पीएच (pH): Difference between revisions
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pH स्केल [[ लघुगणकीय पैमाने ]]है और विलयन में [[ हाइड्रोनियम ]] की सांद्रता को व्युत्क्रम रूप से इंगित करता है।<ref name="Bates">Bates, Roger G. ''Determination of pH: theory and practice''. Wiley, 1973.</ref> | pH स्केल [[ लघुगणकीय पैमाने ]]है और विलयन में [[ हाइड्रोनियम ]] की सांद्रता को व्युत्क्रम रूप से इंगित करता है।<ref name="Bates">Bates, Roger G. ''Determination of pH: theory and practice''. Wiley, 1973.</ref> | ||
:<math chem="">\ce{pH} = - \log(a_\ce{H+}) = -\log([\ce{H+}])</math> | :<math chem="">\ce{pH} = - \log(a_\ce{H+}) = -\log([\ce{H+}])</math> | ||
जहां विलयन में H+ का संतुलन मोलर सांद्रता (mol/l) है। 25 °C (77°F) पर, 7 से कम pH वाले विलयन अम्लीय होते हैं, और 7 से अधिक pH वाले विलयन क्षारीय होते हैं। इस तापमान पर 7 के pH वाले विलयन उदासीन होते हैं (यानी H+ की समान सांद्रता, आयन | जहां विलयन में H<sup>+</sup> का संतुलन मोलर सांद्रता (mol/l) है। 25 °C (77°F) पर, 7 से कम pH वाले विलयन अम्लीय होते हैं, और 7 से अधिक pH वाले विलयन क्षारीय होते हैं। इस तापमान पर 7 के pH वाले विलयन उदासीन होते हैं (यानी H<sup>+</sup> की समान सांद्रता, आयन OH<sup>−</sup> के रूप में आयन, यानी [[ शुद्ध पानी ]]) होती है। pH का अनावेशी मान तापमान पर निर्भर करता है और 7 से कम है यदि तापमान 25 °c से अधिक बढ़ जाता है। pH मान बहुत केंद्रित एसिड ताकत के लिए 0 से कम हो सकता है, या बहुत केंद्रित आधार (रसायन विज्ञान) प्रबल आधारों के लिए 14 से अधिक हो सकता है।<ref>{{cite journal | last1 = Lim | first1 = Kieran F. | year = 2006 | title = Negative pH Does Exist | journal = Journal of Chemical Education | volume = 83 | issue = 10 | pages = 1465 | doi=10.1021/ed083p1465| bibcode = 2006JChEd..83.1465L | doi-access = free }}</ref> | ||
pH स्केल मानक विलयनों के एक सेट के लिए मापन ट्रेसबिलिटी है जिसका pH अंतरराष्ट्रीय समझौते द्वारा स्थापित किया गया है।<ref name="covington" />[[ हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड | हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड]] और [[ सिल्वर क्लोराइड इलेक्ट्रोड | सिल्वर क्लोराइड इलेक्ट्रोड]] जैसे मानक इलेक्ट्रोड के बीच संभावित अंतर को मापकर प्राथमिक pH मानक मान [[ बिजली उत्पन्न करनेवाली सेल | बिजली उत्पन्न करनेवाली सेल]] का उपयोग करके निर्धारित किए जाते हैं। जलीय घोल के pH को [[ ग्लास इलेक्ट्रोड | ग्लास इलेक्ट्रोड]] और [[ पी एच मीटर | पी एच मीटर]] या रंग बदलने वाले pH संकेतक से मापा जा सकता है। रसायन विज्ञान, कृषि विज्ञान, चिकित्सा, जल उपचार और कई अन्य अनुप्रयोगों में pH के मापन महत्वपूर्ण हैं। | pH स्केल मानक विलयनों के एक सेट के लिए मापन ट्रेसबिलिटी है जिसका pH अंतरराष्ट्रीय समझौते द्वारा स्थापित किया गया है।<ref name="covington" />[[ हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड | हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड]] और [[ सिल्वर क्लोराइड इलेक्ट्रोड | सिल्वर क्लोराइड इलेक्ट्रोड]] जैसे मानक इलेक्ट्रोड के बीच संभावित अंतर को मापकर प्राथमिक pH मानक मान [[ बिजली उत्पन्न करनेवाली सेल | बिजली उत्पन्न करनेवाली सेल]] का उपयोग करके निर्धारित किए जाते हैं। जलीय घोल के pH को [[ ग्लास इलेक्ट्रोड | ग्लास इलेक्ट्रोड]] और [[ पी एच मीटर | पी एच मीटर]] या रंग बदलने वाले pH संकेतक से मापा जा सकता है। रसायन विज्ञान, कृषि विज्ञान, चिकित्सा, जल उपचार और कई अन्य अनुप्रयोगों में pH के मापन महत्वपूर्ण हैं। | ||
== इतिहास == | == इतिहास == | ||
pH की अवधारणा सबसे पहले 1909 में [[ कार्ल्सबर्ग प्रयोगशाला ]]में [[ डेनिश लोग | डेनिश]] केमिस्ट सरेन पीटर लॉरिट्ज सोरेनसेन द्वारा पेश की गई थी।<ref name=Sørensen>{{cite journal | last1 = Sørensen | first1 = S. P. L. | year = 1909 | title = माप और एंजाइमी प्रक्रियाओं में हाइड्रोजन आयन एकाग्रता के महत्व के बारे में| journal = Biochem. Z. | volume = 21 | pages = 131–304 | url = https://core.ac.uk/download/pdf/14517358.pdf | quote = मूल जर्मन: नंबर p के लिए मैं हाइड्रोजन आयन एक्सपोनेंट नाम और संकेतन p<sub>H</sub>• सुझाता हूं। किसी विलयन के हाइड्रोजन आयन घातांक (p<sub>H</sub>•) को हाइड्रोजन आयनों से संबंधित विलयन के सामान्यता कारक के पारस्परिक मूल्य के ब्रिग के लघुगणक के रूप में समझा जाता है।| access-date = 22 March 2021 | archive-date = 15 April 2021 | archive-url = https://web.archive.org/web/20210415205740/https://core.ac.uk/download/pdf/14517358.pdf | url-status = live }} 1909 में दो अन्य प्रकाशन प्रकाशित हुए, एक फ्रेंच में और एक डेनिश में। </ref> और 1924 में विद्युत रासायनिक कोशिकाओं के संदर्भ में परिभाषाओं और मापों को समायोजित करने के लिए आधुनिक pH में संशोधित किया गया था। पहले पत्रों में, अंकन में | pH की अवधारणा सबसे पहले 1909 में [[ कार्ल्सबर्ग प्रयोगशाला ]]में [[ डेनिश लोग | डेनिश]] केमिस्ट सरेन पीटर लॉरिट्ज सोरेनसेन द्वारा पेश की गई थी।<ref name=Sørensen>{{cite journal | last1 = Sørensen | first1 = S. P. L. | year = 1909 | title = माप और एंजाइमी प्रक्रियाओं में हाइड्रोजन आयन एकाग्रता के महत्व के बारे में| journal = Biochem. Z. | volume = 21 | pages = 131–304 | url = https://core.ac.uk/download/pdf/14517358.pdf | quote = मूल जर्मन: नंबर p के लिए मैं हाइड्रोजन आयन एक्सपोनेंट नाम और संकेतन p<sub>H</sub>• सुझाता हूं। किसी विलयन के हाइड्रोजन आयन घातांक (p<sub>H</sub>•) को हाइड्रोजन आयनों से संबंधित विलयन के सामान्यता कारक के पारस्परिक मूल्य के ब्रिग के लघुगणक के रूप में समझा जाता है।| access-date = 22 March 2021 | archive-date = 15 April 2021 | archive-url = https://web.archive.org/web/20210415205740/https://core.ac.uk/download/pdf/14517358.pdf | url-status = live }} 1909 में दो अन्य प्रकाशन प्रकाशित हुए, एक फ्रेंच में और एक डेनिश में। </ref> और 1924 में विद्युत रासायनिक कोशिकाओं के संदर्भ में परिभाषाओं और मापों को समायोजित करने के लिए आधुनिक pH में संशोधित किया गया था। पहले पत्रों में, अंकन में H<sup>•</sup> लोअरकेस p के सबस्क्रिप्ट के रूप में, इस प्रकार: "p<sub>H</sub>•"। | ||
<blockquote> साइन | <blockquote> साइन p के लिए, मैं 'हाइड्रोजन आयन एक्सपोनेंट' नाम का और प्रतीक p<sub>H</sub>• प्रस्तावित करता हूं। फिर, हाइड्रोजन आयन घातांक के लिए (p<sub>H</sub>•) एक विलयन के, संबंधित हाइड्रोजन आयन [[ समतुल्य एकाग्रता | समतुल्य सांद्रता]] के [[ सामान्य लघुगणक ]]के ऋणात्मक मान को समझना है।<ref name=Sørensen/> | ||
pH में अक्षर p का सटीक अर्थ विवादित है, क्योंकि सॉरेन्सन ने यह स्पष्ट नहीं किया कि उन्होंने इसका उपयोग क्यों किया।<ref>{{Cite journal|last=Francl|first=Michelle|date=August 2010|title=Urban legends of chemistry|url=https://www.nature.com/articles/nchem.750.epdf|journal=Nature Chemistry|volume=2|issue=8|pages=600–601|doi=10.1038/nchem.750|pmid=20651711|bibcode=2010NatCh...2..600F|issn=1755-4330|access-date=21 July 2019|archive-date=6 August 2020|archive-url=https://web.archive.org/web/20200806053215/https://www.nature.com/articles/nchem.750.epdf|url-status=live}}</ref> सॉरेन्सन संभावित अंतरों का उपयोग करके pH को मापने का एक तरीका बताता है, और यह हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता में 10 की ऋणात्मक शक्ति का प्रतिनिधित्व करता है। पत्र पी फ्रांसीसी पुइसेंस, जर्मन पोटेन्ज़, या डेनिश पोटेन्स के लिए खड़ा हो सकता है, जिसका अर्थ शक्ति है, या इसका अर्थ संभावित हो सकता है। इनके लिए सभी शब्द फ्रेंच भाषा, [[ जर्मन भाषा ]] और [[ डेनिश भाषा ]] में अक्षर p से | pH में अक्षर p का सटीक अर्थ विवादित है, क्योंकि सॉरेन्सन ने यह स्पष्ट नहीं किया कि उन्होंने इसका उपयोग क्यों किया।<ref>{{Cite journal|last=Francl|first=Michelle|date=August 2010|title=Urban legends of chemistry|url=https://www.nature.com/articles/nchem.750.epdf|journal=Nature Chemistry|volume=2|issue=8|pages=600–601|doi=10.1038/nchem.750|pmid=20651711|bibcode=2010NatCh...2..600F|issn=1755-4330|access-date=21 July 2019|archive-date=6 August 2020|archive-url=https://web.archive.org/web/20200806053215/https://www.nature.com/articles/nchem.750.epdf|url-status=live}}</ref> सॉरेन्सन संभावित अंतरों का उपयोग करके pH को मापने का एक तरीका बताता है, और यह हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता में 10 की ऋणात्मक शक्ति का प्रतिनिधित्व करता है। पत्र पी फ्रांसीसी पुइसेंस, जर्मन पोटेन्ज़, या डेनिश पोटेन्स के लिए खड़ा हो सकता है, जिसका अर्थ शक्ति है, या इसका अर्थ संभावित हो सकता है। इनके लिए सभी शब्द फ्रेंच भाषा, [[ जर्मन भाषा ]] और [[ डेनिश भाषा ]] में अक्षर "p'" से प्रारम्भ होते हैं - सभी भाषाएँ सोरेनसेन में प्रकाशित हुईं: कार्ल्सबर्ग प्रयोगशाला फ्रेंच भाषी थी, जर्मन वैज्ञानिक प्रकाशन की प्रमुख भाषा थी, और सोरेनसेन डेनिश थी। उन्होंने पेपर में कहीं और भी उसी तरह अक्षर क्यू का उपयोग किया। उसने परीक्षण विलयन p और संदर्भ विलयन q को मनमाने ढंग से लेबल भी किया हो सकता है; ये अक्षर प्रायः जोड़े जाते हैं।<ref>{{cite journal|last1=Myers|first1=Rollie J.|year=2010|title=One-Hundred Years of pH|journal=Journal of Chemical Education|volume=87|issue=1|pages=30–32|bibcode=2010JChEd..87...30M|doi=10.1021/ed800002c}}</ref> कुछ साहित्य सूत्रों का कहना है कि pH [[ लैटिन भाषा ]] के पोंडस हाइड्रोजनी (हाइड्रोजन की मात्रा) या पोटेंशिया हाइड्रोजनी (हाइड्रोजन की शक्ति) के लिए खड़ा है, यद्यपि यह सोरेनसेन के लेखन द्वारा समर्थित नहीं है।<ref name="Otterson">{{cite journal |last1=Otterson |first1=David W. |title=Tech Talk: (11) pH Measurement and Control Basics. |journal=Measurement and Control |date=2015 |volume=48 |issue=10 |pages=309–312 |doi=10.1177/0020294015600474 |s2cid=110716297 |url=https://journals.sagepub.com/doi/pdf/10.1177/0020294015600474 |access-date=16 June 2022}}</ref><ref name="Lian">{{cite journal |last1=Lian |first1=Ying |last2=Zhang |first2=Wei |last3=Ding |first3=Longjiang |last4=Zhang |first4=Xiaoai |last5=Zhang |first5=Yinglu |last6=Wang |first6=Xu-dong |title=Nanomaterials for Intracellular pH Sensing and Imaging. |journal=Novel Nanomaterials for Biomedical, Environmental and Energy Applications. |series=Micro and Nano Technologies |date=2019 |pages=241–273 |doi=10.1016/B978-0-12-814497-8.00008-4 |isbn=9780128144978 |s2cid=104410918 |url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128144978000084 |access-date=16 June 2022}}</ref><ref name="Bradley">{{cite news |last1=Bradley |first1=David |title=When it comes to caustic wit and an acid tongue, mind your Ps and Qs. |url=https://www.materialstoday.com/materials-chemistry/comment/caustic-wit-acid-tongues-mind-your-ps-and-qs/ |access-date=16 June 2022 |publisher=Materials Today |date=21 February 2018}}</ref> | ||
वर्तमान में रसायन विज्ञान में, p सामान्य लघुगणक के लिए खड़ा है, और इसका उपयोग p''K''<sub>a</sub> शब्द में भी किया जाता है, [[ अम्ल पृथक्करण स्थिरांक |अम्ल पृथक्करण स्थिरांक]] <ref name="Jens">{{cite journal|author=Nørby, Jens|year=2000|title=The origin and the meaning of the little p in pH|journal=Trends in Biochemical Sciences|volume=25|issue=1|pages=36–37|doi=10.1016/S0968-0004(99)01517-0|pmid=10637613}}</ref> और | वर्तमान में रसायन विज्ञान में, p सामान्य लघुगणक के लिए खड़ा है, और इसका उपयोग p''K''<sub>a</sub> शब्द में भी किया जाता है, [[ अम्ल पृथक्करण स्थिरांक |अम्ल पृथक्करण स्थिरांक]] <ref name="Jens">{{cite journal|author=Nørby, Jens|year=2000|title=The origin and the meaning of the little p in pH|journal=Trends in Biochemical Sciences|volume=25|issue=1|pages=36–37|doi=10.1016/S0968-0004(99)01517-0|pmid=10637613}}</ref> और pOH,[[ हीड्राकसीड | हीड्राकसीड]] आयनों के बराबर के लिए उपयोग किया जाता है। | ||
बैक्ट्रियोलॉजिस्ट एलिस कैथरीन इवान्स, जिन्होंने डेयरी और[[ खाद्य सुरक्षा | खाद्य सुरक्षा]] को प्रभावित किया, 1910 के दशक में pH मापने के तरीकों को विकसित करने के लिए विलियम मैन्सफील्ड क्लार्क और उनके सहयोगियों को श्रेय दिया, जिसका प्रयोगशाला और औद्योगिक उपयोग पर व्यापक प्रभाव था। अपने संस्मरण में, उन्होंने यह उल्लेख नहीं किया है कि कुछ साल पहले क्लार्क और उनके सहयोगियों को सॉरेन्सन के काम के बारे में कितना या कितना कम पता था।<ref name="Evans-Memoirs">{{cite web |last1=Evans |first1=Alice C. |author-link=Alice Catherine Evans |year=1963 |title=Memoirs |url=https://history.nih.gov/archives/downloads/aliceevans.pdf |website=NIH Office of History |publisher=National Institutes of Health Office of History |access-date=2018-03-27 |archive-date=15 December 2017 |archive-url=https://web.archive.org/web/20171215000804/https://history.nih.gov/archives/downloads/aliceevans.pdf |url-status=dead }}</ref>{{rp|10<!-- 12 of 65 in PDF-->}} उसने कहा: | बैक्ट्रियोलॉजिस्ट एलिस कैथरीन इवान्स, जिन्होंने डेयरी और[[ खाद्य सुरक्षा | खाद्य सुरक्षा]] को प्रभावित किया, 1910 के दशक में pH मापने के तरीकों को विकसित करने के लिए विलियम मैन्सफील्ड क्लार्क और उनके सहयोगियों को श्रेय दिया, जिसका प्रयोगशाला और औद्योगिक उपयोग पर व्यापक प्रभाव था। अपने संस्मरण में, उन्होंने यह उल्लेख नहीं किया है कि कुछ साल पहले क्लार्क और उनके सहयोगियों को सॉरेन्सन के काम के बारे में कितना या कितना कम पता था।<ref name="Evans-Memoirs">{{cite web |last1=Evans |first1=Alice C. |author-link=Alice Catherine Evans |year=1963 |title=Memoirs |url=https://history.nih.gov/archives/downloads/aliceevans.pdf |website=NIH Office of History |publisher=National Institutes of Health Office of History |access-date=2018-03-27 |archive-date=15 December 2017 |archive-url=https://web.archive.org/web/20171215000804/https://history.nih.gov/archives/downloads/aliceevans.pdf |url-status=dead }}</ref>{{rp|10<!-- 12 of 65 in PDF-->}} उसने कहा: | ||
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1934 में [[ कैलिफोर्निया प्रौद्योगिकी संस्थान | कैलिफोर्निया प्रौद्योगिकी संस्थान]] के एक प्रोफेसर[[ अर्नोल्ड ऑरविल बेकमैन | अर्नोल्ड ऑरविल बेकमैन]] ने pH को मापने के लिए पहली [[ इलेक्ट्रानिक्स | इलेक्ट्रानिक्स]] विधि का आविष्कार किया था।<ref>{{cite web|title= Origins: Birth of the pH Meter |url= https://eands.caltech.edu/origins-birth-of-the-ph-meter/|website=Caltech Engineering & Science Magazine|access-date=11 March 2018 |archive-url= https://web.archive.org/web/20181106180207/https://eands.caltech.edu/origins-birth-of-the-ph-meter/|archive-date=6 November 2018|url-status=dead}}</ref> यह स्थानीय साइट्रस उत्पादक सनकिस्ट ग्रोअर्स, इनकॉर्पोरेटेड के जवाब में था जो नींबू के pH का त्वरित परीक्षण करने के लिए एक बेहतर तरीका चाहते थे जो वे अपने आस-पास के बागों से उठा रहे थे।<ref>{{cite web |last1= Tetrault |first1=Sharon|title=The Beckmans|url=https://books.google.com/books?id=nf0DAAAAMBAJ&q=ph+caltech+beckman+sunkist&pg=PA96|website=Orange Coast|publisher=Orange Coast Magazine|access-date=11 March 2018| date=June 2002|archive-date=15 April 2021|archive-url= https://web.archive.org/web/20210415222325/https://books.google.com/books?id=nf0DAAAAMBAJ&q=ph+caltech+beckman+sunkist&pg=PA96| url-status=live}}</ref> | 1934 में [[ कैलिफोर्निया प्रौद्योगिकी संस्थान | कैलिफोर्निया प्रौद्योगिकी संस्थान]] के एक प्रोफेसर[[ अर्नोल्ड ऑरविल बेकमैन | अर्नोल्ड ऑरविल बेकमैन]] ने pH को मापने के लिए पहली [[ इलेक्ट्रानिक्स | इलेक्ट्रानिक्स]] विधि का आविष्कार किया था।<ref>{{cite web|title= Origins: Birth of the pH Meter |url= https://eands.caltech.edu/origins-birth-of-the-ph-meter/|website=Caltech Engineering & Science Magazine|access-date=11 March 2018 |archive-url= https://web.archive.org/web/20181106180207/https://eands.caltech.edu/origins-birth-of-the-ph-meter/|archive-date=6 November 2018|url-status=dead}}</ref> यह स्थानीय साइट्रस उत्पादक सनकिस्ट ग्रोअर्स, इनकॉर्पोरेटेड के जवाब में था जो नींबू के pH का त्वरित परीक्षण करने के लिए एक बेहतर तरीका चाहते थे जो वे अपने आस-पास के बागों से उठा रहे थे।<ref>{{cite web |last1= Tetrault |first1=Sharon|title=The Beckmans|url=https://books.google.com/books?id=nf0DAAAAMBAJ&q=ph+caltech+beckman+sunkist&pg=PA96|website=Orange Coast|publisher=Orange Coast Magazine|access-date=11 March 2018| date=June 2002|archive-date=15 April 2021|archive-url= https://web.archive.org/web/20210415222325/https://books.google.com/books?id=nf0DAAAAMBAJ&q=ph+caltech+beckman+sunkist&pg=PA96| url-status=live}}</ref> | ||
== परिभाषा | == परिभाषा == | ||
=== pH === | === pH === | ||
विलयन में pH को [[ हाइड्रोजन आयन |हाइड्रोजन आयन]] [[ गतिविधि (रसायन विज्ञान) |गतिविधि (रसायन विज्ञान)]] ''a''<sub>H</sub>+ के पारस्परिक के दशमलव लघुगणक के रूप में परिभाषित किया गया है।गणितीय रूप से pH इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:<ref name="covington">{{cite journal |doi=10.1351/pac198557030531 |last1=Covington |url=http://www.iupac.org/publications/pac/1985/pdf/5703x0531.pdf |first1=A. K. |last2=Bates |first2=R. G. |last3=Durst |first3=R. A. |title=Definitions of pH scales, standard reference values, measurement of pH, and related terminology |journal=Pure Appl. Chem. |year=1985 |volume=57 |pages=531–542 |issue=3 |s2cid=14182410 |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20070924235637/http://www.iupac.org/publications/pac/1985/pdf/5703x0531.pdf |archive-date=24 September 2007}}</ref> | विलयन में pH को [[ हाइड्रोजन आयन |हाइड्रोजन आयन]] [[ गतिविधि (रसायन विज्ञान) |गतिविधि (रसायन विज्ञान)]] ''a''<sub>H</sub>+ के पारस्परिक के दशमलव लघुगणक के रूप में परिभाषित किया गया है।गणितीय रूप से pH इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:<ref name="covington">{{cite journal |doi=10.1351/pac198557030531 |last1=Covington |url=http://www.iupac.org/publications/pac/1985/pdf/5703x0531.pdf |first1=A. K. |last2=Bates |first2=R. G. |last3=Durst |first3=R. A. |title=Definitions of pH scales, standard reference values, measurement of pH, and related terminology |journal=Pure Appl. Chem. |year=1985 |volume=57 |pages=531–542 |issue=3 |s2cid=14182410 |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20070924235637/http://www.iupac.org/publications/pac/1985/pdf/5703x0531.pdf |archive-date=24 September 2007}}</ref> | ||
:<math chem="">\ce{pH} = - \log_{10}(a_\ce{H+}) = \log_{10}\left(\frac 1 {a_\ce{H+}} \right) </math> | :<math chem="">\ce{pH} = - \log_{10}(a_\ce{H+}) = \log_{10}\left(\frac 1 {a_\ce{H+}} \right) </math> | ||
उदाहरण के लिए, 5×10<sup>−6</sup> की हाइड्रोजन आयन गतिविधि वाले विलयन के लिए (उस स्तर पर, यह अनिवार्य रूप से प्रति लीटर विलयन में हाइड्रोजन आयनों के मोल (इकाई) की संख्या है) लघुगणक का तर्क | उदाहरण के लिए, 5×10<sup>−6</sup> की हाइड्रोजन आयन गतिविधि वाले विलयन के लिए (उस स्तर पर, यह अनिवार्य रूप से प्रति लीटर विलयन में हाइड्रोजन आयनों के मोल (इकाई) की संख्या है) लघुगणक का तर्क: | ||
pH = - log<sub>10</sub> (5 x 10<sup>-</sup> 6) = 5.3 | |||
ध्यान दें कि pH तापमान पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए 0 डिग्री सेल्सियस पर शुद्ध पानी का pH लगभग 7.47 होता है। 25 डिग्री सेल्सियस पर यह 7.00 है, और 100 डिग्री सेल्सियस पर यह 6.14 है। | ध्यान दें कि pH तापमान पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए 0 डिग्री सेल्सियस पर शुद्ध पानी का pH लगभग 7.47 होता है। 25 डिग्री सेल्सियस पर यह 7.00 है, और 100 डिग्री सेल्सियस पर यह 6.14 है। | ||
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यह इस प्रकार है कि इलेक्ट्रोड क्षमता pH के समानुपाती होती है जब pH को गतिविधि के संदर्भ में परिभाषित किया जाता है। pH का सटीक माप अंतर्राष्ट्रीय मानक [[ आईएसओ 31-8 | आईएसओ 31-8]] में निम्नानुसार प्रस्तुत किया गया है:<ref>Quantities and units – Part 8: Physical chemistry and molecular physics, Annex C (normative): pH. [[International Organization for Standardization]], 1992.</ref> एक संदर्भ इलेक्ट्रोड और हाइड्रोजन आयन गतिविधि के प्रति संवेदनशील इलेक्ट्रोड के बीच [[ वैद्युतवाहक बल | वैद्युतवाहक बल]] (ईएमएफ) को मापने के लिए एक गैल्वेनिक सेल की स्थापना की जाती है, जब वे दोनों एक ही जलीय घोल में डूबे होते हैं। संदर्भ इलेक्ट्रोड सिल्वर क्लोराइड इलेक्ट्रोड या[[ संतृप्त कैलोमेल इलेक्ट्रोड | संतृप्त कैलोमेल इलेक्ट्रोड]] हो सकता है। हाइड्रोजन-आयन चयनात्मक इलेक्ट्रोड[[ मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड | मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड]] है। | यह इस प्रकार है कि इलेक्ट्रोड क्षमता pH के समानुपाती होती है जब pH को गतिविधि के संदर्भ में परिभाषित किया जाता है। pH का सटीक माप अंतर्राष्ट्रीय मानक [[ आईएसओ 31-8 | आईएसओ 31-8]] में निम्नानुसार प्रस्तुत किया गया है:<ref>Quantities and units – Part 8: Physical chemistry and molecular physics, Annex C (normative): pH. [[International Organization for Standardization]], 1992.</ref> एक संदर्भ इलेक्ट्रोड और हाइड्रोजन आयन गतिविधि के प्रति संवेदनशील इलेक्ट्रोड के बीच [[ वैद्युतवाहक बल | वैद्युतवाहक बल]] (ईएमएफ) को मापने के लिए एक गैल्वेनिक सेल की स्थापना की जाती है, जब वे दोनों एक ही जलीय घोल में डूबे होते हैं। संदर्भ इलेक्ट्रोड सिल्वर क्लोराइड इलेक्ट्रोड या[[ संतृप्त कैलोमेल इलेक्ट्रोड | संतृप्त कैलोमेल इलेक्ट्रोड]] हो सकता है। हाइड्रोजन-आयन चयनात्मक इलेक्ट्रोड[[ मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड | मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड]] है। | ||
:<span class="texhtml">संदर्भ इलेक्ट्रोड | KCl का सान्द्र विलयन || परीक्षण विलयन | H<sub>2</sub> | Pt | :<span class="texhtml">संदर्भ इलेक्ट्रोड | KCl का सान्द्र विलयन || परीक्षण विलयन | H<sub>2</sub> | Pt | ||
सबसे पहले, सेल ज्ञात हाइड्रोजन आयन गतिविधि के विलयन से भर जाता है और इलेक्ट्रोमोटिव बल, ''E''<sub>S</sub> मापा जाता है। फिर इलेक्ट्रोमोटिव बल, ''E''<sub>X</sub>, अज्ञात pH के विलयन वाले एक ही सेल को मापा जाता है। | सबसे पहले, सेल ज्ञात हाइड्रोजन आयन गतिविधि के विलयन से भर जाता है और इलेक्ट्रोमोटिव बल, ''E''<sub>S</sub> मापा जाता है। फिर इलेक्ट्रोमोटिव बल, ''E''<sub>X</sub>, अज्ञात pH के विलयन वाले एक ही सेल को मापा जाता है। | ||
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pH पैमाना लॉगरिदमिक है और इसलिए pH एक [[ आयाम रहित मात्रा |आयाम रहित मात्रा]] है। | pH पैमाना लॉगरिदमिक है और इसलिए pH एक [[ आयाम रहित मात्रा |आयाम रहित मात्रा]] है। | ||
=== | === p [H] === | ||
यह 1909 में सॉरेन्सन की मूल परिभाषा थी,<ref name="Sor">{{cite web|url=http://www.carlsberggroup.com/Company/heritage/Research/Pages/pHValue.aspx |title=Carlsberg Group Company History Page |publisher=Carlsberggroup.com |archive-url=https://web.archive.org/web/20140118043012/http://www.carlsberggroup.com/Company/heritage/Research/Pages/pHValue.aspx |archive-date=18 January 2014 |url-status=live |access-date=7 May 2013}}</ref> जिसे 1924 में pH के पक्ष में स्थानांतरित कर दिया गया था। [H] हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता है, जिसे [{{chem2|H(+)}}] निरूपित किया गया है आधुनिक रसायन विज्ञान में, जिसमें सांद्रता की इकाइयाँ प्रतीत होती हैं। अधिक सही ढंग से, तनु घोल में {{chem2|H(+)}} की थर्मोडायनामिक गतिविधि प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए [H<sup>+</sup>]/c<sub>0</sub>, जहां मानक अवस्था सांद्रता c<sub>0</sub> = 1 mol/L है। यह अनुपात एक शुद्ध संख्या है जिसका लघुगणक परिभाषित किया जा सकता है। | यह 1909 में सॉरेन्सन की मूल परिभाषा थी,<ref name="Sor">{{cite web|url=http://www.carlsberggroup.com/Company/heritage/Research/Pages/pHValue.aspx |title=Carlsberg Group Company History Page |publisher=Carlsberggroup.com |archive-url=https://web.archive.org/web/20140118043012/http://www.carlsberggroup.com/Company/heritage/Research/Pages/pHValue.aspx |archive-date=18 January 2014 |url-status=live |access-date=7 May 2013}}</ref> जिसे 1924 में pH के पक्ष में स्थानांतरित कर दिया गया था। [H] हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता है, जिसे [{{chem2|H(+)}}] निरूपित किया गया है आधुनिक रसायन विज्ञान में, जिसमें सांद्रता की इकाइयाँ प्रतीत होती हैं। अधिक सही ढंग से, तनु घोल में {{chem2|H(+)}} की थर्मोडायनामिक गतिविधि प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए [H<sup>+</sup>]/c<sub>0</sub>, जहां मानक अवस्था सांद्रता c<sub>0</sub> = 1 mol/L है। यह अनुपात एक शुद्ध संख्या है जिसका लघुगणक परिभाषित किया जा सकता है। | ||
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===pOH === | ===pOH === | ||
pOH को कभी-कभी हाइड्रॉक्साइड आयनों की सांद्रता के माप के रूप में {{chem2|OH−}} प्रयोग किया जाता है, pOH मान pH माप से प्राप्त होते हैं। पानी में हाइड्रॉक्साइड आयनों की सांद्रता हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता से संबंधित है | |||
:<math chem="">[\ce{OH^-}] = \frac{K_\ce{W}}{[\ce{H^+}]}</math> | :<math chem="">[\ce{OH^-}] = \frac{K_\ce{W}}{[\ce{H^+}]}</math> | ||
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:<math chem="">\ce{pOH} = \ce{p}K_\ce{W} - \ce{pH}</math> | :<math chem="">\ce{pOH} = \ce{p}K_\ce{W} - \ce{pH}</math> | ||
तो, कमरे के तापमान पर, | तो, कमरे के तापमान पर, pOH ≈ 14 - pH। 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 pH मान जलीय pH 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: | हाइड्रोजन आयन सांद्रता (गतिविधियों) को गैर-जलीय सॉल्वैंट्स में मापा जा सकता है। इन मापों के आधार पर pH मान जलीय pH 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: | ||
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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 pH 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। | 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 pH 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। | ||
pH[[ 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> | pH[[ 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 pH पैमाने === | === एकीकृत निरपेक्ष pH पैमाने === | ||
2010 में, pH को मापने के लिए एक नया दृष्टिकोण प्रस्तावित किया गया था, जिसे एकीकृत पूर्ण pH स्केल कहा गया था। यह दृष्टिकोण एक सामान्य संदर्भ मानक को विभिन्न विलयनों में उपयोग करने की अनुमति देता है, चाहे उनकी pH सीमा कुछ भी हो। एकीकृत निरपेक्ष pH स्केल, प्रोटॉन की पूर्ण रासायनिक क्षमता पर आधारित है, जैसा कि लुईस एसिड-बेस सिद्धांत द्वारा परिभाषित किया गया है। यह पैमाने तरल पदार्थ, गैसों और यहां तक कि ठोस 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> एकीकृत निरपेक्ष pH पैमाने के लाभों में स्थिरता, सटीकता, और नमूना प्रकार की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए प्रयोज्यता सम्मलित है। यह सटीक और बहुमुखी है क्योंकि यह pH मापन के लिए एक सामान्य संदर्भ मानक के रूप में कार्य करता है। यद्यपि, कार्यान्वयन प्रयास, उपस्थित डेटा, जटिलता और संभावित लागत के साथ संगतता कुछ चुनौतियां हैं। | 2010 में, pH को मापने के लिए एक नया दृष्टिकोण प्रस्तावित किया गया था, जिसे एकीकृत पूर्ण pH स्केल कहा गया था। यह दृष्टिकोण एक सामान्य संदर्भ मानक को विभिन्न विलयनों में उपयोग करने की अनुमति देता है, चाहे उनकी pH सीमा कुछ भी हो। एकीकृत निरपेक्ष pH स्केल, प्रोटॉन की पूर्ण रासायनिक क्षमता पर आधारित है, जैसा कि लुईस एसिड-बेस सिद्धांत द्वारा परिभाषित किया गया है। यह पैमाने तरल पदार्थ, गैसों और यहां तक कि ठोस 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> एकीकृत निरपेक्ष pH पैमाने के लाभों में स्थिरता, सटीकता, और नमूना प्रकार की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए प्रयोज्यता सम्मलित है। यह सटीक और बहुमुखी है क्योंकि यह pH मापन के लिए एक सामान्य संदर्भ मानक के रूप में कार्य करता है। यद्यपि, कार्यान्वयन प्रयास, उपस्थित डेटा, जटिलता और संभावित लागत के साथ संगतता कुछ चुनौतियां हैं। | ||
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===प्रबल अम्ल और क्षार=== | ===प्रबल अम्ल और क्षार=== | ||
प्रबल अम्ल और प्रबल क्षार ऐसे यौगिक हैं जो व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए जल में पूर्णतया वियोजित होते हैं। सामान्य परिस्थितियों में इसका अर्थ है कि अम्लीय विलयन में हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता अम्ल की सांद्रता के बराबर ली जा सकती है। pH तब सांद्रता मूल्य के लघुगणक के बराबर होता है। हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (HCl) प्रबल अम्ल का एक उदाहरण है। HCl के 0.01M विलयन का 2 (pH = −log10(0.01)) के बराबर होता है। सोडियम हाइड्रोक्साइड, NaOH, एक प्रबल आधार का उदाहरण है। NaOH के 0.01M विलयन का 2 (pOH = −log10(0.01)) के बराबर है। उपरोक्त | प्रबल अम्ल और प्रबल क्षार ऐसे यौगिक हैं जो व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए जल में पूर्णतया वियोजित होते हैं। सामान्य परिस्थितियों में इसका अर्थ है कि अम्लीय विलयन में हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता अम्ल की सांद्रता के बराबर ली जा सकती है। pH तब सांद्रता मूल्य के लघुगणक के बराबर होता है। हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (HCl) प्रबल अम्ल का एक उदाहरण है। HCl के 0.01M विलयन का 2 (pH = −log10(0.01)) के बराबर होता है। सोडियम हाइड्रोक्साइड, NaOH, एक प्रबल आधार का उदाहरण है। NaOH के 0.01M विलयन का 2 (pOH = −log10(0.01)) के बराबर है। उपरोक्त pOH खंड में pOH की परिभाषा से, इसका मतलब है कि pH लगभग 12 के बराबर है। उच्च सांद्रता पर सोडियम हाइड्रॉक्साइड के विलयन के लिए स्व- आयनीकरण संतुलन को ध्यान में रखा जाना चाहिए। | ||
सांद्रता बेहद कम होने पर स्व-आयनीकरण पर भी विचार किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, 5×10<sup>−8</sup>M की सांद्रता पर हाइड्रोक्लोरिक अम्ल के विलयन पर विचार करें। ऊपर दी गई सरल प्रक्रिया से पता चलता है कि इसका pH 7.3 है। यह स्पष्ट रूप से गलत है क्योंकि एक एसिड विलयन का pH 7 से कम होना चाहिए। सिस्टम को हाइड्रोक्लोरिक एसिड और[[ उभयधर्मी | उभयधर्मी]] पदार्थ पानी के मिश्रण के रूप में मानने पर 6.89 का pH परिणाम मिलता है।<ref>{{cite web|last=Maloney|first=Chris|title=pH calculation of a very small concentration of a strong acid.|url=http://sinophibe.blogspot.com/2011/03/ph-calculation-of-very-small.html|access-date=13 March 2011|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20110708062942/http://sinophibe.blogspot.com/2011/03/ph-calculation-of-very-small.html|archive-date=8 July 2011}}</ref> | सांद्रता बेहद कम होने पर स्व-आयनीकरण पर भी विचार किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, 5×10<sup>−8</sup>M की सांद्रता पर हाइड्रोक्लोरिक अम्ल के विलयन पर विचार करें। ऊपर दी गई सरल प्रक्रिया से पता चलता है कि इसका pH 7.3 है। यह स्पष्ट रूप से गलत है क्योंकि एक एसिड विलयन का pH 7 से कम होना चाहिए। सिस्टम को हाइड्रोक्लोरिक एसिड और[[ उभयधर्मी | उभयधर्मी]] पदार्थ पानी के मिश्रण के रूप में मानने पर 6.89 का pH परिणाम मिलता है।<ref>{{cite web|last=Maloney|first=Chris|title=pH calculation of a very small concentration of a strong acid.|url=http://sinophibe.blogspot.com/2011/03/ph-calculation-of-very-small.html|access-date=13 March 2011|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20110708062942/http://sinophibe.blogspot.com/2011/03/ph-calculation-of-very-small.html|archive-date=8 July 2011}}</ref> | ||
Revision as of 11:55, 6 June 2023
रसायन विज्ञान में, pH (/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 pH मान के लिए मापा जाता है।
pH स्केल लघुगणकीय पैमाने है और विलयन में हाइड्रोनियम की सांद्रता को व्युत्क्रम रूप से इंगित करता है।[2]