पीएच (pH): Difference between revisions
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तो, कमरे के तापमान पर, पीओएच ≈ 14 - पीएच। यद्यपि यह अन्य परिस्थितियों में, जैसे कि[[ क्षारीय मिट्टी | क्षारीय मिट्टी]] की माप में सख्ती से मान्य नहीं है। | तो, कमरे के तापमान पर, पीओएच ≈ 14 - पीएच। यद्यपि यह अन्य परिस्थितियों में, जैसे कि[[ क्षारीय मिट्टी | क्षारीय मिट्टी]] की माप में सख्ती से मान्य नहीं है। | ||
=== गैर-जलीय विलयन === | === गैर-जलीय विलयन === | ||
हाइड्रोजन आयन सांद्रता (गतिविधियों) को गैर-जलीय सॉल्वैंट्स में मापा जा सकता है। इन मापों के आधार पर पीएच मान जलीय पीएच मानों से भिन्न पैमाने के होते हैं, क्योंकि गतिविधि (रसायन विज्ञान) विभिन्न मानक अवस्थाओं से संबंधित होती है। हाइड्रोजन आयन गतिविधि | हाइड्रोजन आयन सांद्रता (गतिविधियों) को गैर-जलीय सॉल्वैंट्स में मापा जा सकता है। इन मापों के आधार पर पीएच मान जलीय पीएच मानों से भिन्न पैमाने के होते हैं, क्योंकि गतिविधि (रसायन विज्ञान) विभिन्न मानक अवस्थाओं से संबंधित होती है। हाइड्रोजन आयन गतिविधि ''a<sub>H<sup>+</sup></sub>'', परिभाषित किया जा सकता<ref name="GoldBook">{{GoldBookRef|title=activity (relative activity), ''a''|file=A00115}}</ref><ref name="GreenBook">{{GreenBookRef2nd|pages=49–50}}</ref> जैसा: | ||
:<math chem="">a_\ce{H+} = \exp\left (\frac{\mu_\ce{H+} - \mu^{\ominus}_\ce{H+}}{RT}\right )</math> | :<math chem="">a_\ce{H+} = \exp\left (\frac{\mu_\ce{H+} - \mu^{\ominus}_\ce{H+}}{RT}\right )</math> | ||
जहाँ μ<sub>H<sup>+</sup></sub> हाइड्रोजन आयन की[[ रासायनिक क्षमता | रासायनिक क्षमता]] है, <math chem="">\mu^{\ominus}_\ce{H+}</math> चयनित मानक अवस्था में इसकी रासायनिक क्षमता है, R गैस स्थिरांक है और T[[ थर्मोडायनामिक तापमान | थर्मोडायनामिक तापमान]] है। इसलिए, अलग-अलग सॉल्वेटेड प्रोटॉन आयनों जैसे लिओनियम आयनों के कारण विभिन्न पैमानों पर पीएच मानों की सीधे तुलना नहीं की जा सकती है, जिसके लिए इंटरसॉल्वेंट स्केल की आवश्यकता होती है जिसमें हाइड्रोनियम/लियोनियम आयन के हस्तांतरण गतिविधि गुणांक सम्मलित होते हैं। | |||
पीएच[[ अम्लता समारोह | अम्लता फलन]] का एक उदाहरण है। अन्य अम्लता कार्यों को परिभाषित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए,[[ हैमेट अम्लता समारोह | हैमेट अम्लता फलन]], ''H''<sub>0</sub>, [[ सुपर एसिड |सुपर एसिड]] के संबंध में विकसित किया गया है। | |||
=== एकीकृत निरपेक्ष पीएच पैमाने === | |||
2010 में, एक नया एकीकृत पूर्ण पीएच स्केल प्रस्तावित किया गया है जो एक सामान्य प्रोटॉन संदर्भ मानक का उपयोग करने के लिए विभिन्न विलयनों में विभिन्न पीएच रेंज की अनुमति देगा। इसे प्रोटॉन की पूर्ण रासायनिक क्षमता के आधार पर विकसित किया गया है। यह मॉडल लुईस एसिड और बेस | लुईस एसिड-बेस परिभाषा का उपयोग करता है। यह पैमाना तरल पदार्थों, गैसों और यहां तक कि ठोस पदार्थों पर भी लागू होता है।<ref name="Krossing">{{Cite journal|last1=Himmel|first1=Daniel|last2=Goll|first2=Sascha K.|last3=Leito|first3=Ivo|last4=Krossing|first4=Ingo|date=2010-08-16|title=A Unified pH Scale for All Phases|journal=Angewandte Chemie International Edition|volume=49|issue=38|pages=6885–6888|doi=10.1002/anie.201000252|pmid=20715223|issn=1433-7851}}</ref> | |||
=== पीएच की चरम सीमा === | === पीएच की चरम सीमा === | ||
लगभग 2.5 (ca. 0.003 mol (यूनिट)/dm) से नीचे pH का मापन<sup>3</sup> एसिड) और लगभग 10.5 से ऊपर (ca. 0.0003 mol/dm)<sup>3</sup> एल्कलाइन) के लिए विशेष प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है, क्योंकि ग्लास इलेक्ट्रोड का उपयोग करते समय, Nernst समीकरण उन स्थितियों में टूट जाता है। विभिन्न कारक इसमें योगदान करते हैं। यह नहीं माना जा सकता है कि [[ तरल जंक्शन क्षमता | तरल जंक्शन क्षमता]] पीएच से स्वतंत्र है।<ref name="Feldman">{{cite journal|doi=10.1021/ac60120a014|title=Use and Abuse of pH measurements|journal=Analytical Chemistry|author=Feldman, Isaac |volume=28|pages=1859–1866|year=1956|issue=12}}</ref> इसके अलावा, अत्यधिक पीएच का अर्थ है कि विलयन केंद्रित है, इसलिए आयनिक शक्ति भिन्नता से इलेक्ट्रोड क्षमता प्रभावित होती है। उच्च पीएच पर ग्लास इलेक्ट्रोड क्षारीय त्रुटि से प्रभावित हो सकता है, क्योंकि इलेक्ट्रोड जैसे केशन की सांद्रता के प्रति संवेदनशील हो जाता है {{chem2|Na+}} और {{chem2|K+}} विलयन में।<ref>{{VogelQuantitative}}, Section 13.19 The glass electrode</ref> विशेष रूप से निर्मित इलेक्ट्रोड उपलब्ध हैं जो आंशिक रूप से इन समस्याओं को दूर करते हैं। | लगभग 2.5 (ca. 0.003 mol (यूनिट)/dm) से नीचे pH का मापन<sup>3</sup> एसिड) और लगभग 10.5 से ऊपर (ca. 0.0003 mol/dm)<sup>3</sup> एल्कलाइन) के लिए विशेष प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है, क्योंकि ग्लास इलेक्ट्रोड का उपयोग करते समय, Nernst समीकरण उन स्थितियों में टूट जाता है। विभिन्न कारक इसमें योगदान करते हैं। यह नहीं माना जा सकता है कि [[ तरल जंक्शन क्षमता | तरल जंक्शन क्षमता]] पीएच से स्वतंत्र है।<ref name="Feldman">{{cite journal|doi=10.1021/ac60120a014|title=Use and Abuse of pH measurements|journal=Analytical Chemistry|author=Feldman, Isaac |volume=28|pages=1859–1866|year=1956|issue=12}}</ref> इसके अलावा, अत्यधिक पीएच का अर्थ है कि विलयन केंद्रित है, इसलिए आयनिक शक्ति भिन्नता से इलेक्ट्रोड क्षमता प्रभावित होती है। उच्च पीएच पर ग्लास इलेक्ट्रोड क्षारीय त्रुटि से प्रभावित हो सकता है, क्योंकि इलेक्ट्रोड जैसे केशन की सांद्रता के प्रति संवेदनशील हो जाता है {{chem2|Na+}} और {{chem2|K+}} विलयन में।<ref>{{VogelQuantitative}}, Section 13.19 The glass electrode</ref> विशेष रूप से निर्मित इलेक्ट्रोड उपलब्ध हैं जो आंशिक रूप से इन समस्याओं को दूर करते हैं। | ||
खानों या खान अवशेषों से अपवाह कुछ बहुत कम पीएच मान उत्पन्न कर सकता है।<ref>{{cite journal |last1=Nordstrom |first1=D. Kirk |last2=Alpers |first2=Charles N. |title=Negative pH, efflorescent mineralogy, and consequences for environmental restoration at the Iron Mountain Superfund site, California |date=March 1999 |pmid=10097057 |doi=10.1073/pnas.96.7.3455 |volume=96 |issue=7 |pages=3455–62 |pmc=34288 |journal=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America |bibcode=1999PNAS...96.3455N |url=http://digitalcommons.unl.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1495&context=usgsstaffpub |doi-access=free |access-date=4 November 2018 |archive-date=23 September 2017 |archive-url=https://web.archive.org/web/20170923012227/http://digitalcommons.unl.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1495&context=usgsstaffpub |url-status=live }}</ref> | खानों या खान अवशेषों से अपवाह कुछ बहुत कम पीएच मान उत्पन्न कर सकता है।<ref>{{cite journal |last1=Nordstrom |first1=D. Kirk |last2=Alpers |first2=Charles N. |title=Negative pH, efflorescent mineralogy, and consequences for environmental restoration at the Iron Mountain Superfund site, California |date=March 1999 |pmid=10097057 |doi=10.1073/pnas.96.7.3455 |volume=96 |issue=7 |pages=3455–62 |pmc=34288 |journal=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America |bibcode=1999PNAS...96.3455N |url=http://digitalcommons.unl.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1495&context=usgsstaffpub |doi-access=free |access-date=4 November 2018 |archive-date=23 September 2017 |archive-url=https://web.archive.org/web/20170923012227/http://digitalcommons.unl.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1495&context=usgsstaffpub |url-status=live }}</ref> | ||
== अनुप्रयोग == | == अनुप्रयोग == | ||
शुद्ध जल उदासीन होता है। जब एक एसिड पानी में घुल जाता है, तो पीएच 7 (25 डिग्री सेल्सियस) से कम होगा। जब एक क्षार (रसायन विज्ञान), या विशेष रूप से एक क्षार, पानी में घुल जाता है, तो पीएच 7 से अधिक होगा। एक मजबूत एसिड का विलयन, जैसे [[ हाइड्रोक्लोरिक एसिड | हाइड्रोक्लोरिक एसिड]] , 1 मोल डीएम की सांद्रता पर<sup>−3</sup> का पीएच 0 होता है। [[ सोडियम हाइड्रॉक्साइड | सोडियम हाइड्रॉक्साइड]] जैसे मजबूत क्षार का घोल, 1 मोल dm सांद्रण पर<sup>−3</sup>, का पीएच 14 है। इस प्रकार, मापा पीएच मान ज्यादातर 0 से 14 की सीमा में होगा, यद्यपि ऋणात्मक पीएच मान और 14 से ऊपर के मान पूरी तरह से संभव हैं। चूंकि पीएच एक लघुगणकीय पैमाना है, एक पीएच इकाई का अंतर हाइड्रोजन आयन सांद्रता में दस गुना अंतर के बराबर है। | शुद्ध जल उदासीन होता है। जब एक एसिड पानी में घुल जाता है, तो पीएच 7 (25 डिग्री सेल्सियस) से कम होगा। जब एक क्षार (रसायन विज्ञान), या विशेष रूप से एक क्षार, पानी में घुल जाता है, तो पीएच 7 से अधिक होगा। एक मजबूत एसिड का विलयन, जैसे [[ हाइड्रोक्लोरिक एसिड | हाइड्रोक्लोरिक एसिड]] , 1 मोल डीएम की सांद्रता पर<sup>−3</sup> का पीएच 0 होता है। [[ सोडियम हाइड्रॉक्साइड | सोडियम हाइड्रॉक्साइड]] जैसे मजबूत क्षार का घोल, 1 मोल dm सांद्रण पर<sup>−3</sup>, का पीएच 14 है। इस प्रकार, मापा पीएच मान ज्यादातर 0 से 14 की सीमा में होगा, यद्यपि ऋणात्मक पीएच मान और 14 से ऊपर के मान पूरी तरह से संभव हैं। चूंकि पीएच एक लघुगणकीय पैमाना है, एक पीएच इकाई का अंतर हाइड्रोजन आयन सांद्रता में दस गुना अंतर के बराबर है। | ||
तटस्थता का पीएच बिल्कुल 7 (25 डिग्री सेल्सियस) नहीं है, यद्यपि ज्यादातर मामलों में यह एक अच्छा सन्निकटन है। तटस्थता को उस स्थिति के रूप में परिभाषित किया जाता है जहां [{{chem2|H+}}] = [{{chem2|OH−}}] (या गतिविधियां बराबर हैं)। चूँकि जल का स्व-आयनीकरण इन सान्द्रताओं का गुणनफल धारण करता है [{{chem2|H+}}]/M×[{{chem2|OH−}}]/एम = के<sub>w</sub>, यह देखा जा सकता है कि तटस्थता पर [{{chem2|H+}}]/एम = [{{chem2|OH−}}]/एम = {{radic|K<sub>w</sub>}}, या पीएच = पीके<sub>w</sub>/2. पक<sub>w</sub> लगभग 14 है लेकिन आयनिक शक्ति और तापमान पर निर्भर करता है, और इसलिए तटस्थता का पीएच भी करता है। शुद्ध पानी और शुद्ध पानी में [[ सोडियम क्लोराइड | सोडियम क्लोराइड]] का घोल दोनों तटस्थ हैं, क्योंकि पानी का स्व-आयनीकरण दोनों आयनों की समान संख्या पैदा करता है। यद्यपि तटस्थ NaCl विलयन का पीएच तटस्थ शुद्ध पानी से थोड़ा अलग होगा क्योंकि हाइड्रोजन और हाइड्रॉक्साइड आयनों की गतिविधि आयनिक शक्ति पर निर्भर है, इसलिए K<sub>w</sub> आयनिक शक्ति के साथ बदलता रहता है। | तटस्थता का पीएच बिल्कुल 7 (25 डिग्री सेल्सियस) नहीं है, यद्यपि ज्यादातर मामलों में यह एक अच्छा सन्निकटन है। तटस्थता को उस स्थिति के रूप में परिभाषित किया जाता है जहां [{{chem2|H+}}] = [{{chem2|OH−}}] (या गतिविधियां बराबर हैं)। चूँकि जल का स्व-आयनीकरण इन सान्द्रताओं का गुणनफल धारण करता है [{{chem2|H+}}]/M×[{{chem2|OH−}}]/एम = के<sub>w</sub>, यह देखा जा सकता है कि तटस्थता पर [{{chem2|H+}}]/एम = [{{chem2|OH−}}]/एम = {{radic|K<sub>w</sub>}}, या पीएच = पीके<sub>w</sub>/2. पक<sub>w</sub> लगभग 14 है लेकिन आयनिक शक्ति और तापमान पर निर्भर करता है, और इसलिए तटस्थता का पीएच भी करता है। शुद्ध पानी और शुद्ध पानी में [[ सोडियम क्लोराइड | सोडियम क्लोराइड]] का घोल दोनों तटस्थ हैं, क्योंकि पानी का स्व-आयनीकरण दोनों आयनों की समान संख्या पैदा करता है। यद्यपि तटस्थ NaCl विलयन का पीएच तटस्थ शुद्ध पानी से थोड़ा अलग होगा क्योंकि हाइड्रोजन और हाइड्रॉक्साइड आयनों की गतिविधि आयनिक शक्ति पर निर्भर है, इसलिए K<sub>w</sub> आयनिक शक्ति के साथ बदलता रहता है। | ||
अगर शुद्ध पानी हवा के संपर्क में आता है तो यह हल्का अम्लीय हो जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि पानी हवा से [[ कार्बन डाइऑक्साइड | कार्बन डाइऑक्साइड]] को अवशोषित करता है, जो फिर धीरे-धीरे [[ बिकारबोनिट | बिकारबोनिट]] और हाइड्रोजन आयनों में परिवर्तित हो जाता है (अनिवार्य रूप से [[ कार्बोनिक एसिड | कार्बोनिक एसिड]] बनाता है)। | अगर शुद्ध पानी हवा के संपर्क में आता है तो यह हल्का अम्लीय हो जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि पानी हवा से [[ कार्बन डाइऑक्साइड | कार्बन डाइऑक्साइड]] को अवशोषित करता है, जो फिर धीरे-धीरे [[ बिकारबोनिट | बिकारबोनिट]] और हाइड्रोजन आयनों में परिवर्तित हो जाता है (अनिवार्य रूप से [[ कार्बोनिक एसिड | कार्बोनिक एसिड]] बनाता है)। | ||
{{chem|CO|2| + H|2|O {{eqm}} HCO|3|-| + H|+}} | |||
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==== मिट्टी का पीएच मापना ==== | ==== मिट्टी का पीएच मापना ==== | ||
क्षेत्र में मिट्टी एक विषम कोलाइडल प्रणाली है जिसमें रेत, गाद, मिट्टी, सूक्ष्मजीव, पौधों की जड़ें, और असंख्य अन्य जीवित कोशिकाएं और सड़ने वाले कार्बनिक पदार्थ | क्षेत्र में मिट्टी एक विषम कोलाइडल प्रणाली है जिसमें रेत, गाद, मिट्टी, सूक्ष्मजीव, पौधों की जड़ें, और असंख्य अन्य जीवित कोशिकाएं और सड़ने वाले कार्बनिक पदार्थ सम्मलित हैं। मृदा पीएच एक मास्टर चर है जो असंख्य प्रक्रियाओं और मिट्टी और पर्यावरण वैज्ञानिकों, किसानों और इंजीनियरों के हित के गुणों को प्रभावित करता है।<ref name=":0">{{Cite book |last= McBride |first= Murray |title= Environmental chemistry of soils|publisher=Oxford University Press|year=1994|isbn=0-19-507011-9|location=New York |pages= 169–174}}</ref> एच की सांद्रता की मात्रा निर्धारित करने के लिए<sup>+</sup> इस तरह की एक जटिल प्रणाली में, किसी दिए गए मिट्टी के क्षितिज से मिट्टी के नमूने प्रयोगशाला में लाए जाते हैं, जहां उन्हें विश्लेषण से पहले समरूप, छलनी और कभी-कभी सुखाया जाता है। मिट्टी का एक द्रव्यमान (उदाहरण के लिए, 5 ग्राम क्षेत्र-नम क्षेत्र की स्थितियों का सर्वोत्तम प्रतिनिधित्व करने के लिए) को आसुत जल या 0.01 M CaCl के घोल में मिलाया जाता है।<sub>2</sub> (उदाहरण के लिए, 10 एमएल)। अच्छी तरह से मिलाने के बाद, निलंबन को जोर से हिलाया जाता है और 15-20 मिनट तक खड़े रहने दिया जाता है, इस दौरान, रेत और गाद के कण बाहर निकल जाते हैं और मिट्टी और अन्य कोलाइड पानी में निलंबित रहते हैं, जिसे जलीय चरण के रूप में जाना जाता है। पीएच मीटर से जुड़े एक पीएच इलेक्ट्रोड को जलीय चरण के ऊपरी हिस्से में डालने से पहले ज्ञात पीएच (उदाहरण के लिए, पीएच 4 और 7) के बफ़र्ड विलयनों के साथ कैलिब्रेट किया जाता है और पीएच को मापा जाता है। एक संयोजन पीएच इलेक्ट्रोड दोनों एच को सम्मलित करता है<sup>+</sup> सेंसिंग इलेक्ट्रोड (ग्लास इलेक्ट्रोड) और एक संदर्भ इलेक्ट्रोड जो पीएच-असंवेदनशील संदर्भ वोल्टेज और हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड को एक नमक पुल प्रदान करता है। अन्य विन्यासों में, कांच और संदर्भ इलेक्ट्रोड अलग-अलग होते हैं और दो बंदरगाहों में पीएच मीटर से जुड़े होते हैं। पीएच मीटर दो इलेक्ट्रोड के बीच संभावित (वोल्टेज) अंतर को मापता है और इसे पीएच में परिवर्तित करता है। अलग संदर्भ इलेक्ट्रोड सामान्यतः कैलोमेल इलेक्ट्रोड होता है, संयोजन इलेक्ट्रोड में सिल्वर-सिल्वर क्लोराइड इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है।<ref name=":0" /> | ||
उपरोक्त तरीके से मिट्टी के पीएच को परिचालन रूप से परिभाषित करने में कई अनिश्चितताएं हैं। चूंकि कांच और संदर्भ इलेक्ट्रोड के बीच एक विद्युत संभावित अंतर मापा जाता है, एच की गतिविधि<sup>+</sup> वास्तव में सांद्रता के अतिरिक्त परिमाणित किया जा रहा है। एच<sup>+</sup> गतिविधि को कभी-कभी प्रभावी एच कहा जाता है<sup>+</sup> सांद्रता और सीधे प्रोटॉन की रासायनिक क्षमता और ठोस चरणों के साथ संतुलन में मिट्टी के घोल में रासायनिक और विद्युत कार्य करने की क्षमता से संबंधित है।<ref>{{Cite book|last=Essington|first=Michael E.|title=Soil and Water Chemistry|publisher=CRC Press|year=2004|isbn=0-8493-1258-2|location=Boca Raton, Florida|pages=474–482}}</ref> मिट्टी और कार्बनिक पदार्थ के कण अपनी सतहों पर ऋणात्मक आवेश रखते हैं, और H<sup>+</sup> इनकी ओर आकर्षित आयन H के साथ साम्यावस्था में होते हैं<sup>+</sup> मिट्टी के घोल में आयन। परिभाषा के अनुसार, मापा पीएच केवल जलीय चरण में निर्धारित किया जाता है, लेकिन प्राप्त मूल्य मिट्टी के कोलाइड्स की उपस्थिति और प्रकृति और जलीय चरण की आयनिक शक्ति से प्रभावित होता है। घोल में पानी-से-मिट्टी के अनुपात को बदलने से पानी-कोलाइड संतुलन, विशेष रूप से आयनिक शक्ति को परेशान करके पीएच को बदल सकते हैं। 0.01 एम CaCl का उपयोग<sub>2</sub> पानी के अतिरिक्त पानी से मिट्टी के अनुपात के इस प्रभाव को कम करता है और मिट्टी के पीएच का अधिक सुसंगत सन्निकटन देता है जो पौधे की जड़ वृद्धि, राइजोस्फीयर और माइक्रोबियल गतिविधि, जल निकासी जल अम्लता और मिट्टी में रासायनिक प्रक्रियाओं से संबंधित है। 0.01 एम CaCl का उपयोग करना<sub>2</sub> सभी घुलनशील आयनों को जलीय चरण में कोलाइडयन सतहों के करीब लाता है, और एच की अनुमति देता है<sup>+</sup> उनके करीब मापी जाने वाली गतिविधि। 0.01 एम CaCl का उपयोग करना<sub>2</sub> विलयन जिससे एच के अधिक सुसंगत, मात्रात्मक अनुमान की अनुमति मिलती है<sup>+</sup> गतिविधि, खासकर यदि विविध मिट्टी के नमूनों की तुलना स्थान और समय में की जा रही हो। | उपरोक्त तरीके से मिट्टी के पीएच को परिचालन रूप से परिभाषित करने में कई अनिश्चितताएं हैं। चूंकि कांच और संदर्भ इलेक्ट्रोड के बीच एक विद्युत संभावित अंतर मापा जाता है, एच की गतिविधि<sup>+</sup> वास्तव में सांद्रता के अतिरिक्त परिमाणित किया जा रहा है। एच<sup>+</sup> गतिविधि को कभी-कभी प्रभावी एच कहा जाता है<sup>+</sup> सांद्रता और सीधे प्रोटॉन की रासायनिक क्षमता और ठोस चरणों के साथ संतुलन में मिट्टी के घोल में रासायनिक और विद्युत कार्य करने की क्षमता से संबंधित है।<ref>{{Cite book|last=Essington|first=Michael E.|title=Soil and Water Chemistry|publisher=CRC Press|year=2004|isbn=0-8493-1258-2|location=Boca Raton, Florida|pages=474–482}}</ref> मिट्टी और कार्बनिक पदार्थ के कण अपनी सतहों पर ऋणात्मक आवेश रखते हैं, और H<sup>+</sup> इनकी ओर आकर्षित आयन H के साथ साम्यावस्था में होते हैं<sup>+</sup> मिट्टी के घोल में आयन। परिभाषा के अनुसार, मापा पीएच केवल जलीय चरण में निर्धारित किया जाता है, लेकिन प्राप्त मूल्य मिट्टी के कोलाइड्स की उपस्थिति और प्रकृति और जलीय चरण की आयनिक शक्ति से प्रभावित होता है। घोल में पानी-से-मिट्टी के अनुपात को बदलने से पानी-कोलाइड संतुलन, विशेष रूप से आयनिक शक्ति को परेशान करके पीएच को बदल सकते हैं। 0.01 एम CaCl का उपयोग<sub>2</sub> पानी के अतिरिक्त पानी से मिट्टी के अनुपात के इस प्रभाव को कम करता है और मिट्टी के पीएच का अधिक सुसंगत सन्निकटन देता है जो पौधे की जड़ वृद्धि, राइजोस्फीयर और माइक्रोबियल गतिविधि, जल निकासी जल अम्लता और मिट्टी में रासायनिक प्रक्रियाओं से संबंधित है। 0.01 एम CaCl का उपयोग करना<sub>2</sub> सभी घुलनशील आयनों को जलीय चरण में कोलाइडयन सतहों के करीब लाता है, और एच की अनुमति देता है<sup>+</sup> उनके करीब मापी जाने वाली गतिविधि। 0.01 एम CaCl का उपयोग करना<sub>2</sub> विलयन जिससे एच के अधिक सुसंगत, मात्रात्मक अनुमान की अनुमति मिलती है<sup>+</sup> गतिविधि, खासकर यदि विविध मिट्टी के नमूनों की तुलना स्थान और समय में की जा रही हो। | ||
=== प्रकृति में पीएच === | === प्रकृति में पीएच === | ||
पीएच-निर्भर पौधे रंजक जिनका उपयोग पीएच संकेतक के रूप में किया जा सकता है, कई पौधों में पाए जाते हैं, जिनमें [[ हिबिस्कुस | हिबिस्कुस]] , लाल गोभी ([[ एंथोसायनिन | एंथोसायनिन]] ) और अंगूर ([[ लाल शराब | लाल शराब]] ) | पीएच-निर्भर पौधे रंजक जिनका उपयोग पीएच संकेतक के रूप में किया जा सकता है, कई पौधों में पाए जाते हैं, जिनमें [[ हिबिस्कुस | हिबिस्कुस]] , लाल गोभी ([[ एंथोसायनिन | एंथोसायनिन]] ) और अंगूर ([[ लाल शराब | लाल शराब]] ) सम्मलित हैं। खट्टे फलों का रस मुख्य रूप से अम्लीय होता है क्योंकि इसमें [[ साइट्रस | साइट्रस]] एसिड होता है। अन्य [[ कार्बोज़ाइलिक तेजाब | कार्बोज़ाइलिक तेजाब]] कई जीवित प्रणालियों में पाए जाते हैं। उदाहरण के लिए, [[ दुग्धाम्ल | दुग्धाम्ल]] मांसपेशियों की गतिविधि द्वारा निर्मित होता है। एडेनोसाइन ट्राइ[[ फास्फेट | फास्फेट]] जैसे फॉस्फेट डेरिवेटिव्स के [[ प्रोटोनेशन | प्रोटोनेशन]] की स्थिति पीएच-निर्भर है। ऑक्सीजन-परिवहन एंजाइम [[ हीमोग्लोबिन | हीमोग्लोबिन]] की कार्यप्रणाली pH द्वारा रूट प्रभाव के रूप में जानी जाने वाली प्रक्रिया से प्रभावित होती है। | ||
=== समुद्री जल === | === समुद्री जल === | ||
{{See also|Ocean acidification}} | {{See also|Ocean acidification}} | ||
[[ समुद्री जल | समुद्री जल]] का पीएच सामान्यतः 7.4 और 8.5 के बीच की सीमा तक सीमित होता है।<ref name="Chester Marine Geochem">{{cite book|last=Chester, Jickells|first=Roy, Tim|title=Marine Geochemistry|date=2012|publisher=Blackwell Publishing|isbn=978-1-118-34907-6}}</ref> यह महासागर के कार्बन चक्र#महासागर में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, और कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन#ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन के कारण चल रहे [[ महासागर अम्लीकरण | महासागर अम्लीकरण]] के प्रमाण हैं।<ref name="raven05">{{cite book| author=Royal Society |url= http://dge.stanford.edu/labs/caldeiralab/Caldeira%20downloads/RoyalSociety_OceanAcidification.pdf|year=2005|title=Ocean acidification due to increasing atmospheric carbon dioxide|isbn=978-0-85403-617-2|url-status=live|archive-url= https://web.archive.org/web/20100716000207/http://dge.stanford.edu/labs/caldeiralab/Caldeira%20downloads/RoyalSociety_OceanAcidification.pdf|archive-date=16 July 2010}}</ref> यद्यपि, पीएच माप समुद्री जल की रासायनिक संपत्ति से जटिल है, और रासायनिक समुद्री विज्ञान में कई अलग पीएच पैमाने मौजूद हैं।<ref name="zeebe">Zeebe, R. E. and Wolf-Gladrow, D. (2001) ''CO<sub>2</sub> in seawater: equilibrium, kinetics, isotopes'', Elsevier Science B.V., Amsterdam, Netherlands {{ISBN|0-444-50946-1}}</ref> | [[ समुद्री जल | समुद्री जल]] का पीएच सामान्यतः 7.4 और 8.5 के बीच की सीमा तक सीमित होता है।<ref name="Chester Marine Geochem">{{cite book|last=Chester, Jickells|first=Roy, Tim|title=Marine Geochemistry|date=2012|publisher=Blackwell Publishing|isbn=978-1-118-34907-6}}</ref> यह महासागर के कार्बन चक्र#महासागर में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, और कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन#ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन के कारण चल रहे [[ महासागर अम्लीकरण | महासागर अम्लीकरण]] के प्रमाण हैं।<ref name="raven05">{{cite book| author=Royal Society |url= http://dge.stanford.edu/labs/caldeiralab/Caldeira%20downloads/RoyalSociety_OceanAcidification.pdf|year=2005|title=Ocean acidification due to increasing atmospheric carbon dioxide|isbn=978-0-85403-617-2|url-status=live|archive-url= https://web.archive.org/web/20100716000207/http://dge.stanford.edu/labs/caldeiralab/Caldeira%20downloads/RoyalSociety_OceanAcidification.pdf|archive-date=16 July 2010}}</ref> यद्यपि, पीएच माप समुद्री जल की रासायनिक संपत्ति से जटिल है, और रासायनिक समुद्री विज्ञान में कई अलग पीएच पैमाने मौजूद हैं।<ref name="zeebe">Zeebe, R. E. and Wolf-Gladrow, D. (2001) ''CO<sub>2</sub> in seawater: equilibrium, kinetics, isotopes'', Elsevier Science B.V., Amsterdam, Netherlands {{ISBN|0-444-50946-1}}</ref> | ||
पीएच पैमाने की अपनी परिचालन परिभाषा के हिस्से के रूप में, आईयूपीएसी पीएच मानों की एक श्रृंखला में बफर विलयनों की एक श्रृंखला को परिभाषित करता है (प्रायः [[ राष्ट्रीय मानक ब्यूरो | राष्ट्रीय मानक ब्यूरो]] (एनबीएस) या राष्ट्रीय मानक और प्रौद्योगिकी संस्थान (एनआईएसटी) पदनाम के साथ चिह्नित)। समुद्री जल (≈0.7) की तुलना में इन विलयनों में अपेक्षाकृत कम आयनिक शक्ति (≈0.1) होती है, और परिणामस्वरूप, समुद्री जल के पीएच को चिह्नित करने में उपयोग के लिए अनुशंसित नहीं किया जाता है, क्योंकि आयनिक शक्ति के अंतर मानक इलेक्ट्रोड में परिवर्तन का कारण बनते हैं। क्षमता। इस समस्या को हल करने के लिए [[ कृत्रिम समुद्री जल | कृत्रिम समुद्री जल]] पर आधारित बफ़र्स की एक वैकल्पिक श्रृंखला विकसित की गई थी।<ref>{{cite journal|doi=10.1016/0011-7471(73)90101-0|author=Hansson, I.|year=1973|title=A new set of pH-scales and standard buffers for seawater|journal=Deep-Sea Research|volume=20|pages=479–491| issue= 5| bibcode= 1973DSRA...20..479H}}</ref> यह नई श्रृंखला नमूनों और बफ़र्स के बीच आयनिक शक्ति के अंतर की समस्या को हल करती है, और नए पीएच पैमाने को 'कुल पैमाने' के रूप में संदर्भित किया जाता है, जिसे प्रायः पीएच के रूप में दर्शाया जाता है।<sub>T</sub>. [[ सल्फेट | सल्फेट]] आयनों वाले माध्यम का उपयोग करके कुल पैमाने को परिभाषित किया गया था। ये आयन प्रोटोनेशन का अनुभव करते हैं, {{chem2|H+}} + {{chem|SO|4|2-| ↔ HSO|4|-}}, जैसे कि कुल पैमाने में दोनों [[ प्रोटॉन | प्रोटॉन]] (मुक्त हाइड्रोजन आयन) और हाइड्रोजन सल्फेट आयनों का प्रभाव | पीएच पैमाने की अपनी परिचालन परिभाषा के हिस्से के रूप में, आईयूपीएसी पीएच मानों की एक श्रृंखला में बफर विलयनों की एक श्रृंखला को परिभाषित करता है (प्रायः [[ राष्ट्रीय मानक ब्यूरो | राष्ट्रीय मानक ब्यूरो]] (एनबीएस) या राष्ट्रीय मानक और प्रौद्योगिकी संस्थान (एनआईएसटी) पदनाम के साथ चिह्नित)। समुद्री जल (≈0.7) की तुलना में इन विलयनों में अपेक्षाकृत कम आयनिक शक्ति (≈0.1) होती है, और परिणामस्वरूप, समुद्री जल के पीएच को चिह्नित करने में उपयोग के लिए अनुशंसित नहीं किया जाता है, क्योंकि आयनिक शक्ति के अंतर मानक इलेक्ट्रोड में परिवर्तन का कारण बनते हैं। क्षमता। इस समस्या को हल करने के लिए [[ कृत्रिम समुद्री जल | कृत्रिम समुद्री जल]] पर आधारित बफ़र्स की एक वैकल्पिक श्रृंखला विकसित की गई थी।<ref>{{cite journal|doi=10.1016/0011-7471(73)90101-0|author=Hansson, I.|year=1973|title=A new set of pH-scales and standard buffers for seawater|journal=Deep-Sea Research|volume=20|pages=479–491| issue= 5| bibcode= 1973DSRA...20..479H}}</ref> यह नई श्रृंखला नमूनों और बफ़र्स के बीच आयनिक शक्ति के अंतर की समस्या को हल करती है, और नए पीएच पैमाने को 'कुल पैमाने' के रूप में संदर्भित किया जाता है, जिसे प्रायः पीएच के रूप में दर्शाया जाता है।<sub>T</sub>. [[ सल्फेट | सल्फेट]] आयनों वाले माध्यम का उपयोग करके कुल पैमाने को परिभाषित किया गया था। ये आयन प्रोटोनेशन का अनुभव करते हैं, {{chem2|H+}} + {{chem|SO|4|2-| ↔ HSO|4|-}}, जैसे कि कुल पैमाने में दोनों [[ प्रोटॉन | प्रोटॉन]] (मुक्त हाइड्रोजन आयन) और हाइड्रोजन सल्फेट आयनों का प्रभाव सम्मलित है: | ||
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C_\ce{H} &= [\ce H] + \Sigma r \beta_{pqr}[\ce A]^p[\ce B]^q[\ce H]^r - K_w[\ce H]^{-1} | C_\ce{H} &= [\ce H] + \Sigma r \beta_{pqr}[\ce A]^p[\ce B]^q[\ce H]^r - K_w[\ce H]^{-1} | ||
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ध्यान दें कि इन समीकरणों में कोई सन्निकटन | ध्यान दें कि इन समीकरणों में कोई सन्निकटन सम्मलित नहीं है, सिवाय इसके कि प्रत्येक स्थिरता स्थिरांक को सांद्रता के भागफल के रूप में परिभाषित किया जाता है, गतिविधियों के रूप में नहीं। यदि गतिविधियों का उपयोग किया जाना है तो बहुत अधिक जटिल अभिव्यक्तियों की आवश्यकता होती है। | ||
तीन अज्ञात, [ए], [बी] और [एच] में 3 गैर-रैखिक एक साथ समीकरण हैं। क्योंकि समीकरण गैर-रैखिक हैं, और क्योंकि सांद्रता 10 की कई शक्तियों पर हो सकती है, इन समीकरणों का विलयन सीधा नहीं है। हालाँकि, कई कंप्यूटर प्रोग्राम उपलब्ध हैं जिनका उपयोग इन गणनाओं को करने के लिए किया जा सकता है। तीन से अधिक अभिकर्मक हो सकते हैं। हाइड्रोजन आयन सांद्रता की गणना, इस औपचारिकता का उपयोग करते हुए, पोटेंशियोमेट्रिक अनुमापन द्वारा संतुलन स्थिरांक के निर्धारण में एक प्रमुख तत्व है। | तीन अज्ञात, [ए], [बी] और [एच] में 3 गैर-रैखिक एक साथ समीकरण हैं। क्योंकि समीकरण गैर-रैखिक हैं, और क्योंकि सांद्रता 10 की कई शक्तियों पर हो सकती है, इन समीकरणों का विलयन सीधा नहीं है। हालाँकि, कई कंप्यूटर प्रोग्राम उपलब्ध हैं जिनका उपयोग इन गणनाओं को करने के लिए किया जा सकता है। तीन से अधिक अभिकर्मक हो सकते हैं। हाइड्रोजन आयन सांद्रता की गणना, इस औपचारिकता का उपयोग करते हुए, पोटेंशियोमेट्रिक अनुमापन द्वारा संतुलन स्थिरांक के निर्धारण में एक प्रमुख तत्व है। | ||
Revision as of 14:28, 1 June 2023
रसायन विज्ञान में, पीएच (/piːˈeɪtʃ/), ऐतिहासिक रूप से हाइड्रोजन (या हाइड्रोजन की क्षमता) को दर्शाता है।[1] एक जलीय घोल की अम्लता या क्षार (रसायन) को निर्दिष्ट करने के लिए उपयोग किया जाने वाला पैमाना है। अम्लीय विलयनों (हाइड्रोजन ((H+) आयनों की उच्च सांद्रता वाले विलयन) को मूल या क्षारीय विलयनों की तुलना में कम पीएच मान के लिए मापा जाता है।
पीएच स्केल लघुगणकीय पैमाने है और विलयन में हाइड्रोनियम की सांद्रता को व्युत्क्रम रूप से इंगित करता है।[2]