मजबूत और कमजोर अम्ल: वे क्या हैं और हम उन्हें कैसे अलग करते हैं?

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शैक्षणिक उद्देश्यों के लिए और जब हम प्रयोगशाला में उनका उपयोग करते हैं, दोनों के लिए कमजोर एसिड से मजबूत एसिड की पहचान करने में सक्षम होना महत्वपूर्ण है। प्रबल अम्ल बहुत दुर्लभ होते हैं, इसलिए उन्हें दुर्बल अम्लों से अलग बताने का सबसे आसान तरीका यह याद रखना है कि वे क्या हैं। सूचीबद्ध नहीं किया गया कोई भी अन्य अम्ल दुर्बल अम्ल होगा।

मजबूत एसिड और कमजोर एसिड के प्रमुख पहलू

  • प्रबल अम्ल जलीय विलयनों में पूरी तरह से वियोजित हो जाते हैं, जिससे उनके सभी अणु कम से कम एक प्रोटॉन (H + ) खो देते हैं जो पानी के अणु के साथ एक हाइड्रोनियम आयन (H3O +) बनाता है, जबकि कमजोर अम्ल केवल आंशिक रूप से अलग हो जाते हैं
  • मजबूत एसिड बहुत कम हैं, केवल सात मजबूत अकार्बनिक एसिड हैं, इसलिए उन्हें आसानी से कमजोर लोगों से अलग करने के लिए, उन्हें याद किया जा सकता है; यदि यह सूचीबद्ध नहीं है, तो यह एक कमजोर अम्ल होगा।
  • प्रबल अम्ल हैं हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (HCl), नाइट्रिक अम्ल (HNO3 ) , सल्फ्यूरिक अम्ल (H2SO4 ) , हाइड्रोब्रोमिक अम्ल ( HBr ) , हाइड्रोआयोडिक अम्ल (HI), परक्लोरिक अम्ल ( HClO4 ) और क्लोरिक अम्ल (HClO 3 )।
  • हलोजन तत्व की प्रतिक्रिया से बनने वाला एकमात्र कमजोर एसिड हाइड्रोफ्लोरिक एसिड (एचएफ) है। जबकि तकनीकी रूप से एक कमजोर एसिड, हाइड्रोफ्लोरिक एसिड अत्यधिक संक्षारक होता है।

मजबूत अम्ल

प्रबल अम्ल जलीय घोल में पूरी तरह से अलग हो जाते हैं, प्रत्येक अणु कम से कम एक प्रोटॉन (H + धनायन) को मुक्त करता है जो पानी के अणु के साथ एक हाइड्रोनियम आयन (H3O +) बनाता है सबसे आम अकार्बनिक मजबूत एसिड सात हैं।

  • हाइड्रोक्लोरिक एसिड (एचसीएल)
  • नाइट्रिक अम्ल ( HNO3 )
  • सल्फ्यूरिक अम्ल ( H2SO4 )
  • हाइड्रोब्रोमिक एसिड (HBr)
  • हाइड्रोआयोडिक एसिड (HI)
  • पर्क्लोरिक अम्ल ( HClO4 )
  • क्लोरिक अम्ल ( HClO3 )

निम्नलिखित उदाहरण जलीय घोल में मजबूत अम्लों की विशिष्ट आयनीकरण प्रतिक्रियाएँ हैं।

एचसीएल → एच + + सीएल

एचएनओ 3 → एच + + एनओ 3

एच 2 एसओ 4 → 2 एच + + एसओ 4

यह स्पष्ट करना आवश्यक है कि इन प्रतिक्रियाओं में हाइड्रोजन आयनों का धनात्मक आवेश होता है, वे धनायन होते हैं, और यह कि प्रतिक्रिया की दिशा केवल उत्पादों की ओर होती है, जो इंगित करता है कि सभी अभिकारक अणु अलग हो जाते हैं।

कमजोर अम्ल

कमजोर एसिड जलीय घोल में पूरी तरह से अलग नहीं होते हैं; अर्थात्, एक निश्चित संख्या में अभिकारक अणु अपने मूल संघटन के साथ रहते हैं। यह हाइड्रोफ्लोरिक एसिड (एचएफ) का मामला है। मजबूत की तुलना में बहुत अधिक कमजोर एसिड होते हैं। अधिकांश कार्बनिक अम्ल कमजोर होते हैं, कुछ अपवादों के साथ, जैसे कि पी-टोलुएनसल्फ़ोनिक एसिड, जो थोड़ा सा अलग हो जाता है, लेकिन पूरी तरह से नहीं। अम्लता कम करने के क्रम में कुछ कमजोर एसिड नीचे सूचीबद्ध हैं।

  • एचओ 2 सी 22 एच – ऑक्सालिक एसिड
  • एच 2 एसओ 3 – सल्फ्यूरस एसिड
  • एचएसओ 4 हाइड्रोजन सल्फेट आयन
  • एच 3 पीओ 4 – फॉस्फोरिक एसिड
  • HNO2 – नाइट्रस अम्ल
  • एचएफ – हाइड्रोफ्लोरिक एसिड
  • एचसीओ 2 एच – मेथेनोइक एसिड
  • सी 6 एच 5 सीओओएच – बेंजोइक एसिड
  • CH3 COOH – एसिटिक एसिड
  • HCOOH – फॉर्मिक एसिड

एक कमजोर एसिड आयनीकरण प्रतिक्रिया का एक उदाहरण एसिटिक एसिड है, जो हाइड्रोनियम केशन और एसीटेट आयनों को उत्पन्न करता है।

सीएच 3 कूह + एच 2 ओ ⇆ एच 3+ + सीएच 3 सीओओ

यह उल्लेखनीय है कि इस मामले में, मजबूत एसिड के विपरीत, प्रतिक्रिया दोनों दिशाओं में होती है, जैसा कि दोहरे तीर द्वारा दर्शाया गया है। इस मामले में, क्योंकि विपरीत प्रतिक्रिया की संभावना अधिक होती है, केवल लगभग 1% एसिटिक एसिड के अणु अलग हो जाते हैं, जबकि बाकी अपनी मूल संरचना में रहते हैं।

मजबूत एसिड और कमजोर एसिड के बीच अंतर कैसे करें

हदबंदी प्रतिक्रिया के संतुलन स्थिरांक का मान इंगित करता है कि एक एसिड मजबूत या कमजोर है । अर्थात्, अम्ल पृथक्करण स्थिरांक K a , एक जलीय माध्यम में अम्ल पृथक्करण प्रतिक्रिया का संतुलन स्थिरांक है (लॉगरिदमिक पैरामीटर का भी उपयोग किया जाता है, pK a =-logK a )। प्रबल अम्लों के लिए K a का मान बड़ा होता है (और pK a का मान छोटा होता है); दुर्बल अम्लों में K a का मान छोटा होता है (और pK a का मान बड़ा होता है)।

केंद्रित या पतला के सापेक्ष मजबूत या कमजोर

ध्यान रखा जाना चाहिए कि मजबूत और कमजोर शब्दों को केंद्रित और पतला के साथ भ्रमित न करें। एक केंद्रित एसिड में जलीय घोल में बड़ी मात्रा में एसिड होता है; एक पतला में एसिड की थोड़ी मात्रा होती है। उदाहरण के लिए, यदि आपके पास एसिड का 12M एसिटिक एसिड (12 मोल प्रति लीटर सांद्रता) है, तो आपके पास एक मजबूत समाधान है, लेकिन एसिड अभी भी कमजोर है। एक 0.0005 एम हाइड्रोक्लोरिक एसिड समाधान (0.0005 मोल प्रति लीटर एकाग्रता) एक पतला समाधान है, लेकिन एसिड अभी भी मजबूत है।

मजबूत और संक्षारक के बीच अंतर

पतला एसिटिक एसिड (जो वास्तव में सिरका है) पीना संभव है, लेकिन सल्फ्यूरिक एसिड की समान मात्रा पीने से जबरदस्त रासायनिक जलन पैदा होगी। संक्षारक शब्द (इस मामले में यह सल्फ्यूरिक एसिड है) उस क्षति को संदर्भित करता है जो एसिड उस सामग्री में उत्पन्न होता है जिसके साथ यह संपर्क में आता है, जबकि मजबूत या कमजोर होना एसिड की विशेषता है। हालांकि एसिड अक्सर संक्षारक होते हैं, कुछ कार्बोरेन बहुत मजबूत एसिड होते हैं, सल्फ्यूरिक एसिड की तुलना में बहुत मजबूत होते हैं, लेकिन त्वचा को नुकसान पहुंचाए बिना हाथ में पकड़े जा सकते हैं, जबकि हाइड्रोफ्लोरिक एसिड, यहां तक ​​कि एक कमजोर एसिड, ऊतक को नष्ट कर देगा। .

सूत्रों का कहना है

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Sergio Ribeiro Guevara (Ph.D.)
(Doctor en Ingeniería) - COLABORADOR. Divulgador científico. Ingeniero físico nuclear.

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