pH कैलकुलेटर

pH कैलकुलेटर कैसे काम करता है?

यह लाभदायक ऑनलाइन टूल चयनित डेटा के आधार पर pH की गणना करने की अनुमति देता है: पदार्थ का प्रकार (अम्ल या क्षार) और उसकी विशेषताएँ (सांद्रता या मास और मात्रा)। उपयोगकर्ता उपलब्ध सूची से एक विशिष्ट उपधातु चुन सकते हैं या आवश्यक स्थिरांक की गणना के लिए अपने स्वयं के मापदंडों का उपयोग कर सकते हैं।

pH क्या है और इसे कैसे गणना करें?

pH एक समाधान की अम्लीयता या क्षारीयता का उपाय है। इसका उपयोग समाधान में हाइड्रोजन आयनों की एकाग्रता को व्यक्त करने के लिए किया जाता है और इसे 0 से 14 की संख्या में व्यक्त किया जाता है। pH 7 से नीचे के मूल्य अम्लीय समाधानों का संकेत देते हैं (जैसे कि सिरका), pH 7 एक तटस्थ मूल्य दर्शाता है (जैसे कि शुद्ध पानी), और 7 से ऊपर के मूल्य क्षारीय समाधानों का संकेत देते हैं (जैसे कि सोडा)।

“pH” शब्द का मूल

“pH” शब्द का सबसे पहले प्रयोग डेनिश रसायनशास्त्री सोरेन पीटर लॉरिट्ज़ सॉरेनसन ने 1909 में किया था। उन्होंने इस शब्द का उपयोग एक घोल में हाइड्रोजन आयनों की शक्ति को वर्णित करने के लिए किया। सॉरेनसन ने “p” का चयन किया जिसका अर्थ लेटिन और ग्रीक में “पोटेंशियल” या “शक्ति” होता है और इसे हाइड्रोजन के प्रतीक “H” के साथ जोड़ दिया, ताकि हाइड्रोजन आयनों की उस सांद्रता को संकेतित किया जा सके जो मीडिया की अम्लता और क्षारता को नियंत्रित करती है। इसका आधार pH को घोलों के अम्ल-क्षार संतुलन के मुख्य संकेतक के रूप में परिभाषित करता है।

दैनिक जीवन में pH का महत्व

pH हमारे दैनिक जीवन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इसका प्रभाव कई क्षेत्रों में होता है, जैसे पेयं जल की रासायनिक संरचना से लेकर हमारी त्वचा के स्वास्थ्य तक। pH 7 से कम वाली पानी पाइपों को क्षरित कर सकती है, जबकि अधिक अम्लता या क्षारता कृषि फसलों की वृद्धि पर प्रभाव डाल सकती है। सटीक pH निर्धारण ज़रूरी है, उदाहरण के लिए, एक्वेरियम में जहाँ सही pH स्तर बनाए रखना मछलियों और अन्य समुद्री जीवों के स्वास्थ्य के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।

जैविक सिस्टम में pH

pH जैविक प्रणालियों में भी अत्यन्त महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, मानव रक्त 7.35-7.45 के संकुचित pH रेंज को बनाए रखता है, जो शरीर के सामान्य कार्य के लिए आवश्यक है। रक्त के pH में परिवर्तन से गंभीर चिकित्सीय परिणाम हो सकते हैं, जैसे एसिडोसिस या अल्कालोसिस। इसलिए, pH कैलकुलेटर चिकित्सकीय अभ्यास में मरीजों की शारीरिक स्थिति की निगरानी के लिए व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

शब्दों की परिभाषा

अम्ल

अम्ल एक रासायनिक पदार्थ है जो प्रोटोन ( $H^+$ ) देने में सक्षम है या इलेक्ट्रोनिक जोड़ी के साथ सहसंयोजक बंधन बना सकता है। जलीय समाधानों में, अम्ल हाइड्रोजन आयनों की एकाग्रता को बढ़ाते हैं।

कमजोर अम्ल

कमजोर अम्ल वह है जो जलीय समाधान में आंशिक रूप से आयनों में विघटित होता है। इसका अर्थ है कि सभी अम्ल के अणु आयनों ( $H^+$ ) में नहीं बदलते, जो कि ऐसे समाधानों के pH की गणना में विच्छेद स्थिरता ( $K_a$ ) के उपयोग की आवश्यकता होती है।

क्षार (अल्कली)

क्षार (अल्कली) एक पदार्थ है जो प्रोटोन स्वीकार करता है या जलीय समाधान में हाइड्रॉक्साइड आयन ( $OH^-$ ) को छोड़ता है। अल्कालाइ घुलनशील क्षार होते हैं, जो कि समाधान में उच्च pH स्तर प्राप्त करते हैं, जो या तो 7 होता है या उससे अधिक।

डिसोसिएशन

रासायनिक दृष्टिकोण से डिसोसिएशन वह प्रक्रिया है जिसमें अणु या आयन सरल अणु या आयन में विभाजित हो जाते हैं। अम्लों और क्षारों के लिए, डिसोसिएशन का अर्थ आयनों ( $H^+$ ) या ( $OH^-$ ) और संबंधित संबंधीय आयनों में विभाजित होना है।

अम्ल डिसोसिएशन स्थिरता ( $K_a$ )

अम्ल डिसोसिएशन स्थिरता ( $K_a$ ) समाधान में अम्ल की शक्ति की मात्रात्मक माप है। यह उस डिग्री का वर्णन करता है जिस पर अम्ल जलीय समाधान में हाइड्रोजन आयनों ( $H^+$ ) और संबंधित क्षार का निर्माण करता है। उच्च $K_a$ मूल्य सामान्यतया पूर्ण या मुख्यतया डिसोसिएटिंग शक्तिशाली अम्ल का संकेत देता है। $K_a$ की गणना के लिए सूत्र है:

K_a = \frac{[H^+][A^-]}{[HA]}

जहां:

$[H^+]$ हाइड्रोजन आयनों की एकाग्रता है।
$[A^-]$ संबंधित केमिकल बेस की एकाग्रता है।
$[HA]$ बिन-विघटित अम्ल की एकाग्रता है।

क्षार डिसोसिएशन स्थिरता ( $K_b$ )

क्षार डिसोसिएशन स्थिरता ( $K_b$ ) से संकेत मिलता है कि एक क्षार कितना विभाजित होता है अल्बीय समाधान में, हाइड्रॉक्साइड आयनों ( $OH^-$ ) और संबंधित अम्ल का निर्माण करता है। उच्च $K_b$ आमतौर पर शक्तिशाली क्षार का संकेत देता है, जो कि पूर्ण या मुख्यतया विभाजित हो सकते हैं। यादव $K_b$ की गणना के लिए सूत्र है:

K_b = \frac{[OH^-][B^+]}{[BOH]}

जहां:

$[OH^-]$ हाइड्रॉक्साइड आयनों की एकाग्रता है।
$[B^+]$ संबंधित अम्ल की एकाग्रता है।
$[BOH]$ बिन-विघटित बेस की एकाग्रता है।

$K_a$ और $K_b$ के बीच संबंध

किसी भी एसिड और उसके संबन्धित बेस के लिए, 25℃ पर $1.0 × 10^{-14}$ की मान का आयनिक गुणांक $K_w$ द्वारा संबंध स्थापित किया गया है।

K_w = K_a \times K_b

इस प्रकार, यदि आपको अम्ल का $K_a$ ज्ञात है, तो आप उसके संबंधित बेस का $K_b$ निकाल सकते हैं और इसके विपरीत। इससे यौगिकों के अम्ल-क्षार गुणों और उनके समाधान में संभावित व्यवहार को अधिक समझने में मदद मिलती है।

गणनाओं में उपयोग

$K_a$ और $K_b$ का उपयोग विशेष रूप से कमजोर अम्ल और क्षारों के pH की गणना के दौरान किया जाता है। ये स्थिरांक यह निर्धारित करने में मदद करते हैं कि एक पदार्थ जलीय समाधान में हाइड्रोजन या हाइड्रॉक्साइड आयनों की एकाग्रता को कितनी दृढ़ता से बदल देगा, जो सीधे pH को प्रभावित करता है।

यदि आपके पास और प्रश्न हैं या इस विस्तृत विषय पर अधिक जानकारी की आवश्यकता है, तो कृपया लिखें, और मैं इसके बारे में आपको आवश्यक जानकारी प्रदान करुंगा।

अम्लों की तालिका

नाम	सूत्र	$K_a$	मोलर द्रव्यमान (ग्रा/मोल)
सिरका अम्ल	$\text{C}_2\text{H}_4\text{O}_2$	$1.75 \times 10^{-5}$	60.05
बोर्निक अम्ल	$\text{H}_3\text{BO}_3$	$5.75 \times 10^{-10}$	61.84
कार्बोनिक अम्ल	$\text{H}_2\text{CO}_3$	$4.3 \times 10^{-7}$	62.025
साइट्रिक अम्ल	$\text{C}_6\text{H}_8\text{O}_7$	$1.6 \times 10^{-3}$	192.12
हाइड्रोफ्लुअरिक अम्ल	$\text{HF}$	$6.5 \times 10^{-4}$	20.0064
नाइट्रिक अम्ल	$\text{HNO}_3$	$2.4 \times 10^{1}$	63.01
ऑक्सीलेटिक अम्ल	$\text{C}_2\text{H}_2\text{O}_4$	$3.5 \times 10^{-2}$	90.03
फॉस्फोरिक अम्ल	$\text{H}_3\text{PO}_4$	$7.1 \times 10^{-3}$	97.995
आर्सेनिक अम्ल	$\text{H}_3\text{AsO}_4$	$10^{-2.19}$	141.94
बेन्जॉइक अम्ल	$\text{C}_7\text{H}_6\text{O}_2$	$6.3 \times 10^{-5}$	122.12
फार्मिक अम्ल	$\text{HCOOH}$	$1.77 \times 10^{-4}$	46.03
साइनाइडिक अम्ल	$\text{HCN}$	$1.32 \times 10^{-9}$	27.03
हाइड्रोजन सल्फाइड अम्ल	$\text{H}_2\text{S}$	$1.0 \times 10^{-7}$	34.08
हाइड्रोक्लोरिक अम्ल	$\text{HCl}$	$7.9 \times 10^{5}$	36.46
पर्क्लोरिक अम्ल	$\text{HClO}_4$	$10^{8}$	100.46
क्लोरिक अम्ल	$\text{HClO}_3$	$10^{3}$	84.46
सल्फ्यूरिक अम्ल	$\text{H}_2\text{SO}_4$	$1 \times 10^{3}$	98.079
नाइट्रिकस अम्ल	$\text{HNO}_2$	$6.9 \times 10^{-4}$	47.013
फॉस्फोरस अम्ल	$\text{H}_3\text{PO}_3$	$5.0 \times 10^{-2}$	82.00
फेनोल	$\text{C}_6\text{H}_5\text{OH}$	$1.3 \times 10^{-10}$	94.11

बेस (क्षारों) की तालिका

नाम	सूत्र	$K_b$	मोलर द्रव्यमान (ग्रा/मोल)
अमोनिया	$\text{NH}_3$	$1.8 \times 10^{-5}$	17.031
एनिलिडिन	$\text{C}_6\text{H}_5\text{NH}_2$	$4.0 \times 10^{-10}$	93.13
डाइमेथिलएमीन	$(\text{CH}_3)_2\text{NH}$	$5.4 \times 10^{-4}$	45.08
एथिलएमीन	$\text{C}_2\text{H}_5\text{NH}_2$	$7.41 \times 10^{-4}$	45.08
मेथिलएमीन	$\text{CH}_3\text{NH}_2$	$4.38 \times 10^{-4}$	31.057
पायिरीडिन	$\text{C}_5\text{H}_5\text{N}$	$1.7 \times 10^{-9}$	79.10
ट्राइमिथिलएमीन	$(\text{CH}_3)_3\text{N}$	$6.3 \times 10^{-5}$	59.11
सोडियम हाइड्रॉक्साइड	$\text{NaOH}$	$6.3 \times 10^{-1}$	40.00
पोटाशियम हाइड्रॉक्साइड	$\text{KOH}$	$1.23 \times 10^{-11}$	56.11
लिथियम हाइड्रॉक्साइड	$\text{LiOH}$	$1.10$	23.95

कैलकुलेटर में उपयोग किए गए विघटन गुणांक, एसिड और बेस दोनों के लिए, तालिका में दिए गए हैं। ध्यान दें कि यह तापमान, विघटन चरण और एकाग्रता के आधार पर भिन्न हो सकता है। इसे अपने गणनाओं में शामिल करना आवश्यक है, और यदि आवश्यक हो तो आवश्यक गुणांक के ज्ञात डेटा को दर्ज करें और कस्टम विकल्प का चयन करें।

pH की गणना का सूत्र

चयनित पदार्थ और इसके मानदंड पर निर्भर करते हुए विभिन्न सूत्र का उपयोग pH की गणना के लिए किया जाता है।

अम्लों के लिए:

\text{pH} = -\log[H^+]

क्षारों के लिए:

\text{pOH} = -\log[OH^-]

\text{pH} = 14 - \text{pOH}

गणना के उदाहरण

उदाहरण 1: एसिटिक अम्ल का pH

मानें कि हमारे पास एसिटिक अम्ल का समाधान $0.01$ मोल/लीटर सांद्रता का है। pH की गणना के लिए हम $K_a = 1.75 \times 10^{-5}$ स्थिरता का उपयोग करेंगे।

हाइड्रोजन आयनों ( $[H^+]$ ) की सांद्रता की गणना करें:
$[H^+] = \sqrt{K_a \times C} = \sqrt{1.75 \times 10^{-5} \times 0.01} = 1.32 \times 10^{-3}$
pH की गणना करें:
$\text{pH} = -\log(1.32 \times 10^{-3}) \approx 3.388$

उदाहरण 2: सोडियम हाइड्रॉक्साइड समाधान का pH

सोडियम हाइड्रॉक्साइड की सांद्रता $0.05$ मोल/लीटर है। जैसे कि यह एक मजबूत क्षार है, यह पूरी तरह से विभाजित होता है, और $[OH^-]$ सोडियम हाइड्रॉक्साइड की सांद्रता के बराबर होता है।

pOH की गणना करें:
$\text{pOH} = -\log(0.05) \approx 1.3$
pH की गणना करें:
$\text{pH} = 14 - \text{pOH} = 14 - 1.3 = 12.7$

pH की गणना कैसे करें

एक घोल के pH की गणना करने के लिए, निम्नलिखित चरणों का पालन करें:

हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता [H+] का निर्धारण करें।

मान लें कि आपके पास हाइड्रोक्लोरिक एसिड (HCl) की 0.01 M सांद्रता वाला एक घोल है। चूँकि HCl एक मजबूत अम्ल है, यह घोल में हाइड्रोजन आयनों (H+) और क्लोरीड आयनों (Cl-) में पूरी तरह विघटित हो जाता है।
$[H^+] = 0.01 \, \text{M}$
लघुगणकीय सूत्र का उपयोग करके pH की गणना करें।

pH की गणना के लिए सूत्र:
$\text{pH} = -\log [H^+]$
हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता का मान प्रतिस्थापित करें:
$\text{pH} = -\log(0.01)$
लघुगणक मान की गणना करें।

0.01 का लघुगणक -2 होता है, फलतः:
$\text{pH} = -(-2) = 2$

इस प्रकार, 0.01 M सांद्रता वाला हाइड्रोक्लोरिक एसिड घोल का pH 2 होता है, जो इसकी उच्च अम्लता की पुष्टि करता है।

विभिन्न घोलों की अम्लता या क्षारता के स्तर के उदाहरण

नींबू का रस: pH लगभग 2 — यह एक अम्लीय घोल है।
शुद्ध पानी: pH लगभग 7 — यह एक तटस्थ घोल है।
दूध: pH लगभग 6.5 — यह एक मामूली अम्लीय घोल है।
समुद्र का पानी: pH लगभग 8 — यह एक मामूली क्षारीय घोल है।
अमोनिया का घोल: pH लगभग 11 — यह एक क्षारीय घोल है।

नोट्स

कमजोर अम्ल और क्षारों के लिए, गणना में प्रारंभिक सांद्रता और डिसोसिएशन के डिग्री का ध्यान रखना पड़ सकता है।
मजबूत अम्ल और क्षारों के लिए पूर्ण डिसोसिएशन को 100% माना जाता है।
pH एक लघुगणक स्केल है, जिसका अर्थ है कि एक इकाई की वृद्धि हाइड्रोजन आयन की सांद्रता में दस गुना परिवर्तन के बराबर होती है।
pH को मापते समय तापमान का ध्यान रखना चाहिए क्योंकि यह परिणामों को प्रभावित कर सकता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

pH क्या है?

pH समाधान में हाइड्रोजन आयनों की एकाग्रता का लघुगणकीय माप है, जो इसकी अम्लता या क्षारीयता को इंगित करता है।

केवल पदार्थ की मात्रा ज्ञात होने पर pH की गणना कैसे करें?

पहले मात्रा को मोलरिटी में परिवर्तित करें, पदार्थ की मोलर द्रव्य का उपयोग करके, और फिर अम्लों या क्षारों के लिए उपयुक्त सूत्र का उपयोग करें।

समाधान के pH को जानना क्यों महत्वपूर्ण है?

pH को जानना कई औद्योगिक प्रक्रियाओं, रासायनिक प्रतिक्रियाओं, और जीव विज्ञानिक प्रणालियों में महत्वपूर्ण है, जैसे कि रक्त का pH।

कौन-सा pH तटस्थ माना जाता है?

तटस्थ pH 7 है, जो कि मानक स्थितियों में शुद्ध पानी के लिए साक्ष्य है।

pH के ज्ञात होने पर pOH कैसे पाएं?

pOH को pH से घटाकर 14: $\text{pOH} = 14 - \text{pH}$

क्या pH 0 से कम या 14 से अधिक हो सकता है?

हाँ, pH अत्यधिक सांद्रित मजबूत अम्लों या क्षारों में मानक रेंज 0-14 के बाहर हो सकता है।

तापमान pH को कैसे प्रभावित करता है?

तापमान pH मान को बदल सकता है क्योंकि यह घोल में आयनों की विघटन की दर को प्रभावित करता है। आमतौर पर, जैसे ही तापमान बढ़ता है, पानी के लिए pH कम हो सकता है क्

योंकि अधिक पानी के अणु विघटित होते हैं।

क्या pH को सीधे मापा जा सकता है?

हाँ, इलेक्ट्रॉनिक pH मीटर और संकेतक कागज़ होते हैं जो घोल के pH को मापने की अनुमति देते हैं। pH मीटर संकेतक कागज़ की तुलना में अधिक सटीक और विश्वसनीय परिणाम प्रदान करता है।

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