నిర్వచనాలు
i) అర్హీనియస్‌ భావన:
నీటిలో కరిగినప్పుడు, వియోగం చెంది హైడ్రాక్సిల్‌ అయాన్‌లను (OH-) ఇచ్చే పదార్థాలను క్షారాలు అంటారు.
ఉదా: సోడియం హైడ్రాక్సైడ్‌ - NaOH
పొటాషియం హైడ్రాక్సైడ్‌ - KOH
మెగ్నీషియం హైడ్రాక్సైడ్‌ - Mg(OH)2
* అర్హీనియస్‌ క్షార భావం జలద్రావణాలకు మాత్రమే వర్తిస్తుంది.
ii) బ్రాన్‌స్టెడ్‌ - లౌరీ భావన:
క్షారాలు హైడ్రోజన్‌ అయాన్‌ను (H+) స్వీకరించే సామర్థ్యం ఉన్న పదార్థాలు.
ఉదా: అమ్మోనియా - NH3
* ఒక ప్రోటాన్‌తో (H +) భేదించిన ఆమ్ల-క్షార జంటను ‘కాంజుగేట్‌ ఆమ్ల-క్షార జంట’ అంటారు.
iii) లూయీ భావన:
ఒక ఎలక్ట్రాన్‌ జంటను దానం చేసే రసాయన పదార్థాలు క్షారాలు.
క్షారాల ధర్మాలు
* క్షారాలు రుచికి చేదుగా ఉంటాయి.
* నీటిలో క్షారాల ద్రావణాలు సబ్బు స్పర్శను కలిగి ఉంటాయి.
* క్షారాలు కూడా సూచికల రంగును మారుస్తాయి.
* క్షార ద్రావణాలు ఎర్ర లిట్మస్‌ కాగితాన్ని నీలి రంగులోకి మారుస్తాయి.
* మిథైల్‌ ఆరెంజ్‌ సూచికలో క్షార ద్రావణాలు పసుపు రంగును ప్రదర్శిస్తాయి.
* ఫినాఫ్తలీన్‌ సూచికను క్షార ద్రావణాలు గులాబీ రంగులోకి మారుస్తాయి
* క్షారాలు, ఆమ్లాలతో చర్య జరిపి లవణాలు, నీటిని ఏర్పరుస్తాయి.
* ఆమ్ల H+ అయాన్‌లు, క్షార OH- అయాన్‌లు ఒకదానితో మరొకటి కలవడాన్ని ‘తటస్థీకరణం’ అంటారు.
* తటస్థీకరణం ఒక ఉష్ణమోచక చర్య.
ఆమ్లం+క్షారం → లవణం+నీరు+ ఉష్ణం
* ఒక బలమైన ఆమ్లం, బలమైన క్షారాన్ని తటస్థీకరణం చేస్తే వెలువడే తటస్థీకరణోష్ణం విలువ 13.7 కి.కేలరీలు/ మోల్‌.
* బలహీన ఆమ్లం లేదా బలహీన క్షారం లేదా రెండూ బలహీనమై తటస్థీకరణంలో పాల్గొంటే వెలువడే తటస్థీకరణోష్ణం విలువ 13.7 కి.కేలరీలు/ మోల్‌ కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.
క్షారాల వర్గీకరణ
i) బలమైన క్షారాలు:
జలద్రావణంలో 100% అయనీకరణం చెంది, ఎక్కువ మొత్తంలో హైడ్రాక్సిల్‌ అయాన్‌లను (OH-) ఇచ్చేవాటిని బలమైన క్షారాలు అంటారు.
ఉదా: సోడియం హైడ్రాక్సైడ్‌ - NaOH
పొటాషియం హైడ్రాక్సైడ్‌ - KOH
కాల్షియం హైడ్రాక్సైడ్‌ - Ca(OH)2
ii) బలహీన క్షారాలు:
జల ద్రావణంలో పాక్షికంగా అయనీకరణం చెంది, తక్కువ మొత్తంలో హైడ్రాక్సిల్‌ అయాన్‌లను (OH-) ఇచ్చేవి బలహీన క్షారాలు.
ఉదా: అమ్మోనియం హైడ్రాక్సైడ్‌ -NH4OH అల్యూమినియం హైడ్రాక్సైడ్‌ -Al(OH)3
ఉపయోగాలు
సోడియం హైడ్రాక్సైడ్‌ (NaOH):
* సోడియం హైడ్రాక్సైడ్‌ను ‘కాస్టిక్‌ సోడా’ (Caustic soda) అంటారు.
* దీనికి చర్మాన్ని కాల్చే స్వభావం ఉంటుంది.
* దీన్ని ప్రయోగశాలల్లో చర్యాకారకంగా (Reagent) ఉపయోగిస్తారు.
* దీన్ని సబ్బు, కాగితం తయారీలో వాడతారు.
* కొవ్వులు, పెట్రోలియం, బాక్సైట్‌ను శుద్ధి చేయడానికి దీన్ని ఉపయోగిస్తారు.
* దీన్ని పారిశ్రామిక శుద్ధి కారకంగా (Industrial cleaning agent) ఉపయోగిస్తారు.
పొటాషియం హైడ్రాక్సైడ్‌(KOH):
* దీన్ని ‘కాస్టిక్‌ పొటాష్‌ (Caustic Potash) అంటారు.
* దీనికి చర్మాన్ని కాల్చే స్వభావం ఉంటుంది.
* దీన్ని సబ్బుల తయారీలో వినియోగిస్తారు.
* సోడియం హైడ్రాక్సైడ్‌ ద్రావణం కంటే పొటాషియం హైడ్రాక్సైడ్‌ ద్రావణానికి విద్యుత్‌ వాహకత అధికం. కాబట్టి KOH ను విద్యుద్విశ్లేష్యకంగా ఆల్కలీన్‌ బ్యాటరీల(Alkaline Batteries) తయారీలో ఉపయోగిస్తారు.
* ఆహార పరిశ్రమల్లో పొటాషియం హైడ్రాక్సైడ్‌ను ్పబీ నియంత్రణ కారకంగా, ఫుడ్‌ స్టెబిలైజర్‌గా వాడతారు.
మెగ్నీషియం హైడ్రాక్సైడ్‌ [Mg(OH)2]:
* మెగ్నీషియా(MgO) అత్యల్ప విద్యుత్‌ వాహకతను, మంచి ఉష్ణ వాహకతను ప్రదర్శిస్తుంది. మెగ్నీషియం హైడ్రాక్సైడ్‌ను మెగ్నీషియా తయారీలో ఉపయోగిస్తారు.
* మెగ్నీషియం హైడ్రాక్సైడ్‌ను నీటిలో అవలంబనం చేస్తే ‘మిల్క్‌ ఆఫ్‌ మెగ్నీషియా’ ఏర్పడుతుంది. కడుపులో అధికంగా ఉత్పత్తి అయ్యే హైడ్రోక్లోరిక్‌ ఆమ్లాన్ని తటస్థీకరణం చేసే ‘యాంటాసిడ్‌’గా; పేగుల్లో నీటి శాతాన్ని పెంచి, వాటి కదలికలను ప్రేరేపించి మలబద్ధకం నుంచి ఉపశమనం పొందేందుకు మిల్క్‌ ఆఫ్‌ మెగ్నీషియాను ఉపయోగిస్తారు.
* మెగ్నీషియం హైడ్రాక్సైడ్‌ సహజ ఖనిజ రూపమైన బ్రూకైట్‌ను అగ్ని నిరోధకంగా (Fire Retardant) ఉపయోగిస్తారు.
కాల్షియం హైడ్రాక్సైడ్‌[Ca(OH)2]
* క్విక్‌లైమ్‌(CaO)ను నీటిలో కలిపి కాల్షియం హైడ్రాక్సైడ్‌ను తయారు చేస్తారు. దీన్ని ‘స్లేక్‌డ్‌ లైమ్‌’ (Slaked Lime) అంటారు.
* కాల్షియం హైడ్రాక్సైడ్‌ను నీటిలో కలిపినప్పుడు కొంత భాగం కరిగి సున్నపుతేటను(Lime Water) ఏర్పరిస్తే, మిగిలింది ‘మిల్క్‌ ఆఫ్‌ లైమ్‌’ అనే అవలంబనంగా ఉంటుంది.
* స్లేక్‌డ్‌ లైమ్‌ను ఇళ్లకు సున్నం వేయడానికి ఉపయోగిస్తారు.
* బ్లీచింగ్‌ పౌడర్, చర్మశుద్ధి ప్రక్రియ, పాన్‌ (కిళ్లీ)లో ఉండే సున్నం తయారీకి కాల్షియం హైడ్రాక్సైడ్‌ను వాడతారు.
* చెరకు రసాన్ని కార్బొనేషన్‌ ప్రక్రియకు గురిచేసి చక్కెరను తయారుచేయడంలో [Ca(OH)2] ను వాడతారు.
* కార్బన్‌ డైఆక్సైడ్‌(CO2) వాయువుని గుర్తించడానికి సున్నపుతేటను ఉపయోగిస్తారు. CO2 ని సున్నపుతేటలోకి పంపితే అది పాలలా తెల్లగా మారుతుంది.
బేరియం హైడ్రాక్సైడ్‌ [Ba(OH)2]:
* బలహీన ఆమ్లాల అంశమాపనంలో బేరియం హైడ్రాక్సైడ్‌ను ఉపయోగిస్తారు.
* దీన్ని కర్బన పదార్థాల సంశ్లేషణలో బలమైన క్షారంగా వాడతారు.
అమ్మోనియం హైడ్రాక్సైడ్‌ (NH4OH):
* అమ్మోనియం హైడ్రాక్సైడ్‌ను గాజు వస్తువులను శుభ్రపరిచే గ్లాస్‌క్లీనర్‌గా, దుస్తులపై గ్రీజు మరకలను తొలగించడానికి వాడతారు.
అల్యూమినియం హైడ్రాక్సైడ్‌[Al(OH)3]:
* దీన్ని కడుపులో అధిక ఆమ్లత్వాన్ని తగ్గించే యాంటాసిడ్‌గా ఉపయోగిస్తారు.
* అల్యూమినియం హైడ్రాక్సైడ్‌ మంచి అగ్ని నిరోధక ధర్మాన్ని కలిగి ఉంటుంది.
క్షారాల తయారీ
i) లోహ ఆక్సైడ్‌లను నీటిలో కరిగించి క్షారాలను తయారుచేయొచ్చు.
లోహ ఆక్సైడ్‌ + నీరు → క్షారం
ఉదా: * సోడియం ఆక్సైడ్‌ + నీరు→ సోడియం హైడ్రాక్సైడ్‌
Na2O+H2O→2NaOH
* మెగ్నీషియం ఆక్సైడ్‌ + నీరు→మెగ్నీషియం హైడ్రాక్సైడ్‌
MgO+H2O→Mg(OH)2
* కాల్షియం ఆక్సైడ్‌ + నీరు→ కాల్షియం హైడ్రాక్సైడ్‌
MgO + H2O → Mg(OH)2
ii) సోడియం లాంటి అత్యంత చర్యాశీల లోహలు నీటితో చర్య జరిపి క్షారాలను ఏర్పరుస్తాయి.
సోడియం + నీరు→ సోడియం హైడ్రాక్సైడ్‌ +హైడ్రోజన్‌
2Na+2H2O→2NaOH+H2
