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अम्ल, क्षार एवं pH
4.1 अरहेनियस और ब्रोंस्टेड-लोरी परिभाषाएँ
अरहेनियस (1884):
- अम्ल: जल में H⁺ (प्रोटॉन) उत्पन्न करने वाला पदार्थ। जैसे, HCl → H⁺ + Cl⁻।
- क्षार: जल में OH⁻ उत्पन्न करने वाला पदार्थ। जैसे, NaOH → Na⁺ + OH⁻।
ब्रोंस्टेड-लोरी (1923) — अधिक व्यापक:
- अम्ल: प्रोटॉन (H⁺) दाता।
- क्षार: प्रोटॉन (H⁺) ग्राही।
4.2 pH पैमाना
Søren Sørensen (1909) द्वारा विकसित, pH (हाइड्रोजन की क्षमता) पैमाना विलयन में हाइड्रोजन आयन सांद्रता [H⁺] मापता है:
pH = −log[H⁺]
| pH परिसर | प्रकृति | उदाहरण |
|---|---|---|
| 0–2 | प्रबल अम्लीय | हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (0), आमाशय अम्ल (1.5–2) |
| 3–6 | दुर्बल अम्लीय | नींबू का रस (2–3), कॉफी (5), मूत्र (6) |
| 7 | उदासीन | शुद्ध जल, रक्त सीरम |
| 8–9 | दुर्बल क्षारीय | समुद्री जल (8.1), बेकिंग सोडा विलयन (8.3) |
| 10–14 | प्रबल क्षारीय | साबुन (10), ब्लीच (11), NaOH (14) |
मानव शरीर के pH मान (RPSC-प्रासंगिक):
| तरल पदार्थ | pH | महत्व |
|---|---|---|
| रक्त | 7.35–7.45 | एसिडोसिस (<7.35) या एल्केलोसिस (>7.45) = चिकित्सा आपात |
| आमाशय अम्ल | 1.5–2.0 | HCl प्रोटीन पाचन और बैक्टीरिया नाश करता है |
| लार | 6.2–7.4 | एमाइलेज स्टार्च पाचन शुरू करता है |
| मूत्र | 4.6–8.0 | आहार के अनुसार परिवर्तनशील; गुर्दे का नियमन |
| आंत्र तरल | 7.0–8.5 | अग्नाशयी बाइकार्बोनेट आमाशय अम्ल को उदासीन करता है |
4.3 संकेतक और लवण
संकेतक वे पदार्थ हैं जो pH के आधार पर रंग बदलते हैं:
- लिटमस (लाइकेन से): अम्ल में लाल, क्षार में नीला।
- फेनोल्फ्थेलीन: अम्ल में रंगहीन, क्षार में गुलाबी (pH > 8.2)।
- मेथिल ऑरेंज: अम्ल में लाल (pH < 3.1), क्षार में पीला (pH > 4.4)।
- सार्वभौमिक संकेतक: पूरे pH परिसर में क्रमिक रंग परिवर्तन दिखाता है।
उदासीनीकरण: अम्ल + क्षार → लवण + जल। HCl + NaOH → NaCl + H₂O।
महत्वपूर्ण लवण:
- बेकिंग सोडा (NaHCO₃): खाना पकाने में उपयोग; गर्म करने पर CO₂ निकलता है।
- धोने का सोडा (Na₂CO₃·10H₂O): जल मृदुकारक, सफाई एजेंट।
- ब्लीचिंग पाउडर (Ca(OCl)Cl): कीटाणुनाशक, जल शुद्धिकरण। शमित चूने Ca(OH)₂ पर Cl₂ प्रवाहित करके बनाया जाता है।
- प्लास्टर ऑफ पेरिस (CaSO₄·½H₂O): दंत चिकित्सा, ढलाई में उपयोग; जल मिलाने पर कठोर हो जाता है।