Acids

      Acids

*Acids are those compounds 

  which gives Hydrogen ions (H+ ion) in aqueous solutions.

For example-

       HCl --------> H+    +  Cl`

       (aq)            (aq)       (aq)

* Acids are those compounds which makes hydronium ions in aqueous solutions.

For example-

          HCl --------> H+    +  Cl`

       (aq)            (aq)       (aq)

H+  +   H2O ------->  H3O+

                           (Hydronium ion)

* Acids are those compounds which is reacts with bases and form salts and water.

For example-

NaOH  +  HCl -------> NaCl +H2O

(Base)     (Acid)      (Salt)   (Water)

* Acids are those compounds which are sour  in taste.

  For example- citric acid , lactic acid etc.

*Organic acids and mineral acids-

(1)Organic acids-  The acids present in plant materials and animals are called organic acids.

 For example- Acetic acid, formic acid etc.

(2)Inorganic acids-  The acids prepared from the minerals of the earth are called mineral acids.

 For example- HCl,  H2SO4 , HNO3 etc.

*Strong acids and weak acids-

(1) Strong acids-   The acids which gives maximum number of the Hydrogen ions in the aqueous solutions are called strong acids. 

All the mineral acids are strong acids.( Exception Carbonic acid)

For example- HCl,  H2SO4 , HNO3 etc.

 (2)Weak acids-    The acids which gives minimum number of the Hydrogen ions in the aqueous solutions are called weak acids. 

All the Organic acids are weak acids.

For example- citric acid, lactic acid etc.

*Concentrated acids and Dilute acids-

(1) Concentrated acids-  A concentrated acid is one which contains the minimum possible amount of water in it.

(2) Dilute acids-  A dilute acid is one which contains much more of water in it.

Properties of acids-

(1) Acids have a sour taste.

(2) Acids turn blue litmus to red.

(3) Acid solutions conduct electricity.

(4) Acids reacts with metals to form hydrogen gas.

    Zn  +  H2SO4 ------> ZnSO4 + H2

(5) Acids reacts with metal carbonates and metal hydrogen carbonates to form carbon dioxide ( CO2) gas.

  Na2CO3 + 2HCl ------> 2NaCl + CO2 + H2O 

(6) Acids reacts with bases to form salts and water.

  NaOH + HCl ------> NaCl + H2O 

(7) Acids reacts with metal oxides to form salts and water.

  CuO + 2HCl ------> CuCl2 + H2O

(8) Acids have corrosive nature.

Dalton's atomic theory

Dalton's atomic theory 

The theory that all matters is made up of very tiny indivisible particles (atoms) is called atomic theory of matter. Dalton put forward his atomic theory of matter in 1808.

      The various postulates or assumptions of Dalton's atomic theory of matter are as follows-

(1) All the matter is made up of very tiny particles called atoms.

(2) Atoms cannot be divided.

(3) Atoms can neither be created nor be destroyed.

(4) Atoms are of various kinds. There are as many kinds of atoms as are elements.

(5) All the atoms of a given element are identical in every respect, having the same mass, size and chemical properties.

(6) Atoms of different elements differ in mass, size and chemical properties.

(7) Chemical combination between two or more elements consists in the joining together of atoms of these elements to form molecules of compounds.

(8) The numbers and kind of atoms in a given compound is fixed.

(9) During chemical combination,atom a of different elements combine in small whole numbers to form compounds.

(10) Atoms of same elements can combine in more than one ratio to form more than one compound.

           Dalton's atomic theory was the first modern attempt to describe the behaviour of matter in terms of atoms. This theory was also used to explain the laws of chemical combination.

Drawbacks of Dalton's atomic theory-

 It is now known that some of the statement of  Dalton's atomic theory of matter are not exactly correct. Some of the drawbacks of the Dalton's atomic theory of matter are given below-

(1) one of the major drawback of Dalton's atomic theory  of matter is that atoms were thought to be indivisible ( which cannot be divided). We know that under special circumstances, atoms can be further divided into still smaller particles called electrons , protons and neutrons.

(2) Dalton's atomic theory says that all the atoms of an element have exactly the same mass. It is, however, now known that atoms of the same element can have slightly different masses.

(3) Dalton's atomic theory says that atoms of different elements have different masses. It is however now known that even atoms of different elements can have the same mass.

                John Dalton

 John Dalton was born in 1766 in a poor weaver's family in England. He received his early education from his father and at the village school. Dalton started teaching in the village at the age of 12 . In 1793 , Dalton left for Manchester to teach physics,chemistry and mathematics in a college. In 1794 , he described colour blindness. In 1808 , Dalton presented his atomic theory to explain the properties of matter. Dalton was the first to calculate the masses of the atoms of several elements. He died in 1844.

The Gas laws

  The Gas laws 

(A) Boyle's law -

 This law is given by the scientist Robert Boyle in 1662.

According to this law-

 The volume of a given mass of a gas is inversely proportional to its pressure provided the temperature remains constant.

   

                                                                           1                                           v     =    -----                 ( at constant                 p                temperature)  

                          

Or,     pv =  k = constant

Let the pressure and volume of any  gas is p   and V  and the 

                     1            1

 pressure and volume    of the same amount of the same gas be p  and v      then -

  2          2  

    p   v    =   p    v  = constant

      1    1         2    2

 (B) Charles' law-

   This law is given by the scientist J. Charles in 1787.

According to this law-

At constant pressure, the volume of a given mass of a gas is directly proportional to its absolute temperature.

     V   ~  T  (at constant pressure)

Or,    V = kT

               V 

 Or,       ----  = k

               T 

                V         V 

                  1          2

Or,        ------  =  -----

                T           T 

                  1            2

 (C) Gay Lussac's law-

 This law is given by the scientist Gay Lussac in 1802.

According to this law-

     At constant volume, the pressure of a given mass of a gas is directly proportional to its absolute temperature.

   P ~  T ( at constant volume)

Or,    P = kT

               P 

 Or,       ----  = k

               T 

                P          P

                  1          2

Or,        ------  =  -----

                T           T 

                   1           2

 (D) Avogadro's law-

This law is given by the scientist Amedeo Avogadro in 1811.

According to this law-

     Equal volume of all gasses contain equal number of molecules under similar conditions of temperature and pressure.

  

   V   ~  n

                V         V 

                  1          2

Or,        ------  =  -----

                n           n

                  1            2

Laws of chemical combination

Laws of chemical combination

(1)Laws of conservation of mass-

 This law is given by the French scientist A. Lavosier in 1774. 

          According to this law-

In any physical or chemical change the total mass of the products is always equal to the total mass of the reactants.

This law is also represents as -

Matter is neither be created nor be destroyed in any physical or chemical change but it transformed into one form to another form.

  

For example-

   2H2O  ------> 2H2  + O2

  36 gram      4 gram   32 gram

(2)Law of constant proportion-

This law is given by the French scientist Proust in 1799. 

          According to this law-

In any chemical compound , the elements presents in the compound are always present in a fixed proportion by mass.

  For example-

(a)In the compound CO2 the ratio of Carbon and Oxygen is always found in the 3:8 by mass.

(b) In the compound H2O the ratio of Hydrogen and Oxygen is always found in the 1:8 by mass.

(3)Law of Multiple proportion-

 This law is given by the scientist John Dalton in 1804. 

          According to this law-

When two elements are combined to each other and form two or more than two compound then mass of one element which is combined to the fixed mass of other element,is found in a simple ratio.

For example-

Two elements Carbon and Oxygen formed Carbon mono oxide(CO) and carbon dioxide (CO2) after the combination of each other. In the carbon monoxide the ratio by mass of C and O is 12:16. On the other hand the ratio of C and O in CO2 is 12:32. So the fixed mass of carbon (12part) is reacts with different - different mass of Oxygen. So in the both compounds the ratio by mass of the oxygen is 16:32 or 1:2 .

(4) Law of Reciprocal proportion-

This law is given by the German scientist Ritcher in 1792. 

          According to this law-

When the two elements are combined with different ways by the fixed mass of the third element then the same ratio or its a multiple ratio by mass is found in which they are combined to each other.

For example-

Let in the three elements Hydrogen (H) , Sulpher(S) and Oxygen (O) , H and O formed H2O , S and O formed SO2 , H and S formed H2S.

         The ratio of H, O in H2O is 2:16 or 4:32 whereas the ratio of S and O in the SO2 is 32:32.

              So ratio of H and S which is combined with the fixed mass (32 part) of oxygen is 4:32 or 1:8.   ....................(i)

            When H and S formed H2S ,then the ratio of H and S is 2:32 or 1:16  ................................(ii)

 So the ratio of (i) and (ii) is-

   1        1

  ----  :  -----   Or   2:1

    8       16

So, they are present in the simple ratio.

(5) Gay Lussac's Law -

This law is given by the scientist Gay Lussac in 1808.

          According to this law-

When the gasses are chemically combined with each other then the volume of reactants and the volume of the products are found in the simple ratio when the temperature and pressure are fixed.

For example-

 H2(g)   +     Cl2(g)  ------->  2HCl(g)

1volume   1 volume       2 volume

उत्प्रेरण (Catalysis )

                 उत्प्रेरण (Catalysis )
 रासायनिक अभिक्रियाओं की गति किसी विशिष्ठ पदार्थ की थोड़ी सी मात्रा की उपश्थिति से प्रभावित हो सकती है | इस प्रकार के पदार्थो को उत्प्रेरक कहा जाता है तथा इस घटना को उत्प्रेरण कहते हैं | उत्प्रेरण पद को सर्वप्रथम बर्जीलियस ने सन 1836 में प्रयोग किया था |

(A) धनात्मक उत्प्रेरण ( positive catalysis )-
 वे उत्प्रेरक जो अभिक्रिया के वेग को बढ़ा देते हैं उन्हें धनात्मक उत्प्रेरक कहा जाता है तथा इस घटना को धनात्मक उत्प्रेरण कहते हैं |
जैसे -
                       Pt
        2H2O2 --------> 2H2O + O2


(B) ऋणात्मक उत्प्रेरण ( Negative 
catalysis )-
 वे उत्प्रेरक जो अभिक्रिया के वेग को घटा  देते हैं उन्हें ऋणात्मक उत्प्रेरक कहा जाता है तथा इस घटना को ऋणात्मक उत्प्रेरण कहते हैं |
जैसे -
टेट्रा एथिल लेड (TEL ) की उपश्तिथि द्वारा पेट्रोल का अपस्फोटन कम हो जाता है |

     उत्प्रेरण के प्रकार ( Types of Catalysis )

(1) समांग उत्प्रेरण (Homogeneous catalysis )--
  जब उत्प्रेरक व अभिकारक एक ही प्रावस्था में स्थित होते हैं तथा अभिक्रिया तंत्र पूर्णतः समांग होता है तो इस प्रकार के उत्प्रेरण को समांग उत्प्रेरण कहा जाता है |
जैसे -
                               NO (g)       2SO2(g)  + O2(g)-----------> 2SO3 (g)


(2) विषमांग उत्प्रेरण (Heterogeneous catalysis )--
  जब उत्प्रेरक व अभिकारक भिन्न भिन्न   प्रावस्था में स्थित होते हैं तथा अभिक्रिया तंत्र पूर्णतः विषमांग होता है तो इस प्रकार के उत्प्रेरण को विषमांग उत्प्रेरण कहा जाता है |
जैसे -
                               Pt (s)       2SO2(g)  + O2(g)-----------> 2SO3 (g)

(3) स्वतः उत्प्रेरण (Auto catalysis )--
  जब किसी रासायनिक अभिक्रया में कोई उत्पाद ही उत्प्रेरक का कार्य करता है तो इस घटना को स्वतः उत्प्रेरण कहते हैं |
जैसे -
CH3COOC2H5 + H2O ---------> CH3COOH + C2H5OH

(4) प्रेरित उत्प्रेरण (Induced catalysis )--
  जब एक रासायनिक अभिक्रिया सामान्य परिश्थितियों में संपन्न न होने वाली एक अन्य रासायनिक अभिक्रिया के वेग को प्रभावित करती है तो इस घटना को प्रेरित उत्प्रेरण कहा जाता है |
जैसे -
ऑक्सेलिक अम्ल के साथ मरक्यूरिक क्लोराइड का अपचयन


(5) एंजाइम  उत्प्रेरण (Enzyme catalysis )--
 जब कोई रासायनिक अभिक्रिया किसी एंजाइम के द्वारा उत्प्रेरित होता है तो इसे एंजाइम उत्प्रेरण कहते हैं |
जैसे - टायलिन एंजाइम द्वारा स्टार्च का माल्टोस में परिवर्तन

वांट हॉफ कारक (van't Hoff factor )

वांट हॉफ कारक(van't Hoff factor )
वांट हॉफ (1886) ने विलेय पदार्थो के आणविक संयोजन तथा वियोजन का विस्तृत अध्ध्यन किया तथा विलेय पदार्थ के विलयन में संयोजन या वियोजन की सीमा को व्यक्त करने के लिए एक कारक i की कल्पना की | इस कारक को वांट हॉफ कारक कहते हैं | इसे निम्न प्रकार परिभाषित किया जा सकता है -
किसी अणुसंख्य गुणधर्म के प्रायोगिक मान (observed value ) तथा सामान्य मान (calculated value ) के अनुपात को वांट हॉफ कारक i कहा जाता है |
गणितीय रूप में,
     किसी अणुसंख्य गुणधर्म का प्रायोगिक                       मान (observed value )
i =  --------------------------------------------
      किसी अणुसंख्य गुणधर्म का  सामान्य             मान (calculated value )

                        ∆
                          obs
 या,        i =    ------------
                        ∆
                          cal

वाष्प दाब में अवनमन के लिए,
                   (∆p)
                          obs
          i =    ------------
                   ( ∆p)
                           cal

क्वथनांक में उन्नयन के लिए,
                  (∆T)
                          obs
          i =    ------------
                   ( ∆T)
                           cal

हिमांक में अवनमन के लिए ,
         

                  (∆T)
                          obs
          i =    ------------
                   ( ∆T)
                           cal

परासरण दाब के लिए ,
       

                        π
                          obs
          i =     ------------
                         π
                           cal

फैराडे के विद्युत् अपघटन के नियम (Faraday's laws of electrolysis )

फैराडे के विद्युत् अपघटन के नियम (Faraday's laws of electrolysis)
माइकल फैराडे ने सन 1832 में  विद्युत् अपघटन का गहन अध्ययन किया और इलेक्ट्रोडो पर मुक्त उत्पादों की मात्रा व प्रवाहित विद्युत् धारा की मात्रा के बीच सम्बन्ध के लिए दो नियम दिए | इन्हे फैराडे के विद्युत् अपघटन के नियम कहते हैं | ये नियम निम्न हैं -

(1) फैराडे का  विद्युत् अपघटन का प्रथम नियम - 
विद्युत् अपघटन की प्रक्रिया में किसी इलेक्ट्रोड विशेष पर मुक्त या एकत्रित पदार्थ का द्रव्यमान विलयन में प्रवाहित की गयी विद्युत् धारा की मात्रा ( कुल आवेश ) के समानुपाती होता है |
 
यदि विलयन में विद्युत् (आवेश ) के Q कूलम्ब को प्रवाहित करने पर किसी इलेक्ट्रोड पर एक पदार्थ के W ग्राम मुक्त होते हैं , तो फैराडे के   विद्युत् अपघटन के  प्रथम नियम के अनुसार ,
         आवेश = विद्युत् धारा × समय
या ,       Q = I × t
या ,        W = Z × I × t
जहाँ Z एक स्थिरांक है , जिसे विद्युत् रासायनिक तुल्यांक कहते हैं |

(2) फैराडे का  विद्युत् अपघटन का द्वितीय  नियम -  
जब श्रेणीक्रम में जुड़े विभिन्न विद्युत् अपघट्यो के विलयनों में समान मात्रा में विद्युत् प्रवाहित की जाती है तो  इलेक्ट्रोडो पर मुक्त या एकत्रित पदार्थो के द्रव्यमान उनके तुल्यांक भारों के समानुपाती होते हैं |
      यदि समान विद्युत् को प्रवाहित करने पर प्राप्त पदार्थो के द्रव्यमान W1 तथा W2 हो एवं उनके तुल्यांक भार क्रमशः E1 तथा E2 हो तो फैराडे के  विद्युत् अपघटन के द्वितीय  नियम के अनुसार -
         W1           E1
        -------    =    -----
         W2           E2

या,
         Z1 IT             E1
        ---------    =      ---------
         Z2IT               E2

या

         Z1                E1
        ---------   =    ---------
         Z2                E2
या,
         E=F×Z
यहाँ , F एक स्थिरांक है,  जिसे  फैराडे स्थिरांक कहते हैं | इसका मान 96500 कूलम्ब होता है |

अणुसंख्य गुणधर्म (Colligative properties )

अणुसंख्य गुणधर्म (Colligative properties )

विलयनों के वे गुण जो विलायक की एक निश्चित मात्रा में उपश्थित विलेय कणो की संख्या पर निर्भर करते हैं किन्तु विलेय की रासायनिक प्रकृति पर निर्भर नहीं करते हैं, अणुसंख्य गुणधर्म कहलाते  हैं | 
          विलयनों के महत्वपूर्ण अणुसंख्य गुणधर्म निम्न हैं -
(1) वाष्पदाब में सापेक्ष अवनमन 
(2) क्वथनांक में उन्नयन 
(3) हिमांक में अवनमन 
(4) परासरण दाब 
   

(1) वाष्पदाब में सापेक्ष अवनमन -
 किसी वाष्पशील विलायक में एक अवाष्पशील विलेय को मिलाने पर उसके वाष्पदाब में कमी उत्पन्न होती है | यदि किसी शुद्ध विलायक का वाष्पदाब p° तथा विलयन का वाष्पदाब p हो तो
        वाष्पदाब में अवनमन =p° - p
तथा वाष्पदाब में सापेक्ष अवनमन =p° - p 
                                               ---------
                                                  p°

राउलट के नियम के अनुसार ,
p° - p 
--------- = x (विलेय )
    p°


 (2) क्वथनांक में उन्नयन - 
 किसी विलेय पदार्थ को किसी विलायक में मिलाने पर उस विलायक के क्वथनांक में वृद्धि हो जाती है , इसे ही क्वथनांक में उन्नयन कहा जाता है |
     क्वथनांक में उन्नयन विलयन की मोललता के समानुपाती होता है -
अतः       ∆T    = K  .  m
                  b        b
जहाँ K     मोलल उन्नयन स्थिरांक है |
          b
(3) हिमांक में अवनमन -
 किसी विलेय पदार्थ को किसी विलायक में मिलाने पर उस विलायक के हिमांक  में कमी हो जाती है , इसे ही हिमांक में अवनमन  कहा जाता है |
    हिमांक में अवनमन  विलयन की मोललता के समानुपाती होता है -
अतः       ∆T    = K  .  m
                  f        f
 जहाँ K   मोलल अवनमन स्थिरांक है |

           f

(4) परासरण दाब - 

 (A) परासरण-  एक अर्द्धपारगम्य झिल्ली से होकर एक शुद्ध विलायक से विलयन  में या एक  तनु विलयन  से सांद्र विलयन  में विलायक का स्वतः   प्रवाह परासरण कहलाता है |

(B) परासरण दाब -  किसी  विलयन का परासरण दाब  उस  वाह्य  दाब के बराबर माना जा सकता है,  जिसे विलयन पर आरोपित करने पर परासरण की क्रिया रुक जाये अर्थात एक अर्द्धपारगम्य झिल्ली से  होकर  विलायक का विलयन में प्रवाह  रुक जाये |

 परासरण दाब  πV= nRT 

या ,                π= CRT 

Some important model of Atom

  Some important model of Atom
  (कुछ महत्वपूर्ण परमाणु मॉडल )

(A) टॉमसन का परमाणु मॉडल -
 जे. जे. टॉमसन ने 1904 में परमाणु का प्रथम मॉडल दिया | इसे टॉमसन का तरबूज मॉडल भी कहते हैं | इसके अनुसार परमाणु इलेक्ट्रोनो तथा धन आवेशित द्रव्य से मिलकर बना है | परमाणु गोलाकार  अति सुक्ष्म तथा विद्युत् उदासीन कण है |परमाणु में धन आवेशित द्रव्य समान रूप से फैला हुआ है तथा इलेक्ट्रान धन आवेशित द्रव्य में इस प्रकार धँसे हुए हैं जैसे तरबूज में बीज धँसे रहते हैं |

(B) रदरफोर्ड का परमाणु मॉडल -
 अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने  अल्फ़ा - कणों के प्रयोग से नाभिकीय मॉडल दिया | इस मॉडल के अनुसार -
1) परमाणु गोलाकार, अति सूक्ष्म तथा विद्युत् उदासीन कण है |
2)परमाणु का समस्त धनावेश तथा लगभग समस्त द्रव्यमान उसके केंद्र में एक सूक्ष्म आयतन में संचित रहता है |
3)परमाणु में इलेक्ट्रान तथा प्रोटोन होते हैं |परमाणु में  प्रोटोन उसके नाभिक में तथा इलेक्ट्रान  नाभिक के बाहर होते हैं |
4)परमाणु में इलेक्ट्रान नाभिक के चारो ओर जिन पथो पर घूमते हैं, उन्हें इलेक्ट्रोनो की कक्षाएं कहते हैं |इलेक्ट्रान नाभिक के चारो ओर वृतीय कक्षाओं में घूमते हैं |
5) परमाणु का नाभिक परमाणु के इलेक्ट्रोनो को अपनी ओर आकर्षित करता है लेकिन वृतीय गति के कारण उत्पन्न अपकेंद्र बल इस बल को संतुलित करता है |

(C) बोर का परमाणु मॉडल -
 सन 1913 में नील्स बोर ने अपना मॉडल दिया | जिसके अनुसार -
1)परमाणु के नाभिक के चारो ओर अनेक वृतीय कक्षाएं संभव हैं लेकिन इलेक्ट्रान इन सभी संभव कक्षाओं में नहीं घूमते |इलेक्ट्रान केवल कुछ निश्चित कक्षाओं में घूमते हैं जिन्हे स्थायी कक्षाएं कहते हैं |
2) प्रत्येक इलेक्ट्रान के साथ उसकी गति तथा स्थिति के कारण ऊर्जा की एक निश्चित मात्रा निहित होती है |
3)इलेक्ट्रान स्थायी कक्षाओं में घूमते हुए ऊर्जा का उत्सर्जन नहीं करते |
4)स्थायी कक्षाओं में घूमते हुए इलेक्ट्रोनो का कोणीय संवेग h/2pi का पूर्ण गुणित होता है|
5)इलेक्ट्रोनो की कक्षाओं को क्रमशः K, L, M, N, ... ... . . आदि अक्षरों द्वारा प्रदर्शित करते हैं |
6) यदि इलेक्ट्रान ऊर्जा अवशोषित करता है तो वह अगली कक्षाओं में कूद जाता है ,और जब वह ऊर्जा उत्सर्जित करता है तो वह पिछली कक्षाओं में चला जाता है |
         अवशोषित ऊर्जा का मान = E2 - E1

Redox reactions

         Redox reactions   
 The word redox is made up by the two words (red+ ox) .
Red means reduction and ox means oxidation.
So, the redox reaction is the type of reaction in which reduction and oxidation both are takes place.
Example-
Zn  + cuSo4 = ZnSo4  + Cu

(1) Oxidation reaction - 

The reaction in which the electron are loss by the atom, molecules or ions is known as the oxidation reaction.
Example-
Na = Na+   +  e-
                  OR

Oxidation is the process in which oxygen is added in the atoms, molecules or ions is known as the oxidation reaction.
2Mg + O2  = 2MgO

(2) Reduction reaction-

The reaction in which the electron are gain by the atom, molecules or ions is known as the oxidation reaction.
Example-
Cu + e- = Cu-

               OR
Reduction is the process in which oxygen is removed by the atoms, molecules or ions is known as the reduction reaction.
Example-
2H2O = 2H2 + O2