Question

H₂S का प्रथम आयनन स्थिरांक 9.1 × 10^-8 है। इसके 0.1 M विलयन में HS^– आयनों की सांद्रता की गणना कीजिए तथा बताइए कि यदि इसमें 0.1 M HCl भी उपस्थित हो, तो सांद्रता किस प्रकार प्रभावित होगी? यदि H₂S का द्वितीय वियोजन स्थिरांक 1.2 × 10^-13 हो, तो सल्फाइड S^2- आयनों की दोनों स्थितियों में सांद्रता की गणना कीजिए।

Answer 1

प्रथम परिस्थिति के अनुसार,

	H2S	⇌	H+	+	HS-
प्रारंभिक सांद्रण	0.1 M		-		-
वियोजन के पश्चात्	0.1 - x		x		x
	\[\simeq\] 0.1

`therefore "K"_"a" = (x xx x)/0.1 = 9.1 xx 10^-8` ........(दिया है)

या `x^2 = 9.1 xx 10^-9`

∴ x = 9.54 × 10^-5

0.1 M HCl की उपस्थिति में माना वियोजित H₂S की मात्रा y है। तब साम्यावस्था पर,

[H₂S] = 0.1 - y \[\simeq\] 0.1, [H⁺] = 0.1 + y \[\simeq\] 0.1

[HS^-] = y^M 

∴ `"K"_"a" = (0.1 xx "y")/0.1 = 9.1 xx 10^-8` ........(दिया है)

∴ y = 9.1 × 10^-8 M

[S^2-] की गणना:

\[\ce{H2S <=>[K_{a_1}] H+ + HS-}\]

\[\ce{HS- <=>[K_{a_2}] H+ + S^{2-}}\]

कुल अभिक्रिया के लिए, \[\ce{H2S <=> 2H^+ + S^{2-}}\]

`"K"_"a" = "K"_("a"_1) xx "K"_("a"_2)`

= `9.1 xx 10^-8 xx 1.2 xx 10^-13`

= 1.092 × 10^-20

परंतु `"K"_"a" = (["H"^+]^2["S"^(2-)])/(["H"_2"S"])`

0.1 M HCl की अनुपस्थिति में,

[H⁺] = 2[S^2-]

∴ यदि [S^2-] = x, तब [H⁺] = 2x

`therefore ((2x)^2x)/0.1 = 1.092 xx 10^-20`

या `4x^3 = 1.092 xx 10^-21`

`x^3 = (1.092 xx 10^-21)/4 = 273 xx 10^-24`

3 log x = log 273 - 24 = 2.4362 - 24

log x = 0.8127 - 8 = `bar(8).8127`

∴ x = antilog (`bar(8).8127`) = 6.5 × 10^-8 M

0.1 M HCl की उपस्थिति में माना [S^2-] = y, तब

[H₂S] = 0.1 - y \[\simeq\] 0.1 M, [H⁺] = 0.1 + y \[\simeq\] 0.1 M

∴ `"K"_"a" = ((0.1)^2 xx "y")/0.1 = 1.09 xx 10^-20`

या y = 1.09 × 10^-19 M