यह कैलकुलेटर क्या करता है
यह टूल किसी प्रबल अम्ल या प्रबल क्षार को पतला (तनु) करने के बाद उसका pH निकालता है। प्रबल अम्ल (HCl, HNO3, और पहले अनुमान के तौर पर H2SO4) तथा प्रबल क्षार (NaOH, KOH) पानी में पूरी तरह वियोजित हो जाते हैं, इसलिए इनमें हाइड्रोजन या हाइड्रॉक्साइड आयन की सांद्रता घुले हुए विलेय की मोलर सांद्रता के बराबर होती है। विलयन को पतला करने पर यह सांद्रता घट जाती है और pH 7 की ओर बढ़ता है।
इसका उपयोग कैसे करें
सबसे पहले चुनें कि विलयन प्रबल अम्ल है या प्रबल क्षार। फिर प्रारंभिक मोलर सांद्रता C1 (mol/L), प्रारंभिक आयतन V1, और विलायक मिलाने के बाद का अंतिम आयतन V2 डालें। ध्यान रखें कि V1 और V2 की इकाई एक ही होनी चाहिए। कैलकुलेटर आपको तनु सांद्रता C2, परिणामी pH, और संबंधित pOH बता देगा।
सूत्र की व्याख्या
तनुकरण के दौरान विलेय के मोलों की संख्या स्थिर रहती है, जिससे प्रसिद्ध संबंध मिलता है — \(\text{C}_1 \cdot \text{V}_1 = \text{C}_2 \cdot \text{V}_2\), यानी \(\text{C}_2 = \frac{\text{C}_1 \cdot \text{V}_1}{\text{V}_2}\)। किसी प्रबल एकलप्रोटिक अम्ल के लिए \([\text{H}^+] = C_2\) और $$\text{pH} = -\log_{10}(C_2)$$ प्रबल क्षार के लिए \([\text{OH}^-] = C_2\), इसलिए \(\text{pOH} = -\log_{10}(C_2)\) और \(\text{pH} = 14 - \text{pOH}\) (25 डिग्री सेल्सियस पर, जहाँ जल का आयन-गुणनफल \(\text{pK}_w = 14\) होता है)।
हल किया हुआ उदाहरण
मान लीजिए 0.1 mol/L HCl का 10 mL लेते हैं और उसे पतला करके 100 mL कर देते हैं। $$C_2 = \frac{0.1 \times 10}{100} = 0.01 \text{ mol/L}$$ $$\text{pH} = -\log_{10}(0.01) = 2$$ जो अम्ल शुरू में pH 1 पर था, वह दस गुना तनुकरण के बाद अब pH 2 पर पहुँच गया है।
अक्सर पूछे जाने वाले सवाल
क्या यह दुर्बल अम्लों के लिए काम करता है? नहीं। दुर्बल अम्ल और क्षार केवल आंशिक रूप से वियोजित होते हैं, इसलिए इनका pH निकालने के लिए अम्ल वियोजन स्थिरांक Ka और साम्यावस्था (इक्विलिब्रियम) की गणना ज़रूरी होती है।
भारी तनुकरण पर pH 7 के पास क्यों पहुँचता है? जैसे-जैसे सांद्रता घटती है, पानी के स्व-आयनन का योगदान महत्वपूर्ण हो जाता है। यह सरल मॉडल मानता है कि विलेय का प्रभाव प्रमुख है; बहुत कम सांद्रता पर वास्तविक pH 7 के पास सीमित हो जाता है।
यह गणना किस तापमान पर मानी जाती है? 25 डिग्री सेल्सियस पर, जहाँ \(\text{pK}_w = 14\) होता है — इसी से pH और pOH के बीच रूपांतरण किया जाता है।
