मोलर अनुपात कैलकुलेटर - मुफ्त स्टोइकियोमेट्री कैलकुलेटर

मोलर अनुपात कैलकुलेटर क्या है?

मोलर अनुपात कैलकुलेटर दो या अधिक रासायनिक पदार्थों के द्रव्यमान को मोल में बदलता है, फिर उन मोल मानों को सरल अनुपात में घटाता है। इसका उपयोग स्टॉइकियोमेट्री में किया जाता है, जो रसायन विज्ञान की वह शाखा है जिसमें अभिक्रिया में शामिल पदार्थों की मात्राओं का अध्ययन किया जाता है।

मोल कणों की गिनती की एक इकाई है, ठीक वैसे ही जैसे "दर्जन" का अर्थ किसी चीज़ के 12 होता है। किसी भी पदार्थ के एक मोल में लगभग 6.022 × 10²³ कण होते हैं; इस संख्या को एवोगैड्रो स्थिरांक कहते हैं। रसायनज्ञ ग्राम के बजाय मोल में काम करते हैं, क्योंकि रासायनिक अभिक्रियाएँ निश्चित भारों के बीच नहीं, बल्कि कणों की निश्चित संख्याओं के बीच होती हैं।

मोलर अनुपात का सूत्र

कैलकुलेटर तीन चरणों में काम करता है।

चरण 1: द्रव्यमान को मोल में बदलें। प्रत्येक पदार्थ के लिए:

$\text{मोल} = \frac{\text{द्रव्यमान (g)}}{\text{मोलर द्रव्यमान (g/mol)}}$

मोलर द्रव्यमान, जिसे आणविक भार भी कहा जाता है, किसी पदार्थ के एक मोल का द्रव्यमान होता है। इसे रासायनिक सूत्र में मौजूद प्रत्येक परमाणु के परमाणु भारों को जोड़कर ज्ञात किया जाता है।

चरण 2: सबसे छोटे मोल मान से भाग दें। प्रत्येक पदार्थ को मोल में बदलने के बाद, कैलकुलेटर उन मानों में से सबसे छोटा मान ढूँढ़ता है और प्रत्येक पदार्थ के मोल को उससे विभाजित करता है:

$\text{किसी पदार्थ का अनुपात} = \frac{\text{उसके मोल}}{\text{सबसे छोटा मोल मान}}$

इससे प्रत्येक पदार्थ को अन्य पदार्थों की तुलना में एक संख्या मिलती है और सबसे छोटे पदार्थ का मान हमेशा 1 होता है।

चरण 3: भिन्न हटाएँ। सबसे छोटे मान से भाग देने पर अक्सर 1.5 या 1.33 जैसी भिन्न बच जाती है। इसके बाद कैलकुलेटर प्रत्येक मान को समान पूर्ण संख्या से गुणा करता है। वह 1, 2, 3 आदि से 12 तक प्रयास करता है और उस पहले गुणक को रखता है जो पूरे समुच्चय को पूर्ण संख्याओं में बदल दे। छोटे राउंडिंग अंतर स्वीकार किए जाते हैं: गुणा करने के बाद प्रत्येक मान किसी पूर्ण संख्या के गुणक से 0.01 गुना के भीतर और उससे अधिकतम 0.1 दूर होना चाहिए। रसायनज्ञ 1 : 1.5 को 2 : 3 में बदलने के लिए यही मानक तरीका अपनाते हैं।

चूँकि काम करने वाला सबसे छोटा गुणक ही इस्तेमाल किया जाता है, इसलिए उत्तर पहले से ही अपने सरलतम रूप में होता है। आगे किसी कमी की आवश्यकता नहीं होती।

यदि 12 तक कोई भी गुणक भिन्नों को समाप्त नहीं करता, तो कैलकुलेटर मानों को वैसा ही रखता है। किसी पूर्ण संख्या से 0.01 के भीतर का मान उस पूर्ण संख्या में राउंड किया जाता है और बाकी मान दो दशमलव स्थानों तक दिखाए जाते हैं।

मोलर अनुपात की गणना कैसे करें: हल किया हुआ उदाहरण

मान लें कि कोई रसायनज्ञ 36 ग्रा॰ पानी (H₂O, मोलर द्रव्यमान 18 ग्रा॰/mol) को 58.5 ग्रा॰ साधारण नमक (NaCl, मोलर द्रव्यमान 58.5 ग्रा॰/mol) के साथ मिलाता है।

1. H₂O के मोल = 36 ÷ 18 = 2 mol
2. NaCl के मोल = 58.5 ÷ 58.5 = 1 mol
3. सबसे छोटा मान 1 mol (NaCl) है, इसलिए H₂O का अनुपात 2 ÷ 1 = 2 है और NaCl का अनुपात 1 ÷ 1 = 1 है।
4. दोनों मान पहले से पूर्ण संख्याएँ हैं, इसलिए अंतिम मोलर अनुपात 2 H₂O : 1 NaCl है।

भिन्न वाला उदाहरण

सबसे छोटे मान से भाग देने पर हमेशा पूर्ण संख्याएँ नहीं मिलतीं। 100 ग्रा॰ पदार्थ A, 30 ग्रा॰ पदार्थ B और 20 ग्रा॰ पदार्थ C लें; इन सभी का मोलर द्रव्यमान 10 ग्रा॰/mol है:

1. मोल: A = 100 ÷ 10 = 10, B = 30 ÷ 10 = 3, C = 20 ÷ 10 = 2
2. सबसे छोटा मान 2 mol (C) है, इसलिए अनुपात A = 10 ÷ 2 = 5, B = 3 ÷ 2 = 1.5, C = 2 ÷ 2 = 1 हैं।
3. 1.5 पूर्ण संख्या नहीं है, इसलिए प्रत्येक मान को 2 से गुणा किया जाता है: A = 10, B = 3, C = 2
4. अंतिम मोलर अनुपात 10 A : 3 B : 2 C है।

दशमलव रहने वाला उदाहरण

कुछ मिश्रणों का कोई सरल पूर्णांक अनुपात नहीं होता। A के 10 ग्रा॰ और B के 16.5 ग्रा॰ के लिए, दोनों का मोलर द्रव्यमान 10 ग्रा॰/mol होने पर, मोल क्रमशः 1 और 1.65 हैं। भिन्न 1.65, 33/20 है और 20 कैलकुलेटर द्वारा आज़माए जाने वाले किसी भी गुणक से बड़ा है, इसलिए इसे समाप्त नहीं किया जा सकता। परिणाम 1 A : 1.65 B के रूप में दिखाया जाता है।

कैलकुलेटर का उपयोग कैसे करें

1. प्रत्येक पदार्थ का नाम या सूत्र, उसका द्रव्यमान ग्राम में और उसका मोलर द्रव्यमान g/mol में दर्ज करें।
2. कैलकुलेटर ऊपर दिए गए पानी और नमक वाले उदाहरण की दो पदार्थ-पंक्तियों से शुरू होता है। अधिक पंक्तियों के लिए "Add Substance" का उपयोग करें या किसी पंक्ति को हटाने के लिए "Remove" चुनें (कम-से-कम दो पंक्तियाँ रहनी चाहिए)।
3. प्रत्येक पंक्ति में नाम, शून्य से अधिक द्रव्यमान और शून्य से अधिक मोलर द्रव्यमान दर्ज होते ही परिणाम अपने-आप दिखाई देता है। दबाने के लिए कोई अलग बटन नहीं है।
4. परिणाम अनुभाग में सरल अनुपात, प्रत्येक पदार्थ के लिए गणना किया गया मोल मान और मोल मात्राओं की तुलना करने वाला बार चार्ट दिखता है।
5. अनुपात के पाठ, जैसे "2 H2O : 1 NaCl", को क्लिपबोर्ड पर कॉपी करने के लिए "Copy" का उपयोग करें।

द्रव्यमान और मोलर द्रव्यमान दोनों धनात्मक संख्याएँ होने चाहिए; शून्य या रिक्त फ़ील्ड को ठीक किए जाने तक परिणाम छिपा रहता है।

मोलर अनुपात क्यों महत्वपूर्ण हैं

मोलर अनुपात संतुलित रासायनिक समीकरणों से प्राप्त होते हैं और बताते हैं कि अभिक्रिया में प्रत्येक पदार्थ के कितने कण भाग लेते हैं। चूँकि अभिक्रियाएँ ग्राम-दर-ग्राम नहीं, बल्कि कण-दर-कण होती हैं, इसलिए मोल में व्यक्त अनुपात वास्तविक रसायन को दर्शाता है, जबकि ग्राम में व्यक्त अनुपात ऐसा नहीं करता।

विद्यार्थी स्टॉइकियोमेट्री के गृहकार्य की जाँच करने और प्रयोगशाला प्रयोगों के लिए अभिकर्मकों को सही अनुपात में तैयार करने हेतु मोलर अनुपात की गणना करते हैं। अनुसंधान और विनिर्माण में रसायनज्ञ इसी गणना से यह योजना बनाते हैं कि किसी संश्लेषण के लिए प्रत्येक प्रारंभिक पदार्थ की कितनी मात्रा चाहिए, अभिकारकों की बर्बादी से बचते हैं और तैयार मिश्रणों, जैसे किसी औषधि-लवण या उर्वरक मिश्रण, में घटकों के अनुपात की पुष्टि करते हैं।

पृष्ठभूमि

जेरेमियास बेंजामिन रिक्टर ने पदार्थों के अभिक्रिया करने के निश्चित अनुपातों का अध्ययन करते समय 1792 में "स्टॉइकियोमेट्री" शब्द गढ़ा। 1799 में जोसेफ प्राउस्ट ने दिखाया कि किसी दिए गए रासायनिक यौगिक में समान तत्व हमेशा द्रव्यमान के अनुसार समान अनुपात में होते हैं; इस नियम को अब निश्चित अनुपातों का नियम कहा जाता है। 1803 से प्रकाशित जॉन डाल्टन के परमाणु सिद्धांत ने इसे इस प्रस्ताव से समझाया कि तत्व परमाणुओं के छोटे पूर्णांक अनुपातों में संयोजित होते हैं; यही विचार आज मोलर अनुपात कैलकुलेटर लागू करता है।

मोल स्वयं बाद में आया। अमेदेओ एवोगैड्रो ने 1811 में प्रस्तावित किया कि समान तापमान और दाब पर गैस के समान आयतनों में कणों की संख्या समान होती है, जिससे मोल द्वारा गिनती की आधारशिला रखी गई। "मोल" शब्द विल्हेल्म ओस्टवाल्ड ने लगभग 1900 में गढ़ा और 1971 में मोल आधिकारिक SI आधार इकाई बन गया।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

मोलर अनुपात क्या है? मोलर अनुपात किसी रासायनिक अभिक्रिया या मिश्रण में दो या अधिक पदार्थों के मोलों की संख्या के बीच संबंध है। यह दिखाता है कि एक पदार्थ के कितने कण दूसरे पदार्थ के कितने कणों के अनुरूप हैं।

द्रव्यमान से मोलर अनुपात की गणना कैसे करते हैं? मोल प्राप्त करने के लिए प्रत्येक पदार्थ के द्रव्यमान को उसके मोलर द्रव्यमान से विभाजित करें। प्रत्येक मोल मान को सबसे छोटे मान से विभाजित करें। यदि भिन्न बच जाए, तो प्रत्येक मान को उस सबसे छोटी पूर्ण संख्या से गुणा करें जो सभी को पूर्ण संख्याओं में बदल दे।

मोलर अनुपात और द्रव्यमान अनुपात में क्या अंतर है? मोलर अनुपात पदार्थों की तुलना कणों की संख्या (मोल) के आधार पर करता है। द्रव्यमान अनुपात उनकी तुलना भार (ग्राम) के आधार पर करता है। अभिक्रियाएँ कणों की निश्चित संख्याओं के बीच होती हैं, इसलिए संतुलित रासायनिक समीकरण से मोलर अनुपात मेल खाता है, द्रव्यमान अनुपात से नहीं।

ग्राम का सीधे उपयोग करने के बजाय द्रव्यमान को मोल में क्यों बदलते हैं? रासायनिक अभिक्रियाओं में निश्चित भार नहीं, बल्कि परमाणुओं या अणुओं की निश्चित संख्याएँ संयोजित होती हैं। द्रव्यमान को मोल में बदलने से तराजू पर मापे जा सकने वाला मान ऐसे मान में बदल जाता है जो वास्तव में मौजूद कणों की संख्या दर्शाता है।

कैलकुलेटर कभी-कभी पूर्ण संख्या के बजाय दशमलव क्यों दिखाता है? भिन्न को समाप्त करने के लिए कैलकुलेटर 1 से 12 तक के गुणकों को आज़माता है। 1 : 1.65 जैसे अनुपात के लिए 20 का गुणक चाहिए, जो उस सीमा से बाहर है; इसलिए मान को गलत पूर्णांक अनुपात में बदलने के बजाय दशमलव के रूप में दिखाया जाता है। द्रव्यमान की माप में त्रुटि भी वास्तविक अनुपात को सरल भिन्न से इतना दूर कर सकती है कि उसे पहचाना न जा सके।

किसी यौगिक का मोलर द्रव्यमान कैसे ज्ञात किया जाता है? मोलर द्रव्यमान सूत्र में मौजूद प्रत्येक परमाणु के परमाणु भारों का योग होता है, जिन्हें आवर्त सारणी से लिया जाता है। CuSO₄·5H₂O जैसे जलयोजित यौगिक के लिए जल के अणुओं को कुल योग में शामिल किया जाता है।

संदर्भ

1. ब्राउन, टी. एल., लेमे, एच. ई., बर्स्टेन, बी. ई., मर्फी, सी. जे., वुडवर्ड, पी. एम., और स्टोल्ट्ज़फस, एम. डब्ल्यू. (2017)। Chemistry: The Central Science (14वाँ संस्करण)। पीयरसन।
2. चांग, आर., और गोल्ड्स्बी, के. ए. (2015)। Chemistry (12वाँ संस्करण)। मैकग्रा-हिल एजुकेशन।
3. IUPAC। (2019)। Compendium of Chemical Terminology ("Gold Book")। https://goldbook.iupac.org/
4. बाट और माप का अंतरराष्ट्रीय ब्यूरो। The International System of Units (SI), मोल की परिभाषा।