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सामान्यता , जिसे N अक्षर द्वारा दर्शाया जाता है , रासायनिक सांद्रता की एक इकाई है जो प्रत्येक लीटर घोल में विलेय के समकक्षों की संख्या को व्यक्त करती है। इसे eq.L -1 या eq/L की इकाइयों में व्यक्त किया जाता है जिसे “सामान्य” पढ़ा जाता है (अर्थात 0.1 eq/L की एकाग्रता को 0.1 सामान्य पढ़ा जाता है)। यह एकाग्रता की एक बहुत ही उपयोगी इकाई है, जो स्टोइकोमीट्रिक गणनाओं को बहुत सुविधाजनक बनाती है, इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि किस अभिकर्मक का उपयोग किया जा रहा है।
हालाँकि, यह एकाग्रता की एक इकाई भी है जो थोड़ा भ्रम पैदा कर सकती है, खासकर जब से एक ही समाधान में एक से अधिक सामान्य सांद्रता हो सकती हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि समकक्षों की संख्या की अवधारणा इस बात पर निर्भर करती है कि विलेय का उपयोग किस लिए किया जाता है या यह किस प्रकार की रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग लेगा।
निम्नलिखित खंड विस्तार से बताते हैं कि अन्य एकाग्रता इकाइयों सहित विभिन्न डेटा से सामान्यता की गणना कैसे करें।
सामान्यता की गणना करने के सूत्र
सामान्यता की गणना के सूत्र मोलरता के समान ही हैं। सामान्यता की परिभाषा का गणितीय रूप है:
जहां एन ईक। विलेय, विलेय तुल्यांकों की संख्या को प्रदर्शित करता है और V विलयन लीटर में व्यक्त विलयन के आयतन को प्रदर्शित करता है। यदि समकक्षों की संख्या पहले से ज्ञात नहीं है लेकिन विलेय का द्रव्यमान (एक बहुत ही सामान्य स्थिति) है तो हम इस तथ्य का लाभ उठा सकते हैं कि समकक्षों की संख्या की गणना द्रव्यमान के बराबर वजन से विभाजित करके की जाती है। उपरोक्त सूत्र में इसे प्रतिस्थापित करने पर, आपको यह मिलता है:
जहाँ PE विलेय (विलेय का समतुल्य भार) विलेय के 1 समतुल्य के ग्राम में भार का प्रतिनिधित्व करता है।
किसी पदार्थ का समतुल्य भार उसके दाढ़ द्रव्यमान द्वारा एक पूर्णांक द्वारा विभाजित किया जाता है जो पदार्थ के प्रत्येक मोल के लिए समकक्षों की संख्या का प्रतिनिधित्व करता है, और जिसे हम ω (ग्रीक अक्षर ओमेगा) कहेंगे। यानी:
इस समीकरण को पिछले एक के साथ जोड़कर, हम प्राप्त करते हैं:
जिसका उपयोग विलेय के द्रव्यमान , उसके दाढ़ द्रव्यमान (या आणविक भार, हालांकि यह कड़ाई से समान नहीं है) और समाधान की मात्रा से सामान्यता की गणना करने के लिए किया जा सकता है। इसके अलावा, किसी को विलेय के लिए ω जानने की आवश्यकता है, और यह वह जगह है जहां सामान्यता के बारे में भ्रम का मुख्य स्रोत है, क्योंकि ω में एक ही विलेय के लिए अलग-अलग मान हो सकते हैं।
समकक्षों की संख्या की अवधारणा
समकक्षों की संख्या की अवधारणा को समझने की कुंजी, और वास्तव में कारण है कि “सामान्य” एकाग्रता या सामान्यता तथाकथित है, ω में निहित है। यह संख्या उस उपयोग पर निर्भर करती है जिसमें विलेय डाला जाता है या रासायनिक प्रतिक्रिया जिसमें यह भाग लेगा।
प्रत्येक प्रकार की प्रमुख रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए जिसमें कम से कम दो रासायनिक पदार्थ शामिल होते हैं, हम परिभाषित कर सकते हैं कि हम “सामान्य” रिएक्टेंट कहलाएंगे, जो एक सामान्य शब्द से ज्यादा कुछ नहीं है जिसे हम सरलतम संभव संस्करण में भाग लेने वाले रिएक्टेंट की पहचान करने के लिए उपयोग करते हैं। प्रकार की। विशेष प्रतिक्रिया।
उदाहरण के लिए , यदि हम एक अम्ल-क्षार प्रतिक्रिया के बारे में बात कर रहे हैं , तो सबसे सरल मामला वह होगा जिसमें कोई भी मोनोप्रोटिक एसिड (HA) एक मोनोबैसिक बेस (B) के साथ प्रतिक्रिया करता है , निम्नलिखित प्रतिक्रिया के अनुसार संबंधित संयुग्म जोड़े देने के लिए:
मोनोप्रोटिक एसिड एचए और मोनोबैसिक बेस बी वे हैं जिन्हें हम क्रमशः एक सामान्य एसिड और बेस कहते हैं। इसका अर्थ है कि कोई भी अम्ल जैसे HCl या HNO3 एक सामान्य अम्ल है, और कोई भी क्षार जैसे NaOH या NH 3 सामान्य क्षार का एक उदाहरण होगा।
यदि अब हम सल्फ्यूरिक अम्ल (H2SO4 ) जैसे अम्ल पर विचार करें जो कि द्विगुणित है , तो सामान्य क्षार के साथ अभिक्रिया होगी:
जैसा कि हम देख सकते हैं, इस अम्ल का प्रत्येक मोल सामान्य अम्ल के 2 मोल के “समतुल्य” होता है , क्योंकि यह सामान्य आधार के दो मोल की खपत करता है। इसलिए, हम कहते हैं कि सल्फ्यूरिक एसिड के प्रति तिल समकक्षों की संख्या 2 (ω=2 eq/mol) है। इस कारण से, H2SO4 का 0.1 मोलर विलयन सामान्य अम्ल के 0.2 मोलर विलयन के बराबर है, इसलिए हम कहते हैं कि उक्त विलयन की प्रसामान्यता 0.2 है ।
दूसरे शब्दों में, हम समान मोलर सांद्रता के रूप में सामान्यता की अवधारणा को फिर से परिभाषित कर सकते हैं कि एक सामान्य अभिकारक उसी प्रकार की रासायनिक प्रतिक्रिया में विलेय के रूप में भाग ले रहा होगा ।
एसिड-बेस प्रतिक्रियाएं एक सामान्य रासायनिक प्रतिक्रिया का सिर्फ एक उदाहरण हैं। अन्य प्रतिक्रियाएं हैं और उनमें से प्रत्येक के लिए सामान्य अभिकारक को परिभाषित करने का एक विशेष तरीका है (अर्थात ω को परिभाषित करने का)। निम्न तालिका दर्शाती है कि प्रत्येक प्रकार के विलेय के लिए ω कैसे निर्धारित किया जाता है, यह उस प्रतिक्रिया पर निर्भर करता है जिसमें यह शामिल होगा:
रासायनिक प्रतिक्रिया का प्रकार | अभिकर्मक प्रकार | समतुल्य प्रति तिल की संख्या (ω) |
नमक मेटाथेसिस प्रतिक्रियाएं | आयनिक लवण | ω तटस्थ नमक में धनात्मक या ऋणात्मक आवेशों की कुल संख्या द्वारा दिया जाता है (दोनों संख्याएँ समान हैं)। इसकी गणना उनके चार्ज से धनायन की संख्या या उनके द्वारा आयनों की संख्या से गुणा करके की जाती है। |
एसिड बेस प्रतिक्रियाएं | अम्ल | ω प्रतिक्रिया में छोड़ने वाले हाइड्रोजन्स की संख्या द्वारा दिया जाता है। |
अड्डों | ω प्राप्त करने वाले हाइड्रोजन की संख्या द्वारा दिया जाता है | |
रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं | ऑक्सीडाइज़िंग एजेंट | ω संतुलित कमी अर्ध-प्रतिक्रिया में ऑक्सीकरण एजेंट के प्रत्येक अणु द्वारा कब्जा किए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या द्वारा दिया जाता है। |
अपचायक कारक | ω इलेक्ट्रॉनों की संख्या द्वारा दिया जाता है जो कम करने वाले एजेंट के प्रत्येक अणु को संतुलित ऑक्सीकरण अर्ध-प्रतिक्रिया में देता है। | |
विलेय जो अभिक्रियाओं में भाग नहीं लेते | ——- | ω का मूल्य 1eq/mol है |
सामान्यता का उपयोग कब किया जाता है?
सामान्यता मुख्य रूप से समाधान में रासायनिक प्रतिक्रियाओं से जुड़ी स्थितियों में उपयोग की जाती है, क्योंकि वे संतुलित या संतुलित रासायनिक प्रतिक्रियाओं को लिखने की आवश्यकता के बिना स्टोइकोमेट्रिक गणना की सुविधा प्रदान करते हैं।
जिस तरह से प्रति मोल समकक्षों की संख्या को परिभाषित किया गया है, एक अभिकारक के समकक्षों की संख्या हमेशा दूसरे के समकक्षों की संख्या के बराबर होगी जब वे स्टोइकोमीट्रिक अनुपात में प्रतिक्रिया करते हैं।
चूंकि समतुल्यता की संख्या को सामान्यता और समाधान की मात्रा से आसानी से पाया जा सकता है, हम प्रतिक्रिया के विवरण के बारे में चिंता किए बिना बहुत तेज़ी से स्टोइकोमेट्रिक गणना कर सकते हैं।
यह वॉल्यूमेट्रिक अनुमापन या अनुमापन में विशेष रूप से व्यावहारिक है, क्योंकि अनुमापन के तुल्यता बिंदु पर, यह हमेशा सच होगा कि:
और मात्रा द्वारा सामान्यता के उत्पाद द्वारा समकक्षों को प्रतिस्थापित करते हुए, हम प्राप्त करते हैं:
एकाग्रता की अन्य इकाइयों से सामान्यता की गणना कैसे करें
प्रारंभिक दाढ़ (एम)
मोलरिटी और सामान्यता के बीच रूपांतरण करना बहुत आसान है, क्योंकि दूसरा हमेशा पहले का एक पूर्णांक गुणक होता है जैसा कि नीचे दिखाया गया है:
यदि हम किसी विलयन की मोलरता जानते हैं, तो हम मोलरिटी को प्रति मोल समकक्षों की संबंधित संख्या, ω से गुणा करके इसकी विभिन्न सामान्यताओं की गणना कर सकते हैं।
प्रतिशत एम/वी (%m/V) से
द्रव्यमान -आयतन प्रतिशत विलेय के ग्राम में द्रव्यमान को इंगित करता है जो प्रति 100 एमएल समाधान है । इसे ध्यान में रखते हुए, द्रव्यमान-मात्रा प्रतिशत के संदर्भ में सामान्यता है:
इस समीकरण में, 10 का कारक रूपांतरण कारक से एमएल से एल (1000) और 100% प्रतिशत सूत्र से आता है। इकाई स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, प्रतिशत को g/mL की इकाइयाँ दी जानी चाहिए और कारक 10 को ml/L दिया जाना चाहिए।
प्रतिशत एम / एम (% एम / एम) से
%m/V को सामान्यता में परिवर्तित करने और %m/m को परिवर्तित करने के बीच एकमात्र अंतर यह है कि आपको 100 ग्राम समाधान (%m/m के) को बदलने में सक्षम होने के लिए समाधान के घनत्व से गुणा करना होगा आयतन। समीकरण को पुनर्व्यवस्थित करने और सभी परिवर्तन करने के बाद, सूत्र बना रहता है:
जहां सभी कारकों का पहले जैसा ही अर्थ है और d समाधान g/mL में समाधान का घनत्व है।
सामान्यता की गणना करने के लिए कदम
चरण 1: आवश्यक डेटा प्राप्त करें
इस चरण में, हम विश्लेषण करते हैं कि हमारे पास समाधान, विलेय या विलायक के बारे में क्या डेटा है। इसमें द्रव्यमान, समकक्षों की संख्या, मात्रा, घनत्व, या एकाग्रता की अन्य इकाइयां शामिल हो सकती हैं।
चरण 2: उपयुक्त सूत्र का चयन करें
एक बार जब हम जान जाते हैं कि हमारे पास कौन सा डेटा है, तो हम यह चुन सकते हैं कि हम किस सूत्र का उपयोग करेंगे। उदाहरण के लिए, यदि हम विलयन का आयतन और समकक्षों की संख्या जानते हैं, तो हम पूर्व सूत्र का उपयोग करते हैं, लेकिन यदि हम प्रतिशत m/m और घनत्व जानते हैं, तो हम बाद वाले का उपयोग करते हैं।
चरण 3: ω निर्धारित करने के लिए विलेय का विश्लेषण करें
इसमें पहले यह निर्धारित करना शामिल है कि विलेय किस प्रकार की प्रतिक्रिया में भाग लेगा, यह देखने के लिए कि क्या इसे ω को नमक, एक एसिड, एक आधार, या एक ऑक्सीकरण या कम करने वाले एजेंट के रूप में सौंपा जाएगा। ऐसे मामले हैं जिनमें एक ही यौगिक विभिन्न तरीकों से प्रतिक्रिया कर सकता है। उदाहरण के लिए, पोटेशियम डाइक्रोमेट (के 2 सीआर 2 ओ 7 ) एक मूल नमक और ऑक्सीकरण एजेंट दोनों है, इसलिए इसे ω असाइन किया जा सकता है जैसे कि यह आधार, नमक या ऑक्सीकरण एजेंट था।
सुझाव: यदि आपके पास इस बारे में जानकारी नहीं है कि इसका उपयोग किस लिए किया जाएगा, तो सामान्य नियम यह है कि लवण को हमेशा लवण के रूप में माना जाता है, भले ही वे अम्ल, क्षार, ऑक्सीकरण या अपचायक हों। आणविक (गैर-आयनिक) विलेय के साथ भी, जिस स्थिति में ω=1 लिया जाता है।
चरण 4: सूत्र लागू करें
ω और अन्य सभी जानकारी होने के बाद, केवल सूत्र को लागू करना शेष रह जाता है। खाते में लेने के लिए एकमात्र विवरण यह है कि हमें यह सुनिश्चित करना होगा कि हमारे पास सही इकाइयों में सभी चर हैं ताकि हमारी गणना सुसंगत हो।
सामान्यता गणना के उदाहरण
उदाहरण 1
150 एमएल घोल में 350 मिलीग्राम सोडियम सल्फेट (Na2SO4) को घोलकर तैयार किए गए घोल की सामान्यता निर्धारित करें।
समाधान:
चरण 1 और 2: इस मामले में हमारे पास विलेय का द्रव्यमान (350mg) और विलयन का आयतन (150mL) है, इसलिए हम समीकरण 3 का उपयोग करेंगे:
इसके अलावा, सोडियम, सल्फर और ऑक्सीजन के परमाणु द्रव्यमान का उपयोग करके, नमक का मोलर द्रव्यमान 142 g/mol निर्धारित किया जाता है।
चरण 3: सोडियम सल्फेट एक नमक है जो दो Na + धनायनों और एक SO4 2 – ऋणों से बना होता है । इसलिए, इस मामले में ω का मूल्य 2x(1)=1x(2)=2 eq/mol है।
चरण 4: अंत में, डेटा को प्रतिस्थापित किया जाता है, ग्राम और लीटर में रूपांतरण किया जाता है और सामान्यता की गणना की जाती है:
इसलिए, समाधान में सोडियम सल्फेट की सामान्य 0.0329 सांद्रता है।
उदाहरण 2
250 एमएल की अंतिम मात्रा के लिए 25% एम/वी केंद्रित फॉस्फोरिक एसिड समाधान के 10 एमएल को पतला करके तैयार समाधान की सामान्यता निर्धारित करें।
समाधान:
चरण 1 और 2: इस मामले में, आप एक केंद्रित समाधान से शुरू करते हैं जो पतला होता है। हम पहले समाधान की सामान्यता की गणना कर सकते हैं और फिर पतला समाधान की सामान्यता की गणना कर सकते हैं, या पहले कमजोर पड़ने और बाद में सामान्यता में रूपांतरण कर सकते हैं। इस उदाहरण में हम इसे बाद के तरीके से करेंगे।
चूँकि यह एक तनुकरण है, तनुकरण सूत्र लागू किया जाता है, जो है:
जहां से पतला घोल की सघनता साफ हो जाती है, वह कौन सी चीज है जो हमें रुचती है:
हमें विलेय (H3PO4) का मोलर द्रव्यमान भी चाहिए जो 98.0 g/mol है । इनके साथ, हम समीकरण 5 के सूत्र का उपयोग करके सामान्यता की गणना कर सकते हैं:
चरण 3: फॉस्फोरिक अम्ल एक अम्ल है, इसलिए ω इसमें मौजूद आयनीयोग्य प्रोटॉनों की संख्या द्वारा दिया जाता है। चूंकि यह एक ट्राइप्रोटिक एसिड है, तो ω=3 eq/mol।
चरण 4: हम सूत्र लागू करते हैं:
इसलिए, पतला घोल में फॉस्फोरिक एसिड की सामान्य 0.306 सांद्रता होती है।
उदाहरण 3
Ca 2+ आयनों के 0.05 मोलर विलयन की सामान्यता निर्धारित करें ।
समाधान:
यह एक विशेष और काफी सामान्य मामला है, क्योंकि कई बार जो मायने रखता है वह एक विशेष आयन की एकाग्रता है, न कि पूर्ण नमक की। जब ऐसा होता है, तो सब कुछ उसी तरह से किया जाता है, सिवाय इसके कि प्रति मोल समकक्षों की संख्या को आयन पर आवेश के रूप में लिया जाता है, इस मामले में 2.
चूँकि इस मामले में मोलरिटी ज्ञात है, तो हम समीकरण 4 का उपयोग करते हैं:
अंत में, समाधान में कैल्शियम आयनों की सामान्य 0.1 सांद्रता होती है।
संदर्भ
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