पीएच और समाधान

जब हम संबंध में बात करते हैं पीएच (“पारधारणिक हाइड्रोजन” या “पावर ऑफ हाइड्रोजन”) की, एक समाधान के, हम हाइड्रोजन आयनों की आपूर्ति की माप कर रहे हैं। अन्य शब्दों में, पीएच एक पैमाना है जो जलीय समाधान की अम्लता या क्षारता को निर्दिष्ट करने के लिए उपयोग किया जाता है। आमतौर पर, एसिडीय समाधान जिनमें एच+ आयनों की अधिकतम मात्रा होती है, उनका पीएच मूल्य न्यूनतम होता है या उनके आधिकारिक समाधानों के मुकाबले कम होता है।

यदि तापमान 25 °सी है और समाधान का पीएच 7 से कम है, तो यह एसिडिक है। पीएच 7 से अधिक मान वाले समाधान को खारीदारी करें। यदि इस तापमान पर किसी समाधान का पीएच 7 है, तो यह समान्य होता है (उदाहरण के लिए, शुद्ध पानी, जो धीमी मात्रा में 10-7 मोल लीटर के बराबरता में हाइड्रोजन और हाइड्रोक्सिल (OH-) आयनों के समान मात्रा में विच्छेदित होता है)। समाधानों को अपनी एसिडिकता या बेसिकता के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है, शुद्ध पानी के मुकाबले उनके हाइड्रोजन आयन (एच+) की आपूर्ति के संदर्भ में।

छात्रों को याद रखना चाहिए कि जलीय समाधान का पीएच पैमाने पर आधारित है, जो प्रायः 0 से 14 तक होता है।

मिश्रण दो प्रबल अम्लों का

प्रबल अम्ल पारद्रव्य में पूर्णत: विवलित हो जाते हैं; हालांकि, एक अम्ल की प्रबलता और अम्ल की आपूर्ति दो अलग-अलग शब्द हैं।

अम्ल की प्रबलता: यह एक आधारशृंखला है जो जलीय समाधान में एक अम्ल की आयनीकरण के मात्रा को मापने के लिए है। ज्यादा कटिस्नातक और कटिनातक जो जलीय समाधान में विच्छेदित हो रहें हैं, अम्ल उत्कृष्ट होता है।

अम्ल की आपूर्ति: इसमें अम्ल विघटित होने पर उपस्थित अम्ल आयनों की संख्या का मापन होता है। संज्ञानात्मक रूप से, आपूर्ति तत्त्व की मात्रा संबंधित समाधान में घोल के तत्त्व की मात्रा के अनुपात के रूप में व्यक्त की जाती है। इसलिए, हाइड्रोजन आयन की आपूर्ति अम्ल की आपूर्ति के समान होती है। यह मिश्रण में हाइड्रोजन आयन की आपूर्ति आम तौर पर अम्ल की आपूर्ति को संख्या संख्या करके निर्गण की जाती है।

दो प्रबल अम्लों के मिश्रण को मानें।

एन1,V1 पहले प्रबल अम्ल की प्रबलता और आयतन है, और एन2,V2 दूसरे अम्ल की प्रबलता और मात्रा है।

एम्ल 1 में हाइड्रोजन आयन की आपूर्ति एन1V1 है और अम्ल 2 में हाइड्रोजन आयन की आपूर्ति एन2V2 है।

टोटल हाइड्रोजन शुद्धता = एन1व1 + एन2व2

समाधान का कुल मात्रा = व1 + व2

$\begin{array}{l}[H^+] = \frac{N_1V_1 + N_2V_2}{V_1 + V_2}\end{array}$

नीचे दिए गए सूत्र का उपयोग करके समाधान का pH क्या होगा?

(\begin{array}{l}-log_{10}\left [ H^{+} \right ] = pH\end{array} )

दो मजबूत बेसों का मिश्रण

दिए गए समाधान में हाइड्रोक्साइड आयन की शुद्धता, दोनों बेसों की शुद्धता के योग के बराबर होती है, क्योंकि मजबूत बेस पूरी तरह से आयनित हो जाते हैं.

दो मजबूत बेसों का मिश्रण लें

N1, V1 पहले मजबूत बेस की शक्ति और आयतन है, और N2, V2 दूसरे बेस की शक्ति और आयतन है.

पहले मजबूत बेस में हाइड्रोक्साइड आयन की शुद्धता N1V1 होती है और दूसरे बेस में हाइड्रोक्साइड आयन की शुद्धता N2V2 होती है.

टोटल हाइड्रोक्साइड आयन शुद्धता = N1V1 + N2V2

समाधान का कुल आयतन = V1 + V2

(\begin{array}{l}[OH^-]=\frac{N_1V_1+N_2V_2}{V_1+V_2}\end{array})

‘(\begin{array}{l}[H^+] = \frac{10^{-14}}{[OH^{-}]}\end{array})’

समाधान का pH क्या होगा?

देखें: pH परिवर्तन का अध्ययन करें

मजबूत अम्ल और मजबूत बेस का मिश्रण

स्नेहन (pH = 7) की प्रक्रिया जब मजबूत अम्ल और मजबूत बेस को मिलाया जाता है. परिणामी समाधान की अम्लता या बेसिकता मात्रा पर निर्भर करती है.

N1, V1 पहले मजबूत अम्ल की शक्ति और आयतन है, और N2, V2 दूसरे मजबूत बेस की शक्ति और आयतन है.

यदि N1V1 > N2V2 होता है, तो परिणामी समाधान अम्लात्मक होगा, जिसमें [H$^+$]= $\frac{N1V1-N2V2}{V1+V2}$

यदि $N_1V_1 < N_2V_2$ होता है, तो परिणामी समाधान बेसिक होगा, जिसमें $$[OH^-]=\frac{N_2V_2-N_1V_1}{V_1+V_2}$$

कमजोर अम्ल

कमजोर अम्लों के आंशिक आयनीकरण को परिवर्तित करने के लिए ओस्टवाल्ड के पतलीकरण कानून का उपयोग किया जा सकता है ताकि pH निर्धारित किया जा सके.

$\begin{array}{l}H^+ + A^- \rightleftharpoons HA\end{array}$

प्रारंभिक आयतन (मोल/लीटर), सी₀: 0

स्थिरता पर, मोल/लीटर में C_1-αC_αC_α

अम्ल आयनीकरण मानक, Ka, को इस रूप में व्यक्त किया जा सकता है:

$$Ka = \frac{[H^+][A^-]}{HA} = \frac{(C\alpha +C\alpha)}{c(1-\alpha)} = \frac{c\alpha^{2}}{(1-\alpha)}$$

(i) बहुत कमजोर विद्युतीकों के लिए, क्योंकि $\alpha \ll 1$ होता है, $(1 - \alpha) = 1$

(\therefore \alpha = \sqrt{\frac{Ka}{C}} = \sqrt{KaV})

(ii) आयन के आंतरण की शक्ति [H+] =C\alpha = \sqrt{CKa}=\sqrt{\frac{Ka}{V}})

iii) (\begin{array}{l}pH=-\log\sqrt{CKa}=\frac{1}{2}\left(-\log Ka -\log C\right)\end{array} ) ;

पतलीकरण बढ़ाने से आंतरण बढ़ती है और इसके परिणामस्वरूप pH बढ़ता है जैसा कि संबंध (\begin{array}{l}pH=\frac{1}{2}(pKa -\log C)\end{array} ) के अनुसार होता है.

मजबूत अम्ल और कमजोर एक संकुल में अम्ल

हाइड्रोजन आयन की शुद्धता, [H+], C1 + C2*α के बराबर होती है, जहां C1 और C2 मजबूत और कमजोर अम्लों की शुद्धति होती है, और α मिश्रण में विभाजन की दर्जा होती है.

The degree of dissociation of the weak acid will be less than the pure acid due to the higher [H+] from the strong acid, known as the levelling effect. If the [H+] is less than 10^-6 mole/l, the hydrogen ion concentration from water also needs to be taken into account.

Mixture of Two Weak Monoprotic Acids

समझिये की दो कमजोर एसिड HA1 और HA2 की शानदारियां C1 और C2 के बराबर हैं, और जोड़ों की भिन्नीकरण डिग्री α1 और α2 हैं।

प्राथमिक घनत्व (मोल/लिटर)

C₁(1-α₁)C₁α₁ + C₂α₂ = C₁α₁C₂(1-α₂) + C₁α₁C₂α₂

तो, $$\begin{array}{l} Ka=\frac{[H^+][A^-]}{[HA]} \ Ka1=\frac{c_1\alpha_1(c_1\alpha_1+c_2\alpha_2)}{C_1(1-\alpha)} \ Ka2=\frac{C_2\alpha_2(1\alpha_1+C_2\alpha_2)}{C_2(1-\alpha_2)} \end{array} $$

क्योंकि $\alpha$ बहुत छोटा है,

$K_{a1} = (C_1\alpha_1 + C_2\alpha_2)\alpha_1$

$K_{a2} = (C_1\alpha_1 + C_2\alpha_2)\alpha_2$

(\begin{array}{l}\alpha_1 = \frac{K_{a1}}{(C_1\alpha_1 + C_2\alpha_2)};;;;\alpha_2=\frac{K_{a2}}{(C_1\alpha_1 + C_2\alpha_2)}\end{array})

[H^+ = C_1\alpha_1 + C_2\alpha_2 = \sqrt{C_1K_a1 + C_2K_a2}]

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQs)

एक अम्लीय समाधान का pH 7 से कम होता है।

एक शर्करी समाधान का pH 7 से अधिक होता है।

एक शर्करी समाधान का pH 8-14 होता है। यहां pH मान को क्या माना जाता है? 7

7 को pH मान मान्य माना जाता है। pH क्या दर्शाता है? pH एक विस्तार, अम्लता या आल्कलिता का माप है, जिसमें मान 0 से 14 के बीच होते हैं। pH 7 को न्यूत्रल माना जाता है, 7 से कम मान अम्लीय होते हैं और 7 से अधिक मान आल्कली होते हैं।

pH मान सीधे रूप से समाधान में हाइड्रोजन आयनों के घनत्व से संबंधित होता है। जैसे हाइड्रोजन आयनों की घनत्व बढ़ती है, वैसे ही pH मान कम होता है। उल्टे, हाइड्रोजन आयनों की घनत्व कम होने पर, pH मान बढ़ता है।

हाइड्रोजन आयन की घनत्व कम होने पर pH मान बढ़ता है, क्योंकि pH और हाइड्रोजन आयन की घनत्व एक-दूसरे के लगभग उल्टे संयोजन सदन हैं।

जेईई रसायन विज्ञान