सामान्य-आयन प्रभाव

आम-आयन प्रभाव एक आयनिक अवक्षेपण (रसायन विज्ञान) की घुलनशीलता में कमी को संदर्भित करता है, जो आयन के साथ घुलनशील यौगिक के समाधान के अलावा अवक्षेप के साथ होता है। यह व्यवहार आयनिक संघ/पृथक्करण की संतुलन प्रतिक्रिया के लिए ले चेटेलियर के सिद्धांत का परिणाम है। प्रभाव को आमतौर पर नमक (रसायन विज्ञान) और अन्य कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स की घुलनशीलता पर प्रभाव के रूप में देखा जाता है। नमक के आयनों में से एक की अतिरिक्त मात्रा जोड़ने से आम तौर पर नमक की वर्षा बढ़ जाती है, जो नमक के दोनों आयनों की एकाग्रता को तब तक कम कर देता है जब तक घुलनशीलता संतुलन नहीं हो जाता। प्रभाव इस तथ्य पर आधारित है कि मूल नमक और अन्य जोड़े गए रसायन दोनों में एक आयन एक दूसरे के साथ समान है।

सामान्य-आयन प्रभाव के उदाहरण

हाइड्रोक्लोरिक एसिड की उपस्थिति में हाइड्रोजन सल्फाइड का पृथक्करण

हाइड्रोजन सल्फाइड (एच₂S) एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट है। यह जलीय घोल में आंशिक रूप से आयनित होता है, इसलिए जलीय माध्यम में आयनित अणुओं और घटक आयनों के बीच निम्नानुसार एक संतुलन मौजूद होता है:

एच₂S ⇌ एच⁺ + एच.एस^{-</सुप>}

सामूहिक कार्रवाई के नियम को लागू करके, हमारे पास है

$K_{{\ce {a}}}={\frac {[{\text{H}}^{+}][{\text{HS}}^{-}]}{[{\text{H}}_{2}{\text{S}}]}}$

हाइड्रोक्लोरिक एसिड (एचसीएल) एक मजबूत इलेक्ट्रोलाइट है, जो लगभग पूरी तरह से आयनित करता है

एचसीएल → एच⁺ + सीएल^{-</सुप>}

यदि एचसीएल को एच में जोड़ा जाता है₂एस समाधान, एच⁺ एक सामान्य आयन और एक सामान्य आयन प्रभाव बनाता है। एच की सांद्रता में वृद्धि के कारण⁺ जोड़े गए HCl से आयन, H के पृथक्करण का संतुलन₂S बाईं ओर शिफ्ट होता है और K का मान रखता है_a नियत। इस प्रकार एच का पृथक्करण₂S घटता है, अन-आयनित H की सांद्रता₂एस बढ़ता है, और नतीजतन, सल्फाइड आयनों की एकाग्रता घट जाती है।

बेरियम नाइट्रेट की उपस्थिति में बेरियम आयोडेट की घुलनशीलता

बेरियम आयोडेट, बा (IO₃)₂, एक घुलनशीलता उत्पाद K है_sp = [सं²⁺][आईओ₃^-]² = 1.57 x 10⁻⁹. शुद्ध पानी में इसकी घुलनशीलता 7.32 x 10 है⁻⁴ एम। हालांकि एक समाधान में जो बेरियम नाइट्रेट में 0.0200 एम है, बा (एनओ₃)₂आम आयन बेरियम में वृद्धि आयोडेट आयन सांद्रता में कमी की ओर ले जाती है। घुलनशीलता इसलिए 1.40 x 10 तक कम हो जाती है⁻⁴ M, लगभग पांच गुना छोटा।

घुलनशीलता प्रभाव

Main article: solubility equilibrium

चाक या चूना पत्थर के जलभृतों से पीने के पानी को खींचने वाले क्षेत्रों में बहुत व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला एक व्यावहारिक उदाहरण पानी के कठोर पानी को कम करने के लिए कच्चे पानी में [[सोडियम कार्बोनेट]] मिलाना है। जल उपचार प्रक्रिया में, कम घुलनशील कैल्शियम कार्बोनेट को अवक्षेपित करने के लिए अत्यधिक घुलनशील सोडियम कार्बोनेट नमक मिलाया जाता है। कैल्शियम कार्बोनेट का बहुत शुद्ध और बारीक विभाजित अवक्षेप जो उत्पन्न होता है, टूथपेस्ट के निर्माण में उपयोग किया जाने वाला एक मूल्यवान उप-उत्पाद है।

साबुन के निर्माण में उपयोग की जाने वाली नमकीन बनाने की प्रक्रिया सामान्य-आयन प्रभाव से लाभान्वित होती है। साबुन वसा अम्लों के सोडियम लवण होते हैं। सोडियम क्लोराइड मिलाने से साबुन के लवणों की विलेयता कम हो जाती है। सामान्य-आयन प्रभाव और बढ़ी हुई आयनिक शक्ति के संयोजन के कारण साबुन का अवक्षेपण होता है।

समुद्र, खारा और अन्य जल जिनमें सोडियम आयनों की प्रशंसनीय मात्रा होती है (Na⁺) सामान्य-आयन प्रभाव के कारण साबुन के सामान्य व्यवहार में हस्तक्षेप करता है। अतिरिक्त ना की उपस्थिति में⁺, साबुन के लवण की घुलनशीलता कम हो जाती है, जिससे साबुन कम प्रभावी हो जाता है।

बफरिंग प्रभाव

Main article: buffer solution

एक बफर समाधान में एक एसिड और इसका संयुग्म आधार या एक आधार और इसका संयुग्म एसिड होता है। संयुग्मी आयन के योग से बफर विलयन के pH में परिवर्तन होगा। उदाहरण के लिए, यदि नाजिया और एसीटिक अम्ल दोनों एक ही घोल में घुल जाते हैं तो वे एसीटेट आयनों का उत्पादन करने के लिए अलग हो जाते हैं और आयनित हो जाते हैं। सोडियम एसीटेट एक मजबूत इलेक्ट्रोलाइट है, इसलिए यह समाधान में पूरी तरह से अलग हो जाता है। एसिटिक एसिड एक कमजोर एसिड है, इसलिए यह केवल थोड़ा ही आयनित करता है। ले चेटेलियर के सिद्धांत के अनुसार, सोडियम एसीटेट से एसीटेट आयनों का योग एसिटिक एसिड के आयनीकरण को दबा देगा और इसके संतुलन को बाईं ओर स्थानांतरित कर देगा। इस प्रकार एसिटिक एसिड का प्रतिशत कम हो जाएगा, और समाधान का पीएच बढ़ जाएगा। किसी अम्ल या क्षार का आयनीकरण उसके संयुग्मी क्षार या अम्ल की उपस्थिति से सीमित होता है।

एनएचएच₃सीओ₂(स) → ना⁺(aq) + सीएच₃सीओ₂⁻(एक्यू)

सीएच₃सीओ₂एच (एक्यू) ⇌ एच⁺(aq) + सीएच₃सीओ₂⁻(एक्यू)

यह हाइड्रोनियम एकाग्रता को कम करेगा, और इस प्रकार आम-आयन समाधान केवल एसिटिक एसिड युक्त समाधान से कम अम्लीय होगा।

अपवाद

कई संक्रमण-धातु यौगिक जटिल आयनों के गठन के कारण इस नियम का उल्लंघन करते हैं, एक ऐसा परिदृश्य जो संतुलन का हिस्सा नहीं है जो आयनिक समाधान से लवण की सरल वर्षा में शामिल होता है। उदाहरण के लिए, कॉपर (Iकॉपर (आई) क्लोराइड पानी में अघुलनशील है, लेकिन क्लोराइड आयनों को जोड़ने पर यह घुल जाता है, जैसे कि जब हाइड्रोक्लोरिक एसिड जोड़ा जाता है। यह घुलनशील CuCl के बनने के कारण होता है₂⁻ समन्वय जटिल आयन।

असामान्य-आयन प्रभाव

कभी-कभी अवक्षेपित नमक में शामिल आयनों के अलावा अन्य आयनों को जोड़ने से नमक की घुलनशीलता बढ़ सकती है। इस नमकीन को असामान्य-आयन प्रभाव (नमक प्रभाव या विविध-आयन प्रभाव भी) कहा जाता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि जैसे-जैसे कुल आयन सांद्रता बढ़ती है, समाधान के भीतर अंतर-आयन आकर्षण एक महत्वपूर्ण कारक बन सकता है। यह वैकल्पिक संतुलन अवक्षेपण प्रतिक्रिया के लिए आयनों को कम उपलब्ध कराता है। इसे विषम आयन प्रभाव भी कहते हैं।