यह कैलकुलेटर क्या करता है
यह टूल किसी तनु (dilute) दुर्बल एकल-प्रोटॉनी अम्ल के विलयन का pH दो इनपुट से अनुमानित करता है: अम्ल वियोजन स्थिरांक (Ka) और अम्ल की प्रारंभिक (विश्लेषणात्मक) सांद्रता C, जो मोल प्रति लीटर में होती है। यह दुर्बल अम्ल के मानक सन्निकटन (approximation) का उपयोग करता है, जिससे बिना पूरा द्विघात समीकरण हल किए ही एक तेज़ और कक्षा-स्तर पर सटीक उत्तर मिल जाता है।
इसका उपयोग कैसे करें
अपने अम्ल का Ka दर्ज करें (उदाहरण के लिए, एसिटिक अम्ल का Ka ≈ \(1.8 \times 10^{-5}\) होता है) और प्रारंभिक सांद्रता mol/L में डालें। कैलकुलेटर आपको हाइड्रोजन आयन सांद्रता \([\text{H}^+]\), pH, और संगत pOH (25 °C पर \(\text{pOH} = 14 - \text{pH}\)) बताएगा। आप बेझिझक वैज्ञानिक संकेतन (scientific notation) का प्रयोग कर सकते हैं — अधिकांश ब्राउज़र 1.8e-5 जैसे मान स्वीकार कर लेते हैं।
सूत्र की व्याख्या
किसी दुर्बल अम्ल HA के लिए, जो HA ⇌ H⁺ + A⁻ के रूप में वियोजित होता है, साम्यावस्था व्यंजक है \(\text{Ka} = \frac{[\text{H}^+][\text{A}^-]}{[\text{HA}]}\)। जब वियोजन बहुत कम होता है (\(x \ll C\)), तब \([\text{H}^+] = [\text{A}^-] = x\) और \([\text{HA}] \approx C\), इसलिए \(\text{Ka} \approx \frac{x^2}{C}\)। \(x\) के लिए हल करने पर \([\text{H}^+] = \sqrt{\text{Ka} \cdot C}\) मिलता है, और $$\text{pH} = -\log_{10}\sqrt{\text{Ka} \cdot C}$$ यह सन्निकटन तब विश्वसनीय होता है जब अम्ल वास्तव में दुर्बल हो और बहुत अधिक तनु न हो (लगभग \(C/\text{Ka} > 100\))।
हल किया हुआ उदाहरण
मान लीजिए 0.1 mol/L एसिटिक अम्ल है जिसका \(\text{Ka} = 1.8 \times 10^{-5}\) है। तब $$[\text{H}^+] = \sqrt{1.8 \times 10^{-5} \times 0.1} = \sqrt{1.8 \times 10^{-6}} \approx 1.342 \times 10^{-3} \text{ mol/L}$$ इसका $$\text{pH} = -\log_{10}(1.342 \times 10^{-3}) \approx 2.87$$ आता है, जो तनु एसिटिक अम्ल के लिए एक सामान्य मान है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
यह सन्निकटन कब विफल होता है? बहुत तनु या अपेक्षाकृत प्रबल अम्लों के लिए, जहाँ \(x\) अब \(C\) की तुलना में नगण्य नहीं रहता, वहाँ आपको इसके बजाय पूरा द्विघात समीकरण हल करना चाहिए।
क्या तापमान का प्रभाव पड़ता है? \(\text{pOH} = 14 - \text{pH}\) का संबंध 25 °C को मानकर चलता है, जहाँ जल का आयनिक गुणनफल \(\text{Kw} = 1.0 \times 10^{-14}\) होता है।
क्या मैं Ka के बजाय pKa का उपयोग कर सकता हूँ? पहले \(\text{Ka} = 10^{-\text{pKa}}\) से रूपांतरण करें, फिर वह Ka मान यहाँ दर्ज करें।
