క్షారం

క్షారాలు (Alkali) ఒక విధమైన రసాయన పదార్ధాలు.ఇవి ఆమ్లములతో చర్య పొందుతాయి. రుచికి చేదుగా ఉంటాయి.వీటిని సబ్బు ల తయారీలో ఉపయోగిస్తారు.

ఉదాహరణలు

• సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ (Sodium Hydroxide: NaOH)
• పొటాషియం హైడ్రాక్సైడ్ (Potassium hydroxide: KOH)
• బెరియం హైడ్రాక్సైడ్ (Barium hydroxide: Ba (OH) ₂)
• కాల్షియం హైడ్రాక్సైడ్ (Calcium hydroxide: Ca (OH) ₂)

లక్షణాలు

• ఇవి రుచికి చేదుగా ఉంటాయి.
• ఎరుపు లిట్మస్ కాగితాన్ని క్షారంలో ఉంచినపుడు నీలం రంగులోకి మారుస్తాయి.
• క్షారాలు మిథైల్ ఆరెంజి సూచికను పసుపు రంగుగా మారుస్తాయి.
• క్షారాలు ఫీనాప్తలీన్ సూచికను గులాబి రంగు లోకి మారుస్తాయి.

ధర్మాలు

• క్షారాలను వేడిచేస్తే లోహ ఆక్సైడ్లు, కార్బన్ డయాక్సైడ్ లుగా విడిపోతుంది.
• క్షారం ఆమ్లంతో చర్య పొంది లవణం, నీరు లనిస్తుంది. దీనిని తటస్థీకరణము అంటారు. NaOH + HCl → Nacl + H₂O

తయారు చేసే విధానం

లోహ ఆక్సైడ్లు నీటిలో కరిగినపుదు bases తయారవుతాయి.

• సోడియం ఆక్సైడ్ ను నీటిలో కరిగించినపుడు సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ ఏర్పడుతుంది. Na₂O +H₂O → 2NaOH
• మెగ్నీషియం ఆక్సైడ్ ను నీటిలో కరిగించినపుడు మెగ్నీషియం హైడ్రాక్సైడ్ ఏర్పడుతుంది. 2MgO +H₂O → Mg (OH) ₂
• కాల్షియం అక్సైడ్ ను నీటిలో కరిగించినపుడు కాల్షియం హైడ్రక్సైడ్ ఏర్పడుతుంది. 2CaO +H₂O → Ca (OH) ₂

అర్హీనియస్ ఆమ్ల క్షార సిద్ధాంతము

అర్హీనియస్ సిద్ధాంతం ప్రకారం జల ద్రావణంలో H⁺ అయాన్లను యిచ్చేవి ఆమ్లాలు. OH^- అయాన్లను యిచ్చెవి క్షారాలు. ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం HCl ఆమ్లము. అది నీటిలో కరిగినపుడు H⁺, Cl^-అయాన్లుగా విడిపోతుంది. ఈ సిద్ధాంతంప్రకారం NaOH క్షారం అది నీటిలో కరిగినపుడు Na⁺, OH^- అయాన్లుగా విడిపోతుంది. నీటిలో H⁺ OH^- అయాన్లు సమానంగా ఉంటాయి. అందువలన అది తటస్థ ద్రావణం.

అర్హీనియస్ ఆమ్ల క్షార సిద్ధాంతం- లోపములు

• కాల్షియం కార్బొనేట్ నీటిలో కరగక పోయినప్పటికీ అది క్షార స్వభావాన్ని కలిగి ఉండును.
• కాల్షియం ఆక్సైడ్ లో OH^-అయాన్లు లేనప్పటికీ అది క్షార స్వభావాన్ని కలిగి ఉండును.

నీటి అయనీకరణము

స్వచ్ఛమైన నీటిలో విద్యుత్ ప్రసరించదు. నీటిలో విద్యుత్ ను ప్రసరింపజేస్తే ఒక లీటరు ఘనపరిమాణంలో ఒక కోటి మోల్ అయాన్లలో ఒకటి మాత్రమే అయాన్లుగా విడిపోతుంది. దీనిని నీటి అయనీకరణము అంటారు. [H⁺] అనగా H⁺ అయాన్ యొక్క గాఢత. [OH^- ] అనగా OH^- అయాన్ గాఢత అనిర్థం. నీటిలో H⁺, OH^-లు సమానంగా ఉంటాయి. అందువల్ల వాటి గాఢతలు సమానముగా ఉంటాయి. [H⁺]= 10⁻⁷ మోల్ అయాన్/లీటరు : [OH^- ] =10⁻⁷ మోల్ అయాన్/లీటరు

నీటి అయానిక లబ్దము

ఒకమోల్ నీటిలో గల H⁺ గాఢత, OH^- గాఢతల లబ్ధాన్ని నీటిఅయానిక లబ్ధం అంటారు.దీనిని K_wతో సూచిస్తారు. _w= [H⁺] x [OH^- ] ఇది ఆమ్ల క్షారాలలో ముఖ్య మైనది. ఎందువలనంటే

• నీటికి ఆమ్లం కలిపినపుడు H⁺ అయాన్ల గాఢత పెరుగుతుంది OH^- అయాన్ల గాఢత తగ్గుతుంది. అయినా వాటి గాఢతల లబ్ధం మారదు.
• నీటికి క్షారణ్ కలిపినపుడు H⁺ అయాన్ల గాఢత తగ్గుతుంది OH^- అయాన్ల గాఢత పెరుగుతుంది. అయినా వాటి గాఢతల లబ్ధం మారదు.

ఆమ్ల, క్షారముల జల ద్రావణంలో H⁺ అయాన్ల గాఢత, OH^- అయాన్ల గాఢత

H+ అయాన్ల గాఢత [H+]

100

10−1

10−2

10−3

10−4

10−5

10−6

10−7

10−8

10−9

10−10

10−11

10−12

10−13

10−14

OH- అయాన్ల గాఢత [OH-]

10−14

10−13

10−12

10−11

10−10

10−9

10−8

10−7

10−6

10−5

10−4

10−3

10−2

10−1

100

H⁺ అయాన్ గాఢత బట్టి ఆమ్ల, క్షారములను తెలుసుకొనవచ్చును.

• 10⁰ > [H⁺] > 10⁻⁶ అయితే ఆ ద్రావణం ఆమ్లం అవుతుంది.
• [H⁺] = 10⁻⁷ అయిన ఆ ద్రావణం తటస్థ ద్రావణం అవుతుంది.
• 10⁻⁸ > [H⁺] > 10⁻¹⁴ అయితే ఆ ద్రావణం క్షారం అవుతుంది.

P^H

దీనిని సోరెన్ సన్ అనే శాస్త్రవేత్త కనుగొన్నారు. ఈ మానమును ఆమ్ల క్షారములు తెలుసుకొనుటకు ఉపయోగిస్తారు.

• హైడ్రోజన్ అయాన్ గాఢతకు ఋణ సంవర్గమానాన్ని P^H అంటారు.
• P^H= -log [H⁺]

H⁺ అయాన్ల గాఢత, P^H విలువలు

H+ అయాన్ల గాఢత [H+]	100	10−1	10−2	10−3	10−4	10−5	10−6	10−7	10−8	10−9	10−10	10−11	10−12	10−13	10−14
PH విలువలు	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14

P^H ఆధారంగా ఆమ్ల క్షారములను తెలుసుకోవచ్చు.

• P^H విలువ 0 నుండి 6 వరకు గల ద్రావణాలు ఆమ్లాలు.
• P^H విలువ 7 గల ద్రావణాలు తటస్థ ద్రావణాలు.
• P^H విలువ 7 నుండి 14 గల ద్రావణాలు క్షారాలు.

క్షారముల బలాలు

• బలమైన క్షారము (strong alkali) :100% అయనీకరణము చెందిన క్షారమును బలమైన base అంటారు. ఉదా: సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ (NaOH)
• బలహీన క్షారము (weak alkali) : పాక్షికంగా అయనీకరణము చెందిన క్షారమును బలహీన క్షారము అంటారు. ఉదా: అమ్మోనియం హైడ్రాక్సైడ్ (NH₄ OH)

తటస్థీకరణము,తటస్థీకరణోష్ణం

ఒక మోల్ ఆమ్లం, ఒక మోల్ క్షారం కలిపినపుడు లవణం, నీరు యేర్పడతాయి. దీనిని తటస్థీకరణము అంటారు. తటస్థీకరణము చెందినపుడు వెలువడు ఉష్ణాన్ని తటస్థీకరణోష్ణం అంటారు.
బలమైన ఆమ్లము బలమైన క్షారంతో చర్య పొందినపుడు తటస్థీకరణోష్ణం విలువ 13.7 కి.కా/మోల్ ఉండును.
మిగిలిన సందర్భాలలో దీనివిలువ 13.7 కి.కా/మోల్ కన్న తక్కువ ఉండును;

ఇవి చేయండి, తెలుసుకోండి

1. మాజిక్ ఉత్తరాన్ని తయారు చేయుట: ఫీనాప్తలీన్ ద్రవం ఉపయోగించి ఉత్తరాన్ని తెల్ల కాగితంపై రాయండి. ఆ ఉత్తరాన్ని ఆరబెట్టండి. ఆ కాగితంపై ఏ అక్షరాలు కనిపించవు. ఈ ఉత్తరాన్ని ఒక పాత్రలో గల సబ్బు నీటి ద్రావణంలో ఉంచండి. దాని పై గులాబి రంగు అక్షరాలు కనిపిస్తాయి.
2. జీర్ణాశయంలో యేర్పడిన ఎసిడిటీ కొరకు: మనం రోజూ సరియైన సమయానికి ఆహారం తినకపోవుట వలన మన జీర్ణాశయంలో గ్యాస్ట్రిక్ ఆమ్లము ఉత్పత్తి పెరిగి ఎసిడిటీకి కారణమగును. అపుడు ఆమ్లత్వం పోవుటకు క్షారంతో కూడిన మాత్రలను వాడమని డాక్టర్లు చెవుతారు.

ఇవి కూడా చూడండి

• క్షార లోహము
• క్షార మృత్తిక లోహము
• ఆమ్లాలు-క్షారాలు