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अम्ल, क्षारक, लवण और अनुमापन

ज़्यादातर अकार्बनिक यौगिक चार वर्गों में आते हैं: ऑक्साइड, अम्ल, क्षारक और लवण। ये आपस में जुड़े हैं: धातु से क्षारीय ऑक्साइड, ऑक्साइड से क्षारक, और क्षारक + अम्ल से लवण और पानी। अनुमापन (titration) इसी उदासीनीकरण से अज्ञात सांद्रता नापता है: ब्यूरेट से ज्ञात सांद्रता का क्षारक तब तक डालते हैं जब तक सारा अम्ल खत्म न हो जाए (तुल्यता बिंदु)। 1 : 1 अभिक्रिया के लिए C₁V₁ = C₂V₂।

🎬 कदम-दर-कदम कहानी

  1. ज़्यादातर अकार्बनिक यौगिक चार वर्गों में आते हैं: अम्ल, क्षारक, लवण और ऑक्साइड। हर वर्ग के सूत्र में एक पैटर्न होता है।
  2. ये वर्ग एक परिवार की तरह जुड़े हैं। धातु जलकर क्षारीय ऑक्साइड बनाती है। ऑक्साइड + पानी से क्षारक बनता है। क्षारक + अम्ल से लवण बनता है।
  3. अब इसी आखिरी अभिक्रिया से नापते हैं। फ्लास्क में 25 mL अम्ल है। ब्यूरेट में ऐसा क्षारक है जिसकी सांद्रता हमें पता है।
  4. हम क्षारक धीरे-धीरे डालते हैं। शुरू में pH बहुत कम बढ़ता है, क्योंकि अभी बहुत सारा अम्ल बचा है।
  5. 25 mL के पास सारा अम्ल खत्म हो जाता है। एक बूंद और, और pH 3 से 11 तक उछल जाता है। सूचक गुलाबी हो जाता है। यही तुल्यता बिंदु है।
  6. अब आपकी बारी। स्लाइडर खींचकर क्षारक डालिए। ठीक वह आयतन खोजिए जहाँ रंग बदलता है, और pH पढ़िए।

टिप: 3D दृश्य को घुमाने के लिए खींचें। ज़ूम के लिए दो उंगलियाँ इस्तेमाल करें।

🤔 आम शंकाएँ और उनके जवाब

NH₃ में OH नहीं है, फिर भी यह क्षारक क्यों?

ब्रॉन्स्टेड–लॉरी के अनुसार क्षारक प्रोटॉन लेता है। NH₃ पानी से H⁺ लेकर NH₄⁺ + OH⁻ बनाता है।

धातु ऑक्साइड क्षारीय और अधातु ऑक्साइड अम्लीय क्यों?

धातु ऑक्साइड पानी से हाइड्रॉक्साइड बनाते हैं (CaO → Ca(OH)₂); अधातु ऑक्साइड अम्ल बनाते हैं (SO₂ → H₂SO₃)। चरण 2 की श्रृंखला देखिए।

मापक सिलिंडर की जगह ब्यूरेट क्यों?

ब्यूरेट 0.05 mL तक पढ़ता है और एक-एक बूंद डालने देता है, ताकि रंग बदलते ही रुक सकें।

पहले 20 mL में pH इतना कम क्यों बदलता है?

अभी बहुत अम्ल बचा है। हर mL थोड़ा ही H⁺ हटाता है, और pH लघुगणक है। चरण 4 के छोटे स्तंभ देखिए।

एक बूंद से रंग क्यों बदल जाता है?

तुल्यता के पास लगभग अम्ल नहीं बचता, तो एक बूंद घोल को अम्लीय से क्षारीय कर देती है और pH सूचक की परास में पहुँच जाता है।

क्या तुल्यता बिंदु हमेशा pH 7 पर होता है?

सिर्फ प्रबल अम्ल + प्रबल क्षारक में। दुर्बल अम्ल + प्रबल क्षारक में 7 से ऊपर, प्रबल अम्ल + दुर्बल क्षारक में 7 से नीचे।

अकार्बनिक यौगिकों के चार वर्ग

ऑक्साइड किसी तत्व और ऑक्सीजन का यौगिक है, जैसे CaO या CO₂। धातुओं के ऑक्साइड आमतौर पर क्षारीय होते हैं, अधातुओं के अम्लीय। कुछ, जैसे Al₂O₃ और ZnO, उभयधर्मी (amphoteric) हैं – ये अम्ल और क्षारक दोनों से अभिक्रिया करते हैं।

अम्ल पानी में H⁺ आयन देते हैं (HCl, H₂SO₄, HNO₃)। क्षारक OH⁻ देते हैं या H⁺ लेते हैं (NaOH, Ca(OH)₂, NH₃)। पानी में घुलने वाला क्षारक क्षार (alkali) कहलाता है। लवण में धातु आयन (या NH₄⁺) और अम्ल का बचा हुआ आयन होता है (NaCl, CuSO₄)।

अम्ल-क्षारक की तीन परिभाषाएँ

अम्ल, क्षारक और लवण का नामकरण

वर्गों के बीच आनुवंशिक संबंध

एक तत्व को सभी वर्गों में परिवार की तरह आगे बढ़ते देख सकते हैं:

धातु: Ca → CaO → Ca(OH)₂ → CaCO₃

अधातु: S → SO₂ → H₂SO₃ → Na₂SO₃

दोनों रेखाएँ लवण पर मिलती हैं। लवण कई तरह से बनते हैं: अम्ल + क्षारक, अम्ल + धातु, अम्ल + क्षारीय ऑक्साइड, क्षारक + अम्लीय ऑक्साइड, अम्ल + कार्बोनेट।

अनुमापन का परिचय

अनुमापन में अज्ञात सांद्रता वाले घोल को ज्ञात सांद्रता वाले घोल (मानक विलयन) से अभिक्रिया करवाकर उसकी सांद्रता निकालते हैं।

  1. पिपेट से ठीक 25.0 mL अज्ञात अम्ल शंक्वाकार फ्लास्क में डालिए, 2–3 बूंद सूचक मिलाइए।
  2. ब्यूरेट में मानक क्षारक भरिए। आँख के स्तर पर मेनिस्कस के निचले हिस्से से शुरुआती पाठ्यांक लीजिए।
  3. फ्लास्क घुमाते हुए क्षारक डालिए; अंत के पास बूंद-बूंद।
  4. रंग स्थायी रूप से बदलते ही रुकिए: यह अंत बिंदु है। दो पाठ्यांक 0.10 mL के भीतर मिलने तक दोहराइए।

तुल्यता बिंदु = समीकरण के अनुसार अम्ल और क्षारक के मोल बराबर। अंत बिंदु = सूचक का रंग बदलना।

अनुमापन वक्र और सूचक का चुनाव

डाले गए क्षारक के आयतन के सामने pH का ग्राफ S-आकार का अनुमापन वक्र बनता है।

नियम: ऐसा सूचक चुनिए जिसका रंग-परिवर्तन परास वक्र के खड़े हिस्से में हो।

अनुमापन की गणनाएँ

मोल = सांद्रता (mol/L) × आयतन (L)। संतुलित समीकरण का अनुपात लगाइए।

HCl + NaOH (1 : 1): CaVa = CbVb।

H₂SO₄ + 2NaOH: 2CaVa = CbVb।

तुल्यता से पहले: [H⁺] = बचे अम्ल के मोल ÷ कुल आयतन। बाद में: [OH⁻] = अतिरिक्त क्षारक ÷ कुल आयतन, फिर pH = 14 − pOH (25 °C)।

मुख्य सूत्र और परिभाषाएँ

हल किए गए उदाहरण

1. नाम लिखिए: (a) HNO₂ (b) K₂SO₄ (c) Fe(OH)₂ (d) NaHCO₃

(a) नाइट्रस अम्ल। (b) पोटैशियम सल्फेट। (c) आयरन(II) हाइड्रॉक्साइड। (d) सोडियम हाइड्रोजनकार्बोनेट, एक अम्लीय लवण।

2. मैग्नीशियम से मैग्नीशियम क्लोराइड तक आनुवंशिक श्रृंखला लिखिए।

2Mg + O₂ → 2MgO; MgO + H₂O → Mg(OH)₂; Mg(OH)₂ + 2HCl → MgCl₂ + 2H₂O।

3. 25.0 mL HCl को 0.100 M NaOH के 20.0 mL चाहिए। [HCl] ज्ञात कीजिए।

n(NaOH) = 0.100 × 0.0200 = 0.00200 mol = n(HCl)। C = 0.00200 ÷ 0.0250 = 0.0800 M।

4. 20.0 mL H₂SO₄ को 0.250 M NaOH के 32.0 mL उदासीन करते हैं। [H₂SO₄]?

n(NaOH) = 0.00800 mol। अनुपात 1 : 2, तो n(H₂SO₄) = 0.00400 mol। C = 0.00400 ÷ 0.0200 = 0.200 M।

5. 25.0 mL 0.100 M HCl में 0.100 M NaOH के 20.0 mL डालने पर pH?

अम्ल 0.00250 mol, क्षारक 0.00200 mol। बचा H⁺ = 0.000500 mol, कुल 45.0 mL में। [H⁺] = 0.0111 M, pH = 1.95।

6. उसी फ्लास्क में 30.0 mL NaOH के बाद pH?

अतिरिक्त OH⁻ = 0.000500 mol, 55.0 mL में। [OH⁻] = 0.00909 M, pOH = 2.04, pH = 11.96। सिर्फ 10 mL में pH 2 से 12 हो गया – यही वक्र का खड़ा हिस्सा है।

आम गलतियाँ

अभ्यास क्विज़

1. उभयधर्मी ऑक्साइड कौन है?
2. सल्फ्यूरस अम्ल के लवण कहलाते हैं:
3. CH₃COOH और NaOH के अनुमापन में सबसे अच्छा सूचक:
4. HCl + NaOH की तुल्यता पर 25 °C पर pH:
5. 0.200 M NaOH के 15.0 mL में मोल:

अभ्यास: खुद जवाब दो

अपना जवाब लिखो या चुनो, फिर जाँचें दबाओ। अटको तो संकेत देखो; जवाब देने के बाद पूरा हल दिखेगा।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

अनुमापन क्या है, आसान शब्दों में?

ज्ञात सांद्रता का घोल बूंद-बूंद दूसरे घोल में तब तक डालना जब तक दोनों पूरी तरह क्रिया न कर लें, ताकि अज्ञात सांद्रता निकाली जा सके।

अंत बिंदु और तुल्यता बिंदु में क्या अंतर है?

तुल्यता बिंदु पर अम्ल और क्षारक के मोल समीकरण के अनुसार बराबर होते हैं। अंत बिंदु पर सूचक रंग बदलता है।

लवणों का नाम कैसे रखते हैं?

पहले धातु का नाम, फिर अम्ल का भाग: -ic अम्ल से -ate, -ous से -ite, और hydro-…-ic से -ide।

यह कहाँ पढ़ाया जाता है

अमेरिकाGrade 11Chemical Reactions
अमेरिकाGrade 11Thermochemistry
अमेरिकाGrade 11Acids and Bases
रूस11 классTheoretical foundations of chemistry

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