कैसे किसी सोल्युशन के कन्सेंट्रेशन की गणना करें

केमिस्ट्री में, सोल्युशन (solution) दो चीजों का होमोजीनस मिश्रण होता है – एक सोल्यूट (solute) और दूसरा साल्वेंट (solvent) जिसमें वह घुला होता है। कन्सेंट्रेशन (concentration) इस बात की माप होता है कि साल्वेंट में कितना सोल्यूट घुला हुआ है। वैसे तो किसी सोल्युशन के कन्सेंट्रेशन की गणना करने के बहुत सारे कारण होते हैं, परंतु इसमें जो केमिस्ट्री निहित है वह एक समान है चाहे आप किसी हॉट टब में क्लोरीन के लेवेल को टेस्ट कर रहे हों या फिर किसी ब्लड-सैंपल का लाइफ-सेविंग विश्लेषण कर रहे हों। यह गाइड आपको सोल्युशन-केमिस्ट्री के कुछ बेसिक फंडामेंटल्स सिखाएगा और उसके बाद इसके कामन प्रैक्टिकल ऐप्लीकेशन्स में से एक – ऐक्वेरियम-मेंटेनेंस के प्रोसेस की सैर कराएगा।

विधि 1

विधि 1 का 5:

कन्सेंट्रेशन के बेसिक्स को समझना

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शब्दावली को समझें: कन्सेंट्रेशन एक अनुपात/रेशियो होता है जो सम्पूर्ण मिश्रण की तुलना, उसमें घुले एक पदार्थ की मात्रा से करता है। उदाहरण के लिए, यदि आप किसी एक्सपेरिमेंट के लिए शुगर और विनेगर को मिश्रित करने की योजना बना रहे हैं, तो आपको मिश्रण में शुगर के कन्सेंट्रेशन की गणना करने की आवश्यकता पड़ेगी। केमिस्ट्री रिपोर्ट में, प्रत्येक घटक (ingredient) का विवरण कैसे दिया जाता है, यह नीचे बताया गया है:
- शुगर सोल्यूट है, जो वह पदार्थ है जिसे घोला जा रहा है। आप सोल्यूट का कन्सेंट्रेशन माप रहे हैं।
- विनेगर साल्वेंट है, जो वह पदार्थ है जिसमें आप कुछ घोल रहे हैं।
- उन्हें आपस में मिक्स करने के बाद आपको जो मिलता है वह सोल्युशन है। कन्सेंट्रेशन की गणना करने के लिए, आपको पूरे सोल्युशन की मात्रा जानने की जरूरत होगी।
- यदि आप भूल जाएँ कि कौन सोल्यूट है और कौन साल्वेंट, तो इस उदाहरण को याद रखें। Sugar और Solute दोनों में ही U लेटर होता है, जबकि Vinegar और Solvent दोनों में ही V लेटर होता है।
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कन्सेंट्रेशन कैसे लिखा जाता है, उसे सीखें: चूंकि, किसी भी पदार्थ की "मात्रा" को प्रदर्शित करने के विभिन्न तरीके हैं, उसी तरह से कन्सेंट्रेशन को लिखने के लिए एक से अधिक तरीके हैं। यहाँ सबसे कामन तरीके दिए गए हैं:^{[१]Xरिसर्च सोर्स}
- ग्राम्स प्रति लीटर (ग्रा/ली)। बस सोल्युशन के दिए गए वॉल्यूम में किसी सोल्यूट की घुली हुई ग्राम में मात्रा। अपने शुगर और विनेगर के उदाहरण के जैसे ही, आमतौर पर उन सोल्युशन्स के लिए प्रयोग किया जाता है, जो सॉलिड-सोल्यूट्स को लिक्विड-साल्वेंट्स में घोल कर बनाए गए होते हैं।
- मोलैरिटी (M) किसी सोल्युशन के वॉल्यूम द्वारा, एक सोल्यूट के मोल्स (moles) की संख्या में भाग देने पर प्राप्त भागफल। एक मोल (mole), एक इकाई होता है जिसे केमिस्ट्री में, किसी पदार्थ में परमाणुओं या अणुओं की संख्या को दर्शाने के लिए अक्सर इस्तेमाल किया जाता है।
- पार्ट्स पर मिलियन Parts per million (ppm.) सोल्युशन के एक मिलियन इकाइयों में प्राप्त एक सोल्यूट के इकाइयों की संख्या (आमतौर पर ग्राम्स या मिलीग्राम्स में)। इसे आमतौर पर बेहद डाइल्यूट (dilute) पानी के सोल्यूशन्स के लिए प्रयोग किया जाता है।
- पर्सेंट कंपोज़ीशन Percent composition। सोल्युशन के एक सौ पार्ट्स में, पाए गए सोल्यूट के पार्ट्स की संख्या (पुनः, आमतौर पर ग्राम्स में)। पर्सेंट सिंबल % का अर्थ है "100 में", तो आप फ्रैक्शन को आसानी से पर्सेंटेज के रूप में भी लिख सकते हैं।
- कन्सेंट्रेशन को प्रदर्शित करने के कुछ कम प्रयोग किए जाने वाले तरीकों में, पार्ट्स पर बिलियन (ppb), पर मिले (mille) कंपोज़ीशन और मोलैलिटी (molality) शामिल हैं।

विधि 2

विधि 2 का 5:

कन्सेंट्रेशन की गणना ग्राम्स प्रति लीटर में करना

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इस विधि को समझें: जब आप सॉलिड को लिक्विड में घोलते हैं और आप उन सोल्यूशन्स के बारे में बात करते हैं जो ह्यूमन स्केल मेजरमेंट्स को शामिल करते हैं, तब कन्सेंट्रेशन को मापने का यह एक लाभदायक तरीका होता है। यदि सोल्यूट की मात्रा एक ग्राम से बहुत ही कम हो, या साल्वेंट एक लीटर से बहुत ही कम हो, तो उपरोक्त के बजाय आप शायद अन्य तरीकों में से किसी एक का इस्तेमाल करना चाहेंगे।
- इक्जांपुल प्रोब्लेम Example problem: 2000 मिली पानी में 3 मिली टेबल साल्ट घोल कर बनाए गए सोल्युशन का कन्सेंट्रेशन (ग्राम्स प्रति लीटर में) ज्ञात करें। उत्तर को ग्राम्स/लीटर के रूप में लिखें।
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सोल्यूट के मेजरमेंट्स को ग्राम्स में कन्वर्ट करें: यदि आपके सोल्यूट If your solute (वह पदार्थ जिसे अपेक्षाकृत बड़े कंटेनर में घोला गया है) को पहले ही ग्राम्स में मेजर किया गया हो, तो अगले स्टेप पर बढ़ जाएँ। अन्यथा आपको इसे कन्वर्ट करने की जरूरत पड़ेगी। यदि आप कन्वर्ज़न रेट (conversion rate) को देखें, तो मास (mass) के अन्य इकाइयों (जैसे कि किलोग्राम) को कन्वर्ट करना आसान होना चाहिए, परंतु ऐसे वॉल्यूम यूनिट्स (जैसे कि लीटर) को कन्वर्ट करना ज्यादा जटिल होता है। प्रत्येक पदार्थ का एक घनत्व (density) होता है जो यह निर्धारित करता है कि एक निश्चित वॉल्यूम में कितना मास फिट हो सकता है। यह सुनिश्चित करने के बाद कि, आपकी इकाइयां मैच कर रही हैं, मेजरमेंट को ग्राम्स में प्राप्त करने के लिए, इस घनत्व को देखें और उसे अपने वॉल्यूम मेजरमेंट से गुणा करें।
- हमारे उदाहरण में, साल्ट ही सोल्यूट है। इसे वॉल्यूम के इकाई (मिली) में मेजर किया जाता है, इसलिए हमें इसे ग्राम्स में कन्वर्ट करने की आवश्यकता होगी।
- टेबल साल्ट का घनत्व 1.15 ग्राम/मिली होता है।^{[२]Xरिसर्च सोर्स} यदि इस जानकारी को प्रोब्लेम में शामिल नहीं किया गया तो आपको इसे अपने टेक्स्ट-बुक या केमिकल पदार्थों के डेटा-बेस में देखना पड़ेगा। हमें घनत्व को अपने द्वारा प्रयोग में लाए जा रहे इकाइयों (ग्राम्स प्रति मिली) में ज्ञात करना सुनिश्चित करने की आवश्यकता होगी या फिर इसे सही इकाइयों में कन्वर्ट करना पड़ेगा।
- साल्ट का मास 3 मिली में ज्ञात करने के लिए, गणना करें 3 मिली x (^{1.15 ग्राम्स} / _{1 मिली}) = 3.45 ग्राम्स साल्ट।
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साल्वेंट के मेजरमेंट्स को लीटर्स में कन्वर्ट करें: साल्वेंट को हमेशा वॉल्यूम के ऐसे इकाई में मेजर किया जाता है जिसका कन्वर्ज़न काफी आसान होता है। यदि यह पहले ही लीटर में लिखा हुआ है, तो अगले स्टेप पर बढ़ जाएँ।
- हमारे उदाहरण में, हमारे पास 2000 मिली पानी है। हमें इसे लीटर में कन्वर्ट करने की आवश्यकता होगी।
- एक लीटर में 1000 मिली होते हैं, तो इसे कन्वर्ट करें इस गणना के द्वारा (^{1 ली} / _{1000 मिली}) x (2000 मिली) = 2 लीटर पानी।
- नोट करें कि, हमने इस कनवर्ज़न को इसलिए किया है ताकि मिली इकाइयां कैंसिल हो जाएँ (एक टॉप पर, एक बाटम पर)। यदि हमने इस ऐसे लिखा होता ^{1000 मिली} / _{1 ली} x 2000 मिली, तो हमें एक अर्थहीन उत्तर प्राप्त होता।
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साल्वेंट को सोल्यूट से विभाजित करें: अब जबकि हमारे पास सोल्यूट का मेजरमेंट ग्राम में है और साल्वेंट का मेजरमेंट लीटर में है, तो कन्सेंट्रेशन की गणना ग्राम/लीटर में करना उतना ही आसान होगा जितना कि भाग देना:
- हमारे उदाहरण में, ^{3.45 ग्राम्स साल्ट} / _{2 लीटर पानी} = 1.725 ग्राम्स/ लीटर साल्ट कन्सेंट्रेशन।
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फार्मूला को सोल्यूट की बड़ी मात्रा के लिए ऐडजस्ट करें: तकनीकी रूप से, हमें सम्पूर्ण सोल्युशन अर्थात, साल्वेंट और सोल्यूट दोनों को जोड़कर, के कन्सेंट्रेशन की गणना करनी होगी। जब सॉलिड की एक अत्यंत छोटी मात्रा, लिक्विड की काफी बड़ी मात्रा में घोला गया हो, तो स्लोयुत की मात्रा से बमुश्किल कोई फर्क पड़ता है और आप सोल्यूट की मात्रा को इग्नोर करके, मात्र साल्वेंट की मात्रा को ही इस्तेमाल कर सकते हैं, जैसा हमने ऊपर किया है। यदि सोल्यूट की मात्रा इतनी पर्याप्त है कि जो वॉल्यूम को प्रत्यक्ष रूप से बदल सकता है, तो आपको फार्मूला को इस तरह बदलने की आवश्यकता होगी (सोल्यूट ग्राम में) / (सोल्यूट लीटर में + साल्वेंट लीटर में)।
- हमारे उदाहरण में, ^{3.45 ग्राम्स साल्ट} / (_{2 लीटर पानी} + 0.003 लीटर साल्ट) = 1.722 ग्राम/लीटर।
- इस उत्तर और पहले वाले उत्तर में अंतर 0.003 ग्राम/लीटर है। यह बहुत ही छोटा अंतर है, जो ज्यादा संभव है कि हमारे मेजरमेंट टूल्स की एक्युरेसी (accuracy) से भी छोटा है।

विधि 3

विधि 3 का 5:

कन्सेंट्रेशन की गणना पर्सेंटेज या पार्ट्स पर मिलियन के रूप में करना

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विधि को समझें: इस विधि का उपयोग तभी करें जब आपको "पर्सेंट कंपोज़ीशन" या "वेट (weight) पर्सेंट" ज्ञात करने के लिए कहा गया हो।^{[३]Xरिसर्च सोर्स} केमिस्ट्री में, ज़्यादातर आप किसी पदार्थ के मास में रुचि रखते हैं। एक बार जब आपको सोल्यूट और साल्वेंट के मासेज़ की जानकारी मिल जाती है, तो दोनों मात्राओं की तुलना करके, सोल्यूट का पर्सेंटेज ज्यादा आसानी से ज्ञात कर सकते हैं।
- इक्जाम्पुल प्रोब्लेम Example problem: 10 ग्राम्स चाकलेट पाउडर को 1.2 लीटर गरम पानी में घोला गया है। पहले इसकी गणना की जाए कि सोल्युशन का कितना पर्सेंटेज चाकलेट है। उसके बाद उत्तर को पार्ट्स पर मिलियन में लिखें।
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मेजरमेंट को ग्राम्स में कन्वर्ट करें: यदि आपको कोई ऐसा मेजरमेंट्स दिए गए हैं, जो वॉल्यूम मेजरमेंट्स (जैसे कि लीटर या मिली-लीटर) में लिखे गए हैं, तो आपको उन्हें मास के इकाइयों: ग्राम्स में कन्वर्ट करना पड़ेगा। चूंकि, प्रत्येक पदार्थ का एक निश्चित घनत्व (मास प्रति वॉल्यूम) होता है, इसलिए आपको ऐसा कर पाने से पहले पदार्थ के विशिष्ट गुणों को ज्ञात करना होगा:
- अपने टेक्स्ट-बुक में या ऑनलाइन, पदार्थ का घनत्व ढूंढें। यदि पहले ही न किया जा चुका हो, तो घनत्व को कन्वर्ट करके ग्राम्स प्रति (प्रोब्लेम में प्रयुक्त वाल्यूम की इकाई) में लिखें। घनत्व को वस्तु के वाल्यूम से गुणा आपको ग्राम्स में मास ज्ञात हो जाएगा।
- उदाहरण: आपके पास 1.2 लीटर पानी है। पानी का घनत्व 1000 ग्राम्स प्रति लीटर होता है, तो गणना करें (^{1000 g} / _{1 L}) x 1.2 L = 1200 ग्राम्स।
- चूंकि, हमारा सोल्यूट चाकलेट को पहले ही ग्राम्स में मापा जा चुका है इसलिए, हमें इसे कन्वर्ट करने की आवश्यकता नहीं होगी।
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पर्सेंटेज कंपोज़ीशन की गणना करें: एक बार जब आप सोल्यूट और साल्वेंट का मास, ग्राम्स में प्राप्त कर लेते हैं, तो इस फार्मूले का प्रयोग करके पर्सेंट कंपोज़ीशन की गणना करें: (^{ग्राम्स सोल्यूट (ग्राम्स में)} / (_{ग्राम्स सोल्यूट + ग्राम्स साल्वेंट})) x 100।
- हमारे पास 10 ग्राम्स चाकलेट है और हमने ज्ञात किया है कि पानी की मात्रा 1200 ग्राम्स है। सम्पूर्ण विलयन (सोल्यूट + साल्वेंट) का मास 10 + 1200 = 1210 ग्राम्स होगा।
- सम्पूर्ण विलयन में चाकलेट का कन्सेंट्रेशन = ^{(10 ग्राम्स चाकलेट)} / _{(1210 ग्राम्स सोल्युशन)} = 0.00826
- पर्सेंटेज प्राप्त करने के लिए, इसे 100 से गुणा करें: 0.00826 x 100 = 0.826, तो मिश्रण 0.826% चाकलेट है।
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पार्ट्स पर मिलियन की गणना करें: जैसे पर्सेंटेज वास्तव में "पार्ट्स पर हंड्रेड (hundred)" होता है उसी तरीके से पार्ट्स पर मिलियन की भी गणना की जाटी है। फॉर्मूला ये है (^{ग्राम्स सोल्यूट (ग्रा में)} / (_{ग्राम्स ग्राम्स सोल्यूट + ग्राम्स साल्वेंट})) x 1,000,000। साइंटिफिक नोटेशन में, इसे ऐसे लिखते हैं (^{ग्राम्स सोल्यूट (ग्रा में)} / (_{ग्राम्स ग्राम्स सोल्यूट + ग्राम्स साल्वेंट})) x 10⁶।
- हमारे उदाहरण में, ^{(10 ग्राम्स चाकलेट)} / _{(1210 ग्राम्स सोल्युशन)} = 0.00826।
- 0.00826 x 10⁶ = 8260 पार्ट्स पर मिलियन चाकलेट।
- सामान्यतया, पार्ट्स पर मिलियन का उपयोग बहुत छोटे कन्सेन्ट्रेशंस को मेजर करने के लिए किया जाता है, क्योंकि उन्हें पर्सेंटेज के रूप में लिखना कम सुविधाजनक होता है। हम यहाँ बस, सुविधा के लिए उसी उदाहरण का उपयोग कर रहे हैं।

विधि 4

विधि 4 का 5:

मोलैरिटी की गणना करना

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जानें कि इस विधि के लिए आपको किसकी आवश्यकता है: मोलैरिटी के लिए आपको यह जानना होता है कि आपके सोल्यूट के कितने मोल्स हैं, परंतु यदि आप अपने सोल्यूट का मास और उसका केमिकल फार्मूला ज्ञात हो तो आप इन्हें गणना के द्वारा ज्ञात कर सकते हैं। यदि आपके पास ये सारी जानकारी उपलब्ध न हो या आपको केमिस्ट्री के संदर्भ में "मोल" का कन्सेप्ट न पढ़ाया गया हो, तो इसके बजाय किसी अन्य विधि का प्रयोग करें।
- इक्जाम्पुल प्रोब्लेम: 25 ग्राम्स पोटैशियम हाइड्राक्साइड को 400 मिली पानी में घोलकर बनाए गए सोल्युशन की मोलैरिटी क्या होगी?
- यदि सोल्यूट को ग्राम्स के बजाय किसी अन्य इकाई में मेजर किया गया हो, तो पहले आपको उसे ग्राम्स में कन्वर्ट करना पड़ेगा।
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सोल्यूट के मोलर मास की गणना करें: प्रत्येक केमिकल एलीमेंट का एक ज्ञात "मोलर मास" (MM) होता है, जो उस एलीमेंट के एक मोल में निहित मास होता है। इन मोलर मासेज का मान वही होता है जो एटामिक मास के रूप पीरियाडिक टेबल में, प्रत्येक एलीमेंट के नाम और केमिकल सिंबल के नीचे डिस्प्ले किए गए होते हैं। सोल्यूट का मोलर मास निकालने के लिए बस, उसके कांपोनेंट एलीमेंट्स के मोलर मासेज को जोड़ दें।
- हमारे उदाहरण में, पोटैशियम हाइड्राक्साइड को सोल्यूट के रूप में लिया गया है। अपने टेक्स्ट-बुक या ऑनलाइन केमिकल फार्मूला डेटा-बेस में इस पदार्थ का केमिकल फार्मूला: KOH देखें।
- एक पीरियाडिक टेबल का प्रयोग करें या online resource पर जाकर एलीमेंट का एटामिक मास देखें: K = 39.0, O = 16.0, H = 1.0.
- इन एटामिक मासेज को जोड़ें और मोलर मास प्राप्त करने के लिए उसके आगे "ग्राम्स/मोल" लिखें। 39 + 16 + 1 = 56 ग्राम्स/मोल।
- उन मालीक्यूल्स (molecules) के लिए जिनमें उसी ऐटम की एक से अधिक संख्या हो, हर ऐटम के लिए एक-एक बार एटामिक मास को जोड़ें। उदाहरण के लिए, H₂O का मोलर मास 1 + 1 + 16 = 18 ग्राम्स/मोल होगा।
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मोल्स में सोल्यूट की मात्रा की गणना करें: एक बार आपको जब मोलर मास मिल जाता है, तो आप ग्राम्स और मोल्स के बीच में कन्वर्ट कर सकते हैं। सोल्यूट की ग्राम्स में मात्रा आप पहले से ही जानते हैं, उत्तर को मोल्स में प्राप्त करने के लिए कन्वर्ट करने के लिए गणना करें (सोल्यूट का मास ग्राम्स में) x (¹ / _{मोलर मास})।
- हमारे उदाहरण में, चूंकि हमारे पास 25 ग्राम्स पदार्थ है जिसका मोलर मास 56 ग्राम्स/मोल है, हम गणना करते हैं कि 25 ग्रा x (¹ / _{56 ग्रा/मोल}) = हमारे सोल्युशन में लगभग 0.45 मोल्स KOH है।
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मोलैरिटी ज्ञात करने के लिए सोल्यूशन के लीटर में माप से विभाजित करें: सोल्यूट के मोल्स और सोल्यूशन के लीटर में मान के अनुपात (रेशियो) को मोलैरिटी कहते हैं। यदि आवश्यक हो तो सोल्युशन के वाल्यूम की माप को लीटर में बदलें और उसके बाद गणना करें।
- हमारे उदाहरण में, हमारे पास 400 मिली पानी है, जिसे हम 0.4 लीटर्स में कन्वर्ट कर सकते हैं।
- सोल्युशन में KOH की मोलैरिटी^{0.45 मोल} / _{0.4 ली} = 1.125 M (मोलैरिटी) है। (यदि आप कैलकुलेटर का प्रयोग करें और फाइनल स्टेप आने तक किसी भी संख्या को राउंड न करें तो आपको थोड़ा सा ज्यादा सटीक उत्तर पा जाएंगे।)
- आप सोल्यूट के वाल्यूम को छोड़ भी सकते हैं क्योंकि, उससे कुछ खास अंतर नहीं पड़ता है। हाँ, यदि आप इतनी मात्रा में सोल्यूट मिला रहे हैं जो प्रत्यक्ष रूप से वाल्यूम को बदल रहा हो, तो आप साल्वेंट के बजाय सोल्युशन के वाल्यूम को मेजर करके उसका उपयोग करें।

विधि 5

विधि 5 का 5:

कन्सेंट्रेशन की गणना के लिए टाइट्रेशन करना

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जानें कि टाइट्रेशन करना का उचित होता है: टाइट्रेशन एक ऐसी तकनीक है जिसका उपयोग केमिस्ट्स, सोल्युशन में उपस्थित सोल्यूट की मात्रा की गणना करने के लिए करते हैं। टाइट्रेशन करने के लिए, आप सोल्यूट और किसी अन्य रिऐक्टेंट (आमतौर पर वह भी लिक्विड सोल्युशन में घुला होता है) के बीच एक केमिकल रिऐक्शन करवाते हैं। चूंकि, आप सेकेंड रिऐक्टेंट की मात्रा शुद्धता से जानते है और उसके और सोल्यूट के बीच रिऐक्शन का केमिकल इक्वेशन भी जानते हैं इसलिए, सोल्यूट के साथ रिऐक्शन समाप्त होने से पहले आप द्वारा रिऐक्टेंट की मिलाई जाने वाली मात्रा को मेजर करके, आप सोल्यूट के मात्रा की गणना कर सकते हैं।
- इस प्रकार, जब आप न जानते हों कि शुरुआत में कितना सोल्यूट मिलाया गया था, तो किसी सोल्युशन के कन्सेंट्रेशन की गणना करने के लिए टाइट्रेशन बहुत उपयोगी हो सकता है।
- यदि आपको पहले से ही यह पता हो कि सोल्युशन में सोल्यूट की कितनी मात्रा घुली हुई है, तो आपको टाइट्रेशन करने की कोई आवश्यकता नहीं होगी, केवल आपको सोल्युशन के वाल्यूम को मेजर करना होगा और पार्ट-वन की तरह ही कन्सेंट्रेशन की गणना करनी होगी।
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अपने टाइट्रेशन इक्विपमेंट को सेट-अप करें: एकुरेट टाइट्रेशन्स के लिए क्लीन, प्रेसाइज़ और प्रोफेशनल-ग्रेड केमिकल इक्विपमेंट की आवश्यकता होती है। एक टाइट्रेशन एरिया सेट-अप करें जहां, ब्यूरेट-स्टैंड में फिक्स एक कैलिब्रेटेड ब्यूरेट के नीचे एक एर्लेन्मेयर (Erlenmeyer) फ्लास्क या बीकर रखा हो। ब्यूरेट का टिप फ्लास्क या बीकर के नेक के अंदर होना चाहिए परंतु बिना उसे किसी भी तरफ से स्पर्श किए।
- सुनिश्चित करें कि सभी उपकरण पहले से ही साफ किए हुए, डी-आयोनाइज्ड पानी से धुले हुए तथा सुखा लिए गए हैं।
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अपने फ्लास्क और ब्यूरेट को भरें: अपने अज्ञात कन्सेंट्रेशन वाले सोल्युशन की एक छोटी सी मात्रा को शुद्धता के साथ मेजर करें। जब आपका सोल्यूट घुलता है, तो यह सोल्युशन में बराबरी से घुल जाता है, ताकि इस छोटे से सैम्पल का कन्सेंट्रेशन वही हो जो ओरिजिनल का है। अब ब्यूरेट में उस ज्ञात कन्सेंट्रेशन वाले सोल्यूशन को भरें जो आपके सोल्युशन से रिऐक्ट करेगा। ब्यूरेट में भरे गए सोल्युशन का वॉल्यूम शुद्धता से रिकार्ड करें – बाद में आप फाइनल वॉल्यूम को इसमें से घटाकर रिऐक्शन में इस्तेमाल हुए सोल्युशन का टोटल वॉल्यूम ज्ञात करेंगे।
- नोट करें: यदि ब्यूरेट में उपस्थित सोल्युशन और फ्लास्क में उपस्थित अज्ञात कन्सेंट्रेशन वाले सोल्यूट के बीच के रिऐक्शन कोई दिखाने वाला साइन नहीं दिखता है, तो आपको फलास्क में एक इंडिकेटर डालने की आवश्यता होगी। केमिस्ट्री में, इंडिकेटर्स वे केमिकल्स होते हैं जो रिऐक्शन के एक्विवैलेंस प्वाइंट या एंड प्वाइंट पर पहुँचने पर, सोल्युशन में दिखाई देने वाला साइन उत्पन्न करते हैं। आमतौर पर इंडिकेटर्स का प्रयोग उन टाइट्रेशन्स के लिए किया जाता है, जिनमें एसिड-बेस या रिडाक्स रिऐक्शन्स होते हैं, परंतु अन्य इंडिकेटर्स की बहुत सारी वेराइटीज़ भी उपलब्ध हैं। अपने रिऐक्शन के लिए किसी उपयुक्त इंडिकेटर को प्राप्त करने के लिए केमिस्ट्री की टेक्स्टबुक या किसी ऑनलाइन गाइड को कंसल्ट करें।
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टाइट्रेशन शुरू करें: ब्यूरेट में भरे सोल्युशन ("टाइट्रेन्ट" कहलाता है) को फलास्क में धीरे-धीरे डालें। रिऐक्शन होने के दौरान सोल्युशन को एक मैग्नेटिक स्टरर (stirrer) या एक ग्लास रॉड की सहायता से धीरे-धीरे मिलाएँ। यदि आपके सोल्यूशन्स का रिऐक्शन दिखता है तो उसके साइन जैसे कि, कलर में बदलाव, बबल्स का बनना, किसी प्रोडक्ट का बनना आदि, को आपको देखना चाहिए। यदि आप इंडिकेटर का प्रयोग कर रहे हैं, तो ब्यूरेट से फ्लास्क में जाने वाले प्रत्येक बूंद के साथ आपको कलर की झलक दिखाई पड़ सकती है।
- यदि आपके रिऐक्शन के फलस्वरूप पीएच (pH) या पोटेन्शियल में परिवारतन होता है, तो रिऐक्शन के प्रोग्रेस को मॉनीटर करने के लिए आप फ्लास्क में एक पीएच-रीडर या पोटेन्शिओमीटर्स इन्सर्ट कर सकते हैं।
- ज्यादा सटीक टाइट्रेशन के लिए, टाइट्रेन्ट की छोटी मात्रा मिलाने के बाद रीडिंग को रिकार्ड करते हुए, उपरोक्तानुसार पीएच या पोटेन्शियल को मॉनीटर करें। रिऐक्शन के एक्विवैलेंस प्वाइंट्स पर आपको कर्व (curve) के स्लोप slope) में शार्प बदलाव दिखेगा।
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टाइट्रेशन को धीमा कर दें: जब आपका रिऐक्शन एंड-प्वाइंट की ओर बढ़ने लगे, तब अपने टाइट्रेशन को इतना धीमा कर दें, कि ब्यूरेट में भरा सोल्युशन, बूंद-बूंद करके फ्लास्क में गिरने लगे। या आप किसी इंडिकेटर का प्रयोग कर रहे हों, तो आपको उसके द्वारा उत्पन्न कलर की झलक ज्यादा देर तक देखने को मिलेगी। आप यथासंभव धीमी गति से तब तक आगे बढ़ते रहें, जब तक आप उस अंतिम बूंद को न पा लें जिससे आपका रिऐक्शन एंड-प्वाइट पर पहुंचेगा। इंडिकेटर्स के लिए, आप सामान्यतया अपने रिऐक्शन में, कलर में शीघ्रतम संभव स्थायी बदलाव को देखेंगे।
- अपने ब्यूरेट में अंतिम वाल्यूम को रिकार्ड करें: इसे ब्यूरेट के में सोल्युशन के शुरुआती वाल्यूम में से घटाकर आप उपयोग हुए टाइट्रेंट के शुद्ध वाल्यूम को ज्ञात कर पाएंगे।
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अपने सोल्युशन में सोल्यूट की मात्रा की गणना करें: फ्लास्क में सोल्यूट के मोल्स को ज्ञात करने के लिए, आपके टाइट्रेन्ट और आपके सोल्युशन के बीच के रिऐक्शन का केमिकल इक्वेशन का उपयोग करें। एक बार जब आप सोल्यूट के मोल्स को ज्ञात कर लेते हैं उसके बाद सोल्युशन की मोलैरिटी ज्ञात करने के लिए आप बस फ्लास्क में स्थित सोल्युशन के वाल्यूम से भाग दे सकते हैं या कन्सेंट्रेशन को ग्राम्स/लीटर में ज्ञात करने के लिए मोल्स को ग्राम्स में कन्वर्ट करके उसमें सोल्युशन के वाल्यूम से भाग दें। इसके लिए स्टायोकियोमेट्री (Stoichiometry) के बेसिक समझ की आवश्यकता होगी।
- उदाहरण के लिए, हम मान लेते हैं कि हमने HCl और पानी के सोल्यूशन के टाइट्रेशन के इक्वेलेंस प्वाइंट तक 25 मिली .5 M NaOH का इस्तेमाल किया। टाइट्रेशन से पहले HCl सोल्युशन का वाल्यूम 60 मिली था। हमारे सोल्युशन में HCl के कितने मोल्स हैं?
- शुरू करने के लिए आइए हम NaOH और HCl के रिऐक्शन के लिए केमिकल इक्वेशन को देखें: NaOH + HCl > H₂O + NaCl
- इस मामले में NaOH का एक अणु (molecule) HCl के एक अणु से रिऐक्शन करके उत्पाद (पानी और NaCl) बनाता है। चूंकि, आपने पूरे HCl को उदासीन करने के लिए, NaOH की सिर्फ पर्याप्त मात्रा ही मिलाई थी इसलिए, इस्तेमाल हुए NaOH के मोल्स की संख्या, फ्लास्क में HCl के मोल्स के संख्या के बराबर होगी।
- अब आइए हम NaOH की मात्रा मोल्स में ज्ञात करें। 25 मिली NaOH = .025 ली NaOH x (.5 मोल्स NaOH/1 ली) = .0125 मोल्स NaOH.
- चूंकि हमने रिऐक्शन के समीकरण से यह निष्कर्ष निकाला है कि इस्तेमाल हुए NaOH के मोल्स = सोल्युशन में HCl के मोल्स, हम जानते हैं कि सोल्युशन में .0125 मोल्स HCl है।
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अपने सोल्युशन के कन्सेंट्रेशन की गणना करें: अब जबकि आपको अपने सोल्युशन में सोल्यूट की मात्रा का पता चल गया है, तो आपके लिए मोलैरिटी में कन्सेंट्रेशन की गणना करना आसान होगा। बस अपने सोल्युशन में उपस्थित सोल्यूट की मात्रा में, अपने सैंपल-सोल्युशन के वाल्यूम से भाग दें (उस पूरे स्रोत का वाल्यूम नहीं जिसमें से आपने सैंपल लिया है)। जो उत्तर आएगा वह आपके सोल्युशन की मोलैरिटी होगी।
- उपरोक्त उदाहरण में मोलैरिटी ज्ञात करने के लिए बस HCl के मोल्स में फ्लास्क में उपस्थित वाल्यूम से भाग दें। .0125 मोल्स HCl x (1/.060 लीटर ) = .208 M HCl।
- मोलैरिटी को ग्राम्स/लीटर में कन्वर्ट करने के लिए, आपको अपने सोल्यूट के मोल्स को मास (अपने सोल्यूट कंपाउंड के मोलर मास का प्रयोग करते हुए) में कन्वर्ट करने की आवश्यकता होगी। पीपीएम या प्रतिशत कंपोज़ीशन के लिए आपको अपने सोल्युशन के वाल्यूम को मास (अपने सोल्यूट कंपाउंड के मोलर मास का प्रयोग करते हुए एक कनवर्ज़न फैक्टर का प्रयोग करते हुए जैसे कि, घनत्व या सिर्फ उसका वज़न लेकर) में कन्वर्ट करने की भी आवश्यकता होगी और उसके बाद मिले परिणाम को क्रमशः 10⁶ या 10²से गुणा करना होगा।

सलाह

यद्यपि, अलग-अलग रहने पर सोल्यूट और साल्वेंट के स्टेट्स ऑफ मैटर अलग-अलग (सॉलिड, लिक्विड या गैस) हो सकते हैं, परंतु साल्वेंट द्वारा सोल्यूट को अपने अंदर घोलने के बाद बने सोल्युशन का स्टेट ऑफ मैटर वही होता है जो साल्वेंट का था।
टाइट्रेशन के लिए, केवल पारदर्शी प्लास्टिक या काँच के उपकरणों का प्रयोग करें।

चेतावनी

टाइट्रेशन करते समय गॉगल्स और ग्लव्ज़ पहनें।
किसी भी स्ट्रॉंग एसिड के साथ कार्य करते समय सावधान रहें। किसी फ्यूम-हुड के नीचे या बाहर ताजी हवा में काम करें।