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तिल की अवधारणा रसायन विज्ञान के सभी पहलुओं से निकटता से जुड़ी हुई है। यह पदार्थ की मात्रा का माप है और इसलिए किसी पदार्थ के नमूने में मौजूद परमाणुओं या अणुओं की संख्या से सीधे संबंधित है। कई मायनों में तिल की अवधारणा एक दर्जन या सौ की अवधारणा के विपरीत नहीं है। अर्थात्, यह केवल एक संख्या है; एक बहुत बड़ी संख्या, यह सच है, लेकिन एक शुद्ध संख्या।
लेकिन हम किसी पदार्थ के नमूने में परमाणुओं की संख्या कैसे निर्धारित कर सकते हैं यदि हम उन्हें देख नहीं सकते हैं? उसी तरह जिस तरह से हम एक बोरी में बिना गिने संतरे की संख्या का अनुमान लगा सकते हैं: कुछ संतरे को तौलकर उनका औसत वजन निर्धारित करें और फिर पूरे बोरे को तौलें।
उदाहरण के लिए, यदि एक संतरे का वजन 200 ग्राम है, तो एक किलोग्राम में 5 संतरे होंगे। फिर, यदि बोरी का वजन 20 किलो है, तो इसमें 20*5=100 संतरे होंगे। दूसरी ओर, यदि बोरे का वजन 20 किलो है, लेकिन इसमें संतरे नहीं बल्कि नींबू हैं, तो बोरे में नींबू की संख्या संतरे की संख्या के समान नहीं होगी, क्योंकि आमतौर पर नींबू का वजन कम होता है।
रिवर्स प्रक्रिया के बारे में भी यही कहा जा सकता है। यदि हम यह जानना चाहते हैं कि संतरे या नींबू की एक निश्चित संख्या का वजन कितना है, तो हमें बस इस संख्या को उनमें से प्रत्येक के वजन से गुणा करना होगा।
ग्राम से मोल की गणना करना और इसके विपरीत उसी तरह काम करता है। यह किसी विशेष प्रकार के परमाणु या अणु के प्रत्येक मोल के द्रव्यमान पर आधारित होता है।
इसके बाद, हम किसी पदार्थ के द्रव्यमान से मोल्स की गणना करने के साथ-साथ मोल्स की संख्या से पदार्थ के द्रव्यमान की गणना करने के विभिन्न तरीकों को देखेंगे। गणना करने के इन तीन तरीकों में से कोई भी पूरी तरह से मान्य है और वही परिणाम देगा, हालांकि कुछ संदर्भों में कुछ दूसरों की तुलना में अधिक व्यावहारिक हैं, जैसा कि नीचे बताया गया है।
मोलर द्रव्यमान गणना
जैसे संतरे की बोरी के उदाहरण में, बोरी में संतरे की संख्या निर्धारित करने के लिए एक संतरे का वजन जानना आवश्यक था, ग्राम से मोल्स की संख्या की गणना करने के लिए, हमें प्रत्येक मोल का द्रव्यमान जानना होगा कणों की। एक नमूने में मौजूद मोल्स की संख्या निर्धारित करने के लिए। इसे दाढ़ द्रव्यमान के रूप में जाना जाता है, और संख्यात्मक रूप से आणविक द्रव्यमान के बराबर होता है, जिसकी गणना हम पदार्थ के आणविक सूत्र और इसे बनाने वाले तत्वों के परमाणु भार से कर सकते हैं।
यह यौगिक या तत्व को बनाने वाले प्रत्येक परमाणु के परमाणु भार को जोड़कर किया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि हम ग्राम में सोडियम नाइट्रेट के द्रव्यमान से मोल की गणना करना चाहते हैं, तो हमें सोडियम नाइट्रेट के दाढ़ द्रव्यमान को निर्धारित करने की आवश्यकता है, जिसका सूत्र NaNO3 है । यह सोडियम, नाइट्रोजन और तीन ऑक्सीजन परमाणुओं के परमाणु द्रव्यमान को जोड़कर किया जाता है:
तत्व | प्रतीक | परमाणुओं की संख्या | परमाण्विक भार | कुल |
नाइट्रोजन | नहीं। | 1 | 14 | 14 |
ऑक्सीजन | दोनों में से एक | 3 | 16 | 48 |
सोडियम | ना | 1 | 23 | 23 |
सायं | 85 |
जैसा कि हम तालिका में देख सकते हैं, किसी भी मात्रा की इकाई नहीं है। ऐसा इसलिए है क्योंकि परमाणु भार सापेक्ष मात्रा और आयाम रहित होते हैं। आणविक भार के साथ भी ऐसा ही होता है , जिसकी गणना उक्त सापेक्ष परमाणु भार से की जाती है।
हालांकि, सापेक्ष परमाणु भार इकाइयों की परिभाषा, साथ ही जिस तरह से तिल को परिभाषित किया गया था, यह सुनिश्चित करता है कि आणविक भार संख्यात्मक रूप से दाढ़ द्रव्यमान के बराबर है। अंतर केवल इतना है कि जब हम दाढ़ द्रव्यमान के बारे में बात करते हैं, तो हमारा मतलब उस पदार्थ के द्रव्यमान से होता है जिसमें पदार्थ का ठीक 1 मोल होता है, इसलिए इसमें g/mol की इकाइयाँ जोड़ी जाती हैं।
अब जब हम जानते हैं कि किसी भी पदार्थ के आणविक सूत्र दिए जाने पर उसके मोलर द्रव्यमान की गणना कैसे की जाती है, तो आइए देखें कि ग्राम में दिए गए द्रव्यमान से मोल की संख्या निर्धारित करने के लिए आणविक सूत्र का उपयोग कैसे किया जाता है।
1. तीन विधि का नियम
ग्राम में द्रव्यमान से मोल्स की संख्या की गणना करने का सबसे आसान और सहज तरीका तीन के एक सरल नियम के माध्यम से है। यह नियम मोलर द्रव्यमान की अवधारणा पर आधारित है। यही है, यह इस तथ्य से शुरू होता है कि दाढ़ द्रव्यमान ग्राम में द्रव्यमान से मेल खाता है जिसमें किसी पदार्थ की इकाइयों का 1 मोल होता है।
मोल्स की अवधारणा के अभ्यस्त होने और स्टोइकोमेट्रिक गणनाओं की समझ को सुगम बनाने के लिए यह विधि बहुत उपयोगी है। हालाँकि, यह आवश्यकता से अधिक लंबा है और अनुपयुक्त हो सकता है जब एक ही समस्या में कई तिल गणनाएँ की जानी चाहिए।
उदाहरण 1
यदि हम सोडियम नाइट्रेट का उदाहरण लें, जिसका मोलर द्रव्यमान, हमने अभी देखा है, 85 g/mol है, और हम उक्त पदार्थ के 170g में मौजूद मोल्स की संख्या निर्धारित करना चाहते हैं, तो हम स्वयं से निम्नलिखित प्रश्न पूछ सकते हैं:
यदि हम जानते हैं कि 85 ग्राम सोडियम नाइट्रेट में उक्त यौगिक का 1 मोल है, तो 170 ग्राम में कितने मोल होंगे?
यह तीन के नियम का क्लासिक मामला है जिसमें तीन ज्ञात चर अज्ञात के साथ अनुपात के माध्यम से संबंधित हैं, जो इस मामले में मोल्स की संख्या है। इसका समाधान इस प्रकार प्रस्तुत किया गया है:
ज्ञात विकर्ण के सिरों को गुणा करके और उत्पाद को दूसरे कोने के मान से विभाजित करके तीन के नियम हल किए जाते हैं। इस उदाहरण में:
जैसा कि हम देख सकते हैं, NaNO3 द्रव्यमान इकाइयों को सरल किया गया है और परिणाम NaNO3 के मोल्स में व्यक्त किया गया है ।
उदाहरण 2
अब, मान लीजिए कि हम सोडियम नाइट्रेट के 0.125 मोल के द्रव्यमान की गणना करना चाहते हैं। हम उपरोक्त तीन के एक ही नियम से शुरू कर सकते हैं, लेकिन इस मामले में हम बाईं ओर के बजाय निचले दाएं कोने को जानते हैं, क्योंकि वहीं पर अधिक संख्या है।
इस मामले में, समाधान में पिछले मामले में विपरीत कोनों को गुणा और विभाजित करना शामिल है:
2. सूत्र द्वारा ग्राम से मोल्स की संख्या की गणना
तिलों की संख्या की गणना करने का दूसरा तरीका तिल सूत्र का उपयोग करना है। यह एक बहुत ही सरल सूत्र है जो कहता है कि मोल्स की संख्या किसी पदार्थ के द्रव्यमान और उसके मोलर द्रव्यमान के बीच के अनुपात से अधिक कुछ नहीं है। यानी:
सूत्र विधि कुछ ऐसे लोगों के लिए व्यावहारिक है जो सूत्रों का बार-बार उपयोग करते हैं और जिनके लिए एक और सूत्र सीखना कोई समस्या नहीं है। दूसरी ओर, मोल्स की संख्या के लिए सूत्र बहुत व्यावहारिक है जब हमें कई अज्ञात समस्याओं को हल करने के लिए एक निश्चित गणितीय संबंध की आवश्यकता होती है जिसे समीकरणों के सिस्टम के माध्यम से हल किया जाना चाहिए।
वास्तव में, यह शायद रसायन विज्ञान में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले सूत्रों में से एक है, इसलिए इसे याद रखना और इसके उपयोग का अभ्यास करना आवश्यक है।
उस स्थिति में जब हमें द्रव्यमान की गणना करने की आवश्यकता होती है, हमें केवल m को सूत्र से अलग करना होगा।
उदाहरण 3
आइए 150 ग्राम एसिटिक एसिड (CH 3 COOH) में मौजूद मोल्स की संख्या की गणना करें, यह जानते हुए कि कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के परमाणु द्रव्यमान क्रमशः 12, 1 और 16 हैं।
इस मामले में, चूँकि हम दाढ़ द्रव्यमान नहीं जानते हैं, हमें वहाँ से शुरू करना चाहिए।
तत्व | प्रतीक | परमाणुओं की संख्या | परमाण्विक भार | कुल |
कार्बन | सी। | 2 | 12 | 24 |
हाइड्रोजन | एच | 4 | 1 | 4 |
ऑक्सीजन | दोनों में से एक | 2 | 16 | 32 |
सायं | 60 |
तो एसिटिक एसिड का आणविक भार 60 है, जिसका अर्थ है कि इसका दाढ़ द्रव्यमान 60 g/mol है। इसलिए, हमारे पास निम्न डेटा है:
- मी = 150 ग्राम
- एमएम = 60 ग्राम/मोल
अब हमें केवल मोल्स की गणना करने के लिए सूत्र का उपयोग करना है और वोइला!
उदाहरण 4
आइए अब हम इस पदार्थ के 15 मोल में मौजूद ग्राम एसिटिक एसिड की गणना करें। इस स्थिति में, हम दूसरे हल किए गए सूत्र का उपयोग करते हैं।
3. इकाइयों के परिवर्तन के रूप में ग्राम से मोल्स की संख्या की गणना
यदि हम जो खोज रहे हैं वह ग्राम से मोल्स की गणना करने का सबसे व्यावहारिक और तेज़ तरीका है, तो रूपांतरण कारकों की विधि निस्संदेह चुनने की विधि है। यह न केवल ग्राम से मोल्स की गणना करने का कार्य करता है बल्कि विपरीत प्रक्रिया के लिए भी, अर्थात मोल्स से ग्रामों की गणना करता है।
प्रक्रिया इकाई रूपांतरण कारकों के उपयोग और दाढ़ द्रव्यमान की अवधारणा पर आधारित है। हम इस अवधारणा से जानते हैं कि पदार्थ का 1 मोल उक्त पदार्थ के एक मोलर द्रव्यमान के बराबर होता है।
उदाहरण के लिए, एसिटिक एसिड के मामले में जिसका आणविक भार 60 है, हम निम्नलिखित तुल्यता लिख सकते हैं:
इस तुल्यता को दोनों पक्षों की ओर पुनर्व्यवस्थित किया जा सकता है, जिससे दो अलग-अलग रूपांतरण कारक उत्पन्न होते हैं जिनके मान 1 हैं। अर्थात्, एसिटिक एसिड के लिए यह सत्यापित किया जाता है कि:
तथ्य यह है कि दोनों अंशों का मान 1 है, इसका मतलब है कि हम किसी भी मात्रा को इन भिन्नों से गुणा कर सकते हैं और इससे उनका मान नहीं बदलेगा। इसलिए इन्हें इकाई कारक कहा जाता है। रूपांतरण कारकों का उपयोग करके मोल्स की संख्या की गणना करने के लिए, हमें केवल उस कारक से गुणा करना है जो द्रव्यमान की इकाइयों को रद्द कर देता है और मोल को अंश में रखता है, अर्थात बाईं ओर का कारक।
इसके बजाय, यदि हम मोल्स से ग्राम की गणना करना चाहते हैं, तो हम दाईं ओर कारक का उपयोग करते हैं।
उदाहरण 5
आइए 0.120 ग्राम सोडियम क्लोराइड (NaCl) में मौजूद मोल्स की संख्या की गणना करें, यह जानते हुए कि इसका आणविक भार 58.5 है।
इस मामले में, हमें बस यह याद रखना है कि इस मामले में सोडियम क्लोराइड का 1 मोल नमक के 58.5 ग्राम के बराबर है और इसके विपरीत और हमें इस जानकारी का उपयोग उचित इकाई रूपांतरण कारक बनाने और ग्राम में द्रव्यमान से गुणा करने के लिए करना होगा। .
चूंकि हम ग्राम से शुरू कर रहे हैं, और ये अंश में हैं, इसलिए हमें एक इकाई कारक का उपयोग करना चाहिए जिसमें भाजक में ग्राम हो ताकि वे सरल हो जाएं, जबकि अंश में मोल्स की संख्या जानी चाहिए ताकि परिणाम इकाइयों में बना रहे कि हम देख रहे हैं:
उदाहरण 6
अब गणना करते हैं कि नमक के 2.8.10 -4 मोल प्राप्त करने के लिए हमें कितने ग्राम नमक का वजन करना होगा। इस मामले में, प्रक्रिया बिल्कुल वही है, केवल हमें अन्य इकाई कारक का उपयोग करना चाहिए:
संदर्भ
क्षेत्र विज्ञान। (2022, 13 जनवरी)। रसायन विज्ञान में तिल और हल किए गए अभ्यासों के साथ मोल्स की संख्या । https://www.areaciencias.com/quimica/mol/
गोंजालेज, ए। (2014, 12 फरवरी)। FQ1 द्रव्यमान से मोल्स की गणना करें । स्लाइडशेयर। https://www.slideshare.net/onio72/fq1-calculo-moles-a-partir-de-la-masa
तीन का नियम । (2019, सितंबर 2)। Mineduc.gob.gt। https://www.mineduc.gob.gt/DIGECADE/documents/Telesecundaria/Recursos%20Digitales/2o%20Recursos%20Digitales%20TS%20BY-SA%203.0/06%20MATEMATICA/U5%20pp%20122%20regla%20de% 20three.pdf
तैमूर: सदस्य ग्रह कैल्क। (रा)। ऑनलाइन कैलकुलेटर: मोल को ग्राम में और ग्राम को मोल में बदलें । app. https://es.planetcalc.com/6777/