K2KARAKORAM
मराठीEnglish
ॲप उघडा

राज्य मंडळ · इयत्ता 12 · रसायनशास्त्र

धडा ३: आयनिक समतोल

7 संकल्पना · उत्तरांसह 56 सराव प्रश्न · वाचन मोफत

हा धडा या भाषेतही: English

विद्युत अपघटय आणि आम्ल–आधार सिद्धांत

रोजच्या जीवनातून

लिंबू आंबट आणि साबण निसरडा — आम्ल आणि आधार रोजच भेटतात, फक्त ओळखायला हवेत.

सोपी व्याख्या

विद्युत अपघटय = द्रावणात आयन देणारा पदार्थ. ब्रॉन्स्टेड–लोरी : आम्ल = H⁺ दाता; आधार = H⁺ ग्राही. लुईस : आम्ल = e⁻ जोडी ग्राही.

सिद्धांतआम्ल–आधार सिद्धांतसिद्धांतआम्लआधारउदा.अर्हेनियसH⁺ देतेOH⁻ देतेHCl, NaOHब्रॉन्स्टेड–लोरीH⁺ दाताH⁺ ग्राहीNH₄⁺, NH₃लुईसe⁻ जोडी ग्राहीe⁻ जोडी दाताBF₃, NH₃संयुग्मी जोडी : HA / A⁻ ; आम्ल प्रबल ⇒ संयुग्मी आधार दुर्बलNH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻NH₃ आधार, H₂O आम्ल ; NH₄⁺ संयुग्मी आम्ल, OH⁻ संयुग्मी आधारप्रबल विद्युत अपघटय : पूर्ण वियोजन (HCl, NaOH) ; दुर्बल : आंशिक (CH₃COOH)

आकृतीत : तीन सिद्धांत.

नियम 1 : प्रबल आणि दुर्बल — प्रबल : पूर्ण वियोजन (HCl, NaOH, KCl). दुर्बल : आंशिक (CH₃COOH, NH₃). अनिर्विद्युत : आयन नाही (ग्लुकोज).

  • सोपे : HCl ⇒ H⁺ + Cl⁻ (→).
  • मध्यम : CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺.
  • परीक्षेसाठी : साखर आयन देत नाही.

नियम 2 : ब्रॉन्स्टेड–लोरी — संयुग्मी जोडी HA / A⁻. प्रबल आम्ल ⇒ दुर्बल संयुग्मी आधार. उभयधर्मी : H₂O, HCO₃⁻.

  • सोपे : NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻.
  • मध्यम : HCl चा संयुग्मी आधार Cl⁻ (दुर्बल).
  • परीक्षेसाठी : H₂O आम्लही, आधारही.

नियम 3 : अर्हेनियस आणि लुईस — अर्हेनियस : आम्ल H⁺ देते, आधार OH⁻. लुईस : BF₃ आम्ल, NH₃ आधार (दोन्ही H⁺ शिवाय).

  • सोपे : BF₃ + NH₃ ⇒ F₃B←NH₃.
  • मध्यम : AlCl₃ लुईस आम्ल.
  • परीक्षेसाठी : लुईस सर्वात व्यापक.

तर्क : HCO₃⁻ उभयधर्मी का?

  • पायरी 1 : H⁺ देऊन CO₃²⁻ बनते ⇒ आम्लासारखे.
  • पायरी 2 : H⁺ घेऊन H₂CO₃ बनते ⇒ आधारासारखे.
  • पायरी 3 : दोन्ही गुण ⇒ उभयधर्मी.

CET स्तर (MCQ)

  • CET 1) NH₃ चे संयुग्मी आम्ल? 1) NH₄⁺ 2) NH₂⁻ 3) OH⁻ 4) H₂O — उत्तर : 1).
  • CET 2) लुईस आम्ल? 1) BF₃ 2) NH₃ 3) OH⁻ 4) Cl⁻ — उत्तर : 1).

प्रत्यक्ष जीवनातील उपयोग: पोटातील आम्लता, बफर, औषध, उत्प्रेरक.

लक्षात ठेवा

ब्रॉन्स्टेड : H⁺ दाता/ग्राही; लुईस : e⁻ जोडी ग्राही/दाता; संयुग्मी जोडी.

सामान्य चूक

संयुग्मी जोडीत H⁺ ऐवजी OH⁻ चा फरक मानणे.

CET सापळा

संयुग्मी जोडी = एक H⁺ चा फरक.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "आम्ल देते, आधार घेतो".

फरक ओळखा

सिद्धांतआम्ल
ArrheniusH⁺ देते
Brønsted–LowryH⁺ दाता
Lewise⁻ ग्राही

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1प्रबल आणि दुर्बल विद्युत अपघटय.
  2. 2ब्रॉन्स्टेड–लोरी आम्ल आणि आधार.
  3. 3संयुग्मी जोडी म्हणजे?
मध्यम
  1. 4NH₃ चे संयुग्मी आम्ल.
  2. 5लुईस आम्लाची उदाहरणे.
  3. 6उभयधर्मी म्हणजे?
आव्हानात्मक
  1. 7HCl चा संयुग्मी आधार.
  2. 8अर्हेनियस सिद्धांताची मर्यादा.
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1पूर्ण वि. आंशिक वियोजन.
  2. 2H⁺ दाता आणि ग्राही.
  3. 3एक H⁺ चा फरक.
  4. 4NH₄⁺.
  5. 5BF₃, AlCl₃.
  6. 6आम्ल आणि आधार दोन्ही.
  7. 7Cl⁻.
  8. 8जलीय द्रावण आणि H⁺ आवश्यक.

ओस्टवाल्ड विरलन नियम, K_a आणि K_b

रोजच्या जीवनातून

चहा जितका पातळ तितकी साखर वेगळी वेगळी — विरलनाने दुर्बल आम्ल जास्त विघटित होते.

सोपी व्याख्या

K_a = Cα²/(1 – α); α ≪ 1 : K_a ≈ Cα², α = √(K_a/C), [H⁺] = √(K_a C).

विरलनओस्टवाल्ड विरलन नियमविरलनαKa = Cα² / (1 – α)α ≪ 1 : Ka ≈ Cα²α = √(Ka / C)[H⁺] = Cα = √(Ka C)0.1 M CH₃COOH, Ka = 1.8×10⁻⁵α = √(1.8×10⁻⁴) = 0.0134 ; [H⁺] = 1.34×10⁻³ ; pH = 2.87C ↓ (विरलन) ⇒ α ↑ ; Ka फक्त T वर अवलंबून0.01 M ⇒ α = 0.0424 (दहापट विरलन ⇒ α ≈ √10 पट)

आकृतीत : α आणि विरलन.

Live आकृती

ओस्टवाल्ड विरलन नियम, K_a आणि K_b

ॲपमध्ये ही आकृती हाताने हलवून बघता येते.

ॲपमध्ये उघडा

नियम 1 : K_a आणि K_b — HA ⇌ H⁺ + A⁻ : K_a = [H⁺][A⁻]/[HA]. B + H₂O ⇌ BH⁺ + OH⁻ : K_b. K_a K_b = K_w.

  • सोपे : CH₃COOH K_a = 1.8×10⁻⁵.
  • मध्यम : pK_a = 4.74.
  • परीक्षेसाठी : K_a मोठा ⇒ प्रबल आम्ल.

नियम 2 : α काढणे — α = √(K_a/C). 0.1 M ⇒ 0.0134 ; 0.01 M ⇒ 0.0424. [H⁺] = Cα.

  • सोपे : 0.1 M : [H⁺] = 1.34×10⁻³, pH = 2.87.
  • मध्यम : विरलन ⇒ α ↑.
  • परीक्षेसाठी : दहापट विरलन ⇒ α ≈ 3.16 पट.

नियम 3 : K_a मोजणे — 0.1 M HA, pH = 3 ⇒ [H⁺] = 10⁻³ ⇒ K_a = (10⁻³)²/0.099 = 1.0×10⁻⁵.

  • सोपे : आधारांसाठी NH₃ : K_b = 1.8×10⁻⁵.
  • मध्यम : 0.1 M NH₃ ⇒ pH = 11.13.
  • परीक्षेसाठी : pK = –log K.

गणना : 0.1 M CH₃COOH, K_a = 1.8×10⁻⁵

  • पायरी 1 : α = √(1.8×10⁻⁵/0.1) = 0.0134.
  • पायरी 2 : [H⁺] = Cα = 1.34×10⁻³ M.
  • पायरी 3 : pH = 2.87.

CET स्तर (MCQ)

  • CET 1) विरलनाने α? 1) वाढतो 2) घटतो 3) तोच 4) शून्य — उत्तर : 1).
  • CET 2) K_a K_b = ? 1) K_w 2) 1 3) K_w² 4) 10⁻⁷ — उत्तर : 1).

प्रत्यक्ष जीवनातील उपयोग: औषधे, पाणी शुद्धीकरण, आम्लता चाचणी.

लक्षात ठेवा

K_a = Cα²/(1–α); α = √(K_a/C); K_a K_b = K_w.

सामान्य चूक

α ≪ 1 अट न तपासता वापरणे.

CET सापळा

α 5 % पेक्षा कमी असेल तरच (1 – α) ≈ 1.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "α = √(K/C)" — विरल ⇒ मोठा α.

फरक ओळखा

Cα
0.1 M0.0134
0.01 M0.0424

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1ओस्टवाल्ड विरलन नियम व्युत्पन्न करा.
  2. 20.1 M CH₃COOH चा α.
  3. 3त्याचा pH.
मध्यम
  1. 4K_a आणि K_b संबंध.
  2. 5pH = 3, 0.1 M HA ⇒ K_a.
  3. 60.1 M NH₃ चा pH.
आव्हानात्मक
  1. 7विरलनाचा α वर परिणाम.
  2. 8(1 – α) ≈ 1 कधी?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1K = Cα²/(1–α).
  2. 20.0134.
  3. 32.87.
  4. 4K_w.
  5. 51.0×10⁻⁵.
  6. 611.13.
  7. 7α वाढतो.
  8. 8α लहान असताना.

पाण्याचा आयनिक गुणाकार, pH आणि pOH

रोजच्या जीवनातून

पाणी थोडे थोडे स्वतःच आयनीकरण होते — 10⁷ मध्ये एक आयन जोडी.

सोपी व्याख्या

K_w = [H⁺][OH⁻] = 1.0×10⁻¹⁴ (298 K). pH = –log[H⁺], pOH = –log[OH⁻], pH + pOH = 14.

pHKw, pH आणि pOH01234567891011121314आम्लधर्मीउदासीन 7आम्लारीधर्मीKw = [H⁺][OH⁻] = 1.0×10⁻¹⁴ (298 K)pH = –log[H⁺] ; pOH = –log[OH⁻] ; pH + pOH = 140.01 M HCl ⇒ pH = 20.001 M NaOH ⇒ pOH = 3 ⇒ pH = 11T ↑ ⇒ Kw ↑ (100 °C ला 5.5×10⁻¹³, उदासीन pH ≈ 6.1)pH दहा पट बदल = [H⁺] मध्ये 10 पट बदल

आकृतीत : pH मापनी.

नियम 1 : K_w — H₂O ⇌ H⁺ + OH⁻. शुद्ध पाणी [H⁺] = [OH⁻] = 10⁻⁷. T ↑ ⇒ K_w ↑.

  • सोपे : 100 °C : K_w ≈ 5.5×10⁻¹³.
  • मध्यम : उदासीन pH ≈ 6.1 तेव्हा.
  • परीक्षेसाठी : K_w तापमानावरच अवलंबून.

नियम 2 : pH काढणे — प्रबल आम्ल : [H⁺] = C. प्रबल आधार : [OH⁻] = C. 0.01 M HCl ⇒ 2; 0.001 M NaOH ⇒ 11.

  • सोपे : pH 3 ⇒ [H⁺] = 10⁻³.
  • मध्यम : pH 2 आणि 3 : 10 पट फरक.
  • परीक्षेसाठी : pOH = 14 – pH.

नियम 3 : दैनंदिन pH — रक्त 7.4; लिंबू 2.2; दूध 6.5; साबण 10; पोटातील आम्ल 1.5–2.

  • सोपे : दात किडणे pH < 5.5 ला सुरू.
  • मध्यम : पावसाचे पाणी pH ≈ 5.6.
  • परीक्षेसाठी : पीक आणि मातीचा pH.

गणना : 0.001 M NaOH चा pH

  • पायरी 1 : [OH⁻] = 10⁻³ ⇒ pOH = 3.
  • पायरी 2 : pH = 14 – 3.
  • पायरी 3 : pH = 11.

CET स्तर (MCQ)

  • CET 1) 0.01 M HCl चा pH? 1) 2 2) 1 3) 12 4) 7 — उत्तर : 1).
  • CET 2) pH + pOH = ? 1) 14 2) 7 3) 1 4) 0 — उत्तर : 1).

प्रत्यक्ष जीवनातील उपयोग: आरोग्य, शेती, जलशुद्धीकरण, अन्न उद्योग.

लक्षात ठेवा

K_w = [H⁺][OH⁻]; pH + pOH = 14 (298 K); pH दहा पट.

सामान्य चूक

उच्च तापमानावर उदासीन pH = 7 धरणे.

CET सापळा

T ↑ ⇒ K_w ↑ ⇒ उदासीन pH < 7.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "पीएच + पीओएच = 14".

फरक ओळखा

द्रावणpH
0.01 M HCl2
शुद्ध पाणी7
0.001 M NaOH11

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1K_w व्याख्या.
  2. 2pH व्याख्या.
  3. 30.01 M HCl चा pH.
मध्यम
  1. 40.001 M NaOH चा pH.
  2. 5pH 3 मधील [H⁺].
  3. 6T चा K_w वर परिणाम.
आव्हानात्मक
  1. 7रक्ताचा pH.
  2. 8pH 2 आणि 4 फरक.
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1[H⁺][OH⁻].
  2. 2–log[H⁺].
  3. 32.
  4. 411.
  5. 510⁻³.
  6. 6T ↑ ⇒ K_w ↑.
  7. 77.4.
  8. 8100 पट [H⁺].

क्षारांचे जलअपघटन

रोजच्या जीवनातून

धुण्याचा सोडा पाण्यात निसरडा लागतो — तो पाण्याबरोबर प्रक्रिया करून pH वाढवतो.

सोपी व्याख्या

जलअपघटन = क्षाराच्या आयनांची पाण्याशी अभिक्रिया ⇒ pH बदलतो. K_h = K_w/K_a.

जलअपघटनक्षारांचे जलअपघटनक्षारउदा.जलअपघटनpHप्रबल आम्ल + प्रबल आधारNaClनाहीpH = 7दुर्बल आम्ल + प्रबल आधारCH₃COONaA⁻ + H₂O ⇌ HA + OH⁻pH > 7प्रबल आम्ल + दुर्बल आधारNH₄ClBH⁺ + H₂O ⇌ B + H₃O⁺pH < 7दुर्बल + दुर्बलCH₃COONH₄Ka, Kb वर≈ 7Kh = Kw / Ka ; h = √(Kh / C)0.1 M CH₃COONa : Kh = 5.56×10⁻¹⁰, h = 7.45×10⁻⁵[OH⁻] = 7.45×10⁻⁶ ⇒ pOH 5.13 ⇒ pH 8.870.1 M NH₄Cl : pH = 5.13

आकृतीत : चार प्रकारचे क्षार.

Live आकृती

क्षारांचे जलअपघटन

ॲपमध्ये ही आकृती हाताने हलवून बघता येते.

ॲपमध्ये उघडा

नियम 1 : दुर्बल आम्ल + प्रबल आधार — A⁻ + H₂O ⇌ HA + OH⁻ ⇒ pH > 7. K_h = K_w/K_a; h = √(K_h/C).

  • सोपे : 0.1 M CH₃COONa : K_h = 5.56×10⁻¹⁰.
  • मध्यम : h = 7.45×10⁻⁵.
  • परीक्षेसाठी : pH = 8.87.

नियम 2 : प्रबल आम्ल + दुर्बल आधार — BH⁺ + H₂O ⇌ B + H₃O⁺ ⇒ pH < 7. 0.1 M NH₄Cl ⇒ pH = 5.13.

  • सोपे : K_h = K_w/K_b.
  • मध्यम : [H⁺] = Ch.
  • परीक्षेसाठी : CuSO₄ आम्लधर्मी.

नियम 3 : प्रबल–प्रबल आणि दुर्बल–दुर्बल — NaCl : pH = 7, जलअपघटन नाही. CH₃COONH₄ : दोन्ही आयन, K_a ≈ K_b ⇒ pH ≈ 7.

  • सोपे : KNO₃ उदासीन.
  • मध्यम : Na₂CO₃ आम्लारी.
  • परीक्षेसाठी : NH₄Cl आम्लधर्मी.

गणना : 0.1 M CH₃COONa (K_a = 1.8×10⁻⁵)

  • पायरी 1 : K_h = 10⁻¹⁴/1.8×10⁻⁵ = 5.56×10⁻¹⁰.
  • पायरी 2 : h = √(5.56×10⁻¹⁰/0.1) = 7.45×10⁻⁵; [OH⁻] = 7.45×10⁻⁶.
  • पायरी 3 : pOH = 5.13 ⇒ pH = 8.87.

CET स्तर (MCQ)

  • CET 1) NH₄Cl चे द्रावण? 1) आम्लधर्मी 2) आम्लारी 3) उदासीन 4) बफर — उत्तर : 1).
  • CET 2) K_h = ? 1) K_w/K_a 2) K_a/K_w 3) K_a K_w 4) K_w² — उत्तर : 1).

प्रत्यक्ष जीवनातील उपयोग: साबण, धुण्याचा सोडा, खते, पाण्याचा pH.

लक्षात ठेवा

दुर्बल आम्लाचा क्षार ⇒ pH > 7; दुर्बल आधाराचा ⇒ pH < 7; K_h = K_w/K.

सामान्य चूक

प्रबल आम्ल/आधाराचे आयन जलअपघटित मानणे.

CET सापळा

Na⁺, Cl⁻, K⁺, NO₃⁻ जलअपघटन करत नाहीत.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "जो प्रबल, तो ठरवतो".

फरक ओळखा

क्षारpH
NaCl7
CH₃COONa> 7
NH₄Cl< 7

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1जलअपघटन म्हणजे?
  2. 2K_h सूत्र.
  3. 3CH₃COONa चा pH.
मध्यम
  1. 4NH₄Cl चा pH.
  2. 5NaCl उदासीन का?
  3. 6Na₂CO₃ आम्लारी का?
आव्हानात्मक
  1. 7h कसा काढतात?
  2. 8दुर्बल–दुर्बल क्षार.
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1आयन + पाणी ⇒ pH बदल.
  2. 2K_w/K_a.
  3. 38.87.
  4. 45.13.
  5. 5दोन्ही आयन प्रबल पित्याचे.
  6. 6CO₃²⁻ + H₂O ⇌ HCO₃⁻ + OH⁻.
  7. 7√(K_h/C).
  8. 8pH ≈ 7.

बफर द्रावणे

रोजच्या जीवनातून

शॉक ॲब्सॉर्बर धक्का शोषतो — बफर pH चा धक्का शोषतो.

सोपी व्याख्या

बफर = थोडे आम्ल/आधार घातले तरी pH जवळपास स्थिर ठेवणारे द्रावण. हेंडरसन : pH = pK_a + log([क्षार]/[आम्ल]).

बफरबफर द्रावणआम्लीय : CH₃COOH + CH₃COONapH = pKa + log[क्षार]/[आम्ल]आम्लारी : NH₃ + NH₄ClpOH = pKb + log[क्षार]/[आधार]हेंडरसन : pH = pKa + log([A⁻]/[HA])1 L बफर 0.1 M / 0.1 M ⇒ pH = 4.740.2 M क्षार / 0.1 M आम्ल ⇒ pH = 5.050.01 mol HCl घालल्यावर : बफर 4.74 ⇒ 4.66 ; शुद्ध पाणी 7 ⇒ 2आम्ल घातल्यास A⁻ वापरले जाते; क्षार घातल्यास HAसर्वोत्तम बफर : pH ≈ pKa ± 1 ; रक्त pH ≈ 7.4 (H₂CO₃/HCO₃⁻)

आकृतीत : बफर आणि हेंडरसन समीकरण.

Live आकृती

बफर द्रावणे

ॲपमध्ये ही आकृती हाताने हलवून बघता येते.

ॲपमध्ये उघडा

नियम 1 : प्रकार — आम्लीय : दुर्बल आम्ल + त्याचा क्षार (CH₃COOH + CH₃COONa). आम्लारी : दुर्बल आधार + क्षार (NH₃ + NH₄Cl).

  • सोपे : pH 4.74 आसपास.
  • मध्यम : NH₃/NH₄Cl pH ≈ 9.25.
  • परीक्षेसाठी : रक्तात H₂CO₃/HCO₃⁻.

नियम 2 : हेंडरसन — pH = pK_a + log([A⁻]/[HA]). 0.1/0.1 ⇒ 4.74; 0.2/0.1 ⇒ 5.05.

  • सोपे : समान प्रमाण ⇒ pH = pK_a.
  • मध्यम : दहा पट क्षार ⇒ +1.
  • परीक्षेसाठी : pOH = pK_b + log([BH⁺]/[B]).

नियम 3 : बफर क्रिया — आम्ल घातल्यास A⁻ वापरते; आधार घातल्यास HA. 0.01 mol HCl : बफर 4.74 ⇒ 4.66; शुद्ध पाणी 7 ⇒ 2.

  • सोपे : क्षमता : pK_a ± 1.
  • मध्यम : मोठे प्रमाण ⇒ अधिक क्षमता.
  • परीक्षेसाठी : औषधी इंजेक्शन बफर केलेली.

गणना : 1 L बफर (0.1 M CH₃COOH + 0.1 M CH₃COONa), 0.01 mol HCl घालतात

  • पायरी 1 : HCl + A⁻ ⇒ HA : A⁻ = 0.09, HA = 0.11.
  • पायरी 2 : pH = 4.74 + log(0.09/0.11).
  • पायरी 3 : pH = 4.74 – 0.09 = 4.66.

CET स्तर (MCQ)

  • CET 1) बफर घटक? 1) CH₃COOH + CH₃COONa 2) HCl + NaCl 3) NaOH + NaCl 4) H₂SO₄ + Na₂SO₄ — उत्तर : 1).
  • CET 2) [A⁻] = [HA] असता pH? 1) pK_a 2) 7 3) 14 4) 0 — उत्तर : 1).

प्रत्यक्ष जीवनातील उपयोग: रक्त, औषधे, जैव प्रयोग, अन्न जतन.

लक्षात ठेवा

pH = pK_a + log(क्षार/आम्ल); श्रेष्ठ क्षेत्र pK_a ± 1.

सामान्य चूक

बफरमध्ये प्रबल आम्ल वापरणे.

CET सापळा

बफर = दुर्बल आम्ल/आधार + त्याचा क्षार.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "क्षार अधिक ⇒ pH अधिक".

फरक ओळखा

A⁻/HApH
1 : 1pK_a
10 : 1pK_a + 1
1 : 10pK_a – 1

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1बफर म्हणजे?
  2. 2दोन प्रकार.
  3. 3हेंडरसन समीकरण.
मध्यम
  1. 40.2/0.1 ⇒ pH.
  2. 5HCl घातल्यावर pH.
  3. 6रक्त बफर.
आव्हानात्मक
  1. 7बफर क्षमता म्हणजे?
  2. 8NH₃/NH₄Cl बफर pH.
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1pH स्थिर ठेवणारे.
  2. 2आम्लीय आणि आम्लारी.
  3. 3pK_a + log(क्षार/आम्ल).
  4. 45.05.
  5. 54.66.
  6. 6H₂CO₃/HCO₃⁻.
  7. 7pH बदलाला विरोध.
  8. 8≈ 9.25.

विद्राव्यता गुणफल आणि अवक्षेपणाची अट

रोजच्या जीवनातून

चहात साखर जास्त टाकली तर तळाशी साखर साचते — संपृक्तता ओलांडली म्हणून.

सोपी व्याख्या

K_sp = संपृक्त द्रावणातील आयन सांद्रतांचा गुणाकार. Q > K_sp ⇒ अवक्षेप.

K_spविद्राव्यता गुणफल Kspक्षारसूत्रKsps (mol/L)AgClKsp = s²1.8×10⁻¹⁰1.34×10⁻⁵Ag₂CrO₄Ksp = 4s³1.1×10⁻¹²6.5×10⁻⁵PbI₂Ksp = 4s³6.9×10⁻⁹1.2×10⁻³AₓBᵧ ⇌ xA + yB : Ksp = [A]ˣ[B]ʸQ > Ksp ⇒ अवक्षेप ; Q = Ksp ⇒ संपृक्त ; Q < Ksp ⇒ पूर्ण विरघळते0.001 M Ag⁺ + 0.001 M Cl⁻ : Q = 1×10⁻⁶ > 1.8×10⁻¹⁰ ⇒ AgCl अवक्षेपितसामायिक आयन परिणाम : 0.1 M NaCl मध्ये AgCl s = 1.8×10⁻⁹विद्राव्यता 1.34×10⁻⁵ ⇒ 1.8×10⁻⁹ : 7000 पट कमी

आकृतीत : K_sp आणि विद्राव्यता.

Live आकृती

विद्राव्यता गुणफल आणि अवक्षेपणाची अट

ॲपमध्ये ही आकृती हाताने हलवून बघता येते.

ॲपमध्ये उघडा

नियम 1 : K_sp आणि s — AgCl : K_sp = s² ⇒ s = 1.34×10⁻⁵. A₂B : K_sp = 4s³. Ag₂CrO₄ : s = (1.1×10⁻¹²/4)^(1/3) = 6.5×10⁻⁵.

  • सोपे : PbI₂ s = 1.2×10⁻³ ⇒ K_sp = 6.9×10⁻⁹.
  • मध्यम : AB₃ : 27s⁴.
  • परीक्षेसाठी : K_sp T वर अवलंबून.

नियम 2 : अवक्षेपणाची अट — Q > K_sp ⇒ अवक्षेप; Q = K_sp ⇒ संपृक्त; Q < K_sp ⇒ विरघळलेले. मिसळल्यावर सांद्रता निम्मी.

  • सोपे : 0.002 M + 0.002 M, समान आकारमान ⇒ Q = 10⁻⁶.
  • मध्यम : 10⁻⁶ > 1.8×10⁻¹⁰ ⇒ AgCl अवक्षेप.
  • परीक्षेसाठी : गुणात्मक विश्लेषण गटवार.

नियम 3 : उपयोग — गुणात्मक विश्लेषण; कठीणता काढणे; मूत्रखडे (कॅल्शियम ऑक्झलेट) ; सांडपाणी शुद्धीकरण.

  • सोपे : BaSO₄ आणि बेरियम मील.
  • मध्यम : हाडे : हायड्रॉक्सिॲपेटाइट.
  • परीक्षेसाठी : Ca²⁺ अवक्षेप.

गणना : 0.001 M Ag⁺ आणि 0.001 M Cl⁻ मिसळले

  • पायरी 1 : Q = [Ag⁺][Cl⁻] = 10⁻³ × 10⁻³ = 10⁻⁶.
  • पायरी 2 : K_sp = 1.8×10⁻¹⁰.
  • पायरी 3 : Q > K_sp ⇒ AgCl अवक्षेपित होतो.

CET स्तर (MCQ)

  • CET 1) AgCl साठी K_sp? 1) s² 2) 4s³ 3) 27s⁴ 4) s³ — उत्तर : 1).
  • CET 2) अवक्षेप केव्हा? 1) Q > K_sp 2) Q < K_sp 3) Q = 0 4) Q = 1 — उत्तर : 1).

प्रत्यक्ष जीवनातील उपयोग: विश्लेषण, जल प्रक्रिया, औषधी, मूत्रखडे.

लक्षात ठेवा

AB : s²; A₂B/AB₂ : 4s³; Q > K_sp ⇒ अवक्षेप.

सामान्य चूक

मिसळल्यावर सांद्रता निम्मी न करणे.

CET सापळा

मिसळल्यावर आकारमान वाढते ⇒ सांद्रता कमी.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "Q मोठा ⇒ पडतो (अवक्षेप)".

फरक ओळखा

लवणK_sp
AgCls²
Ag₂CrO₄4s³
PbI₂4s³

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1K_sp म्हणजे?
  2. 2AgCl चे s.
  3. 3Ag₂CrO₄ चे s.
मध्यम
  1. 4PbI₂ चे K_sp (s = 1.2×10⁻³).
  2. 5अवक्षेपणाची अट.
  3. 60.002 M + 0.002 M Ag⁺/Cl⁻ ⇒ ?
आव्हानात्मक
  1. 7K_sp आणि Q फरक.
  2. 8AB₃ चे K_sp.
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1आयन गुणाकार.
  2. 21.34×10⁻⁵.
  3. 36.5×10⁻⁵.
  4. 46.9×10⁻⁹.
  5. 5Q > K_sp.
  6. 6Q = 10⁻⁶ ⇒ अवक्षेप.
  7. 7K_sp संतुलन; Q कोणतीही स्थिती.
  8. 827s⁴.

सामायिक आयन परिणाम

रोजच्या जीवनातून

आधीच गर्दी असलेल्या खोलीत आणखी लोक आले की कुणी बाहेर पडतो — तसेच सामायिक आयन घातल्यावर विघटन कमी होते.

सोपी व्याख्या

सामायिक आयन परिणाम : समतोलातील आयन असलेले क्षार घातल्यास विघटन/विद्राव्यता कमी होते (ले चॅटेलियर).

सामायिकसामायिक आयन परिणामCH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺+ CH₃COONa ⇒ संतुलन डावीकडेAgCl ⇌ Ag⁺ + Cl⁻+ NaCl ⇒ विद्राव्यता ↓ले चॅटेलियर : सामायिक आयन घातला ⇒ संतुलन उलट दिशेने0.1 M CH₃COOH : pH = 2.87, α = 0.0134+ 0.1 M CH₃COONa : [H⁺] = Ka = 1.8×10⁻⁵ ⇒ pH = 4.74उपयोग : गुणात्मक विश्लेषणात गटवार अवक्षेपण (NH₄Cl + NH₄OH)साबण साल्टिंग-आऊट : NaCl मुळे साबण वेगळा होतो

आकृतीत : सामायिक आयन.

नियम 1 : दुर्बल आम्लात — CH₃COOH + CH₃COONa ⇒ α कमी. 0.1 M + 0.1 M ⇒ [H⁺] = K_a = 1.8×10⁻⁵ ⇒ pH 4.74 (केवळ आम्ल : 2.87).

  • सोपे : α 0.0134 ⇒ 1.8×10⁻⁴.
  • मध्यम : बफरचे तत्त्व.
  • परीक्षेसाठी : NH₃ मध्ये NH₄Cl.

नियम 2 : विद्राव्यतेवर — 0.1 M NaCl मध्ये AgCl : s = K_sp/[Cl⁻] = 1.8×10⁻⁹ (शुद्ध पाण्यात 1.34×10⁻⁵).

  • सोपे : सुमारे 7000 पट कमी.
  • मध्यम : PbCl₂ NaCl मध्ये कमी.
  • परीक्षेसाठी : सामायिक आयन = Cl⁻.

नियम 3 : उपयोग — गुणात्मक विश्लेषणात गट II/III साठी NH₄Cl + NH₄OH; साबण साल्टिंग-आऊट; जवळजवळ पूर्ण अवक्षेपण.

  • सोपे : साबणात NaCl.
  • मध्यम : मीठाने अवक्षेप पूर्ण.
  • परीक्षेसाठी : बफर तयार करणे.

गणना : AgCl 0.1 M NaCl मध्ये

  • पायरी 1 : [Cl⁻] ≈ 0.1 M.
  • पायरी 2 : s = K_sp/[Cl⁻] = 1.8×10⁻¹⁰/0.1.
  • पायरी 3 : s = 1.8×10⁻⁹ mol/L.

CET स्तर (MCQ)

  • CET 1) NaCl घातल्यावर AgCl ची विद्राव्यता? 1) कमी 2) जास्त 3) तीच 4) अनंत — उत्तर : 1).
  • CET 2) CH₃COONa घातल्यावर CH₃COOH चा α? 1) कमी 2) जास्त 3) तोच 4) 1 — उत्तर : 1).

प्रत्यक्ष जीवनातील उपयोग: गुणात्मक विश्लेषण, बफर, साबण उद्योग.

लक्षात ठेवा

सामायिक आयन ⇒ संतुलन उलट; विद्राव्यता/α कमी.

सामान्य चूक

सामायिक आयन घातल्यावर K_sp बदलतो असे समजणे.

CET सापळा

K_sp फक्त T वर; s बदलतो.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "आधीचाच आयन घातला ⇒ विरघळणे कमी".

फरक ओळखा

स्थितीपरिणाम
आम्लात क्षारα ↓
AgCl + NaCls ↓
K_spतोच

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1सामायिक आयन परिणाम स्पष्ट करा.
  2. 20.1 M NaCl मध्ये AgCl चे s.
  3. 3CH₃COOH मध्ये CH₃COONa चा परिणाम.
मध्यम
  1. 4pH 2.87 ⇒ 4.74 कसे?
  2. 5साबण साल्टिंग-आऊट.
  3. 6K_sp बदलतो का?
आव्हानात्मक
  1. 7बफरशी संबंध.
  2. 8गुणात्मक विश्लेषणात वापर.
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1आयन घातल्याने संतुलन उलट.
  2. 21.8×10⁻⁹.
  3. 3α कमी होतो.
  4. 4[H⁺] = K_a.
  5. 5NaCl ने साबण वेगळा.
  6. 6नाही.
  7. 7बफर या परिणामावर.
  8. 8NH₄Cl + NH₄OH.

संपूर्ण धड्याची झटपट उजळणी

संकल्पनामहत्त्वाचे सूत्र / तथ्य
K_a (विरलन)K_a = Cα²/(1 – α)
K_w[H⁺][OH⁻] = 10⁻¹⁴
pHpH = –log[H⁺]
K_hK_w / K_a
हेंडरसनpH = pK_a + log(A⁻/HA)
K_sp (AB)s²
K_sp (A₂B)4s³
अवक्षेपQ > K_sp
Live आकृती

🚀 संपूर्ण धड्याची झटपट उजळणी

ॲपमध्ये ही आकृती हाताने हलवून बघता येते.

ॲपमध्ये उघडा

🎯 परीक्षेसाठी सर्वाधिक महत्त्वाचे मुद्दे

  • आम्ल–आधार सिद्धांत.
  • ओस्टवाल्ड.
  • K_w, pH.
  • जलअपघटन.
  • बफर.
  • K_sp.
  • सामायिक आयन.
अभ्यासाचा मंत्र

आधी संकल्पना समजा → सूत्र लक्षात ठेवा → उदाहरण सोडवा → स्वतः प्रश्न सोडवा.