મુખ્ય વિષયવસ્તુ

Course: રસાયણવિજ્ઞાન લાઈબ્રેરી > Unit 11

Lesson 3: મિશ્રણ અને દ્રાવણ

મોલારિટી

દ્રાવણ, દ્રાવ્ય, અને દ્રાવકની વ્યાખ્યાઓ. દ્રાવ્યની સાંદ્રતા અને મોલારિટી સંબંધિત ગણતરીઓ કરવા માટે મોલારિટીનો ઉપયોગ કઈ રીતે કરી શકાય.

મુખ્ય બાબતો

એકસમાન સંરચનાઓ સાથેના મિશ્રણને સમાંગ મિશ્રણ અથવા દ્રાવણ કહેવામાં આવે છે.
અસમાન સંરચનાઓ સાથેના મિશ્રણને વિષમાંગ મિશ્રણ કહેવામાં આવે છે.
મિશ્રણમાં રસાયણ જે ખુબ મોટા જથ્થામાં હાજર હોય તેને દ્રાવક કહેવામાં આવે છે, અને બીજા ઘટકોને દ્રાવ્ય કહેવાય છે.
મોલારિટી અથવા મોલર સાંદ્રતા દ્રાવ્યના મોલની સંખ્યા પ્રતિ દ્રાવણના લીટર છે, જેની ગણતરી નીચેના સમીકરણ વડે કરી શકાય:

$મોલારિટી = \frac{દ્રાવ્યના મોલ}{દ્રાવણના L}$ ‍

મોલર સાંદ્રતાનો ઉપયોગ દળ અથવા દ્રાવ્યના મોલ અને દ્રાવણના કદ વચ્ચે રૂપાંતરણ કરવા માટે થાય છે.

પરિચય: મિશ્રણ અને દ્રાવણ

વાસ્તવિક જીવનમાં, આપણે ઘણા પદાર્થો સાથે કામ કરીએ છીએ જે જુદા જુદા તત્વો અને સંયોજનોનું મિશ્રણ છે. મિશ્રણનું એક ઉદાહરણ માનવ શરીર છે. શું તમે જાણો છો કે માનવ શરીર લગભગ દળ વડે

57 %

પાણી છે? આપણે મૂળભૂત રીતે જૈવિક અણુઓ, વાયુઓ, અને પાણીમાં ઓગળેલા અકાર્બનિક આયનોના બનેલા છીએ. મને તમારા વિશે નથી ખબર, પણ હું તેને ખુબ જ અદ્દભુત માનું છું!

દરિયાકિનારે વ્યક્તિઓના શરીરની બાજુમાં, દરિયાકિનારાની રેતી અને દરિયાનું પાણી બંને પણ મિશ્રણ છે! Photo of Bondi Beach by penreyes on flickr, CC BY 2.0

જો પદાર્થોને એકસાથે એવી રીતે મિશ્ર કરેલા હોય કે જેથી આખા નમૂનામાં સંરચના સમાન રહે, તો તે સમાંગ મિશ્રણ છે. વિરોધાભાસ રીતે, જો આખા નમૂનામાં સંરચના સમાન ન હોય તો તેને વિષમાંગ કહેવાય છે.

સમાંગ મિશ્રણને દ્રાવણ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, અને દ્રાવણ ઘટકો ધરાવી શકે જે ઘન, પ્રવાહી, અને/અથવા વાયુ હોય. આપણે ઘણીવાર દ્રાવણમાં રહેલા ઘટકોના જથ્થાનું માપન કરવા માંગીએ, જેને તે પદાર્થની સાંદ્રતા કહેવાય છે. આ આર્ટીકલમાં, આપણે દ્રાવણને માત્રાત્મક કઈ રીતે દર્શાવી શકાય એ જોઈશું, અને તત્વયોગમિતીય ગણતરીઓ કરતી વખતે તે માહિતીનો ઉપયોગ કઈ રીતે કરી શકાય એની ચર્ચા કરીશું.

મોલર સાંદ્રતા

ના!

મોલર સાંદ્રતા મોલારિટીને સમાન જ છે, પણ મોલારિટી અને મોલાલિટી એકસમાન બાબત નથી! દ્રાવણમાં દ્રાવ્યના જથ્થાનું માપન કરવાની ત્યાં જુદી જુદી રીત છે, અને મોલારિટીમાં દ્રાવણની સાંદ્રતાને મોલાલિટીમાં તેની સાંદ્રતા સાથે બદલી શકાય નહિ. આ આર્ટીકલમાં આપણે ફક્ત મોલારિટીની જ ચર્ચા કરીશું.

બે વ્યાખ્યાઓ વચ્ચેના તફાવત પર વધુ માટે, મોલારિટી વિરુદ્ધ. મોલાલિટી પરનો વિડીયો જુઓ.

દ્રાવણનો ઘટક જે ખુબ મોટા જથ્થામાં હાજર હોય તેને દ્રાવક કહેવામાં આવે છે. દ્રાવક સાથે મિશ્ર થયેલું કોઈ પણ રસાયણ દ્રાવ્ય કહેવાય છે, અને દ્રાવ્ય વાયુ, પ્રવાહી, અથવા ઘન હોઈ શકે. પૃથ્વીનું વાતાવરણ

78 %

નાઇટ્રોજન વાયુ,

21 %

ઓક્સિજન વાયુ, તેમજ

1 %

આર્ગોન, કાર્બન ડાયોક્સાઈડ, અને બીજા વાયુઓનું મિશ્રણ છે. આપણે વાતાવરણને દ્રાવણ તરીકે વિચારી શકીએ જ્યાં નાઇટ્રોજન વાયુ દ્રાવક છે, અને ઓક્સિજન, આર્ગોન, તેમજ કાર્બન ડાયોક્સાઈડ દ્રાવ્ય છે.

મોલારિટી અથવા દ્રાવ્યની મોલર સાંદ્રતાને દ્રાવ્યના મોલની સંખ્યા પ્રતિ દ્રાવણના લીટર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે (પ્રતિ દ્રાવકના લીટર નહિ!):

$મોલારિટી = \frac{દ્રાવ્યના મોલ}{દ્રાવણના L}$ ‍

તમે કદાચ વિચારતા હશો કે આનું કારણ છે કે, આપણે દ્રાવ્યના કદને ગણતરીમાં લેતા નથી. પણ હકીકતમાં, જો આપણે દ્રાવ્યના કદને દ્રાવકના કદમાં ઉમેરીએ, તો આપણને કુલ કદ મળે જે દ્રાવણના કદ કરતા જુદું હોય.

આનું કારણ છે કે મિશ્રણનું કદ મિશ્રણમાં અણુઓ વચ્ચેના આંતરઆણ્વીય બળ પર આધાર રાખે છે. આ ખાસ કરીને પ્રવાહી દ્રાવણ માટે સાચું છે, જ્યાં અણુઓ એકબીજાની નજીક હોય છે અને આમ તેમની પાસે વાયુના દ્રાવણ કરતા પ્રબળ આંતરક્રિયાઓ હોય છે. દ્રાવક અણુઓ વચ્ચે આંતરઆણ્વીય બળ દ્રાવક અને દ્રાવ્ય અણુઓ વચ્ચેના આંતરઆણ્વીય બળ કરતા જુદું હોય છે. આ આંતરક્રિયાઓની પ્રકૃતિને આધારે, દ્રાવણનું કદ દ્રાવકના કદ વત્તા દ્રાવ્યના કદ કરતા વધારે કે ઓછું હોઇ શકે!

થોડું વિચિત્ર, પણ આ જ તમારા માટે રસાયણવિજ્ઞાન છે.

મોલારિટી પાસે એકમ

\frac{મોલ}{લીટર}

છે, જેને મોલર અથવા

M

("મોલર" બોલાય) તરીકે કહી શકાય. કેટલીક વાર દ્રાવ્યની મોલર સાંદ્રતાને દ્રાવ્યના રાસાયણિક સૂત્રની આસપાસ કૌંસ મૂકીને લખી શકાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, દ્રાવણમાં ક્લોરાઈડ આયનની સાંદ્રતાને

[{Cl}^{-}]

તરીકે લખી શકાય. મોલર સાંદ્રતાનો ઉપયોગ કરીને આપણે દ્રાવણનું કદ અને દ્રાવ્યના મોલ (અથવા દળ) વચ્ચે રૂપાંતરણ કરી શકીએ.

ખ્યાલ ચકાસણી: બ્રોન્ઝ મિશ્રધાતુ છે જેને $12 %$ ‍ ટિન સાથે મિશ્ર થયેલા ~ $88 %$ ‍ કોપરના ઘન દ્રાવણ તરીકે વિચારી શકાય. બ્રોન્ઝમાં દ્રાવ્ય અને દ્રાવક કયા છે??

ઉદાહરણ 1: દ્રાવ્યની મોલર સાંદ્રતાની ગણતરી કરવી

પાણીમાં સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ,

H_{2} {SO}_{4}

, ના

2.355 g

ઓગાળીને બનેલા દ્રાવણ વિશે વિચારીએ. દ્રાવણનું કુલ કદ

50.0 mL

છે. સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ,

[H_{2} {SO}_{4}]

ની મોલર સાંદ્રતા શું છે?

[H_{2} {SO}_{4}]

શોધવા આપણે દ્રાવણમાં સલ્ફ્યુરિક ઍસિડના કેટલા મોલ છે એ શોધવાની જરૂર છે. આપણે સલ્ફ્યુરિક ઍસિડના આણ્વીય વજન,

98.08 \frac{g}{mol}

નો ઉપયોગ કરીને દ્રાવ્યના દળને મોલમાં ફેરવી શકીએ:

${mol H}_{2} {SO}_{4} = 2.355 g H_{2} {SO}_{4} \times \frac{1 mol}{98.08 g} = 0.02401 {mol H}_{2} {SO}_{4}$ ‍

હવે આપણે મોલારિટી સમીકરણમાં સલ્ફ્યુરિક ઍસિડના મોલ અને દ્રાવણનું કુલ કદ મૂકીને સલ્ફ્યુરિક ઍસિડની મોલર સાંદ્રતાની ગણતરી કરી શકીએ:

$\begin{aligned} [H_{2} {SO}_{4}] & = \frac{મોલ દ્રાવ્ય}{દ્રાવણના L} \\ = \frac{0.02401 mol}{0.050 L} \\ = 0.48 M \end{aligned}$ ‍

ખ્યાલ ચકાસણી: $4.8 {M H}_{2} {SO}_{4}$ ‍ દ્રાવણમાં $H^{+}$ ‍ આયનની મોલર સાંદ્રતા શું છે?

આ પ્રશ્નનો જવાબ આપવા માટે દ્રાવણમાં શું થાય છે એ વિચારવાની જરૂર છે. સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ પ્રબળ ઍસિડ છે, તેથી તે દ્રાવણમાં તેના ઘટક આયનોમાં સંપૂર્ણ વિયોજીત થશે,

H^{+} (a q)

અને

{SO}_{4}^{-} (a q)

. આને નીચે મુજબ પણ લકાહીં શકાય:

H_{2} {SO}_{4} (a q) \to 2 H^{+} (a q) + {SO}_{4}^{2 -} (a q)

આ સંતુલિત સમીકરણ પરથી, આપણે જોઈ શકીએ કે દ્રાવણમાં સલ્ફ્યુરિક ઍસિડનાં દરેક એક મોલ માટે, આપણી પાસે

H^{+} (a q)

ના

2

મોલ છે. આ ગુણોત્તરનો ઉપયોગ કરીને,

H^{+} (a q)

ની મોલર સાંદ્રતા:

[H^{+} (a q)] = 4.8 {M H}_{2} {SO}_{4} \times \frac{2 {mol H}^{+}}{1 {mol H}_{2} {SO}_{4}} = 9.6 {M H}^{+} (a q)

તેથી,

H^{+} (a q)

ની મોલર સાંદ્રતા

H_{2} {SO}_{4}

ની મોલર સાંદ્રતા કરતા બમણી છે.

ઉદાહરણ 2: ચોક્કસ સાંદ્રતા સાથે દ્રાવણ બનાવવું

કેટલીક વાર આપણી પાસે દ્રાવણનું કદ અને ઇચ્છિત સાંદ્રતા હોય છે, અને આપણે દ્રાવણ બનાવવા આપણને કેટલા દ્રાવ્યની જરૂર છે એ શોધવા માંગીએ છીએ. આ ઉદાહરણમાં, આપણે દ્રાવ્યના મોલ માટે ઉકેલવા મોલારિટીના સમીકરણને ફરીથી ગોઠવી શકીએ.

$દ્રાવ્યના મોલ = મોલારિટી \times દ્રાવણના L$ ‍

ઉદાહરણ તરીકે, ધારો કે આપણે

[NaCl] = 0.800 M

સાથે

0.250 L

નું જલીય દ્રાવણ બનાવવા માંગીએ છીએ. આ દ્રાવણ બનાવવા માટે આપણને દ્રાવ્ય,

NaCl

, નું કયું દળ જોઈએ?

આપણે આપેલી સાંદ્રતા અને કદ માટે જરૂરી

NaCl

ના મોલની ગણતરી કરવા મોલારિટીના ફરીથી ગોઠવેલા સમીકરણનો ઉપયોગ કરી શકીએ:

$\begin{aligned} મોલ NaCl & = [NaCl] \times દ્રાવણના L \\ = 0.800 \frac{mol}{L} \times 0.250 L \\ = 0.200 mol NaCl \end{aligned}$ ‍

પછી આપણે

NaCl

ના ગ્રામને મોલમાં ફેરવવા માટે, સોડિયમ ક્લોરાઈડના આણ્વીય વજન,

58.44 \frac{g}{mol}

, નો ઉપયોગ કરી શકીએ:

$NaCl નું દળ = 0.200 mol \times \frac{58.44 g}{1 mol} = 11.7 g NaCl$ ‍

વ્યવહારમાં, આપણે નીચે મુજબ દ્રાવણ બનાવવા માહિતીનો ઉપયોગ કરી શકીએ:

સ્ટેપ

1.

સોડિયમ ક્લોરાઈડનું

11.7 g

વજન લો.

સ્ટેપ

2.

સોડિયમ ક્લોરાઈડને ચોખ્ખા, સૂકા ફ્લાસ્કમાં લો.

સ્ટેપ

3.

જ્યાં સુધી દ્રાવણનું કદ

250 mL

ન થાય ત્યાં સુધી

NaCl

માં પાણી ઉમેરો.

સ્ટેપ

4.

NaCl

સંપૂર્ણ ન ઓગળે ત્યાં સુધી હલાવો.

મોલર સાંદ્રતાની ચોકસાઈ કાચની વસ્તુઓની પસંદગી, તેમજ દ્રાવ્યને માપવા આપણે જે સંતુલનની ચોકસાઈ પર આધાર રાખે છે. કાચની વસ્તુઓ આપણા દ્રાવણના કદની ચોકસાઈ નક્કી કરે છે. આપણે એર્લેનમેયર ફ્લાસ્ક અથવા બીકરમાં દ્રાવણને મિશ્ર કરી શકીએ જો આપણને ખુબ વધુ ચોકસાઈ જોઈતી હોય, જેમ કે રસાયણવિજ્ઞાનના પૃથક્કરણ પ્રયોગ માટે પ્રમાણિત દ્રાવણ બનાવવું, તો આપણે વોલ્યુમેટ્રિક ફ્લાસ્ક માં દ્રાવ્ય અને દ્રાવકને મિશ્ર કરી શકીએ (નીચેનું ચિત્ર જુઓ).

મિથિલિન બ્લ્યૂ, ડાયનું દ્રાવણ સમાવતો વોલ્યુમેટ્રિક ફ્લાસ્ક. Photo by Amanda Slater on flickr, CC BY-SA 2.0

સારાંશ

એકસમાન સંરચનાઓ સાથેના મિશ્રણને સમાંગ મિશ્રણ કહેવામાં આવે છે.
અસમાન સંરચનાઓ સાથેના મિશ્રણને વિષમાંગ મિશ્રણ કહેવામાં આવે છે.
મિશ્રણમાં રસાયણ જે ખુબ મોટા જથ્થામાં હાજર હોય તેને દ્રાવક કહેવામાં આવે છે, અને બીજા ઘટકોને દ્રાવ્ય કહેવાય છે.
મોલારિટી અથવા મોલર સાંદ્રતા દ્રાવ્યના મોલની સંખ્યા પ્રતિ દ્રાવણના લીટર છે, જેની ગણતરી નીચેના સમીકરણ વડે કરી શકાય:

$મોલારિટી = \frac{દ્રાવ્યના મોલ}{દ્રાવણના L}$ ‍

મોલર સાંદ્રતાનો ઉપયોગ દળ અથવા દ્રાવ્યના મોલ અને દ્રાવણના કદ વચ્ચે રૂપાંતરણ કરવા માટે થાય છે.

એટ્રીબ્યુશન

આ આર્ટીકલ નીચના આર્ટીકલ પરથી લેવામાં આવ્યો છે:

“મોલારિટી” from Boundless Chemistry, CC BY-SA 4.0.
"મોલારિટી" from UC Davis ChemWiki, CC BY-NC-SA 3.0 US.

The modified article is licensed under a CC-BY-NC-SA 4.0 license.

બીજા રેફ્રન્સ

“પૃથ્વીનું વાતાવરણ” from Wikipedia

"લેબમાં કાચના સાધનો" from Wikimedia Commons, CC BY 3.0

પ્રયત્ન કરો: અવક્ષેપન પ્રક્રિયાની તત્વયોગમિતિ

દ્રાવણમાં થતી પ્રક્રિયાઓ, જેમ કે અવક્ષેપન અને તટસ્થીકરણ પ્રક્રિયાઓ માટે તત્વયોગમિતીય ગણતરીઓ કરવા મોલારિટી ખુબ ઉપયોગી સંકલ્પના છે. ઉદાહરણ તરીકે, અવક્ષેપન પ્રક્રિયા ધ્યાનમાં લો જે

{Pb(NO}_{3})_{2} (a q)

અને

KI (a q)

ની વચ્ચે થાય છે. જ્યારે આ બે દ્રાવણને ભેગા કરવામાં આવે, ત્યારે દ્રાવણમાંથી પીળા

{PbI}_{2} (s)

અવક્ષેપ બહાર આવે છે. આ પ્રક્રિયા માટેનું સંતુલિત સમીકરણ:

${Pb(NO}_{3})_{2} (a q) + 2 KI (a q) \to {PbI}_{2} (s) + 2 {KNO}_{3} (a q)$ ‍

જો આપણી પાસે $0.10 {M Pb(NO}_{3})_{2}$ ‍ ના $0.1 L$ ‍ હોય, તો બધા જ ${Pb(NO}_{3})_{2} (a q)$ ‍ સાથે પ્રક્રિયા કરાવવા $0.10 M KI (a q)$ ‍ નું કેટલું કદ આપણે ઉમેરવું જોઈએ?

સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણની તત્વયોગમિતિના આધારે, આપણે જાણીએ છીએ કે દરેક

1 {mol Pb(NO}_{3})_{2}

માટે તે

KI

ના

2

મોલ લે છે. જો આપણે

KI

ના મોલની ગણતરી કરવા આ તત્વયોગમિતિય ગુણોત્તરનો ઉપયોગ કરીએ, તો આપણને મળે:

0.010 {mol Pb(NO}_{3})_{2} \times \frac{2 mol KI}{1 {mol Pb(NO}_{3})_{2}} = 0.020 mol KI

તેનો અર્થ થાય કે આપણને

0.020 mol KI

ની જરૂર છે.

KI

દ્રાવણના કદ ની ગણતરી કરવા, આપણે દ્રાવણના કુલ કદ માટે ઉકેલવા મોલારિટી સમીકરણને ફરીથી ગોઠવી શકીએ:

$દ્રાવ્યના મોલ = મોલારિટી \times દ્રાવણના L$ ‍

જો આપણે દ્રાવણની મોલારિટી વડે બંને બાજુ ભાગીએ, તો આપણને મળે:

$દ્રાવણના L = \frac{મોલ દ્રાવ્ય}{મોલારિટી}$ ‍

દ્રાવ્યના મોલ અને મોલારિટી માટે જ્ઞાત કિંમતોને આપણે મૂકીએ:

$\begin{aligned} દ્રાવણના L & = \frac{મોલ દ્રાવ્ય}{મોલારિટી} \\ = \frac{0.020 mol}{0.10 M KI} \\ = 0.20 L KI \end{aligned}$ ‍

આમ, આપણને

0.10 {M Pb(NO}_{3})_{2}

ના

100 mL

સાથે સંપૂર્ણ પ્રક્રિયા કરાવવા

0.10 M KI

દ્રાવણનું

0.20 L

કદ જરૂરી 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.