अम्ल: Difference between revisions
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{{About| | {{About|रसायन विज्ञान में अम्ल}} | ||
{{Redirect-multi|2| | {{Redirect-multi|2|अम्लता|अम्लीय|नोवेलेट|अम्लता (नवीनतम)|बैंड|Acidic (band)}} | ||
{{Short description|Chemical compound giving a proton or accepting an electron pair}} | {{Short description|Chemical compound giving a proton or accepting an electron pair}} | ||
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अम्ल की दूसरी श्रेणी [[ लुईस एसिड और बेस |लुईस अम्ल]] हैं, जो इलेक्ट्रॉन जोड़ी के साथ सहसंयोजक आबंध बनाते हैं। उदाहरण [[ बोरॉन ट्राइफ्लोराइड |बोरॉन ट्राइफ्लोराइड]] (BF<sub>3</sub>) है, जिसके बोरॉन परमाणु में खाली [[ परमाणु कक्षीय |परमाणु कक्षीय]] होता है जो एक आधार में परमाणु पर इलेक्ट्रॉनों की अकेली जोड़ी साझा करके सहसंयोजक आबंध बना सकता है, उदाहरण के लिए [[ अमोनिया |अमोनिया]] (NH 3) में नाइट्रोजन परमाणु। लुईस ने इसे ब्रोंस्टेड परिभाषा के सामान्यीकरण के रूप में माना, ताकि अम्ल एक रासायनिक प्रजाति है जो इलेक्ट्रॉन जोड़े को सीधे या समाधान में प्रोटॉन (H<sup>+</sup>) जारी करके स्वीकार करता है, जो तब इलेक्ट्रॉन जोड़े को स्वीकार करता है। हाइड्रोजन क्लोराइड, एसिटिक अम्ल, और अधिकांश अन्य ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल इलेक्ट्रॉन जोड़ी के साथ सहसंयोजक आबंध नहीं बना सकते हैं, और इसलिए लुईस अम्ल नहीं हैं।<ref name="Oxtoby8th">{{cite book |last1=Otoxby |first1=D. W. |last2=Gillis |first2=H. P. |last3=Butler |first3=L. J. |title=आधुनिक रसायन विज्ञान के सिद्धांत|date=2015 |publisher=Brooks Cole |isbn=978-1305079113 |page=617 |edition=8th}}</ref> इसके विपरीत, कई लुईस अम्ल अरहेनियस या ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल नहीं हैं। आधुनिक शब्दावली में, अम्ल परोक्ष रूप से ब्रोंस्टेड अम्ल होता है न कि लुईस अम्ल, क्योंकि रसायनज्ञ लगभग हमेशा लुईस अम्ल को स्पष्ट रूप से लुईस अम्ल के रूप में संदर्भित करते हैं।<ref name="Oxtoby8th" /> | अम्ल की दूसरी श्रेणी [[ लुईस एसिड और बेस |लुईस अम्ल]] हैं, जो इलेक्ट्रॉन जोड़ी के साथ सहसंयोजक आबंध बनाते हैं। उदाहरण [[ बोरॉन ट्राइफ्लोराइड |बोरॉन ट्राइफ्लोराइड]] (BF<sub>3</sub>) है, जिसके बोरॉन परमाणु में खाली [[ परमाणु कक्षीय |परमाणु कक्षीय]] होता है जो एक आधार में परमाणु पर इलेक्ट्रॉनों की अकेली जोड़ी साझा करके सहसंयोजक आबंध बना सकता है, उदाहरण के लिए [[ अमोनिया |अमोनिया]] (NH 3) में नाइट्रोजन परमाणु। लुईस ने इसे ब्रोंस्टेड परिभाषा के सामान्यीकरण के रूप में माना, ताकि अम्ल एक रासायनिक प्रजाति है जो इलेक्ट्रॉन जोड़े को सीधे या समाधान में प्रोटॉन (H<sup>+</sup>) जारी करके स्वीकार करता है, जो तब इलेक्ट्रॉन जोड़े को स्वीकार करता है। हाइड्रोजन क्लोराइड, एसिटिक अम्ल, और अधिकांश अन्य ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल इलेक्ट्रॉन जोड़ी के साथ सहसंयोजक आबंध नहीं बना सकते हैं, और इसलिए लुईस अम्ल नहीं हैं।<ref name="Oxtoby8th">{{cite book |last1=Otoxby |first1=D. W. |last2=Gillis |first2=H. P. |last3=Butler |first3=L. J. |title=आधुनिक रसायन विज्ञान के सिद्धांत|date=2015 |publisher=Brooks Cole |isbn=978-1305079113 |page=617 |edition=8th}}</ref> इसके विपरीत, कई लुईस अम्ल अरहेनियस या ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल नहीं हैं। आधुनिक शब्दावली में, अम्ल परोक्ष रूप से ब्रोंस्टेड अम्ल होता है न कि लुईस अम्ल, क्योंकि रसायनज्ञ लगभग हमेशा लुईस अम्ल को स्पष्ट रूप से लुईस अम्ल के रूप में संदर्भित करते हैं।<ref name="Oxtoby8th" /> | ||
==परिभाषाएं और अवधारणाएं == | ==परिभाषाएं और अवधारणाएं == | ||
{{main| | {{main|अम्ल-क्षार प्रतिक्रिया}} | ||
आधुनिक परिभाषाएँ सभी अम्लों के लिए सामान्य मूलभूत रासायनिक प्रतिक्रियाओं से संबंधित हैं। | आधुनिक परिभाषाएँ सभी अम्लों के लिए सामान्य मूलभूत रासायनिक प्रतिक्रियाओं से संबंधित हैं। | ||
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===ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल=== | ===ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल=== | ||
{{Main| | {{Main|ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल-क्षार सिद्धांत}} | ||
[[File:Acetic-acid-dissociation-3D-balls.png|thumb|350px|alt=Acetic acid, CH<sub>3</sub>COOH, एक मिथाइल समूह, CH . से बना है<sub>3</sub>, एक कार्बोक्सिलेट समूह, COOH के लिए रासायनिक रूप से बाध्य। कार्बोक्सिलेट समूह एक प्रोटॉन खो सकता है और इसे पानी के अणु को दान कर सकता है, एच<sub>2</sub>0, एक एसीटेट आयन CH . को पीछे छोड़ते हुए<sub>3</sub>सीओओ- और हाइड्रोनियम केशन एच . बनाना<sub>3</sub>ओ। यह एक संतुलन प्रतिक्रिया है, इसलिए रिवर्स प्रक्रिया भी हो सकती है। एक कमजोर एसिड, [[ एसीटेट ]] आयन और [[ हाइड्रोनियम ]] आयन देने के लिए संतुलन प्रतिक्रिया में पानी के लिए एक प्रोटॉन (हाइड्रोजन आयन, हरे रंग में हाइलाइट किया गया) दान करता है। लाल: ऑक्सीजन, काला: कार्बन, सफेद: हाइड्रोजन।]]जबकि अरहेनियस अवधारणा कई प्रतिक्रियाओं का वर्णन करने के लिए उपयोगी है, यह इसके दायरे में भी काफी सीमित है। 1923 में, रसायनज्ञ जोहान्स निकोलस ब्रोंस्टेड और थॉमस मार्टिन लोरी ने स्वतंत्र रूप से मान्यता दी कि अम्ल-क्षार प्रतिक्रियाओं में प्रोटॉन का स्थानांतरण सम्मिलित है। ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल (या ब्रोंस्टेड अम्ल) एक प्रजाति है जो ब्रोंस्टेड-लोरी क्षार को प्रोटॉन दान करती है।<ref name="Ebbing" />ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल-क्षार सिद्धांत के अरहेनियस सिद्धांत पर कई फायदे हैं। सिरका को अपना विशिष्ट स्वाद देने वाले कार्बनिक अम्ल एसिटिक अम्ल (CH3COOH) की निम्नलिखित अभिक्रियाओं पर विचार कीजिए: | [[File:Acetic-acid-dissociation-3D-balls.png|thumb|350px|alt=Acetic acid, CH<sub>3</sub>COOH, एक मिथाइल समूह, CH . से बना है<sub>3</sub>, एक कार्बोक्सिलेट समूह, COOH के लिए रासायनिक रूप से बाध्य। कार्बोक्सिलेट समूह एक प्रोटॉन खो सकता है और इसे पानी के अणु को दान कर सकता है, एच<sub>2</sub>0, एक एसीटेट आयन CH . को पीछे छोड़ते हुए<sub>3</sub>सीओओ- और हाइड्रोनियम केशन एच . बनाना<sub>3</sub>ओ। यह एक संतुलन प्रतिक्रिया है, इसलिए रिवर्स प्रक्रिया भी हो सकती है। एक कमजोर एसिड, [[ एसीटेट ]] आयन और [[ हाइड्रोनियम ]] आयन देने के लिए संतुलन प्रतिक्रिया में पानी के लिए एक प्रोटॉन (हाइड्रोजन आयन, हरे रंग में हाइलाइट किया गया) दान करता है। लाल: ऑक्सीजन, काला: कार्बन, सफेद: हाइड्रोजन।]]जबकि अरहेनियस अवधारणा कई प्रतिक्रियाओं का वर्णन करने के लिए उपयोगी है, यह इसके दायरे में भी काफी सीमित है। 1923 में, रसायनज्ञ जोहान्स निकोलस ब्रोंस्टेड और थॉमस मार्टिन लोरी ने स्वतंत्र रूप से मान्यता दी कि अम्ल-क्षार प्रतिक्रियाओं में प्रोटॉन का स्थानांतरण सम्मिलित है। ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल (या ब्रोंस्टेड अम्ल) एक प्रजाति है जो ब्रोंस्टेड-लोरी क्षार को प्रोटॉन दान करती है।<ref name="Ebbing" />ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल-क्षार सिद्धांत के अरहेनियस सिद्धांत पर कई फायदे हैं। सिरका को अपना विशिष्ट स्वाद देने वाले कार्बनिक अम्ल एसिटिक अम्ल (CH3COOH) की निम्नलिखित अभिक्रियाओं पर विचार कीजिए: | ||
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=== लुईस अम्ल === | === लुईस अम्ल === | ||
{{main| | {{main|लुईस अम्ल और क्षार}} | ||
1923 में गिल्बर्ट एन।लुईस द्वारा एक तिहाई, केवल मामूली रूप से संबंधित अवधारणा प्रस्तावित की गई थी, जिसमें अम्ल-क्षार विशेषताओं के साथ प्रतिक्रियाएं सम्मिलित हैं जिनमें प्रोटॉन स्थानांतरण सम्मिलित नहीं है। लुईस अम्ल एक ऐसी प्रजाति है जो किसी अन्य प्रजाति से इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी को स्वीकार करती है, दूसरे शब्दों में, यह इलेक्ट्रॉन जोड़ी स्वीकर्ता है।<ref name="Ebbing" />ब्रोंस्टेड अम्ल-क्षार प्रतिक्रियाएं प्रोटॉन स्थानांतरण प्रतिक्रियाएं हैं जबकि लुईस अम्ल-क्षार प्रतिक्रियाएं इलेक्ट्रॉन जोड़ी स्थानांतरण हैं। कई लुईस अम्ल ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल नहीं हैं। अम्ल-क्षार रसायन विज्ञान के संदर्भ में निम्नलिखित प्रतिक्रियाओं का वर्णन कैसे किया जाता है, इसकी तुलना करें: | 1923 में गिल्बर्ट एन।लुईस द्वारा एक तिहाई, केवल मामूली रूप से संबंधित अवधारणा प्रस्तावित की गई थी, जिसमें अम्ल-क्षार विशेषताओं के साथ प्रतिक्रियाएं सम्मिलित हैं जिनमें प्रोटॉन स्थानांतरण सम्मिलित नहीं है। लुईस अम्ल एक ऐसी प्रजाति है जो किसी अन्य प्रजाति से इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी को स्वीकार करती है, दूसरे शब्दों में, यह इलेक्ट्रॉन जोड़ी स्वीकर्ता है।<ref name="Ebbing" />ब्रोंस्टेड अम्ल-क्षार प्रतिक्रियाएं प्रोटॉन स्थानांतरण प्रतिक्रियाएं हैं जबकि लुईस अम्ल-क्षार प्रतिक्रियाएं इलेक्ट्रॉन जोड़ी स्थानांतरण हैं। कई लुईस अम्ल ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल नहीं हैं। अम्ल-क्षार रसायन विज्ञान के संदर्भ में निम्नलिखित प्रतिक्रियाओं का वर्णन कैसे किया जाता है, इसकी तुलना करें: | ||
:[[File:LewisAcid.png|374px]] | :[[File:LewisAcid.png|374px]] | ||
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== अम्ल गुण == | == अम्ल गुण == | ||
{{main| | {{main|अम्ल गुण}} | ||
अम्ल का गुण प्रोटॉन को खोने की उसकी क्षमता या प्रवृत्ति को दर्शाती है। ठोस अम्ल वह है जो पानी में पूरी तरह से अलग हो जाता है, दूसरे शब्दों में, प्रबल अम्ल HA का मोल पानी में घुल जाता है, जिससे H<sup>+</sup> का एक मोल और संयुग्मी क्षार का एक मोल, A−, और कोई भी प्रोटोनित अम्ल HA नहीं बनता है। इसके विपरीत, कमजोर अम्ल केवल आंशिक रूप से अलग हो जाता है और संतुलन पर अम्ल और संयुग्म आधार दोनों समाधान में होते हैं। हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (HCl), [[ हाइड्रोआयोडिक एसिड |हाइड्रोआयोडिक]] अम्ल(HI), [[ हाइड्रोब्रोमिक एसिड |हाइड्रोब्रोमिक अम्ल]] (HBr), [[ परक्लोरिक तेजाब |परक्लोरिक तेजाब]] (HClO<sub>4</sub>), नाइट्रिक अम्ल (HNO<sub>3</sub>) और सल्फ्यूरिक अम्ल (H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>) ठोस अम्ल के उदाहरण हैं। पानी में इनमें से प्रत्येक अनिवार्य रूप से 100% आयनित होता है। अम्ल जितना ठोस होता है, उतनी ही आसानी से वह एक प्रोटॉन, H<sup>+</sup> खो देता है। दो प्रमुख कारक जो अवक्षेपण की आसानी में योगदान करते हैं, वे हैं H—A आबंध की ध्रुवीयता और परमाणु A का आकार, जो H—A आबंध की गुण को निर्धारित करता है। संयुग्म आधार की स्थिरता के संदर्भ में अम्ल की गुण पर भी अक्सर चर्चा की जाती है। | अम्ल का गुण प्रोटॉन को खोने की उसकी क्षमता या प्रवृत्ति को दर्शाती है। ठोस अम्ल वह है जो पानी में पूरी तरह से अलग हो जाता है, दूसरे शब्दों में, प्रबल अम्ल HA का मोल पानी में घुल जाता है, जिससे H<sup>+</sup> का एक मोल और संयुग्मी क्षार का एक मोल, A−, और कोई भी प्रोटोनित अम्ल HA नहीं बनता है। इसके विपरीत, कमजोर अम्ल केवल आंशिक रूप से अलग हो जाता है और संतुलन पर अम्ल और संयुग्म आधार दोनों समाधान में होते हैं। हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (HCl), [[ हाइड्रोआयोडिक एसिड |हाइड्रोआयोडिक]] अम्ल(HI), [[ हाइड्रोब्रोमिक एसिड |हाइड्रोब्रोमिक अम्ल]] (HBr), [[ परक्लोरिक तेजाब |परक्लोरिक तेजाब]] (HClO<sub>4</sub>), नाइट्रिक अम्ल (HNO<sub>3</sub>) और सल्फ्यूरिक अम्ल (H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>) ठोस अम्ल के उदाहरण हैं। पानी में इनमें से प्रत्येक अनिवार्य रूप से 100% आयनित होता है। अम्ल जितना ठोस होता है, उतनी ही आसानी से वह एक प्रोटॉन, H<sup>+</sup> खो देता है। दो प्रमुख कारक जो अवक्षेपण की आसानी में योगदान करते हैं, वे हैं H—A आबंध की ध्रुवीयता और परमाणु A का आकार, जो H—A आबंध की गुण को निर्धारित करता है। संयुग्म आधार की स्थिरता के संदर्भ में अम्ल की गुण पर भी अक्सर चर्चा की जाती है। | ||
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=== मोनोप्रोटिक अम्ल === | === मोनोप्रोटिक अम्ल === | ||
{{See also| | {{See also|अम्ल वियोजन स्थिरांक#मोनोप्रोटिक अम्ल}} | ||
मोनोप्रोटिक अम्ल, जिन्हें मोनोबैसिक अम्ल के रूप में भी जाना जाता है, वे अम्ल होते हैं जो पृथक्करण की प्रक्रिया के दौरान प्रति अणु प्रोटॉन दान करने में सक्षम होते हैं (कभी-कभी आयनीकरण कहा जाता है) जैसा कि नीचे दिखाया गया है (HA द्वारा दर्शाया गया है): | मोनोप्रोटिक अम्ल, जिन्हें मोनोबैसिक अम्ल के रूप में भी जाना जाता है, वे अम्ल होते हैं जो पृथक्करण की प्रक्रिया के दौरान प्रति अणु प्रोटॉन दान करने में सक्षम होते हैं (कभी-कभी आयनीकरण कहा जाता है) जैसा कि नीचे दिखाया गया है (HA द्वारा दर्शाया गया है): | ||
:{{chem2|HA (aq) + H2O (l) <-> H3O+ (aq) + A- (aq)}} ''K''<sub>a</sub> | :{{chem2|HA (aq) + H2O (l) <-> H3O+ (aq) + A- (aq)}} ''K''<sub>a</sub> | ||
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=== पॉलीप्रोटिक अम्ल === | === पॉलीप्रोटिक अम्ल === | ||
{{See also| | {{See also|अम्ल वियोजन स्थिरांक#पॉलीप्रोटिक अम्ल}} | ||
पॉलीप्रोटिक अम्ल, जिसे पॉलीबेसिक अम्ल भी कहा जाता है, मोनोप्रोटिक अम्ल के विपरीत, प्रति अम्ल अणु में एक से अधिक प्रोटॉन दान करने में सक्षम होते हैं, जो प्रति अणु केवल एक प्रोटॉन दान करते हैं। विशिष्ट प्रकार के पॉलीप्रोटिक अम्ल के अधिक विशिष्ट नाम होते हैं, जैसे कि द्विध्रुवीय (या डिबासिक) अम्ल (दान करने के लिए दो संभावित प्रोटॉन), और ट्राइप्रोटिक (या ट्राइबेसिक) अम्ल (दान करने के लिए तीन संभावित प्रोटॉन)। कुछ बृहदणु जैसे प्रोटीन और न्यूक्लिक अम्ल में बहुत बड़ा संख्या में अम्लीय प्रोटॉन हो सकते हैं।<ref>{{cite book |title=बायोफिजिकल केमिस्ट्री - वॉल्यूम 1|first1=Jeffries|last1= Wyman|first2= John |last2=Tileston Edsall |chapter=Chapter 9: Polybasic Acids, Bases, and Ampholytes, Including Proteins | page=477 }}</ref> | पॉलीप्रोटिक अम्ल, जिसे पॉलीबेसिक अम्ल भी कहा जाता है, मोनोप्रोटिक अम्ल के विपरीत, प्रति अम्ल अणु में एक से अधिक प्रोटॉन दान करने में सक्षम होते हैं, जो प्रति अणु केवल एक प्रोटॉन दान करते हैं। विशिष्ट प्रकार के पॉलीप्रोटिक अम्ल के अधिक विशिष्ट नाम होते हैं, जैसे कि द्विध्रुवीय (या डिबासिक) अम्ल (दान करने के लिए दो संभावित प्रोटॉन), और ट्राइप्रोटिक (या ट्राइबेसिक) अम्ल (दान करने के लिए तीन संभावित प्रोटॉन)। कुछ बृहदणु जैसे प्रोटीन और न्यूक्लिक अम्ल में बहुत बड़ा संख्या में अम्लीय प्रोटॉन हो सकते हैं।<ref>{{cite book |title=बायोफिजिकल केमिस्ट्री - वॉल्यूम 1|first1=Jeffries|last1= Wyman|first2= John |last2=Tileston Edsall |chapter=Chapter 9: Polybasic Acids, Bases, and Ampholytes, Including Proteins | page=477 }}</ref> | ||
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===कमजोर अम्ल-कमजोर क्षार संतुलन=== | ===कमजोर अम्ल-कमजोर क्षार संतुलन=== | ||
{{main| | {{main|हेंडरसन-हसलबल्च समीकरण}} | ||
प्रोटोनित अम्ल के लिए प्रोटॉन खोने के लिए, पद्धति का pH, p''K''<sub>a</sub> से ऊपर उठना चाहिए।अम्ल का H<sup>+</sup> की घटी हुई सांद्रता उस मूल समाधान में संतुलन को संयुग्मित आधार रूप (अम्ल का अवक्षेपित रूप) की ओर स्थानांतरित कर देता है। निचले -pH (अधिक अम्लीय) समाधानों में, पर्याप्त मात्रा में H<sup>+</sup> होता है। घोल में सांद्रण जिससे अम्ल अपने प्रोटोनित रूप में बना रहता है। | प्रोटोनित अम्ल के लिए प्रोटॉन खोने के लिए, पद्धति का pH, p''K''<sub>a</sub> से ऊपर उठना चाहिए।अम्ल का H<sup>+</sup> की घटी हुई सांद्रता उस मूल समाधान में संतुलन को संयुग्मित आधार रूप (अम्ल का अवक्षेपित रूप) की ओर स्थानांतरित कर देता है। निचले -pH (अधिक अम्लीय) समाधानों में, पर्याप्त मात्रा में H<sup>+</sup> होता है। घोल में सांद्रण जिससे अम्ल अपने प्रोटोनित रूप में बना रहता है। | ||
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== अनुमापन == | == अनुमापन == | ||
{{main| | {{main|अम्ल-क्षार अनुमापन}} | ||
जलीय घोल में अम्ल की एकाग्रता का निर्धारण करने के लिए, अम्ल-क्षार अनुमापन सामान्यतः किया जाता है। ज्ञात सांद्रता के साथ ठोस आधार समाधान, सामान्यतः NaOH या KOH, जोड़ा गया आधार की मात्रा के साथ संकेतक के रंग परिवर्तन के अनुसार अम्ल समाधान को बेअसर करने के लिए जोड़ा जाता है।<ref>{{Cite book|title = जलीय अम्ल-क्षार संतुलन और अनुमापन|first = Robert|last = de Levie|author-link = Robert de Levie |publisher = Oxford University Press|year = 1999|location = New York}}</ref> किसी क्षार द्वारा अनुमापित अम्ल के अनुमापन वक्र में दो अक्ष होते हैं, जिसमें आधार आयतन x-अक्ष पर और विलयन का pH मान y-अक्ष पर होता है। विलयन में क्षार मिलाने पर विलयन का pH हमेशा ऊपर जाता है। | जलीय घोल में अम्ल की एकाग्रता का निर्धारण करने के लिए, अम्ल-क्षार अनुमापन सामान्यतः किया जाता है। ज्ञात सांद्रता के साथ ठोस आधार समाधान, सामान्यतः NaOH या KOH, जोड़ा गया आधार की मात्रा के साथ संकेतक के रंग परिवर्तन के अनुसार अम्ल समाधान को बेअसर करने के लिए जोड़ा जाता है।<ref>{{Cite book|title = जलीय अम्ल-क्षार संतुलन और अनुमापन|first = Robert|last = de Levie|author-link = Robert de Levie |publisher = Oxford University Press|year = 1999|location = New York}}</ref> किसी क्षार द्वारा अनुमापित अम्ल के अनुमापन वक्र में दो अक्ष होते हैं, जिसमें आधार आयतन x-अक्ष पर और विलयन का pH मान y-अक्ष पर होता है। विलयन में क्षार मिलाने पर विलयन का pH हमेशा ऊपर जाता है। | ||
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=== अम्ल उत्प्रेरण === | === अम्ल उत्प्रेरण === | ||
{{Main| | {{Main|अम्ल उत्प्रेरण}} | ||
अम्ल का उपयोग औद्योगिक और कार्बनिक रसायन विज्ञान में [[ उत्प्रेरक |उत्प्रेरक]] के रूप में किया जाता है, उदाहरण के लिए, गैसोलीन का उत्पादन करने के लिए [[ alkylation |ऐल्किलन]] प्रक्रिया में सल्फ्यूरिक अम्ल का उपयोग बहुत बड़ा मात्रा में किया जाता है। कुछ अम्ल, जैसे सल्फ्यूरिक, फॉस्फोरिक और हाइड्रोक्लोरिक अम्ल,[[ निर्जलीकरण प्रतिक्रिया | निर्जलीकरण प्रतिक्रिया]] और संक्षेपण प्रतिक्रियाओं को भी प्रभावित करते हैं। जैव रसायन में, कई [[ एंजाइम |प्रकिण्व]] अम्ल उद्दीपन को नियोजित करते हैं।<ref name="Voet acid cat">{{cite book |author=Voet, Judith G.|author2=Voet, Donald |title=जीव रसायन|url=https://archive.org/details/biochemistry00voet_1|url-access=registration|publisher=J. Wiley & Sons |location=New York |date=2004 |pages=[https://archive.org/details/biochemistry00voet_1/page/496 496–500] |isbn=978-0-471-19350-0 }}</ref> | अम्ल का उपयोग औद्योगिक और कार्बनिक रसायन विज्ञान में [[ उत्प्रेरक |उत्प्रेरक]] के रूप में किया जाता है, उदाहरण के लिए, गैसोलीन का उत्पादन करने के लिए [[ alkylation |ऐल्किलन]] प्रक्रिया में सल्फ्यूरिक अम्ल का उपयोग बहुत बड़ा मात्रा में किया जाता है। कुछ अम्ल, जैसे सल्फ्यूरिक, फॉस्फोरिक और हाइड्रोक्लोरिक अम्ल,[[ निर्जलीकरण प्रतिक्रिया | निर्जलीकरण प्रतिक्रिया]] और संक्षेपण प्रतिक्रियाओं को भी प्रभावित करते हैं। जैव रसायन में, कई [[ एंजाइम |प्रकिण्व]] अम्ल उद्दीपन को नियोजित करते हैं।<ref name="Voet acid cat">{{cite book |author=Voet, Judith G.|author2=Voet, Donald |title=जीव रसायन|url=https://archive.org/details/biochemistry00voet_1|url-access=registration|publisher=J. Wiley & Sons |location=New York |date=2004 |pages=[https://archive.org/details/biochemistry00voet_1/page/496 496–500] |isbn=978-0-471-19350-0 }}</ref> | ||
==जैविक घटना == | ==जैविक घटना == | ||
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=== सल्फोनिक अम्ल === | === सल्फोनिक अम्ल === | ||
सल्फोनिक अम्लका सामान्य सूत्र RS(=O)<sub>2</sub>–OH होता है, जहाँ R एक कार्बनिक मूलक है। | |||
* [[ मीथेनसल्फोनिक एसिड | मीथेनसल्फोनिक अम्ल]] (या मेसिलिक अम्ल, CH<sub>3</sub>SO<sub>3</sub>H) | * [[ मीथेनसल्फोनिक एसिड | मीथेनसल्फोनिक अम्ल]] (या मेसिलिक अम्ल, CH<sub>3</sub>SO<sub>3</sub>H) | ||
* [[ एथेनसल्फोनिक एसिड | एथेनसल्फोनिक अम्ल]] (या एसाइलिक अम्ल, CH<sub>3</sub>CH<sub>2</sub>SO<sub>3</sub>H) | * [[ एथेनसल्फोनिक एसिड | एथेनसल्फोनिक अम्ल]] (या एसाइलिक अम्ल, CH<sub>3</sub>CH<sub>2</sub>SO<sub>3</sub>H) | ||
Revision as of 11:55, 27 November 2022
अम्ल एक अणु या आयन है जो या तो प्रोटॉन (यानी हाइड्रोजन आयन, H+) दान करने में सक्षम है, जिसे ब्रोंस्टेड-लोरी अम्लके रूप में जाना जाता है, या इलेक्ट्रॉन जोड़ी के साथ सहसंयोजक आबंध बनाता है, जिसे लुईस अम्लके रूप में जाना जाता है।[1]
अम्ल की पहली श्रेणी प्रोटॉन दाता, या ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल हैं। जलीय घोल के विशेष मामले में, प्रोटॉन दाता हाइड्रोनियम आयन H3O+ बनाते हैं और उन्हें अरहेनियस अम्ल के रूप में जाना जाता है। ब्रोंस्टेड और लोरी ने गैर-जलीय विलायक को सम्मिलित करने के लिए अरहेनियस सिद्धांत को सामान्यीकृत किया। ब्रोंस्टेड या अरहेनियस अम्ल में सामान्यतः रासायनिक संरचना से बंधे हाइड्रोजन परमाणु होते हैं जो H+ के नुकसान के बाद भी ऊर्जावान रूप से अनुकूल होते हैं।
जलीय अरहेनियस अम्ल में विशिष्ट गुण होते हैं जो अम्ल का व्यावहारिक विवरण प्रदान करते हैं।[2]अम्ल खट्टे स्वाद के साथ जलीय घोल बनाते हैं, नीले लिटमस को लाल कर सकते हैं, और लवण बनाने के लिए क्षार और कुछ धातुओं (जैसे कैल्शियम) के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं। अम्ल शब्द लैटिन एसिडस से लिया गया है, जिसका अर्थ है 'खट्टा'। [3]अम्ल के जलीय घोल का pH 7 से कम होता है और इसे बोलचाल की भाषा में "अम्ल" (जैसा कि "अम्ल में घुला हुआ") भी कहा जाता है, जबकि सख्त परिभाषा केवल विलेय को संदर्भित करती है।[1]कम pH का अर्थ है उच्च अम्लता, और इस प्रकार समाधान में सकारात्मक हाइड्रोजन आयनों की उच्च सांद्रता है। अम्ल के गुण वाले रसायन या पदार्थ अम्लीय कहलाते हैं।
सामान्य जलीय अम्लों में हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (हाईड्रोजन क्लोराईड का घोल जो पेट में गैस्ट्रिक अम्ल में पाया जाता है और पाचन एंजाइमों को सक्रिय करता है), एसिटिक अम्ल (सिरका इस तरल का एक पतला जलीय घोल है), सल्फ्यूरिक अम्ल (कार बैटरी में प्रयुक्त) सम्मिलित हैं। और साइट्रिक अम्ल (खट्टे फलों में पाया जाता है)। जैसा कि इन उदाहरणों से पता चलता है, अम्ल (बोलचाल के अर्थ में) समाधान या शुद्ध पदार्थ हो सकते हैं, और अम्ल से प्राप्त किया जा सकता है (सख्त[1]अर्थ में) जो ठोस, तरल या गैस हैं। ठोस अम्ल और कुछ केंद्रित कमजोर अम्ल संक्षारक पदार्थ हैं, लेकिन कार्बोरेनऔर बोरिक अम्ल जैसे अपवाद हैं।
अम्ल की दूसरी श्रेणी लुईस अम्ल हैं, जो इलेक्ट्रॉन जोड़ी के साथ सहसंयोजक आबंध बनाते हैं। उदाहरण बोरॉन ट्राइफ्लोराइड (BF3) है, जिसके बोरॉन परमाणु में खाली परमाणु कक्षीय होता है जो एक आधार में परमाणु पर इलेक्ट्रॉनों की अकेली जोड़ी साझा करके सहसंयोजक आबंध बना सकता है, उदाहरण के लिए अमोनिया (NH 3) में नाइट्रोजन परमाणु। लुईस ने इसे ब्रोंस्टेड परिभाषा के सामान्यीकरण के रूप में माना, ताकि अम्ल एक रासायनिक प्रजाति है जो इलेक्ट्रॉन जोड़े को सीधे या समाधान में प्रोटॉन (H+) जारी करके स्वीकार करता है, जो तब इलेक्ट्रॉन जोड़े को स्वीकार करता है। हाइड्रोजन क्लोराइड, एसिटिक अम्ल, और अधिकांश अन्य ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल इलेक्ट्रॉन जोड़ी के साथ सहसंयोजक आबंध नहीं बना सकते हैं, और इसलिए लुईस अम्ल नहीं हैं।[4] इसके विपरीत, कई लुईस अम्ल अरहेनियस या ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल नहीं हैं। आधुनिक शब्दावली में, अम्ल परोक्ष रूप से ब्रोंस्टेड अम्ल होता है न कि लुईस अम्ल, क्योंकि रसायनज्ञ लगभग हमेशा लुईस अम्ल को स्पष्ट रूप से लुईस अम्ल के रूप में संदर्भित करते हैं।[4]
परिभाषाएं और अवधारणाएं
आधुनिक परिभाषाएँ सभी अम्लों के लिए सामान्य मूलभूत रासायनिक प्रतिक्रियाओं से संबंधित हैं।
नित्य ज़िंदगी में पाए जाने वाले अधिकांश अम्ल जलीय घोल होते हैं, या पानी में घुल सकते हैं, इसलिए अरहेनियस और ब्रोंस्टेड-लोरी की परिभाषाएँ सबसे अधिक प्रासंगिक हैं।
ब्रोंस्टेड-लोरी परिभाषा सबसे व्यापक रूप से प्रयोग की जाने वाली परिभाषा है, जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, अम्ल-क्षार अभिक्रियाओं को अम्ल से क्षार में प्रोटॉन (H+) का स्थानांतरण सम्मिलित माना जाता है।
हाइड्रोनियम आयन तीनों परिभाषाओं के अनुसार अम्ल होते हैं। हालांकि अल्कोहल और एमाइन ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल हो सकते हैं, लेकिन वे अपने ऑक्सीजन और नाइट्रोजन परमाणुओं पर इलेक्ट्रॉनों के अकेले जोड़े के कारण लुईस क्षार के रूप में भी कार्य कर सकते हैं।
अरहेनियस अम्ल
1884 में, स्वंते अरहेनियस ने अम्लता के गुणों को हाइड्रोजन आयनों (H+) के लिए जिम्मेदार ठहराया, जिसे बाद में प्रोटॉन या हाइड्रोन के रूप में वर्णित किया गया। अरहेनियस अम्ल ऐसा पदार्थ है, जिसे पानी में मिलाने पर, पानी में H+ आयनों की सांद्रता बढ़ जाती है।[4][5]ध्यान दें कि रसायनज्ञ अक्सर H+(aq) लिखते हैं और अम्ल-क्षार प्रतिक्रियाओं का वर्णन करते समय हाइड्रोजन आयन का उल्लेख करते हैं लेकिन मुक्त हाइड्रोजन नाभिक, प्रोटॉन, पानी में अकेले विद्यमान नहीं होता है, यह हाइड्रोनियम आयन (H3O+) या अन्य रूपों ( H5O2+, H9O4+) के रूप में विद्यमान होता है। इस प्रकार, अरहेनियस अम्ल को एक ऐसे पदार्थ के रूप में भी वर्णित किया जा सकता है जो पानी में मिलाने पर हाइड्रोनियम आयनों की सांद्रता को बढ़ाता है। उदाहरणों में हाइड्रोजन क्लोराइड और एसिटिक अम्ल जैसे आणविक पदार्थ सम्मिलित हैं।
दूसरी ओर, अरहेनियस क्षार ऐसा पदार्थ है जो पानी में घुलने पर हाइड्रॉक्साइड (OH−) आयनों की सांद्रता को बढ़ाता है। इससे हाइड्रोनियम की सांद्रता कम हो जाती है क्योंकि आयन H2O अणु बनाने के लिए प्रतिक्रिया करते हैं:
- H3O+
(aq) + OH−
(aq) ⇌ H2O(liq) + H2O(liq)
इस संतुलन के कारण, हाइड्रोनियम की सांद्रता में कोई भी वृद्धि हाइड्रॉक्साइड की सांद्रता में कमी के साथ होती है। इस प्रकार, अरहेनियस अम्ल को भी कहा जा सकता है जो हाइड्रॉक्साइड एकाग्रता को कम करता है, जबकि अरहेनियस क्षार इसे बढ़ाता है।
अम्लीय घोल में, हाइड्रोनियम आयनों की सांद्रता 10−7 मोल प्रति लीटर से अधिक होती है। चूँकि pH को हाइड्रोनियम आयनों की सांद्रता के ऋणात्मक लघुगणक के रूप में परिभाषित किया जाता है, इसलि