प्रधान अभिक्रिया, तुल्य विलयन क्या है? — रसायन विज्ञान

परिभाषा 10.10 विश्वविद्यालय रसायन विज्ञान — वर्ष 1 · अध्याय 10 — अम्ल–क्षारक साम्य और प्रधान-अभिक्रिया विधि

कई अम्लों और क्षारकों वाले विलयन में प्रधान अभिक्रिया उपस्थित सबसे प्रबल अम्ल और सबसे प्रबल क्षारक के बीच सबसे बड़े स्थिरांक वाली अभिक्रिया है। जब यह मात्रात्मक हो, तो इसे पूर्ण माना जाता है, और विलयन को तुल्य विलयन से बदल दिया जाता है: वह विलयन जो इस अभिक्रिया के पूरा होने पर प्राप्त होता है, और जिसका pH वास्तविक विलयन जितना ही है।

pK_a का एक पैमाना (pK_a ऊपर की ओर बढ़ता हुआ बनाया गया है; मान दाईं ओर)। कोई अम्ल पैमाने पर अपने ऊपर रखे हर क्षारक से अनुकूल रूप से अभिक्रिया करता है: यहाँ एथेनोइक अम्ल अमोनिया से, K = 109.25 - 4.76 = 104.49। — $\mathrm{p}K_a$ का एक पैमाना (p $K_a$ ऊपर की ओर बढ़ता हुआ बनाया गया है; मान दाईं ओर)। कोई अम्ल पैमाने पर अपने ऊपर रखे हर क्षारक से अनुकूल रूप से अभिक्रिया करता है: यहाँ एथेनोइक अम्ल अमोनिया से, $K = 10^{9.25 - 4.76} = 10^{4.49}$ ।

pC के सापेक्ष एथेनोइक अम्ल विलयनों का pH, आवेश-संतुलन से यथार्थ रूप में परिकलित। सांद्र होने पर अम्ल अल्प-वियोजित रहता है और 1/2( pK_a + pC) का अनुसरण करता है; लगभग 10-6 mol/L से नीचे तनु करने पर वह पूर्णतः वियोजित हो जाता है और प्रबल अम्ल की तरह व्यवहार करता है; अत्यधिक तनु होने पर pH, 7 की ओर जाता है। — $\mathrm{p}C$ के सापेक्ष एथेनोइक अम्ल विलयनों का pH, आवेश-संतुलन से यथार्थ रूप में परिकलित। सांद्र होने पर अम्ल अल्प-वियोजित रहता है और $\frac12(\mathrm{p}K_a + \mathrm{p}C)$ का अनुसरण करता है; लगभग $10^{-6}$ mol/L से नीचे तनु करने पर वह पूर्णतः वियोजित हो जाता है और प्रबल अम्ल की तरह व्यवहार करता है; अत्यधिक तनु होने पर pH, 7 की ओर जाता है।

उदाहरण

उदाहरण 10.13 (एथेनोइक अम्ल और अमोनिया)

$1.0\,\mathrm{L}$ में $0.10\,\mathrm{mol}$ एथेनोइक अम्ल और $0.10\,\mathrm{mol}$ अमोनिया मिलाइए। सबसे प्रबल अम्ल $\ce{CH3COOH}$ है, सबसे प्रबल क्षारक $\ce{NH3}$ : $\ce{CH3COOH + NH3 <=> CH3COO- + NH4+}$ , $K = 10^{9.25 - 4.76} = 10^{4.49}$ , मात्रात्मक। तुल्य विलयन में $0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ $\ce{CH3COO-}$ और उतना ही $\ce{NH4+}$ है। उसकी प्रधान अभिक्रिया, $\ce{NH4+ + CH3COO- <=> NH3 + CH3COOH}$ , का स्थिरांक छोटा, $10^{-4.49}$ , है और वह $[\ce{NH3}] = [\ce{CH3COOH}]$ बनाए रखती है, जिससे, किसी उभयधर्मी की तरह, $\mathrm{pH} = \frac12(4.76 + 9.25) = 7.01$ ।

उदाहरण 10.15 ( $0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ पर फ़ॉस्फ़ोरिक अम्ल)

प्रधान अभिक्रिया पहली अम्लता है। $x = [\ce{H3O+}]$ के साथ, $x^2/(0.10 - x) = 10^{-2.15}$ ; यहाँ $x$ , $C$ की तुलना में छोटा नहीं है, इसलिए द्विघात $x^2 + K_{a1}x - K_{a1}C = 0$ को हल किया जाता है: $x = 0.0233\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ , $\mathrm{pH} = 1.63$ । दूसरी अम्लता ( $\mathrm{p}K_{a2} = 7.21$ ) इस pH पर कुछ योगदान नहीं देती।

अध्याय में पढ़ें →

उदाहरण

संबंधित पद