कोलराउस नियम क्या है व Kohlrausch’s law के अनुप्रयोग

Kohlrausch’s law in hindi and application कोलराउस नियम क्या है व कोलराउश नियम के अनुप्रयोग

अनंत तनुता पर किसी विधुत अपघट्य की मोलर चालकता उसके द्वारा दिए गए धनायन व ऋणायन की मोलर आयनिक चालकता के योग के बराबर होती हैं।

अतः  Λ_m⁰ = ν₊ λ₊⁰ + ν_– λ_–⁰

यहाँ Λ_m⁰ सीमांत मोलर चालकता

ν₊  व  ν_– = धनायन व ऋणायन की संख्या

λ₊⁰ व λ_–⁰  = क्रमशः धनायन व ऋणायन की मोलर आयनिक चालकताएँ है।

कोलराउश नियम(Kohlrausch’s law) के अनुसार अनंत तनुता पर विधुत अपघट्य का पूर्णरूप से आयनन हो जाता है , विलयन की कुल  मोलर चालकता में प्रत्येक आयन अपने हिस्से का योगदान करता है यह योगदान उसकी प्रकृति पर निर्भर करता है न की सह आयन की प्रकृति पर।

उदाहरण :

(1)  NaCl  ⇌ Na⁺  + Cl^–

Λ_m⁰ (NaCl) = λ_Na+⁰  + λ_Cl-⁰

(2)  KCl  ⇌ K⁺  +  Cl^–

Λ_m⁰ (KCl) = λ_K+⁰  + λ_Cl-⁰

(3)  CaCl₂  ⇌ Ca²⁺  + 2Cl^–

Λ_m⁰ (CaCl₂) = λ_Ca2+⁰  + 2λ_Cl2-⁰

(4)  H₂SO₄  ⇌ 2H⁺  + SO₄^2-

Λ_m⁰ (H₂SO₄) = 2λ_H+⁰  + λ_SO4(2-)⁰

(5)  Al₂(SO₄)₃  ⇌ 2Al³⁺ + 3SO₄^3-

Λ_m⁰ (Al₂(SO₄)₃) = 2λ_Al3+⁰  + 3λ_(SO4)3-⁰

कोलराउश नियम के अनुप्रयोग(Kohlrausch’s law applications) :

(1) अनंत तनुता पर दुर्बल विधुत अपघट्य की मोलर चालकता का मान ज्ञात करना।

कोलराउस नियम की सहायता से दुर्बल विधुत अपघट्य जैसे CH₃-COOH की अनंत तनुता पर मोलर चालकता निम्न प्रकार से ज्ञात करते है।

अनंत तनुता पर CH₃-COOH निम्न प्रकार से आयनित होता है।

CH₃-COOH  ⇌  CH₃COO^–  + H⁺

कोलराउस नियम से

Λ_m⁰ (CH₃COOH) = λ _CH3COO-⁰  + λ _H+⁰                 (समीकरण 1 )

CH₃COONa , HCl , NaCl प्रबल विधुत अपघट्यो की अनंत तनुता की मोलर चालकता की सहायता से CH₃COOH  की सीमांत मोलर चालकता ज्ञात की जा सकती है।

CH₃COONa  ⇌ CH₃COO^– + Na⁺

Λ_m⁰ (CH₃COONa) = λ _CH3COO-⁰  + λ _Na+⁰                (समीकरण 2  )

HCl  ⇌ H⁺ + Cl^–

Λ_m⁰ (HCl) = λ _H+⁰  + λ _Cl-⁰                                           (समीकरण 3  )

NaCl  ⇌ Na⁺  + Cl^–

Λ_m⁰ (NaCl) = λ _Na+⁰  + λ _Cl-⁰                                          (समीकरण 4 )

 समीकरण 2 व 3 को जोड़कर  समीकरण 4 घटाने पर

Λ_m⁰ (CH₃COONa) + Λ_m⁰ (HCl) – Λ_m⁰ (NaCl)

= λ _CH3COO-⁰  + λ _H+⁰  

अर्थात  हमें Λ_m⁰ (CH₃COOH) प्राप्त  होता है।

अतः

Λ_m⁰ (CH₃COOH)  =  Λ_m⁰ (CH₃COONa) + Λ_m⁰ (HCl) – Λ_m⁰ (NaCl)

इसी प्रकार के NH₄OH लिए

Λ_m⁰ (NH₄OH)  =  Λ_m⁰ (NH₄Cl) + Λ_m⁰ (NaOH) – Λ_m⁰ (NaCl)

इसी प्रकार के H₂O लिए

Λ_m⁰ (H₂O)  =  Λ_m⁰ (HCl) + Λ_m⁰ (NaOH) – Λ_m⁰ (NaCl)

प्रश्न 1 : KCl , HCl , CH₃COOk के लिए Λ_m⁰ के मान क्रमश: 149.8 , 425.9 , 114.4 S cm²mol^-1 है। तो CH₃COOH के लिए Λ_m⁰ का ज्ञात कीजिये।

उत्तर : Λ_m⁰ (CH₃COOH)  =  Λ_m⁰ (CH₃COOk ) + Λ_m⁰ (HCl) – Λ_m⁰ (kCl)

Λ_m⁰ (CH₃COOH)  =  Λ_m⁰ ( 114.4 + 425.9 – 149.8 )

Λ_m⁰ (CH₃COOH)  = Λ_m⁰ ( 390.5)

दुर्बल विधुत अपघट्य के वियोजन की मात्रा व वियोजन स्थिरांक ज्ञात करना :

विधुत अपघट्य की वह मात्रा जो वियोजित होती है उसे वियोजन की मात्रा कहते है इसे α से व्यक्त करते है।

कोलराउस नियम की सहायता से वियोजन की मात्रा निम्न सूत्र द्वारा ज्ञात करते है।

α  =  Λ_m^c /Λ_m⁰

यहाँ Λ_m^c = विशेष सान्द्रता पर मोलर चालकता।

Λ_m⁰ = अनंत तनुता पर मोलर चालकता या सीमांत मोलर चालकता।

दुर्बल विधुत अपघट्य का वियोजन स्थिरांक निम्न सूत्र द्वारा ज्ञात करते है।

K_a = (Cα²)/(1- α)