रसायन विज्ञान में, विलयन दो या दो से अधिक पदार्थों से बना एक समरूप मिश्रण होता है। मोलर विलयन एक प्रकार का रासायनिक विलयन होता है, जहाँ सांद्रता प्रति लीटर विलयन में विलेय के मोल में व्यक्त की जाती है। यह अवधारणा रसायन विज्ञान के अध्ययन में मौलिक है, विशेष रूप से प्रयोगशाला प्रयोगों और रासायनिक प्रतिक्रियाओं के निष्पादन में।
मोलर विलयनों में गहराई से जाने से पहले, यह समझना आवश्यक है कि मोल क्या है। मोल रसायन विज्ञान में किसी रासायनिक पदार्थ की मात्रा को व्यक्त करने के लिए उपयोग की जाने वाली माप की एक इकाई है। एक मोल को बिल्कुल \(6.022 \times 10^{23}\) इकाइयों (परमाणु, अणु, आयन या अन्य कण) के रूप में परिभाषित किया जाता है।
मोलर घोल तैयार करने का पहला चरण विलेय के मोलर द्रव्यमान की गणना करना है। मोलर द्रव्यमान किसी पदार्थ के एक मोल का द्रव्यमान होता है और इसे ग्राम प्रति मोल (g/mol) में व्यक्त किया जाता है। इसकी गणना किसी अणु में सभी परमाणुओं के परमाणु द्रव्यमानों को जोड़कर की जा सकती है।
उदाहरण के लिए, पानी (H2O) के मोलर द्रव्यमान की गणना दो हाइड्रोजन परमाणुओं और एक ऑक्सीजन परमाणु के परमाणु द्रव्यमानों को जोड़कर की जाती है, जो हाइड्रोजन के लिए \(2 \times 1.008\) g/mol और ऑक्सीजन के लिए \(16.00\) g/mol के बराबर होता है, जिससे कुल मोलर द्रव्यमान \(18.016\) g/mol प्राप्त होता है।
एक बार मोलर द्रव्यमान निर्धारित हो जाने के बाद, अगला चरण मोलर घोल तैयार करना है। किसी पदार्थ का 1 M (एक मोलर) घोल तैयार करने के लिए, पदार्थ के मोलर द्रव्यमान को एक लीटर घोल बनाने के लिए पर्याप्त विलायक में घोला जाएगा।
उदाहरण के लिए, सोडियम क्लोराइड (NaCl) का 1 M घोल तैयार करने के लिए, जिसका मोलर द्रव्यमान \(58.44\) g/mol है, \(58.44\) ग्राम NaCl को पर्याप्त पानी में घोला जाएगा जिससे अंतिम आयतन एक लीटर हो जाएगा।
किसी विलयन की सांद्रता को अक्सर मोल प्रति लीटर (M) में व्यक्त किया जाता है। किसी विलयन की मोलरता (M) की गणना करने का सूत्र है:
\(M = \frac{\textrm{विलेय के मोल}}{\textrm{लीटर घोल}}\)उदाहरण के लिए, यदि \(0.5\) मोल ग्लूकोज़ (एक चीनी) को \(2\) लीटर पानी में घोला गया, तो ग्लूकोज़ घोल की सांद्रता होगी:
\(M = \frac{0.5}{2} = 0.25\; M\)इसका मतलब है कि ग्लूकोज घोल की सांद्रता \(0.25\) मोल प्रति लीटर या \(0.25\) एम है।
तनुकरण एक विलयन में विलेय की सांद्रता को कम करने की प्रक्रिया है, जिसमें आमतौर पर अधिक विलायक मिलाया जाता है। प्रारंभिक और अंतिम सांद्रता और आयतन के बीच संबंध को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:
\(C_1V_1 = C_2V_2\)जहाँ \(C_1\) और \(C_2\) क्रमशः प्रारंभिक और अंतिम सांद्रताएँ हैं, और \(V_1\) और \(V_2\) क्रमशः प्रारंभिक और अंतिम आयतन हैं। यह सूत्र वांछित सांद्रता प्राप्त करने के लिए आवश्यक विलायक की मात्रा की गणना करने में उपयोगी है।
उदाहरण के लिए, हाइड्रोक्लोरिक एसिड के \(2\) M घोल को उसकी मात्रा को दोगुना करके \(1\) M तक पतला करने के लिए, आप सूत्र \(C_1V_1 = C_2V_2\) का उपयोग करेंगे। मान लें कि \(V_1\) \(1\) लीटर है, \(V_2\) को खोजने के लिए, आप सूत्र को \(V_2 = \frac{C_1V_1}{C_2}\) में पुनर्व्यवस्थित करते हैं। मानों को प्रतिस्थापित करने पर, आपको मिलता है: \(V_2 = \frac{2 \times 1}{1} = 2\; \textrm{लीटर}\)
इसका मतलब है कि आपको \(1\) M की अंतिम सांद्रता प्राप्त करने के लिए \(2\) M हाइड्रोक्लोरिक एसिड घोल के \(1\) लीटर में अतिरिक्त \(1\) \(1\) ) लीटर विलायक मिलाना होगा।
कल्पना करें कि आप एक प्रयोग कर रहे हैं जिसके लिए सल्फ्यूरिक एसिड (H₂SO₄) के \(0.1\) M घोल की आवश्यकता है, और आपको इस घोल के \(500\) mL तैयार करने की आवश्यकता है। सबसे पहले, सल्फ्यूरिक एसिड के मोलर द्रव्यमान की गणना करें, जो \(2 \times 1.008 + 32.07 + 4 \times 16.00 = 98.08\) g/mol है। \(0.1\) M घोल के लिए आवश्यक H₂SO₄ की मात्रा ज्ञात करने के लिए:
\(M = \frac{\textrm{विलेय के मोल}}{\textrm{लीटर घोल}} \implies \textrm{विलेय के मोल} = M \times \textrm{लीटर घोल}\)चूँकि आयतन लीटर में होना चाहिए, इसलिए \(500\) mL को \(0.5\) लीटर में बदलें। फिर,
\(\textrm{विलेय के मोल} = 0.1 \times 0.5 = 0.05\; \textrm{मोल्स}\)H₂SO₄ का आवश्यक द्रव्यमान ज्ञात करने के लिए, मोल को मोलर द्रव्यमान से गुणा करें:
\(\textrm{द्रव्यमान} = \textrm{मोल्स} \times \textrm{दाढ़ जन} = 0.05 \times 98.08 = 4.904\; \textrm{ग्राम}\)\(4.904\) ग्राम सल्फ्यूरिक एसिड को पर्याप्त पानी में घोलें ताकि \(500\) mL घोल बन जाए। यह प्रक्रिया दर्शाती है कि प्रयोगों के लिए आवश्यक विशिष्ट समाधान तैयार करने के लिए व्यावहारिक प्रयोगशाला सेटिंग्स में मोलरिटी, वॉल्यूम और मोलर द्रव्यमान का उपयोग कैसे किया जाता है।
रसायन विज्ञान में मोलर विलयन कई कारणों से महत्वपूर्ण हैं:
निष्कर्ष में, मोलरता रसायन विज्ञान में एक मौलिक अवधारणा है जिसमें विलयनों की सांद्रता की गणना करना शामिल है। मोलर विलयनों की गणना और तैयारी करने का तरीका समझकर, रसायनज्ञ अपने प्रयोगों की स्थितियों को बहुत सटीकता से नियंत्रित कर सकते हैं, जिससे सार्थक वैज्ञानिक खोज और प्रगति हो सकती है।
