- 🎯 Key Points — 12 exam-ready facts / முக்கியக் குறிப்புகள்
- 📖 Detailed Notes (English)
- 📖 விரிவான குறிப்புகள் (தமிழ்)
- ❓ 5 Practice MCQs with answers / பயிற்சி வினாக்கள்
- 💡 Memory Tips & Mnemonics / நினைவூட்டும் உத்திகள்
- 🔗 Previous Year Questions / முந்தைய ஆண்டு வினாக்கள்
🧪 Acids, Bases and Salts — pH Scale, Indicators & Everyday Salts
அமிலங்கள், காரங்கள் மற்றும் உப்புகள் — pH அளவுகோல், காட்டிகள் மற்றும் அன்றாட உப்புகள்
The pH scale was introduced by the Danish biochemist S. P. L. Sørensen in 1909; “p” stands for potenz (power) and “H” for hydrogen ion.
pH அளவுகோலை டென்மார்க் உயிர்வேதியியலாளர் S. P. L. சோரன்சன் 1909-இல் அறிமுகப்படுத்தினார்.
pH ranges from 0 to 14. pH < 7 = acidic, pH = 7 = neutral, pH > 7 = basic (alkaline).
pH மதிப்பு 0 முதல் 14 வரை. 7-க்குக் கீழ் அமிலம், 7 நடுநிலை, 7-க்கு மேல் காரம்.
All acids contain hydrogen; in aqueous solution they release H⁺ (H₃O⁺) ions. Bases release OH⁻ ions.
அனைத்து அமிலங்களிலும் ஹைட்ரஜன் உள்ளது; நீர்க்கரைசலில் H⁺ அயனிகளைத் தருகின்றன. காரங்கள் OH⁻ அயனிகளைத் தருகின்றன.
Litmus is a natural indicator obtained from lichens. Turmeric, red cabbage and China rose (hibiscus) are other natural indicators.
லிட்மஸ் என்பது லைக்கன் தாவரத்திலிருந்து பெறப்படும் இயற்கைக் காட்டி. மஞ்சள், செம்முட்டைகோஸ், செம்பருத்தி ஆகியவையும் இயற்கைக் காட்டிகள்.
Phenolphthalein is colourless in acid and pink in base (range pH 8.2–10.0). Methyl orange is red in acid and yellow in base (range pH 3.1–4.4).
ஃபீனாஃப்தலீன் — அமிலத்தில் நிறமற்றது, காரத்தில் இளஞ்சிவப்பு. மெத்தில் ஆரஞ்சு — அமிலத்தில் சிவப்பு, காரத்தில் மஞ்சள்.
Neutralisation: Acid + Base → Salt + Water. It is an exothermic reaction.
நடுநிலையாக்கல்: அமிலம் + காரம் → உப்பு + நீர். இது வெப்ப உமிழ் வினை.
Baking soda = sodium hydrogen carbonate, NaHCO₃ — mildly basic, used in antacids, fire extinguishers and baking powder.
சமையல் சோடா = சோடியம் ஹைட்ரஜன் கார்பனேட், NaHCO₃ — அமிலநீக்கி, தீயணைப்பான், பேக்கிங் பவுடரில் பயன்படுகிறது.
Washing soda = sodium carbonate decahydrate, Na₂CO₃·10H₂O — removes permanent hardness of water.
துணி சோடா = சோடியம் கார்பனேட் டெக்காஹைட்ரேட், Na₂CO₃·10H₂O — நீரின் நிரந்தரக் கடினத்தை நீக்கும்.
Bleaching powder = calcium oxychloride, CaOCl₂ — made by passing chlorine over dry slaked lime, Ca(OH)₂. Used to disinfect drinking water.
வெளுப்புத் தூள் = கால்சியம் ஆக்ஸிகுளோரைடு, CaOCl₂ — குடிநீரைக் கிருமி நீக்கம் செய்யப் பயன்படும்.
Plaster of Paris = calcium sulphate hemihydrate, CaSO₄·½H₂O — obtained by heating gypsum (CaSO₄·2H₂O) to about 373 K (100°C). Used in plaster casts for fractures.
பிளாஸ்டர் ஆஃப் பாரிஸ் = CaSO₄·½H₂O — ஜிப்சத்தை 373 K வெப்பநிலையில் சூடாக்கிப் பெறப்படுகிறது. எலும்பு முறிவுக் கட்டுக்குப் பயன்படுகிறது.
Human blood pH is 7.35–7.45; gastric juice pH ≈ 1.2–3.0 (HCl); saliva pH ≈ 6.5–7.5. Tooth decay begins when mouth pH falls below 5.5.
மனித இரத்தத்தின் pH 7.35–7.45; இரைப்பை நீர் pH ≈ 1.2–3.0; வாயின் pH 5.5-க்குக் கீழ் சென்றால் பல் சிதைவு தொடங்கும்.
Acid rain has pH below 5.6, caused by SO₂ and NO₂ forming H₂SO₄ and HNO₃. Most crops grow best at soil pH 6.0–7.5.
அமில மழையின் pH 5.6-க்குக் கீழ். SO₂, NO₂ வாயுக்களே காரணம். பெரும்பாலான பயிர்களுக்கு மண்ணின் pH 6.0–7.5 ஏற்றது.
1. What Acids and Bases Really Are
An acid is a substance that releases hydrogen ions (H⁺) when dissolved in water. Because a bare proton cannot exist freely in water, the H⁺ immediately attaches to a water molecule to form the hydronium ion, H₃O⁺. A base is a substance that releases hydroxide ions (OH⁻) in water; a base that dissolves in water is called an alkali. Note the exam trap: all alkalis are bases, but not all bases are alkalis — copper oxide and iron oxide are bases yet insoluble in water.
Acids are classified as mineral (inorganic) acids such as HCl, H₂SO₄ and HNO₃, and organic acids such as acetic acid in vinegar, citric acid in lemon, tartaric acid in tamarind, lactic acid in curd, oxalic acid in tomato, formic acid in ant stings and malic acid in apples. They are also classified by basicity — the number of replaceable H⁺ ions: HCl is monobasic, H₂SO₄ is dibasic and H₃PO₄ is tribasic.
2. The pH Scale
Sørensen defined pH in 1909 as the negative logarithm to base 10 of the hydrogen ion concentration: pH = −log₁₀[H⁺]. The scale normally runs from 0 to 14 at 25°C. A change of one pH unit means a tenfold change in H⁺ concentration — so a solution of pH 3 is one hundred times more acidic than one of pH 5. Pure water at 25°C has [H⁺] = 10⁻⁷ mol/L, giving pH 7. Also remember pH + pOH = 14.
Strong acids (HCl, H₂SO₄, HNO₃) ionise almost completely and have low pH; weak acids (acetic, carbonic) ionise partially. Strength depends on the degree of ionisation, not on concentration — a dilute solution of a strong acid is still a strong acid.
3. Indicators
An indicator is a substance that changes colour depending on whether the medium is acidic or basic. Natural indicators include litmus (extracted from lichens), turmeric (yellow → reddish-brown in base), red cabbage extract and hibiscus petals. Synthetic indicators include phenolphthalein (colourless in acid, pink in base, changing around pH 8.2–10.0) and methyl orange (red in acid, yellow in base, changing around pH 3.1–4.4). Olfactory indicators such as onion and vanilla essence lose their smell in basic solution. The universal indicator gives a full colour spectrum: red for strong acid through green at neutral to violet for strong base.
4. Neutralisation and Salts
When an acid reacts with a base, the H⁺ and OH⁻ combine to form water, and the remaining ions form a salt: HCl + NaOH → NaCl + H₂O. The reaction is exothermic. Salts formed from a strong acid and strong base (NaCl) are neutral; strong acid + weak base (NH₄Cl) gives an acidic salt; weak acid + strong base (Na₂CO₃, CH₃COONa) gives a basic salt. This is why washing soda solution feels slippery and turns red litmus blue.
Everyday applications of neutralisation are heavily tested: antacids (milk of magnesia, Mg(OH)₂, or NaHCO₃) neutralise excess stomach acid; lime or quicklime is added to acidic soil; baking soda or calamine (zinc carbonate) soothes ant and bee stings, which are acidic due to formic acid; a wasp sting is alkaline and is treated with a mild acid such as vinegar.
5. Water of Crystallisation and the Big Four Salts
Water of crystallisation is the fixed number of water molecules chemically bound in one formula unit of a crystalline salt. Examples: copper sulphate pentahydrate CuSO₄·5H₂O (blue vitriol), ferrous sulphate heptahydrate FeSO₄·7H₂O (green vitriol), gypsum CaSO₄·2H₂O and washing soda Na₂CO₃·10H₂O. Heating blue CuSO₄·5H₂O turns it white; adding water restores the blue colour.
Baking soda (NaHCO₃) is made by the Solvay process and, on heating, gives sodium carbonate, water and carbon dioxide — the CO₂ makes cakes rise. Baking powder is baking soda plus a mild edible acid such as tartaric acid, which prevents the bitter taste of leftover Na₂CO₃. Washing soda (Na₂CO₃·10H₂O) is obtained by recrystallising sodium carbonate; it softens hard water and is used in glass, soap and paper industries. Bleaching powder (CaOCl₂) is made by passing chlorine over dry slaked lime and is used for bleaching cotton, wood pulp and for disinfecting water. Plaster of Paris (CaSO₄·½H₂O) is produced by heating gypsum to about 373 K; on adding water it sets into a hard mass of gypsum again, which is why it is used for plaster casts, ceiling designs and statues. Heating gypsum above 393 K gives anhydrous calcium sulphate — “dead burnt plaster” — which will not set.
1. அமிலம் மற்றும் காரம் என்றால் என்ன?
நீரில் கரையும்போது ஹைட்ரஜன் அயனிகளை (H⁺) வெளியிடும் பொருள் அமிலம் எனப்படும். தனித்த புரோட்டான் நீரில் தனியாக இருக்க முடியாது என்பதால், H⁺ உடனடியாக நீர் மூலக்கூறுடன் இணைந்து ஹைட்ரோனியம் அயனி (H₃O⁺) ஆகிறது. நீரில் ஹைட்ராக்சைடு அயனிகளை (OH⁻) வெளியிடும் பொருள் காரம். நீரில் கரையக்கூடிய காரம் ஆல்கலி எனப்படும். தேர்வுக்கான முக்கியக் குறிப்பு: எல்லா ஆல்கலிகளும் காரங்கள்; ஆனால் எல்லாக் காரங்களும் ஆல்கலிகள் அல்ல — காப்பர் ஆக்சைடு, இரும்பு ஆக்சைடு ஆகியவை காரங்கள் என்றாலும் நீரில் கரையாதவை.
அமிலங்கள் இரு வகைப்படும். கனிம அமிலங்கள் — ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் (HCl), கந்தக அமிலம் (H₂SO₄), நைட்ரிக் அமிலம் (HNO₃). கரிம அமிலங்கள் — வினிகரில் அசிட்டிக் அமிலம், எலுமிச்சையில் சிட்ரிக் அமிலம், புளியில் டார்டாரிக் அமிலம், தயிரில் லாக்டிக் அமிலம், தக்காளியில் ஆக்சாலிக் அமிலம், எறும்புக் கடியில் ஃபார்மிக் அமிலம், ஆப்பிளில் மாலிக் அமிலம். மாற்றத்தக்க H⁺ அயனிகளின் எண்ணிக்கையைக் கொண்டு HCl ஒரு காரத்தன்மை உடையது, H₂SO₄ இரு காரத்தன்மை, H₃PO₄ மூன்று காரத்தன்மை உடையவை.
2. pH அளவுகோல்
1909-ஆம் ஆண்டு சோரன்சன் pH-ஐ இவ்வாறு வரையறுத்தார்: pH = −log₁₀[H⁺]. 25°C வெப்பநிலையில் இந்த அளவுகோல் 0 முதல் 14 வரை அமையும். ஒரு pH அலகு மாறினால் ஹைட்ரஜன் அயனிச் செறிவு பத்து மடங்கு மாறும். எனவே pH 3 உள்ள கரைசல், pH 5 உள்ள கரைசலைவிட நூறு மடங்கு அதிக அமிலத்தன்மை கொண்டது. தூய நீரின் [H⁺] = 10⁻⁷ mol/L; எனவே அதன் pH = 7. மேலும் pH + pOH = 14 என்பதையும் நினைவில் கொள்ளவும்.
வலிமையான அமிலங்கள் (HCl, H₂SO₄, HNO₃) கிட்டத்தட்ட முழுமையாக அயனியாகின்றன. வலிமை குறைந்த அமிலங்கள் (அசிட்டிக், கார்பானிக்) பகுதியளவே அயனியாகின்றன. அமிலத்தின் வலிமை என்பது அயனியாதல் அளவைப் பொறுத்ததே தவிர, செறிவைப் பொறுத்ததல்ல.
3. காட்டிகள்
ஒரு கரைசல் அமிலமா அல்லது காரமா என்பதை நிறமாற்றத்தால் காட்டும் பொருள் காட்டி எனப்படும். இயற்கைக் காட்டிகள்: லிட்மஸ் (லைக்கன் தாவரத்திலிருந்து), மஞ்சள் (காரத்தில் சிவப்புப் பழுப்பு நிறமாகும்), செம்முட்டைகோஸ் சாறு, செம்பருத்தி இதழ்கள். செயற்கைக் காட்டிகள்: ஃபீனாஃப்தலீன் (அமிலத்தில் நிறமற்றது, காரத்தில் இளஞ்சிவப்பு), மெத்தில் ஆரஞ்சு (அமிலத்தில் சிவப்பு, காரத்தில் மஞ்சள்). மணக் காட்டிகள்: வெங்காயம், வெனிலா சாறு — காரக் கரைசலில் இவற்றின் மணம் மறைந்துவிடும். பொதுக் காட்டி வலிமையான அமிலத்திற்குச் சிவப்பு, நடுநிலைக்குப் பச்சை, வலிமையான காரத்திற்கு ஊதா நிறத்தைத் தரும்.
4. நடுநிலையாக்கல் மற்றும் உப்புகள்
அமிலமும் காரமும் வினைபுரியும்போது H⁺ மற்றும் OH⁻ இணைந்து நீரை உருவாக்கும்; மீதமுள்ள அயனிகள் உப்பாக மாறும்: HCl + NaOH → NaCl + H₂O. இது வெப்ப உமிழ் வினை. வலிமையான அமிலம் + வலிமையான காரம் → நடுநிலை உப்பு (NaCl). வலிமையான அமிலம் + வலிமை குறைந்த காரம் → அமில உப்பு (NH₄Cl). வலிமை குறைந்த அமிலம் + வலிமையான காரம் → கார உப்பு (Na₂CO₃).
அன்றாட வாழ்வில் நடுநிலையாக்கல்: அதிக இரைப்பை அமிலத்தை அமில நீக்கிகள் (மெக்னீசியம் பால் — Mg(OH)₂, சமையல் சோடா) நடுநிலையாக்குகின்றன. அமிலத்தன்மை கொண்ட மண்ணுக்குச் சுண்ணாம்பு சேர்க்கப்படுகிறது. எறும்பு மற்றும் தேனீக் கடி ஃபார்மிக் அமிலத்தால் ஏற்படுவதால், சமையல் சோடா அல்லது கலாமைன் கரைசல் தடவப்படுகிறது. ஆனால் குளவிக் கடி காரத்தன்மை கொண்டது; அதற்கு வினிகர் போன்ற மென் அமிலம் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
5. படிக நீர் மற்றும் நான்கு முக்கிய உப்புகள்
ஒரு படிக உப்பின் ஒரு வாய்பாட்டு அலகில் வேதியியல் ரீதியாக இணைந்திருக்கும் நிலையான எண்ணிக்கையிலான நீர் மூலக்கூறுகளே படிக நீர் ஆகும். எடுத்துக்காட்டு: CuSO₄·5H₂O (நீலத் துருசு), FeSO₄·7H₂O (பச்சைத் துருசு), ஜிப்சம் CaSO₄·2H₂O, துணி சோடா Na₂CO₃·10H₂O. நீல நிற CuSO₄·5H₂O-ஐச் சூடாக்கினால் வெண்மையாகும்; மீண்டும் நீர் சேர்த்தால் நீல நிறம் திரும்பும்.
சமையல் சோடா (NaHCO₃) சால்வே முறையில் தயாரிக்கப்படுகிறது; சூடாக்கும்போது சோடியம் கார்பனேட், நீர், கார்பன் டை ஆக்சைடு கிடைக்கும் — இந்த CO₂-தான் கேக்கை உப்பச் செய்கிறது. பேக்கிங் பவுடர் = சமையல் சோடா + டார்டாரிக் அமிலம். துணி சோடா (Na₂CO₃·10H₂O) நீரின் நிரந்தரக் கடினத்தை நீக்கும்; கண்ணாடி, சோப்பு, காகிதத் தொழிற்சாலைகளில் பயன்படுகிறது. வெளுப்புத் தூள் (CaOCl₂) உலர்ந்த நீற்றுச் சுண்ணாம்பின் மீது குளோரின் வாயுவைச் செலுத்திப் பெறப்படுகிறது; பருத்தி, மரக்கூழ் வெளுப்பதற்கும் குடிநீரைக் கிருமி நீக்கம் செய்யவும் பயன்படுகிறது. பிளாஸ்டர் ஆஃப் பாரிஸ் (CaSO₄·½H₂O) ஜிப்சத்தை 373 K வெப்பநிலையில் சூடாக்கிப் பெறப்படுகிறது; நீர் சேர்த்தால் மீண்டும் ஜிப்சமாகக் கெட்டியாகும் — எனவே எலும்பு முறிவுக் கட்டு, மேற்கூரை அலங்காரம், சிலைகள் செய்யப் பயன்படுகிறது. 393 K-க்கு மேல் சூடாக்கினால் “இறந்த பிளாஸ்டர்” கிடைக்கும்; அது கெட்டியாகாது.
1. The pH scale was introduced by which scientist?
pH அளவுகோலை அறிமுகப்படுத்திய அறிவியலாளர் யார்?
2. Plaster of Paris is obtained by heating gypsum at:
ஜிப்சத்தை எந்த வெப்பநிலையில் சூடாக்கினால் பிளாஸ்டர் ஆஃப் பாரிஸ் கிடைக்கும்?
3. Which of the following is an olfactory indicator?
கீழ்க்கண்டவற்றுள் மணக் காட்டி எது?
4. A wasp sting is alkaline in nature. It is best treated with:
குளவிக் கடி காரத்தன்மை கொண்டது. அதற்குப் பயன்படுத்த வேண்டியது?
5. The number of water molecules of crystallisation in washing soda is:
துணி சோடாவில் உள்ள படிக நீர் மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை?
1 – (b) S. P. L. Sørensen • 2 – (b) 373 K • 3 – (c) Onion • 4 – (b) Vinegar • 5 – (c) 10
1. “PhenolPhthalein = Pink in Presence of Potash (base)” — the repeated P reminds you it turns Pink in a base and stays colourless in acid.
ஃபீனாஃப்தலீன் — காரத்தில் இளஞ்சிவப்பு.
2. “Methyl orange — Mango when basic, Rose when acidic” — Mango yellow in base, Red in acid.
மெத்தில் ஆரஞ்சு — அமிலத்தில் சிவப்பு, காரத்தில் மஞ்சள்.
3. Water of crystallisation — “5-7-10-2 = Blue, Green, Wash, Gyp” — CuSO₄·5H₂O (blue vitriol), FeSO₄·7H₂O (green vitriol), Na₂CO₃·10H₂O (washing soda), CaSO₄·2H₂O (gypsum).
படிக நீர்: 5–7–10–2 = நீலத்துருசு, பச்சைத்துருசு, துணி சோடா, ஜிப்சம்.
4. “Bee & ant = Baking soda; Wasp = Weak acid (vinegar)” — B with B, W with W.
தேனீ/எறும்பு → சமையல் சோடா; குளவி → வினிகர்.
5. “Gypsum loses ¾ of its water at 373 K” — 2H₂O becomes ½H₂O, a loss of 1½ out of 2 = three-quarters. That single line answers three different question types.
373 K-இல் ஜிப்சம் தன் படிக நீரில் ¾ பகுதியை இழக்கிறது.
Q1. (TNPSC Group 4 pattern) The chemical name of bleaching powder is —
வெளுப்புத் தூளின் வேதிப்பெயர் யாது?
Answer: Calcium oxychloride, CaOCl₂ / கால்சியம் ஆக்ஸிகுளோரைடு
Q2. (TNPSC Group 2A pattern) Which acid is present in an ant sting?
எறும்புக் கடியில் உள்ள அமிலம் எது?
Answer: Formic acid (methanoic acid) / ஃபார்மிக் அமிலம்
Q3. (TNPSC VAO pattern) The pH value of human blood is approximately —
மனித இரத்தத்தின் pH மதிப்பு எவ்வளவு?
Answer: 7.35 – 7.45 (slightly alkaline) / சற்று காரத்தன்மை
TNPSC தேர்வுகளுக்கான நம்பகமான பயிற்சி மையம்