મુખ્ય વિષયવસ્તુ

રસાયણવિજ્ઞાન લાઈબ્રેરી

Course: રસાયણવિજ્ઞાન લાઈબ્રેરી > Unit 13

Lesson 1: ઍસિડ, બેઇઝ, અને pH

આર્હેનિયસ ઍસિડ અને બેઇઝ

Google વર્ગખંડ

આર્હેનિયસ ઍસિડ અને બેઇઝની વ્યાખ્યાઓ, અને આર્હેનિયસ ઍસિડ-બેઇઝ પ્રક્રિયાઓ.

મુખ્ય બાબતો

આર્હેનિયસ ઍસિડ એક એવો પદાર્થ છે જે જલીય દ્રાવણમાં start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript ની સાંદ્રતા વધારે છે.
આર્હેનિયસ બેઇઝ એક એવો પદાર્થ છે જે જલીય દ્રાવણમાં start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript ની સાંદ્રતા વધારે છે.
જલીય દ્રાવણમાં, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript આયન તરત જ પાણીના અણુઓ સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઇડ્રોનિયમ આયન, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript બનાવે છે.
ઍસિડ-બેઇઝ અથવા તટસ્થીકરણ પ્રક્રિયા માં, આર્હેનિયસ ઍસિડ અને બેઇઝ સામાન્ય રીતે ક્ષાર અને પાણી બનાવવા પ્રક્રિયા કરે છે.

પરિચય

તમારા રસોડામાં વિનેગરથી લઈને બાથરૂમમાં સાબુ સુધી, ઍસિડ અને બેઇઝ બધે જ છે! પણ કંઈક એસિડિક અથવા બેઝિક છે એવું કહેવાનો અર્થ શું થાય? આ પ્રશ્નનો જવાબ આપવા માટે, આપણે ઍસિડ અને બેઇઝ દર્શાવતા કેટલાક સિદ્ધાંત ચકાસવાની જરૂર છે. આ આર્ટીકલમાં, આપણે આર્હેનિયસ સિદ્ધાંત પર ધ્યાન આપીશું.

આર્હેનિયસ ઍસિડ

એસિડ અને બેઈઝનો આર્હેનિયસ સિદ્ધાંત સૌપ્રથમ 1884 માં સ્વીડિશ રસાયણવિજ્ઞાની સ્વાન્ટ આર્હેનિયસ વડે આપવામાં આવ્યો જ્યારે સંયોજનને પાણીમાં ઉમેરવામાં આવે ત્યારે તે કયા પ્રકારના આયન બનાવે છે એના આધારે ઍસિડ અથવા બેઈઝ તરીકે કેટલાક સંયોજનનું વર્ગીકરણ કરવાનું એણે સૂચવ્યું.

ખટાશવાળા ફળ—જેમ કે ગ્રેપફ્રૂટ—વધુ પ્રમાણમાં સાઇટ્રિક ઍસિડ ધરાવે છે, જે સામાન્ય કાર્બનિક ઍસિડ છે. Image credit: Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.5

આર્હેનિયસ ઍસિડ** એક એવો પદાર્થ છે જે—જલીય દ્રાવણમાં start color #1fab54, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, end color #1fab54— અથવા પ્રોટોનની સાંદ્રતા વધારે છે. ઉદાહરણ તરીકે, પાણીમાં હાઇડ્રોલિક ઍસિડ, start text, H, C, l, end text, માટે વિયોજન પ્રક્રિયાને ધ્યાનમાં લઈએ.

start color #1fab54, start text, H, end text, end color #1fab54, start text, C, l, end text, left parenthesis, a, q, right parenthesis, right arrow, start color #1fab54, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, end color #1fab54, left parenthesis, a, q, right parenthesis, plus, start text, C, l, end text, start superscript, minus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis

જ્યારે આપણે હાઈડ્રોક્લોરિક ઍસિડ, start color #1fab54, start text, H, end text, end color #1fab54, start text, C, l, end text નું જલીય દ્રાવણ બનાવીએ, ત્યારે તેનું વિયોજન start color #1fab54, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, end color #1fab54 આયન અને start text, C, l, end text, start superscript, minus, end superscript આયનમાં થાય છે. આ દ્રાવણમાં start color #1fab54, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, end color #1fab54 આયનની સાંદ્રતા વધારે છે, તેથી હાઈડ્રોક્લોરિક ઍસિડ આર્હેનિયસ ઍસિડ છે.

હાઇડ્રોજન અથવા હાઇડ્રોનિયમ આયન?

ધારો કે આપણે હાઈડ્રોબ્રોમિક ઍસિડ, start text, H, B, r, end text નું 2, M દ્રાવણ બનાવ્યું, તે આર્હેનિયસ ઍસિડ છે. શું તેનો અર્થ એ થાય કે આપણી પાસે આપણા દ્રાવણમાં 2, M start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript આયન છે?

ખરેખર, ના. વાસ્તવમાં, ધન વીજભારિત પ્રોટોન હાઇડ્રોનિયમ આયન, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript બનાવવા માટે આસપાસ પાણીના અણુઓ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે. આ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ લખી શકાય:

start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, plus, start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text, left parenthesis, l, right parenthesis, right arrow, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis

આપણે ઘણીવાર ઍસિડ વિયોજન પ્રક્રિયાઓને start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis ના નિર્માણ તરીકે બતાવીએ છીએ, પણ જલીય દ્રાવણમાં કોઈ મુક્ત start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis આયન તરતા હોતા નથી. તેમ છતાં, ત્યાં મુખ્યત્વે start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript આયન હોય છે, ઍસિડનું પાણીમાં વિયોજન થાય કે તરત જ તે બને છે. નીચેનું ચિત્ર આણ્વીય નમૂનાનો ઉપયોગ કરીને પાણી અને હાઇડ્રોજન આયનમાંથી હાઇડ્રોનિયમનું નિર્માણ બતાવે છે:

જ્યારે ઍસિડનું પાણીમાં વિયોજન થાય ત્યારે start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript આયન, પ્રોટોન બને છે, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript આયન તરત જ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript બનાવે છે. આમ, રસાયણવિજ્ઞાનીઓ હાઇડ્રોજન આયનની સાંદ્રતા અને હાઇડ્રોનિયમ આયનની સાંદ્રતા વિશે એકબીજાને બદલે વાત કરે છે. Image credit: UC Davis Chemwiki, CC BY-NC-SA 3.0 US

વ્યવહારમાં, મોટા ભાગના રસાયણવિજ્ઞાનીઓ એકબીજાની અદલાબદલીમાં start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript ની સાંદ્રતા અને start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript ની સાંદ્રતા વિશે વાત કરે છે. જયારે આપણે વધુ ચોક્કસ—અને ઓછા આળસુ હોવા માંગીએ!—આપણે પ્રોટોનની જગ્યાએ હાઇડ્રોનિયમનું નિર્માણ સ્પષ્ટ રીતે બતાવવા હાઈડ્રોબ્રોમિક ઍસિડનું વિયોજન નીચે મુજબ લખી શકીએ:

\begin{aligned}\text{HBr}(aq)+\text{H}_2\text{O}(l) &\rightarrow\text{H}_3\text{O}^+(aq)+\text{Br}^-(aq)~~~~~~~~{\text{વધુ સચોટ}}\\ \\ &\text{vs.} \\ \\ \text{HBr}(aq) &\rightarrow\text{H}^+(aq)+\text{Br}^-(aq)~~~~\text{લખવા માટે સરળ અને ટૂંકું!}\end{aligned}

સામાન્ય રીતે, આર્હેનિયસ ઍસિડના વિયોજનને દર્શાવવા માટે કોઈ પણ વર્ણન સ્વીકાર્ય છે.

આર્હેનિયસ બેઈઝ

આર્હેનિયસ બેઈઝને કોઈ પણ પદાર્થ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય જે જલીય દ્રાવણમાં હાઈડ્રોક્સાઇડ આયન, start color #e84d39, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, end color #e84d39, ની સાંદ્રતા વધારે છે. આર્હેનિયસ બેઈઝનું ઉદાહરણ વધુ પ્રમાણમાં દ્રાવ્ય સોડિયમ હાઈડ્રોક્સાઇડ, start text, N, a, O, H, end text છે. સોડિયમ હાઈડ્રોક્સાઇડનું નીચે મુજબ પાણીમાં વિયોજન થાય છે:

start text, N, a, end text, start color #e84d39, start text, O, H, end text, end color #e84d39, left parenthesis, a, q, right parenthesis, right arrow, start text, N, a, end text, start superscript, plus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, plus, start color #e84d39, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, end color #e84d39, left parenthesis, a, q, right parenthesis

પાણીમાં, start color #e84d39, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, end color #e84d39 અને start text, N, a, end text, start superscript, plus, end superscript આયન બનાવવા માટે સોડિયમ હાઈડ્રોક્સાઇડનું સંપૂર્ણ વિયોજન થાય છે, પરિણામે હાઈડ્રોક્સાઇડ આયનની સાંદ્રતા વધે છે. તેથી, start text, N, a, O, H, end text આર્હેનિયસ બેઈઝ છે. સામાન્ય આર્હેનિયસ બેઈઝમાં સમૂહ 1 અને સમૂહ 2 ના હાઈડ્રોક્સાઇડ જેમ કે start text, L, i, O, H, end text અને start text, B, a, left parenthesis, O, H, right parenthesis, end text, start subscript, 2, end subscript નો સમાવેશ થાય છે.

[ઊભા રહો, મોટા ભાગના ધાતુના હાઇડ્રોક્સાઇડ અદ્રાવ્ય શા માટે છે?]

નોંધો કે તમારા વર્ગ—પુસ્તક અથવા શિક્ષકને આધારે—હાઈડ્રોક્સાઇડ-ન-ધરાવતા બેઈઝને આર્હેનિયસ બેઇઝ તરીકે વર્ગીકૃત કરી શકાય અથવા ન કરી શકાય કેટલાક પુસ્તક આર્હેનિયસ બેઇઝને આ મુજબ વ્યાખ્યાયિત કરે છે: પદાર્થ જે જલીય દ્રાવણમાં

\\text{OH}^-

ની સાંદ્રતા વધારે છે અને રાસાયણિક સૂત્રમાં

\\text{OH}^-

ના ઓછામાં ઓછા એક એકમ ધરાવે છે. તે સમૂહ 1 અને 2 ના હાઈડ્રોક્સાઇડનું વર્ગીકરણ બદલતો નથી, તે મિથાઈલએમાઇન,

\\text {CH}_3 \\text {NH}_2

જેવા સંયોજન સાથે થોડું ગૂંચવણભર્યું છે.

જ્યારે મિથાઈલએમાઇનને પાણીમાં ઉમેરવામાં આવે, ત્યારે નીચેની પ્રક્રિયા થાય છે:

start text, C, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, N, H, end text, start subscript, 2, end subscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, plus, start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text, left parenthesis, l, right parenthesis, \rightleftharpoons, start text, C, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, N, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start superscript, plus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, plus, start color #e84d39, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, end color #e84d39, left parenthesis, a, q, right parenthesis

પ્રથમ વ્યાખ્યાને આધારે, મિથાઈલએમાઇન આર્હેનિયસ બેઈઝ થશે કારણકે દ્રાવણમાં start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript આયનની સાંદ્રતા વધારે છે. બીજી વ્યાખ્યા વડે, તે આર્હેનિયસ બેઈઝ થશે નહિ કારણકે રાસાયણિક સૂત્ર હાઈડ્રોક્સાઇડ ધરાવતો નથી.

ઍસિડ-બેઈઝ પ્રક્રિયાઓ: આર્હેનિયસ ઍસિડ + આર્હેનિયસ બેઈઝ = ક્ષાર + પાણી

જ્યારે આર્હેનિયસ ઍસિડ આર્હેનિયસ બેઈઝ સાથે પ્રક્રિયા કરે, ત્યારે નીપજો સામાન્ય રીતે ક્ષાર વત્તા પાણી હોય છે. કેટલીક વાર આ પ્રક્રિયાઓને તટસ્થીકરણ પ્રક્રિયાઓ પણ કહેવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે આપણે હાઈડ્રોફ્લોરીક ઍસિડ, start text, H, F, end text, અને લિથિયમ હાઈડ્રોક્સાઇડ, start text, L, i, O, H, end text, ના જલીય દ્રાવણને ભેગા કરીએ ત્યારે શું થાય?

જો આપણે ઍસિડ દ્રાવણ અને બેઈઝ દ્રાવણ વિશે અલગથી વિચારીએ,તો આપણે નીચેનું જાણીએ છીએ:

આર્હેનિયસ ઍસિડ start color #1fab54, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, end color #1fab54, left parenthesis, a, q, right parenthesis ની સાંદ્રતા વધારે છે:

start color #1fab54, start text, H, end text, end color #1fab54, start text, F, end text, left parenthesis, a, q, right parenthesis, \rightleftharpoons, start color #1fab54, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, end color #1fab54, left parenthesis, a, q, right parenthesis, plus, start text, F, end text, start superscript, minus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis

આર્હેનિયસ બેઈઝ start color #e84d39, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, end color #e84d39, left parenthesis, a, q, right parenthesis ની સાંદ્રતા વધારે છે:

start text, L, i, end text, start color #e84d39, start text, O, H, end text, end color #e84d39, left parenthesis, a, q, right parenthesis, right arrow, start text, L, i, end text, start superscript, plus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, plus, start color #e84d39, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, end color #e84d39, left parenthesis, a, q, right parenthesis

જયારે દ્રાવણમાં ઍસિડ અને બેઇઝ ભેગા થાય, ત્યારે હાઇડ્રોજન આયન અને હાઈડ્રોક્સાઇડ આયન વચ્ચેની પ્રક્રિયા પરથી start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text બને છે, જ્યારે બીજા આયન ક્ષાર start text, L, i, F, end text, left parenthesis, a, q, right parenthesis બનાવે છે:

\begin{aligned} \greenD{\text H^+}(aq)+\redD{\text{OH}^-}(aq) &\rightarrow \text{H}_2 \text O(l)\quad&&\text{પાણીનું નિર્માણ} \\\\ \text{Li}^+(aq)+\text{F}^-(aq) &\rightarrow\text{LiF}(aq)&&\text{ક્ષારનું નિર્માણ} \end{aligned}

જો આપણે પાણીના નિર્માણ અને ક્ષારના નિર્માણ માટેની પ્રક્રિયાઓને ઉમેરીએ, તો આપણને હાઈડ્રોફ્લોરીક ઍસિડ અને લિથિયમ હાઈડ્રોક્સાઇડ વચ્ચે તટસ્થીકરણની પ્રક્રિયા મળે.

start color #1fab54, start text, H, end text, end color #1fab54, start text, F, end text, left parenthesis, a, q, right parenthesis, plus, start text, L, i, end text, start color #e84d39, start text, O, H, end text, end color #e84d39, left parenthesis, a, q, right parenthesis, right arrow, start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text, left parenthesis, l, right parenthesis, plus, start text, L, i, F, end text, left parenthesis, a, q, right parenthesis

આર્હેનિયસ વ્યાખ્યાઓની મર્યાદાઓ

આર્હેનિયસ સિદ્ધાંત માર્યાદિત છે કારણકે તે ફક્ત જલીય દ્રાવણમાં ઍસિડ-બેઇઝ રસાયણવિજ્ઞાન સમજાવે છે. સમાન પ્રક્રિયાઓ જલીય ન હોય તેવા દ્રાવકમાં, તેમજ વાયુ અવસ્થામાં અણુઓ વચ્ચે પણ થઈ શકે. પરિણામે, આધુનિક વૈજ્ઞાનિકો બ્રોનસ્ટેડ-લૉરી સિદ્ધાંત પસંદ કરે છે, જે બહોળા પ્રમાણમાં રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ માટે ઉપયોગી છે. ઍસિડ અને બેઇઝ માટે બ્રોનસ્ટેડ-લૉરી સિદ્ધાંતની ચર્ચા આપણે અલગ આર્ટીકલમાં કરીશું!

સારાંશ

આર્હેનિયસ ઍસિડ એક એવો પદાર્થ છે જે જલીય દ્રાવણમાં start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript ની સાંદ્રતા વધારે છે.
આર્હેનિયસ બેઇઝ એક એવો પદાર્થ છે જે જલીય દ્રાવણમાં start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript ની સાંદ્રતા વધારે છે.
જલીય દ્રાવણમાં, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript આયન તરત જ પાણીના અણુઓ સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઇડ્રોનિયમ આયન, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript બનાવે છે.
ઍસિડ-બેઇઝ અથવા તટસ્થીકરણ પ્રક્રિયામાં, આર્હેનિયસ ઍસિડ અને બેઇઝ સામાન્ય રીતે ક્ષાર અને પાણી બનાવવા પ્રક્રિયા કરે છે.

[એટ્રીબ્યુશન અને રેફરન્સ]

વાર્તાલાપમાં જોડાવા માંગો છો?

લોગ ઇન

વડે ગોઠવવું:

No posts yet.

શું તમે અંગ્રેજી સમજો છો? ખાનએકેડેમીની અંગ્રેજીની સાઇટ પર વધુ ચર્ચા થતી જોવા માટે અહીં ક્લિક કરો.