🧪 ଅଧ୍ୟାୟ ୨: ଅମ୍ଳ, କ୍ଷାରକ ଓ ଲବଣ

(Acids, Bases and Salts)

** ଅମ୍ଳ ଓ କ୍ଷାରକର ପରିଚୟ (Introduction)**

ଆମେ ଖାଉଥିବା ଖାଦ୍ୟର ସ୍ୱାଦ ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରକାରର ହୋଇଥାଏ । କେତେକ ଖଟା ଲାଗେ ତ ଆଉ କେତେକ ପିତା । ଏହା ଖାଦ୍ୟରେ ଥିବା ଅମ୍ଳ ଓ କ୍ଷାରକ ଯୋଗୁଁ ହୋଇଥାଏ ।

ସୂଚକ (Indicators):

ଅମ୍ଳ ଓ କ୍ଷାରକକୁ ଚିହ୍ନିବା ପାଇଁ ଯେଉଁ ପଦାର୍ଥ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ, ତାହାକୁ ସୂଚକ କୁହାଯାଏ ।

୧. ପ୍ରାକୃତିକ ସୂଚକ:

• ଲିଟମସ୍ (Litmus): ଲାଇକେନ୍ ନାମକ ଗଛରୁ ମିଳେ ।
• ହଳଦୀ (Turmeric): କ୍ଷାରକ ସଂସ୍ପର୍ଶରେ ଆସିଲେ ଏହା 'ଲାଲ-ବାଦାମୀ' ହୋଇଯାଏ (ଯେପରି ଧଳା ସାର୍ଟରେ ତରକାରୀ ଦାଗ ଲାଗିଲେ ସାବୁନ ମାରିଲେ ନାଲି ହୋଇଯାଏ) ।

୨. ସଂଶ୍ଳେଷିତ ସୂଚକ (Synthetic Indicators):

୩. ଘ୍ରାଣ ସୂଚକ (Olfactory Indicators): କେତେକ ପଦାର୍ଥ ଅଛି ଯାହାର ଗନ୍ଧ ଅମ୍ଳୀୟ କିମ୍ବା କ୍ଷାରୀୟ ମାଧ୍ୟମରେ ବଦଳିଯାଏ ।

• ପିଆଜ ଓ ଭାନିଲା: କ୍ଷାରକ ସହ ମିଶିଲେ ଏହାର ଗନ୍ଧ ନଷ୍ଟ ହୋଇଯାଏ, କିନ୍ତୁ ଅମ୍ଳ ସହ ଗନ୍ଧ ରହିଥାଏ ।

** ଅମ୍ଳ ଓ କ୍ଷାରକର ରାସାୟନିକ ଧର୍ମ**

୧. ଧାତୁ ସହ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା (Reaction with Metals) 💥

ଅମ୍ଳ, ଧାତୁ ସହ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କରି ଲବଣ ସୃଷ୍ଟି କରେ ଏବଂ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ଗ୍ୟାସ୍ ($H_2$) ନିର୍ଗତ କରେ ।

• ସମୀକରଣ: $\text{ଅମ୍ଳ} + \text{ଧାତୁ} \rightarrow \text{ଲବଣ} + \text{ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ଗ୍ୟାସ୍}$ $2HCl + Zn \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$

• ପରୀକ୍ଷା: ନିର୍ଗତ ହେଉଥିବା ଗ୍ୟାସ୍ ପାଖରେ ଜଳନ୍ତା ଦିଆସିଲି କାଠି ରଖିଲେ, ତାହା 'ପପ୍' (Pop) ଶବ୍ଦ କରି ଜଳେ ।

ମନେରଖ: କ୍ଷାରକ ମଧ୍ୟ କିଛି ଧାତୁ (ଯେପରି ଜିଙ୍କ୍) ସହ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କରି $H_2$ ଗ୍ୟାସ୍ ଦିଏ । $2NaOH + Zn \rightarrow Na_2ZnO_2 (\text{ସୋଡିୟମ୍ ଜିଙ୍କେଟ୍}) + H_2$

୨. ଧାତବ କାର୍ବୋନେଟ୍ ସହ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା 💨

ଅମ୍ଳ, ଧାତବ କାର୍ବୋନେଟ୍ କିମ୍ବା ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ କାର୍ବୋନେଟ୍ ସହ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କଲେ ଅଙ୍ଗାରକାମ୍ଳ ($CO_2$) ଗ୍ୟାସ୍ ଉତ୍ପନ୍ନ ହୁଏ ।

• ସମୀକରଣ: $Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2 \uparrow$
• ଚୂନପାଣି ପରୀକ୍ଷା: ନିର୍ଗତ $CO_2$ ଗ୍ୟାସକୁ ଚୂନପାଣି (Lime water) ଦେଇ ପ୍ରବାହିତ କଲେ, ତାହା ଧଳା (Milky) ହୋଇଯାଏ ।

୩. ପ୍ରଶମନ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା (Neutralization Reaction) 🤝

ଅମ୍ଳ ଓ କ୍ଷାରକ ପରସ୍ପର ସହ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କରି ପରସ୍ପରର ପ୍ରଭାବକୁ ନଷ୍ଟ କରନ୍ତି ଏବଂ ଲବଣ ଓ ଜଳ ସୃଷ୍ଟି କରନ୍ତି ।

• ସୂତ୍ର: $\text{ଅମ୍ଳ} + \text{କ୍ଷାରକ} \rightarrow \text{ଲବଣ} + \text{ଜଳ}$
• ଉଦାହରଣ: $HCl(aq) + NaOH(aq) \rightarrow NaCl(aq) + H_2O(l)$

୪. ଧାତବ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ସହ ଅମ୍ଳର ପ୍ରତିକ୍ରିୟା

• ଧାତବ ଅକ୍ସାଇଡ୍ (ଯେପରି $CuO$) ଅମ୍ଳ ସହ ମିଶି ଲବଣ ଓ ଜଳ ଦିଏ ।
• ତେଣୁ ଧାତବ ଅକ୍ସାଇଡ୍‌ଗୁଡ଼ିକ କ୍ଷାରୀୟ (Basic) ଅଟନ୍ତି । $CuO + 2HCl \rightarrow CuCl_2 (\text{ନୀଳ-ସବୁଜ}) + H_2O$

୫. ଅଧାତବ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ସହ କ୍ଷାରକର ପ୍ରତିକ୍ରିୟା

• ଅଧାତବ ଅକ୍ସାଇଡ୍ (ଯେପରି $CO_2$) କ୍ଷାରକ ସହ ମିଶି ଲବଣ ଓ ଜଳ ଦିଏ ।
• ତେଣୁ ଅଧାତବ ଅକ୍ସାଇଡ୍‌ଗୁଡ଼ିକ ଅମ୍ଳୀୟ (Acidic) ଅଟନ୍ତି ।

୨.୩ ସମସ୍ତ ଅମ୍ଳ ଓ କ୍ଷାରକରେ କ’ଣ ସମାନତା ଅଛି?

• ଅମ୍ଳ: ଜଳରେ ଦ୍ରବୀଭୂତ ହେଲେ $H^+$ ଆୟନ (କିମ୍ବା $H_3O^+$ - ହାଇଡ୍ରୋନିୟମ୍ ଆୟନ) ପ୍ରଦାନ କରନ୍ତି । $HCl + H_2O \rightarrow H_3O^+ + Cl^-$
• କ୍ଷାରକ: ଜଳରେ ଦ୍ରବୀଭୂତ ହେଲେ $OH^-$ ଆୟନ (ହାଇଡ୍ରକ୍ସାଇଡ୍ ଆୟନ) ପ୍ରଦାନ କରନ୍ତି । $NaOH(s) \xrightarrow{H_2O} Na^+ (aq) + OH^- (aq)$

କ୍ଷାର (Alkali): ଯେଉଁ କ୍ଷାରକଗୁଡ଼ିକ ଜଳରେ ଦ୍ରବୀଭୂତ ହୁଅନ୍ତି, ସେମାନଙ୍କୁ 'କ୍ଷାର' କୁହାଯାଏ (ଯଥା: NaOH, KOH) ।

⚠️ ସତର୍କତା (Dilution): ଅମ୍ଳକୁ ଲଘୁ କରିବା ପାଇଁ ସବୁବେଳେ ପାଣିରେ ଅମ୍ଳ ମିଶାଇବା ଉଚିତ, ଅମ୍ଳରେ ପାଣି ନୁହେଁ । କାରଣ ଏହା ଏକ ଅତ୍ୟନ୍ତ ତାପ-ଉତ୍ପାଦୀ ପ୍ରକ୍ରିୟା ।

୨.୪ pH ସ୍କେଲ୍ (pH Scale) 🌈

ଦ୍ରବଣରେ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ଆୟନ ($H^+$)ର ଗାଢ଼ତା ମାପିବା ପାଇଁ pH ସ୍କେଲ୍ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ । (p = potenz, ଜର୍ମାନ୍ ଶବ୍ଦ, ଅର୍ଥ ଶକ୍ତି) ।

• pH ପରିସର: ୦ ରୁ ୧୪ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ।
• pH = 7: ନିରପେକ୍ଷ (Neutral) । ଯଥା: ବିଶୁଦ୍ଧ ଜଳ ।
• pH < 7: ଅମ୍ଳୀୟ (Acidic) । ଯେତେ କମ୍ pH, ସେତେ ସବଳ ଅମ୍ଳ ।
• pH > 7: କ୍ଷାରୀୟ (Basic) । ଯେତେ ଅଧିକ pH, ସେତେ ସବଳ କ୍ଷାରକ ।

ଦୈନନ୍ଦିନ ଜୀବନରେ pH ର ଗୁରୁତ୍ୱ:

1. ଶରୀର: ଆମ ଶରୀର 7.0 ରୁ 7.8 pH ପରିସର ମଧ୍ୟରେ କାମ କରେ ।
2. ଅମ୍ଳ ବର୍ଷା (Acid Rain): ବର୍ଷା ଜଳର pH 5.6 ରୁ କମ୍ ହେଲେ ତାହାକୁ ଅମ୍ଳ ବର୍ଷା କୁହାଯାଏ ।
3. ହଜମ ପ୍ରକ୍ରିୟା: ଆମ ପାକସ୍ଥଳୀରେ ହାଇଡ୍ରୋକ୍ଲୋରିକ୍ ଏସିଡ୍ (HCl) କ୍ଷରଣ ହୁଏ । ଅଧିକ ଏସିଡ୍ ହେଲେ 'ଏସିଡିଟି' ହୁଏ, ଯାହାକୁ ଭଲ କରିବାକୁ ଆଣ୍ଟାସିଡ୍ (Antacid) (ଯଥା: ମିଲ୍କ ଅଫ୍ ମ୍ୟାଗ୍ନେସିୟମ୍) ଖିଆଯାଏ ।
4. ଦାନ୍ତ କ୍ଷୟ: ପାଟିର pH 5.5 ରୁ କମିଗଲେ ଦାନ୍ତ ସଢ଼ିବା ଆରମ୍ଭ ହୁଏ ।
5. ପିମ୍ପୁଡ଼ି/ମହୁମାଛି କାମୁଡ଼ା: ଏମାନଙ୍କ ଲାଳରେ ମିଥାନୋଇକ୍ ଏସିଡ୍ ଥାଏ, ଯାହା ଯନ୍ତ୍ରଣା ଦିଏ । ଏହା ଉପରେ ବେକିଙ୍ଗ୍ ସୋଡ଼ା ଲଗାଇଲେ ଆରାମ ମିଳେ ।

୨.୫ ଲବଣ ପରିବାର (Salts)

ଲବଣର pH ଏହାର ଉତ୍ସ (ଅମ୍ଳ ଓ କ୍ଷାରକ) ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ:

• ସବଳ ଅମ୍ଳ + ସବଳ କ୍ଷାରକ = ନିରପେକ୍ଷ ଲବଣ (pH = 7) । ଉଦାହରଣ: NaCl
• ସବଳ ଅମ୍ଳ + ଦୁର୍ବଳ କ୍ଷାରକ = ଅମ୍ଳୀୟ ଲବଣ (pH < 7) । ଉଦାହରଣ: $NH_4Cl$
• ଦୁର୍ବଳ ଅମ୍ଳ + ସବଳ କ୍ଷାରକ = କ୍ଷାରୀୟ ଲବଣ (pH > 7) । ଉଦାହରଣ: $Na_2CO_3$

୨.୬ ସାଧାରଣ ଲବଣରୁ ମିଳୁଥିବା ରସାୟନ (Chemicals from Common Salt)

ସାଧାରଣ ଲବଣ (NaCl) କେବଳ ଖାଦ୍ୟ ପାଇଁ ନୁହେଁ, ଏହା ଅନେକ ରାସାୟନିକ ପଦାର୍ଥର କଞ୍ଚାମାଲ ଅଟେ ।

୧. ସୋଡିୟମ୍ ହାଇଡ୍ରକ୍ସାଇଡ୍ (Sodium Hydroxide - NaOH)

• ପ୍ରସ୍ତୁତି: ବିଦ୍ୟୁତ୍ ବିଶ୍ଳେଷଣ ପ୍ରଣାଳୀ (କ୍ଲୋର୍-ଆଲକାଲି ପ୍ରଣାଳୀ) ।
• NaCl ଦ୍ରବଣ (ବ୍ରାଇନ୍) ମଧ୍ୟଦେଇ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ପ୍ରବାହିତ କଲେ କ୍ଲୋରିନ୍ ($Cl_2$), ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ($H_2$) ଓ ସୋଡିୟମ୍ ହାଇଡ୍ରକ୍ସାଇଡ୍ ଉତ୍ପନ୍ନ ହୁଏ । $2NaCl(aq) + 2H_2O(l) \rightarrow 2NaOH(aq) + Cl_2(g) + H_2(g)$
• ବ୍ୟବହାର: ସାବୁନ ଓ ଡିଟରଜେଣ୍ଟ ତିଆରି, କାଗଜ ଶିଳ୍ପ ।

୨. ବ୍ଲିଚିଙ୍ଗ ପାଉଡର୍ (Bleaching Powder - $CaOCl_2$)

• ପ୍ରସ୍ତୁତି: ଶୁଷ୍କ ଶମିତ ଚୂନ ($Ca(OH)_2$) ଉପରେ କ୍ଲୋରିନ୍ ଗ୍ୟାସ୍ ପ୍ରବାହିତ କଲେ । $Ca(OH)_2 + Cl_2 \rightarrow CaOCl_2 + H_2O$
• ବ୍ୟବହାର:
  • କପଡ଼ା ଓ କାଗଜ କାରଖାନାରେ ବିରଞ୍ଜନ (ରଙ୍ଗ ଛଡ଼ାଇବା) ପାଇଁ ।
  • ପାଣିକୁ ଜୀବାଣୁମୁକ୍ତ କରିବା ପାଇଁ ।

୩. ଖାଇବା ସୋଡ଼ା (Baking Soda - $NaHCO_3$)

• ରାସାୟନିକ ନାମ: ସୋଡିୟମ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ କାର୍ବୋନେଟ୍ ।
• ପ୍ରସ୍ତୁତି: NaCl, $H_2O$, $CO_2$ ଏବଂ $NH_3$ ର ପ୍ରତିକ୍ରିୟାରୁ । $NaCl + H_2O + CO_2 + NH_3 \rightarrow NH_4Cl + NaHCO_3$
• ବ୍ୟବହାର:
  • ପାଉଁରୁଟି ଓ କେକ୍ ତିଆରିରେ (ଏହାକୁ ଗରମ କଲେ $CO_2$ ବାହାରେ ଯାହା ଖାଦ୍ୟକୁ ଫୁଲାଇଦିଏ) ।
  • ଆଣ୍ଟାସିଡ୍ ଔଷଧ ରୂପେ ।
  • ଅଗ୍ନି ନିର୍ବାପକ ଯନ୍ତ୍ରରେ (Soda-acid fire extinguisher) ।

୪. ଧୋଇବା ସୋଡ଼ା (Washing Soda - $Na_2CO_3 \cdot 10H_2O$)

• ପ୍ରସ୍ତୁତି: ସୋଡିୟମ୍ କାର୍ବୋନେଟ୍‌ର ପୁନଃ-ସ୍ଫଟିକୀକରଣ (Re-crystallization) ଦ୍ୱାରା ।
• ବ୍ୟବହାର:
  • କାଚ, ସାବୁନ ଓ କାଗଜ ଶିଳ୍ପରେ ।
  • ଘର ସଫାସୁତୁରା କରିବାରେ ।
  • ଜଳର ସ୍ଥାୟୀ ଖରତ୍ୱ (Permanent hardness) ଦୂର କରିବାରେ ।

୫. ପ୍ଲାଷ୍ଟର୍ ଅଫ୍ ପ୍ୟାରିସ୍ (Plaster of Paris - POP)

• ରାସାୟନିକ ସୂତ୍ର: $CaSO_4 \cdot \frac{1}{2}H_2O$ (କ୍ୟାଲସିୟମ୍ ସଲଫେଟ୍ ହେମି-ହାଇଡ୍ରେଟ୍) ।
• ପ୍ରସ୍ତୁତି: ଜିପ୍ସମ୍ ($CaSO_4 \cdot 2H_2O$) କୁ 373K ତାପମାତ୍ରାରେ ଗରମ କଲେ ଏହା ଜଳ ଅଣୁ ହରାଇ POP ରେ ପରିଣତ ହୁଏ ।
• ବ୍ୟବହାର:
  • ଭଙ୍ଗା ହାଡ଼କୁ ଯୋଡ଼ିବା ପାଇଁ ଡାକ୍ତରମାନେ ବ୍ୟବହାର କରନ୍ତି ।
  • ମୂର୍ତ୍ତି ଓ ଖେଳନା ତିଆରିରେ ।
  • କାନ୍ଥକୁ ଚିକ୍କଣ କରିବାରେ ।

ଜିପ୍ସମ୍ (Gypsum): ପ୍ଲାଷ୍ଟର୍ ଅଫ୍ ପ୍ୟାରିସ୍‌ରେ ପାଣି ମିଶାଇଲେ ତାହା ପୁଣି ଟାଣ ଜିପ୍ସମ୍ ପାଲଟିଯାଏ । $CaSO_4 \cdot \frac{1}{2}H_2O + 1\frac{1}{2}H_2O \rightarrow CaSO_4 \cdot 2H_2O$

୨.୭ ସ୍ଫଟିକ ଜଳ (Water of Crystallization) 💎

କେତେକ ଲବଣର ସ୍ଫଟିକରେ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ସଂଖ୍ୟକ ଜଳ ଅଣୁ ରହିଥାଏ ।

• କପର୍ ସଲଫେଟ୍ ($CuSO_4 \cdot 5H_2O$): ଏହାର ରଙ୍ଗ ନୀଳ । ଏହାକୁ ଗରମ କଲେ ଜଳ ଅଣୁ ବାହାରିଯାଏ ଏବଂ ଏହା ଧଳା ହୋଇଯାଏ ।
• ପୁଣି ପାଣି ମିଶାଇଲେ ନୀଳ ରଙ୍ଗ ଫେରିଆସେ ।