जाऊ दिली असता त्याचे पृथक्करण होऊन ऋणाग्रापाशी हायड्रोजन वायू तयार होतो व धनाग्रापाशी ऑक्सिजन वायू तयार होतो. यालाच पाण्याचे विद्युत अपघटन म्हणतात.

ऋणाग्र अभिक्रिया : 2H₂O + 2e⁻  → H₂(g) + 2OH⁻(aq)

धनाग्र अभिक्रिया : 2H₂O → O₂(g) + 4H⁻(aq) + 4e⁻

HCl च्या द्रावणात NaOH मिळवले असता रासायनिक अभिक्रिया होऊन सोडिअम क्लोराइड व पाणी तयार होते. ही उदासिनीकरणाची अभिक्रिया आहे.

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

विरल H₂SO₄ मध्ये जस्ताचे चूर्ण मिळवल्यास, जस्ताची विरल सल्फ्युरिक आम्लाबरोबर अभिक्रिया होऊन हायड्रोजन वायू  मुक्त होतो व झिंक सल्फेट तयार होते.

Zn   +   H₂SO₄        →  ZnSO₄(aq) + H₂(g)

कॅल्शिअम ऑक्साइडमध्ये विरल नायट्रिक अॅसिड मिळवले असता, कॅल्शिअम नायट्रेट व पाणी तयार होते.

CaO         +         2HNO₃       →      Ca(NO₃)₂(aq) + H₂O

KOH च्या द्रावणातून कार्बन डायऑक्साइड वायू सोडला असता, पोटॅशिअम कार्बोनेट व पाणी तयार होते.

CO₂(g)        +     2KOH(aq)   →    K₂CO₃(aq)   +    H₂O

खाण्याच्या सोड्यावर (NaHCO₃) विरल HCI ओतले असता, सोडिअम क्लोराइड तयार होते व फसफसणारा CO₂ वायू मुक्त होतो.

• सामू 7 : मीठ,
• सामू 7 पेक्षा जास्त : सोडिअम अॅसिटेट, पोटॅशिअम ब्रोमाइड, कॅल्शिअम हायड्रॉक्साइड, सोडिअम कार्बोनेट, अमोनिआ.
• सामू 7 पेक्षा कमी : हायड्रोजन क्लोराइड, कार्बन डायऑक्साइड, अमोनिअम क्लोराइड, व्हिनेगार, सल्फर डायऑक्साइड.