समआयन प्रभाव

समआयन प्रभाव बताती है कि कैसे एक आयन की उपस्थिति, जो दो अलग-अलग रासायनिक अभिक्रियाओं के समय के लिए सामान्य है, उन अभिक्रियाओं की संतुलन स्थिति को प्रभावित कर सकती है। यह प्रायः ऐसे विलयनों में पाया जाता है जहां एक पदार्थ दुर्बल इलेक्ट्रोलाइट होता है या जल में बहुत कम विलेय होता है। दो वैधुतअपघट्यों में जो आयन समान होता है उसे सम-आयन कहते हैं। सम-आयन की उपस्थिति में दुर्बल वैधुतअपघट्य की आयनन की मात्रा घट जाती है। सम-आयन के इस प्रभाव को सम-आयन प्रभाव कहते हैं। जब दुर्बल वैधुतअपघट्य लवण (कम घुलनशीलता वाला एक आयनिक यौगिक) ऐसे विलयन में मिलाया जाता है जिसमें पहले से ही इसका एक घटक आयन उपस्थित होता है, तो लवण की घुलनशीलता कम हो जाती है। इसे सम-आयन प्रभाव के रूप में जाना जाता है।

उदाहरण-1

ऐसीटिक अम्ल(CH₃COOH) और सोडियम एसीटेट(CH₃COONa) में एसीटेट आयन सम-आयन है।

सोडियम ऐसीटेट (प्रबल वैधुतअपघट्य) की उपस्थित में ऐसीटिक अम्ल (दुर्बल वैधुतअपघट्य) की आयनन की मात्रा घट जाती है। यह कमी सोडियम ऐसीटेट के आयनन से उत्पन्न ऐसीटेट आयनों की उपस्थित के कारण होती है।

${\ce {CH3COOH -> CH3COO- + H+}}$

${\ce {CH3COONa -> CH3COO- + Na+}}$

उदाहरण-2

अमोनियम क्लोराइड (प्रबल वैधुतअपघट्य) की उपस्थित में अमोनियम हाइड्रॉक्साइड (दुर्बल वैधुतअपघट्य) की आयनन की मात्रा घट जाती है। यह कमी सोडियम ऐसीटेट के आयनन से उत्पन्न अमोनियम आयनों की उपस्थित के कारण होती है। यह अमोनियम आयन एक सम-आयन की तरह कार्य करता है।

${\ce {NH4Cl -> NH4+ + Cl-}}$

${\ce {NH4OH -> NH4+ + OH-}}$

स्पष्टीकरण

ऐसीटिक अम्ल के जलीय विलयन में इसके अनआयनित अणुओं और आयनों के मध्य साम्य की अवस्था होती है।

${\ce {CH3COOH -> CH3COO- + H+}}$

इस साम्य पर द्रव्यानुपाती क्रिया का नियम लगाने पर,

$[H^{+}]=K_{a}{\frac {[CH_{3}COOH]}{[CH_{3}COO^{-}]}}$

जहाँ, K_a ऐसीटिक अम्ल का आयनन स्थिरांक है।

विलयन में हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता ऐसीटेट आयनों की सांद्रता पर निर्भर करती है। ऐसीटिक अम्ल के विलयन में सोडियम ऐसीटेट मिलाने पर ऐसीटेट आयनों की सांद्रता बढ़ जाती है जिसके परिणामस्वरूप साम्य विपरीत दिशा में विस्थापित हो जाता है। विलयन में हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता कम हो जाती है और ऐसीटिक अम्ल के अनायनित अणुओं की सांद्रता बढ़ जाती है। दूसरे शब्दों में, ऐसीटेट आयनों की उपस्थित में एसीटिक अम्ल के आयनन की मात्रा का घट जाना हे सम- आयन प्रभाव कहलाता है।

साम्य अभिक्रियाएं

मान लीजिए कि आपके पास एक सामान्य आयन से जुड़ी दो साम्य अभिक्रियाएं हैं। उदाहरण के लिए, एक दुर्बल अम्ल (HA) के वियोजन और उसके नमक (उदाहरण के लिए, NaA) के विघटन पर विचार करें। दो संतुलन प्रतिक्रियाएँ हैं:

दुर्बल अम्ल का वियोजन

${\ce {HA -> H+ + Cl-}}$

लवण का विघटन

${\ce {NaCl <=> Na+ + Cl-}}$

सम आयन

इस मामले में, सम आयन Cl^- आयन है, जो दोनों अभिक्रियओं में दिखाई देता है।

ले चैटेलियर का सिद्धांत

समआयन प्रभाव को ले चैटेलियर के सिद्धांत द्वारा समझाया जा सकता है, जिसमें कहा गया है कि यदि आप साम्य में किसी प्रणाली को परेशान करते हैं, तो सिस्टम उस गड़बड़ी का प्रतिकार करने के लिए अपनी स्थिति बदल देगा।

अभ्यास प्रश्न

• समआयन प्रभाव क्या है ?
• द्रव्यानुपाती क्रिया का नियम क्या है ?
• ले चैटेलियर सिद्धांत क्या है ?