रसायन विज्ञान में तुल्यता बिंदु का अर्थ

रसायन विज्ञान में, तुल्यता बिंदु एक ऐसी अवधारणा है जो टाइट्रेशन या वॉल्यूमेट्रिक टाइट्रेशन पर लागू होती है। बदले में, ये अज्ञात संरचना के नमूने के भीतर किसी पदार्थ की सामग्री या एकाग्रता को निर्धारित करने के लिए विश्लेषणात्मक तकनीकें हैं, जिसे विश्लेषण कहा जाता है। एक अनुमापन का तुल्यता बिंदु उस सटीक क्षण से मेल खाता है जिसमें जोड़े गए टाइट्रेंट के समकक्षों की संख्या विश्लेषित विश्लेषण में मौजूद विश्लेषण या टाइट्रेंट के समकक्षों की संख्या के बराबर होती है ।

दूसरे शब्दों में, अनुमापन के दौरान यह सटीक क्षण है जिसमें यह सत्य है कि:

एक अन्य दृष्टिकोण से देखा गया, यह अनुमापन के दौरान सटीक बिंदु है जिसमें अनुमापन में शामिल रासायनिक प्रतिक्रिया के अनुसार अनुमापक और अनुमापक रससमीकरणमितीय अनुपात में होते हैं।

समतुल्यता बिंदु का उपयोग

किसी भी अनुमापन या वॉल्यूमेट्रिक अनुमापन का उद्देश्य, चाहे वह किसी भी प्रकार का हो, हमेशा तुल्यता बिंदु या, अधिक सटीक रूप से, तुल्यता बिंदु तक पहुंचने के लिए आवश्यक टाइट्रेंट की मात्रा का पता लगाना होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि कहा गया आयतन वह है जो अनुमापन एजेंट की ज्ञात सांद्रता और संभवतः विभाज्य के आयतन से नमूने में सांद्रता या विश्लेषण के समकक्षों की संख्या निर्धारित करना संभव बनाता है।

विभाज्य में विश्लेषण समकक्षों की संख्या का निर्धारण

चूंकि समकक्षों की संख्या समीकरण द्वारा सामान्य एकाग्रता और आयतन से संबंधित है

जहाँ V आयतन है और N सामान्य सांद्रता है, तो तुल्यता बिंदु की स्थिति को फिर से लिखा जा सकता है

इस समीकरण का उपयोग करके, अनुमापन किए जा रहे एलिकोट में मौजूद समकक्षों की कुल संख्या निर्धारित की जा सकती है। तब समतुल्य की संख्या को विश्लेषण के समतुल्य भार के माध्यम से द्रव्यमान में परिवर्तित किया जा सकता है, या विशेष अनुमापन प्रतिक्रिया के आधार पर प्रति मोल समकक्षों की संख्या के माध्यम से मोल्स में परिवर्तित किया जा सकता है।

विश्लेषण की सामान्य एकाग्रता का निर्धारण

तुल्यता स्थिति के लिए समीकरण को इस रूप में भी फिर से लिखा जा सकता है

आपको वह कहाँ से मिलता है

इस समीकरण का उपयोग करके, अनुमापित किए जा रहे नमूने की सामान्य सांद्रता प्राप्त की जा सकती है। विशेष अनुमापन प्रतिक्रिया के अनुसार प्रति मोल समकक्षों की संख्या से विभाजित करके उक्त सांद्रता को मोलर सांद्रता में परिवर्तित किया जा सकता है।

उक्त आयतन को दिए गए उपयोग के बावजूद, अनुमापन की प्रायोगिक प्रक्रिया में तुल्यता बिंदु पर अनुमापक का आयतन ज्ञात करना शामिल है। हालाँकि, यह एक समस्या का प्रतिनिधित्व करता है, जैसा कि हम नीचे देखेंगे।

तुल्यता बिंदु एक सैद्धांतिक बिंदु है।

तुल्यता बिंदु एक सैद्धांतिक बिंदु है जिसे अनुमापन के दौरान पूर्ण निश्चितता के साथ कभी नहीं जाना जा सकता है। यह, सबसे पहले, प्रायोगिक त्रुटियों के अपरिहार्य अस्तित्व के कारण है। इन त्रुटियों में द्रव्यमान और आयतन के मापन से संबंधित यादृच्छिक और निर्णय त्रुटि दोनों शामिल हैं, साथ ही समाधान तैयार करते समय और अनुमापन करते समय विश्लेषणात्मक रसायनज्ञ के कौशल से संबंधित त्रुटियां भी शामिल हैं।

लेकिन एक अधिक महत्वपूर्ण अंतर्निहित कारण है कि हम अनुमापन में तुल्यता बिंदु को क्यों नहीं जान सकते हैं: यह जानने का कोई तरीका नहीं है कि यह कब पहुंचा है, जैसा कि अगले भाग में बताया गया है।

तुल्यता बिंदु का अनुमान अंत बिंदु के माध्यम से लगाया जाता है

जब एक अनुमापन के दौरान हम रंग में परिवर्तन या अवक्षेप की उपस्थिति देखते हैं, तो यह इंगित करता है कि हमें अनुमापन बंद कर देना चाहिए और मिलाए गए टाइट्रेंट की मात्रा पर ध्यान देना चाहिए। यह आयतन वह है जिसका हम उपयोग करते हैं जैसे कि यह पिछले समीकरणों में समतुल्यता बिंदु का आयतन था।

हालाँकि, यह पता चला है कि यह वास्तव में तुल्यता बिंदु नहीं है। जिस बिंदु पर हम अनुमापन को रोकते हैं, वास्तव में अनुमापन का अंत बिंदु कहलाता है । समापन बिंदु और तुल्यता बिंदु के बीच का अंतर यह है कि समापन बिंदु वह है जिसे हम वास्तव में एक संकेतक का उपयोग करके देखते हैं या पता लगाते हैं जो एक अवलोकनीय परिवर्तन से गुजरता है, संभवतः तुल्यता बिंदु पर या उसके बहुत करीब। इस कारण से, अंत बिंदु तुल्यता बिंदु के प्रायोगिक अनुमान से ज्यादा कुछ नहीं है, जो कि केवल एक सैद्धांतिक बिंदु है।

जिस तरह से विभिन्न प्रकार के संकेतक काम करते हैं, वे शायद ही कभी समतुल्यता बिंदु पर एक अवलोकनीय परिवर्तन से गुजरते हैं। कुछ पहले थोड़ा बदल जाते हैं, जिससे हम तुल्यता बिंदु को कम आंकते हैं, जबकि अन्य थोड़ा बाद में बदलते हैं, जिससे हम इसे कम आंकते हैं। लेकिन यहां तक ​​कि अगर हमारे पास एक आदर्श संकेतक था जो समतुल्यता बिंदु पर बिल्कुल बदल गया था, तब तक इस परिवर्तन को ध्यान में रखना बहुत मुश्किल होगा, जब तक कि हम टाइट्रेंट की थोड़ी अधिक मात्रा भी नहीं जोड़ते।

इन और अन्य कारणों से , अंत बिंदु कभी भी एक अनुमान से अधिक नहीं होगा, कभी-कभी बेहतर, कभी-कभी बदतर, सही समतुल्य बिंदु जिसकी हम तलाश कर रहे हैं।

समतुल्यता बिंदु पर सामान्य एकाग्रता और समकक्षों की संख्या का महत्व

कई रसायन विज्ञान के छात्रों को पहले यह समझने में कठिनाई होती है कि सामान्य एकाग्रता और समकक्षों की संख्या की अवधारणा क्यों मौजूद है। इसके अलावा, वे इस तथ्य से भ्रमित हैं कि एक ही समाधान में इसके उपयोग के आधार पर अलग-अलग सामान्य सांद्रता हो सकती हैं।

हालाँकि, सब कुछ समझ में आता है जब हम अनुमापन या वॉल्यूमेट्रिक अनुमापन और तुल्यता बिंदु का सामना करते हैं।

मान लीजिए कि एक अनुमापन प्रतिक्रिया का निम्न रूप है, जहां ए विश्लेषण है, टी अनुमापक है, पी प्रतिक्रिया उत्पादों का प्रतिनिधित्व करता है और ए, बी और सी स्टोइकोमेट्रिक गुणांक हैं:

इस प्रतिक्रिया के लिए, जिस बिंदु पर ए और टी स्टोइकीओमेट्रिक अनुपात में हैं, वह तब होगा जब वह इसे धारण करेगा

जो तुल्यता बिंदु के अनुरूप है।

अनुमापन की गणना करने के लिए इस समीकरण का पूरी तरह से उपयोग किया जा सकता है। हालाँकि, इसका उपयोग करने के लिए, समायोजित रासायनिक समीकरण को जानना आवश्यक है, अन्यथा स्टोइकोमेट्रिक गुणांक a और b उपलब्ध नहीं होंगे।

दूसरी ओर, जिस तरह से समकक्षों की संख्या को परिभाषित किया गया है, पिछले समीकरण के दोनों सदस्य अंत में ए और टी के समकक्षों की संख्या का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो इस समीकरण को पहले वाले को कम कर देता है जिसे हमने शुरुआत में दिखाया था। इस लेख में शामिल किसी भी अनुमापन प्रतिक्रिया के लिए, जब तक कि यह एक ही प्रकार का हो।

उदाहरण के लिए, यदि किसी अम्ल के तुल्यांकों की संख्या ज्ञात है, तो वे क्षार के तुल्यांकों की समान संख्या के साथ अभिक्रिया करेंगे, चाहे अम्ल कोई भी हो या क्षार कोई भी हो (जब तक कि यह अम्ल-क्षार प्रतिक्रिया है) …

इसी तरह, एक रेडॉक्स अनुमापन में एक ऑक्सीकरण एजेंट के समकक्षों की संख्या हमेशा कम करने वाले एजेंट के समकक्षों की संख्या के बराबर होगी, चाहे वे कुछ भी हों, जब तक कि वे एक रेडॉक्स प्रतिक्रिया में शामिल हों।

इस तरह, तुल्यता बिंदु से संबंधित गणना करने की प्रक्रिया सरल हो जाती है, क्योंकि अनुमापन के रासायनिक समीकरणों को समायोजित करना आवश्यक नहीं है यदि हम समतुल्य और सामान्यता के साथ काम करते हैं, कुछ ऐसा जो मोल्स और मोलरिटी के साथ काम करने के लिए आवश्यक होगा .

संदर्भ

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