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वास्तविक नमूने के अम्ल-क्षार अनुमापन विश्लेषण में निम्नलिखित एक विशिष्ट समस्या है। समस्या का विस्तृत समाधान इसमें शामिल सबसे महत्वपूर्ण कदमों की गहन व्याख्या के साथ प्रस्तुत किया गया है और इसे आसानी से किसी भी अन्य एसिड-बेस टाइट्रेशन समस्या के समाधान के साथ-साथ अन्य प्रकार के टाइट्रेशन जैसे प्रीसिपिटोमेट्री या टाइट्रेशन के लिए एक्सट्रपलेशन किया जा सकता है। रेडॉक्स।
इस प्रकार की समस्या को हल करने के कई अलग-अलग तरीके हैं, लेकिन हम अनुमापन के अंत बिंदु पर सामान्यता के उपयोग और शीर्षक और शीर्षक समकक्षों की संख्या पर जोर देंगे। यह ठीक उसी प्रक्रिया का पालन करके ऐसी किसी भी समस्या को हल करने की अनुमति देता है, लेकिन अनुमापन में शामिल प्रतिक्रिया के प्रकार के आधार पर अनुमापक और अनुमापक के प्रति मोल समतुल्य की संख्या को बदलना।
विचाराधीन समस्या में दो अम्ल-क्षार अनुमापन होते हैं: एक प्राथमिक मानक का उपयोग करके अनुमापन एजेंट के मानकीकरण को पूरा करने के लिए, और दूसरा वास्तविक नमूने का विश्लेषण करने के लिए, इसलिए यह इस तरह का एक बहुत अच्छा तरीका है वास्तविक विश्लेषण प्रयोगशाला में जिन समस्याओं का समाधान किया जाना चाहिए। सरलता के लिए, न तो प्रायोगिक त्रुटियों और न ही परिणामों के सांख्यिकीय विश्लेषण पर विचार किया जाएगा।
समस्या: एसिड बेस टाइट्रेशन द्वारा टॉयलेट बाउल क्लीनर का विश्लेषण
कथन:
शौचालयों की सफाई के लिए अक्सर उपयोग किए जाने वाले वाणिज्यिक स्केल रिमूवर के नमूने का विश्लेषण करना वांछित है। इस उत्पाद का सक्रिय सिद्धांत 6.75% m/V पर हाइड्रोक्लोरिक एसिड (HCl) है, और इसका विश्लेषण पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के साथ एसिड-बेस टाइट्रेशन के माध्यम से किया जाता है।
पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड घोल को 0.4956 ग्राम पोटेशियम एसिड थैलेट, केएचसी 8 एच 4 ओ 4 या केएचपी (एमएम = 204.221 ग्राम / मोल) वाले नमूने का परीक्षण करके मानकीकृत किया गया था । अनुमापन के दौरान, अंतिम बिंदु तक पहुंचने के लिए KOH के 25.15 एमएल का सेवन किया गया ।
नमूने का विश्लेषण करने के लिए, पहले 10.00 एमएल क्लीनर लिया गया और आसुत जल के साथ 250 एमएल तक पतला किया गया। फिर, इस घोल का 25.00 एमएल एलिकोट लिया गया और संकेतक के रूप में फेनोल्फथेलिन का उपयोग करके पहले से मानकीकृत पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड घोल के साथ अनुमापन किया गया। अनुमापक के 17.50 एमएल जोड़ने के बाद अंत बिंदु पर पहुंच गया है । टॉयलेट बाउल क्लीनर में एचसीएल की वास्तविक सांद्रता क्या है?
समाधान:
जैसा कि देखा जा सकता है, समस्या का मुख्य उद्देश्य टॉयलेट बाउल क्लीनर में HCl की वास्तविक सांद्रता का निर्धारण करना है, जो लगभग 6.75% m/V होना चाहिए। चूँकि नमूना सीधे तौर पर विश्लेषण करने के लिए बहुत अधिक केंद्रित है, इसलिए इसे अनुमापित किए जाने से पहले पतला किया जाता है। इसका मतलब यह है कि नमूने का अनुमापन हमें वह एकाग्रता नहीं देगा जिसकी हम सीधे तलाश कर रहे हैं, लेकिन हमें पहले कमजोर पड़ने की एकाग्रता का पता लगाना होगा और फिर, इस एकाग्रता के साथ, हम क्लीनर की वास्तविक प्रारंभिक एकाग्रता की गणना करेंगे।
अनुमापन के माध्यम से पतला समाधान की एकाग्रता की गणना करने में सक्षम होने के लिए, टाइट्रेंट की एकाग्रता जानना अनिवार्य है, इस मामले में, पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड। हालांकि, यह एकाग्रता सीधे व्यायाम द्वारा प्रदान नहीं की जाती है, बल्कि इसके बजाय हमें एक अन्य अनुमापन से जानकारी प्रदान करता है जो उसी अनुमापन एजेंट के साथ किया गया था, लेकिन पोटेशियम हाइड्रोजन थैलेट या केएचपी के ज्ञात नमूने पर।
इस विश्लेषण के बाद, यह स्पष्ट है कि, समस्या को हल करने के लिए, हमें पहले अनुमापन (मानकीकरण) से डेटा का उपयोग करके पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड की एकाग्रता की गणना करनी चाहिए, फिर इसका उपयोग पतला नमूने की एकाग्रता को निर्धारित करने के लिए किया जाना चाहिए। और, अंत में, मूल केंद्रित समाधान की एकाग्रता, यानी नमूने की, निर्धारित की जाती है।
आंकड़े:
- पहला अनुमापन (केओएच मानकीकरण)
| अनुमापक: KOH (W KOH = 1 eq/mol) | अनुमापित = KHP (W KHP = 1 eq/mol) |
| वीकेओएच = 25.15 एमएल | एम केएचपी = 0.4956 ग्राम |
| एन कोह = ? | एमएम केएचपी = 204.221 ग्राम/मोल |
KOH के प्रति मोल (W) समकक्षों की संख्या 1 है क्योंकि यह एक आधार है जिसमें केवल एक हाइड्रॉक्साइड आयन होता है, जबकि पोटेशियम एसिड फ़ेथलेट एक एम्फ़ोटेरिक नमक है जो इस मामले में एक एसिड के रूप में कार्य करता है (क्योंकि यह एक आधार के साथ प्रतिक्रिया कर रहा है) मोनोप्रोटिक (क्योंकि इसमें केवल एक प्रोटॉन होता है), इसलिए इसमें प्रति मोल 1 समतुल्य भी होता है।
अनुमापन प्रतिक्रिया है:
- दूसरी डिग्री (नमूना विश्लेषण)
| अनुमापक: KOH (W KOH = 1 eq/mol) | अनुमापित = एचसीएल (डब्ल्यू एचसीएल = 1 ईक/मोल) |
| वीकेओएच = 17.50 एमएल | वी एलिकोट = 25.00 एमएल |
| एन कोह = ? | एन एलिकोट = ? |
थैलेट की तरह, हाइड्रोक्लोरिक एसिड भी एक मोनोप्रोटिक एसिड होता है, इसलिए इस एसिड के प्रति तिल समकक्षों की संख्या भी 1 होती है।
इस मामले में, अनुमापन प्रतिक्रिया है:
- पतला करने की क्रिया
| वी ध्यान = 10.00 एमएल | पतला वी = 250.0 एमएल |
| एन केंद्रित = ? | एन पतला = ? |
गणना
अनुमापन समस्याओं को हल करते समय एकाग्रता की एक और इकाई के बजाय सामान्यता का उपयोग करने का उद्देश्य यह है कि अनुमापन के अंत बिंदु पर, जिसे तुल्यता बिंदु के बराबर माना जाता है, यह सच है कि अनुमापन के समकक्ष बराबर हैं डिग्री समकक्ष। वह है:
जहां समकक्षों की संख्या या तो पदार्थ के द्रव्यमान और उसके आणविक भार से प्राप्त की जा सकती है, या इसके सामान्य एकाग्रता से निम्न प्रकार से प्राप्त की जा सकती है:
जहां m द्रव्यमान है, W प्रति मोल समकक्षों की संख्या है, MM मोलर द्रव्यमान है, N सामान्य सांद्रता है, और V सोल विलयन का आयतन है।
किसी भी अनुमापन समस्या को हल करने के लिए ये तीन समीकरण आमतौर पर पर्याप्त होते हैं।
केओएच समाधान मानकीकरण
उपरोक्त तीन समीकरणों को एक में मिलाकर पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड घोल की सामान्य सांद्रता का पता लगाया जा सकता है, जो कि टाइट्रेंट का है। मानकीकरण के अंतिम बिंदु पर, यह धारण करता है
पतला नमूना विभाज्य का अनुमापन
अब जब हमारे पास अनुमापक की सांद्रता है, तो हम विभाज्य में HCl की सांद्रता निर्धारित करने के लिए इसका उपयोग कर सकते हैं। फिर से अंत बिंदु पर समकक्षों के संबंध को सामान्यता सूत्र के साथ जोड़कर, हम लिख सकते हैं:
पतला करने की क्रिया
हमने पहले से ही अनुमापन किए गए एलिकोट की एकाग्रता को पाया, जो मूल नमूने के पतला समाधान की एकाग्रता से मेल खाती है। मूल स्टॉक समाधान की एकाग्रता निर्धारित करने के लिए अब हमें केवल कमजोर पड़ने वाले समीकरण का उपयोग करने की आवश्यकता है।
यह वह समझौता है जिसकी हम तलाश कर रहे थे। लेबल पर रिपोर्ट किए गए मान के साथ तुलना करने के लिए इसे प्रतिशत m/V में बदलने के लिए केवल एक चीज बची है। इसके लिए, हम मानते हैं कि समाधान में 1 एल = 1000 एमएल समाधान में एचसीएल के 1,689 समतुल्य हैं। यह, एचसीएल के दाढ़ द्रव्यमान और मोल प्रति समतुल्य की संख्या के साथ प्रतिशत एम/वी की गणना करने की अनुमति देगा:
परीक्षण किए गए स्केलर में HCl की वास्तविक सांद्रता 6.158% m/V है और यह हमारे से केवल थोड़ा अलग है। यदि हम इस मान की तुलना उन मानों से करते हैं जिनके पूर्ण होने की संभावना है
संदर्भ
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