किसी विलयन की अम्लता और क्षारकता जानने के लिए pH की गणना

पीएच = – लॉग [एच ₃ ओ ⁺ ]

एक मजबूत एसिड के लिए, जैसे हाइड्रोक्लोरिक एसिड (एचसीएल), 0.02 एम या मोल / एल की मात्रा के साथ, हाइड्रोनियम आयन एकाग्रता एसिड के समान ही होगी, क्योंकि यह पूरी तरह से आयनित है, जैसा कि निम्नलिखित में दिखाया गया है समीकरण।

एचसीएल -> एच ₃ ओ ⁺ + सीएल ^–

इसलिए, पीएच की गणना की जा सकती है:

पीएच = – लॉग [एच ₃ ओ ⁺ ] = – लॉग [0.02] = 1.69

एक कमजोर एसिड के लिए, जैसे कि एसिटिक एसिड (सीएच ₃ सीओओएच) और अधिकांश कार्बनिक एसिड, एसिड की एकाग्रता हाइड्रोनियम आयनों से मेल नहीं खाती क्योंकि एसिड आंशिक रूप से अलग हो जाता है, जिससे संतुलन मिलता है। इसलिए, समाधान के पीएच को जानने के लिए एसिड की एकाग्रता और पृथक्करण की डिग्री दोनों को जानना आवश्यक है।

इस प्रकार, उदाहरण के लिए, एक कमजोर एसिड के लिए, जैसे कि एसिटिक, 0.02 एम की एकाग्रता और 5% की पृथक्करण की डिग्री के साथ, हाइड्रोनियम आयनों की एकाग्रता, और इसलिए, पीएच, की गणना निम्नानुसार की जा सकती है:

पीएच = – लॉग [एच ₃ ओ ⁺ ] = – लॉग [सी अल्फा] = – लॉग (0.02 (5/100)) = 3

पीएच से हाइड्रोनियम आयन सांद्रता की गणना

हाइड्रोनियम आयनों की सांद्रता की गणना पीएच से रिवर्स गणितीय ऑपरेशन करके पीएच की गणना करने के लिए की जा सकती है:

पीएच = – लॉग [एच ₃ ओ ⁺ ]

[एच ₃ ओ ⁺ ] = 10  ^{-पीएच}

इसीलिए, pH = 6.3 के लिए; हाइड्रोनियम आयन सांद्रता होगी:

6.3 = – लॉग [एच ₃ ओ ⁺ ]

– 6.3 = लॉग [एच ₃ ओ ⁺ ]

[एच ₃ ओ ⁺ ] = 10 ^{– 6.3} = 5,011.10 ^-7

पीओएच गणना

पीओएच जानने के लिए , यानी, एक जलीय घोल की बुनियादीता की डिग्री , एक मजबूत आधार समाधान में हाइड्रॉक्साइड आयनों की एकाग्रता, या एक कमजोर आधार की एकाग्रता को इसके पृथक्करण की डिग्री के साथ जानना आवश्यक है। 0.02 एम की एकाग्रता के साथ सोडियम हाइड्रोक्साइड (NaOH) जैसे मजबूत आधार के लिए हाइड्रोनियम आयनों की एकाग्रता के साथ एक उदाहरण के रूप में क्या किया गया था, यह कहा जा सकता है कि:

पीओएच = – लॉग [ओएच ^– ]

पीओएच = -लॉग [0.02] = 1.69

पीओएच से पीएच का अनुपात बराबर है:

पीएच + पीओएच = 14

पीएच + 1.69 = 14

पीएच = 14 – 1.69 = 12.21

पीओएच मान से हाइड्रॉक्साइड आयन सांद्रता की गणना करना भी संभव है, उदाहरण के लिए 2.56 के पीओएच मान के लिए:

2.56 = – लॉग [ओएच ^– ]

– 2.56 = लॉग [ओएच ^– ]

[ओएच ^– ] = 10 ^-2.56 = 2.75.10 ^-3 एम

व्यावहारिक उदाहरण

उदाहरण 1 । एक ऐसे विलयन के लिए pH की गणना करें जिसकी हाइड्रोनियम आयनों की सांद्रता [H3O ₊ ^] = 1.4.10  ^-5  M है ।

समाधान

पीएच = -लॉग [एच ₃ ओ ⁺ ]
पीएच = -लॉग [1.4.10  ^-5 ]
पीएच = 4.85

उदाहरण 2 । 8.5 के पीएच से [एच ₃ ओ ⁺ ] की एकाग्रता की गणना करें ।

समाधान

[एच ₃ ओ ⁺ ] = 10  ^{-पीएच}
[एच ₃ ओ ⁺ ] = 10  ^-8.5
[एच ₃ ओ ⁺ ] = 3.2.10  ^-9  एम

उदाहरण 3 । किसी विलयन के pH की गणना करें, यदि _H3O ⁺ की सांद्रता 0.0001 मोल प्रति लीटर है।

समाधान

पीएच = -लॉग (0.0001) = 4

उदाहरण 4 । हाइड्रोक्लोरिक अम्ल, HCl के 0.03 M विलयन का pH ज्ञात कीजिए।

हाइड्रोक्लोरिक एसिड एक मजबूत एसिड है जो हाइड्रोनियम आयनों और क्लोराइड आयनों में 1:1 मोलर अनुपात के अनुसार अलग हो जाता है । इसलिए, हाइड्रोनियम आयनों की सांद्रता बिल्कुल एसिड समाधान की सांद्रता के समान होती है।

उत्तर

[एच ₃ ओ ⁺ ] = 0.03 एम

पीएच = – लॉग (0.03)
पीएच = 1.5

पीएच की गणना करने के लिए गणना करते समय, आपको हमेशा यह जांचना चाहिए कि आपके उत्तर सही हैं या नहीं। एक एसिड का पीएच 7 (आमतौर पर 1-3) से बहुत कम होना चाहिए, जबकि एक आधार का उच्च पीएच मान (आमतौर पर लगभग 11-13) होता है। यद्यपि सिद्धांत रूप में एक नकारात्मक पीएच की गणना करना संभव है, व्यवहार में पीएच मान 0 और 14 के बीच होना चाहिए। इसका मतलब है कि 14 से अधिक पीएच इंगित करता है कि किसी प्रकार की त्रुटि हुई होगी।

सूत्रों का कहना है

• गणना_पीएच और पीओएच। (2021)। 17 मार्च 2021 को https://www.chem.purdue.edu/gchelp/howtosolveit/Equilibrium/Calculating_pHandpOH.htm से लिया गया