ఆమ్లాలు, క్షారాలు

        రుచికి పుల్లగా ఉండేవి ఆమ్లాలైతే చేదుగా ఉండేవి క్షారాలు. నీలి లిట్మస్ కాగితాన్ని ఆమ్లాలు ఎరుపు రంగులోకి, ఎరుపు లిట్మస్ కాగితాన్ని క్షారాలు నీలిరంగులోకి మారుస్తాయి. క్షారాలను తాకితే సబ్బులా అనిపిస్తుంది. ఆమ్లాలు క్షారంతో, క్షారాలు ఆమ్లంతో చర్యనొంది లవణం, నీటిని ఏర్పరుస్తాయి. ఇవీ ఆమ్లాలు, క్షారాల భౌతిక ధర్మాలు. ఆమ్లాలు, క్షారాల్లో బలమైనవి, బలహీనమైనవి అని రెండు రకాలు ఉంటాయి.
* ఆమ్లాలకు ఉదాహరణ HCl, H2SO4, CH3COOH, H3PO4 మొదలైనవి.
* క్షారాలకు ఉదాహరణ NaOH, Mg(OH)2, Ca(OH)2 మొదలైనవి.
 

ఆమ్లాల తయారీ విధానం:
* అలోహ ఆక్సైడ్‌లు నీటితో చర్యనొంది ఆమ్లాలను ఏర్పరుస్తాయి.
ఉదా: I) SO₂ + H₂O   H₂SO₃ (సల్ఫ్యూరస్ ఆమ్లం)
II) SO₃ + H₂O  H₂SO₄ (సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం దీన్ని రసాయనాల రాజు అంటారు)
III) CO₂ + H₂O  H₂CO₃ (కార్బొనిక్ ఆమ్లం)
VI) P₂O₅ + 3H₂O  2H₃PO₄ (ఫాస్ఫోరిక్ ఆమ్లం)
V) N₂O₃ + H₂O  2HNO₂ (నైట్రస్ ఆమ్లం)
* తక్కువ బాష్పశీలత కలిగిన ఆమ్లాన్ని లవణంతో చర్యనొందిస్తే దానికంటే ఎక్కువ బాష్పశీలత ఉన్న ఆమ్లాన్ని పొందవచ్చు.
ఉదా: 1) H₂SO₄ + 2NaCl  2HCl + Na₂SO₄
              తక్కువ                          ఎక్కువ
             బాష్పశీల ఆమ్లం            బాష్పశీల ఆమ్లం

         2) HCl + CH₃COONa

క్షారాల తయారీ:

లోహ ఆక్సైడ్‌లు నీటితో చర్యనొందితే క్షారాలు ఏర్పడతాయి.
ఉదా: Na₂O + H₂O  2NaOH
                                      (సోడియం హైడ్రాక్సైడ్)
2) MgO + H₂O  Mg(OH)₂ 
                                (మెగ్నీషియం హైడ్రాక్సైడ్)
3) CaO + H₂O   Ca(OH)₂ 
                               (కాల్షియం హైడ్రాక్సైడ్)
4) ZnO + H₂O  Zn(OH)₂
                               (జింక్ హైడ్రాక్సైడ్)

ఆమ్లాల రసాయన ధర్మాలు
* ఆమ్లాలు నారింజ రంగులో ఉన్న మిథైల్ ఆరెంజ్ సూచికను ఎరుపు రంగులోకి మారుస్తాయి.
* ఆమ్లం క్రియాశీల లోహాలతో చర్యనొంది హైడ్రోజన్ వాయువును విడుదల చేస్తుంది.
ఉదా: 2HCl + Mg   MgCl₂ + H₂ ↑
* ఆమ్లం, క్షారంతో చర్యనొంది లవణం, నీటిని ఏర్పరుస్తుంది.
H₂SO₄ + 2 NaOH  Na₂SO₄ + 2H₂O
* ఆమ్లం, కార్బొనేట్ (లేదా) బైకార్బొనేట్‌తో చర్యనొంది కార్బన్ డై ఆక్సైడ్ వాయువు (CO2) ను విడుదల చేస్తుంది.
2HCl + Na₂ CO₃

క్షారాల రసాయన ధర్మాలు
* క్షారాలు నారింజ రంగులో ఉన్న మిథైల్ ఆరెంజ్ సూచికను పసుపు రంగులోకి మారుస్తాయి.
* ఫినాఫ్తలీన్ సూచికను గులాబీ రంగులోకి మారుస్తాయి.
* వేడి చేస్తే లోహ ఆక్సైడ్‌ను, నీటిని ఏర్పరుస్తాయి.
     2Fe(OH)₃ Fe₂O₃ + 3H₂O
* క్షారం ఆమ్లంతో చర్యనొంది లవణం, నీటిని ఏర్పరుస్తుంది.
    Ca(OH)₂ + 2HCl  CaCl₂ + 2H₂O

అర్హీనియస్ ఆమ్ల, క్షార సిద్ధాంతం 

           1887లో స్వీడన్‌కు చెందిన 'అర్హీనియస్' ఆమ్ల, క్షార సిద్ధాంతాన్ని ప్రతిపాదించాడు. ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం-
 

ఆమ్లం
ఏ పదార్థమైతే హైడ్రోజన్‌ను కలిగి ఉండి జలద్రావణంలో హైడ్రోజన్ అయాన్ (H+) లను ఇస్తుందో ఆ పదార్థాన్ని ఆమ్లం అంటారు.
ఉదా: 1) HCl  H⁺ + Cl^- 
2) H₂SO₄ H⁺ + HSO₄^-
3) CH₃COOH  H⁺ 

క్షారం

ఏ పదార్థమైతే హైడ్రాక్సైడ్‌ను కలిగి ఉండి జలద్రావణంలో హైడ్రాక్సైడ్ అయాన్ (OH-) లను ఇస్తుందో ఆ పదార్థాన్ని క్షారం అంటారు.
ఉదా: 1) NaOH  Na⁺ + OH^-
2) Mg(OH)₂   Mg²⁺ + 2 OH^-
3) Al(OH)₃ Al³⁺ + 3 OH^-

లోపాలు
* ఈ సిద్ధాంతం నీటిలో కరిగే పదార్థాల స్వభావాన్ని గురించి మాత్రమే వివరిస్తుంది.
* CO₂, SO₂, SO₃, P₂O₅ లు స్వతహాగా హైడ్రోజన్ అయాన్ (H+) లు కలిగి లేకపోయినా ఆమ్లధర్మాలను ప్రదర్శిస్తాయి.
* MgO, CaO, Na₂O స్వతహాగా OH-అయాన్‌లను కలిగి లేకపోయినా క్షారధర్మాలను చూపుతాయి.
* ఇటీవల ప్రయోగాలు H⁺ అయాన్‌కు స్వతంత్ర ప్రతిపత్తిలేదని, ఇది హైడ్రోనియం అయాన్ (H₃O+) రూపంలో మాత్రమే ఉండగలదని నిరూపించాయి.
                        H⁺ + H₂O   H₃O⁺

నీటి అయానిక లబ్ధం 

         ఒక మోల్ నీటిలో ఉన్న H⁺ , OH^- అయాన్ల గాఢతల లబ్ధాన్ని నీటి అయానిక లబ్ధం అంటారు. దీన్ని 'Kw' తో సూచిస్తారు.
                        Kw = [H⁺] × [OH^-]
'K_w' ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడే అంశం.

* నీటికి ఆమ్లాన్నికానీ, క్షారాన్నికానీ కలిపితే H⁺ లేదా OH^- అయాన్ల గాఢతలలో మార్పులు వస్తాయి. కానీ గాఢతల లబ్ధమైన 'Kw' మాత్రం స్థిరంగా ఉంటుంది. 25ºC వద్ద, సమతాస్థితి వద్ద H⁺ అయాన్ల గాఢత, OH^- అయాన్‌ల గాఢతకు సమానం.
హైడ్రోజన్ అయాన్ గాఢత pH విలువ: 'సోరెన్‌సన్ అనే శాస్త్రవేత్త pH ను కనుక్కున్నాడు. H⁺ అయాన్ గాఢత రుణసంవర్గమానాన్ని pH గా నిర్వచించారు.
                                   pH = -log10 [H⁺]

* ఆమ్ల ద్రావణాల pH విలువ '7' కంటే తక్కువ
                                   (pH < 7)
* క్షార ద్రావణాల pH విలువ '7' కంటే ఎక్కువ
                                   (pH > 7)
* తటస్థ ద్రావణాలకు pH విలువ '7' గా ఉంటుంది.
                                             (pH = 7)

 

తటస్థీకరణం

ఆమ్లం, క్షారాల మధ్య చర్య జరిగి నీరు, లవణం ఏర్పడటాన్ని తటస్థీకరణం అంటారు.
 

తటస్థీకరణోష్ణం

* ఒక మోల్ ఆమ్లం, ఒక మోల్ క్షారంతో చర్య జరిపినప్పుడు వెలువడే ఉష్ణాన్ని తటస్థీకరణోష్ణం అంటారు.
* ఒక బలమైన ఆమ్లం, బలమైన క్షారంతో చర్య జరిపినప్పుడు వెలువడే ఉష్ణం స్థిరంగా ఉంటుంది.
* ఇది ఎల్లప్పుడూ 13.7 కిలో కేలరీలు/ మోల్‌గా ఉంటుంది.
       NaOH + HCl  NaCl + H₂O + 13.7 కి.కేలరీలు/ మోల్
* అర్హీనియస్ సిద్ధాంతం ప్రకారం 1 మోల్ H⁺ అయాన్‌లు, 1 మోల్ OH^- అయాన్‌లతో కలిసినప్పుడు విడుదలయ్యే ఉష్ణాన్ని తటస్థీకరణోష్ణం అంటారు.
      H⁺ + OH^- H₂O + 13.7 కి.కేలరీలు/ మోల్

 ఆమ్ల క్షార బలాలు

* బలమైన ఆమ్లం: సంపూర్ణంగా అయనీకరణం చెంది అత్యధికంగా హైడ్రోజన్ అయాన్‌లను (H⁺) ఇచ్చే ఆమ్లాలను బలమైన ఆమ్లాలు అంటారు. ఇవి 100 శాతం అయనీకరణం చెందుతాయి.
ఉదా: HCl, H₂SO₄, HNO₃ మొదలైనవి.
* బలమైన క్షారం: సంపూర్ణంగా అయనీకరణం చెంది అత్యధికంగా OH^- అయాన్‌లను ఇచ్చే క్షారాలను బలమైన క్షారాలు అంటారు. ఇవి 100 శాతం అయనీకరణం చెందుతాయి.
ఉదా: NaOH, KOH మొదలైనవి.
* బలహీన ఆమ్లం: పాక్షికంగా అయనీకరణం చెంది తక్కువ H⁺ అయాన్‌లను ఇచ్చే ఆమ్లాలను బలహీనమైన ఆమ్లాలు అంటారు. ఇవి 100 శాతం కంటే తక్కువ అయనీకరణం చెందుతాయి.
ఉదా: CH₃COOH, H₃PO₄, H₂CO₃ మొదలైనవి.
* బలహీన క్షారం: పాక్షికంగా అయనీకరణం చెంది తక్కువ OH^- అయాన్‌లను ఇచ్చే క్షారాలను బలహీన క్షారాలు అంటారు. ఇవి 100 శాతం కంటే తక్కువ అయనీకరణం చెందుతాయి.
ఉదా: NH₄OH, Mg(OH)₂, Al(OH)₃ మొదలైనవి.