पीएच स्केल का क्या अर्थ है?

यहां तक ​​​​कि उन लोगों के लिए भी जो विज्ञान के बारे में सीखने से बचना पसंद करेंगे, पीएच नामक किसी चीज के नियमित संदर्भों को सुने बिना दुनिया से बातचीत करना मुश्किल होगा। यदि आपको यह जानने की आवश्यकता नहीं है कि यह रसायन विज्ञान वर्ग के लिए क्या है, तो आपको पीएच स्तर के संदर्भ और अम्लता और क्षारीयता जैसे संबंधित शब्द देखने की संभावना है, यदि आप केवल कुछ शैम्पू विज्ञापन देखते हैं।

पी एच स्केल एक उपकरण है जिसे केमिस्टों ने यह मापने के लिए तैयार किया है कि एक समाधान कितना अम्लीय (या क्षारीय, "अम्लीय" के विपरीत) है। यह आपके हॉट टब में क्लोरीन का स्तर है या नहीं, इसकी जाँच से लेकर अनगिनत अनुप्रयोगों में हर दिन इसका उपयोग किया जाता है जहां जैव रसायनज्ञों को अम्लता से प्रभावित प्रतिक्रियाओं के लिए आदर्श परिस्थितियों का पता लगाने की अनुमति देना चाहिए होता है।

पीएच पैमाना, भौतिक विज्ञान में उपयोग किए जाने वाले बहुत सारे उपकरणों की तरह, वह नहीं है जिसे आप "सहज" पैमाना कहेंगे, जैसे कि 0 से 10 या 1 से 100 के बीच का पैमाना सामान्य प्रश्नोत्तरी स्कोर या प्रतिशत के लिए उपयोग किया जाता है। लेकिन एक बार जब आप एक जलीय घोल (अणुओं) में अणुओं के व्यवहार के संदर्भ में संख्या का क्या अर्थ है, इसके लिए गहरी सराहना करते हैं पानी में घटक परमाणुओं और अणुओं में घुल जाता है), पूरी योजना न केवल समझ में आती है बल्कि एक पूरी नई समझ के लिए नए दरवाजे खोलती है रसायन विज्ञान।

संक्षिप्त नाम पीएच "हाइड्रोजन आयन की क्षमता" के लिए है। यह शब्द डेनिश बायोकेमिस्ट द्वारा गढ़ा गया था सोरेन सोरेनसन, जिन्होंने "p" को हाइड्रोजन आयन सांद्रता के लघुगणक के ऋणात्मक लेने के निर्देश के रूप में परिभाषित किया, [H] लिखा⁺]. pH का ऋणात्मक लघुगणक है मोलरिटी एच का, जो प्रति इकाई आयतन के द्रव्यमान के बजाय प्रति इकाई आयतन में कुल आयनों का माप है।

गणितीय रूप से, pH की परिभाषा है

अधिकांश भौतिक विज्ञान में, "एकाग्रता" का विचार उनके अन्य गुणों के बजाय कणों के द्रव्यमान पर लागू होता है। उदाहरण के लिए, यदि 5.85 ग्राम (g) सादा नमक (सोडियम क्लोराइड, या NaCl) 1,000 मिलीलीटर या mL (1 लीटर या L) पानी (H) में घोला जाता है₂ओ), फिर आप इस मामले में पानी में सोडियम क्लोराइड की एकाग्रता को 5.85 ग्राम/ली, या 5.85 मिलीग्राम/एमएल, या अन्य समकक्ष इकाइयों के रूप में व्यक्त कर सकते हैं।

रसायन विज्ञान में, हालांकि, किसी पदार्थ की "राशि" मायने रखती है कि उसके कितने ग्राम या किलोग्राम हैं, लेकिन कितने व्यक्तिगत परमाणु या अणु हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि परमाणु और अणु एक दूसरे के साथ परमाणु और आणविक अनुपात के आधार पर प्रतिक्रिया करते हैं, न कि द्रव्यमान अनुपात के आधार पर।

विभिन्न प्रकार के परमाणुओं (अर्थात विभिन्न तत्वों) का द्रव्यमान अलग-अलग होता है, जिसमें ग्राम की संख्या होती है १ मोल (6.02 × 10²³ व्यक्तिगत कण) तत्वों की आवर्त सारणी में तत्व के "बॉक्स" में दिए गए हैं (संसाधन देखें)।

उदाहरण के लिए, H. का एक अणु₂O में दो हाइड्रोजन परमाणु और एक ऑक्सीजन परमाणु है। प्रत्येक H का द्रव्यमान लगभग 1 g है, जबकि O परमाणु का द्रव्यमान केवल 16 g से कम है। इस प्रकार जबकि 16/18 = 88.9 प्रतिशत पानी के अणु के द्रव्यमान में ऑक्सीजन होता है, पानी में हमेशा एच से ओ परमाणुओं का 2-से-1 अनुपात होता है।

इस अवधारणा का उपयोग स्थापित करने के लिए किया जाता है दाढ़ एकाग्रता, या मोल प्रति लीटर, नामित म. जैसा कि होता है, Na का दाढ़ द्रव्यमान २३.० ग्राम है और क्लोरीन का ३५.५ ग्राम है, इसलिए NaCl के १ मोल (गणना में १ मोल) का द्रव्यमान ५८.५ ग्राम है। 5.85 ग्राम इसका 1/10वां भाग है, इसलिए 5.85 ग्राम NaCl/1 L = 0.1 M NaCl विलयन,

यदि आप लॉगरिदम या लॉग से अपरिचित हैं, तो उन्हें एक मात्रा की वास्तविक परिवर्तनशीलता को अधिक गणितीय रूप से संबंधित रूप में संपीड़ित करने के आसान तरीकों का प्रतिनिधित्व करने के रूप में सोचें। लॉग गैर-सुपरस्क्रिप्ट रूप में संचालित घातांक हैं, जिसके लिए गणितीय फ़िनगलिंग और आमतौर पर एक कैलकुलेटर की आवश्यकता होती है।

आपको जो हिस्सा जानने की जरूरत है वह यह है कि हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता में 10 वृद्धि के प्रत्येक कारक के लिए, pH में 1 पूर्णांक इकाई की कमी होगी और इसके विपरीत. इसका मतलब है कि 5.0 के पीएच वाले घोल में [H. का दस गुना होता है⁺] ६.० के पीएच के साथ एक समाधान का, और १/१,००० वें [एच⁺] 3.0-पीएच समाधान का।

• एसिड की ताकत (अर्थात, व्यक्तिगत एसिड के निहित गुण) और एसिड एकाग्रता (जिसे आप प्रयोगशाला में बदल सकते हैं) दोनों एक समाधान के पीएच को निर्धारित करते हैं।

जैसा कि उल्लेख किया गया है, शुद्ध हाइड्रोजन आयनों (एक संबद्ध आयन के बिना) के 1-मोलर (1 एम) समाधान में 0 का पीएच होता है। यह प्रकृति में नहीं देखा जाता है और इसका उपयोग पीएच को मापने के लिए एक इलेक्ट्रोड का उपयोग करके एक संदर्भ बिंदु के रूप में किया जाता है जो पीएच मीटर का हिस्सा होता है। इन्हें संदर्भ समाधान और ब्याज के समाधान के बीच वोल्टेज अंतर को बाद के पीएच मान में अनुवाद करने के लिए कैलिब्रेट किया जाता है।

1 तिल प्रति लीटर आयनों का मतलब लगभग 6.02 × 10. है²³ प्रति लीटर घोल में अलग-अलग अणु या परमाणु (यानी, अलग-अलग कण)।

पीएच के सामान्य मूल्यों में पेट के एसिड के लिए लगभग 1.5, नीबू के रस के लिए लगभग 2, वाइन के लिए 3.5, शुद्ध पानी के लिए 7, स्वस्थ मानव रक्त के लिए लगभग 7.4, ब्लीच के लिए 9 और घरेलू अमोनिया के लिए 12 शामिल हैं। बाद के दो यौगिक दृढ़ता से बुनियादी हैं, और एक अलग तंत्र द्वारा यद्यपि एसिड कैन की तरह ही शारीरिक क्षति पहुंचा सकते हैं।

रक्त में परिसंचारी एक आयन कहलाता है बिकारबोनिट (एचसीओ³⁻), जो पानी और कार्बन डाइऑक्साइड से बनता है, रक्त को कुछ हद तक क्षारीय रखता है और H. के मामले में "बफर" के रूप में कार्य करता है⁺ रक्त में आयन तेजी से जमा होते हैं, जैसे कि जब श्वास लंबे समय तक बाधित होती है।

आपने शायद "एंटासिड्स" के विज्ञापन देखे होंगे, जो ऐसे पदार्थ हैं, जो एसिड के विपरीत, प्रोटॉन स्वीकार कर सकते हैं, अक्सर एक हाइड्रॉक्सिल (-OH) समूह दान करके जो पानी बनाने के लिए प्रोटॉन को स्वीकार करते हैं अणु

पेट में स्वाभाविक रूप से स्रावित हाइड्रोक्लोरिक एसिड से पेट में एच + आयनों का "स्वीपिंग अप" आंतरिक झिल्ली पर एसिड के हानिकारक प्रभावों से राहत प्रदान कर सकता है।

उदाहरण: 4.9×10. के [H+] वाले विलयन का pH क्या है?⁻⁷ म?

पीएच=−लॉग[एच⁺] = −लॉग[4.9 × 10⁻⁷] = 6.31.

ध्यान दें कि ऋणात्मक चिह्न इस तथ्य के लिए जिम्मेदार है कि आयनों की छोटी सांद्रता मापी गई है समाधान नकारात्मक परिणामों के साथ एक पैमाने का उत्पादन करेंगे अन्यथा, नकारात्मक घातांक मूल्यों के कारण।

उदाहरण: 8.45 के pH वाले विलयन की हाइड्रोजन आयन सांद्रता क्या है?

इस बार, आप उसी समीकरण को थोड़े अलग तरीके से उपयोग करने के लिए रखते हैं:

8.45 =−लॉग[एच⁺], या −8.45 = लॉग [एच⁺].

हल करने के लिए, आप इस तथ्य का उपयोग करते हैं कि कोष्ठक में संख्या केवल लॉग का आधार है, 10, जो लॉग के मान तक बढ़ा है:

[एच+] = १०^−8.45 = 3.5 × 10⁻⁹ म।

एक उपकरण के उदाहरण के लिए संसाधन देखें जो आपको संबंधित पीएच मान निर्धारित करने में समाधान में एसिड की पहचान और एकाग्रता में हेरफेर करने की अनुमति देता है।

ध्यान दें कि जब आप प्रदान की गई ड्रॉप-डाउन सूची में विभिन्न एसिड के साथ प्रयोग करते हैं और विभिन्न दाढ़ सांद्रता का उपयोग करते हैं, तो आप करेंगे पीएच के बारे में एक दिलचस्प तथ्य की खोज करें: यह एसिड की पहचान (और इस प्रकार इसकी अंतर्निहित ताकत) और इसकी. दोनों पर निर्भर करता है एकाग्रता। इसलिए एक उच्च दाढ़ सांद्रता में एक कमजोर एसिड एक मजबूत एसिड के पर्याप्त रूप से पतला समाधान की तुलना में कम पीएच के साथ एक समाधान का उत्पादन कर सकता है।