TNPSC Daily Notes: Acids, Bases and Salts (pH Scale) | அமிலங்கள், காரங்கள் மற்றும் உப்புகள் — 03 August 2026

Understanding Acids and Bases

Acids and bases are two of the most fundamental classes of chemical compounds, and TNPSC has asked questions from this chapter in almost every General Science paper. According to the Arrhenius concept, an acid is a substance that releases hydrogen ions (H⁺) when dissolved in water, while a base releases hydroxide ions (OH⁻). Because a bare proton cannot exist freely in water, the H⁺ ion immediately attaches itself to a water molecule and forms the hydronium ion (H₃O⁺). This is why acids conduct electricity only in aqueous solution — dry hydrogen chloride gas does not.

Acids taste sour and turn blue litmus red. Common examples include hydrochloric acid (HCl) in the stomach, sulphuric acid (H₂SO₄) in car batteries, nitric acid (HNO₃) used in fertiliser manufacture, acetic acid (CH₃COOH) in vinegar, citric acid in lemons and oranges, lactic acid in curd, tartaric acid in tamarind and oxalic acid in tomatoes. Bases taste bitter, feel soapy and turn red litmus blue — sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH), calcium hydroxide (Ca(OH)₂, slaked lime) and ammonium hydroxide (NH₄OH) are the familiar ones. A base that dissolves in water is called an alkali; all alkalis are bases, but not all bases are alkalis.

Acids that ionise almost completely in water are strong acids (HCl, H₂SO₄, HNO₃); those that ionise only partially are weak acids (CH₃COOH, H₂CO₃). The same logic separates strong bases (NaOH, KOH) from weak bases (NH₄OH, Mg(OH)₂).

The pH Scale

The strength of an acid or base is measured on the pH scale, proposed by the Danish chemist S. P. L. Sørensen in 1909. The letter “p” stands for the German potenz, meaning power, so pH literally means “power of hydrogen”. Mathematically, pH = −log₁₀[H⁺]. The scale normally runs from 0 to 14. Pure water at 25 °C has a pH of exactly 7 and is neutral. Anything below 7 is acidic and anything above 7 is basic. Because the scale is logarithmic, a solution of pH 3 is ten times more acidic than one of pH 4 and a hundred times more acidic than one of pH 5. Universal indicator, a mixture of several dyes, gives a different colour for each pH value and is the quickest laboratory method of estimating pH.

The pH of familiar substances is a favourite one-mark question: gastric juice about 1.2, lemon juice about 2.2, vinegar about 3, tomato juice about 4, black coffee about 5, milk about 6.6, pure water 7, human blood 7.35–7.45, sea water about 8, baking soda solution about 9, milk of magnesia about 10 and sodium hydroxide solution close to 14.

pH in Everyday Life

Our body works within a very narrow pH band; human blood must stay between 7.35 and 7.45, and even a small deviation causes acidosis or alkalosis. Plants grow best in soil that is close to neutral — farmers add quicklime or slaked lime to correct acidic soil and gypsum to correct alkaline soil. When we eat sugary food, bacteria in the mouth produce acid; once the pH inside the mouth drops below 5.5, the enamel (calcium phosphate, the hardest substance in the body) starts to dissolve and tooth decay begins. Basic toothpaste neutralises the excess acid. Rain water is normally slightly acidic (pH about 5.6) because dissolved carbon dioxide forms carbonic acid; when oxides of sulphur and nitrogen from industry dissolve in it, the pH falls further and it becomes acid rain, which damages monuments, forests and aquatic life.

Salts and Chemicals from Common Salt

A salt is formed when the hydrogen of an acid is replaced by a metal, that is, by neutralisation. A salt of a strong acid and a strong base (NaCl) is neutral; a salt of a strong acid and a weak base (NH₄Cl) is acidic; a salt of a weak acid and a strong base (Na₂CO₃) is basic.

Sodium chloride is the raw material for an entire industry. In the chlor-alkali process, electricity is passed through concentrated brine; sodium hydroxide is left in the solution, chlorine is liberated at the anode and hydrogen at the cathode. Passing chlorine over dry slaked lime gives bleaching powder, CaOCl₂, used to bleach paper and cloth and to disinfect drinking water. Baking soda, NaHCO₃, made by Solvay’s process, releases carbon dioxide on heating and so acts as a raising agent in baking; it is also an antacid and is used in soda-acid fire extinguishers. Heating baking soda gives sodium carbonate, and recrystallising it gives washing soda, Na₂CO₃·10H₂O, which removes the permanent hardness of water. Finally, heating gypsum (CaSO₄·2H₂O) to about 373 K drives off three-quarters of the water and gives Plaster of Paris, CaSO₄·½H₂O, a white powder that sets into a hard solid when mixed with water — which is why it is used for plaster casts, toys, decorative work and smoothing walls.

அமிலங்களும் காரங்களும்

அமிலங்களும் காரங்களும் வேதியியலின் அடிப்படைப் பிரிவுகள். TNPSC பொது அறிவியல் வினாத்தாளில் இந்தப் பாடத்திலிருந்து ஒவ்வொரு முறையும் வினாக்கள் கேட்கப்படுகின்றன. அர்ஹீனியஸ் கருத்துப்படி, நீரில் கரையும்போது ஹைட்ரஜன் அயனிகளை (H⁺) வெளியிடும் பொருள் அமிலம்; ஹைட்ராக்சைடு அயனிகளை (OH⁻) வெளியிடும் பொருள் காரம். தனித்த புரோட்டான் நீரில் தனியாக இருக்க முடியாது என்பதால், H⁺ அயனி உடனடியாக நீர் மூலக்கூறுடன் இணைந்து ஹைட்ரோனியம் அயனியாக (H₃O⁺) மாறுகிறது. இதனால்தான் அமிலங்கள் நீர்க்கரைசலில் மட்டுமே மின்சாரத்தைக் கடத்துகின்றன; உலர்ந்த ஹைட்ரஜன் குளோரைடு வாயு கடத்துவதில்லை.

அமிலங்கள் புளிப்புச் சுவை கொண்டவை; நீல லிட்மஸைச் சிவப்பாக மாற்றும். வயிற்றில் உள்ள ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் (HCl), கார் பேட்டரியில் உள்ள கந்தக அமிலம் (H₂SO₄), உரத் தொழிற்சாலையில் பயன்படும் நைட்ரிக் அமிலம் (HNO₃), வினிகரில் உள்ள அசிட்டிக் அமிலம் (CH₃COOH), எலுமிச்சையில் சிட்ரிக் அமிலம், தயிரில் லாக்டிக் அமிலம், புளியில் டார்டாரிக் அமிலம், தக்காளியில் ஆக்சாலிக் அமிலம் ஆகியவை எடுத்துக்காட்டுகள். காரங்கள் கசப்புச் சுவையும் வழவழப்பான தன்மையும் கொண்டவை; சிவப்பு லிட்மஸை நீலமாக்கும். சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு (NaOH), பொட்டாசியம் ஹைட்ராக்சைடு (KOH), கால்சியம் ஹைட்ராக்சைடு (Ca(OH)₂ — நீற்றுச் சுண்ணாம்பு), அமோனியம் ஹைட்ராக்சைடு (NH₄OH) ஆகியவை பொதுவானவை. நீரில் கரையும் காரம் ஆல்கலி எனப்படும்; எல்லா ஆல்கலிகளும் காரங்கள், ஆனால் எல்லாக் காரங்களும் ஆல்கலிகள் அல்ல.

நீரில் முழுமையாக அயனியாகும் அமிலங்கள் வலிமையான அமிலங்கள் (HCl, H₂SO₄, HNO₃); பகுதியளவே அயனியாகுபவை வலிமை குறைந்த அமிலங்கள் (CH₃COOH, H₂CO₃). இதே அடிப்படையில் NaOH, KOH வலிமையான காரங்கள்; NH₄OH, Mg(OH)₂ வலிமை குறைந்த காரங்கள்.

pH அளவுகோல்

அமிலம் அல்லது காரத்தின் வலிமையை அளக்கும் கருவி pH அளவுகோல். 1909-ம் ஆண்டு டேனிஷ் வேதியியலாளர் S. P. L. சோரென்சன் இதை அறிமுகப்படுத்தினார். “p” என்பது ஜெர்மன் மொழியில் “potenz” அதாவது ஆற்றல் என்பதைக் குறிக்கிறது; எனவே pH என்பது “ஹைட்ரஜனின் ஆற்றல்” எனப் பொருள்படும். கணிதவியல் ரீதியாக pH = −log₁₀[H⁺]. இந்த அளவுகோல் பொதுவாக 0 முதல் 14 வரை அமையும். 25 °C-ல் தூய நீரின் pH சரியாக 7; அது நடுநிலை. 7-க்குக் கீழ் அமிலத்தன்மை; 7-க்கு மேல் காரத்தன்மை. இது மடக்கை அளவுகோல் என்பதால், pH 3 உள்ள கரைசல் pH 4-ஐ விட பத்து மடங்கும், pH 5-ஐ விட நூறு மடங்கும் அதிக அமிலத்தன்மை கொண்டது. பல சாயங்களின் கலவையான யுனிவர்சல் இண்டிகேட்டர் ஒவ்வொரு pH மதிப்புக்கும் வெவ்வேறு நிறத்தைக் காட்டும்.

அன்றாடப் பொருட்களின் pH மதிப்புகள் ஒரு-மதிப்பெண் வினாவுக்கு உகந்தவை: இரைப்பை நீர் சுமார் 1.2, எலுமிச்சைச் சாறு 2.2, வினிகர் 3, தக்காளிச் சாறு 4, காபி 5, பால் 6.6, தூய நீர் 7, மனித இரத்தம் 7.35–7.45, கடல் நீர் 8, சமையல் சோடாக் கரைசல் 9, மில்க் ஆஃப் மெக்னீசியா 10, சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு கரைசல் கிட்டத்தட்ட 14.

அன்றாட வாழ்வில் pH

நமது உடல் மிகக் குறுகிய pH எல்லைக்குள்ளேயே செயல்படுகிறது; இரத்தத்தின் pH 7.35–7.45 எனும் வரம்பைத் தாண்டினால் அமிலத்தன்மை நோய் (acidosis) அல்லது காரத்தன்மை நோய் (alkalosis) ஏற்படும். பயிர்கள் நடுநிலைக்கு அருகிலான மண்ணில் நன்கு வளரும்; அமில மண்ணைச் சரிசெய்ய விவசாயிகள் சுண்ணாம்பையும், கார மண்ணைச் சரிசெய்ய ஜிப்சத்தையும் சேர்க்கின்றனர். இனிப்புச் சாப்பிட்ட பிறகு வாயில் உள்ள பாக்டீரியா அமிலத்தை உற்பத்தி செய்கிறது; வாய்க்குள் pH 5.5-க்குக் கீழே இறங்கும்போது பற்சிப்பி (கால்சியம் பாஸ்பேட் — உடலின் மிகக் கடினமான பொருள்) கரையத் தொடங்கி பல் சிதைவு ஏற்படுகிறது. காரத்தன்மை கொண்ட பற்பசை இந்த அமிலத்தை நடுநிலையாக்குகிறது. மழைநீரில் கரைந்த கார்பன் டை ஆக்சைடு கார்பானிக் அமிலமாக மாறுவதால் அதன் pH இயல்பாகவே சுமார் 5.6; தொழிற்சாலைகளின் கந்தக, நைட்ரஜன் ஆக்சைடுகள் கலக்கும்போது pH மேலும் குறைந்து அமில மழை உருவாகிறது. இது நினைவுச் சின்னங்களையும், காடுகளையும், நீர்வாழ் உயிரினங்களையும் பாதிக்கிறது.

உப்புகளும் சமையல் உப்பிலிருந்து கிடைக்கும் வேதிப்பொருட்களும்

அமிலத்தின் ஹைட்ரஜனை உலோகம் இடம்பெயர்த்தால் உப்பு உருவாகும் — அதாவது நடுநிலையாக்கல் மூலம். வலிமையான அமிலம் + வலிமையான காரம் = நடுநிலை உப்பு (NaCl); வலிமையான அமிலம் + வலிமை குறைந்த காரம் = அமில உப்பு (NH₄Cl); வலிமை குறைந்த அமிலம் + வலிமையான காரம் = கார உப்பு (Na₂CO₃).

சோடியம் குளோரைடு ஒரு முழுத் தொழிற்துறையின் மூலப்பொருள். குளோர்-அல்கலி முறையில் செறிவூட்டப்பட்ட உப்புக்கரைசல் வழியே மின்சாரம் செலுத்தப்படும்போது கரைசலில் சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு எஞ்சும்; நேர்மின்வாயில் குளோரினும், எதிர்மின்வாயில் ஹைட்ரஜனும் வெளிப்படும். உலர்ந்த நீற்றுச் சுண்ணாம்பின் மீது குளோரினைச் செலுத்தினால் வெளுப்புத் தூள் (CaOCl₂) கிடைக்கிறது; இது காகிதம், துணி வெளுக்கவும் குடிநீரைக் கிருமி நீக்கம் செய்யவும் பயன்படுகிறது. சால்வே முறையில் தயாரிக்கப்படும் சமையல் சோடா (NaHCO₃) வெப்பப்படுத்தும்போது கார்பன் டை ஆக்சைடை வெளியிடுவதால் பேக்கிங்கில் புளிக்க வைக்கும் பொருளாகவும், அமிலநீக்கியாகவும், சோடா-அமில தீயணைப்பானிலும் பயன்படுகிறது. சமையல் சோடாவை வெப்பப்படுத்தினால் சோடியம் கார்பனேட் கிடைக்கும்; அதை மீள்படிகமாக்கினால் துவைக்கும் சோடா (Na₂CO₃·10H₂O) கிடைக்கும் — இது நீரின் நிரந்தரக் கடினத்தன்மையை நீக்குகிறது. இறுதியாக ஜிப்சத்தை (CaSO₄·2H₂O) சுமார் 373 K வெப்பப்படுத்தினால் நீரின் நான்கில் மூன்று பங்கு வெளியேறி பிளாஸ்டர் ஆஃப் பாரிஸ் (CaSO₄·½H₂O) கிடைக்கிறது; நீருடன் கலந்தால் இது கெட்டியாகிவிடும் என்பதால் எலும்பு முறிவுக்குக் கட்டு போடவும், பொம்மைகள் செய்யவும், சுவர்களை மென்மையாக்கவும் பயன்படுகிறது.

1. Litmus rule: Acid turns blue litmus RED; base turns red litmus BLUE. Just remember the acid always brings the RED.
லிட்மஸ்: அமிலம் = சிவப்பு, காரம் = நீலம். “அமிலம் அழகான சிவப்பு” என நினைவில் கொள்ளுங்கள்.

2. “PhAC — Phenolphthalein, Acid, Colourless”: Phenolphthalein in Acid is Colourless; in base it blushes Pink.
“பீ-அ-நி” — பீனாஃப்தலீன், அமிலம், நிறமற்றது. காரத்தில் இளஞ்சிவப்பு.

3. “CATion goes to CAThode”: In the chlor-alkali cell the positive H⁺ moves to the cathode, so Hydrogen at cathode, Chlorine at anode.
“நேர்-அயனி → கேத்தோடு”: H⁺ கேத்தோடுக்குச் செல்லும், எனவே ஹைட்ரஜன் கேத்தோடில், குளோரின் அனோடில்.

4. “Baking soda has ONE Na, Washing soda has TWO”: NaHCO₃ (one Na, used in the kitchen) vs Na₂CO₃·10H₂O (two Na, used in the washing area). More sodium = heavier duty.
“சமையல் சோடாவில் ஒரு Na, துவைக்கும் சோடாவில் இரண்டு Na” — NaHCO₃ சமையலறை, Na₂CO₃·10H₂O துவைக்குமிடம்.

5. “GyPsum to PoP loses ¾ water”: Gypsum CaSO₄·2H₂O heated at 373 K gives Plaster of Paris CaSO₄·½H₂O — one and a half water molecules lost, i.e. three-quarters of the water.
ஜிப்சம் (2H₂O) → 373 K → பிளாஸ்டர் ஆஃப் பாரிஸ் (½H₂O): நீரின் நான்கில் மூன்று பங்கு வெளியேறும்.

Q1. The chemical name of bleaching powder is —
வெளுப்புத் தூளின் வேதிப் பெயர் யாது?
Ans: Calcium oxychloride, CaOCl₂ — prepared by passing chlorine over dry slaked lime.

Q2. The pH of human blood lies between —
மனித இரத்தத்தின் pH மதிப்பு எந்த வரம்பில் இருக்கும்?
Ans: 7.35 to 7.45 — slightly alkaline, maintained by buffers in the body.

Q3. Which gas is evolved when a dilute acid reacts with a metal carbonate, and what is its test?
நீர்த்த அமிலம் உலோகக் கார்பனேட்டுடன் வினைபுரியும்போது வெளிப்படும் வாயு எது? அதன் சோதனை என்ன?
Ans: Carbon dioxide (CO₂). It turns lime water milky due to the formation of insoluble calcium carbonate.