हायड्रोजन आयन एकाग्रता (मोलारिटी) पासून pH मूल्याची गणना करा. हा साधा साधन [H+] मोलारिटीला रसायनशास्त्र, जीवशास्त्र, आणि पाण्याच्या चाचणी अनुप्रयोगांसाठी pH स्केल मूल्यांमध्ये रूपांतरित करतो.
सूत्र
pH = -log10([H+])
पीएच म्हणजे एक द्रवाचा आसिडिक किंवा आधारभूतपणा मोजण्याचा एक माप आहे.
पीएच 7 पेक्षा कमी असल्यास आसिडिक, 7 तटस्थ आहे, आणि 7 पेक्षा जास्त असल्यास आधारभूत आहे.
pH मूल्य गणक हे एक महत्त्वाचे साधन आहे जे हायड्रोजन आयन [H+] च्या सांद्रतेवर आधारित एका द्रवाचा आम्लता किंवा क्षारीयता ठरवण्यासाठी वापरले जाते. pH, ज्याचा अर्थ "हायड्रोजनचा संभाव्य" आहे, हा एक लॉगारिदमिक स्केल आहे जो एका द्रवाचा आम्लता किंवा क्षारीयता मोजतो. हा गणक तुम्हाला जलदपणे हायड्रोजन आयन सांद्रता (मोलारिटी) चा वापर करून एक वापरकर्ता-अनुकूल pH मूल्यात रूपांतरित करण्याची परवानगी देतो, जो रसायनशास्त्र, जीवशास्त्र, पर्यावरण विज्ञान आणि दैनंदिन जीवनातील विविध अनुप्रयोगांसाठी महत्त्वाचा आहे. तुम्ही विद्यार्थी, संशोधक किंवा व्यावसायिक असाल, हा साधन pH मूल्ये अचूकतेने आणि सहजतेने गणना करण्याची प्रक्रिया सुलभ करते.
pH मूल्य हायड्रोजन आयन सांद्रतेच्या नकारात्मक लॉगारिदम (आधार 10) वापरून गणना केली जाते:
जिथे:
हा लॉगारिदमिक स्केल निसर्गात आढळणाऱ्या हायड्रोजन आयनांच्या सांद्रतेच्या विस्तृत श्रेणीला (ज्याचा विस्तार अनेक ऑर्डर ऑफ मॅग्निट्यूडमध्ये असू शकतो) अधिक व्यवस्थापनीय स्केलमध्ये रूपांतरित करतो, सामान्यतः 0 ते 14 पर्यंत.
pH स्केल लॉगारिदमिक आहे, म्हणजे pH मध्ये प्रत्येक युनिट बदल हायड्रोजन आयनांच्या सांद्रतेत दहा पट बदल दर्शवतो. उदाहरणार्थ:
व्यवहारिक उद्देशांसाठी, pH मूल्ये सहसा एक किंवा दोन दशांश स्थानांवर नोंदवली जातात. आमचा गणक वापरकर्त्याच्या सोयीसाठी अचूकतेसाठी दोन दशांश स्थानांपर्यंत परिणाम प्रदान करतो.
हायड्रोजन आयन सांद्रता प्रविष्ट करा: तुमच्या द्रवातील हायड्रोजन आयन [H+] ची मोलरता (mol/L) प्रविष्ट करा.
गणित केलेले pH मूल्य पहा: गणक आपोआप संबंधित pH मूल्य दर्शवेल.
परिणाम समजून घ्या:
परिणाम कॉपी करा: गणित केलेले pH मूल्य तुमच्या नोंदींसाठी किंवा पुढील विश्लेषणासाठी जतन करण्यासाठी कॉपी बटणाचा वापर करा.
गणक वापरकर्त्याच्या इनपुटवर खालील तपासण्या करतो:
जर अवैध इनपुट आढळले, तर एक त्रुटी संदेश तुम्हाला योग्य मूल्ये प्रदान करण्यास मार्गदर्शन करेल.
pH स्केल सामान्यतः 0 ते 14 पर्यंत असतो, ज्यामध्ये 7 तटस्थ असतो. हा स्केल द्रवांचे वर्गीकरण करण्यासाठी व्यापकपणे वापरला जातो:
pH श्रेणी | वर्गीकरण | उदाहरणे |
---|---|---|
0-2 | अत्यंत आम्लीय | बॅटरी आम्ल, पोटाचे आम्ल |
3-6 | आम्लीय | लिंबाचा रस, व्हिनेगर, कॉफी |
7 | तटस्थ | शुद्ध पाणी |
8-11 | क्षारीय | समुद्राचे पाणी, बेकिंग सोडा, साबण |
12-14 | अत्यंत क्षारीय | घरगुती अमोनिया, ब्लीच, ड्रेन क्लीनर |
pH स्केल विशेषतः उपयुक्त आहे कारण हे हायड्रोजन आयन सांद्रतेच्या विस्तृत श्रेणीला अधिक व्यवस्थापनीय संख्यात्मक श्रेणीत संकुचित करते. उदाहरणार्थ, pH 1 आणि pH 7 यांच्यातील फरक 1,000,000 पट हायड्रोजन आयन सांद्रतेतील फरक दर्शवतो.
pH मूल्य गणकाचे विविध क्षेत्रांमध्ये अनेक अनुप्रयोग आहेत:
एक माळकरी आपली माती चाचणी घेतो आणि त्याला pH 5.5 आढळतो, परंतु तो तटस्थ माती (pH 7) आवडणाऱ्या वनस्पती उगवू इच्छितो. pH गणकाचा वापर करून:
याचा अर्थ माळकरीला हायड्रोजन आयन सांद्रता सुमारे 31.6 पट कमी करणे आवश्यक आहे, जे मातीमध्ये योग्य प्रमाणात चूण किंवा चूण टाकून साधता येईल.
pH हा आम्लता आणि क्षारीयतेचा मोजण्याचा सर्वात सामान्य उपाय असला तरी, काही पर्यायी पद्धती आहेत:
टायट्रेटेबल आम्लता: फक्त मुक्त हायड्रोजन आयनांचे प्रमाण मोजते. हे अन्न विज्ञान आणि वाइनमेकिंगमध्ये वापरले जाते.
pOH स्केल: हायड्रॉक्साइड आयनांच्या सांद्रतेचा मोजा. pH आणि pOH यांच्यातील संबंध: pH + pOH = 14 (25°C वर).
आम्ल-आधार संकेतक: रासायनिक पदार्थ जे विशिष्ट pH मूल्यांवर रंग बदलतात, संख्यात्मक मोजणीशिवाय दृश्य संकेत प्रदान करतात.
इलेक्ट्रिकल कंडक्टिविटी: काही अनुप्रयोगांमध्ये, विशेषतः माती विज्ञानात, इलेक्ट्रिकल कंडक्टिविटी आयन सामग्रीबद्दल माहिती प्रदान करू शकते.
pH चा संकल्पना 1909 मध्ये डॅनिश रसायनज्ञ सॉरेन पीटर लॉरिट्झ सॉरेनसेनने कॅर्ल्सबर्ग प्रयोगशाळेत काम करताना सादर केला. pH मधील "p" म्हणजे "पोटेन्स" (जर्मनमध्ये "शक्ती"), आणि "H" हायड्रोजन आयनाचे प्रतिनिधित्व करते.
प्रारंभिकपणे, pH हायड्रोजन आयन क्रियाकलापाच्या नकारात्मक लॉग म्हणून परिभाषित केला गेला. तथापि, आम्ल-आधार रसायनशास्त्राची समज वाढल्यास, सिद्धांतिक चौकटीत सुधारणा झाली:
या सिद्धांतिक प्रगतींनी pH आणि त्याच्या रासायनिक प्रक्रियेत महत्त्वाच्या समजण्याला सुधारित केले आहे.
येथे विविध प्रोग्रामिंग भाषांमध्ये pH गणना सूत्राची अंमलबजावणी आहे:
1' Excel सूत्र pH गणनासाठी
2=IF(A1>0, -LOG10(A1), "अवैध इनपुट")
3
4' जिथे A1 मध्ये हायड्रोजन आयन सांद्रता mol/L मध्ये आहे
5
1import math
2
3def calculate_ph(hydrogen_ion_concentration):
4 """
5 हायड्रोजन आयन सांद्रतेवरून pH गणना करा (mol/L मध्ये)
6
7 Args:
8 hydrogen_ion_concentration: H+ आयनांची मोलर सांद्रता
9
10 Returns:
11 pH मूल्य किंवा इनपुट अवैध असल्यास None
12 """
13 if hydrogen_ion_concentration <= 0:
14 return None
15
16 ph = -math.log10(hydrogen_ion_concentration)
17 return round(ph, 2)
18
19# उदाहरण वापर
20concentration = 0.001 # 0.001 mol/L
21ph = calculate_ph(concentration)
22print(f"pH: {ph}") # आउटपुट: pH: 3.0
23
1function calculatePH(hydrogenIonConcentration) {
2 // इनपुटची वैधता तपासा
3 if (hydrogenIonConcentration <= 0) {
4 return null;
5 }
6
7 // pH गणना करा: pH = -log10(concentration)
8 const pH = -Math.log10(hydrogenIonConcentration);
9
10 // 2 दशांश स्थानांवर गोलाई करा
11 return Math.round(pH * 100) / 100;
12}
13
14// उदाहरण वापर
15const concentration = 0.0000001; // 10^-7 mol/L
16const pH = calculatePH(concentration);
17console.log(`pH: ${pH}`); // आउटपुट: pH: 7
18
1public class PHCalculator {
2 /**
3 * हायड्रोजन आयन सांद्रतेवरून pH गणना करा
4 *
5 * @param hydrogenIonConcentration सांद्रता (mol/L मध्ये)
6 * @return pH मूल्य किंवा इनपुट अवैध असल्यास null
7 */
8 public static Double calculatePH(double hydrogenIonConcentration) {
9 // इनपुटची वैधता तपासा
10 if (hydrogenIonConcentration <= 0) {
11 return null;
12 }
13
14 // pH गणना करा
15 double pH = -Math.log10(hydrogenIonConcentration);
16
17 // 2 दशांश स्थानांवर गोलाई करा
18 return Math.round(pH * 100) / 100.0;
19 }
20
21 public static void main(String[] args) {
22 double concentration = 0.01; // 0.01 mol/L
23 Double pH = calculatePH(concentration);
24
25 if (pH != null) {
26 System.out.printf("pH: %.2f%n", pH); // आउटपुट: pH: 2.00
27 } else {
28 System.out.println("अवैध इनपुट");
29 }
30 }
31}
32
1#include <iostream>
2#include <cmath>
3#include <iomanip>
4
5double calculatePH(double hydrogenIonConcentration) {
6 // इनपुटची वैधता तपासा
7 if (hydrogenIonConcentration <= 0) {
8 return -1; // अवैध इनपुटसाठी त्रुटी कोड
9 }
10
11 // pH गणना करा
12 double pH = -log10(hydrogenIonConcentration);
13
14 // 2 दशांश स्थानांवर गोलाई करा
15 return round(pH * 100) / 100;
16}
17
18int main() {
19 double concentration = 0.0001; // 0.0001 mol/L
20 double pH = calculatePH(concentration);
21
22 if (pH >= 0) {
23 std::cout << "pH: " << std::fixed << std::setprecision(2) << pH << std::endl;
24 // आउटपुट: pH: 4.00
25 } else {
26 std::cout << "अवैध इनपुट" << std::endl;
27 }
28
29 return 0;
30}
31
1def calculate_ph(hydrogen_ion_concentration)
2 # इनपुटची वैधता तपासा
3 return nil if hydrogen_ion_concentration <= 0
4
5 # pH गणना करा
6 ph = -Math.log10(hydrogen_ion_concentration)
7
8 # 2 दशांश स्थानांवर गोलाई करा
9 (ph * 100).round / 100.0
10end
11
12# उदाहरण वापर
13concentration = 0.000001 # 10^-6 mol/L
14ph = calculate_ph(concentration)
15
16if ph
17 puts "pH: #{ph}" # आउटपुट: pH: 6.0
18else
19 puts "अवैध इनपुट"
20end
21
सामान्य पदार्थांचे pH समजून घेणे pH स्केलला संदर्भित करते:
पदार्थ | सुमारे pH | वर्गीकरण |
---|---|---|
बॅटरी आम्ल | 0-1 | अत्यंत आम्लीय |
पोटाचे आम्ल | 1-2 | अत्यंत आम्लीय |
लिंबाचा रस | 2-3 | आम्लीय |
व्हिनेगर | 2.5-3.5 | आम्लीय |
संतरेचा रस | 3.5-4 | आम्लीय |
कॉफी | 5-5.5 | आम्लीय |
दूध | 6.5-6.8 | थोडे आम्लीय |
शुद्ध पाणी | 7 | तटस्थ |
मानव रक्त | 7.35-7.45 | थोडे क्षारीय |
समुद्राचे पाणी | 7.5-8.4 | थोडे क्षारीय |
बेकिंग सोडा द्रव | 8.5-9 | क्षारीय |
साबण | 9-10 | क्षारीय |
घरगुती अमोनिया | 11-11.5 | अत्यंत क्षारीय |
ब्लीच | 12.5-13 | अत्यंत क्षारीय |
ड्रेन क्लीनर | 14 | अत्यंत क्षारीय |
या तक्त्यात दैनंदिन जीवनात आपण सामोरे येणाऱ्या पदार्थांचे pH मूल्य कसे संदर्भित केले जाते, हे दर्शविते, अत्यंत आम्लीय बॅटरी आम्लापासून अत्यंत क्षारीय ड्रेन क्लीनरपर्यंत.
pH म्हणजे एका द्रवाचा आम्लता किंवा क्षारीयता मोजण्याचा एक उपाय. विशेषतः, हे हायड्रोजन आयन [H+] च्या सांद्रतेचे मोजणारे आहे. pH स्केल सामान्यतः 0 ते 14 पर्यंत असतो, ज्यामध्ये 7 तटस्थ असतो. 7 च्या खालील मूल्ये आम्लीय द्रव दर्शवतात, तर 7 च्या वरचे मूल्ये क्षारीय (आधारभूत) द्रव दर्शवतात.
pH हायड्रोजन आयन सांद्रतेच्या सूत्राने गणना केली जाते: pH = -log₁₀[H+], जिथे [H+] म्हणजे द्रवातील हायड्रोजन आयनांची मोलर सांद्रता (mol/L). हा लॉगारिदमिक संबंध म्हणजे pH मध्ये प्रत्येक युनिट बदल हायड्रोजन आयन सांद्रतेत दहा पट बदल दर्शवतो.
होय, जरी पारंपरिक pH स्केल 0 ते 14 पर्यंत असला तरी, अत्यंत आम्लीय द्रवांना नकारात्मक pH मूल्ये असू शकतात, आणि अत्यंत क्षारीय द्रवांना 14 च्या वर pH मूल्ये असू शकतात. हे अत्यधिक मूल्ये दैनंदिन परिस्थितीत सामान्यतः आढळत नाहीत, परंतु ती केंद्रित आम्ल किंवा आधारांमध्ये होऊ शकतात.
तापमान pH मोजण्यावर दोन प्रकारे परिणाम करतो: ते पाण्याच्या विघटन स्थिरांक (Kw) ला बदलते आणि pH मोजणाऱ्या उपकरणांच्या कार्यप्रदर्शनावर परिणाम करतो. सामान्यतः, तापमान वाढल्यास शुद्ध पाण्याचे pH कमी होते, उच्च तापमानावर तटस्थ pH 7 च्या खाली हलतो.
pH हायड्रोजन आयन [H+] च्या सांद्रतेचे मोजणारे आहे, तर pOH हायड्रॉक्साइड आयन [OH-] च्या सांद्रतेचे मोजणारे आहे. ते या समीकरणाद्वारे संबंधित आहेत: pH + pOH = 14 (25°C वर). जेव्हा pH वाढतो, तेव्हा pOH कमी होतो, आणि उलट.
pH स्केल लॉगारिदमिक आहे कारण नैसर्गिक आणि प्रयोगशाळेतील द्रवांच्या हायड्रोजन आयन सांद्रता अनेक ऑर्डर ऑफ मॅग्निट्यूडमध्ये बदलू शकतात. लॉगारिदमिक स्केल या विस्तृत श्रेणीला अधिक व्यवस्थापनीय संख्यात्मक श्रेणीत संकुचित करतो, ज्यामुळे आम्लता स्तरांची व्यक्तीकरण आणि तुलना करणे सोपे होते.
मोलारिटीवरून गणित केलेले pH सामान्यतः कमी सांद्रतेच्या द्रवांसाठी सर्वात अचूक असते. केंद्रित द्रवांमध्ये, आयनमधील परस्पर क्रिया त्यांच्या क्रियाकलापावर परिणाम करू शकते, ज्यामुळे साधा pH = -log[H+] सूत्र कमी अचूक होते. केंद्रित द्रवांसह अचूक कामासाठी, क्रियाकलाप गुणांकांचा विचार केला पाहिजे.
जेव्हा आम्ल आणि आधार एकत्र केले जातात, तेव्हा ते एक तटस्थीकरण प्रतिक्रिया करतात, ज्यामुळे पाणी आणि एक मीठ तयार होते. परिणामी pH आम्ल आणि आधाराच्या सापेक्ष शक्ती आणि सांद्रतेवर अवलंबून असतो. जर मजबूत आम्ल आणि मजबूत आधार समान प्रमाणात एकत्र केले, तर परिणामी द्रवाचा pH 7 असेल.
अधिकांश जैविक प्रणाली संकुचित pH श्रेणीमध्ये कार्य करतात. उदाहरणार्थ, मानव रक्ताने 7.35 ते 7.45 दरम्यान pH राखणे आवश्यक आहे. pH मध्ये बदल प्रोटीन संरचना, एन्झाइम क्रियाकलाप, आणि सेल कार्यावर परिणाम करू शकतात. अनेक जीवांमध्ये योग्य pH स्तर राखण्यासाठी बफर प्रणाली असतात.
pH बफर्स म्हणजे असे द्रव जे थोड्या प्रमाणात आम्ल किंवा आधार जोडल्यावर pH मध्ये बदल सहन करतात. सामान्यतः, त्यात एक कमजोर आम्ल आणि त्याचा संयोगी आधार (किंवा एक कमजोर आधार आणि त्याचा संयोगी आम्ल) असतो. बफर्स जोडलेल्या आम्ल किंवा आधारांना तटस्थ करून pH स्थिर ठेवण्यास मदत करतात.
Sørensen, S. P. L. (1909). "Enzyme Studies II: The Measurement and Importance of Hydrogen Ion Concentration in Enzyme Reactions." Biochemische Zeitschrift, 21, 131-304.
Harris, D. C. (2010). Quantitative Chemical Analysis (8वां आवृत्ती). W. H. Freeman and Company.
Skoog, D. A., West, D. M., Holler, F. J., & Crouch, S. R. (2013). Fundamentals of Analytical Chemistry (9वां आवृत्ती). Cengage Learning.
"pH." Encyclopedia Britannica, https://www.britannica.com/science/pH. Accessed 3 Aug. 2024.
"Acids and Bases." Khan Academy, https://www.khanacademy.org/science/chemistry/acids-and-bases-topic. Accessed 3 Aug. 2024.
"pH Scale." American Chemical Society, https://www.acs.org/education/resources/highschool/chemmatters/past-issues/archive-2014-2015/ph-scale.html. Accessed 3 Aug. 2024.
Lower, S. (2020). "Acid-base Equilibria and Calculations." Chem1 Virtual Textbook, http://www.chem1.com/acad/webtext/pdf/c1xacid1.pdf. Accessed 3 Aug. 2024.
तुमच्या द्रवांसाठी pH मूल्ये गणना करण्यासाठी तयार आहात का? आमचे pH मूल्य गणक तुम्हाला फक्त काही क्लिकमध्ये हायड्रोजन आयन सांद्रता ते pH मूल्यांमध्ये रूपांतरित करणे सोपे करते. तुम्ही रसायनशास्त्र गृहपाठावर काम करणारा विद्यार्थी, प्रयोगात्मक डेटा विश्लेषण करणारा संशोधक, किंवा औद्योगिक प्रक्रियांचे निरीक्षण करणारा व्यावसायिक असाल, हे साधन जलद आणि अचूक परिणाम प्रदान करते.
आता तुमची हायड्रोजन आयन सांद्रता प्रविष्ट करा आणि सुरूवात करा!
आपल्या कामच्या प्रक्रियेसाठी उपयुक्त असणारे अधिक उपकरण शोधा.