जब रसायनज्ञों को किसी विलयन में घुले पदार्थ की सांद्रता ज्ञात करने की आवश्यकता होती है, तो वे अक्सर अनुमापन नामक तकनीक का उपयोग करते हैं। एक रसायन जोड़कर जो विलेय के साथ प्रतिक्रिया करता है जब तक कि सभी विलेय को बेअसर नहीं किया जाता है, रसायनज्ञ यह निर्धारित कर सकता है कि मूल रूप से कितना मौजूद था - और इसलिए समाधान की एकाग्रता। अम्ल और क्षार के साथ अनुमापन समस्याएं गृहकार्य और रसायन विज्ञान कक्षा में परीक्षणों पर सामान्य कार्य हैं।
निर्धारित करें कि क्या एनालाइट (समाधान में घुलने वाला रसायन) और टाइट्रेंट (विलेय को बेअसर करने के लिए जोड़ा गया रसायन) मजबूत एसिड या बेस हैं। अम्ल वह पदार्थ है जो प्रोटॉन देता है, जबकि क्षार वह पदार्थ है जो प्रोटॉन ग्रहण करता है। यदि विलेय एक क्षार है, तो टाइट्रेंट एक अम्ल होगा और इसके विपरीत। हाइड्रोक्लोरिक एसिड, नाइट्रिक एसिड, सल्फ्यूरिक एसिड, पर्क्लोरिक एसिड, हाइड्रोब्रोमिक एसिड और हाइड्रोयोडिक एसिड आम हैं मजबूत एसिड, जबकि लिथियम, सोडियम, पोटेशियम, रूबिडियम, कैल्शियम, स्ट्रोंटियम और बेरियम हाइड्रॉक्साइड मजबूत आधार हैं। सामान्य अम्लों और क्षारों की सूची के लिए, संसाधन अनुभाग में लिंक देखें।
निर्धारित करें कि अनुमापन प्रतिक्रिया का उत्पाद एक तटस्थ नमक या एक मूल / अम्लीय नमक होगा। जब एक मजबूत आधार और एक मजबूत एसिड प्रतिक्रिया करता है, तो उत्पाद एक तटस्थ नमक (पीएच 7 वाला नमक) होता है; उदाहरण के लिए, हाइड्रोक्लोरिक एसिड और सोडियम हाइड्रॉक्साइड के बीच की प्रतिक्रिया से सोडियम क्लोराइड निकलता है, जो न तो क्षारीय है और न ही अम्लीय। एक मजबूत अम्ल एक कमजोर आधार के साथ प्रतिक्रिया करता है, हालांकि, एक अम्लीय नमक पैदा करता है, जबकि एक कमजोर एसिड के साथ प्रतिक्रिया करने वाला एक मजबूत आधार एक बुनियादी नमक पैदा करता है। अनुमापन शायद ही कभी कमजोर अम्ल और कमजोर क्षार के संयोजन के साथ किया जाता है, क्योंकि इस प्रकार के अनुमापन के लिए तुल्यता बिंदु खोजना अधिक कठिन होगा।
आप जो जानते हैं उसे लिखें और पता करें कि समस्या क्या पूछ रही है। आमतौर पर इस तरह की एक गृहकार्य या परीक्षण समस्या आपको टाइट्रेंट और एनालिट की पहचान, विश्लेषण की मात्रा और टाइट्रेंट की एकाग्रता प्रदान करेगी। समस्या आपको तुल्यता तक पहुँचने के लिए आवश्यक टाइट्रेंट की मात्रा दे सकती है (वह बिंदु जहाँ सभी विलेय को निष्प्रभावी कर दिया गया है) और आपसे pH ज्ञात करने के लिए कह सकता है तुल्यता और मूल घोल की सांद्रता, या यह आपको टाइट्रेंट और विलेय दोनों की सांद्रता दे सकता है, फिर आपको प्रत्येक चरण में पीएच खोजने के लिए कह सकता है प्रतिक्रिया। प्रत्येक प्रकार की समस्या के लिए एक अलग रणनीति की आवश्यकता होगी।
अम्ल और क्षार के बीच की प्रतिक्रिया के लिए संतुलित रासायनिक समीकरण लिखिए (यह आमतौर पर आपको समस्या में भी दिया जाएगा)। रासायनिक समीकरण का उपयोग करके अभिकारकों का अनुपात निर्धारित करें, अर्थात एक रसायन के कितने अणुओं को दूसरे के एक अणु के साथ प्रतिक्रिया करने की आवश्यकता होती है।
प्रतिक्रिया के प्रत्येक चरण में पीएच की गणना करने के लिए आपको दिए गए डेटा का उपयोग करें यदि समस्या आपको ऐसा करने के लिए कहती है (यदि नहीं, तो इस चरण को छोड़ दें और चरण 6 पर आगे बढ़ें)। विश्लेषक और टाइट्रेंट की पहचान के आधार पर, चार संभावनाएं हैं।
1) यदि एनालिट एक मजबूत एसिड है और टाइट्रेंट एक मजबूत आधार है, तो पीएच एनालिटिक एकाग्रता का सिर्फ नकारात्मक लॉग है। विश्लेषण एकाग्रता का पता लगाने के लिए, इस बिंदु तक जोड़े गए टाइट्रेंट के मोल की संख्या घटाएं, फिर कुल मात्रा से विभाजित करें (विश्लेषण की प्रारंभिक मात्रा + टाइट्रेंट की मात्रा जोड़ा गया)।
2) यदि एनालिट एक मजबूत आधार है और टाइट्रेंट एक मजबूत एसिड है, तो आपके द्वारा अनुसरण किए जाने वाले चरण समान हैं जैसा कि (1) में है, सिवाय इसके कि विश्लेषण एकाग्रता का नकारात्मक लॉग आपको के बजाय पीओएच देगा पीएच. पीओएच को पीएच में बदलने के लिए, इसे 14 से घटाएं।
3) यदि विश्लेषक एक कमजोर एसिड है और टाइट्रेंट एक मजबूत आधार है, तो हेंडरसन-हसलबल्च समीकरण, पीएच = पीकेए + लॉग ([संयुग्म आधार एकाग्रता] / शेष कमजोर एसिड एकाग्रता) का उपयोग करें। संयुग्म आधार की मात्रा आपके द्वारा अब तक जोड़े गए टाइट्रेंट की मात्रा के बराबर है; एकाग्रता ज्ञात करने के लिए इसे कुल आयतन से विभाजित करें। कई कमजोर अम्लों के लिए pKa मान संसाधन अनुभाग से जुड़ी तालिका में सूचीबद्ध हैं।
4) यदि विश्लेषक एक कमजोर आधार है और टाइट्रेंट एक मजबूत एसिड है, तो form के दूसरे रूप का उपयोग करें हेंडरसन-हसलबल्च समीकरण, पीओएच = पीकेबी + लॉग ( [संयुग्म एसिड एकाग्रता] / शेष कमजोर आधार एकाग्रता )। फिर 14 से घटाकर पीओएच से पीएच में बदलें।
यदि समस्या आपको ऐसा करने के लिए कहती है, तो तुल्यता पर pH ज्ञात कीजिए। एक मजबूत आधार के साथ जोड़े गए एक मजबूत एसिड के लिए, तुल्यता पर पीएच 7 है। एक मजबूत एसिड टाइट्रेंट और कमजोर बेस एनालिट के लिए, मूल रूप से मौजूद कमजोर बेस के मोल की संख्या लें और नए कुल वॉल्यूम से विभाजित करें (विश्लेषण का मूल आयतन + तुल्यता तक पहुँचने के लिए जोड़ा गया टाइट्रेंट का आयतन) सांद्रता ज्ञात करने के लिए, फिर इसका ऋणात्मक लघुगणक लें एकाग्रता। एक कमजोर एसिड विश्लेषण के साथ एक मजबूत बेस टाइट्रेंट की प्रक्रिया समान है, सिवाय इसके कि एक बार जब आप ले लें नकारात्मक लॉग आपके पास पीएच के बजाय पीओएच होगा, इसलिए आपको इसे घटाकर पीएच में बदलना होगा 14.
यदि समस्या आपको ऐसा करने के लिए कहती है तो विश्लेषण की मूल एकाग्रता का पता लगाएं। तुल्यता तक पहुँचने के लिए जोड़े गए टाइट्रेंट की मात्रा को दाढ़ या टाइट्रेंट की सांद्रता से गुणा करने पर आपको जोड़े गए टाइट्रेंट के मोल की संख्या मिल जाएगी। जोड़े गए टाइट्रेंट के मोल की संख्या, चरण 4 में आपको मिले अभिकारकों के बीच के अनुपात से गुणा करके, मूल रूप से मौजूद विश्लेषण के मोल की संख्या के बराबर है। विश्लेषण एकाग्रता को खोजने के लिए विश्लेषण के मूल मात्रा से विश्लेषण के मोल्स की संख्या को विभाजित करें।
टिप्स
यह प्रक्रिया न्यूट्रलाइजेशन रिएक्शन में एसिड और बेस के बीच 1 से 1 के अनुपात को मानती है - जो कि आम तौर पर एक सामान्य रसायन विज्ञान प्रश्नोत्तरी पर दिखाई देने वाली समस्या है।
चेतावनी
समतुल्यता पर या उससे पहले सांद्रता पाते समय, आपके द्वारा जोड़े गए टाइट्रेंट की मात्रा को ध्यान में रखें।
