कार्बनिक सॉल्वैंट्स के पीएच को सटीक रूप से कैसे मापें?
सबसे पहले, सख्ती से कहें तो, कार्बनिक सॉल्वैंट्स, या गैर-जलीय सॉल्वैंट्स में पीएच, एक अस्पष्ट कथन है।
pH जलीय घोल में हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता का नकारात्मक लघुगणक है, लेकिन जलीय घोल में कोई मुक्त हाइड्रोजन आयन (प्रोटॉन) नहीं होते हैं, केवल हाइड्रोनियम आयन H3O प्लस (और भी अधिक जटिल हाइड्रोनियम आयन), और प्रोटोनिक एसिड की आयनीकरण प्रकृति होती है। पानी प्रोटॉन स्थानांतरण है, मान लीजिए एसिड को HA द्वारा दर्शाया जाता है: HA प्लस H2O ⇌ A- प्लस H3O प्लस कहने का तात्पर्य यह है कि, एसिड HA प्रोटॉन को पानी में स्थानांतरित करता है, एसिड संयुग्म आधार A- बन जाता है, और पानी H3O बन जाता है प्लस, H3O प्लस को एक एसिड के रूप में भी माना जा सकता है, फिर पानी वास्तव में इस आयनीकरण में एक आधार के बराबर है।
पीएच माप वास्तव में एक जलीय घोल में H3O प्लस की सांद्रता है, अधिक सटीक रूप से, एक जलीय घोल में घुलनशील हाइड्रोजन आयनों (H3O प्लस) की गतिविधि है। गैर-जलीय सॉल्वैंट्स में, प्रोटॉन को स्थानांतरित करने के लिए एसिड का लक्ष्य पानी नहीं है, और उत्पन्न H3O प्लस नहीं है। इसलिए, अम्लता की तुलना करने के लिए, एसिड की प्रोटॉन दान करने की क्षमता पर विचार किया जाना चाहिए। पीएच मान को मापने की अवधारणा का उपयोग न करना ही सबसे अच्छा है। यदि आपको अनुमानित अवधारणा का उपयोग करना है तो इसका उपयोग गैर-जलीय विलायक समाधानों में (विलायित) हाइड्रोजन आयनों की गतिविधि को मापने के लिए किया जा सकता है। बेशक, यदि आप गैर-जलीय विलायक समाधान में घुलनशील हाइड्रोजन आयनों की गतिविधि के नकारात्मक लघुगणक को कॉल करना चाहते हैं, जिसे "गैर-जलीय घोल में पीएच मान" भी कहा जाता है, तो यह ठीक है।
उदाहरण के लिए, ग्लेशियल एसिटिक एसिड विलायक में, एसिड HA के आयनीकरण को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है: HA प्लस CH3COOH ⇌ A- प्लस CH3C(OH)2 प्लस CH3C(OH)2 प्लस ग्लेशियल एसिटिक एसिड विलायक में सॉल्वेटेड हाइड्रोजन आयन है, इसका गतिविधि (इसे तनु घोल में सांद्रता के ऋणात्मक लघुगणक के रूप में अनुमानित किया जा सकता है, और इसे ग्लेशियल एसिटिक एसिड विलायक में "पीएच मान" भी कहा जा सकता है। इस गैर-जलीय विलायक में "पीएच मान" आवश्यक रूप से आमतौर पर बीच में नहीं होता है 0-14, और "तटस्थ" आवश्यक रूप से pH=7 के अनुरूप नहीं है, क्योंकि पानी का आयन उत्पाद (298.15K) 1*10^ (-14) है। मोटे तौर पर दो माप हैं विधियाँ, और मूल विचार जलीय घोल के समान है:
1. संकेतक विधि, एक ऐसा संकेतक चुनें जो गैर-जलीय विलायक में प्रोटॉन प्राप्त करने पर रंग बदल सकता है। वास्तव में, कई एसिड-बेस संकेतकों का उपयोग गैर-जलीय सॉल्वैंट्स में किया जा सकता है। पीएच परीक्षण पेपर अक्सर गैर-जलीय सॉल्वैंट्स में एक निश्चित "पीएच मान" माप सकता है। फिनोलफथेलिन अल्कोहल घोल की थोड़ी मात्रा को सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड या सांद्र फॉस्फोरिक एसिड में डाला जा सकता है। स्पष्ट लाल रंग देखा जा सकता है। नारंगी-पीला रंग एक मजबूत एसिड द्वारा फिनोलफथेलिन के प्रोटोनेशन और ट्राइटिल पॉजिटिव आयन संरचना के साथ एक यौगिक बनाने के लिए पानी की हानि के कारण होता है। सुपरएसिड की अम्लता को मापने के लिए, यानी, प्रोटोनेशन क्षमता, यानी, उचित संकेतकों का उपयोग करने के लिए, साथ ही वर्णमिति या स्पेक्ट्रोफोटोमेट्रिक निर्धारण। यदि आप एक उपयुक्त संकेतक चुन सकते हैं और स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री जोड़ सकते हैं, तो आप गैर-जलीय विलायक समाधानों में हाइड्रोजन आयनों की गतिविधि की तुलना कर सकते हैं। नुकसान यह है कि निरपेक्ष मान की माप के लिए अक्सर जटिल अंशांकन की आवश्यकता होती है और सटीकता अधिक नहीं होती है।
2. पोटेंशियोमेट्रिक विधि, गैर-जलीय विलायक में हाइड्रोजन आयन चयनात्मक इलेक्ट्रोड (हाइड्रोजन आयन संकेत इलेक्ट्रोड) का चयन करें, और निर्धारण के लिए संदर्भ इलेक्ट्रोड के साथ सहयोग करें। सबसे आम हाइड्रोजन आयन चयनात्मक इलेक्ट्रोड - ग्लास इलेक्ट्रोड, आम तौर पर बोलते हुए, गैर-जलीय सॉल्वैंट्स में उपयोग किया जा सकता है, लेकिन गैर-जलीय सॉल्वैंट्स में इसे फिर से कैलिब्रेट किया जाना चाहिए; लेकिन संदर्भ इलेक्ट्रोड एक गैर-जलीय घोल संदर्भ इलेक्ट्रोड होना चाहिए, आमतौर पर गण पारा इलेक्ट्रोड एक KCl जलीय इलेक्ट्रोलाइट है, जिसे आम तौर पर गैर-जलीय घोल के लिए सीधे इस्तेमाल नहीं किया जा सकता है। यदि इसका उपयोग अनिच्छा से किया जाता है, तो यह आसानी से अस्थिर माप को जन्म देगा और तरल जंक्शन क्षमता के प्रभाव के कारण त्रुटियों में वृद्धि करेगा। गैर-जलीय घोल के लिए उपयुक्त Ag-AgCl इलेक्ट्रोड चुनना सबसे अच्छा है। इत्यादि। ऐसे कई निर्माता हैं जो इनकी आपूर्ति करते हैं, और आप इंटरनेट पर अपने द्वारा उपयोग किए जाने वाले विलायक के लिए उपयुक्त निर्माता पा सकते हैं। उचित हाइड्रोजन आयन चयनात्मक इलेक्ट्रोड और संदर्भ इलेक्ट्रोड को पीएच मीटर से कनेक्ट करें, और इसे जलीय घोल में पीएच मान की तरह मापा जा सकता है, लेकिन सटीक माप प्राप्त करने के लिए इसे कैलिब्रेट किया जाना चाहिए। यदि इसे कैलिब्रेट नहीं किया गया है, तो मापा गया "पीएच मान" केवल संदर्भ के लिए है। यदि यह एक गैर-जलीय विलायक में एसिड-बेस अनुमापन है, तो समतुल्य बिंदु के रूप में संभावित या "पीएच मान" कूद बिंदु का उपयोग करें। पीएच मीटर की सीमा भी अच्छी तरह से चुनी जानी चाहिए, और गैर-जलीय सॉल्वैंट्स में "पीएच मान" अक्सर 0-14 की सीमा से अधिक होता है।
