29प्रयोगशाला तकनीकें I: सुरक्षा, मापन और पृथक्करण

हल — अभ्यास 29.1.

ख़तरा: H225 (अत्यंत ज्वलनशील द्रव, श्रेणी 2) इसकी माँग करता है, और लेबल पर अधिक गंभीर शब्द होता है। H225 एक भौतिक संकट है; H319 (आँखों में गंभीर क्षोभ) और H336 (उनींदापन या चक्कर) स्वास्थ्य संकट हैं। सावधानियाँ: पास में कोई लौ या चिंगारी नहीं, बंद बोतल; चश्मा; हवादार स्थान में या धूम-कोष्ठ में काम।

हल — अभ्यास 29.2.

(a) एक संकट, अम्ल का एक गुण। (b) एक जोखिम, छोटा क्योंकि अनावरण छोटा है। (c) एक संकट। (d) एक जोखिम: वही संकट, अधिक अनावरण (वाष्प, छींटे) जब गरम और खुला हो।

हल — अभ्यास 29.3.

$R_f = 2.1/6.0 = 0.35$ और $4.2/6.0 = 0.70$। दूसरे धब्बे का $R_f$ संदर्भ के बराबर है: नमूने में वह हो सकता है (यह संगत है), पर एक ही निक्षालक पर समान $R_f$ सर्वसमता सिद्ध नहीं करते; दूसरा निक्षालक, या नमूने और संदर्भ का ऐसा सह-धब्बा जो एक ही धब्बा बना रहे, निष्कर्ष को दृढ़ करता है। 0.35 वाला धब्बा निश्चित रूप से कोई अन्य स्पीशीज़ है।

हल — अभ्यास 29.4.

अर्ध-चौड़ाई $0.05\,\mathrm{mL}$, आयताकार: $u = 0.05/\sqrt3 = 0.029\,\mathrm{mL}$। दो स्वतंत्र पठनों के अंतर के लिए, $u = \sqrt{2} \times 0.029 = 0.041\,\mathrm{mL}$।

हल — अभ्यास 29.5.

माध्य $0.251\,00\,\mathrm{g}$; विचलन $+2$, $-2$, $+5$, 0, $-5$ ($10^{-4}\,\mathrm{g}$ में), वर्गों का योग $58 \times 10^{-8}\,\mathrm{g}^{2}$, $s = \sqrt{58 \times 10^{-8}/4} = 3.8 \times 10^{-4}\,\mathrm{g}$; $u = s/\sqrt5 = 1.7 \times 10^{-4}\,\mathrm{g}$; $U = 3.4 \times 10^{-4}\,\mathrm{g}$: $m = (0.25100 \pm 0.00034)$ g, $k = 2$।

हल — अभ्यास 29.6.

एक भाग: $f = 1/(1 + 3 \times 30/50) = 0.357$, $64.3\,\%$ निष्कर्षित। $15\,\mathrm{mL}$ के दो: $f = 1.9^{-2} = 0.277$, $72.3\,\%$। $10\,\mathrm{mL}$ के तीन: $f = 1.6^{-3} = 0.244$, $75.6\,\%$।

हल — अभ्यास 29.7.

$z = 0.0012/\sqrt{0.0006^2 + 0.0002^2} = 0.0012/0.00063 = 1.9 \le 2$: संगत, बस थोड़े से। $0.0004\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ के साथ: $z = 0.0012/0.00045 = 2.7$, संगत नहीं: अधिक परिशुद्ध अनुमापन एक वास्तविक अंतर प्रकट करता है (बनाने में त्रुटि, या अनुमापन में)।

हल — अभ्यास 29.8.

Q: ठंडे में अल्प विलेय, गरम में अत्यंत विलेय। P ठोस को ठंडे की तुलना में गरम में शायद ही बेहतर घोलता है (ठंडा करने पर कुछ क्रिस्टलित नहीं होता); R ठंडे में बहुत अधिक घुला रखता है (बड़ी हानियाँ)। Q के साथ, $5.0\,\mathrm{g}$ को कम से कम $5.0/12 \times 100 = 42\,\mathrm{mL}$ उबलता विलायक चाहिए, जो ठंडे में $0.3 \times 0.417 = 0.13\,\mathrm{g}$ घुला रखता है: अधिक से अधिक $4.9\,\mathrm{g}$, $97.5\,\%$, पुनःप्राप्त हो सकता है (फ़िल्टर पर किसी हानि से पहले)।

हल — अभ्यास 29.9.

एथेनॉल ($20\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ पर $n_D = 1.3611$); जल (1.333) और साइक्लोहेक्सेन (1.4266) अपवर्जित हैं। अपवर्तनांक ताप के साथ बदलता है, इसलिए ताप के बिना कोई मान अर्थहीन है। जल और एथेनॉल के बीच का 1.350 का मान किसी मिश्रण का सुझाव देता है, जैसे जल युक्त एथेनॉल।

हल — अभ्यास 29.10.

$t = KV/V_a$ और $n$ भागों के साथ, $\ln f_n = -n\ln(1 + t/n)$; जब $n \to \infty$, तब $n \ln(1 + t/n) \to t$ (क्योंकि $\ln(1 + \varepsilon) \sim \varepsilon$), और $f_n$, $\mathrm{e}^{-t}$ की ओर घटता है (प्रतिज्ञप्ति 29.15)। यहाँ $t = 3 \times 30/50 = 1.8$, $\mathrm{e}^{-1.8} = 0.165$: अधिक से अधिक $83.5\,\%$। तीन भाग ही $75.6\,\%$ देते हैं, जो सीमा का $91\,\%$ है; उसके $99\,\%$ तक पहुँचने के लिए 32 भाग चाहिए, हर एक $1\,\mathrm{mL}$ से कम: दो-तीन भागों के बाद लाभ परिश्रम के योग्य नहीं।

हल — अभ्यास 29.11.

$t = x - x_0$ के साथ: $\int_{-a}^{a} (a - |t|)/a^2 \,\mathrm{d}t = 2 \int_0^a (a - t)/a^2 \,\mathrm{d}t = 2 (a^2/2)/a^2 = 1$। सममिति से माध्य $x_0$ है; प्रसरण $2 \int_0^a t^2 (a - t)/a^2 \,\mathrm{d}t = \frac{2}{a^2}\left(\frac{a^4}{3} - \frac{a^4}{4}\right) = \frac{a^2}{6}$ है, इसलिए $u = a/\sqrt6 = 0.41\,a$, जबकि आयताकार स्थिति के लिए $a/\sqrt3 = 0.58\,a$: यह जानना कि मध्य अधिक संभाव्य है, अनिश्चितता घटा देता है।

हल — अभ्यास 29.12.

$c = m/(MV) = 0.25100/(204.2 \times 0.10000) = 0.012\,292\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$। आपेक्षिक अनिश्चितताएँ: द्रव्यमान $1.7 \times 10^{-4}/0.2510 = 6.8 \times 10^{-4}$, आयतन $0.06/100.00 = 6.0 \times 10^{-4}$; संयुक्त $\sqrt{(6.8^2 + 6.0^2)} \times 10^{-4} = 9.1 \times 10^{-4}$, अर्थात् $0.091\,\%$; $u(c) = 1.1 \times 10^{-5}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$, $U = 2.2 \times 10^{-5}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$: $c = (0.012292 \pm 0.000022)$ mol/L, $k = 2$। तौल थोड़ा-सा प्रभावी है; दोनों स्रोत एक ही आकार के हैं।