पीएच और समाधान
जब हम pH (“पोटेंशियल ऑफ हाइड्रोजन” या “पावर ऑफ हाइड्रोजन”) के बारे में बात करते हैं, तो हम उस समाधान में हाइड्रोजन आयन की संकेंद्रता का मापन कर रहे हैं। दूसरे शब्दों में, pH एक माप का उपयोग करने वाला स्केल है जो एक जलीय समाधान की अम्लता या शास्त्रीयता को निर्दिष्ट करने के लिए उपयोग होती है। सामान्य रूप से, अम्लीय समाधान जिसमें H+ आयनों की अधिक संघटना होती है, उसका pH मान मूल्य स्केल से कम होता है जबकि शास्त्रीय या क्षारीय समाधानों में उच्चतम संघटनाओं के साथ pH मान होता है।
यदि तापमान 25 °C हो और समाधान का pH 7 से कम हो, तो वह अम्लीय है। pH 7 से अधिक मान वाले समाधान आल्काली होते हैं। यदि इस तापमान पर कोई समाधान pH 7 हो, तो यह तटस्थ होता है (उदाहरण के लिए, शुद्ध पानी, जो थोड़ा-सा हाइड्रोजन और हाइड्रोक्सिल (OH−) आयनों की बराबर संघटना के साथ अल्पतः विघटित होने के लिए प्रवृत्त होता है, जिसकी एकत्रितता व्यास के 10-7 मोल प्रति लीटर होती है)। समाधानों को उनके हाइड्रोजन आयन (H+) की संघटनानुपात की तुलना में अम्लीय या आधारीय रूप में वर्गीकृत किया जाता है।
छात्रों को ध्यान देना चाहिए कि जलीय समाधान का pH pH स्केल पर आधारित होती है, जो सामान्य रूप से 0 से 14 तक होती है।
अम्लीय समाधानों में अधिक हाइड्रोनियम संघटना और कम हाइड्रोक्साइड संघटना होती है। अम्लीय समाधानों में हाइड्रोजन आयनों की संघटना 10-7 मोल प्रति लीटर से अधिक होती है।
एक आल्कली (बेसिक) समाधान में हाइड्रोक्साइड आयनों की अधिक संघटना और हिड्रोनियम आयनों की कम संघटना होती है, जिसमें H+ आयनों की संघटना 10-7 मोल प्रति लीटर से कम होती है।
समाधान में हाइड्रोजन आयनों की संघटना pH के माध्यम से व्यक्त होती है।
इसके अलावा, कुछ प्रकार के प्रदर्शक (जैसे universal indicator paper) pH मापन के लिए उपयोग किए जा सकते हैं। इसका कारण है कि प्रदर्शक का रंग समाधान के pH के साथ परिवर्तित होता है। तटस्थ प्रदर्शन के समाना निर्धारित रंग चार्ट के साथ परीक्षण समाधान के रंग की तुलना की जाती है ताकि समाधान का pH सटीकता से पूरे संख्या के पास निर्धारित किया जा सके। pH को इलेक्ट्रॉनिक pH मीटर का उपयोग करके भी मापा जा सकता है।
दो मजबूत अम्लों का मिश्रण
मजबूत अम्ल पूरी तरह से दिये गए घोल में विभाजित हो जाते हैं; हालांकि, एक अम्ल की मजबूती और अम्ल की संघटना दो अलग-अलग शब्द हैं।
अम्ल की मजबूती: यह एक जलीय समाधान में एक अम्ल के आयनों की प्रतिष्ठान की माप है। उचित मात्राओं और निष्कर्षों को, जो जलीय समाधान में विभाजित हों, अधिक हैं, उतना ही मजबूत अम्ल होता है।
अम्ल संघटना: यह एक वायवीय में अम्ल विलायतित होने पर उपस्थित अम्ल आयनों की संख्या का माप है। संघटना समाधान में विलायक पदार्थ की मात्रा को विलायकाधार के मात्रानुपात के रूप में व्यक्त किया जाता है। इसलिए, हाइड्रोजन आयनों की संघटना अम्ल की संघटना के बराबर होती है। मिश्रण में हाइड्रोजन आयनों की संघटना अम्ल की संघटना को समाधान की कुल मात्रा में जोड़कर प्राप्त की जाती है।
दो मजबूत अम्लों के मिश्रण का विश्लेषण करें।
N1, V1 पहले मजबूत अम्ल की मजबूती और आयतन हैं, और N2, V2 दूसरे अम्ल की मजबूती और आयतन हैं।
अम्ल 1 में हाइड्रोजन आयन का अधिकार है N1V1 और अम्ल 2 में हाइड्रोजन आयन का अधिकार है N2V2।
पूरी हाइड्रोजन एकत्रीकरण = एन1व1 + एन2व2
समष्टि का कुल आयाम = व1 + व2
\(\begin{array}{l}[H^+] = \frac{N_1V_1 + N_2V_2}{V_1 + V_2}\end{array}\)
निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके समाधान का द्रव्यमान क्या होगा?
(\begin{array}{l}-log_{10}\left [ H^{+} \right ] = pH\end{array} )
दो मजबूत आधारों का मिश्रण
दिए गए समाधान में हाइड्रोक्साइड आयन का आयात समष्टि, हाइड्रोक्साइड आयन के समष्टि में आधार के आयाम के योग से बराबर होता है, क्योंकि मजबूत आधार पूरी तरह से आयनित होते हैं।
दो मजबूत आधारों का मिश्रण ध्यान दें।
N1, V1 पहले मजबूत आधार की ताकत और आयाम है, और N2, V2 दूसरे आधार की ताकत और आयाम हैं।
पहले मजबूत आधार के हाइड्रोक्साइड आयन का आयाम है N1V1 और दूसरे आधार का है N2V2।
कुल हाइड्रोक्साइड आयन का आयाम = N1V1 + N2V2
समाधान का कुल आयाम = 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?
देखे: pH परिवर्तन का अध्ययन करें
दो मजबूत अम्ल और मजबूत आधार का मिश्रण
जब एक मजबूत अम्ल और मजबूत आधार मिश्रणित होते हैं तब संगतीकरण (pH = 7) होता है। परिणामी समाधान की अम्लता या आधारता आयाम पर निर्भर करती है।
N1, V1 पहले मजबूत अम्ल की ताकत और आयाम है, और N2, V2 दूसरे मजबूत आधार की ताकत और आयाम हैं।
यदि N1V1 > N2V2, तो प्राप्त समाधान अम्लीय होगा, जिसमें [H$^+$]= $\frac{N1V1-N2V2}{V1+V2}$
यदि $N_1V_1 < N_2V_2$, तो प्राप्त समाधान का आधारीय होगा, जिसमें $$[OH^-]=\frac{N_2V_2-N_1V_1}{V_1+V_2}$$
कमजोर अम्ल
कमजोर अम्लों का आंशिक आयनन भार निर्धारित करने के लिए ऑस्टवाल्ड के पतलयन कानून का उपयोग किया जा सकता है। समयांतर मात्रा (मोल/लि0, C0: 0
स्थिरता पर, मोल/लि की C1-αCαCα
मात्रा आयनन स्थिरता, का, इस रूप में व्यक्त की जा सकती है:
$$Ka = \frac{[H^+][A^-]}{HA} = \frac{(C\alpha +C\alpha)}{c(1-\alpha)} = \frac{c\alpha^{2}}{(1-\alpha)}$$
(i) बहुत कमजोर विद्युतवर्धी माध्य अथवा $\alpha \ll 1$, $(1 - \alpha) = 1$
(\therefore \alpha = \sqrt{\frac{Ka}{C}} = \sqrt{KaV})
(ii) आयनन [H+] की मात्रा(=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} )
नई विलयन आयनन को बढ़ाने से आयनन बढ़ेगा और परिणामस्वरूप pH को नीचे दिये गये समीकरण के अनुसार बढ़ाने वाले प्रतिष्ठानिकता की प्यादा। (\begin{array}{l}pH=\frac{1}{2}(pKa -\log C)\end{array} ).
मजबूत अम्ल और कमजोर एकाधारिक अम्ल का मिश्रण
हाइड्रोजन आयन मात्रा, [H+], C1 + C2*α के बराबर होती है, यहाँ C1 और C2 महीन और कमजोर अम्लों की मात्राएं हैं, और α मिश्रण में पृथक्करण मात्रा है।
दबी हुई अम्ल की वियोजन गुणता निर्यात दुबारा अम्ल की तुल्य होगी, जो मजबूत अम्ल से अधिक [एच +] के कारण होगी, जिसे समतीकरण प्रभाव के रूप में जाना जाता है। यदि [एच +] 10 -6 मोल / एल से कम है, तो पानी से भी हाइड्रोजन आयन संख्यान को ध्यान में रखना चाहिए।
दो दबी एकशारीय अम्लों का मिश्रण
कहें कि एचए1 और एचए2 दो दबी अम्ल हैं, जिनकी उपस्थिति C1 और C2, क्रमशः, और आयनीकरण का गुणांक ए1 और ए2 हैं।
प्रारंभिक घनत्व (मोल / L)
C1(1-α1)C1α1 + C2α2 = C1α1C2(1-α2) + C1α1C2α2
इसलिए, $$\begin{array}{l} क = \frac {[एच ^] [ए ^]} {[एच ए]} \ क1 = \frac {c1α1 (c1α1 + c2α2)} {C1 (1-α)} \ क2 = \frac {C2α2 (1α1 + C2α2)} {C2 (1-α2)} \end{array} $$
क्योंकि $\alpha$ छोटा होता 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})
[एच^ + = C_1\alpha_1 + C_2\alpha_2 = \sqrt{C_1K_a1 + C_2K_a2}]
संबंधित विषय
आयनिक संतुलन - आयनीकरण और संतुलन
संतुलन स्थिरांक - विशेषताएँ और अनुप्रयोग
संतुलन पर ले चेतेलीए का सिद्धांत
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (अक्सर पूछे जाने वाले सवाल)
एक अम्लीय विलय का पीएच 7 से कम होता है।
एक आधारीय विलय का पीएच 7 से अधिक होता है।
एक आधारीय विलय का पीएच 8-14 होता है। कौन सा पीएच मान मध्यस्थ है? 7
पीएच मान 7 को मध्यस्थ माना जाता है। पीएच क्या दर्शाता है? पीएच एक विलय की अम्लता या आल्कलता का माप है, जिसके मान 0 से 14 तक होते हैं। पीएच का मान 7 को मध्यस्थ माना जाता है, 7 से नीचे के मान अम्लीय होते हैं और 7 से ऊपर के मान आल्कली या शोधी होते हैं।
पीएच मान का मान विलय में हाइड्रोजन आयनों के घनत्व से सीधे संबंधित होता है। हाइड्रोजन आयनों की घनत्व बढ़ने से, पीएच मान कम होता है। उलटे, हाइड्रोजन आयनों की घनत्व कम होने से, पीएच मान बढ़ता है।
हाइड्रोजन आयनों की घनत्व कितनी भी कम हो, पीएच का मूल्य उससे अधिक होता है, क्योंकि पीएच और हाइड्रोजन आयनों की घनत्व एक-दूसरे के प्रतिनिधित्व करते हैं।
