pH

हाइड्रोजन-आयन सांद्रता और pH के बीच परिवर्तन करना

pH एक लघुगणकीय पैमाना है जो मापता है कि एक जलीय घोल कितना अम्लीय या क्षारीय है, जिसकी गणना हाइड्रोजन-आयन सांद्रता के ऋणात्मक आधार-10 लघुगणक के रूप में की जाती है। या तो एक ज्ञात हाइड्रोजन-आयन सांद्रता या एक ज्ञात pH मान दर्ज करें, और यह कैलकुलेटर दूसरे का पता लगाता है, साथ ही pOH और हाइड्रॉक्साइड-आयन सांद्रता भी। यह 25°C (77°F) पर मानक परिभाषा है — पानी का अपना उदासीन बिंदु अन्य तापमानों पर थोड़ा बदल जाता है, हालांकि यह अंतर अधिकांश रोज़मर्रा के उद्देश्यों के लिए नज़रअंदाज़ करने योग्य छोटा है।

सूत्र

$$\vB{\text{pH}} = -\log_{10}(\vA{[\text{H}^+]})$$ $$\vC{\text{pOH}} = 14 - \vB{\text{pH}}$$ $$[\text{OH}^-] = 10^{-\vC{\text{pOH}}}$$

7 का pH उदासीन है (25°C पर शुद्ध पानी); 7 से नीचे के मान अम्लीय हैं, और 7 से ऊपर के मान क्षारीय (एल्कलाइन) हैं। 25°C पर pH और pOH हमेशा 14 तक जुड़ते हैं।

हल किया गया उदाहरण

0.01 mol/L की हाइड्रोजन-आयन सांद्रता वाला गैस्ट्रिक एसिड:

1. सूत्र लागू करें: $\vB{\text{pH}} = -\log_{10}(\vA{0.01}) = \vB{2}$।
2. pOH ज्ञात करें: $\vC{\text{pOH}} = 14 - \vB{2} = 12$।
3. हाइड्रॉक्साइड-आयन सांद्रता ज्ञात करें: $[\text{OH}^-] = 10^{-12} \text{ mol/L}$।

2 का pH प्रबल रूप से अम्लीय है।

9 के pH वाला बेकिंग सोडा घोल:

1. हाइड्रोजन-आयन सांद्रता ज्ञात करें: $\vA{[\text{H}^+]} = 10^{-9} \text{ mol/L}$।
2. pOH ज्ञात करें: $\vC{\text{pOH}} = 14 - 9 = 5$।
3. हाइड्रॉक्साइड-आयन सांद्रता ज्ञात करें: $[\text{OH}^-] = 10^{-5} \text{ mol/L}$।

9 का pH हल्के रूप से क्षारीय है।

ध्यान रखने योग्य मुख्य बातें

• क्योंकि pH लघुगणकीय है, हर पूर्ण-संख्या चरण हाइड्रोजन-आयन सांद्रता में दस गुना परिवर्तन दर्शाता है। pH 4 वाला एक घोल pH 5 वाले घोल से दस गुना अधिक अम्लीय है, और pH 6 वाले घोल से सौ गुना अधिक अम्लीय है — यही कारण है कि pH संख्याओं में एक छोटा दिखने वाला अंतर भी वास्तविक अम्लता में एक बहुत बड़ा वास्तविक अंतर दर्शा सकता है।
• pH और pOH एक ही घोल का वर्णन करने के दो तरीके हैं, जो 25°C पर हमेशा 14 तक जुड़ते हैं। एक कम pH (अम्लीय) हमेशा एक उच्च pOH के साथ जोड़ी बनाता है, और इसके विपरीत भी — यह संबंध सीधे उस संदर्भ तापमान पर पानी के अपने स्व-आयनीकरण संतुलन से आता है।
• तापमान वास्तव में पानी के उदासीन बिंदु को प्रभावित करता है, हालांकि अधिकांश रोज़मर्रा के उद्देश्यों के लिए यह बदलाव छोटा है। शुद्ध पानी का उदासीन pH केवल 25°C पर ठीक 7 है — अन्य तापमानों पर, पानी का अपना स्व-आयनीकरण संतुलन थोड़ा बदल जाता है, जो वास्तविक उदासीन बिंदु को 7 से दूर ले जाता है, हालांकि यह अंतर आमतौर पर सटीक प्रयोगशाला कार्य के बाहर नज़रअंदाज़ करने के लिए पर्याप्त छोटा होता है।
• बफर घोल एक साधारण घोल के विपरीत, एसिड या बेस जोड़े जाने पर भी pH परिवर्तन का प्रतिरोध करते हैं। कई जैविक प्रणालियां (जैसे मानव रक्त) चालू रासायनिक गतिविधि के बावजूद pH को एक संकीर्ण, स्थिर सीमा के भीतर रखने के लिए बफरिंग पर निर्भर करती हैं — यह कैलकुलेटर सीधे दी गई हाइड्रोजन-आयन सांद्रता से एक घोल का pH गणना करता है, यह नहीं कि एक बफर्ड सिस्टम एक जोड़े गए एसिड या बेस पर कैसे प्रतिक्रिया करेगा।

सामान्य गलतियाँ

• यह भूल जाना कि pH लघुगणकीय है, रैखिक नहीं। 2 का pH अंतर (मान लीजिए, pH 4 बनाम pH 6) वास्तविक हाइड्रोजन-आयन सांद्रता में सौ गुना अंतर दर्शाता है, छोटा अंतर नहीं — साधारण घटाव से pH मानों की तुलना करना यह कम करके आंकता है कि दो घोल वास्तव में कितने भिन्न हैं।
• यह मान लेना कि 7 का pH हर तापमान पर उदासीन होता है। “7 उदासीन है” नियम विशेष रूप से 25°C का एक संदर्भ बिंदु है — पानी का अपना उदासीन बिंदु अन्य तापमानों पर थोड़ा बदल जाता है, इसलिए उस संदर्भ तापमान से बाहर एक सटीक प्रयोगशाला माप को अपने स्वयं के सुधार की आवश्यकता होती है।
• लैब परिणाम पढ़ते समय pH और pOH को मिला देना। pH सीधे अम्लता मापता है (कम = अधिक अम्लीय); pOH विपरीत मात्रा मापता है (कम = अधिक क्षारीय) — pH की अपेक्षा करने वाले फ़ील्ड में pOH मान दर्ज करना (या इसके विपरीत) एक ऐसा परिणाम देता है जो प्रशंसनीय दिखता है लेकिन अम्ल-क्षार पैमाने के गलत आधे हिस्से का वर्णन करता है।

जानने योग्य बातें

• क्या आप किसी ज्ञात सांद्रता को पतला करके या मिलाकर बनाए गए घोल के साथ काम कर रहे हैं? मोलरता और तनुकरण कैलकुलेटर एक घोल के लिए मोलर सांद्रता और तनुकरण परिणाम ज्ञात करता है।
• क्या आपको एसिड या बेस के ग्राम और मोल के बीच परिवर्तित करने के लिए किसी यौगिक के मोलर द्रव्यमान की आवश्यकता है? मोलर द्रव्यमान कैलकुलेटर किसी भी रासायनिक सूत्र का मोलर द्रव्यमान गणना करता है।
• क्या आपको इसके साथ लघुगणक या घातांक से जुड़ी एक व्यापक गणना करने की आवश्यकता है? वैज्ञानिक कैलकुलेटर लघुगणक, घातांक, और अन्य वैज्ञानिक संकेतन गणनाओं को संभालता है।