අයනික සමතුලිතතාව - උසස්පෙළ රසායන විද්‍යාව

අයනික සමතුලිතතාව

අම්ල සහ බශ්ම                                                           

ඈත අතීතයේ පටන් ඇතැම් රසායනික ද්‍රව්‍ය අම්ල ලෙසත් ඇතැම් රසායනික ද්‍රව්‍ය බශ්ම ලෙසත් හැදින්විමට මිනිසා පුරුදුව සිටියාය .අම්ල ලෙස හැදින්වූ ද්‍රව්‍ය වල විශේෂ ලක්ෂණ ය වූයේ ඇබුල් රසයක් තිබීම, නිල් පැහැ ශාකමය ඩයි වර්ග රතු පැහැයට හැරවීම ,විකාදක ගුණයක් තිබීම සහ බොහෝ ද්‍රව්‍ය ඒවාතුල ද්‍රවනය වීමත්ය .බශ්ම ලෙස හැදින්වූ ද්‍රව්‍යවල ගුණ මිට ප්‍රතිවිරුද්ධ විය .ඒවා තිත්ත රසයකින් යුක්ත වූ අතර රතු පැහැති ශාකමය ඩයි වර්ග නිල් පැහැයට හැරවිය .තවද ඒවා ලිස්සන සුළු ස්වබාවයක්  ගන්නා අතර අම්ල ලෙස හැදින්වූ ද්‍රව්‍ය බශ්ම ලෙස හැදින්වූ ද්‍රව්‍ය සමග ප්‍රතික්‍රියා කරවූ විට ඒවා එකිනෙක උදාසීන විය . අම්ල ලෙස හැදින්වූ ද්‍රව්‍ය වල රසායනික හා බඕතික(physics) ගුණ බොහොමයක් සමාන වූ නිසා ආම්ලික ගුණය ඇති කරවන කිසියම් පොදු දෙයක් ඒවා තුල තිබිය හැකි යැයි විද්වතුන් විශ්වාස කළහ .18 වන සිය වසෙහි රසායන විද්‍යාව හා සම්බන්දව පරික්ෂණ බොහොමයක් සිදු වූයේ දහනය ආශ්‍රිතව වන අතර දහන ක්‍රියාවන් සියල්ලේදීම ඔක්සිජන් සම්බන්ද වන බව Lavoisier  සහ ඔව්න්ගේ අනුගාමිකයන් විශ්වාස කළහ .ඔක්සිජන් යන වචන ය සාදාගෙන ඇත්තේද අම්ල තනන්නා යන ග්‍රීක වචනය ඇසුරිනි .Lavoisier  ගේ මේ අදහස අනුව අම්ල ද්ව්යාන්ගී ද්‍රව්‍ය වේ එනම් අම්ලයක් තුල අත්තේ මුලද්‍රව්‍ය 2කකි .ඒයින් එකක් ඔක්සිජන් වන අතර අනෙක අම්ල කාණ්ඩය වේ .උදාහරණයක් වශයෙන් සල්ෆියුරික් අම්ලය තැනී ඇත්තේ සල්ෆර් සහ ඔක්සිජන් මගින් යැයි විශ්වාස කළහ . එහෙත් හයිඩ්රෝක්ලොරික්  අම්ලය හා සම්බන්දව කරන ලද පරීක්ෂණ මගින් එහි ඔක්සිජන් අඩංගු නොවන බව පෙන්වා දීමට Hymphry Davy නැමති  විද්වතා සමත් විය .ඒ 19 වන සියවසේදීය . ඒ අනුව 1830  ඔක්සිජන් අඩංගු නොවන අම්ල වර්ග දහයක ට වඩා සොයාගැනීමට  විද්වතුන් සමත් විය .1850 වන විට Davy සහ අන් අය විසින් කරන ලද පරීක්ෂණ නිසා සෑම අම්ලයකම හයිඩ්‍රජන් තිබිය යුතු යැ යි පිළිගැනීමක් අති වී තිබුණි . එසේම බොහෝ සංයෝගවල හයිඩ්‍රජන් අඩංගුව තිබුණද ආම්ලික ගුණ දක්වන්නේ එයින් සමහරක් පමණක් වීම නිසා අම්ල තුල පවතින හයිඩ්‍රජන් වල ස්වාබවය සෙවීමට පරීක්ෂණ සිදු කළහ ..            

ආහීනියස් වාදය                                                                      

19 වන සියවසේ අග බාගයේ දී Svante Arrhenius  සහ Wilhelm Ostwal ෆැරඩේ ගේ  විද්‍යුත්වීච්ජේදනය හා සම්බන්ද නිරීක්ෂණ ඇසුරින් අම්ල ,බශ්ම සහ  ලවණ ලෙස හැදින්වූ ද්‍රව්‍ය විද්‍යුත් වීච්ජේදන්‍යය න් වන බව පෙන්වා දුන්හ . අම්ල ලෙස හැදින්වූ ද්‍රව්‍ය ජලයේදී විගටණය වී H+  අයන ද බශ්ම ලෙස හැදින්වූ ද්‍රව්‍ය ජලයේදී විගටණය වී OH- අයන ද ලබා දෙන බව ඔව්හු තවදුරටත් පෙන්වා දුන්හ .ඒ අනුව 1884 දී ආහිනියස් විසින් ජලයේදී H+ ලබාදෙන ද්‍රව්‍ය අම්ල ලෙස ද ජලයේදී OH- අයන ලබාදෙන ද්‍රව්‍ය බශ්ම ලෙස අර්ථ දක්වන ලදී..                                                                                                                     උදාහරණ; (01) හයිඩ්‍රජන් ක්ලෝරයිඩ්  වායුව ජලයේ දියවී H+ අයන සහ Cl- අයන ලබාදෙයි..     HCl(aq) H(aq) + Cl-(aq)                                                             (02) පොටෑසියම් හයිඩොක්සයිඩ්  ජලයේ දියකළ විට K+ හා OH- අයන බවට විගටණය වේ ..... KOH(aq) → K+(aq)  + OH(aq)                                               ඒ නිසා ආහීනියස් වාදය ට  අනුව පොටෑසියම් හයිඩොක්සය්ඩ්  බශ්මයකි .ආහිනියස්  වාදයේ වැදගත්කමක් වූයේ ජලීය මාද්‍යයේ දී අම්ල සහ බශ්ම මගින්  ලවණ සෑදෙන අන්දම  පහදා දියහැකි වීමයි. KOH බශ්මය හා HCl අම්ලය අතර ප්‍රතික්‍රියා වෙන්  ලවණය සෑදෙන  අන්දම මෙසේ පහදා දිය හැකියි .   KOH  බශ්ම ය K+ අයන හා OHඅයන ලෙසද HCl අම්ලය Hඅයන හා Cl- අයන විගටණය වී පවතී .මේ ද්‍රවන 2 ක එකතු කල විට පළමුවෙන්ම සිදුවෙන්නේ  H+අයන හා OH- අයන ප්‍රතික්‍රියා කොට ජලය අණු සෑදීමයි .එවිට K+ අයන හා Clඅයන ප්‍රතික්‍රියා කොට පෝටෑසියම් ක්ලෝරයිඩ් ලවණය සාදයි .                                                                                 ආහිනියස් වාදයේ දුර්වලතා                                            (01)-ආහිනියස් වාදය ජලීය මාද්‍යයට පමණක් සිමා වී පැවතීම .ඇතැම්  ද්‍රව්‍ය ජලය නැතිවිට පවා ලවණ සාදයි . එය මෙම වාදය තුලින් පැහැදිලි කල නොහැකිය . උදාහරණයක්  ලෙස වියළි මෙතිල් බෙන්සීන් තුළ දියකර ඇති හයිඩ්‍රජන් ක්ලෝරයිඩ් වායුව සහ ඇමෝනියා වායුව ප්‍රතික්‍රියා කොට ඇමෝනියම් ක්ලෝරයිඩ්  ගණය සදයි . මෙය සිදුවන අන්දම අහිනියස් වාදය මගින් පැහැදිලි කල නොහැක . ජලීය මාද්‍ය යේ දී බශ්මික ද්‍රව්‍ය ලෙස ක්‍රියාකරන කැල්සියම් ඔක්සයිඩ් ,ඇමෝනියා වැනි ද්‍රව්‍ය සතුව OH - නොමැති වීම නිසා ඒවායේ බශ්මික ගුණය අහිනියස් වාදය මගින් පැහැදිලි කල නොහැකිය .මේ කරුණු සම්බන්දයෙන් අහිනියස් වාදය පරිපුර්ණ වදයක් නොවේ  .                                  ලොරි -බ්‍රෝන්ස්ටෙඩ් වාදය                                         මෙය අම්ල -බශ්ම පිළිබද අහිනියස් වාදයේ පවත්නා දුර්වලතා මගහරවා ගැනීම සදහා ඩේන්මාර්ක් ජාතික J.N.Bronsted සහ  J.M.Lowry යන විද්වතුන් දෙදෙනා විසින් 1923 දී වෙන වෙනම ඉදිරිපත් කරන ලදී . මෙය ඇතමුන් ප්‍රෝටෝනිකි වාදය ලෙස ද හදුන්වයි . මොවුන් ගේ වාදය අනුව අම්ලයක් යනු ප්‍රෝටෝන  හෙවත් Hඅයන ප්‍රදානය කරන ප්‍රබේදයකි .බශ්මයක් යනු H+ අයන ප්‍රෝටෝන ලබා ගන්නා ප්‍රබේදයකි .පහත උදාහරණ බලන්න                                  (01)-HCl වායුව ජාලයේ දියකළ විට HCl අණු විසින් ජල අණු වලට Hඅයන හෙවත් ප්‍රෝටෝන ලබා දෙමින් H3O+ සදයි . මෙහිදී ජල අණු විසින් Hලබාගන්නා නිසා එය බශ්ම යකි.              (02)- ඇමෝනියා වායුව ජලයේ දියකලවිට එය ජලයෙන් Hඅයන ලබාගනිමින් බශ්මයක් ලෙස ක්‍රියාකරයි .එවිට H2O අම්ලයකි .                                                                             (03)-CaO ගණය ජලයේ දියකළ විට H2O අණු විසින් O-2 අයනයට Hඅයන ප්‍රදානය කරයි. ඒ නිසා O-2 අයන ය  බශ්මයක් වන අතර H2O අම්ලයකි .