उभयनिष्ठ आयन प्रभाव कैलकुलेटर क्या करता है
उभयनिष्ठ आयन प्रभाव किसी अल्प-विलेय आयनिक यौगिक की विलेयता में तब आने वाली कमी है जब घोल में पहले से ही उसके अपने आयनों में से कोई एक मौजूद हो। यह कैलकुलेटर किसी लवण का विलेयता गुणनफल (Ksp), उसकी आयन रससमीकरणमिति, और पहले से घुले हुए साझा (उभयनिष्ठ) आयन की मोलर सांद्रता लेता है, और घटी हुई मोलर विलेयता s′ लौटाता है — यानी अब भी कितना लवण घुल सकता है। तुलना के लिए यह शुद्ध जल में विलेयता भी बताता है, ताकि आप ठीक-ठीक देख सकें कि उभयनिष्ठ आयन साम्य को बिना घुले ठोस की ओर कितनी प्रबलता से वापस धकेलता है।
इसका उपयोग कैसे करें
लवण का Ksp दर्ज करें (1.8e-10 जैसी वैज्ञानिक संकेतन स्वीकार्य है)। किसी लवण MxAy के लिए, धनायन गुणांक x और ऋणायन गुणांक y निर्धारित करें — AgCl के लिए दोनों 1 हैं; CaF2 के लिए x = 1, y = 2 लें। पहले से मौजूद आयन की मोलर सांद्रता टाइप करें, फिर चुनें कि वह उभयनिष्ठ आयन धनायन है या ऋणायन। परिणाम घटी हुई विलेयता दिखाता है और यह भी कि यह शुद्ध जल की तुलना में कितने गुना कम है।
सूत्र की व्याख्या
एक लवण अपने साम्य के अनुसार घुलता है, और विलेयता गुणनफल आयन-सांद्रता के गुणनफल को नियत करता है:
$$K_{sp} = [M^{n+}]^x\,[A^{m-}]^y$$
शुद्ध जल में, प्रति सूत्र इकाई x धनायन और y ऋणायन मुक्त होने पर, मोलर विलेयता होती है
$$s = \left( \frac{ K_{sp} }{ x^x\,y^y } \right)^{1/(x+y)}$$
जब कोई उभयनिष्ठ आयन पहले से सांद्रता C पर मौजूद हो, तो उस आयन की सांद्रता मुख्यतः C द्वारा तय होती है, न कि घुलने वाले लवण द्वारा (ले शातेलिए का सिद्धांत)। यह मानते हुए कि जोड़ा गया आयन प्रभावी है — अर्थात C घुलने से जुड़ने वाली अतिरिक्त मात्रा से कहीं अधिक है — उभयनिष्ठ ऋणायन के लिए घटी हुई विलेयता है
$$s' = \left( \frac{ K_{sp} }{ x^x\,C^y } \right)^{1/x}$$
और उभयनिष्ठ धनायन के लिए यह है
$$s' = \left( \frac{ K_{sp} }{ C^x\,y^y } \right)^{1/y}$$
हल किया गया उदाहरण
सिल्वर क्लोराइड (AgCl, x = 1, y = 1) का Ksp = 1.8 × 10−10 है। शुद्ध जल में इसकी विलेयता s = √(1.8 × 10−10) ≈ 1.34 × 10−5 mol/L है। अब इसे 0.10 M सोडियम क्लोराइड में घोलें, ताकि उभयनिष्ठ ऋणायन Cl− पहले से 0.10 M पर हो:
$$s' = \frac{ 1.8\times10^{-10} }{ 0.10 } = 1.8\times10^{-9}\ \text{M}$$
क्लोराइड पृष्ठभूमि सिल्वर क्लोराइड की विलेयता को लगभग 7,450 गुना घटा देती है — लगभग 1.3 × 10−5 M से घटकर 1.8 × 10−9 M तक।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
उभयनिष्ठ आयन जोड़ने से विलेयता क्यों घटती है? ले शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार, किसी उत्पाद आयन की सांद्रता बढ़ाने से विलयन साम्य बिना घुले ठोस की ओर वापस खिसक जाता है, इसलिए कम लवण घुलता है। आयन-सांद्रता का गुणनफल फिर भी Ksp के बराबर रहना चाहिए, इसलिए यदि एक आयन ऊँचा हो जाए तो दूसरे को घटना ही होगा।
क्या यह मानता है कि उभयनिष्ठ आयन घुलने वाले लवण की तुलना में कहीं अधिक सांद्र है? हाँ। यह मानक सन्निकटन का उपयोग करता है कि जोड़ा गया उभयनिष्ठ-आयन सांद्रता C उस आयन की कुल सांद्रता तय करती है, जो तब तक सटीक है जब तक C लवण की घटी हुई विलेयता से कहीं अधिक हो — जो सामान्य स्थिति है। जब C शुद्ध जल की विलेयता के बराबर हो, तो उत्तर को एक निकट अनुमान मानें।
उभयनिष्ठ आयन की सांद्रता के लिए मैं कौन-सा मान दर्ज करूँ? दूसरे, पूर्णतः विलेय स्रोत द्वारा प्रदान किए गए साझा आयन की मोलरता का उपयोग करें। 0.10 M NaCl में AgCl के लिए उभयनिष्ठ आयन Cl− 0.10 M पर है; 0.20 M Pb(NO3)2 में PbCl2 के लिए उभयनिष्ठ आयन Pb2+ 0.20 M पर है।
