अम्ल

This article is about रसायन विज्ञान में अम्ल. For other uses, see अम्ल (disambiguation).

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जस्ता , एक विशिष्ट धातु, हाइड्रोक्लोरिक अम्ल, एक विशिष्ट अम्लके साथ प्रतिक्रिया करता है

अम्ल एक अणु या आयन है जो या तो प्रोटॉन (अर्थात हाइड्रोजन आयन, H⁺) दान करने में सक्षम है, जिसे ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल के रूप में जाना जाता है, या इलेक्ट्रॉन जोड़ी के साथ सहसंयोजी आबंध बनाता है, जिसे लुईस अम्ल के रूप में जाना जाता है।

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।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'। 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।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 (सख्तअर्थ में) जो ठोस, तरल या गैस हैं। ठोस अम्ल और कुछ केंद्रित कमजोर अम्ल संक्षारक पदार्थ हैं, लेकिन कार्बोरेन और बोरिक अम्ल जैसे अपवाद हैं।

अम्ल की दूसरी श्रेणी लुईस अम्ल हैं, जो इलेक्ट्रॉन जोड़ी के साथ सहसंयोजक बंध 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 बंध बना सकता है, उदाहरण के लिए अमोनिया (NH₃) 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 बंध नहीं बना सकते हैं, और इसलिए लुईस अम्ल नहीं हैं। 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।

परिभाषाएं और अवधारणाएं

Main article: अम्ल-क्षार प्रतिक्रिया

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

स्वंते अरहेनियस

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।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, इसलिए अम्लीय विलयनों का pH 7 से कम होता है।

ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल

Main article: ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल-क्षार सिद्धांत

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।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:

CH₃COOH + H₂O ⇌ CH₃COO⁻ + H₃O⁺

CH₃COOH + NH₃ ⇌ CH₃COO⁻ + NH+4

दोनों सिद्धांत आसानी से पहली प्रतिक्रिया का वर्णन करते हैं: CH₃COOH अरहेनियस अम्ल के रूप में कार्य करता है क्योंकि यह पानी में घुलने पर H₃O⁺ के स्रोत के रूप में कार्य करता है, और यह पानी के लिए प्रोटॉन दान करके ब्रोंस्टेड अम्ल के रूप में कार्य करता है। दूसरे उदाहरण में CH₃COOH उसी परिवर्तन से गुजरता है, इस मामले में अमोनिया (NH₃) को एक प्रोटॉन दान करता है, लेकिन एक अम्लकी अरहेनियस परिभाषा से संबंधित नहीं है क्योंकि प्रतिक्रिया हाइड्रोनियम का उत्पादन नहीं करती है। फिर भी, CH₃COOH अरहेनियस और ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल दोनों है।

ब्रोंस्टेड-लोरी सिद्धांत का उपयोग गैर-जलीय घोल या गैस चरण में आणविक यौगिकों की प्रतिक्रियाओं का वर्णन करने के लिए किया जा सकता है। हाइड्रोजन क्लोराइड (HCl) और अमोनिया कई अलग-अलग परिस्थितियों में मिलकर अमोनियम क्लोराइड NH₄Cl बनाते हैं। जलीय घोल में HCl हाइड्रोक्लोरिक अम्ल के रूप में व्यवहार करता है और हाइड्रोनियम और क्लोराइड आयनों के रूप में विद्यमान होता है। निम्नलिखित प्रतिक्रियाएं अरहेनियस की परिभाषा की सीमाओं को दर्शाती हैं:

1. H₃O⁺
   _(aq) + Cl⁻
   _(aq) + NH₃ → Cl⁻
   _(aq) + NH⁺
   _4(aq) + H₂O
2. HCl_(benzene) + NH_3(benzene) → NH₄Cl_(s)
3. HCl_(g) + NH_3(g) → NH₄Cl_(s)

एसिटिक अम्ल प्रतिक्रियाओं के साथ, दोनों परिभाषाएं पहले उदाहरण के लिए काम करती हैं, जहां पानी विलायक है और हाइड्रोनियम आयन HCl विलेय द्वारा बनता है। अगली दो प्रतिक्रियाओं में आयनों का निर्माण सम्मिलित नहीं है लेकिन फिर भी प्रोटॉन-स्थानांतरण प्रतिक्रियाएं हैं। दूसरी प्रतिक्रिया में हाइड्रोजन क्लोराइड और अमोनिया (बेंजीन में घुले हुए) बेंजीन विलायक में ठोस अमोनियम क्लोराइड बनाने के लिए प्रतिक्रिया करते हैं और तीसरे गैसीय में HCl और NH₃ मिलकर ठोस बनाते हैं।

लुईस अम्ल

Main article: 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।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:

पहली प्रतिक्रिया में फ्लोराइडआयन , F^-, उत्पाद टेट्राफ्लोरोबोरेट बनाने के लिए बोरॉन ट्राइफ्लोराइड को इलेक्ट्रॉन जोड़ी देता है। फ्लोराइड वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी "खो देता है" क्योंकि B—F बंध में साझा किए गए इलेक्ट्रॉन दो परमाणु नाभिक के बीच अंतरिक्ष के क्षेत्र में स्थित होते हैं और इसलिए फ्लोराइड नाभिक से अधिक दूर होते हैं, क्योंकि वे अकेले फ्लोराइड आयन में होते हैं। BF₃ लुईस अम्ल है क्योंकि यह फ्लोराइड से इलेक्ट्रॉन जोड़ी को स्वीकार करता है। इस प्रतिक्रिया को ब्रोंस्टेड सिद्धांत के संदर्भ में वर्णित नहीं किया जा सकता है क्योंकि कोई प्रोटॉन स्थानांतरण नहीं है। दूसरी प्रतिक्रिया को किसी भी सिद्धांत का उपयोग करके वर्णित किया जा सकता है। प्रोटॉन को एक अनिर्दिष्ट ब्रोंस्टेड अम्ल से अमोनिया, ब्रोंस्टेड क्षार में स्थानांतरित किया जाता है, वैकल्पिक रूप से, अमोनिया लुईस क्षार के रूप में कार्य करता है और हाइड्रोजन आयन के साथ बंध बनाने के लिए इलेक्ट्रॉनों कीअकेली जोड़ी को स्थानांतरित करता है। इलेक्ट्रॉन जोड़ी प्राप्त करने वाली प्रजाति लुईस अम्ल है, उदाहरण के लिए, H₃O⁺ में ऑक्सीजन परमाणु इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी प्राप्त करता है जब H-O बंध में से एक टूट जाता है और बंध में साझा किए गए इलेक्ट्रॉन ऑक्सीजन पर स्थानीयकृत हो जाते हैं। संदर्भ के आधार पर, लुईस अम्ल को आक्सीकारक या इलेक्ट्रॉनरागी के रूप में भी वर्णित किया जा सकता है। कार्बनिक ब्रोंस्टेड अम्ल, जैसे एसिटिक, साइट्रिक, या ऑक्सालिक अम्ल, लुईस अम्ल नहीं हैं।वे लुईस अम्ल, H⁺ का उत्पादन करने के लिए पानी में अलग हो जाते हैं, लेकिन साथ ही साथ लुईस क्षार (एसीटेट, साइट्रेट, या ऑक्सालेट, क्रमशः उल्लिखित अम्ल के लिए) के बराबर मात्रा में उत्पन्न करते हैं। यह लेख ज्यादातर लुईस अम्ल के बजाय ब्रोंस्टेड अम्ल से संबंधित है।

वियोजन और संतुलन

अम्ल की प्रतिक्रियाओं को अक्सर HA ⇌ H⁺ + A⁻, के रूप में सामान्यीकृत किया जाता है, जहां HA अम्ल का प्रतिनिधित्व करता है और A⁻ संयुग्म अम्ल है। इस प्रतिक्रिया को प्रोटोअपघटन कहा जाता है। अम्ल के प्रोटोनित रूप (HA) को कभी-कभी मुक्त अम्ल भी कहा जाता है।

अम्ल-क्षार संयुग्म जोड़े प्रोटॉन से भिन्न होते हैं, और प्रोटॉन (क्रमशः प्रोटॉन और अवक्षेपण )को जोड़ने या हटाने के द्वारा परस्पर परिवर्तित किया जा सकता है। ध्यान दें कि अम्ल आवेशित प्रजाति हो सकता है और संयुग्म आधार तटस्थ हो सकता है, जिस स्थिति में सामान्यीकृत प्रतिक्रिया योजना को HA⁺ ⇌ H⁺ + A के रूप में लिखा जा सकता है। समाधान में अम्ल और उसके संयुग्म आधार के बीच रासायनिक संतुलन मौजूद होता है। संतुलन स्थिरांक K, विलयन में अणुओं या आयनों की साम्यावस्था सांद्रता की अभिव्यक्ति है। कोष्ठक एकाग्रता को इंगित करते हैं, जैसे कि [H₂O] का अर्थ H₂O की सांद्रता है। अम्ल वियोजन स्थिरांक K_a का प्रयोग सामान्यतः अम्ल-क्षार अभिक्रियाओं के संदर्भ में किया जाता है। K_a का संख्यात्मक मान अभिकारकों की सांद्रता से विभाजित उत्पादों की सांद्रता के उत्पाद (गणित) (गुणा) के बराबर है, जहां अभिकारक अम्ल (HA) है और उत्पाद संयुग्म आधार और H⁺ हैं।

$K_{a}={\frac {{\ce {[H+] [A^{-}]}}}{{\ce {[HA]}}}}$

दो अम्लों के ठोस में कमजोर अम्ल की तुलना में अधिक K_a होगा, ठोस अम्ल के लिए हाइड्रोजन आयनों का अम्ल से अनुपात अधिक होगा क्योंकि ठोस अम्ल में अपने प्रोटॉन को खोने की प्रवृत्ति अधिक होती है। क्योंकि K_a के लिए संभावित मानों की सीमा परिमाण के कई आदेशों तक फैली हुई है, अधिक प्रबंधनीय स्थिरांक, pK_a अधिक बार उपयोग किया जाता है, जहां pK_a = −log10 K_a। ठोस अम्ल में कमजोर अम्ल की तुलना में कम पीकेए होता है। जलीय घोल में 25 डिग्री सेल्सियस पर प्रायोगिक रूप से निर्धारित pK_a को अक्सर पाठ्यपुस्तकों और संदर्भ सामग्री में उद्धृत किया जाता है।

नामपद्धति

अरहेनियस अम्ल का नाम उनके आयनों के अनुसार रखा गया है। शास्त्रीय नामपद्धति प्रणाली में, आयनिक प्रत्यय को हटा दिया जाता है और निम्न तालिका के अनुसार नए प्रत्यय के साथ प्रतिस्थापित किया जाता है। उपसर्ग "हाइड्रो-" का उपयोग तब किया जाता है जब अम्ल सिर्फ हाइड्रोजन और अन्य तत्व से बना होता है। उदाहरण के लिए, HCl में क्लोराइड अपने आयनों के रूप में होता है, इसलिए हाइड्रो-उपसर्ग का उपयोग किया जाता है, और -आइड प्रत्यय नाम को हाइड्रोक्लोरिक अम्ल बनाता है।

शास्त्रीय नामपद्धति प्रणाली:

ऋणायन उपसर्ग	ऋणायन प्रत्यय	अम्ल उपसर्ग	अम्ल प्रत्यय	उदाहरण
per	ate	per	ic acid	perchloric acid (HClO4)
	ate		ic acid	chloric acid (HClO3)
	ite		ous acid	chlorous acid (HClO2)
hypo	ite	hypo	ous acid	hypochlorous acid (HClO)
	ide	hydro	ic acid	hydrochloric acid (HCl)

आईयूपीएसी नामपद्धति प्रणाली में, "जलीय" को केवल आयनिक यौगिक के नाम में जोड़ा जाता है। इस प्रकार, हाइड्रोजन क्लोराइड के लिए, अम्ल समाधान के रूप में, आईयूपीएसी नाम जलीय हाइड्रोजन क्लोराइड है।

अम्ल गुण

Main article: 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⁺ 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 अम्ल(HI), हाइड्रोब्रोमिक अम्ल (HBr), परक्लोरिक तेजाब (HClO₄), नाइट्रिक अम्ल (HNO₃) और सल्फ्यूरिक अम्ल (H₂SO₄) 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⁺ खो देता है। दो प्रमुख कारक जो अवक्षेपण की आसानी में योगदान करते हैं, वे हैं H—A बंध की ध्रुवीयता और परमाणु A का आकार, जो H—A बंध की गुण को निर्धारित करता है। संयुग्म आधार की स्थिरता के संदर्भ में अम्ल की गुण पर भी अक्सर चर्चा की जाती है।

ठोस अम्ल में बड़ा अम्ल पृथक्करण स्थिरांक, K_a और कमजोर अम्ल की तुलना में अधिक नकारात्मक pK_aहोता है।

सल्फोनिक अम्ल, जो कार्बनिक ऑक्सीअम्ल हैं, ठोस अम्ल का वर्ग है। सामान्य उदाहरण टोल्यूनिसल्फ़ोनिक अम्ल (टॉसिलिक अम्ल) है। सल्फ्यूरिक अम्ल के विपरीत, सल्फोनिक अम्ल ठोस हो सकते हैं। वास्तव में, पॉलीस्टाइनिन सल्फोनेट में क्रियाशील पॉलीस्टाइनिन ठोस दृढ़ता से अम्लीय प्लास्टिक है जो निस्यंदक करने योग्य है।

अतिअम्ल 100% सल्फ्यूरिक अम्ल से अधिक ठोस अम्ल होते हैं। अतिअम्ल के उदाहरण फ्लोरोएंटिमोनिक अम्ल, मैजिक अम्ल और पर्क्लोरिक अम्ल हैं। अतिअम्ल आयनिक, क्रिस्टलीय हाइड्रोनियम लवण देने के लिए पानी को स्थायी रूप से प्रोटॉन कर सकते हैं। वे कार्बनीकरण को मात्रात्मक रूप से स्थिर भी कर सकते हैं।

जबकि K_a अम्ल यौगिक की गुण को मापता है, जलीय अम्ल समाधान की गुण pH द्वारा मापी जाती है, जो समाधान में हाइड्रोनियम की एकाग्रता का संकेत है। पानी में अम्ल यौगिक के एक साधारण समाधान का pH यौगिक के कमजोर पड़ने और यौगिक के के द्वारा निर्धारित किया जाता है।

गैर-जलीय घोल में लुईस अम्ल की गुण

लुईस अम्लको ईसीडब्ल्यू मॉडल में वर्गीकृत किया गया है और यह दिखाया गया है कि अम्ल गुण का कोई एक क्रम नहीं है। लुईस अम्ल की अन्य लुईस अम्ल की तुलना में क्षार की श्रृंखला की सापेक्ष स्वीकर्ता गुण को C-B प्लॉट द्वारा चित्रित किया जा सकता है। यह दिखाया गया है कि लुईस अम्ल की गुण के क्रम को परिभाषित करने के लिए कम से कम दो गुणों पर विचार किया जाना चाहिए। पियर्सन के गुणात्मक एचएसएबी सिद्धांत के लिए दो गुण कठोरता और गुण हैं जबकि ड्रैगो के मात्रात्मक ईसीडब्ल्यू मॉडल के लिए दो गुण स्थिरवैद्युत और सहसंयोजक हैं।

रासायनिक विशेषताएं

मोनोप्रोटिक अम्ल

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):

HA (aq) + H₂O (l) ⇌ H₃O⁺ (aq) + A⁻ (aq) K_a

खनिज अम्ल में मोनोप्रोटिक अम्लों के सामान्य उदाहरणों में हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (HCl) और नाइट्रिक अम्ल (HNO₃) सम्मिलित हैं दूसरी ओर, कार्बनिक अम्ल के लिए शब्द मुख्य रूप से कार्बोज़ाइलिक तेजाब समूह की उपस्थिति को इंगित करता है और कभी-कभी इन अम्ल को मोनोकारबॉक्सिलिक अम्ल के रूप में जाना जाता है। जैविक अम्ल के उदाहरणों में फॉर्मिक अम्ल (HCOOH), एसिटिक अम्ल(CH₃COOH) और बेंज़ोइक अम्ल(C₆H₅COOH) सम्मिलित हैं।

पॉलीप्रोटिक अम्ल

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।

द्विध्रुवीय अम्ल (यहाँ H₂A द्वारा दर्शाया गया है) pH के आधार पर एक या दो पृथक्करण से निकास कर सकता है। प्रत्येक पृथक्करण का अपना पृथक्करण स्थिरांक K_a1 और K_a2 होता है।

H₂A (aq) + H₂O (l) ⇌ H₃O⁺ (aq) + HA⁻ (aq) K_a1

HA⁻ (aq) + H₂O (l) ⇌ H₃O⁺ (aq) + A²⁻ (aq) K_a2

पहला पृथक्करण स्थिरांक सामान्यतः दूसरे (अर्थात, K_a1 > K_a2 ) से अधिक होता है, उदाहरण के लिए, सल्फ्यूरिक अम्ल (H₂SO₄) इसलिए बाइसल्फेट आयन (HSO⁻
₄) बनाने के लिए एक प्रोटॉन दान कर सकता है, जिसके लिए K_a1 बहुत बड़ा है, फिर यह सल्फेट आयन (SO²⁻
₄) बनाने के लिए दूसरा प्रोटॉन दान कर सकता है, जिसमें K_a2 मध्यवर्ती गुण है। बड़ा K_a1 पहले पृथक्करण के लिए सल्फ्यूरिक को ठोस अम्ल बनाता है। इसी तरह, कमजोर अस्थिर कार्बोनिक अम्ल (H₂CO₃) बाइकार्बोनेट आयन बनाने के लिए प्रोटॉन खो सकता है (HCO⁻
₃) और कार्बोनेट आयन (CO²⁻
₃) बनाने के लिए एक सेकंड खो देते हैं। दोनों K_a मान छोटे हैं, लेकिन K_a1 > K_a2 ।

ट्राइप्रोटिक अम्ल (H₃A) एक, दो, या तीन पृथकरण से निकास सकता है और तीन पृथकरण स्थिरांक हैं, जहां K_a1 > K_a2 > K_{a3 ,}

H₃A (aq) + H₂O (l) ⇌ H₃O⁺ (aq) + H₂A⁻ (aq) K_a1

H₂A⁻ (aq) + H₂O (l) ⇌ H₃O⁺ (aq) + HA²⁻ (aq) K_a2

HA²⁻ (aq) + H₂O (l) ⇌ H₃O⁺ (aq) + A³⁻ (aq) K_a3

ट्राइप्रोटिक अम्ल का अकार्बनिक उदाहरण ऑर्थोफोस्फोरिक अम्ल(H₃PO₄) है बाद में, सामान्यतः सिर्फ फॉस्फोरिक अम्ल कहा जाता है। H₂PO⁻
₄ प्राप्त करने के लिए तीनों प्रोटॉन क्रमिक रूप से नष्ट हो सकते हैं बाद में, फिर HPO²⁻
₄, और अंत में PO³⁻
₄, ऑर्थोफास्फेट आयन, जिसे सामान्यतः केवल फॉस्फेट कहा जाता है। भले ही मूल फॉस्फोरिक अम्ल अणु पर तीन प्रोटॉन की स्थिति समतुल्य हो, क्रमिक K_a मान भिन्न होते हैं क्योंकि यदि संयुग्म आधार अधिक नकारात्मक रूप से चार्ज होता है तो प्रोटॉन खोने के लिए यह ऊर्जावान रूप से कम अनुकूल होता है। ट्राइप्रोटिक अम्ल का कार्बनिक यौगिक उदाहरण साइट्रिक अम्ल है, जो अंत में सिट्रिक आयन बनाने के लिए क्रमिक रूप से तीन प्रोटॉन खो सकता है।

हालांकि प्रत्येक हाइड्रोजन आयन का बाद में नुकसान कम अनुकूल है, सभी संयुग्म आधार समाधान में विद्यमान हैं। प्रत्येक प्रजाति के लिए भिन्नात्मक एकाग्रता, α (अल्फा) की गणना की जा सकती है। उदाहरण के लिए, सामान्य द्विध्रुवीय अम्ल समाधान में 3 प्रजातियां उत्पन्न करेगा: H₂A, HA⁻, और A²⁻।आंशिक सांद्रता की गणना नीचे दी गई है जब या तो pH दिया जाता है (जिसे [H⁺] में परिवर्तित किया जा सकता है) या अम्ल की सांद्रता इसके सभी संयुग्म आधारों के साथ:

${\begin{aligned}\alpha _{{\ce {H2A}}}&={\frac {{\ce {[H+]^2}}}{{\ce {[H+]^2}}+[{\ce {H+}}]K_{1}+K_{1}K_{2}}}={\frac {{\ce {[H2A]}}}{{\ce {{[H2A]}}}+[HA^{-}]+[A^{2-}]}}\\\alpha _{{\ce {HA^-}}}&={\frac {[{\ce {H+}}]K_{1}}{{\ce {[H+]^2}}+[{\ce {H+}}]K_{1}+K_{1}K_{2}}}={\frac {{\ce {[HA^-]}}}{{\ce {[H2A]}}+{[HA^{-}]}+{[A^{2-}]}}}\\\alpha _{{\ce {A^{2-}}}}&={\frac {K_{1}K_{2}}{{\ce {[H+]^2}}+[{\ce {H+}}]K_{1}+K_{1}K_{2}}}={\frac {{\ce {[A^{2-}]}}}{{\ce {{[H2A]}}}+{[HA^{-}]}+{[A^{2-}]}}}\end{aligned}}$

दिए गए K₁ और K₂ लिए pH के विरुद्ध इन भिन्नात्मक सांद्रणों का एक प्लॉट बजम प्लॉट के रूप में जाना जाता है। उपरोक्त समीकरणों में प्रतिरूप देखा गया है और इसे सामान्य n-प्रोटिक अम्ल में विस्तारित किया जा सकता है जिसे i-टाइम्स से हटा दिया गया है:

$\alpha _{{\ce {H}}_{n-i}A^{i-}}={{[{\ce {H+}}]^{n-i}\displaystyle \prod _{j=0}^{i}K_{j}} \over {\displaystyle \sum _{i=0}^{n}{\Big [}[{\ce {H+}}]^{n-i}\displaystyle \prod _{j=0}^{i}K_{j}}{\Big ]}}$

जहां K₀ = 1 और अन्य K- पद अम्ल के लिए वियोजन स्थिरांक हैं।

उदासीनीकरण

हाइड्रोक्लोरिक अम्ल(बीकर (कांच के बने पदार्थ) में) अमोनिया के धुएं के साथ प्रतिक्रिया करके अमोनियम क्लोराइड (सफेद धुआं) का उत्पादन करता है।

उदासीनीकरण (रसायन विज्ञान) अम्ल और क्षार के बीच की प्रतिक्रिया है, जो एक नमक (रसायन विज्ञान) और न्यूट्रलाइज़्ड क्षार का उत्पादन करता है, उदाहरण के लिए, हाइड्रोक्लोरिक अम्ल औरसोडियम हाइड्रॉक्साइड सोडियम क्लोराइड और पानी बनाते हैं:

HCl_(aq) + NaOH_(aq) → H₂O_(l) + NaCl_(aq)

उदासीनीकरण अनुमापन का आधार है, जहां pH संकेतक तुल्यता बिंदु दिखाता है जब अम्ल में आधार के मोल की समान संख्या जोड़ दी जाती है। अक्सर यह गलत तरीके से माना जाता है कि उदासीनीकरण का परिणाम pH 7.0 के साथ होना चाहिए, जो कि प्रतिक्रिया के दौरान समान अम्ल और क्षार गुण के साथ ही होता है।

अम्ल से कमजोर क्षार के साथ उदासीनीकरण से दुर्बल अम्लीय लवण प्राप्त होता है। उदाहरण कमजोर अम्लीय अमोनियम क्लोराइड है, जो ठोस अम्ल हाइड्रोजन क्लोराइड और कमजोर आधार अमोनिया से उत्पन्न होता है। इसके विपरीत, कमजोर अम्ल को ठोस आधार के साथ बेअसर करने से कमजोर मूल नमक (जैसे, हाइड्रोजिन फ्लोराइड और सोडियम हाइड्रॉक्साइड से सोडियम फ्लोराइड) मिलता है।

कमजोर अम्ल-कमजोर क्षार संतुलन

Main article: हेंडरसन-हसलबल्च समीकरण

प्रोटोनित अम्ल के लिए प्रोटॉन खोने के लिए, पद्धति का pH, pK_a से ऊपर उठना चाहिए।अम्ल का H⁺ 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⁺ होता है। घोल में सांद्रण जिससे अम्ल अपने प्रोटोनित रूप में बना रहता है।

दुर्बल अम्लों और उनके संयुग्मी क्षार कों के लवणों के विलयन बफर विलयन बनाते हैं।

अनुमापन

Main article: 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। 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।

उदाहरण: द्विध्रुवीयअम्ल

यह ऐलेनिन , एक द्विप्रोटिक अमीनो अम्ल के लिए एक आदर्श अनुमापन वक्र है। बिंदु 2 पहला समतुल्य बिंदु है जहां जोड़ा गया NaOH की मात्रा मूल समाधान में ऐलेनिन की मात्रा के बराबर होती है।

प्रत्येक द्विध्रुवीय अम्ल अनुमापन वक्र के लिए, बाएं से दाएं, दो मध्य बिंदु, दो तुल्यता बिंदु और दो बफर क्षेत्र हैं।

तुल्यता अंक

क्रमिक वियोजन प्रक्रियाओं के कारण, द्विप्रोटिक अम्ल के अनुमापन वक्र में दो तुल्यता बिंदु होते हैं। पहला तुल्यता बिंदु तब होता है जब पहले आयनीकरण से सभी पहले हाइड्रोजन आयनों का अनुमापन किया जाता है। दूसरे शब्दों में, OH⁻ की मात्रा जोड़ा गया H₂A की मूल राशि के बराबर है पहले तुल्यता बिंदु पर दूसरा तुल्यता बिंदु तब होता है जब सभी हाइड्रोजन आयनों का अनुमापन किया जाता है। इसलिए, OH⁻ की मात्रा जोड़ा गया H₂A की मात्रा के दोगुने के बराबर है इस समय ठोस आधार द्वारा अनुमापित कमजोर द्विध्रुवीय अम्ल के लिए, दूसरा तुल्यता बिंदु समाधान में परिणामी लवण के जलापघटन के कारण 7 से ऊपर pH पर होना चाहिए।किसी भी तुल्यता बिंदु पर, आधार की बूंद जोड़ने से प्रणाली में pH मान में सबसे तेज वृद्धि होगी।

बफर क्षेत्र और मध्य बिंदु

द्विप्रोटिक अम्ल के अनुमापन वक्र में दो मध्यबिंदु होते हैं जहां pH=pK_a। चूँकि दो भिन्न K_a हैं मान, पहला मध्यबिंदुpH=pK_a1 पर होता है और दूसरा pH=pK_a2 पर होता है। वक्र का प्रत्येक खंड जिसके केंद्र में एक मध्य बिंदु होता है, बफर क्षेत्र कहलाता है। क्योंकि बफर क्षेत्रों में अम्ल और उसके संयुग्म आधार होते हैं, यह pH परिवर्तनों का विरोध कर सकता है जब आधार को अगले समकक्ष बिंदुओं तक जोड़ा जाता है।

अम्लों के अनुप्रयोग

उद्योग में

आधुनिक उद्योग में लगभग सभी प्रक्रियाओं के उपचार में अम्ल मौलिक अभिकर्मक हैं। सल्फ्यूरिक अम्ल, द्विध्रुवीय अम्ल, उद्योग में सबसे व्यापक रूप से प्रयोग किया जाने वाला अम्ल है, और यह दुनिया में सबसे अधिक उत्पादित औद्योगिक रसायन भी है। यह मुख्य रूप से उर्वरक, डिटर्जेंट, बैटरी और रंगों के उत्पादन में उपयोग किया जाता है, साथ ही अशुद्धियों को दूर करने जैसे कई उत्पादों के प्रसंस्करण में भी उपयोग किया जाता है। 2011 के आंकड़ों के अनुसार, दुनिया में सल्फ्यूरिक अम्ल का वार्षिक उत्पादन लगभग 200 मिलियन टन था। उदाहरण के लिए, फॉस्फेट खनिज फॉस्फेट उर्वरकों के उत्पादन के लिए फॉस्फोरिक अम्ल का उत्पादन करने के लिए सल्फ्यूरिक अम्लके साथ प्रतिक्रिया करते हैं, और जिंक ऑक्साइड को सल्फ्यूरिक अम्ल में घोलकर, घोल को शुद्ध करके और इलेक्ट्रोइनिंग द्वारा जस्ता का उत्पादन किया जाता है।

रासायनिक उद्योग में, अम्ल उदासीनीकरण अभिक्रिया में लवण उत्पन्न करने के लिए अभिक्रिया करते हैं। उदाहरण के लिए, नाइट्रिक अम्ल अमोनिया के साथ प्रतिक्रिया करके अमोनियम नाइट्रेट, उर्वरक का उत्पादन करता है। इसके अतिरिक्त, एस्टर का उत्पादन करने के लिए कार्बोक्जिलिक अम्ल अल्कोहल के साथ एस्टरीकृत हो सकता है।

अम्ल का उपयोग अक्सर धातुओं से विनाशन और अन्य विनाशन को हटाने के लिए किया जाता है, जिसे अचार (धातु) के रूप में जाना जाता है। उनका उपयोग गीला विद्युत कोष में इलेक्ट्रोलाइट के रूप में किया जा सकता है, जैसे कार बैटरी में सल्फ्यूरिक अम्ल।

भोजन में

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कार्बोनेटेड पानी (एच₂सीओ₃ जलीय घोल) को सामान्यतः शीतल पेय में मिलाया जाता है ताकि वे तीखे हो जाएँ।

टारटरिक अम्ल कुछ सामान्य रूप से प्रयोग किए जाने वाले खाद्य पदार्थों जैसे कच्चे आम और इमली का महत्वपूर्ण घटक है। प्राकृतिक फलों और सब्जियों में भी अम्ल होता है। संतरे, नींबू और अन्य खट्टे फलों में साइट्रिक अम्ल मौजूद होता है। टमाटर, पालक, और विशेष रूप से कमरख औररूबाब में ऑक्सालिक अम्ल विद्यमान होता है, ऑक्सालिक अम्लकी उच्च सांद्रता के कारण रूबर्ब के पत्ते और कच्चे कैरम्बोला जहरीले होते हैं। एस्कॉर्बिक अम्ल (विटामिन सी) मानव शरीर के लिए एक आवश्यक विटामिन है और आंवला (फाइलेन्थस एम्ब्लिका), नींबू, खट्टे फल और अमरूद जैसे खाद्य पदार्थों में विद्यमान होता है।

कई अम्ल विभिन्न प्रकार के खाद्य पदार्थों में योगात्मक के रूप में पाए जा सकते हैं, क्योंकि वे अपना स्वाद बदलते हैं और परिरक्षकों के रूप में काम करते हैं। फॉस्फोरिक अम्ल, उदाहरण के लिए, कोला पेय का घटक है। एसिटिक अम्ल का उपयोग दैनिक जीवन में सिरके के रूप में किया जाता है। साइट्रिक अम्ल का उपयोग सॉस और अचार में परिरक्षक के रूप में किया जाता है।

कार्बोनिक अम्ल सबसे आम अम्ल योगात्मक में से एक है जिसे व्यापक रूप से शीतल पेय में जोड़ा जाता है। निर्माण प्रक्रिया के दौरान, CO₂ सामान्यतः कार्बोनिक अम्ल उत्पन्न करने के लिए इन पेय में घुलने के लिए दबाव डाला जाता है। कार्बोनिक अम्ल बहुत अस्थिर होता है और पानी में और CO₂ कमरे के तापमान और दबाव पर विघटित हो जाता है।इसलिए, जब इस प्रकार के शीतल पेय की बोतलें या डिब्बे खोले जाते हैं, तो शीतल पेय CO₂ के बुलबुले के रूप में फीके और बुदबुदाते हैं।

कुछ अम्ल दवाओं के रूप में उपयोग किए जाते हैं। एसिटाइलसैलीसिलिक अम्ल (एस्पिरिन) का उपयोग दर्द निवारक के रूप में और बुखार को कम करने के लिए किया जाता है।

मानव शरीर में

मानव शरीर में अम्ल महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। पेट में विद्यमान हाइड्रोक्लोरिक अम्ल बड़े और जटिल खाद्य अणुओं को तोड़कर पाचन में सहायता करता है। शरीर के ऊतकों की वृद्धि और मरम्मत के लिए आवश्यक प्रोटीन के संश्लेषण के लिए अमीनो अम्ल की आवश्यकता होती है। शरीर के ऊतकों की वृद्धि और मरम्मत के लिए भी वसा अम्ल की आवश्यकता होती है। न्यूक्लिक अम्ल डीएनए और आरएनए के निर्माण और जीन के माध्यम से संतानों को लक्षणों के संचारण के लिए महत्वपूर्ण हैं। कार्बोनिक अम्ल शरीर में pH संतुलन बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है।

मानव शरीर में विभिन्न प्रकार के कार्बनिक और अकार्बनिक यौगिक होते हैं, उनमें से डाइकारबॉक्सिलिक अम्ल कई जैविक व्यवहारों में आवश्यक भूमिका निभाते हैं। उनमें से कई अम्ल अमीनो अम्ल होते हैं, जो मुख्य रूप से प्रोटीन के संश्लेषण के लिए सामग्री के रूप में काम करते हैं। अन्य कमजोर अम्ल शरीर के pH को बड़े पैमाने पर होने वाले परिवर्तनों से बचाने के लिए अपने संयुग्म आधारों के साथ बफर के रूप में काम करते हैं जो कोशिकाओं के लिए हानिकारक होंगे। बाकी डाइकारबॉक्सिलिक अम्ल भी मानव शरीर में विभिन्न जैविक रूप से महत्वपूर्ण यौगिकों के संश्लेषण में भाग लेते हैं।

अम्ल उत्प्रेरण

Main article: अम्ल उत्प्रेरण

अम्ल का उपयोग औद्योगिक और कार्बनिक रसायन विज्ञान में उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है, उदाहरण के लिए, गैसोलीन का उत्पादन करने के लिए ऐल्किलन प्रक्रिया में सल्फ्यूरिक अम्ल का उपयोग बहुत बड़ा मात्रा में किया जाता है। कुछ अम्ल, जैसे सल्फ्यूरिक, फॉस्फोरिक और हाइड्रोक्लोरिक अम्ल, निर्जलीकरण प्रतिक्रिया और संक्षेपण प्रतिक्रियाओं को भी प्रभावित करते हैं। जैव रसायन में, कई प्रकिण्व अम्ल उद्दीपन को नियोजित करते हैं।

जैविक घटना

File:Aminoacid.png

एमिनो अम्ल की मूल संरचना।

कई जैविक रूप से महत्वपूर्ण अणु अम्ल होते हैं। न्यूक्लिक अम्ल, जिसमें अम्लीय फॉस्फेट होता है, में डीएनए और आरएनए सम्मिलित हैं। न्यूक्लिक अम्ल में आनुवंशिक कोड होता है जो जीव की कई विशेषताओं को निर्धारित करता है, और माता-पिता से संतानों को पारित किया जाता है। डीएनए में प्रोटीन के संश्लेषण के लिए रासायनिक खाका होता है, जो अमीनो अम्ल सबयूनिट्स से बना होता है। कोशिका झिल्ली में फॉस्फोलिपिड जैसे वसा अम्ल एस्टर होते हैं।

α-एमिनो अम्ल में केंद्रीय कार्बन (α या अल्फा कार्बन) होता है जो कार्बाक्सिल समूह (इस प्रकार वे कार्बोक्जिलिक अम्ल होते हैं), अमाइन समूह, हाइड्रोजन परमाणु और चर समूह के साथ सहसंयोजक बंधित होता है। चर समूह, जिसे R समूह या साइड चेन भी कहा जाता है, विशिष्ट अमीनो अम्ल की पहचान और कई गुणों को निर्धारित करता है। ग्लाइसिन में, सबसे सरल अमीनो अम्ल, आर समूह परमाणु है, लेकिन अन्य सभी अमीनो अम्ल में हाइड्रोजन से बंधे एक या अधिक कार्बन परमाणु होते हैं, और इसमें सल्फर, ऑक्सीजन या नाइट्रोजन जैसे अन्य तत्व हो सकते हैं। ग्लाइसीन के अपवाद के साथ, प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले अमीनो एसिड काइरलता होते हैं और लगभग हमेशा L-कॉन्फ़िगरेशन में होते हैं। शारीरिक pH पर, सामान्यतः लगभग 7, मुक्त अमीनो अम्ल एक आवेशित रूप में विद्यमान होते हैं, जहां अम्लीय कार्बोक्सिल समूह (-COOH) प्रोटॉन (-COO⁻) खो देता है। और मूल अमीन समूह (-NH₂) एक प्रोटॉन प्राप्त करता है (-NH⁺
₃) मूल या अम्लीय साइड चेन वाले अमीनो अम्ल के अपवाद के साथ पूरे अणु में शुद्ध तटस्थ चार्ज होता है और ज़्विटेरियन होता है। उदाहरण के लिए, एस्पार्टिक अम्ल में प्रोटोनित एमाइन और दो डिप्रोटोनेटेड कार्बोक्सिल समूह होते हैं, जो शारीरिक pH पर −1 के शुद्ध चार्ज के लिए होते हैं।

वसा अम्ल और वसा अम्ल व्युत्पन्न कार्बोक्जिलिक अम्ल का एक और समूह है जो जीव विज्ञान में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इनमें लंबी हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाएं और सिरे पर एक कार्बोक्जिलिक अम्ल समूह होता है। लगभग सभी जीवों की कोशिका झिल्ली मुख्य रूप से फ़ॉस्फ़ोलिपिड बाइलेयर से बनी होती है, जो ध्रुवीय, हाइड्रोफिलिक फॉस्फेट प्रमुख समूहों के साथ हाइड्रोफोबिक वसा अम्ल एस्टर का कणपुंज है। झिल्ली में अतिरिक्त घटक होते हैं, जिनमें से कुछ अम्ल-क्षार प्रतिक्रियाओं में भाग ले सकते हैं।

मनुष्यों और कई अन्य जानवरों में, हाइड्रोक्लोरिक अम्ल पेट के भीतर स्रावित गैस्ट्रिक अम्ल का हिस्सा है जो प्रोटीन और बहुशर्करा को जलापघटन करने में मदद करता है, साथ ही निष्क्रिय किण्वजन, पेप्सिनोजन को पाचन प्रकिण्व, पेप्सिन में परिवर्तित करता है। कुछ जीव रक्षा के लिए अम्ल उत्पन्न करते हैं, उदाहरण के लिए, चींटियाँ फॉर्मिक अम्ल का उत्पादन करती हैं।

अम्ल-क्षार संतुलन स्तनधारी श्वास को विनियमित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। आणविक ऑक्सीजन गैस (O₂) कोशिकीय श्वसन को संचालित करता है, वह प्रक्रिया जिसके द्वारा जानवर भोजन में संग्रहीत रासायनिक संभावित ऊर्जा को छोड़ते हैं, कार्बन डाइआक्साइड (CO₂) का उपोत्पाद के रूप में उत्पादन करते हैं। फेफड़ों में ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का आदान-प्रदान होता है, और शरीर वेंटिलेशन (फिजियोलॉजी) की दर को समायोजित करके ऊर्जा की बदलती मांगों का जवाब देता है। उदाहरण के लिए, परिश्रम की अवधि के दौरान शरीर तेजी से संग्रहित कार्बोहाइड्रेट और वसा को तोड़ता है, जिससे CO₂ रक्त प्रवाह में निकलता है। जैसे जलीय घोलों में कार्बोनिक अम्ल और बाइकार्बोनेट आयन के साथ संतुलन में विद्यमान है।

CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO−3

यह pH में कमी है जो मस्तिष्क को तेजी से और गहरी सांस लेने का संकेत देती है, अतिरिक्त CO₂ को बाहर निकालती है और O₂ के साथ कोशिकाओं को फिर से आपूर्ति करती है।

File:Aspirin-skeletal.svg

एस्पिरिन (एसिटाइलसैलिसिलिक अम्ल) एक कार्बोक्जिलिक अम्लहै

कोशिका झिल्ली सामान्यतः चार्ज या बड़े, ध्रुवीय अणुओं के लिए अभेद्य होती है क्योंकि वसास्नेही वसा एसाइल चेन उनके आंतरिक भाग में होती है। कई औषधीय एजेंटों सहित कई जैविक रूप से महत्वपूर्ण अणु, कार्बनिक कमजोर अम्ल होते हैं जो झिल्ली को उनके प्रोटोनेटेड, अपरिवर्तित रूप में पार कर सकते हैं लेकिन उनके चार्ज रूप में नहीं (अर्थात, संयुग्म आधार के रूप में)। इस कारण से कई दवाओं की गतिविधि को एंटासिड या अम्लीय खाद्य पदार्थों के उपयोग से बढ़ाया या बाधित किया जा सकता है। हालांकि, आवेशित रूप अक्सर रक्त और साइटोसोल, दोनों जलीय वातावरण में अधिक घुलनशील होता है। जब कोशिका के भीतर तटस्थ pH की तुलना में बाह्य वातावरण अधिक अम्लीय होता है, तो कुछ अम्ल अपने तटस्थ रूप में विद्यमान होंगे और झिल्ली में घुलनशील होंगे, जिससे वे फॉस्फोलिपिड बाइलेयर को पार कर सकेंगे। अम्ल जो अंतःकोशिकी pH में एक प्रोटॉन खो देते हैं, उनके घुलनशील, आवेशित रूप में विद्यमान होंगे और इस प्रकार साइटोसोल के माध्यम से अपने लक्ष्य तक फैलने में सक्षम होंगे। आइबुप्रोफ़ेन , एस्पिरिन और पेनिसिलिन दवाओं के उदाहरण हैं जो कमजोर अम्ल हैं।

सामान्य अम्ल

खनिज अम्ल (अकार्बनिक अम्ल)

• हाइड्रोजन हैलाइड और उनके समाधान: हाइड्रोफ्लुओरिक अम्ल (HF), हाइड्रोक्लोरिक अम्ल(HCl), हाइड्रोब्रोमिक अम्ल (HBr), हाइड्रोयोडिक अम्ल (HI)
• हैलोजन ऑक्सोएसिड: हाइपोक्लोरस तेजाब (HClO), क्लोरस अम्ल (HClO₂), क्लोरिक अम्ल (HClO₃), पर्क्लोरिक अम्ल (HClO₄), और ब्रोमीन और आयोडीन के अनुरूप एनालॉग्स
  • हाइपोफ्लोरस अम्ल (HFO), फ्लोरीन के लिए एकमात्र ज्ञात ऑक्सोएसिड।
• सल्फ्यूरिक अम्ल (H₂SO₄) इसलिए
• फ्लोरोसल्फ्यूरिक अम्ल (HSO₃F)
• नाइट्रिक अम्ल (HNO₃)
• फॉस्फोरिक अम्ल (H₃PO₄)
• फ्लोरोएंटिमोनिक अम्ल (HSbF₆)
• फ्लोरोबोरिक अम्ल (HBF₄)
• हेक्साफ्लोरोफॉस्फोरिक अम्ल (HPF₆)
• क्रोमिक अम्ल (H₂CrO₄)
• बोरिक अम्ल (H₃BO₃)

सल्फोनिक अम्ल

सल्फोनिक अम्लका सामान्य सूत्र RS(=O)₂–OH होता है, जहाँ R एक कार्बनिक मूलक है।

• मीथेनसल्फोनिक अम्ल (या मेसिलिक अम्ल, CH₃SO₃H)
• एथेनसल्फोनिक अम्ल (या एसाइलिक अम्ल, CH₃CH₂SO₃H)
• बेंजीनसल्फोनिक अम्ल (या बेसिलिक अम्ल, C₆H₅SO₃H)
• p-टोलुएनसल्फोनिक अम्ल(या टॉसिलिक अम्ल, CH₃C₆H₄SO₃H)
• ट्राइफ्लोरोमेथेनसल्फोनिक अम्ल (या ट्राइफ्लिक अम्ल, CF₃SO₃H)
• पॉलीस्टाइनिन सल्फोनिक अम्ल (सल्फ़ोनेटेड पॉलीस्टाइनिन, [CH₂CH(C₆H₄)SO₃H]_n)

कार्बोक्जिलिक अम्ल

कार्बोक्जिलिक अम्ल का सामान्य सूत्र R-C(O)OH होता है, जहां R कार्बनिक मूलक है। कार्बोक्सिल समूह -C(O)OH में कार्बोनिल समूह, C=O, और हाइड्रॉकसिल समूह, O-H होता है।

• एसिटिक अम्ल (CH₃COOH)
• साइट्रिक अम्ल (C₆H₈O₇)
• फॉर्मिक अम्ल (HCOOH)
• ग्लूकोनिक अम्ल HOCH₂-(CHOH)₄-COOH
• लैक्टिक अम्ल (CH₃-CHOH-COOH)
• ऑक्सालिक अम्ल (HOOC-COOH)
• टार्टरिक अम्ल (HOOC-CHOH-CHOH-COOH)

हैलोजेनेटेड कार्बोक्जिलिक अम्ल

अल्फा और बीटा कार्बन पर हैलोजनीकरण से अम्ल गुण बढ़ती है, जिससे निम्नलिखित अम्ल एसिटिक अम्ल से अधिक प्रबल होते हैं।

• फ्लोरोएसेटिक अम्ल
• ट्री फ्लुओरो असेटिक अमल
• क्लोरोएसेटिक अम्ल
• डाइ क्लोरोएसेटिक अम्ल*
• ट्राइक्लोरोएसिटिक अम्ल

विनाइल रिकॉर्ड कार्बोक्जिलिक अम्ल

सामान्य कार्बोक्जिलिक अम्ल कार्बोनिल समूह और हाइड्रॉक्सिल समूह का सीधा मिलन होता है। विनाइलॉगस कार्बोक्जिलिक अम्ल में, कार्बन-कार्बन डबल बंध कार्बोनिल और हाइड्रॉक्सिल समूहों को अलग करता है।

• एस्कॉर्बिक अम्ल

न्यूक्लिक अम्ल

• डीएनए (डीएनए)
• आरएनए (आरएनए)

संदर्भ

• Listing of strengths of common acids and bases
• Zumdahl, Steven S. (1997). Chemistry (4th ed.). Boston: Houghton Mifflin. ISBN 9780669417944.
• Pavia, D. L.; Lampman, G. M.; Kriz, G. S. (2004). Organic Chemistry Volume I. Mason, OH: Cengage Learning. ISBN 0759347271.

बाहरी संबंध

• Curtipot: Acid–Base equilibria diagrams,पीएचcalculation and titration curves simulation and analysis – freeware