एसिड और बेस के साथ मिलाने पर कौन से उत्पाद मिलते हैं?

परिभाषा के अनुसार एक रासायनिक प्रतिक्रिया प्रारंभिक रसायनों (अभिकारक कहा जाता है) से नए रसायन (उत्पाद कहलाती है) बनाती है। यह समझना चाहिए कि बनने वाले उत्पादों की पहचान इस बात पर निर्भर करती है कि हम किन अभिकारकों से शुरू करते हैं। किसी अम्ल को क्षार में मिलाना एक रासायनिक प्रतिक्रिया का एक उदाहरण है, इसलिए हमें नए उत्पादों को देखने की उम्मीद करनी चाहिए। यद्यपि इस प्रकार की प्रतिक्रिया के लिए एक पैटर्न है, अंततः बनने वाले उत्पाद इस बात पर निर्भर करते हैं कि किस एसिड और किस आधार का उपयोग किया जाता है।

पहली नज़र में, इस प्रश्न का सरल उत्तर है। अधिकांश प्रारंभिक रसायन शास्त्र की किताबें सिखाएंगी कि एक एसिड और बेस के बीच की प्रतिक्रिया को न्यूट्रलाइजेशन कहा जाता है, और बनने वाले उत्पाद पानी और नमक होते हैं। उदाहरण के लिए, यदि आप हाइड्रोक्लोरिक एसिड (HCl) को सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH) के साथ मिलाते हैं, तो बनने वाले उत्पाद पानी (H20) और सोडियम क्लोराइड (NaCl) होते हैं, जिसे टेबल सॉल्ट के रूप में जाना जाता है।

एचसीएल + NaOH -> H2O + NaCl

समस्या यह है कि यह वास्तव में इतना आसान नहीं है। इस प्रश्न का पूरी तरह उत्तर देने के लिए, हमें बहुत अधिक विशिष्ट होना होगा।

आइए एक मजबूत एसिड को एक मजबूत आधार के साथ मिलाकर शुरू करें। "मजबूत" शब्द जोड़ने का अर्थ है कि ये अम्ल और क्षार पानी में डालने पर पूरी तरह से अलग हो जाते हैं (या अलग हो जाते हैं)। एक प्रयोग में एक मजबूत एसिड का उपयोग करने का मतलब है कि एसिड पहले से ही पानी में घुल गया है (और यह आधार के लिए भी सबसे अधिक सच है)। यदि आप एसिड को आधार में मिलाते हैं, तो उत्पाद पानी (पहले से मौजूद पानी के अलावा) और एक नमक (जो जरूरी नहीं कि "टेबल सॉल्ट" हो) होगा।

उदाहरण के लिए, प्रबल अम्ल HNO3 (नाइट्रिक अम्ल) को प्रबल क्षार KOH (पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड) के साथ मिलाएं।

HNO3 + KOH -> H2O + KNO3

इस उदाहरण में, KNO3 नमक है, इसलिए पानी और नमक अपेक्षा के अनुरूप बनते हैं। यह प्रतिक्रिया पानी में होती है, इसलिए सबसे अधिक संभावना है कि नमक एक साथ बंधे नहीं हैं, बल्कि पानी में आयनों के रूप में अलग हो जाते हैं।

दरअसल, केमिस्ट यह दिखाने के लिए कि कौन से रसायनों को अलग किया गया है, एक पूर्ण आयनिक समीकरण कहा जाता है:

H+ (aq) + NO3- (aq) + K+ (aq) + OH- (aq) -> H2O (l) + K+ (aq) + NO3- (aq)

इस लंबे समीकरण से पता चलता है कि मजबूत अम्ल और मजबूत आधार पानी में अलग हो जाते हैं ("aq" जलीय के लिए खड़ा है), और पानी बनता है, पोटेशियम (K+) और नाइट्रेट (NO3-) आयनों को अभी भी छोड़ देता है पानी।

इससे एक और दिलचस्प सवाल उठता है: नमक कैसे बनता है? इस मामले में, यह नहीं है। नमक बनाने वाले आयन हैं, लेकिन वर्तमान रूप में उन्होंने नमक नहीं बनाया है। तो, रसायनज्ञ लिखते हैं कि वास्तव में क्या हुआ यह दिखाने के लिए शुद्ध आयनिक समीकरण कहा जाता है:

एच+ (एक्यू) + ओएच- (एक्यू) -> एच2ओ (एल)

यह हमें बताता है कि एकमात्र सच्ची प्रतिक्रिया यह है कि यह उदाहरण पानी का निर्माण है। आयनों K+ और NO3- ने कुछ भी नहीं किया है, इसलिए वे शुद्ध आयनिक समीकरण से बाहर रह गए हैं।

क्या होगा यदि आप केवल उत्पादों - नमक और पानी के साथ समाप्त करना चाहते हैं - और यह सुनिश्चित करना चाहते हैं कि सभी एसिड और बेस खत्म हो गए हैं? यह एक स्टोइकोमेट्रिक समस्या बन जाती है। पर्याप्त आधार जोड़े बिना, प्रतिक्रिया से अम्ल बचेगा। एसिड एक उत्पाद नहीं है, लेकिन इसे उत्पादों के साथ मिलाया जाता है। इसी तरह, बहुत कम एसिड मिलाने से बेस की मात्रा बच जाएगी, जो फिर से उत्पादों के साथ मिल जाएगी। गणितीय रूप से, आप गणना कर सकते हैं कि पूर्ण तटस्थता प्राप्त करने के लिए आपको एक निश्चित मात्रा में आधार के साथ कितना एसिड मिलाना चाहिए।

क्या होगा यदि अम्ल या क्षार (या दोनों) "मजबूत" नहीं है? कई कमजोर अम्ल और क्षार होते हैं, जिसका अर्थ है कि पानी में मिलाने पर वे बहुत कम घुलते हैं। सीधे शब्दों में कहें तो न्यूट्रलाइजेशन अभी भी होता है (पानी और नमक का निर्माण), लेकिन अगर हम उस सरल से परे जाते हैं बयान में, हम पाते हैं कि पूर्ण आयनिक और शुद्ध आयनिक समीकरण एक मजबूत एसिड/मजबूत आधार से बहुत अलग हैं प्रतिक्रिया।

एक और जटिलता है: क्या होगा यदि एक एसिड को NaHCO3 जैसी किसी चीज़ के साथ मिलाया जाए? जब आप बेकिंग सोडा (NaHCO3) को अम्लीय सिरके के साथ मिलाते हैं तो होने वाली प्रसिद्ध प्रतिक्रिया पर विचार करें। एक गैस बनती है। तटस्थता होती है, लेकिन उत्पाद अब केवल पानी और नमक नहीं हैं।

उदाहरण के लिए हाइड्रोक्लोरिक एसिड और बेकिंग सोडा देखें:

एचसीएल + NaHCO3 -> NaCl + H2O + CO2

उत्पाद न केवल नमक (NaCl) और पानी (H2O) हैं, बल्कि एक गैस (CO2) भी हैं।

अम्ल को क्षार के साथ मिलाने पर क्या उत्पाद प्राप्त होते हैं, इस समस्या का कोई सरल समाधान नहीं है। आधार के साथ अम्ल और मिश्रण का अंतिम परिणाम इस बात पर निर्भर करता है कि किस अम्ल और क्षार का उपयोग किया जाता है और आप कितने अम्ल और क्षार का उपयोग करते हैं। अम्ल और क्षार की प्रबलता या दुर्बलता भी अभिक्रिया के उत्पादों को प्रभावित करती है। सामान्य तौर पर, इन प्रतिक्रियाओं से नमक और पानी और कभी-कभी गैस बनती है।