कम घुलनशील लवणों के घुलनशीलता संतुलन
घुलनशीलता संतुलन का परिचय
कम घुलनशील लवण वे होते हैं जो पानी में न्यूनतम मात्रा में घुलते हैं। उनके घुलनशीलता को समझना कई क्षेत्रों में महत्वपूर्ण है, शामिल करते हुए रसायन विज्ञान, पर्यावरण विज्ञान, और इंजिनियरिंग। घुलनशीलता संतुलन हमें यह निर्धारित करने में मदद करता है कि ये लवण जल प्रणाली में कैसे व्यवहार करते हैं और उनके घुलनशीलता उत्पाद की गणना कैसे करें।
मूल परिभाषाएँ और अवधारणाएँ
घुलनशीलता संतुलन पर चर्चा करने से पहले, चलिए कुछ मौलिक अवधारणाओं पर चर्चा करते हैं।
घुलनशीलता
घुलनशीलता एक विशिष्ट तापमान पर घुलनशीलता का अधिकतम मान होता है, जो संतृप्त घोल का परिणाम होता है। कम घुलनशील लवणों के लिए, यह मात्रा बहुत कम होती है, जिसे अक्सर मोल प्रति लीटर (mol/L) में व्यक्त किया जाता है।
संतृप्त घोल
एक संतृप्त घोल में उस तापमान पर डिसॉल्व होने वाली अधिकतम सांद्रता होती है। अधिक घुलनशील संघटन जोड़ने पर यह घुलनशील नहीं होती और ठोस के अतिरिक्त बनावट का परिणाम होता है।
घुलनशीलता उत्पाद स्थिरांक (K sp)
घुलनशीलता उत्पाद स्थिरांक, K sp, एक संतुलन स्थिरांक होता है जो कम घुलनशील लवणों के घुलनशीलता पर लागू होता है। यह दिखाता है कि यौगिक पानी में कितनी हद तक पृथक होता है।
K sp के लिए अभिव्यक्ति
एक सामान्य लवण AB को इसके आयनों में विभाजित करने के लिए:
AB(s) ⇋ A + (aq) + B - (aq)K sp अभिव्यक्ति इस प्रकार दी जाती है:
K sp = [A + ][B - ]घुलनशीलता संतुलन के दृश्य उदाहरण
चाँदी के क्लोराइड (AgCl) के घुलनशीलता संतुलन पर विचार करें:
AgCl(s) ⇋ Ag + (aq) + Cl - (aq)यहां, K sp = [Ag + ][Cl - ]
K sp से संबंधित सामान्य गणनाएँ
चलो देखें कि विभिन्न परिस्थितियों के लिए घुलनशीलता उत्पाद स्थिरांक की गणना कैसे की जाती है।
K sp से घुलनशीलता का निर्धारण
एक लवण AB के लिए जहां K sp = s^2 :
s = √(K sp )उदाहरण के लिए, यदि K sp AgCl के लिए दी गई है, तो AgCl ⇋ Ag + (aq) + Cl - (aq) पर विचार करें :
K sp = s^2आयनों की सांद्रता की गणना
यदि घुलनशीलता s दी गई है तो:
[A + ] = [B - ] = sचित्रात्मक उदाहरण
कैल्शियम सल्फेट (CaSO₄) पर विचार करें:
CaSO₄(s) ⇋ Ca 2+ (aq) + SO₄ 2- (aq)दी गई K sp = 2.4 × 10 -5, s के लिए हल करें:
s = √(2.4 × 10 -5 ) = 4.9 × 10 -3 mol/Lघुलनशीलता को प्रभावित करने वाले कारक
इन अवधारणाओं को व्यावहारिक परिस्थितियों में लागू करने के लिए यह आवश्यक है कि किन कारकों का असर होता है।
सामान्य-आयन प्रभाव
जब एक सामान्य आयन पहले से ही एक घोल में उपस्थित होता है, तो लवण की घुलनशीलता घट जाती है।
उदाहरण के लिए, अगर NaCl के साथ एक समाधान में, AgCl की घुलनशीलता कम हो जाती है क्योंकि Cl - आयन दोनों लवणों के लिए सामान्य है।
घोल का pH
घुलनशीलता को बढ़ाया या घटाया जा सकता है घोल के pH के आधार पर। कुछ मामलों में, एक अम्ल या क्षार का जोड़ संतुलन को प्रभावित करता है।
pH का उपयोग करके चित्रात्मक उदाहरण
लीड कार्बोनेट (PbCO₃) के लिए, अम्ल का जोड़ संतुलन को स्थानांतरित करता है:
PbCO₃(s) ⇋ Pb 2+ (aq) + CO₃ 2- (aq)अम्ल के H + के साथ CO₃ 2- प्रतिक्रिया करती है, जिससे घुलनशीलता बढ़ जाती है।
ले चैटलीर का सिद्धांत और घुलनशीलता
ले चैटलीर का सिद्धांत यह कहता है कि यदि कोई बाहरी स्थिति बदलती है, संतुलन के फलस्वरूप, प्रणाली इस परिवर्तन का प्रतिकार करने के लिए समायोजित करेगी।
घुलनशीलता पर आवेदन
जब किसी आयन की सांद्रता बढ़ती है, संतुलन स्थानांतरित होता है, जिससे अधिक ठोस बनता है, जो घुलनशीलता को घटाता है, और इसके विपरीत भी।
वास्तविक जीवन में आवेदन
कम घुलनशील लवणों का घुलनशीलता संतुलन कई व्यावहारिक अनुप्रयोग होते हैं।
जल उपचार
घुलनशीलता को समझने में अनचाहे आयनों को जल से हटाना मदद करता है उन्हें अघुलनशील लवणों के रूप में अवक्षेपित करके।
दवाओं में
कम घुलनशील यौगिकों का उपयोग ड्रग डिलीवरी को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, जहां घुलनशीलता रिलीज़ दर का निर्धारण करती है।
अभ्यास समस्याएँ
घुलनशीलता संतुलन से संबंधित गणनाओं का अभ्यास करना आपकी समझ को गहरा करेगा। यहां कुछ समस्याएँ हैं जिन्हें आप हल कर सकते हैं:
समस्या 1
K sp = 1.1 × 10 -10. BaSO₄ की घुलनशीलता मोल/L में गणना करें।
समस्या 2
यदि PbI₂ की घुलनशीलता 1.3 × 10 -3 मोल/L है, तो K sp खोजें।
समस्या 3
0.1 M NaCl समाधान की उपस्थिति में AgCl की नई घुलनशीलता खोजें।
निष्कर्ष
कम घुलनशील लवणों के घुलनशीलता संतुलन को समझना यह अनुमान लगाने के लिए आवश्यक है कि विभिन्न लवण विभिन्न परिस्थितियों में कैसे व्यवहार करेंगे। व्यावहारिक अनुप्रयोगों के साथ, घुलनशीलता को प्रभावित करने वाले कारकों की पहचान करना प्राकृतिक और औद्योगिक प्रक्रियाओं में रासायनिक प्रतिक्रियाओं की गहरी समझ प्रदान करता है।
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