यह कैलकुलेटर क्या करता है
यह टूल बताता है कि जब आप किसी बफर विलयन में कोई मजबूत अम्ल या मजबूत क्षार मिलाते हैं, तो उसका pH कैसे बदलता है। बफर pH में बदलाव का प्रतिरोध इसलिए करता है क्योंकि उसमें एक दुर्बल अम्ल (HA) और उसका संयुग्मी क्षार (A⁻) लगभग बराबर मात्रा में मौजूद होते हैं। मजबूत अम्ल या क्षार मिलाने पर इन दोनों स्पीशीज़ का अनुपात बदल जाता है, और नया pH हेंडरसन-हैसलबाल्क समीकरण से निकाला जाता है। यह एक सार्वभौमिक रसायन विज्ञान टूल है और हर जगह लागू होता है।
इसका उपयोग कैसे करें
बफर का pKa, अम्ल या क्षार मिलाने से पहले मौजूद संयुग्मी क्षार (A⁻) और दुर्बल अम्ल (HA) के मोल दर्ज करें, फिर चुनें कि आप मजबूत अम्ल (H⁺) मिला रहे हैं या मजबूत क्षार (OH⁻), और कितने मोल मिला रहे हैं। कैलकुलेटर स्टॉइकियोमेट्रिक बदलाव को लागू करके नया pH और pOH लौटाता है। चूँकि गणना मोल के अनुपात पर आधारित है, इसलिए आप मोल की जगह सांद्रता या मिलिमोल भी दर्ज कर सकते हैं — बस दोनों घटकों की इकाई एक जैसी होनी चाहिए।
सूत्र की व्याख्या
मजबूत अम्ल संयुग्मी क्षार से अभिक्रिया करता है: A⁻ + H⁺ → HA, इसलिए क्षार घटता है और अम्ल बढ़ता है। मजबूत क्षार दुर्बल अम्ल से अभिक्रिया करता है: HA + OH⁻ → A⁻ + H₂O, इसलिए अम्ल घटता है और क्षार बढ़ता है। इसके बाद नया pH होता है:
$$\text{pH} = \text{p}K_a + \log_{10}\!\left(\frac{\text{क्षार के नए मोल}}{\text{अम्ल के नए मोल}}\right)$$
यह इस मान्यता पर आधारित है कि मजबूत अभिकारक पूरी तरह खप जाता है और बफर का कोई भी घटक पूरी तरह खत्म नहीं होता। अगर कोई एक घटक खत्म हो जाए, तो बफर क्षमता पार हो जाती है और परिणाम भरोसेमंद नहीं रह जाता।
हल किया गया उदाहरण
एक बफर का pKa 4.74 है, जिसमें 0.10 मोल HA और 0.10 मोल A⁻ है। इसमें 0.02 मोल मजबूत अम्ल मिलाइए। अब अम्ल 0.12 मोल और क्षार 0.08 मोल हो जाता है। $$\text{pH} = 4.74 + \log_{10}(0.08/0.12) = 4.74 + \log_{10}(0.6667) = 4.74 - 0.176 = 4.564$$।
अक्सर पूछे जाने वाले सवाल
pH में लगभग कोई बदलाव क्यों नहीं होता? किसी अनुपात का लॉग बहुत धीरे-धीरे बदलता है, और यही वजह है कि बफर pKa के आसपास pH को स्थिर रखते हैं।
अगर मैं बहुत ज़्यादा मजबूत अम्ल मिला दूँ तो क्या होगा? अगर मिलाए गए मोल बफर के किसी घटक के बराबर या उससे ज़्यादा हो जाएँ, तो वह घटक पूरी तरह खप जाता है, बफर टूट जाता है, और कैलकुलेटर एक चेतावनी दिखाता है — तब विलयन एक मजबूत अम्ल या क्षार की तरह व्यवहार करने लगता है।
क्या आयतन (वॉल्यूम) मायने रखता है? नहीं — चूँकि समीकरण मोल के अनुपात का उपयोग करता है, इसलिए दोनों पर समान रूप से लागू तनुकरण आयतन कट जाता है।
