विलयन की सांद्रता

“विलेय की वह मात्रा जो विलयन या विलायक की एक निश्चित मात्रा या आयतन में घुली रहती है विलयन की सांद्रता कहलाती है। ” जब किसी विलयन में या विलायक में विलेय पदार्थ की मात्रा अधिक घुली रहती है तो हम कह सकते है कि इसकी सांद्रता अधिक है अर्थात विलेय की घुली हुई मात्रा को ही सान्द्रता कहते है। किसी विलयन की सांद्रता को कई प्रकार से व्यक्त किया जा सकता है। जिसकी महत्वपूर्ण विधियाँ निम्न लिखित हैं:

मोलरता

मोलरता को M द्वारा प्रदर्शित किया जाता है। एक लीटर विलयन में उपस्थित विलेय के मोलों की संख्या को मोलरता कहते हैं। "1 लीटर विलयन में उपस्थित विलेय के मोलों की संख्या को मोलरता कहते हैं। "

मोलरता (M) = विलेय के मोलों की संख्या / विलयन का आयतन लीटर में

मोलरता (M) = $\left({\frac {n}{V}}\right)$

जहाँ n = विलेय के मोलों की संख्या है, V = विलयन का आयतन लीटर में है।

मोलरता और सांद्रता में निम्नलिखित संबंध हैं:

मोल (n) = $\left({\frac {w}{Mwt}}\right)$

जहाँ

n = विलेय के मोलों की संख्या है,

w = विलेय का भार,

Mwt = आण्विक भार,

उदाहरण

250 मिली M /10 घोल तैयार करने के लिए आवश्यक सोडियम कार्बोनेट की मात्रा की गणना करें।

मोलरता (M) = M/10

विलयन का आयतन (V) = 250 ml

यहाँ सोडियम कार्बोनेट एक विलेय पदार्थ है अतः सोडियम कार्बोनेट अर्थात विलेय की मात्रा w =?

मोलरता (M) = ${\frac {wA}{mA\times wB}}\times 1000$

मोल (n) = $\left({\frac {w}{Mwt}}\right)$

Mwt = सोडियम कार्बोनेट (Na₂CO₃) का अणुभार = 2 Na + C + 3 O

= 2 $\times$ 23 + 12 + 3  16

= 106

मोल (n) = $\left({\frac {w}{Mwt}}\right)$

n = ${\frac {w}{106}}$

$w=106\times n$

मोलरता (M) = $\left({\frac {n}{V}}\right)$

V = 250/ 1000

= 0.25 लीटर

${\frac {1}{10}}$ = ${\frac {w}{0.25\times 106}}$

w = 2.65 gm

मोललता

मोललता को m द्वारा प्रदर्शित किया जाता है। इसे 1 किग्रा विलायक में उपस्थित विलेय के मोलों की संख्या के रूप में परिभाषित किया जाता है।

"1 किग्रा विलायक में उपस्थित विलेय के मोलों की संख्या को मोललता कहते हैं। "

मोललता (m) = विलेय के मोलों की संख्या / विलायक किलोग्राम में

मोललता (m) = ${\frac {wA}{mA\times wB}}\times 1000$

मोललता और सांद्रता में निम्नलिखित संबंध हैं:

मोललता (m) = ${\frac {s\times 10}{w}}$

जहाँ s= सांद्रता है, w = विलेय का आण्विक भार है।

विलेयता (s) = $\left({\frac {w(gm)}{W(gm)}}\right)\times 100$

जहाँ w= विलेय के मोल है, W = विलायक के मोल।

उदाहरण

214.2 ग्राम चाशनी में 34.2 ग्राम चीनी होती है। विलयन की मोललता की कीजिये।

चीनी का द्रव्यमान  = 34.2 ग्राम

चीनी के मोल = 34.2 / अणुभार  

चीनी का सूत्र C₆H₁₂O₆ होता है अतः

चीनी का अणुभार = 6 C + 12H + 6O

= 6 $\times$ 12 + 12  1 + 6  16

= 180

चीनी के मोल = 34.2 / 342

= 0.1

जल का द्रव्यमान = (214.2 - 34.2)

= 180 gm

= ${\frac {180}{1000}}$  kgm

जल के मोल = ${\frac {180}{18}}$

= 10

मोललता (m) = ${\frac {n}{Wkgm}}$

= ${\frac {0.1}{180}}\times 1000$

= 0.555 m

द्रव्यमान प्रतिशत(w/w)

इसे 100 ग्राम विलयन में उपस्थित ग्राम में विलेय की मात्रा के रूप में परिभाषित किया गया है।

$Masspercentageofsolute={\frac {massofsolute\times 100}{MassOfSolution}}$

=${\frac {Massofsolute\times 100}{Massofsolute+Massofsolvent}}$

= ${\frac {Massofsolute\times 100}{Volumeofsolution\times Densityofsolution}}$

Mass fraction (मोल अंश) = ${\frac {Massofsolute}{Massofsolution}}$ के अनुपात को द्रव्यमान अंश कहा जाता है।

अतः विलेय का द्रव्यमान प्रतिशत = मोल अंश $\times$100

शर्करा के 10% विलयन का मतलब है कि 100 ग्राम विलयन में 10 ग्राम शर्करा  उपस्थित है, अर्थात 90 ग्राम जल में 10 ग्राम शर्करा घोली गई है।

उदाहरण

30% गन्ना शर्करा घोल का 300 ग्राम तैयार करने के लिए आवश्यक गन्ना शर्करा के द्रव्यमान और जल के द्रव्यमान की गणना करें।

शर्करा का द्रव्यमान प्रतिशत = 30

हम जानते हैं,

$Masspercentageofsolute={\frac {massofsolute\times 100}{MassOfSolution}}$

$30={\frac {Massofcanesugar\times 100}{300}}$

$Massofcanesugar={\frac {30\times 300}{100}}$

$=90$ gram

जल का द्रव्यमान = ( 300 - 90)

= 210 gram

द्रव्यमान-आयतन प्रतिशत

100 मिलीलीटर विलयन में उपस्थित विलेय के द्रव्यमान को कहते हैं। 100 mL विलयन मे घुले हुए विलेय का द्रव्यमान - आयतन प्रतिशत कहलाता है। इस मात्रक का उपयोग औषधियों तथा फामेंसी में किया जाता है। 100 ml विलयन में किसी विलेय की खुली हुई ग्राम में मात्रा को द्रव्यमान आयतन प्रतिशत कहते है।

द्रव्यमान आयतन प्रतिशतता = विलेय का द्रव्यमान × 100 ÷ विलयन का आयतन

द्रव्यमान आयतन प्रतिशतता = विलेय का द्रव्यमान × 100 ÷ (विलेय का आयतन + विलायक का आयतन)

द्रव्यमान आयतन प्रतिशतता = विलेय का द्रव्यमान × 100 ÷( विलयन का द्रव्यमान × विलयन का घनत्व)

उदाहरण

1.) 75 ml जलीय विलयन में 5 gm शर्करा विलेय है तो शर्करा का द्रव्यमान - आयतन प्रतिशत ज्ञात कीजिये।

हल:

द्रव्यमान आयतन प्रतिशत = (5 / 75 ) × 100 = 6.66 w/v %

2.) 50 ml जलीय विलयन में 5 ग्राम नमक घुला हुआ है तो नमक का द्रव्यमान -आयतन प्रतिशत ज्ञात करो।

हल:

द्रव्यमान आयतन प्रतिशत = (विलेय का ग्राम में भार / विलयन का आयतन ml  में ) x 100

द्रव्यमान-आयतन प्रतिशत = (5/50 ) x 100 = 10 W/V %

आयतन प्रतिशत

इसे 100 मिलीलीटर विलयन में उपस्थित मिलीलीटर में विलेय की मात्रा को ही आयतन प्रतिशतता कहा जाता है। 100 mL विलयन मे घुले हुए विलेय का द्रव्यमान - आयतन प्रतिशत कहलाता है। इस मात्रक का उपयोग औषधियों तथा फामेंसी में किया जाता है। आयतन द्वारा विलेय का प्रतिशत = विलेय का आयतन ×100 ÷ विलयन का आयतन

आयतन द्वारा विलेय का प्रतिशत = (विलेय का आयतन × 100) ÷ (विलेय का आयतन + विलायक का आयतन)

आयतन द्वारा विलेय का प्रतिशत = (विलेय का आयतन ×100) ÷ ( विलयन का द्रव्यमान × विलयन का घनत्व)

उदाहरण

1.) 10 ml मिथाइल एल्कोहल तथा 20 ml जल मिलाकर एक विलयन बनाते हैं तो मिथाइल एल्कोहल की आयतन प्रतिशतता ज्ञात कीजिये।

विलेय का आयतन = 10 ml

विलयन का आयतन = 10 + 20 = 30 ml

आयतन प्रतिशतता = (10 / 30 ) × 100

= 33.33 ml

2.) 20 ml एथिल एल्कोहल तथा 40 ml जल मिलाकर एक विलयन बनाते हैं तो एथिल एल्कोहल की आयतन प्रतिशतता ज्ञात कीजिये।

विलेय का आयतन = 20 ml

विलयन का आयतन = 20 + 40 = 60 ml

आयतन प्रतिशतता = (20 / 60 ) × 100

= 33.33 ml

अभ्यास प्रश्न    

• 25 ml जलीय विलयन में 5 gm शर्करा विलेय है तो शर्करा का द्रव्यमान - आयतन प्रतिशत ज्ञात कीजिये।
• 50 % NaCl विलयन का अर्थ बताइये।
• 20 ml तथा 36 ml जल मिलाकर एक विलयन बनाते हैं तो मिथाइल एल्कोहल की आयतन प्रतिशतता ज्ञात कीजिये।
• 25 ml जलीय विलयन में 5 gm शर्करा विलेय है तो शर्करा का द्रव्यमान - आयतन प्रतिशत ज्ञात कीजिये।
• 50 % NaCl विलयन का अर्थ बताइये।
• 20 ml तथा 36 ml जल मिलाकर एक विलयन बनाते हैं तो मिथाइल एल्कोहल की आयतन प्रतिशतता ज्ञात कीजिये।