विलेयता गुणनफल क्या है परिभाषा उदाहरण किसे कहते हैं (solubility product in hindi) , विलेयता (S) व विलेयता गुणनफल (KS.P) में सम्बन्ध

(solubility product in hindi) विलेयता गुणनफल क्या है परिभाषा उदाहरण किसे कहते हैं : निश्चित ताप पर किसी अल्प विलय विद्युत अपघट्य के संतृप्त विलयन में आयनों के गुणनफल को विलेयता गुणनफल कहते है।

AgCl ⇌ Ag⁺  + Cl^–

1               0              0

माना AgCl की विलेयता S मोल/लीटर है।

1 – s        s          s

K = [Ag⁺][Cl^–]/[AgCl]

AgCl संतृप्त विलयन है अत:

K x [AgCl] = [Ag⁺][Cl^–]

K_S.P = [Ag⁺][Cl^–]

K_S.P =  S x S

K_S.P =  S²

S = √ K_S.P

नोट : विलेयता गुणनफल > आयनिक गुणनफल : असंतृप्त विलयन

विलेयता गुणनफल = आयनिक गुणनफल : संतृप्त विलयन

विलेयता गुणनफल = आयनिक गुणनफल : असंतृप्त विलयन : इस दशा में अवक्षेप बनता है।

विलेयता :  विलय की वह अधिकतम मात्रा जो 1 लीटर विलयन में निश्चित ताप पर घुली हुई अवस्था में होती है , उसकी विलेयता कहलाती है।

संतृप्त विलयन : संतृप्त विलयन उस विलयन को कहते है जिसमें लवण (विलेय) की सूक्ष्म मात्रा को भी घोलना संभव नहीं होता है।

निम्न लवणों की विलेयता (S) व विलेयता गुणनफल (K_S.P) में सम्बन्ध :

(i) एक एक संयोजी विद्युत अपघट्य :

AgCl ⇌ Ag⁺  + Cl^–

K_S.P = [Ag⁺][Cl^–]

K_S.P =  S x S

K_S.P =  S²

S = √ K_S.P

(ii) द्वि द्वि संयोजी विद्युत अपघट्य :

BaSO₄ ⇌ Ba²⁺ + SO₄^2-

S           S

K_S.P = [Ba²⁺][SO₄^2-]

K_S.P = S x S

S = √ K_S.P

(iii ) एक द्वी संयोजी विद्युत अपघट्य :

A₂B  ⇌ 2A⁺ + B^2-

2S       S

K_S.P = [A⁺]² [B^2-]

K_S.P = (2s)² (s)

K_S.P = 4s³

S =

(iv ) एक त्रि संयोजी विद्युत अपघट्य :

A₃B ⇌ 3A⁺ + B^3-

3S       S

K_S.P = [A⁺]³ [B^3-]

K_S.P = (3s)³ (s)

K_S.P = 27s³ x s

K_S.P = 27s⁴

S =

(v) द्वि त्रि संयोजी विद्युत अपघट्य :

A₃B₂ ⇌ 3A²⁺ + 2B^3-

3s         2s

K_S.P  = [A²⁺]³ [B^3-]²

K_S.P  = (3s)³ (2s)²

K_S.P  = 27s³ x 4s²

K_S.P  = 108 s⁵

S =

विलेयता गुणनफल के अनुप्रयोग

1. गुणात्मक विश्लेषण में:

प्रश्न 1 : II^nd समूह की धातुओं को अवक्षेपित करने के लिए अम्लीय माध्यम में H₂S गैस प्रवाहित की जाती है , क्यों ?

उत्तर :   II^nd समूह की धातुओं के सल्फाइड का विलेयता गुणनफल कम होता है , इन्हें अवक्षेपित करने के लिए कम सल्फाइड आयनों की आवश्यकता होती है अत: अम्लीय माध्यम में H₂S गैस प्रवाहित की जाती है।

H₂S ⇌ 2H⁺ + S^2-

HCl ⇌ H⁺  + Cl^–

सम आयन प्रभाव के कारण H₂S का आयनन कम होता है जिससे कम सल्फाइड आयन प्राप्त होते है , सल्फाइड आयनों की यह कम मात्रा II^nd समूह की धातुओं को अवक्षेपित करने के लिए पर्याप्त होती है।

प्रश्न 2 : IVth समूह की धातुओं को अवक्षेपित करने के लिए क्षारीय माध्यम में  H₂S गैस क्यूँ प्रवाहित की जाती है ?

उत्तर : IVth समूह की धातुओं के सल्फाइड का विलेयता गुणनफल अधिक होता है , इन्हें अवक्षेपित करने के लिए अधिक सल्फाइड आयनों की आवश्यकता होती है अत: क्षारीय माध्यम में H₂S गैस प्रवाहित की जाती है।

2NH₄OH ⇌ 2NH₄⁺ + 2OH^–

H₂S ⇌ S^2- + 2H⁺

उपरोक्त क्रिया में OH^– , H⁺ से क्रिया कर लेते है जिससे H⁺ की भरपाई करने के लिए H₂S का आयनन अधिक होता है।

प्रश्न 3 : III rd समूह की धातुओं को अवक्षेपित करने के लिए NH₄OH मिलाने से पूर्व NH₄Cl क्यों मिलाया जाता है।

उत्तर : IIIrd समूह की धातुओं के OH^– का विलेयता गुणनफल कम होता है , इन्हें अवक्षेपित करने के लिए कम OH^– की आवश्यकता होती है अत: NH₄OH मिलाने से पूर्व NH₄Cl  मिलाया जाता है।

NH₄OH ⇌ NH₄⁺ + OH^–

NH₄Cl ⇌ NH₄⁺ + Cl^–

सम आयन प्रभाव के कारण NH₄OH का आयनन कम हो जाता है जिससे कम OH^– प्राप्त होते है , OH^– की यह कम मात्रा III rd समूह की धातुओं को अवक्षेपित करने के लिए पर्याप्त होती है।

प्रश्न 4 : III rd समूह में NH₄Cl व NH₄OH मिलाने से पूर्व सान्द्र HNO₃ की एक दो बूंद क्यों मिलायी जाती है ?

उत्तर : Fe²⁺ (फेरस) को Fe³⁺ (फेरिक) में परिवर्तित करने के लिए सान्द्र HNO₃ की एक दो बूंद मिलायी जाती है।

Fe(OH)₂ (फेरस हाइड्रोक्साइड) का विलेयता गुणनफल अधिक होता है।  इन्हें अवक्षेपित करने के लिए अधिक OH^– की आवश्यकता होती है जबकि फेरिक हाइड्रोक्साइड [Fe(OH)₃] का विलेयता गुणनफल कम होता है , इन्हें अवक्षेपित करने के लिए कम OH^– की आवश्यकता होती है।

प्रश्न 5 : Vth समूह का परिक्षण Ba²⁺ , Sr²⁺ व Ca²⁺ इसी क्रम में किया जाता है क्यों ?

उत्तर : Ba²⁺ , Sr²⁺ व Ca²⁺ से युक्त विलयन में पोटेशियम क्रोमेट (K₂CrO₄) डालने पर बेरियम क्रोमेट का अवक्षेप बनता है क्यूंकि इसका आयनिक गुणनफल इसके विलेयता गुणनफल से अधिक होता है।

[Ba²⁺][CrO₄^2-] > K_s.P

जबकि Sr²⁺ व Ca²⁺ अवक्षेपित नहीं होते है।

अमोनियम सल्फेट [(NH₄)₂SO₄] डालने पर Ba²⁺ व Sr²⁺ तो अवक्षेपित हो जाते है परन्तु Ca²⁺ अवक्षेपित नहीं होता है क्यूंकि –

[Ba²⁺][SO₄^2-] > K_s.P

[Sr²⁺][SO₄^2-] > K_s.P

अमोनिया ऑक्सलेट [(NH₄)₂C₂O₄] डालने पर Ba²⁺ , Sr²⁺ व Ca²⁺ तीनो ही अवक्षेपित हो जाते है क्योंकि

[Ba²⁺][C₂O₄^2-] > K_s.P

[Sr²⁺][C₂O₄^2-] > K_s.P

[Ca²⁺][C₂O₄^2-] > K_s.P

अत: Ca²⁺ का परिक्षण करने से पूर्व Ba²⁺ को पोटेशियम क्रोमेट द्वारा तथा Sr²⁺ को अमोनियम सल्फेट द्वारा अवक्षेपित कर हटा देना चाहिए।