મુખ્ય વિષયવસ્તુ

Course: રસાયણવિજ્ઞાન લાઈબ્રેરી > Unit 13

Lesson 2: ઍસિડ-બેઇઝ સંતુલન

નિર્બળ ઍસિડ-બેઇઝ સંતુલન

નિર્બળ ઍસિડ અને બેઇઝ આયનીકરણ પ્રક્રિયાઓ અને સંબંધિત સંતુલન અચળાંકો, Ka અને Kb. pH સાથે સંબંધિત Ka અને Kb, અને ટકાવારી વિયોજનની ગણતરી.

મુખ્ય બાબતો:

સંયુગ્મ બેઇઝ $A^{-}$ ‍ સાથે વ્યાપક મોનોપ્રોટીક નિર્બળ ઍસિડ $HA$ ‍ માટે, સંતુલન અચળાંક પાસે સ્વરૂપ:

$K_{a} = \frac{[H_{3} O^{+}] [A^{-}]}{[HA]}$ ‍

ઍસિડ વિયોજન અચળાંક $K_{a}$ ‍ નિર્બળ ઍસિડના વિયોજનની સીમાને દર્શાવે છે. $K_{a}$ ‍ ની કિંમત જેટલી મોટી, ઍસિડ તેટલું જ વધુ પ્રબળ, અને ઊલટું.
સંયુગ્મ ઍસિડ ${BH}^{+}$ ‍ સાથે વ્યાપક મોનોપ્રોટીક નિર્બળ બેઇઝ $B$ ‍ માટે, સંતુલન અચળાંક પાસે સ્વરૂપ:

$K_{b} = \frac{[{BH}^{+}] [{OH}^{-}]}{[B]}$ ‍

બેઇઝ વિયોજન અચળાંક (અથવા બેઇઝ આયનીકરણ અચળાંક) $K_{b}$ ‍ નિર્બળ બેઇઝના વિયોજનની સીમાને દર્શાવે છે. $K_{b}$ ‍ ની કિંમત જેટલી મોટી, બેઇઝ તેટલું જ વધુ પ્રબળ, અને ઊલટું.

પ્રબળ vs. નિર્બળ ઍસિડ અને બેઇઝ

પ્રબળ ઍસિડ અને પ્રબળ બેઇઝ એવી પ્રજાતિઓ દર્શાવે જેનું દ્રાવણમાં આયન બનાવવા માટે સંપૂર્ણ વિયોજન થાય છે. વિરોધાભાસ રીતે, નિર્બળ ઍસિડ અને બેઇઝનું આંશિક આયનીકરણ થાય છે, અને આયનીકરણ પ્રક્રિયા પ્રતિવર્તી હોય છે. આમ, નિર્બળ ઍસિડ અને બેઇઝ દ્રાવણો ગતિશીલ સંતુલનમાં ઘણા બધા વીજભારિત અને વીજભારિત ન હોય તેવા કણો ધરાવે.

આ આર્ટીકલમાં, આપણે ઍસિડ અને બેઇઝ વિયોજન પ્રક્રિયાઓ તેમજ તેમને સંબંધિત અચળાંકો:

K_{a}

, ઍસિડ વિયોજન અચળાંક, અને

K_{b}

, the બેઇઝ વિયોજન અચળાંક વિશે ચર્ચા કરીશું.

અભ્યાસ: ઍસિડ પ્રબળતા અને $pH$ ‍ ની સરખામણી કરતા

પ્રશ્ન 1: એકસમાન સાંદ્રતા આગળ નિર્બળ વિરુદ્ધ પ્રબળ ઍસિડ

આપણી પાસે બે જલીય દ્રાવણ છે: હાઈડ્રોફ્લોરિક ઍસિડ,

HF (a q)

, નું

2.0 M

દ્રાવણ, અને હાઈડ્રોબ્રોમિક ઍસિડ,

HBr (a q)

, નું

2.0 M

દ્રાવણ. કયા દ્રાવણ પાસે ઓછી

pH

છે?

જવાબ:

HBr (a q)

પાસે ઓછી

pH

છે

આપણે

pH

ની કિંમતોની સરખામણી કરવા દ્રાવણમાં

H^{+}

ના સાપેક્ષ જથ્થાની સરખામણી કરવા માંગીએ છીએ. બે ઍસિડ પાસે એકસમાન સાંદ્રતા છે, તેથી દ્રાવણમાં જે ઍસિડની વધુ વિયોજન થાય તેની

pH

ઓછી હશે.

HBr (a q)

પ્રબળ ઍસિડ છે જેનું દ્રાવણમાં સંપૂર્ણ વિયોજન થાય છે:

$HBr (a q) \to {Br}^{-} (a q) + H^{+} (a q)$ ‍

સરખામણીમાં,

HF (a q)

નિર્બળ ઍસિડ છે જેનું દ્રાવણમાં આંશિક વિયોજન જ થાય છે:

$HF (a q) ⇋ F^{-} (a q) + H^{+} (a q)$ ‍

HBr (a q)

એ

HF (a q)

ની સરખામણીમાં પ્રબળ ઍસિડ છે, તેથી તેની પાસે

[H^{+}]

વધારે અને

pH

ઓછી હશે.

પ્રશ્ન 2: વિવિધ સાંદ્રતા આગળ નિર્બળ વિરુદ્ધ પ્રબળ ઍસિડ

આ સમયે આપણી પાસે હાઈડ્રોફ્લોરિક ઍસિડ,

HF (a q)

, નું

2.0 M

દ્રાવણ, અને હાઈડ્રોબ્રોમિક ઍસિડ,

HBr (a q)

, નું

1.0 M

દ્રાવણ. કયા દ્રાવણ પાસે ઓછી

pH

છે?

ધારો કે આપણે હાઈડ્રોફ્લોરિક ઍસિડના વિયોજન માટે સંતુલન અચળાંક જાણતા નથી.

જવાબ: આપણને વધુ માહિતીની જરૂર છે!

આપણે

pH

ની કિંમતોની સરખામણી કરવા દ્રાવણમાં

H^{+}

(અથવા

H_{3} O^{+}

) ના સાપેક્ષ જથ્થાની સરખામણી કરવા માંગીએ છીએ. તેમછતાં, આ સમયે બંને ઍસિડ પાસે એકસમાન સાંદ્રતા નથી:

HBr (a q)

પ્રબળ ઍસિડ છે જેનું દ્રાવણમાં સંપૂર્ણ વિયોજન થાય છે, પણ આપણી પાસે નિર્બળ ઍસિડ

HF (a q)

ની સરખામણીમાં

HBr (a q)

ની સાંદ્રતા ઓછી છે.

આ પ્રશ્નનો જવાબ આપવા માટે, આપણે બંને દ્રાવણ માટે

[H^{+}]

ની ગણતરી કરવાની જરૂર છે.

HF (a q)

ના વિયોજન માટે સંતુલન અચળાંક જાણવાની જરૂર પડશે.

$HF (a q) ⇋ F^{-} (a q) + H^{+} (a q)$ ‍

K_{a} = \frac{[F^{-} (a q)] [H^{+} (a q)]}{[HF (a q)]}

આ પ્રશ્ન ઉકેલવા માટે વધુ શીખવા આ આર્ટીકલ વાંચતા રહો!

નિર્બળ ઍસિડ અને ઍસિડ વિયોજન અચળાંક, $K_{a}$ ‍

નિર્બળ ઍસિડ એવા ઍસિડ છે જેનું દ્રાવણમાં સંપૂર્ણ વિયોજન થતું નથી. બીજા શબ્દોમાં, નિર્બળ ઍસિડ કોઈ ઍસિડ છે જે પ્રબળ ઍસિડ નથી.

નિર્બળ ઍસિડની પ્રબળતા તેનું કેટલું વિયોજન થાય છે તેના પર આધાર રાખે છે: જેટલું વિયોજન વધુ, ઍસિડ એટલો જ વધુ પ્રબળ. નિર્બળ ઍસિડની સાપેક્ષ પ્રબળતાઓના માપન માટે, આપણે ઍસિડ વિયોજન અચળાંક

K_{a}

, ઍસિડ વિયોજન પ્રક્રિયા માટે સંતુલન અચળાંક જોઈ શકીએ.

વ્યાપક મોનોપ્રોટીક નિર્બળ ઍસિડ માટે

HA

, પાણીમાં વિયોજન પ્રક્રિયા નીચે મુજબ લખી શકાય:

મોનોપ્રોટીક ઍસિડ એક એવો ઍસિડ છે જે પ્રતિ ઍસિડના અણુએ એક એસિડિક પ્રોટોન ગુમાવી શકે, જેમ કે

HCl

કેટલાક ઍસિડ પ્રતિ ઍસિડના અણુએ એક કરતા વધુ પ્રોટીન ગુમાવી શકે. સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ,

H_{2} {SO}_{4}

, ડાયપ્રોટીક ઍસિડનું ઉદાહરણ છે, જે

H_{2} {SO}_{4}

ના પ્રતિ અણુએ બે સુધી પ્રોટોન ગુમાવી શકે. ટ્રાયપ્રોટીક ઍસિડ પાસે ત્રણ એસિડિક પ્રોટોન હોય છે, જેમ કે ફોસ્ફોરિક ઍસિડ

(H_{3} {PO}_{4})

HA (a q) + H_{2} O (l) ⇌ H_{3} O^{+} (a q) + A^{-} (a q)

આ પ્રક્રિયાને આધારે, આપણે સંતુલન અચળાંક

K_{a}

માટે પદાવલિ લખી શકીએ:

K_{a} = \frac{[H_{3} O^{+}] [A^{-}]}{[HA]}

અહીં સંતુલન અચળાંક લખવા માટે નિયમોનું ઝડપી પુનરાવર્તન છે:

નીપજોની સાંદ્રતાનો એકસાથે ગુણાકાર કરવામાં આવ્યો છે અને અંશમાં મૂકવામાં આવ્યો છે.
પ્રક્રિયકોની સાંદ્રતાનો એકસાથે ગુણાકાર કરવામાં આવ્યો છે અને છેદમાં મૂકવામાં આવ્યો છે.
બધી જ સાંદ્રતાઓના ઘાત તરીકે સંતુલિત સમીકરણ પરથી દરેક ઘટકની મોલર સહગુણકોને લઈએ. (તેથી, સંતુલન પદાવલિ લખતા પહેલા, આપણી પાસે સંતુલિત સમીકરણ હોવું જોઈએ!)
જલીય અને વાયુ અવસ્થામાંના જ ઘટકોનો સમાવેશ સંતુલન પદાવલિમાં કરવામાં આવે છે. શુદ્ધ ઘન અને પ્રવાહીની અવગણના કરીએ.

વધુ માહિતી માટે, સંતુલનમાં પ્રક્રિયા પર સલનો વિડીયો અને સંતુલન અચળાંક પરનું આર્ટીકલ ચકાસો.

સંતુલન પદાવલિ નીપજ અને પ્રક્રિયકનો ગુણોત્તર છે.

HA

જેટલો વધુ

H^{+}

અને સંયુગ્મ બેઇઝ

A^{-}

માં વિયોજિત થાય, ઍસિડ વધુ પ્રબળ બને, અને

K_{a}

ની કિંમત મોટી બને.

pH

એ

[H_{3} O^{+}]

સાથે સંબંધિત છે, તેથી દ્રાવણની

pH

એ

K_{a}

અને ઍસિડની સાંદ્રતાનું વિધેય થશે: ઍસિડની સાંદ્રતા અને/અથવા

K_{a}

જેમ વધે તેમ

pH

ઘટે.

સામાન્ય નિર્બળ ઍસિડ

કાર્બોક્સિલ ઍસિડ કાર્બનિક નિર્બળ ઍસિડમાં સામાન્ય ક્રિયાશીલ સમૂહ છે, અને તેનું સૂત્ર

- COOH

. મેલિક ઍસિડ

(C_{4} H_{6} O_{5})

, કાર્બનિક ઍસિડ છે જે બે કાર્બોક્સિલ ઍસિડ સમૂહ ધરાવે છે, જે સફરજન અને બીજા ફળોના ખાટા સ્વાદ માટે જવાબદાર છે. અણુમાં ત્યાં બે કાર્બોક્સિલ ઍસિડ સમૂહ છે, તેથી મેલિક ઍસિડ બે સુધીના પ્રોટોનનું દાન કરી શકે.

નિર્બળ ઍસિડ અને તેમની

K_{a}

કિંમતોના વધુ કેટલાક ઉદાહરણ નીચેના ટેબલમાં આપ્યા છે.

નામ	સૂત્ર	$K_{a} (25^{\circ} C)$ ‍
એમોનિયમ	${NH}_{4}^{+}$ ‍	$5.6 \times 10^{- 10}$ ‍
ક્લોરસ ઍસિડ	${HClO}_{2}$ ‍	$1.2 \times 10^{- 2}$ ‍
હાઈડ્રોફ્લોરિક ઍસિડ	$HF$ ‍	$7.2 \times 10^{- 4}$ ‍
એસિટિક ઍસિડ	${CH}_{3} COOH$ ‍	$1.8 \times 10^{- 5}$ ‍

ખ્યાલ ચકાસણી: ઉપરના ટેબલને આધારે, પ્રબળ ઍસિડ કયું છે $-$ ‍એસિટિક ઍસિડ અથવા હાઈડ્રોફ્લોરિક ઍસિડ?

HF

માટે

K_{a}

ની કિંમત

{CH}_{3} COOH

માટે ની

K_{a}

કિંમત કરતા વધારે છે

(7.2 \times 10^{- 4} > 1.8 \times 10^{- 5})

. વધુ

K_{a}

ની કિંમતનો અર્થ થાય કે હાઈડ્રોફ્લોરિક ઍસિડ એસિટિક ઍસિડ કરતા દ્રાવણમાં વધુ વિયોજિત થશે. તેથી, હાઈડ્રોફ્લોરિક ઍસિડ એસિટિક ઍસિડ કરતા વધુ પ્રબળ છે.

ઉદાહરણ 1: નિર્બળ ઍસિડના % વિયોજનની ગણતરી કરવી

ટકાવારી વિયોજનની ગણતરી કરવા માટેની એક રીત દ્રાવણમાં નિર્બળ ઍસિડનું વિયોજન કઈ રીતે થયું છે તેનું માપન કરવાની છે. નિર્બળ ઍસિડ

HA

માટે ટકાવારી વિયોજનની ગણતરી નીચે મુજબ કરી શકાય:

% વિયોજન = \frac{[A^{-} (a q)]}{[HA (a q)]} \times 100 %

નાઈટ્રસ ઍસિડ $({HNO}_{2})$ ‍ પાસે $25^{\circ} C$ ‍ આગળ $K_{a}$ ‍ નું મૂલ્ય $4.0 \times 10^{- 4}$ ‍ છે, $0.400 M$ ‍ દ્રાવણમાં નાઈટ્રસ ઍસિડનું ટકાવારી વિયોજન શું છે?

ચાલો એક પછી એક સ્ટેપમાં આ ઉદાહરણ જોઈએ!

સ્ટેપ 1: સંતુલિત ઍસિડ વિયોજન પ્રક્રિયા લખવી

સૌપ્રથમ, પાણીમાં

{HNO}_{2}

ની સંતુલિત વિયોજન પ્રક્રિયા લખીએ. નાઈટ્રસ ઍસિડ પાણીને એક પ્રોટોનનું દાન કરીને

{NO}_{2}^{-} (a q)

બનાવી શકે:

{HNO}_{2} (a q) + H_{2} O (l) ⇌ H_{3} O^{+} (a q) + {NO}_{2}^{-} (a q)

સ્ટેપ 2: $K_{a}$ ‍ માટે પદાવલિ લખવી

સ્ટેપ 1 ના સમીકરણ પરથી, આપણે નાઈટ્રસ ઍસિડ માટે

K_{a}

પદાવલિ લખી શકીએ:

K_{a} = \frac{[H_{3} O^{+}] [{NO}_{2}^{-}]}{[{HNO}_{2}]} = 4.0 \times 10^{- 4}

સ્ટેપ 3: સંતુલન આગળ $[H^{+}]$ ‍ અને $[{NO}_{2}^{-}]$ ‍ શોધવી

હવે, આપણે

K_{a}

પદાવલિમાં સંતુલન સાંદ્રતાઓ માટેની બીજગાણિતીય પદાવલિ નક્કી કરવા માટે

ICE

ટેબલનો ઉપયોગ કરી શકીએ:

	${HNO}_{2} (a q)$ ‍	$H_{3} O^{+}$ ‍	${NO}_{2}^{-}$ ‍
Initial	$0.400 M$ ‍	$0$ ‍	$0$ ‍
Change	$- x$ ‍	$+ x$ ‍	$+ x$ ‍
Equilibrium	$0.400 M - x$ ‍	$x$ ‍	$x$ ‍

K_{a}

પદાવલિમાં સંતુલન સાંદ્રતાઓની કિંમત મૂકતા, આપણને મળે:

K_{a} = \frac{(x) (x)}{(0.400 M - x)} = 4.0 \times 10^{- 4}

પદાવલીને સાદુંરૂપ આપતા, આપણને નીચેનું મળે:

\frac{x^{2}}{0.400 M - x} = 4.0 \times 10^{- 4}

આ દ્વિઘાત સમીકરણ છે જેને દ્વિઘાત સૂત્ર અથવા અનુમાનની રીતનો ઉપયોગ કરીને

x

માટે ઉકેલી શકાય.

દ્વિઘાત સૂત્ર વિશે વધુ શીખવા માટે, સલના વિડીયો દ્વિઘાત સૂત્રનો પરિચય અને દ્વિઘાત સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને જુઓ.

અનુમાનની રીતનો ઉપયોગ કરીને વધુ શીખવા વિશે, Kc ની નાની કિંમતો માટે નાના x ના અનુમાપન પરનો વિડીયો જુઓ.

કોઈ પણ રીતે આપણને

x = 0.0126 M

આપે. તેથી,

[{NO}_{2}^{-}] = [H_{3} O^{+}] = 0.0126 M

સ્ટેપ 4: ટકાવારી વિયોજન શોધવું

ટકાવારી વિયોજનની ગણતરી કરવા માટે, આપણે સ્ટેપ 3 માં શોધેલી સંતુલન સાંદ્રતાઓનો ઉપયોગ કરી શકીએ:

\begin{aligned} % વિયોજન & = \frac{[{NO}_{2}^{-}]}{[{HNO}_{2}]} \\ = \frac{0.0126 M}{0.400 M} \times 100 % \\ = 3.2 % \end{aligned}

તેથી, દ્રાવણમાં ${HNO}_{2}$ ‍ ના $3.2 %$ ‍ $H^{+}$ ‍ અને ${NO}_{2}^{-}$ ‍ આયનમાં વિયોજિત થાય છે.

નિર્બળ બેઇઝ અને $K_{b}$ ‍

હવે બેઇઝ વિયોજન અચળાંક (જેને બેઇઝ આયનીકરણ અચળાંક પણ કહેવામાં આવે છે)

K_{b}

નું અવલોકન કરીએ. આપણે પાણીમાં વ્યાપક નિર્બળ બેઇઝ

B

માટે આયનીકરણ પ્રક્રિયા લખીને શરૂઆત કરી શકીએ. આ પ્રક્રિયામાં, બેઇઝ પાણી પાસેથી પ્રોટોન સ્વીકારીને હાઈડ્રોક્સાઇડ અને સંયુગ્મ ઍસિડ,

{BH}^{+}

બનાવે છે:

B (a q) + H_{2} O (l) ⇌ {BH}^{+} (a q) + {OH}^{-} (a q)

સારો સવાલ! કદાચ યોગ્ય નામ બેઇઝ આયનીકરણ અચળાંક થશે. પણ કોઈ પણ કારણથી (

K_{a}

નામ સાથે કદાચ સુસંગત),

K_{b}

ને પણ મોટા ભાગની રાસયાનવિજ્ઞાનના પુસ્તકોમાં બેઇઝ વિયોજન અચળાંક કહે છે, તેથી આપણે તે જ પરંપરાને અહીં વળગી રહીશું.

આપણે નીચે મુજબ સંતુલન અચળાંક

K_{b}

માટે પદાવલિ લખી શકીએ:

K_{b} = \frac{[{BH}^{+}] [{OH}^{-}]}{[B]}

આ ગુણોત્તર પરથી, આપણે જોઈ શકીએ કે

{BH}^{+}

બનાવવા માટે જેટલા વધુ બેઈઝનું આયનીકરણ થાય, તેટલો જ બેઇઝ વધુ પ્રબળ, અને

K_{b}

ની કિંમત. વધુ જેમ કે, દ્રાવણની

pH

K_{b}

ની કિંમત અને બેઇઝની સાંદ્રતા બંનેનું વિધેય છે.

ઉદાહરણ 2: નિર્બળ બેઇઝ દ્રાવણના $pH$ ‍ ની ગણતરી કરવી

એમોનિયા,

{NH}_{3}

ના

1.50 M

દ્રાવણની

pH

શું છે?

(K_{b} = 1.8 \times 10^{- 5})

આ ઉદાહરણ એક વધારાના સ્ટેપ સાથે સંતુલનનો પ્રશ્ન છે:

[{OH}^{-}]

પરથી

pH

શોધવું. એક પછી એક સ્ટેપ વડે ગણતરી કરીએ.

સ્ટેપ 1: સંતુલિત આયનીકરણ પ્રક્રિયા લખવી

સૌપ્રથમ, એમોનિયા માટે બેઇઝ આયનીકરણ પ્રક્રિયા લખીએ. એમોનિયા એમોનિયમ,

{NH}_{4}^{+}

બનાવવા માટે પાણી પાસેથી પ્રોટોન સ્વીકારશે:

{NH}_{3} (a q) + H_{2} O (l) ⇌ {NH}_{4}^{+} (a q) + {OH}^{-} (a q)

સ્ટેપ 2: $K_{b}$ ‍ માટે પદાવલિ લખવી

આ સંતુલિત સમીકરણ પરથી, આપણે

K_{b}

માટે પદાવલિ લખી શકીએ:

K_{b} = \frac{[{NH}_{4}^{+}] [{OH}^{-}]}{[{NH}_{3}]} = 1.8 \times 10^{- 5}

સ્ટેપ 3: સંતુલન આગળ $[{NH}_{4}^{+}]$ ‍ અને $[{OH}^{-}]$ ‍ શોધવી

સંતુલન સાંદ્રતાઓ નક્કી કરવા માટે, આપણે

ICE

ટેબલનો ઉપયોગ કરીએ:

	${NH}_{3} (a q)$ ‍	${NH}_{4}^{+}$ ‍	${OH}^{-}$ ‍
Initial	$1.50 M$ ‍	$0$ ‍	$0$ ‍
Change	$- x$ ‍	$+ x$ ‍	$+ x$ ‍
Equilibrium	$1.50 M - x$ ‍	$x$ ‍	$x$ ‍

K_{b}

પદાવલિમાં સંતુલન કિંમતો મૂકતા, આપણને નીચેનું મળે:

K_{b} = \frac{(x) (x)}{1.50 M - x} = 1.8 \times 10^{- 5}

સાદુંરૂપ આપતા, આપણી પાસે:

\frac{x^{2}}{1.50 M - x} = 1.8 \times 10^{- 5}

આ દ્વિઘાત સમીકરણ છે જેને દ્વિઘાત સૂત્ર અથવા અનુમાનની રીતનો ઉપયોગ કરીને ઉકેલી શકાય. કોઈ પણ રીત ઉકેલ આપશે

x = [{OH}^{-}] = 5.2 \times 10^{- 3} M

સ્ટેપ 4: $[{OH}^{-}]$ ‍ પરથી $pH$ ‍ શોધવું

હવે આપણે હાઈડ્રોક્સાઇડની સાંદ્રતા જાણીએ છીએ, આપણે

pOH

ગણી શકીએ:

\begin{aligned} pOH & = - \log [{OH}^{-}] \\ = - \log (5.2 \times 10^{- 3}) \\ = 2.28 \end{aligned}

યાદ રાખો કે

25^{\circ} C

આગળ,

pH + pOH = 14

. આ સમીકરણને ફરીથી ગોઠવતા, આપણી પાસે:

pH = 14 - pOH

pOH

માટેની કિંમત મૂકતા, આપણને મળે:

pH = 14.00 - (2.28) = 11.72

તેથી, દ્રાવણની $pH$ ‍ 11.72 છે.

સામાન્ય નિર્બળ બેઇઝ

પાયરીડીન (ડાબે) નાઇટ્રોજન-ધરાવતું ચક્રીય સંયોજન છે. એમાઈન (જમણે) એ હાઇડ્રોજન અથવા કાર્બન જોડે ત્રણ એકબંધ સાથેનું તટસ્થ નાઇટ્રોજન પરમાણુ ધરાવતું કાર્બનિક સંયોજન છે. બંને અણુઓ નિર્બળ બેઇઝ તરીકે વર્તે છે.

સાબુથી ઘરગથ્થુ ક્લીનર સુધી, નિર્બળ બેઇઝ આપણી આસપાસ બધે જ છે! એમાઈન, બીજા પરમાણુ (કાર્બન અથવા હાઇડ્રોજન) જોડે ત્રણ બંધ સાથેનો તટસ્થ પરમાણુ, કાર્બનિક નિર્બળ બેઈઝમાં સામાન્ય ક્રિયાશીલ સમૂહ છે.

એમાઈન બેઇઝ તરીકે વર્તે છે કારણકે નાઈટ્રોજનના અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ

H^{+}

સ્વીકારે છે. એમોનિયા,

{NH}_{3}

એ એમાઈન બેઈઝનું ઉદાહરણ છે. પાયરીડીન,

C_{5} H_{5} N

, નાઇટ્રોજન-ધરાવતા બેઈઝનું બીજું ઉદાહરણ છે.

સારાંશ

સંયુગ્મ બેઇઝ $A^{-}$ ‍ સાથે વ્યાપક મોનોપ્રોટીક નિર્બળ ઍસિડ $HA$ ‍ માટે, સંતુલન અચળાંક પાસે સ્વરૂપ:

$K_{a} = \frac{[H_{3} O^{+}] [A^{-}]}{[HA]}$ ‍

ઍસિડ વિયોજન અચળાંક $K_{a}$ ‍ નિર્બળ ઍસિડના વિયોજનની સીમાને દર્શાવે છે. $K_{a}$ ‍ ની કિંમત જેટલી મોટી, ઍસિડ તેટલું જ વધુ પ્રબળ, અને ઊલટું.
સંયુગ્મ ઍસિડ ${BH}^{+}$ ‍ સાથે વ્યાપક મોનોપ્રોટીક નિર્બળ બેઇઝ $B$ ‍ માટે, સંતુલન અચળાંક પાસે સ્વરૂપ:

$K_{b} = \frac{[{BH}^{+}] [{OH}^{-}]}{[B]}$ ‍

બેઇઝ વિયોજન અચળાંક (અથવા બેઇઝ આયનીકરણ અચળાંક) $K_{b}$ ‍ નિર્બળ બેઇઝના આયનીકરણની સીમાને દર્શાવે છે. $K_{b}$ ‍ ની કિંમત જેટલી મોટી, બેઇઝ તેટલું જ વધુ પ્રબળ, અને ઊલટું.

પ્રયત્ન કરો!

પ્રશ્ન 1: $pH$ ‍ પરથી $K_{b}$ ‍ શોધવું

પાયરીડીન,

C_{5} H_{5} N

, ના

1.50 M

દ્રાવણ પાસે

25^{\circ} C

આગળ

9.70

ની

pH

છે. પાયરીડીનનું

K_{b}

શું છે?

પાયરીડીન માટે પ્રથમ બેઇઝ આયનીકરણ પ્રક્રિયા લખીએ:

C_{5} H_{5} N (a q) + H_{2} O (l) ⇌ C_{5} H_{5} {NH}^{+} (a q) + {OH}^{-} (a q)

અનુરૂપ

K_{b}

પદાવલિ:

K_{b} = \frac{[C_{5} H_{5} {NH}^{+}] [{OH}^{-}]}{[C_{5} H_{5} N]}

K_{b}

ની ગણતરી કરવા, સંતુલન પદાવલિમાં બંનેની સાંદ્રતા નક્કી કરવાની આપણને જરૂર છે.

આપણે સંતુલન આગળની સાંદ્રતાઓ નક્કી કરવા માટે આયનીકરણ પ્રક્રિયા માટે

ICE

ટેબલ બનાવીએ:

	$C_{5} H_{5} N (a q)$ ‍	$C_{5} H_{5} {NH}^{+}$ ‍	${OH}^{-} (a q)$ ‍
Initial (પ્રારંભિક)	$1.50 M$ ‍	$0 M$ ‍	$0 M$ ‍
Change (ફેરફાર)	$- x$ ‍	$+ x$ ‍	$+ x$ ‍
Equilibrium (સંતુલન)	$1.50 M - x$ ‍	$x$ ‍	$x$ ‍

K_{b}

સમીકરણમાં દરેકની સંતુલન સાંદ્રતા માટે પદાવલિઓ મૂકતા, આપણી પાસે:

K_{b} = \frac{(x) (x)}{(1.50 M - x)} = \frac{x^{2}}{1.50 M - x}

આપણે

[{OH}^{-}]

માટે ઉકેલવા

pH

નો ઉપયોગ કરીએ, જે આપણને

x

આપશે. આપણે દ્રાવણની

pOH

ની ગણતરી કરવા આપણે પ્રથમ

pH

નો ઉપયોગ કરી શકીએ:

pOH = 14 - 9.70 = 4.30

આપણે

[{OH}^{-}]

માટે ઉકેલવા

pOH

નો ઉપયોગ કરીએ, જે આપણને

x

આપશે.

\begin{aligned} [{OH}^{-}] & = 10^{- pOH} \\ = 10^{- 4.30} \\ = 5.05 \times 10^{- 5} M \end{aligned}

તેથી,

x = 5.05 \times 10^{- 5} M

અંતે, આપણે

K_{b}

માટે ઉકેલવા

K_{b}

પદાવલિમાં

x

માટેની કિંમત મૂકી શકીએ:

\begin{aligned} K_{b} & = \frac{x^{2}}{1.50 - x} \\ = \frac{(5.05 \times 10^{- 5})^{2}}{(1.50 - 5.05 \times 10^{- 5})} \\ = 1.7 \times 10^{- 9} \end{aligned}

તેથી, પાયરીડીનનો $K_{b}$ ‍ $1.7 \times 10^{- 9}$ ‍ છે.

વાર્તાલાપમાં જોડાવા માંગો છો?

લોગ ઇન

વડે ગોઠવવું:

No posts yet.

શું તમે અંગ્રેજી સમજો છો? ખાનએકેડેમીની અંગ્રેજીની સાઇટ પર વધુ ચર્ચા થતી જોવા માટે અહીં ક્લિક કરો.

Course: રસાયણવિજ્ઞાન લાઈબ્રેરી > Unit 13

નિર્બળ ઍસિડ-બેઇઝ સંતુલન

મુખ્ય બાબતો:

પ્રબળ vs. નિર્બળ ઍસિડ અને બેઇઝ

અભ્યાસ: ઍસિડ પ્રબળતા અને $pH$ ‍ ની સરખામણી કરતા

પ્રશ્ન 1: એકસમાન સાંદ્રતા આગળ નિર્બળ વિરુદ્ધ પ્રબળ ઍસિડ

પ્રશ્ન 2: વિવિધ સાંદ્રતા આગળ નિર્બળ વિરુદ્ધ પ્રબળ ઍસિડ

નિર્બળ ઍસિડ અને ઍસિડ વિયોજન અચળાંક, $K_{a}$ ‍

સામાન્ય નિર્બળ ઍસિડ

ઉદાહરણ 1: નિર્બળ ઍસિડના % વિયોજનની ગણતરી કરવી

સ્ટેપ 1: સંતુલિત ઍસિડ વિયોજન પ્રક્રિયા લખવી

સ્ટેપ 2: $K_{a}$ ‍ માટે પદાવલિ લખવી

સ્ટેપ 3: સંતુલન આગળ $[H^{+}]$ ‍ અને $[{NO}_{2}^{-}]$ ‍ શોધવી

સ્ટેપ 4: ટકાવારી વિયોજન શોધવું

નિર્બળ બેઇઝ અને $K_{b}$ ‍

ઉદાહરણ 2: નિર્બળ બેઇઝ દ્રાવણના $pH$ ‍ ની ગણતરી કરવી

સ્ટેપ 1: સંતુલિત આયનીકરણ પ્રક્રિયા લખવી

સ્ટેપ 2: $K_{b}$ ‍ માટે પદાવલિ લખવી

સ્ટેપ 3: સંતુલન આગળ $[{NH}_{4}^{+}]$ ‍ અને $[{OH}^{-}]$ ‍ શોધવી

સ્ટેપ 4: $[{OH}^{-}]$ ‍ પરથી $pH$ ‍ શોધવું

સામાન્ય નિર્બળ બેઇઝ

સારાંશ

એટ્રીબ્યુશન

વધારાના રેફરન્સ

પ્રયત્ન કરો!

પ્રશ્ન 1: $pH$ ‍ પરથી $K_{b}$ ‍ શોધવું

વાર્તાલાપમાં જોડાવા માંગો છો?

રસાયણવિજ્ઞાન લાઈબ્રેરી

Course: રસાયણવિજ્ઞાન લાઈબ્રેરી > Unit 13

મુખ્ય બાબતો:

પ્રબળ vs. નિર્બળ ઍસિડ અને બેઇઝ

અભ્યાસ: ઍસિડ પ્રબળતા અને pH‍ ની સરખામણી કરતા

પ્રશ્ન 1: એકસમાન સાંદ્રતા આગળ નિર્બળ વિરુદ્ધ પ્રબળ ઍસિડ

પ્રશ્ન 2: વિવિધ સાંદ્રતા આગળ નિર્બળ વિરુદ્ધ પ્રબળ ઍસિડ

નિર્બળ ઍસિડ અને ઍસિડ વિયોજન અચળાંક, Ka‍

સામાન્ય નિર્બળ ઍસિડ

ઉદાહરણ 1: નિર્બળ ઍસિડના % વિયોજનની ગણતરી કરવી

સ્ટેપ 1: સંતુલિત ઍસિડ વિયોજન પ્રક્રિયા લખવી

સ્ટેપ 2: Ka‍ માટે પદાવલિ લખવી

સ્ટેપ 3: સંતુલન આગળ [H+]‍ અને [NO2−]‍ શોધવી

સ્ટેપ 4: ટકાવારી વિયોજન શોધવું

નિર્બળ બેઇઝ અને Kb‍

ઉદાહરણ 2: નિર્બળ બેઇઝ દ્રાવણના pH‍ ની ગણતરી કરવી

સ્ટેપ 1: સંતુલિત આયનીકરણ પ્રક્રિયા લખવી

સ્ટેપ 2: Kb‍ માટે પદાવલિ લખવી

સ્ટેપ 3: સંતુલન આગળ [NH4+]‍ અને [OH−]‍ શોધવી

સ્ટેપ 4: [OH−]‍ પરથી pH‍ શોધવું

સામાન્ય નિર્બળ બેઇઝ

સારાંશ

પ્રયત્ન કરો!

પ્રશ્ન 1: pH‍ પરથી Kb‍ શોધવું

વાર્તાલાપમાં જોડાવા માંગો છો?

અભ્યાસ: ઍસિડ પ્રબળતા અને $pH$ ‍ ની સરખામણી કરતા

નિર્બળ ઍસિડ અને ઍસિડ વિયોજન અચળાંક, $K_{a}$ ‍

સ્ટેપ 2: $K_{a}$ ‍ માટે પદાવલિ લખવી

સ્ટેપ 3: સંતુલન આગળ $[H^{+}]$ ‍ અને $[{NO}_{2}^{-}]$ ‍ શોધવી

નિર્બળ બેઇઝ અને $K_{b}$ ‍

ઉદાહરણ 2: નિર્બળ બેઇઝ દ્રાવણના $pH$ ‍ ની ગણતરી કરવી

સ્ટેપ 2: $K_{b}$ ‍ માટે પદાવલિ લખવી

સ્ટેપ 3: સંતુલન આગળ $[{NH}_{4}^{+}]$ ‍ અને $[{OH}^{-}]$ ‍ શોધવી

સ્ટેપ 4: $[{OH}^{-}]$ ‍ પરથી $pH$ ‍ શોધવું

પ્રશ્ન 1: $pH$ ‍ પરથી $K_{b}$ ‍ શોધવું