ఆమ్లాలు, క్షారాలు & లవణాలు (Acids, Bases & Salts)

మనం రోజూ తినే నిమ్మ, చింతపండు పుల్లగా ఉంటాయి – అవి ఆమ్లాల వల్ల. సబ్బు నీరు జారుడుగా ఉంటుంది – అది క్షారాల వల్ల. ఈ రెండింటి లక్షణాలు పరీక్షల్లో ప్రాథమిక ప్రశ్నలు.

• ఆమ్లాలు (Acids):
  1. రుచికి పుల్లగా ఉంటాయి
  2. నీటిలో హైడ్రోజన్ అయాన్లు (H⁺) ఇస్తాయి
  3. నీలి లిట్మస్‌ను ఎరుపుగా మారుస్తాయి.
• లోహాలతో చర్య జరిపి హైడ్రోజన్ వాయువును ఇస్తాయి.
• కార్బోనేట్లతో చర్య జరిపి CO₂ ఇస్తాయి (నిమ్మరసం + వంటసోడా నుండి బుడగలు).
• క్షారాలు (Bases):
  1. చేదుగా ఉంటాయి
  2. తాకితే జారుడుగా అనిపిస్తాయి
  3. ఎరుపు లిట్మస్‌ను నీలంగా మారుస్తాయి
  4. నీటిలో హైడ్రాక్సైడ్ అయాన్లు (OH⁻) ఇస్తాయి.
• నీటిలో కరిగే క్షారాన్ని 'ఆల్కలీ (Alkali)' అంటారు. ఉదా: NaOH, KOH.
• బలమైన ఆమ్లాలు: హైడ్రోక్లోరిక్ (HCl), సల్ఫ్యూరిక్ (H₂SO₄), నైట్రిక్ (HNO₃).
• బలహీన ఆమ్లాలు: ఎసిటిక్, సిట్రిక్, కార్బానిక్.
• అక్వా రీజియా (Aqua Regia):
  1. 3 భాగాలు HCl + 1 భాగం HNO₃ మిశ్రమం
  2. బంగారం, ప్లాటినంను కరిగిస్తుంది.
• సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం: 'రసాయనాల రాజు (King of Chemicals)' అంటారు. కార్ బ్యాటరీల్లో వాడతారు.

జాగ్రత్త ఆమ్లాన్ని నీటిలో కలిపేటప్పుడు ఆమ్లాన్ని నెమ్మదిగా నీటిలో పోయాలి; నీటిని ఆమ్లంలో పోయకూడదు.

ప్రకృతిలో లభించే ఆహార పదార్థాల్లో చాలా ఆమ్లాలు ఉంటాయి. 'ఏ పదార్థంలో ఏ ఆమ్లం ఉంది?' అనేది జతపరచే ప్రశ్నలుగా తరచూ వస్తుంది.

• సిట్రిక్ ఆమ్లం (Citric Acid): నిమ్మ, నారింజ, ఉసిరి వంటి పుల్లని పండ్లు.
• ఎసిటిక్ ఆమ్లం (Acetic Acid): వెనిగర్ (చిరకా). వెనిగర్‌లో సుమారు 5–8% ఎసిటిక్ ఆమ్లం ఉంటుంది.
• టార్టారిక్ ఆమ్లం (Tartaric Acid): చింతపండు, ద్రాక్ష, పచ్చి మామిడి.
• లాక్టిక్ ఆమ్లం (Lactic Acid): పుల్లని పాలు, పెరుగు. కండరాల అలసటకు కూడా ఇదే కారణం.
• ఆక్సాలిక్ ఆమ్లం (Oxalic Acid): టమాటా, పాలకూర.
• మాలిక్ ఆమ్లం (Malic Acid): ఆపిల్.
• ఫార్మిక్ ఆమ్లం (Formic Acid):
  1. చీమలు, తేనెటీగల కుట్టు
  2. దురదగొండి (Nettle) ఆకులు.
• ఆస్కార్బిక్ ఆమ్లం (Ascorbic Acid):
  1. విటమిన్ C
  2. ఉసిరి, జామ, నారింజ.
• హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం (HCl): మన జీర్ణాశయంలో ఉండి ఆహారం జీర్ణం కావడానికి తోడ్పడుతుంది.
• కార్బానిక్ ఆమ్లం: సోడా నీరు, శీతల పానీయాలు.
• తేనెటీగ కుట్టుకు ఉపశమనం: కుట్టు ఆమ్ల స్వభావం కాబట్టి వంట సోడా (బేకింగ్ సోడా) లేదా క్షార పదార్థం రాస్తారు.

ఒక పదార్థం ఆమ్లమో, క్షారమో తెలుసుకోవడానికి సూచికలు (Indicators) వాడతారు. ఆమ్ల, క్షార బలాన్ని సంఖ్యలో చెప్పడానికి pH స్కేల్ ఉపయోగిస్తారు.

• లిట్మస్ (Litmus): లైకెన్ల నుండి తీసిన సహజ సూచిక. ఆమ్లంలో ఎరుపు, క్షారంలో నీలం.
• ఫినాఫ్తలీన్ (Phenolphthalein):
  1. ఆమ్లంలో రంగు లేదు
  2. క్షారంలో గులాబీ రంగు.
• మిథైల్ ఆరెంజ్ (Methyl Orange):
  1. ఆమ్లంలో ఎరుపు
  2. క్షారంలో పసుపు.
• సహజ సూచికలు: పసుపు (క్షారంలో ఎరుపు–గోధుమ), ఎర్ర క్యాబేజీ రసం, మందార పువ్వు.
• pH స్కేల్:
  1. 0 నుండి 14 వరకు
  2. దీన్ని ప్రతిపాదించినది సోరెన్సెన్ (Sorensen).
• pH 7 = తటస్థం (శుద్ధ నీరు).
• 7 కంటే తక్కువ = ఆమ్లం
• 7 కంటే ఎక్కువ = క్షారం.
• సంఖ్య తగ్గే కొద్దీ ఆమ్ల బలం పెరుగుతుంది.
• సార్వత్రిక సూచిక (Universal Indicator): pH విలువను బట్టి వేర్వేరు రంగులు చూపుతుంది.
• సాధారణ pH విలువలు:
  1. జీర్ణాశయ రసం సుమారు 1.5–2
  2. నిమ్మరసం సుమారు 2
  3. వెనిగర్ సుమారు 3
  4. టమాటా సుమారు 4
  5. స్వచ్ఛమైన నీరు 7
  6. మానవ రక్తం 7.4
  7. వంట సోడా ద్రావణం సుమారు 8–9
  8. సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ సుమారు 14.
• ఆమ్ల/క్షార బలం: pH 1 అయితే pH 2 కంటే పది రెట్లు ఎక్కువ ఆమ్లం (స్కేల్ లాగరిథమిక్).
• pH పేపర్: pH పేపర్ ముక్కను ద్రావణంలో ముంచి రంగును చార్ట్‌తో పోల్చి pH తెలుసుకుంటారు.

ఆమ్లం, క్షారం కలిసి ఒకదాని ప్రభావాన్ని మరొకటి తగ్గించే చర్యను తటస్థీకరణ (Neutralisation) అంటారు. దీని ఫలితంగా లవణం, నీరు ఏర్పడతాయి.

• తటస్థీకరణ సమీకరణం: ఆమ్లం + క్షారం → లవణం + నీరు. ఉదా: HCl + NaOH → NaCl + H₂O.
• అజీర్తి, కడుపులో మంట: జీర్ణాశయంలో HCl ఎక్కువైతే మంట వస్తుంది. దీన్ని తగ్గించడానికి యాంటాసిడ్లు (Antacids) వాడతారు. ఉదా: మిల్క్ ఆఫ్ మెగ్నీషియా [Mg(OH)₂].
• దంత క్షయం: నోటిలో pH 5.5 కంటే తగ్గితే దంతాల పై పొర (ఎనామెల్) క్షీణిస్తుంది. క్షార స్వభావం గల టూత్‌పేస్ట్ ఆమ్లాన్ని తటస్థీకరిస్తుంది.
• ఆమ్ల వర్షం (Acid Rain): వర్షపు నీటి pH 5.6 కంటే తక్కువైతే దాన్ని ఆమ్ల వర్షం అంటారు. సల్ఫర్ డయాక్సైడ్, నైట్రోజన్ ఆక్సైడ్లు కారణం. తాజ్‌మహల్ వంటి పాలరాతి కట్టడాలకు నష్టం కలుగుతుంది.
• నేల pH:
  1. ఆమ్ల నేలకు సున్నం (CaO / Ca(OH)₂) కలుపుతారు
  2. క్షార నేలకు జిప్సం లేదా సేంద్రియ ఎరువు కలుపుతారు.
• కీటకాల కుట్టు: చీమ, తేనెటీగ కుట్టు ఆమ్లం – క్షార పదార్థం (వంట సోడా) రాయాలి.

ఆమ్లం, క్షారం చర్య జరిపినప్పుడు ఏర్పడే పదార్థాలను లవణాలు (Salts) అంటారు. రోజువారీ జీవితంలో వాడే కొన్ని ముఖ్య లవణాలు పరీక్షల్లో ఎక్కువగా అడుగుతారు.

• సాధారణ ఉప్పు (NaCl): సముద్ర నీటి నుండి, రాతి ఉప్పు (Rock Salt) గనుల నుండి లభిస్తుంది.
• సోడియం క్లోరైడ్ ద్రావణాన్ని విద్యుద్విశ్లేషణ చేస్తే సోడియం హైడ్రాక్సైడ్, క్లోరిన్, హైడ్రోజన్ వస్తాయి – దీన్ని క్లోర్–ఆల్కలీ ప్రక్రియ (Chlor-alkali Process) అంటారు.
• వంట సోడా / బేకింగ్ సోడా (NaHCO₃): సోడియం హైడ్రోజన్ కార్బోనేట్.
• ఉపయోగాలు:
  1. యాంటాసిడ్
  2. బేకింగ్ పౌడర్ (బేకింగ్ సోడా + టార్టారిక్ ఆమ్లం)
  3. అగ్నిమాపక యంత్రాలు (ఫైర్ ఎక్స్‌టింగ్విషర్).
• వేడి చేస్తే CO₂ విడుదల చేస్తుంది
• అందుకే ఇడ్లీ, కేక్ మెత్తగా ఉబ్బుతాయి.
• వాషింగ్ సోడా (Na₂CO₃·10H₂O): సోడియం కార్బోనేట్ డెకాహైడ్రేట్ – 10 నీటి అణువులు (స్ఫటిక జలం) ఉంటాయి.
• ఉపయోగాలు: నీటి కాఠిన్యాన్ని తొలగించడం, బట్టలు ఉతకడం, గాజు, సబ్బులు, కాగితం తయారీ.
• కాస్టిక్ సోడా (NaOH): సబ్బుల తయారీలో వాడతారు.
• స్ఫటిక జలం (Water of Crystallisation): ఉదా: నీలి తుత్తినాగం CuSO₄·5H₂O వేడి చేస్తే తెల్లగా మారుతుంది.

కాల్షియం నుండి తయారయ్యే రెండు ముఖ్య సమ్మేళనాలు – బ్లీచింగ్ పౌడర్, ప్లాస్టర్ ఆఫ్ పారిస్. వీటి సూత్రాలు, తయారీ, ఉపయోగాలు తరచూ పరీక్షల్లో వస్తాయి.

• బ్లీచింగ్ పౌడర్ (CaOCl₂): కాల్షియం ఆక్సిక్లోరైడ్. పొడి సున్నం [Ca(OH)₂] మీద క్లోరిన్ వాయువును పంపితే తయారవుతుంది.
• ఉపయోగాలు: తాగునీటి శుద్ధి (క్రిమిసంహారకం), బట్టలు, కాగితపు గుజ్జును తెల్లబరచడం (బ్లీచింగ్), రసాయన పరిశ్రమల్లో ఆక్సీకరణి.
• ప్లాస్టర్ ఆఫ్ పారిస్ (POP) – CaSO₄·½H₂O: జిప్సం (CaSO₄·2H₂O) ను సుమారు 373 K (100°C) వద్ద వేడి చేస్తే వస్తుంది.
• నీటితో కలిపితే గట్టి జిప్సంగా (CaSO₄·2H₂O) మారి సెట్ అవుతుంది.
• ఉపయోగాలు: విరిగిన ఎముకలకు కట్టు (Plaster Cast), విగ్రహాలు, బొమ్మలు, గోడ అలంకరణ (Fall Ceiling), మెరుగు పనులు.
• తేమ తగలకుండా నిల్వ చేయాలి, లేకపోతే గట్టిపడిపోతుంది.
• సున్నం (Quick Lime, CaO): సున్నపురాయి (CaCO₃) ని వేడి చేస్తే వస్తుంది. నీటితో కలిపితే 'తడి సున్నం (Slaked Lime)' [Ca(OH)₂] ఏర్పడుతుంది.
• సున్నపు తేట (Lime Water):
  1. Ca(OH)₂ ద్రావణం
  2. CO₂ ను పంపితే పాల వలె తెల్లగా మారుతుంది. ఇది CO₂ గుర్తింపు పరీక్ష.