विलेयता साम्य: Difference between revisions
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घुलनशीलता संतुलन प्रकार का [[गतिशील संतुलन]] है जो तब | घुलनशीलता संतुलन प्रकार का [[गतिशील संतुलन]] है जो तब उपस्थित होता है जब ठोस अवस्था में [[रासायनिक यौगिक]] उस यौगिक के [[समाधान (रसायन विज्ञान)]] के साथ [[रासायनिक संतुलन]] में होता है। पृथक्करण के साथ, या समाधान के किसी अन्य घटक जैसे अम्ल या क्षार के साथ रासायनिक प्रतिक्रिया के साथ ठोस अपरिवर्तित हो सकता है। प्रत्येक घुलनशीलता संतुलन को तापमान-निर्भर ''घुलनशीलता उत्पाद'' द्वारा चित्रित किया जाता है जो संतुलन स्थिरांक की तरह कार्य करता है। घुलनशीलता संतुलन दवा, पर्यावरण और अनेक अन्य परिदृश्यों में महत्वपूर्ण हैं। | ||
== परिभाषाएँ == | == परिभाषाएँ == | ||
[[घुलनशीलता]] संतुलन तब उपस्थित होता है जब ठोस अवस्था में रासायनिक यौगिक यौगिक युक्त समाधान (रसायन विज्ञान) के साथ रासायनिक संतुलन में होता है। इस प्रकार का संतुलन गतिशील संतुलन का उदाहरण है जिसमें कुछ भिन्न -भिन्न अणु ठोस और समाधान चरणों के मध्य माइग्रेट करते हैं जैसे कि [[विघटन (रसायन विज्ञान)]] और [[वर्षा (रसायन विज्ञान)]] की दर दूसरे के बराबर होती है। जब संतुलन स्थापित हो जाता है और ठोस पूरी तरह से भंग नहीं होता है, तो समाधान को संतृप्त कहा जाता है। संतृप्त विलयन में विलेय की सांद्रता को विलेयता के रूप में जाना जाता है। विलेयता की इकाइयां दाढ़ हो सकती हैं (mol dm<sup>-3</sup>) या द्रव्यमान प्रति इकाई आयतन के रूप में व्यक्त किया जाता है, जैसे μg mL<sup>-1</sup>. घुलनशीलता तापमान पर निर्भर है। घुलनशीलता की तुलना में विलेय की उच्च सांद्रता वाले विलयन को अधिसंतृप्ति कहा जाता है। [[अतिसंतृप्ति]] घोल को बीज के अलावा संतुलन में आने के लिए प्रेरित किया जा सकता है जो विलेय का छोटा क्रिस्टल या छोटा ठोस कण हो सकता है, जो वर्षा की शुरुआत करता है। | |||
घुलनशीलता संतुलन के तीन मुख्य प्रकार हैं। | घुलनशीलता संतुलन के तीन मुख्य प्रकार हैं। | ||
# सरल विघटन। | # सरल विघटन। | ||
# पृथक्करण प्रतिक्रिया के साथ विघटन। यह [[लवण]] की विशेषता है। इस मामले में संतुलन स्थिरांक को घुलनशीलता उत्पाद के रूप में जाना जाता है। | # पृथक्करण प्रतिक्रिया के साथ विघटन। यह [[लवण]] की विशेषता है। इस मामले में संतुलन स्थिरांक को घुलनशीलता उत्पाद के रूप में जाना जाता है। | ||
# आयनीकरण प्रतिक्रिया के साथ विघटन। यह | # आयनीकरण प्रतिक्रिया के साथ विघटन। यह भिन्न -भिन्न [[पीएच]] के जलीय मीडिया में कमजोर अम्ल या [[कमजोर आधार]]ों के विघटन की विशेषता है। | ||
प्रत्येक मामले में संतुलन स्थिरांक को [[गतिविधि (रसायन विज्ञान)]] के भागफल के रूप में निर्दिष्ट किया जा सकता है। यह संतुलन स्थिरांक विमाहीन है क्योंकि गतिविधि विमाहीन मात्रा है। हालांकि, गतिविधियों का उपयोग बहुत असुविधाजनक है, इसलिए संतुलन स्थिरांक को आमतौर पर गतिविधि गुणांक के भागफल से विभाजित किया जाता है, ताकि सांद्रता का भागफल बन सके। विवरण के लिए इक्विलिब्रियम केमिस्ट्री#इक्विलिब्रियम स्थिरांक देखें। इसके अलावा, ठोस की गतिविधि, परिभाषा के अनुसार, 1 के बराबर होती है, इसलिए इसे परिभाषित अभिव्यक्ति से हटा दिया जाता है। | प्रत्येक मामले में संतुलन स्थिरांक को [[गतिविधि (रसायन विज्ञान)]] के भागफल के रूप में निर्दिष्ट किया जा सकता है। यह संतुलन स्थिरांक विमाहीन है क्योंकि गतिविधि विमाहीन मात्रा है। हालांकि, गतिविधियों का उपयोग बहुत असुविधाजनक है, इसलिए संतुलन स्थिरांक को आमतौर पर गतिविधि गुणांक के भागफल से विभाजित किया जाता है, ताकि सांद्रता का भागफल बन सके। विवरण के लिए इक्विलिब्रियम केमिस्ट्री#इक्विलिब्रियम स्थिरांक देखें। इसके अलावा, ठोस की गतिविधि, परिभाषा के अनुसार, 1 के बराबर होती है, इसलिए इसे परिभाषित अभिव्यक्ति से हटा दिया जाता है। | ||
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=== तापमान प्रभाव === | === तापमान प्रभाव === | ||
[[File:SolubilityVsTemperature.png|thumb|300px]]घुलनशीलता [[तापमान]] में परिवर्तन के प्रति संवेदनशील है। उदाहरण के लिए, चीनी ठंडे पानी की तुलना में गर्म पानी में अधिक घुलनशील होती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि घुलनशीलता उत्पाद, जैसे अन्य प्रकार के संतुलन स्थिरांक, तापमान के कार्य होते हैं। ले चेटेलियर के सिद्धांत के अनुसार, जब विघटन प्रक्रिया [[एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया]] (गर्मी अवशोषित होती है) होती है, तो बढ़ते तापमान के साथ घुलनशीलता बढ़ जाती है। यह प्रभाव [[पुनर्संरचना (रसायन विज्ञान)]] की प्रक्रिया का आधार है, जिसका उपयोग रासायनिक यौगिक को शुद्ध करने के लिए किया जा सकता है। जब विघटन [[ एक्ज़ोथिर्मिक ]] होता है (गर्मी जारी होती है) बढ़ते तापमान के साथ घुलनशीलता कम हो जाती है।<ref name="pauling450">{{cite book|author-link=Linus Pauling| last=Pauling|first= Linus| title=सामान्य रसायन शास्त्र|publisher= Dover Publishing |date= 1970 |page=450}}</ref> [[सोडियम सल्फेट]] लगभग 32.4 °C से नीचे के तापमान के साथ बढ़ती घुलनशीलता दिखाता है, लेकिन उच्च तापमान पर घटती घुलनशीलता।<ref>{{cite book|first1 = W.F.|last1 = Linke|first2=A.|last2= Seidell |title = अकार्बनिक और धातु कार्बनिक यौगिकों की घुलनशीलता|edition = 4th |publisher = Van Nostrand|year = 1965| isbn = 0-8412-0097-1}}</ref> ऐसा इसलिए है क्योंकि ठोस चरण डिकाहाइड्रेट है ({{Chem|Na|2|S|O|4|·10H|2|O}}) संक्रमण तापमान के नीचे, लेकिन उस तापमान के ऊपर | [[File:SolubilityVsTemperature.png|thumb|300px]]घुलनशीलता [[तापमान]] में परिवर्तन के प्रति संवेदनशील है। उदाहरण के लिए, चीनी ठंडे पानी की तुलना में गर्म पानी में अधिक घुलनशील होती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि घुलनशीलता उत्पाद, जैसे अन्य प्रकार के संतुलन स्थिरांक, तापमान के कार्य होते हैं। ले चेटेलियर के सिद्धांत के अनुसार, जब विघटन प्रक्रिया [[एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया]] (गर्मी अवशोषित होती है) होती है, तो बढ़ते तापमान के साथ घुलनशीलता बढ़ जाती है। यह प्रभाव [[पुनर्संरचना (रसायन विज्ञान)]] की प्रक्रिया का आधार है, जिसका उपयोग रासायनिक यौगिक को शुद्ध करने के लिए किया जा सकता है। जब विघटन [[ एक्ज़ोथिर्मिक ]] होता है (गर्मी जारी होती है) बढ़ते तापमान के साथ घुलनशीलता कम हो जाती है।<ref name="pauling450">{{cite book|author-link=Linus Pauling| last=Pauling|first= Linus| title=सामान्य रसायन शास्त्र|publisher= Dover Publishing |date= 1970 |page=450}}</ref> [[सोडियम सल्फेट]] लगभग 32.4 °C से नीचे के तापमान के साथ बढ़ती घुलनशीलता दिखाता है, लेकिन उच्च तापमान पर घटती घुलनशीलता।<ref>{{cite book|first1 = W.F.|last1 = Linke|first2=A.|last2= Seidell |title = अकार्बनिक और धातु कार्बनिक यौगिकों की घुलनशीलता|edition = 4th |publisher = Van Nostrand|year = 1965| isbn = 0-8412-0097-1}}</ref> ऐसा इसलिए है क्योंकि ठोस चरण डिकाहाइड्रेट है ({{Chem|Na|2|S|O|4|·10H|2|O}}) संक्रमण तापमान के नीचे, लेकिन उस तापमान के ऊपर भिन्न हाइड्रेट। | ||
एक आदर्श समाधान (कम घुलनशीलता वाले पदार्थों के लिए प्राप्त) के लिए घुलनशीलता के तापमान पर निर्भरता निम्नलिखित अभिव्यक्ति द्वारा दी जाती है जिसमें पिघलने की तापीय धारिता होती है, Δ<sub>''m''</sub>एच, और तिल अंश <math>x_i</math> संतृप्ति पर विलेय का: | एक आदर्श समाधान (कम घुलनशीलता वाले पदार्थों के लिए प्राप्त) के लिए घुलनशीलता के तापमान पर निर्भरता निम्नलिखित अभिव्यक्ति द्वारा दी जाती है जिसमें पिघलने की तापीय धारिता होती है, Δ<sub>''m''</sub>एच, और तिल अंश <math>x_i</math> संतृप्ति पर विलेय का: | ||
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=== [[आम-आयन प्रभाव]] === | === [[आम-आयन प्रभाव]] === | ||
आम-आयन प्रभाव नमक की घटी हुई घुलनशीलता का प्रभाव है, जब अन्य नमक जिसमें आयन होता है, वह भी | आम-आयन प्रभाव नमक की घटी हुई घुलनशीलता का प्रभाव है, जब अन्य नमक जिसमें आयन होता है, वह भी उपस्थित होता है। उदाहरण के लिए, [[सिल्वर क्लोराइड]], AgCl की घुलनशीलता कम हो जाती है, जब सोडियम क्लोराइड, सामान्य आयन क्लोराइड का स्रोत, पानी में AgCl के निलंबन में जोड़ा जाता है।<ref>{{Housecroft3rd}} Section 6.10.</ref> | ||
<math display="block">\mathrm{AgCl(s) \leftrightharpoons Ag^+ (aq) + Cl^- (aq) }</math> | <math display="block">\mathrm{AgCl(s) \leftrightharpoons Ag^+ (aq) + Cl^- (aq) }</math> | ||
सामान्य आयन की अनुपस्थिति में विलेयता, S, की गणना निम्नानुसार की जा सकती है। सांद्रता [एजी<sup>+</sup>] और [सीएल<sup>−</sup>] बराबर हैं क्योंकि AgCl का मोल Ag के मोल में वियोजित हो जाएगा<sup>+</sup> और Cl का मोल<sup>-</सुप>. [एजी की एकाग्रता दें<sup>+</sup>(aq)] को x से प्रदर्शित करें। तब | सामान्य आयन की अनुपस्थिति में विलेयता, S, की गणना निम्नानुसार की जा सकती है। सांद्रता [एजी<sup>+</sup>] और [सीएल<sup>−</sup>] बराबर हैं क्योंकि AgCl का मोल Ag के मोल में वियोजित हो जाएगा<sup>+</sup> और Cl का मोल<sup>-</सुप>. [एजी की एकाग्रता दें<sup>+</sup>(aq)] को x से प्रदर्शित करें। तब | ||
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K<sub>sp</sub> के लिए AgCl के बराबर है {{val|1.77|e=-10|u=mol<sup>2</sup> dm<sup>−6</sup>}} 25 डिग्री सेल्सियस पर, तो घुलनशीलता है {{val|1.33|e=-5|u=mol dm<sup>−3</sup>}}. | K<sub>sp</sub> के लिए AgCl के बराबर है {{val|1.77|e=-10|u=mol<sup>2</sup> dm<sup>−6</sup>}} 25 डिग्री सेल्सियस पर, तो घुलनशीलता है {{val|1.33|e=-5|u=mol dm<sup>−3</sup>}}. | ||
अब मान लीजिए कि 0.01 mol dm की सांद्रता पर सोडियम क्लोराइड भी | अब मान लीजिए कि 0.01 mol dm की सांद्रता पर सोडियम क्लोराइड भी उपस्थित है<sup>−3</sup> = 0.01 M. सोडियम आयनों के किसी भी संभावित प्रभाव को नज़रअंदाज़ करके विलेयता की अब गणना की जाती है | ||
<math display="block">K_\mathrm{sp}=\mathrm{[Ag^+][Cl^-]}=x(0.01 \,\text{M} + x)</math> | <math display="block">K_\mathrm{sp}=\mathrm{[Ag^+][Cl^-]}=x(0.01 \,\text{M} + x)</math> | ||
यह x में द्विघात समीकरण है, जो विलेयता के बराबर भी है। | यह x में द्विघात समीकरण है, जो विलेयता के बराबर भी है। | ||
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=== नमक प्रभाव === | === नमक प्रभाव === | ||
नमक प्रभाव<ref>{{VogelQuantitative}} Section 2.14</ref> ([[ में नमकीन बनाना ]] एंड [[अलग कर रहा है]]) इस तथ्य को संदर्भित करता है कि नमक की उपस्थिति जिसका विलेय के साथ [[सामान्य आयन प्रभाव]] होता है, का समाधान की आयनिक शक्ति पर प्रभाव पड़ता है और इसलिए [[गतिविधि गुणांक]] पर, ताकि संतुलन स्थिरांक व्यक्त किया जा सके एकाग्रता भागफल के रूप में, बदलता है। | नमक प्रभाव<ref>{{VogelQuantitative}} Section 2.14</ref> ([[ में नमकीन बनाना ]] एंड [[अलग कर रहा है|भिन्न कर रहा है]]) इस तथ्य को संदर्भित करता है कि नमक की उपस्थिति जिसका विलेय के साथ [[सामान्य आयन प्रभाव]] होता है, का समाधान की आयनिक शक्ति पर प्रभाव पड़ता है और इसलिए [[गतिविधि गुणांक]] पर, ताकि संतुलन स्थिरांक व्यक्त किया जा सके एकाग्रता भागफल के रूप में, बदलता है। | ||
=== चरण प्रभाव === | === चरण प्रभाव === | ||
संतुलन को विशिष्ट क्रिस्टल [[चरण (पदार्थ)]] के लिए परिभाषित किया गया है। इसलिए, ठोस के चरण के आधार पर घुलनशीलता उत्पाद भिन्न होने की उम्मीद है। उदाहरण के लिए, [[एंरेगोनाइट]] और [[केल्साइट]] के | संतुलन को विशिष्ट क्रिस्टल [[चरण (पदार्थ)]] के लिए परिभाषित किया गया है। इसलिए, ठोस के चरण के आधार पर घुलनशीलता उत्पाद भिन्न होने की उम्मीद है। उदाहरण के लिए, [[एंरेगोनाइट]] और [[केल्साइट]] के भिन्न -भिन्न घुलनशीलता उत्पाद होंगे, भले ही उनके पास ही रासायनिक पहचान ([[कैल्शियम कार्बोनेट]]) हो। किसी भी परिस्थिति में चरण दूसरे की तुलना में थर्मोडायनामिक रूप से अधिक स्थिर होगा; इसलिए, यह चरण तब बनेगा जब थर्मोडायनामिक संतुलन स्थापित हो जाएगा। हालांकि, काइनेटिक कारक प्रतिकूल अवक्षेपण (जैसे अर्गोनाइट) के गठन का पक्ष ले सकते हैं, जिसे तब [[मेटास्टेबल]] अवस्था में कहा जाता है। | ||
फार्माकोलॉजी में, मेटास्टेबल राज्य को कभी-कभी अनाकार राज्य कहा जाता है। क्रिस्टल जाली में निहित लंबी दूरी की बातचीत की अनुपस्थिति के कारण अनाकार दवाओं में उनके क्रिस्टलीय समकक्षों की तुलना में उच्च घुलनशीलता होती है। इस प्रकार, अनाकार चरण में अणुओं को घोलने में कम ऊर्जा लगती है। विलेयता पर अनाकार चरण के [[विवो सुपरसेटेशन में]] व्यापक रूप से दवाओं को अधिक घुलनशील बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।<ref>{{Cite journal|last1=Hsieh|first1=Yi-Ling|last2=Ilevbare|first2=Grace A.|last3=Van Eerdenbrugh|first3=Bernard|last4=Box|first4=Karl J.|last5=Sanchez-Felix|first5=Manuel Vincente|last6=Taylor|first6=Lynne S.| date=2012-05-12|title=pH-Induced Precipitation Behavior of Weakly Basic Compounds: Determination of Extent and Duration of Supersaturation Using Potentiometric Titration and Correlation to Solid State Properties|journal=Pharmaceutical Research|language=en|volume=29|issue=10|pages=2738–2753|doi=10.1007/s11095-012-0759-8|pmid=22580905|s2cid=15502736|issn=0724-8741}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Dengale|first1=Swapnil Jayant| last2=Grohganz|first2=Holger| last3=Rades|first3=Thomas| last4=Löbmann|first4=Korbinian| date=May 2016|title=सह-अनाकार दवा योगों में हालिया प्रगति|journal=Advanced Drug Delivery Reviews|volume=100|pages=116–125|doi=10.1016/j.addr.2015.12.009|pmid=26805787|issn=0169-409X}}</ref> | फार्माकोलॉजी में, मेटास्टेबल राज्य को कभी-कभी अनाकार राज्य कहा जाता है। क्रिस्टल जाली में निहित लंबी दूरी की बातचीत की अनुपस्थिति के कारण अनाकार दवाओं में उनके क्रिस्टलीय समकक्षों की तुलना में उच्च घुलनशीलता होती है। इस प्रकार, अनाकार चरण में अणुओं को घोलने में कम ऊर्जा लगती है। विलेयता पर अनाकार चरण के [[विवो सुपरसेटेशन में]] व्यापक रूप से दवाओं को अधिक घुलनशील बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।<ref>{{Cite journal|last1=Hsieh|first1=Yi-Ling|last2=Ilevbare|first2=Grace A.|last3=Van Eerdenbrugh|first3=Bernard|last4=Box|first4=Karl J.|last5=Sanchez-Felix|first5=Manuel Vincente|last6=Taylor|first6=Lynne S.| date=2012-05-12|title=pH-Induced Precipitation Behavior of Weakly Basic Compounds: Determination of Extent and Duration of Supersaturation Using Potentiometric Titration and Correlation to Solid State Properties|journal=Pharmaceutical Research|language=en|volume=29|issue=10|pages=2738–2753|doi=10.1007/s11095-012-0759-8|pmid=22580905|s2cid=15502736|issn=0724-8741}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Dengale|first1=Swapnil Jayant| last2=Grohganz|first2=Holger| last3=Rades|first3=Thomas| last4=Löbmann|first4=Korbinian| date=May 2016|title=सह-अनाकार दवा योगों में हालिया प्रगति|journal=Advanced Drug Delivery Reviews|volume=100|pages=116–125|doi=10.1016/j.addr.2015.12.009|pmid=26805787|issn=0169-409X}}</ref> | ||
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=== सरल विघटन === | === सरल विघटन === | ||
एक कार्बनिक ठोस के विघटन को उसके ठोस और घुलित रूपों में पदार्थ के | एक कार्बनिक ठोस के विघटन को उसके ठोस और घुलित रूपों में पदार्थ के मध्य संतुलन के रूप में वर्णित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, जब [[सुक्रोज]] (टेबल शुगर) संतृप्त घोल बनाता है | ||
<math display="block">\mathrm { C_{12} H_{22} O_{11}(s) \leftrightharpoons C_{12} H_{22} O_{11} (aq)}</math> | <math display="block">\mathrm { C_{12} H_{22} O_{11}(s) \leftrightharpoons C_{12} H_{22} O_{11} (aq)}</math> | ||
इस प्रतिक्रिया के लिए संतुलन अभिव्यक्ति लिखी जा सकती है, जैसा कि किसी भी रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए होता है (अभिकारकों पर उत्पाद): | इस प्रतिक्रिया के लिए संतुलन अभिव्यक्ति लिखी जा सकती है, जैसा कि किसी भी रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए होता है (अभिकारकों पर उत्पाद): | ||
| Line 79: | Line 79: | ||
एक पदार्थ की गतिविधि, ए, समाधान में एकाग्रता के उत्पाद के रूप में व्यक्त की जा सकती है, [ए], और गतिविधि गुणांक, γ। जब के<sup><s>o</s></sup> को γ, विलेयता स्थिरांक, K से विभाजित किया जाता है<sub>s</sub>, | एक पदार्थ की गतिविधि, ए, समाधान में एकाग्रता के उत्पाद के रूप में व्यक्त की जा सकती है, [ए], और गतिविधि गुणांक, γ। जब के<sup><s>o</s></sup> को γ, विलेयता स्थिरांक, K से विभाजित किया जाता है<sub>s</sub>, | ||
<math display="block">K_\mathrm{s} = \left[\mathrm{{C}_{12}{H}_{22}{O}_{11}(aq)}\right]</math> | <math display="block">K_\mathrm{s} = \left[\mathrm{{C}_{12}{H}_{22}{O}_{11}(aq)}\right]</math> | ||
प्राप्त होना। यह [[मानक स्थिति]] को संतृप्त समाधान के रूप में परिभाषित करने के बराबर है ताकि गतिविधि गुणांक के बराबर हो। विलेयता स्थिरांक केवल वास्तविक स्थिरांक है यदि गतिविधि गुणांक किसी अन्य विलेय की उपस्थिति से प्रभावित नहीं होता है जो | प्राप्त होना। यह [[मानक स्थिति]] को संतृप्त समाधान के रूप में परिभाषित करने के बराबर है ताकि गतिविधि गुणांक के बराबर हो। विलेयता स्थिरांक केवल वास्तविक स्थिरांक है यदि गतिविधि गुणांक किसी अन्य विलेय की उपस्थिति से प्रभावित नहीं होता है जो उपस्थित हो सकता है। घुलनशीलता स्थिरांक की इकाई विलेय की सांद्रता की इकाई के समान होती है। सुक्रोज के लिए के<sub>s</sub>= 1.971 मोल डीएम<sup>-3</sup> 25 डिग्री सेल्सियस पर। इससे पता चलता है कि 25 डिग्री सेल्सियस पर सुक्रोज की घुलनशीलता लगभग 2 मोल डीएम है<sup>−3</sup> (540 जी/एल)। सुक्रोज इस मायने में असामान्य है कि यह आसानी से उच्च सांद्रता पर सुपरसैचुरेटेड घोल नहीं बनाता है, जैसा कि अधिकांश अन्य [[कार्बोहाइड्रेट]] करते हैं। | ||
=== पृथक्करण के साथ विघटन === | === पृथक्करण के साथ विघटन === | ||
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<math display="block"> \mathrm{A_pB_q \leftrightharpoons p{A}^{n+} + q{B}^{m-} }</math> | <math display="block"> \mathrm{A_pB_q \leftrightharpoons p{A}^{n+} + q{B}^{m-} }</math> | ||
<math display="block"> \mathrm{[B] = \frac{q}{p}[A] } </math> | <math display="block"> \mathrm{[B] = \frac{q}{p}[A] } </math> | ||
और निम्न तालिका, यौगिक की विलेयता और उसके विलेयता उत्पाद के मूल्य के | और निम्न तालिका, यौगिक की विलेयता और उसके विलेयता उत्पाद के मूल्य के मध्य के संबंध को दर्शाती है, प्राप्त की जा सकती है।<ref>{{Cite book|title=विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के मूल तत्व|last=Skoog|first=Douglas A|last2=West|first2=Donald M| last3=Holler|first3=F James|publisher=Brooks/Cole|year=2004|edition=8th|pages=238–242|chapter=9B-5|ISBN = 0030355230}}</ref> | ||
:{| class="wikitable" | :{| class="wikitable" | ||
!Salt ||p||q||Solubility, S | !Salt ||p||q||Solubility, S | ||
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घुलनशीलता उत्पादों को अक्सर लघुगणकीय रूप में व्यक्त किया जाता है। इस प्रकार, कैल्शियम सल्फेट के साथ {{math|1=''K''<sub>sp</sub> = {{val|4.93|e=-5}} mol<sup>2</sup> dm<sup>−6</sup>}}, {{math|1=log ''K''<sub>sp</sub> = −4.32}}. K का मान जितना छोटा होगा<sub>sp</sub>, या लॉग मान जितना अधिक ऋणात्मक होगा, विलेयता उतनी ही कम होगी। | घुलनशीलता उत्पादों को अक्सर लघुगणकीय रूप में व्यक्त किया जाता है। इस प्रकार, कैल्शियम सल्फेट के साथ {{math|1=''K''<sub>sp</sub> = {{val|4.93|e=-5}} mol<sup>2</sup> dm<sup>−6</sup>}}, {{math|1=log ''K''<sub>sp</sub> = −4.32}}. K का मान जितना छोटा होगा<sub>sp</sub>, या लॉग मान जितना अधिक ऋणात्मक होगा, विलेयता उतनी ही कम होगी। | ||
कुछ लवण विलयन में पूर्णतः वियोजित नहीं होते हैं। उदाहरणों में शामिल हैं मैग्नीशियम सल्फेट|MgSO<sub>4</sub>, प्रसिद्ध रूप से [[मैनफ्रेड ईजेन]] द्वारा [[समुद्री जल]] में आंतरिक क्षेत्र परिसर और [[आयन संघ]] दोनों के रूप में | कुछ लवण विलयन में पूर्णतः वियोजित नहीं होते हैं। उदाहरणों में शामिल हैं मैग्नीशियम सल्फेट|MgSO<sub>4</sub>, प्रसिद्ध रूप से [[मैनफ्रेड ईजेन]] द्वारा [[समुद्री जल]] में आंतरिक क्षेत्र परिसर और [[आयन संघ]] दोनों के रूप में उपस्थित होने के लिए खोजा गया।<ref>{{cite web|url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1967/eigen-lecture.pdf |first=Manfred |last=Eigen|author-link=Manfred Eigen |title=नोबेल व्याख्यान|date=1967|website=Nobel Prize}}</ref> ऐसे लवणों की विलेयता की गणना अभिक्रिया के साथ #विघटन में उल्लिखित विधि द्वारा की जाती है। | ||
==== हाइड्रॉक्साइड्स ==== | ==== हाइड्रॉक्साइड्स ==== | ||
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<math display="block">\mathrm{ HA(s) + OH^-(aq) \leftrightharpoons A^- (aq) + H_2O}</math> अनावेशित अणु में आमतौर पर आयनिक रूप की तुलना में कम घुलनशीलता होती है, इसलिए विलेयता pH और विलेय के [[अम्ल पृथक्करण स्थिरांक]] पर निर्भर करती है। अम्ल या क्षार की अनुपस्थिति में अआयनित रूप की घुलनशीलता का वर्णन करने के लिए आंतरिक विलेयता शब्द का उपयोग किया जाता है। | <math display="block">\mathrm{ HA(s) + OH^-(aq) \leftrightharpoons A^- (aq) + H_2O}</math> अनावेशित अणु में आमतौर पर आयनिक रूप की तुलना में कम घुलनशीलता होती है, इसलिए विलेयता pH और विलेय के [[अम्ल पृथक्करण स्थिरांक]] पर निर्भर करती है। अम्ल या क्षार की अनुपस्थिति में अआयनित रूप की घुलनशीलता का वर्णन करने के लिए आंतरिक विलेयता शब्द का उपयोग किया जाता है। | ||
[[अम्ल वर्षा]] द्वारा चट्टानों और मिट्टी से एल्यूमीनियम लवणों का निक्षालन प्रतिक्रिया के साथ विघटन का और उदाहरण है: [[alumino-सिलिकेट]] ऐसे आधार हैं जो | [[अम्ल वर्षा]] द्वारा चट्टानों और मिट्टी से एल्यूमीनियम लवणों का निक्षालन प्रतिक्रिया के साथ विघटन का और उदाहरण है: [[alumino-सिलिकेट]] ऐसे आधार हैं जो अम्ल के साथ प्रतिक्रिया करके घुलनशील प्रजातियों का निर्माण करते हैं, जैसे अल<sup>3+</sup>(एक्यू). | ||
एक रासायनिक परिसर (रसायन विज्ञान) का निर्माण भी विलेयता को बदल सकता है। प्रसिद्ध उदाहरण सिल्वर क्लोराइड के निलंबन के लिए [[अमोनिया]] के केंद्रित समाधान को जोड़ना है, जिसमें अमाइन कॉम्प्लेक्स के गठन से विघटन का पक्ष लिया जाता है। | एक रासायनिक परिसर (रसायन विज्ञान) का निर्माण भी विलेयता को बदल सकता है। प्रसिद्ध उदाहरण सिल्वर क्लोराइड के निलंबन के लिए [[अमोनिया]] के केंद्रित समाधान को जोड़ना है, जिसमें अमाइन कॉम्प्लेक्स के गठन से विघटन का पक्ष लिया जाता है। | ||
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=== स्थैतिक तरीके === | === स्थैतिक तरीके === | ||
स्थैतिक तरीकों में मिश्रण को संतुलन में लाया जाता है और [[रासायनिक विश्लेषण]] द्वारा समाधान चरण में प्रजाति की एकाग्रता निर्धारित की जाती है। इसके लिए आमतौर पर ठोस और समाधान चरणों को | स्थैतिक तरीकों में मिश्रण को संतुलन में लाया जाता है और [[रासायनिक विश्लेषण]] द्वारा समाधान चरण में प्रजाति की एकाग्रता निर्धारित की जाती है। इसके लिए आमतौर पर ठोस और समाधान चरणों को भिन्न करने की आवश्यकता होती है। ऐसा करने के लिए थर्मोस्टेट वाले कमरे में संतुलन और पृथक्करण किया जाना चाहिए।<ref>{{cite book|first1=F. J. C. |last1=Rossotti |first2=H. |last2=Rossotti |title=स्थिरता स्थिरांक का निर्धारण|url=https://archive.org/details/determinationofs0000ross |url-access=registration |publisher=McGraw-Hill |date=1961 |chapter=Chapter 9: Solubility}}</ref> ठोस चरण में [[रेडियोधर्मी]] अनुरेखक शामिल होने पर बहुत कम सांद्रता को मापा जा सकता है। | ||
स्थैतिक विधि का रूपांतर जलीय बफर समाधान मिश्रण में गैर-जलीय विलायक, जैसे [[डाइमिथाइल सल्फ़ोक्साइड]] में पदार्थ का समाधान जोड़ना है।<ref>Aqueous solubility measurement – kinetic vs. thermodynamic methods {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20090711083258/http://www.moleculardevices.com/pdfs/pIon.pdf |date=July 11, 2009 }}</ref> तुरंत वर्षा हो सकती है जिससे मेघाच्छादित मिश्रण बन सकता है। इस तरह के मिश्रण के लिए मापी गई घुलनशीलता को गतिज घुलनशीलता के रूप में जाना जाता है। मेघाच्छादन इस तथ्य के कारण होता है कि अवक्षेप कण बहुत छोटे होते हैं जिसके परिणामस्वरूप टिंडल का प्रकीर्णन होता है। वास्तव में कण इतने छोटे होते हैं कि #कण आकार प्रभाव खेल में आता है और गतिज घुलनशीलता अक्सर संतुलन घुलनशीलता से अधिक होती है। समय के साथ-साथ स्फटिकों के आकार में वृद्धि के साथ बादल गायब हो जाएगा, और अंतत: संतुलन उम्र बढ़ने के रूप में जाने वाली प्रक्रिया में संतुलन तक पहुंच जाएगा।<ref>{{VogelQuantitative}} Chapter 11: Gravimetric analysis</ref> | स्थैतिक विधि का रूपांतर जलीय बफर समाधान मिश्रण में गैर-जलीय विलायक, जैसे [[डाइमिथाइल सल्फ़ोक्साइड]] में पदार्थ का समाधान जोड़ना है।<ref>Aqueous solubility measurement – kinetic vs. thermodynamic methods {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20090711083258/http://www.moleculardevices.com/pdfs/pIon.pdf |date=July 11, 2009 }}</ref> तुरंत वर्षा हो सकती है जिससे मेघाच्छादित मिश्रण बन सकता है। इस तरह के मिश्रण के लिए मापी गई घुलनशीलता को गतिज घुलनशीलता के रूप में जाना जाता है। मेघाच्छादन इस तथ्य के कारण होता है कि अवक्षेप कण बहुत छोटे होते हैं जिसके परिणामस्वरूप टिंडल का प्रकीर्णन होता है। वास्तव में कण इतने छोटे होते हैं कि #कण आकार प्रभाव खेल में आता है और गतिज घुलनशीलता अक्सर संतुलन घुलनशीलता से अधिक होती है। समय के साथ-साथ स्फटिकों के आकार में वृद्धि के साथ बादल गायब हो जाएगा, और अंतत: संतुलन उम्र बढ़ने के रूप में जाने वाली प्रक्रिया में संतुलन तक पहुंच जाएगा।<ref>{{VogelQuantitative}} Chapter 11: Gravimetric analysis</ref> | ||
=== गतिशील तरीके === | === गतिशील तरीके === | ||
कार्बनिक अम्लों, क्षारों, और फार्मास्युटिकल रुचि के एम्फ़ोलिट्स के विलेयता मान प्रक्रिया द्वारा प्राप्त किए जा सकते हैं जिसे चेज़िंग इक्विलिब्रियम सॉल्यूबिलिटी कहा जाता है।<ref>{{cite journal|last1=Stuart|first1=M.|last2=Box|first2=K. |year=2005|title=Chasing Equilibrium: Measuring the Intrinsic Solubility of Weak Acids and Bases|journal=Analytical Chemistry| pmid=15858976| volume=77| issue=4| pages=983–990|doi=10.1021/ac048767n}}</ref> इस प्रक्रिया में, पदार्थ की मात्रा को पहले पीएच में घोला जाता है जहां यह मुख्य रूप से अपने आयनित रूप में | कार्बनिक अम्लों, क्षारों, और फार्मास्युटिकल रुचि के एम्फ़ोलिट्स के विलेयता मान प्रक्रिया द्वारा प्राप्त किए जा सकते हैं जिसे चेज़िंग इक्विलिब्रियम सॉल्यूबिलिटी कहा जाता है।<ref>{{cite journal|last1=Stuart|first1=M.|last2=Box|first2=K. |year=2005|title=Chasing Equilibrium: Measuring the Intrinsic Solubility of Weak Acids and Bases|journal=Analytical Chemistry| pmid=15858976| volume=77| issue=4| pages=983–990|doi=10.1021/ac048767n}}</ref> इस प्रक्रिया में, पदार्थ की मात्रा को पहले पीएच में घोला जाता है जहां यह मुख्य रूप से अपने आयनित रूप में उपस्थित होता है और फिर पीएच को बदलकर तटस्थ (अन-आयनित) प्रजातियों का अवक्षेप बनता है। इसके बाद, वर्षा या विघटन के कारण पीएच के परिवर्तन की दर पर नजर रखी जाती है और दो दरों के बराबर होने पर संतुलन की स्थिति का पता लगाने के लिए पीएच को समायोजित करने के लिए मजबूत अम्ल और बेस टाइट्रेंट को जोड़ा जाता है। इस विधि का लाभ यह है कि यह अपेक्षाकृत तेज़ है क्योंकि बनने वाले अवक्षेप की मात्रा काफी कम होती है। हालाँकि, विधि का प्रदर्शन सुपरसैचुरेटेड समाधानों के निर्माण से प्रभावित हो सकता है। | ||
== यह भी देखें == | == यह भी देखें == | ||
* [[घुलनशीलता तालिका]]: 0 और 100 डिग्री सेल्सियस के | * [[घुलनशीलता तालिका]]: 0 और 100 डिग्री सेल्सियस के मध्य के तापमान पर अधिकतर अकार्बनिक लवणों की घुलनशीलता की तालिका। | ||
* [[सॉल्वेंट मॉडल]] | * [[सॉल्वेंट मॉडल]] | ||
Revision as of 08:57, 1 April 2023
घुलनशीलता संतुलन प्रकार का गतिशील संतुलन है जो तब उपस्थित होता है जब ठोस अवस्था में रासायनिक यौगिक उस यौगिक के समाधान (रसायन विज्ञान) के साथ रासायनिक संतुलन में होता है। पृथक्करण के साथ, या समाधान के किसी अन्य घटक जैसे अम्ल या क्षार के साथ रासायनिक प्रतिक्रिया के साथ ठोस अपरिवर्तित हो सकता है। प्रत्येक घुलनशीलता संतुलन को तापमान-निर्भर घुलनशीलता उत्पाद द्वारा चित्रित किया जाता है जो संतुलन स्थिरांक की तरह कार्य करता है। घुलनशीलता संतुलन दवा, पर्यावरण और अनेक अन्य परिदृश्यों में महत्वपूर्ण हैं।
परिभाषाएँ
घुलनशीलता संतुलन तब उपस्थित होता है जब ठोस अवस्था में रासायनिक यौगिक यौगिक युक्त समाधान (रसायन विज्ञान) के साथ रासायनिक संतुलन में होता है। इस प्रकार का संतुलन गतिशील संतुलन का उदाहरण है जिसमें कुछ भिन्न -भिन्न अणु ठोस और समाधान चरणों के मध्य माइग्रेट करते हैं जैसे कि विघटन (रसायन विज्ञान) और वर्षा (रसायन विज्ञान) की दर दूसरे के बराबर होती है। जब संतुलन स्थापित हो जाता है और ठोस पूरी तरह से भंग नहीं होता है, तो समाधान को संतृप्त कहा जाता है। संतृप्त विलयन में विलेय की सांद्रता को विलेयता के रूप में जाना जाता है। विलेयता की इकाइयां दाढ़ हो सकती हैं (mol dm-3) या द्रव्यमान प्रति इकाई आयतन के रूप में व्यक्त किया जाता है, जैसे μg mL-1. घुलनशीलता तापमान पर निर्भर है। घुलनशीलता की तुलना में विलेय की उच्च सांद्रता वाले विलयन को अधिसंतृप्ति कहा जाता है। अतिसंतृप्ति घोल को बीज के अलावा संतुलन में आने के लिए प्रेरित किया जा सकता है जो विलेय का छोटा क्रिस्टल या छोटा ठोस कण हो सकता है, जो वर्षा की शुरुआत करता है।
घुलनशीलता संतुलन के तीन मुख्य प्रकार हैं।
- सरल विघटन।
- पृथक्करण प्रतिक्रिया के साथ विघटन। यह लवण की विशेषता है। इस मामले में संतुलन स्थिरांक को घुलनशीलता उत्पाद के रूप में जाना जाता है।
- आयनीकरण प्रतिक्रिया के साथ विघटन। यह भिन्न -भिन्न पीएच के जलीय मीडिया में कमजोर अम्ल या कमजोर आधारों के विघटन की विशेषता है।
प्रत्येक मामले में संतुलन स्थिरांक को