आयनिक लवणों की विलेयता पर सम आयन प्रभाव

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। दुसरे शब्दों में, ऐसीटेट आयनों की उपस्थित में एसीटिक अम्ल के आयनन की मात्रा का घट जाना हे सम- आयन प्रभाव कहलाता है।

उदाहरण-3

अल्प विलेय लवण कैल्शियम सल्फेट (CaSO₄) पर विचार करें तो जल में इसके विघटन को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है:

${\ce {CaSO4 <=> Ca++ + SO4-2}}$

यदि आप कैल्शियम क्लोराइड (CaCl₂), जिसमें सामान्य आयन Ca²⁺ होता है, को कैल्शियम सल्फेट वाले विलयन में मिलाते हैं, तो विलयन में Ca²⁺ आयनों की सांद्रता बढ़ जाती है। ले चेटेलियर के सिद्धांत के अनुसार, Ca²⁺ आयनों में वृद्धि का प्रतिकार करने के लिए संतुलन बाईं ओर स्थानांतरित हो जाएगा। परिणामस्वरूप, कैल्शियम सल्फेट की घुलनशीलता कम हो जाती है।

उदाहरण-4

${\ce {BaSO4-> Ba++ + SO4--}}$

${\ce {BaCl2 -> Ba++ + 2Cl-}}$

यदि आप ऐसे विलयन से बेरियम सल्फेट (BaSO₄) को चुनिंदा रूप से अवक्षेपित करना चाहते हैं जिसमें बेरियम आयन (Ba⁺²) और सल्फेट आयन (SO₄^-2) दोनों हों, तो आप बेरियम क्लोराइड (BaCl₂) जैसा घुलनशील बेरियम यौगिक (सम-आयन) मिला सकते हैं। इससे BaSO₄ की घुलनशीलता कम हो जाएगी, जिससे यह ठोस के रूप में अवक्षेपित हो जाएगा।

अभ्यास प्रश्न

• सम आयन प्रभाव से आप क्या समझते हैं ?
• द्रव्यानुपाती क्रिया का नियम क्या हैं ?
• क्षारीय बफर का उदाहरण दीजिये।