আয়নীকরণ ধ্রুবক: সমীকরণ এবং অনুশীলন - রসায়ন - 2025

Ionization ধ্রুবক, পৃথকীকরণ ধ্রুবক বা অম্লতা ধ্রুবক, একটি সম্পত্তি যে মুক্তি হাইড্রজেন আয়ন করার জন্য একটি পদার্থ প্রবণতা প্রতিফলিত করে; এটি সরাসরি অ্যাসিডের শক্তির সাথে সম্পর্কিত related বিযুক্তির ধ্রুবক (কা) এর মান তত বেশি, অ্যাসিডের দ্বারা হাইড্রোজেন আয়নগুলির মুক্তি তত বেশি।

যখন এটি জল আসে, উদাহরণস্বরূপ, এর আয়নীকরণটি 'অটোপ্রোটোলাইসিস' বা 'অটোয়নাইজেশন' নামে পরিচিত। এখানে, একটি জলের অণু অন্যকে এইচ ⁺ প্রদান করে, এইচ ₃ ও ⁺ এবং ওএইচ ^- আয়নগুলি তৈরি করে, নীচের চিত্রটিতে দেখানো হয়েছে।

সূত্র: উইকিমিডিয়া কমন্স থেকে সিডাং

জলীয় দ্রবণ থেকে অ্যাসিডের বিচ্ছিন্নতা নিম্নলিখিত উপায়ে বর্ণিত হতে পারে:

এইচএ + এইচ ₂ ও <=> এইচ ₃ ও ⁺ + এ ^-

এইচএ যেখানে আয়নযুক্ত অ্যাসিডের প্রতিনিধিত্ব করে, এইচ ₃ O ⁺ হাইড্রোনিয়াম আয়ন এবং এ ^- এর সংঘবদ্ধ বেস। যদি কা উচ্চ হয়, তবে এইচএর আরও বেশি অংশ বিচ্ছিন্ন হবে এবং হাইড্রোনিয়াম আয়নটির উচ্চতর ঘনত্ব থাকবে। অম্লতার এই বৃদ্ধি সমাধানের পিএইচ-এর পরিবর্তন পর্যবেক্ষণ করে নির্ধারণ করা যেতে পারে, যার মান 7 এর নীচে।

আয়নীকরণের ভারসাম্য

উপরের রাসায়নিক সমীকরণের দ্বৈত তীরগুলি ইঙ্গিত দেয় যে চুল্লিগুলি এবং পণ্যগুলির মধ্যে একটি ভারসাম্য প্রতিষ্ঠিত হয়। প্রতিটি ভারসাম্য যেমন একটি ধ্রুবক থাকে, তেমনি অ্যাসিডের আয়নীকরণের ক্ষেত্রেও একই ঘটনা ঘটে এবং নিম্নলিখিতভাবে প্রকাশ করা হয়:

কে = /

তাপীয়ভাবে, ধ্রুবক কা ক্রিয়াকলাপের ক্ষেত্রে সংশ্লেষের পরিবর্তে সংজ্ঞায়িত হয়। যাইহোক, পাতলা জলীয় দ্রবণগুলিতে পানির ক্রিয়াকলাপ প্রায় 1 এবং হাইড্রোনিয়াম আয়ন, কনজুগেট বেস এবং অনিবন্ধিত অ্যাসিডের ক্রিয়াকলাপগুলি তাদের গলার ঘনত্বের কাছাকাছি।

এই কারণগুলির জন্য, বিচ্ছিন্নতা ধ্রুবক (কা) ব্যবহার শুরু হয়েছিল যা পানির ঘনত্বকে অন্তর্ভুক্ত করে না। এটি দুর্বল অ্যাসিড বিভাজনকে একটি সহজ উপায়ে স্কিমাইটিসড করার অনুমতি দেয় এবং বিচ্ছিন্নতা ধ্রুবক (কা) একই আকারে প্রকাশিত হয়।

এইচএ <=> এইচ ⁺ + এ ^-

কা = /

কা

বিযুক্তি ধ্রুবক (কা) একটি ভারসাম্যহীন ধ্রুবকের প্রকাশের একটি রূপ form

ভারসাম্যহীন অ্যাসিড, কনজুগেট বেস এবং হাইড্রোনিয়াম বা হাইড্রোজেন আয়নের ঘনত্বের ভারসাম্য স্থির হয়ে যাওয়ার পরে স্থির থাকে। অন্যদিকে, কনজুগেট বেসের ঘনত্ব এবং হাইড্রোনিয়াম আয়নগুলির হুবহু মিল।

তাদের মানগুলি নেতিবাচক এক্সপোশনগুলির সাথে 10 এর ক্ষমতায় দেওয়া হয়, সুতরাং কা-এর প্রকাশের একটি সহজ এবং আরও পরিচালনাযোগ্য রূপটি চালু করা হয়েছিল, যাকে তারা পি কে বলে।

pKa = - লগ কা

পি কেএকে সাধারণত অ্যাসিড বিযুক্তির ধ্রুবক বলা হয়। পি কেএ মানটি একটি অ্যাসিডের শক্তির সুস্পষ্ট ইঙ্গিত।

যে অ্যাসিডগুলির একটি পি কে মান -1.74 (হাইড্রোনিয়াম আয়নটির পি কেএ) এর চেয়ে কম বা বেশি negativeণাত্মক রয়েছে তাদের শক্তিশালী অ্যাসিড হিসাবে বিবেচনা করা হয়। যখন অ্যাসিডগুলির পেকা -1.74 এর চেয়ে বেশি থাকে তবে এগুলি অ-শক্তিশালী অ্যাসিড হিসাবে বিবেচিত হয়।

হেন্ডারসন-হাসেলবল্যাচ সমীকরণ

কা এক্সপ্রেশন থেকে একটি সমীকরণ উদ্ভূত যা বিশ্লেষণী গণনায় অত্যন্ত কার্যকর।

কা = /

লোগারিদম গ্রহণ, লগ কা = লগ এইচ ⁺ + লগ এ ^- - লগ এইচএ

এবং লগ এইচ ^{+ এর} জন্য সমাধান হচ্ছে:

-লগ এইচ = - লগ কা + লগ এ ^- - লগ এইচএ

তারপরে পিএইচ এবং পিকেয়ার সংজ্ঞা এবং পুনরায় গোষ্ঠী ব্যবহার করে:

পিএইচ = পি কেএ + লগ (এ ^- / এইচএ)

এটি হেন্ডারসন-হাসেলবল্যাচ সমীকরণ।

ব্যবহার

হেন্ডারসন-হাসেলবাখ সমীকরণটি বাফারগুলির পিএইচ, এবং সেইসাথে কীভাবে কনজুগেট বেস এবং অ্যাসিডের প্রভাবের পিএইচ সম্পর্কিত আপেক্ষিক ঘনত্ব অনুমান করতে ব্যবহৃত হয়।

যখন কনজুগেট বেসের ঘনত্বের সাথে অ্যাসিডের ঘনত্বের সমান হয়, উভয় পদগুলির ঘনত্বের মধ্যে সম্পর্ক 1 এর সমান হয়; সুতরাং এর লগারিদম 0 এর সমান।

ফলস্বরূপ পিএইচ = পি কেএ, এটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যেহেতু এই পরিস্থিতিতে বাফার দক্ষতা সর্বাধিক।

সর্বাধিক বাফারিং ক্ষমতা রয়েছে এমন পিএইচ জোন সাধারণত নেওয়া হয়, যেখানে পিএইচ = pka ± 1 পিএইচ ইউনিট।

আয়নীকরণ ধ্রুবক ব্যায়াম

অনুশীলনী 1

একটি দুর্বল অ্যাসিডের পাতলা দ্রবণটির সাম্যতে নিম্নোক্ত ঘনত্ব থাকে: আনসিসডিয়েটেড অ্যাসিড = 0.065 এম এবং কনজুগেট বেস ঘনত্ব = 9 · 10 ^-4 এম। এসিডের কা এবং পি কে গণনা করুন।

হাইড্রোজেন আয়ন বা হাইড্রোনিয়াম আয়ন ঘনত্ব কনজুগেট বেসের ঘনত্বের সমান, যেহেতু তারা একই অ্যাসিডের আয়নীকরণ থেকে আসে।

সমীকরণে প্রতিস্থাপন:

কা = / এইচএ

তাদের নিজ নিজ মানের জন্য সমীকরণ প্রতিস্থাপন:

কা = (9 10 ^-4 এম) (9 10 ^-4 এম) / 65 10 ^-3 এম

= 1,246 10 ^-5

এবং তারপরে গণনা করা হচ্ছে K

pKa = - লগ কা

= - লগ 1,246 10 ^-5

= 4,904

অনুশীলন 2

0.03 এম এর ঘনত্বের সাথে একটি দুর্বল অ্যাসিডের একটি বিচ্ছিন্নতা ধ্রুবক (কা) = 1.5 · 10 ^{-4 থাকে} । গণনা: ক) জলীয় দ্রবণের পিএইচ; খ) অ্যাসিডের আয়নীকরণের ডিগ্রি।

ভারসাম্যহীন সময়ে, অ্যাসিডের ঘনত্ব (0.03 ম - এক্স) এর সমান, যেখানে x অ্যাসিডের পরিমাণ বিচ্ছিন্ন হয়। সুতরাং, হাইড্রোজেন বা হাইড্রোনিয়াম আয়নগুলির ঘনত্ব x, যেমন কনজুগেট বেসের ঘনত্ব।

কা = / = 1.5 10 ^-6

= = এক্স

Y = 0.03 M - x। কা এর ছোট মান ইঙ্গিত দেয় যে অ্যাসিড সম্ভবত খুব সামান্য বিচ্ছিন্ন হয়ে গেছে, সুতরাং (0.03 এম - এক্স) প্রায় 0.03 এম এর সমান is

কাতে প্রতিস্থাপন:

1.5 10 ^-6 = x ^2/3 10 ^-2

x ² = 4.5 10 ^-8 এম ²

x = 2.12 x 10 ^-4 এম

এবং যেহেতু x =

পিএইচ = - লগ

= - লগ

পিএইচ = 3.67

এবং পরিশেষে, আয়নীকরণের ডিগ্রি সম্পর্কিত: নিম্নলিখিত অভিব্যক্তিটি ব্যবহার করে এটি গণনা করা যেতে পারে:

ও / এইচএ] x ​​100%

(2.12 10 ^-4 / 3 10 ^-2) x 100%

0.71%

অনুশীলন 3

আমি একটি অ্যাসিডের আয়নীকরণের শতাংশ থেকে কা হিসাব করি, এটি জেনে যে এটি 1.5 · 10 ^-3 এম এর প্রাথমিক ঘনত্ব থেকে 4.8% দ্বারা আয়ন করে knowing

আয়নযুক্ত অ্যাসিডের পরিমাণ গণনা করতে, এর 4.8% নির্ধারিত হয়।

আয়নযুক্ত পরিমাণ = 1.5 · 10 ^-3 এম (4.8 / 100)

= 7.2 x 10 ^-5 এম

আয়নযুক্ত অ্যাসিডের এই পরিমাণটি কনজিগেট বেসের ঘনত্ব এবং ভারসাম্যের হাইড্রোজেন বা হাইড্রোজেন আয়নকে ঘন করার সমান করে।

ভারসাম্য অ্যাসিড ঘনত্ব = প্রাথমিক অ্যাসিড ঘনত্ব - আয়নিত অ্যাসিড পরিমাণ।

= 1.5 10 ^-3 এম - 7.2 10 ^-5 এম

= 1,428 x 10 ^-3 এম

এবং তারপরে একই সমীকরণের সাথে সমাধান করা

কা = /

কা = (7.2 · 10 ^-5 এম x 7.2 · 10 ^-5 এম) / 1.428 · 10 ^-3 এম

= 3.63 এক্স 10 ^-6

pKa = - লগ কা

= - লগ 3.63 x 10 ^-6

= 5.44

তথ্যসূত্র

1. রসায়ন LibreTexts। (SF)। পৃথকীকরণ ধ্রুবক. পুনরুদ্ধার: chem.libretexts.org থেকে
2. উইকিপিডিয়া। (2018)। পৃথকীকরণ ধ্রুবক. পুনরুদ্ধার: en.wikedia.org থেকে
3. হাইটেন, কেডাব্লু, ডেভিস, আরই, পেক, এলপি এবং স্ট্যানলি, জিজি রসায়ন। (২০০৮) অষ্টম সংস্করণ। কেনেজ লার্নিং।
4. সেগেল আইএইচ (1975)। জৈব রাসায়নিক গণনা। 2nd। সংস্করণ। জন উইলি অ্যান্ড সন্স কংগ্রেস।
5. কাবার ই। (2018)। কীভাবে অ্যাসিড আইওনাইজেশন কনস্ট্যান্ট গণনা করবেন। অধ্যয়ন. থেকে উদ্ধার: অধ্যয়ন.কম।