सामग्री का सारांश

रासायनिक संतुलन

आयनिक संतुलन - आयनीकरण और विछेदन की गतिशीलता

संतुलन स्थिरांक - विशेषताएं और अनुप्रयोग

ले शाटेलिए का सिद्धांत और संतुलन

घिलावत्ता और घिलानियता उत्पाद

एसिड और बेस

पीएच स्केल और अम्लता

पीएच और विलय

हायड्रोलिसिस, लवण, और प्रकार

बफर विलयनस्थलों

हायड्रोलिसिस एक रासायनिक प्रतिक्रिया है जिसमें एक मोलेक्यूल को एक पानी के मोलेक्यूल के साथ विभाजित किया जाता है।

लवण विलयन उत्पादन करने की क्षमता रखते हैं, जहां कैशियन और एनायन एक दूसरे के साथ प्रतिपार स्थापित करते हैं ताकि उनके संयुक्त युग्मन का निरूपण हो सके। इस प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, हाइड्रोजन या हाइड्रॉक्साइड आयनों की आपूर्ति में वृद्धि हो सकती है, जिसके कारण विलयन गतिशील होता है, और विलयवाश शक्ति के आधार पर हाइड्रोलिसिस हो सकती है।

इस्टर्स के हायड्रोलिसिस का विचार करें

CH3COOCH3 + H2O → CH3COOH + CH3OH

मिथाइल एसिटेट + पानी → एसिटिक एसिड + मेथेनॉल

किसी लवण BA के आयनीकरण को विचार करें

($$\begin{array}{l}{B}^{+}+A^{-}\rightleftharpoons BA\end{array}$$)

कैशियन हायड्रोलिसिस

$\begin{array}{l}{B}^{+}+2H_{2}O\rightleftharpoons BOH+H_3{O}^{+}\end{array}$

एनायन हायड्रोलिसिस

($$\begin{array}{l}{A}^{-}+H_{2}O⟶HA+O{H}^{-}\end{array}$$)

लवण का हायड्रोलिसिस

\(\begin{array}{l}अम्ल + बेस\rightleftharpoons लवण + पानी\end{array} \)

हायड्रोलिसिस की मात्रा निर्धारित करने वाले कारक

पूर्ण हायड्रोलिसिस

यदि कैशियन/एनायन और पानी उनके संयुक्त युग्मन से अधिक मजबूत हैं, तो B⁺ कॉन्जगेट हाइड्रोनियम आयन से अधिक अमलता है और पानी कॉन्जगेट BOH से अधिक बुनियादी होता है; और A^- कॉन्जगेट हाइड्रॉक्साइड आयन से अधिक बुनियादी होता है और पानी कॉन्जगेट HA से अधिक अमलता है।

उत्तर: पूर्ण हायड्रोलिसिस होने वाले एक आयन।

* $\begin{array}{l}P{H}_3+H_3{O}^{+}\to P{H}_4^{+}+H_{2}O\end{array}$ अमिलाई और का विलय रहित अम्लता उत्पन्न करें।

एनएच2⁻ और H⁻ एक आधारीय विलय पृष्ठा गठित करें।

• $\begin{array}{l}{H}^{-}+H_{2}O\to H_2+O{H}^{-}\end{array}$ एक आधारीय विलय पृष्ठा गठित करें।

कोई हायड्रोलिसिस नहीं

यदि कैशियन/एनायन और पानी उनके संयुक्त युग्मन से कम मजबूत हैं, तो B⁺ कॉन्जगेट हाइड्रोनियम आयन से कम अमलता होता है और पानी कॉन्जगेट BOH से अधिक बुनियादी; A^- कॉन्जगेट हाइड्रॉक्साइड आयन से कम बुनियादी होता है और पानी कॉन्जगेट HA से कम अमलता होता है।

उत्तर: पूर्ण हायड्रोलिसिस में शामिल नहीं होने वाला एक आयन।

त्वर्ण अधातुओं के कैशियन:

• अल्काई आयोन
• अल्कली धातु आयोन

शक्तिशाली अम्लों के एनियों:

• क्लोराइड
• नाइट्रेट
• सल्फेट
• फॉस्फेट
• क्लोरेट

Na⁺ + H₂O → NaOH + H₃O⁺

H2O + Cl- → HCl + OH-

सीमित हायड्रोलिसिस

जब कैशियन या एनियों की उनके संयुक्त युग्मन की तुलना में कमजोर होते हैं, तो मजबूतता के माप के आधार पर हायड्रोलिसिस होती है और समाधान या आधारीय हो सकती है।

कमजोर बेस के कैशन्स सीमित हाइड्रोलिसिस का परिणामस्वरूप एक अम्लीय विलय होता है, जबकि कमजोर अम्ल के एनियन्स सीमित हाइड्रोलिसिस करने से एक आधारीय विलय उत्पन्न होता है।

NH⁴⁺, Al³⁺ CH₃COO^-, CN^-. C₂O₄^2-, PO₄^3-

($$\begin{array}{l}N{H}_4^{+}+H_{2}O\leftrightharpoons N{H}_{4}OH+H_3{O}^{+}\end{array}$$)

($$\begin{array}{l}C{H}_{3}CO{O}^{-}+H_{2}O\leftrightharpoons C{H}_{3}COOH+O{H}^{-}\end{array}$$)

नमक क्या है?

नमक एक क्रिप्टोग्राफिक प्राथमिक है जिसे पासवर्ड और अन्य संवेदनशील डेटा की सुरक्षा के लिए उपयोग किया जाता है। ये यूज़र के पासवर्ड के आगे लगाए जाने वाले यादृच्छिक वर्णों की तरह की बनी होती हैं जो हैश किये जाने से पहले लगाए जाते हैं। इससे हमलावरों को ब्रूट-फोर्स हमलों का उपयोग करके पासवर्ड को अन्दाज़ा लगाना मुश्किल होता है।

अम्ल और आधार एक नमक बनाने के लिए प्रतिक्रिया करते हैं; नमक चार श्रेणियों में वर्गीकृत होते हैं।

एक मजबूत अम्ल और प्रबल आधार का नमक होता है NaCl।

कमजोर अम्ल और प्रबल आधार का नमक:

• NH4Cl
• FeCl3
• CuCl2
• AlCl3
• CuSO4

कमजोर अम्ल और प्रबल आधार का नमक -

सी एच ३ सी ओ ओएन ए, नासी एसी एन, नासीएचसीओ३, नासी२सीओ३

कमजोर अम्ल और कमजोर आधार का नमक होता है:

• सी एच ३ सी ओ ओएन एच ४
• (एनएच ४)२सीओ३
• एनएच ४एसीओ३

नमक के जलीय विलय के जलीय समाधान का pH

एक प्रबल अम्ल और आधार के समाधान का परिणामस्वरूप समानांतर होगा, जिसका pH 7 होगा, क्योंकि इन यौगिकों के कैशन्स और एनियन्स जल की हाइड्रोलिसिस करने से गुजरते नहीं होते हैं।

प्रबल अम्ल और कमजोर आधार के जलीय समाधान के जलीय समाधान का pH

उदाहरण: NH₄Cl, FeCl₃, CuCl₂, AlCl₃, CuSO₄

केवल कमजोर आधार के कैशन्स को हाइड्रोलिसिस करते हैं, जिससे एक अम्लीय विलय होती है।

कहें, h जलीय समाधान हो।

NH4+ + Cl- ⇆ NH4Cl

NH4+ + H2O ⇆ NH4OH + H+

प्रारंभ में, आपत्ति (मोल/लिटर): C = 0

C${}_{(1-h)}$ C${}_h$ C${}_h$

($$\begin{array}{l}{K}_h=\frac{[N{H}_{4}OH][H^{+}]}{[N{H}_4^{+}]}\times \frac{[C{H}_2]}{1-h}=\frac{[C{H}_2{]}^2}{1-h}=[C{H}_2{]}^2\end{array}$$)

1 - h = 1

$$h=\sqrt{\frac{KH}{c}}[H^{+}]=c\cdot h=\sqrt{cKH}$$

संतुलन के लिए,

संतुलन के लिए

($$\begin{array}{l}N{H}_{4}OH\leftrightharpoons N{H}_4^{+}+O{H}^{-}\text{आधार का संतुलन स्थिर राशियाँ}=K_b=\frac{[N{H}_4^{+}][O{H}^{-}]}{[N{H}_{4}OH]}\end{array}$$ )

संतुलन के लिए, यह महत्वपूर्ण है कि एक संतुलन बनाए रखना।

($$\begin{array}{l}{H}_{2}O\rightleftharpoons H^{+}+O{H}^{-}\text{जल के आयोपदान}=K_w=[H^{+}][O{H}^{-}]={10}^{-14}\end{array}$$)

($$\begin{array}{l}[H^{+}][O{H}^{-}]=\frac{[N{H}_{4}OH][H^{+}]}{[N{H}_4^{+}]}\times \frac{[N{H}_4^{+}][O{H}^{-}]}{[N{H}_{4}OH]}\end{array}$$)

($$\begin{array}{l}Kb=\frac{Kw}{Kh}\end{array}$$)

($$\begin{array}{l}[H^{+}]=ch=\sqrt{cKh}=\sqrt{c\frac{Kw}{Kb}}=\frac{1}{2}[\log Kb-\log Kw-\log c]\end{array}$$ )

प्रबल अम्ल और कमजोर आधार के जलीय समाधान के जलीय विलय का pH

($$\begin{array}{l}pH=\frac{1}{2}[p{K}_w-p{K}_b-\log c]\end{array}$$)

कमीय अम्ल और मजबूत बेस के सल्फर से बने जलीय हल का pH

उदाहरण:

• CH3COONa
• NaCN
• NaHCO3
• Na2CO3

($$\begin{array}{l}C{H}_{3}CO{O}^{-}+N{a}^{+}\rightleftharpoons C{H}_{3}COONa\end{array}$$)

$\begin{array}{l}C{H}_{3}COOH+O{H}^{-}\rightleftharpoons C{H}_{3}CO{O}^{-}+H_{2}O\end{array}$

शुरुआत में, घनत्व (मोल/लिटर): C = 0

C(1-h)ChCh स्थिति में

($$\begin{array}{l}\text{हाइड्रोलिसिस स्थिरता}=Kh=\frac{[C{H}_{3}COOH][O{H}^{-}]}{[C{H}_{3}CO{O}^{-}]}=\frac{[C{H}_{3}COOH]\cdot [O{H}^{-}]}{[C{H}_{3}CO{O}^{-}]}=\frac{[C{H}_{3}COOH]\cdot [H^{+}]}{[C{H}_{3}CO{O}^{-}]}=\frac{[C{H}_{3}COOH{]}^2}{[C{H}_{3}CO{O}^{-}]\cdot [H^{+}]}=\frac{[C{H}_{3}COOH{]}^2}{[C{H}_{3}CO{O}^{-}]\cdot [C{H}_{3}COOH]}=\frac{[C{H}_{3}COOH{]}^2}{[C{H}_{3}CO{O}^{-}]\cdot [C{H}_{3}COOH]}=\frac{[C{H}_{3}COOH{]}^2}{[C{H}_{3}COOH{]}^2}=1\end{array}$$)

1 - h = 1

($$\begin{array}{l}h=\sqrt{\frac{K}{c}h};[O{H}^{-}]=\sqrt{cK}\end{array}$$)

#स्थिरता के लिए

$$C{H}_{3}COOH\leftrightharpoons C{H}_{3}CO{O}^{-}+H^{+}\text{तत्व-स्थिरता स्थिरता},Ka=\frac{[C{H}_{3}CO{O}^{-}][H^{+}]}{C{H}_{3}COOH}$$

स्थिरता के लिए,

स्थिरता के लिए,

($$\begin{array}{l}{H}_2{O}^{+}+O{H}^{-}\text{जलीय गुणधर्म}=Kw=[H^{+}][O{H}^{-}]={10}^{-14}\end{array}$$)

(\frac{[CH_{3}COOH][OH^{-}]}{[CH_{3}COO^{-}]} \times \frac{[CH_{3}COO^{-}][H^{+}]}{[CH_{3}COOH]} = [H^{+}][OH^{-}])

Kh = Kw/Ka

Kw = Kh * Ka

सो, $$[H^{-}]=ch=\sqrt{cKh}=\sqrt{c\frac{Kw}{Ka}}$$

$$\begin{array}{l}=-\log \sqrt{c\frac{K_w}{K_a}}=-\frac{1}{2}[\log K_w-\log K_a+\log c]pOH=\frac{1}{2}[p{K}_w-p{K}_a-\log c]\end{array}$$

($$\begin{array}{l}pH=14+\frac{1}{2}[pKw-pKa-\log c]\text{=}14-\frac{1}{2}[-pKw+pKa+\log c]\end{array}$$)

($$\begin{array}{l}pH=\frac{1}{2}[28-p{K}_w+p{K}_a+\log c]\text{=}\frac{1}{2}[2p{K}_w-p{K}_w+p{K}_a+\log c]\text{=}\frac{1}{2}[p{K}_w+p{K}_a+\log c]\end{array}$$)

कमीय अम्ल, मजबूत बेस और सल्फर के जलीय हल का pH

$$\begin{array}{l} pH = \frac{1}{2}\left[pK_w + pK_b + \log c\right] \end{array}$$

कमीय अम्ल और कमीय बेस की सल्फर से बने जलीय हल का pH

उदाहरण:

• CH3COONH4
• (NH4)2CO3
• NH4HCO3

($$\begin{array}{l}C{H}_{3}CO{O}^{-}+N{H}_4^{+}\rightleftharpoons C{H}_{3}COON{H}_4\end{array}$$)

($$\begin{array}{l}C{H}_{3}CO{O}^{-}+N{H}_4^{+}+H_{2}O\to C{H}_{3}COOH+N{H}_{4}OH\end{array}$$)

शुरू में, घनत्व (मोल/लिटर): C_C = 0

C(1-h)² Ch²

($$\begin{array}{l}\text{हाइड्रोलिसिस स्थिरता}=Kh=\frac{[C{H}_{3}COOH][N{H}_{4}OH]}{[C{H}_{3}CO{O}^{-}][N{H}_4^{+}]}=\frac{[C{H}_{3}COOH][N{H}_{4}OH]}{[C{H}_{3}CO{O}^{-}][N{H}_4^{+}]}=\frac{h^2}{(1-h{)}^2};\end{array}$$ )

($$\begin{array}{l}\frac{h^2}{1-h}=Kh;h=\sqrt{Kh}\cdot \frac{1}{1-h}\end{array}$$ )

स्थिरता के लिए:

$$\begin{array}{l}C{H}_{3}COOH\leftrightarrow C{H}_{3}CO{O}^{-}+H^{+}\end{array}$$

($$\begin{array}{l}Ka=\frac{[H^{+}][C{H}_{3}CO{O}^{-}]}{[C{H}_{3}COOH]}Ka\times \frac{[C{H}_{3}COOH]}{[C{H}_{3}CO{O}^{-}]}=[H^{+}]\end{array}$$)

($$\begin{array}{l}[H^{+}]=Ka\sqrt{kh}\end{array}$$)

संतुलन के लिए:

($$\begin{array}{l}N{H}_{4}OH\leftrightarrow N{H}_4^{+}+O{H}^{-}\text{आधार का संतुलन स्थिरता निर्धारक}=K_b=\frac{[N{H}_4^{+}][O{H}^{-}]}{N{H}_{4}OH}\end{array}$$)

संतुलन के लिए:

($$\begin{array}{l}{H}_{2}O\rightleftharpoons H^{+}+O{H}^{-}\text{जल का आयनिक उत्पाद}=Kw=[H^{+}][O{H}^{-}]={10}^{-14}\end{array}$$)

($$\begin{array}{l}\frac{[C{H}_{3}COOH][N{H}_{4}OH]}{[C{H}_{3}CO{O}^{-}][N{H}_4^{+}]}\times \frac{[C{H}_{3}CO{O}^{-}][H^{+}]}{[C{H}_{3}COOH]}\times \frac{[N{H}_4^{+}][O{H}^{-}]}{N{H}_{4}OH}=[H^{+}][O{H}^{-}]\end{array}$$ )

($$\begin{array}{l}Kh=\frac{Kw}{KaKb}\end{array}$$)

($$\begin{array}{l}[H^{+}]=\sqrt{\frac{KwKa}{Kb}}\end{array}$$)

($$\begin{array}{l}pH=\frac{1}{2}[pKw+pKa-pKb]\text{=}\frac{1}{2}[-\log Kw-\log Ka+\log Kb]\text{=}-\log [\sqrt{\frac{KwKa}{Kb}}]=-\log [H^{+}]\end{array}$$ )

शक्करीय अम्ल और मजबूत आधार के जलीय हल का pH

($$\begin{array}{l}pH=\frac{1}{2}[p{K}_w+p{K}_b-p{K}_a]\end{array}$$)

ई) बहुआर्मिक अम्ल और उनके हलों का pH

1) बहुआर्मिक अम्ल का pH:

बहुआर्मिक अम्ल वे अम्ल होते हैं जो दो या अधिक हाइड्रोजन आयन प्रदान करने के लिए आयनित हो सकते हैं।

उदाहरण: सल्फ्यूरिक, फास्फोरिक, कार्बोनिक, ऑक्सालिक अम्ल कुछ हैं।

ये अम्ल चरणों में आयनित होते हैं, लेकिन जरूरत न होने पर पहले चरण के बाद आयनिकरण थम सकता है।

इसके कारण पहले कदमों में संयुक्त आयनों के उत्पादन होता है।

ऑर्थोफॉस्फोरिक अम्ल तीन कदमों में तीन हाइड्रोजन आयनों को प्रदान करने के लिए इनायता हो सकता है।

($$\begin{array}{l}{H}_{3}P{O}_4\rightleftharpoons H^{+}+H_{2}P{O}_4^{-};;;;K_{a_1}=\frac{[H^{+}][H_{2}P{O}_4{]}^{-}}{[H_{3}P{O}_4]}\end{array}$$)

($$\begin{array}{l}{H}_{2}P{O}_4^{-}\leftrightharpoons H^{+}+HP{O}_4^{2-};;;;K_{a_2}=\frac{[H^{+}][HP{O}_4^{2-}]}{[H_{2}P{O}_4^{-}]}\end{array}$$)

($$\begin{array}{l}{H}_{2}P{O}_4^{-}\leftrightarrow H^{+}+P{O}_4^{-};;;;K_a=\frac{[H^{+}][P{O}_4^{3-}]}{[H_{2}P{O}_4^{2-}]}\end{array}$$ )

सभी अम्लों के लिए, Ka1 > Ka2 > Ka3…

इसलिए, अम्लों का pH पहले आयनकारण मान के आधार पर निर्धारित होता है।

कमजोर अम्लों के लिए, $$K_{a_1}=\frac{[H^{+}][H_{2}P{O}_4^{3-}]}{[H_{3}P{O}_4]}=\frac{Ch-Ch}{C(1-h)}=\frac{c{h}^2}{(1-h)},h\ll 1,(1-\alpha )=1$$

(\therefore K_{a_1} = \sqrt{\frac{[H^+] \cdot Ka_1}{c}} ;;;; [H^+] ; of ; ion = cH )

और

($$\begin{array}{l}pH=-\frac{1}{2}\log Ka1-\frac{1}{2}\log C;;;;;pH=\frac{1}{2}(pKal-\log C)\end{array}$$ )

2) बहुआर्मिक अम्लों के हलों का pH: K3PO4, Na2CO3, FeCl3, (NH4)C2O4

हल पूरी तरह से आयनित होंगे

($$\begin{array}{l}{K}_{h1}=\frac{[O{H}^{-}][HP{O}_4^{2-}]}{[P{O}_4^{3-}]}\end{array}$$)

फॉस्फेट का हाइड्रोलाइज होता है इस प्रकार:

($$\begin{array}{l}P{O}_4^{3-}+H_{2}O\rightleftharpoons [HP{O}_4^{2-}]+[O{H}^{-}]\end{array}$$)

($$\begin{array}{l}{K}_{h2}=\frac{[O{H}^{-}][H_{2}P{O}_4^{-}]}{[HP{O}_4^{2-}]}\end{array}$$)

($$\begin{array}{l}[\mathrm{HPO}{\phantom{A}}_4]{\phantom{A}}^{2-}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}\rightleftharpoons \mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{PO}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}+\mathrm{OH}{\phantom{A}}^{-}\end{array}$$ )

यहां हिन्दी में दिया गया है:

($$\begin{array}{l}{K}_{h3}=\frac{[O{H}^{-}][H_{3}P{O}_4]}{[H_{2}P{O}_4^{-}]}\end{array}$$)

$\begin{array}{l}[H_{2}PO_{4}^{-}] + [H_{2}O] \rightleftharpoons [H_{3}PO_{4}]+[OH]\end{array}$

[PO43-] + H2O –> [HPO42-] + [OH–]

संतुलन में,

मोल $÷$ लीटर $\times$ $(1-h)\times$ C${}_h\times$ C${}_h$

($$\begin{array}{l}Kh1=\frac{C{h}^2}{1-h},h<1,(1-h)=1\end{array}$$)

($$\begin{array}{l}h=\sqrt{\frac{C{h}^2}{C}};[H^{+}]=\frac{Kw}{O{H}^{[-]}}=\frac{Kw}{\sqrt{CC{h}^2}}\end{array}$$)

($$\begin{array}{l}Ka3=\frac{[H^{+}][P{O}_4^{3-}]}{[HP{O}_4^{2-}]}\end{array}$$ )

($$\begin{array}{l}{K}_h\times K_a=\frac{[O{H}^{-}][HP{O}_4^{2-}]}{[P{O}_4^{3-}]}\times \frac{[H^{+}][P{O}_4^{3-}]}{[O{H}^{-}]}=[H^{+}][O{H}^{-}]=K_w\end{array}$$)

इसलिए $$Kh1=\frac{Kw}{Ka3}$$

($$\begin{array}{l}[H^{+}]=\sqrt{\frac{K_w{K}_{a3}}{C}}\\ pH=-\frac{1}{2}(\log K_w+\log K_{a3}-\log C)\end{array}$$)

( pH = -\frac{1}{2}(pK_w + pK_{a3} + \log C) )

पॉलीप्रोटिक अम्ल के लवणों का pH

($$\begin{array}{l}{K}_{3P{O}_4}=-\frac{1}{2}(p{K}_w+p{K}_{a3}+\log C)\end{array}$$)

एम्फोटेरिक अनियों का हाइड्रोलिसिस

उदाहरण: NaHCO3, NaHS

एम्फोटेरिक अनियों का यौगिकीकरण, विकार्य होते हैं और हाइड्रोलाइज होते हैं और हाइड्रोक्साइड आयनों को देते हैं।

⇒ यौगिकीकरण $$\begin{array}{l}HC{O}_3^{-}+H_{2}O\rightleftharpoons C{O}_3^{2-}+H_3{O}^{+}\text{के साथ}Ka1\end{array}$$

⇒ हाइड्रोलिसिस $$HC{O}_3^{-}+H_{2}O\rightleftharpoons H_{2}C{O}_3+O{H}^{-}\text{के साथ}Ka2$$

\(\begin{array}{l} pH_{(HCO_3^-)} = \frac{pK_a1 + pK_a2}{2} \end{array}\)