pH कैलकुलेटर

pH = −log₁₀[H⁺] pOH = −log₁₀[OH⁻] 25 °C पर pH + pOH = 14

pH

इलेक्ट्रोड जो रीडिंग देता है: हाइड्रोजन आयन की सांद्रता का ऋणात्मक दस-आधारी लघुगणक। एक इकाई का बदलाव सांद्रता में दस गुना का बदलाव है, इसीलिए इस पैमाने को अंदाज़े से नहीं, बदलकर पढ़ना चाहिए

pOH

वही लघुगणक, हाइड्रॉक्साइड आयन की सांद्रता का। 25 °C पर 14 में से pH घटाने पर जो बचता है वही यह है, इसलिए दोनों हमेशा उलटी दिशाओं में चलते हैं

[H⁺]

हाइड्रोजन आयन की सांद्रता, मोल प्रति लीटर में। अनुमापन या तनुकरण का हिसाब यही देता है, और इलेक्ट्रोड की रीडिंग इसी की होती है

[OH⁻]

हाइड्रॉक्साइड आयन की सांद्रता, वह भी मोल प्रति लीटर में। पानी में दोनों बंधे हुए हैं: 25 °C पर उनका गुणनफल 1 × 10⁻¹⁴ है, इसलिए एक पता हो तो दूसरी भी पता है

इसका इस्तेमाल तब कीजिए जब कोई संख्या एक रूप में आए और अगले क़दम को दूसरा रूप चाहिए: इलेक्ट्रोड pH देता है और हिसाब को सांद्रता चाहिए, या तनुकरण से सांद्रता मिलती है और लेबल को pH चाहिए। यहां आने की दूसरी वजह अपने ही काम की जांच है — कोई विलयन एक ही समय 0.001 मोल/लीटर हाइड्रोजन आयन और pH 5 नहीं हो सकता, और दोनों डालने पर पेज चुपचाप एक चुनने के बजाय यह बता देता है। इस पेज का pH स्केल 0 से 14 तक चलता है, जो 25 °C पर तनु जलीय विलयनों को पूरा समेटता है: सांद्र रूप में प्रबल अम्ल और प्रबल क्षार इसके बाहर पड़ते हैं।

1. शुद्ध जल, वह एक pH जो सब जानते हैं

   1. pH 7 दिया है, इसलिए [H⁺] = 10⁻⁷ मोल प्रति लीटर
   2. सममिति से हाइड्रॉक्साइड भी उतना ही: 10⁻⁷ मोल प्रति लीटर
   3. pOH = 14 − 7 = 7, और उदासीन की परिभाषा यही है
   4. माइक्रोमोल प्रति लीटर में दोनों सांद्रताएँ 0.1 µmol/L पढ़ती हैं

   उदासीन जल अकेली ऐसी हालत है जहाँ हर पंक्ति आसानी से पढ़ी जाती है: एक पंक्ति में 0.0000001 मोल/लीटर और अगली में 0.1 µmol/L एक ही संख्या है, दो पैमानों पर लिखी हुई। पैनल दोनों इसीलिए रखता है — pH 3.5 पर हाइड्रॉक्साइड की सांद्रता पहली पंक्ति में 0.00000000 मोल/लीटर पढ़ती है, और माइक्रोमोल वाली पंक्ति में वह फिर पढ़ने लायक हो जाती है।

2. एक प्रबल अम्ल, सांद्रता के रूप में डाला गया

   1. 0.001 मोल/लीटर यानी 1 × 10⁻³ मोल/लीटर
   2. ऋणात्मक लघुगणक लें: 10⁻³ से ठीक pH 3 मिलता है
   3. pOH वह है जो बचता है: 14 − 3 = 11
   4. हाइड्रॉक्साइड 10⁻¹¹ मोल/लीटर है, यानी 0.00001 µmol/L
   5. pH वाला ख़ाना ख़ाली छोड़ा गया था और जवाब सांद्रता से आया

   एक रास्ता अंदर, चार मान बाहर: यहां pH वाला ख़ाना ख़ाली है, जो अधूरा फ़ॉर्म नहीं है — चारों में से कोई एक अकेला पूरी हालत तय कर देता है। सांद्रता इकाई बदलकर मिलीमोल में डाली गई थी, और लघुगणक लेने से पहले उसे मोल प्रति लीटर में बदला जाता है। तनुकरण का हिसाब आपको ठीक इसी दिशा में छोड़ता है: आप जानते हैं आपने क्या बनाया, और मीटर वह चीज़ है जिसका अनुमान लगा रहे हैं।

3. सीमा के किनारे एक प्रबल अम्ल, जहाँ एक पंक्ति शून्य पढ़ती है

   1. pH 1 का मतलब [H⁺] = 10⁻¹ = 0.1 मोल/लीटर — यह लगभग प्रयोगशाला का हाइड्रोक्लोरिक अम्ल है
   2. pOH = 14 − 1 = 13
   3. हाइड्रॉक्साइड 10⁻¹³ मोल/लीटर है, जो आठ दशमलव स्थानों पर 0.00000000 पढ़ती है
   4. माइक्रोमोल वाली पंक्ति इसे उठा लेती है: 10⁻¹³ मोल/लीटर = 0.0000001 µmol/L

   यहां हाइड्रॉक्साइड वाली पंक्ति शून्य दिखाती है, और वह दशमलव स्थानों के ख़त्म होने का नतीजा है, आयन के ग़ायब होने का नहीं — पानी में हमेशा कुछ न कुछ रहता है। एक लीटर में दसवां हिस्सा मोल हाइड्रोजन आयन इस पेज की सीमा का प्रबल सिरा है; उससे आगे बढ़ने पर आयनों की सक्रियता उनकी सांद्रता के बराबर रहना बंद कर देती है, और लघुगणक इसी मान्यता पर टिका है।

यहां सब कुछ 25 °C मान लेता है। पानी का आयन-गुणनफल तापमान का फलन है — 25 °C पर लगभग 1 × 10⁻¹⁴, पर 100 °C पर 5 × 10⁻¹³ के क़रीब — इसलिए pH और pOH का जोड़ सिर्फ़ कमरे के तापमान के आसपास 14 बनता है, और उबलते पानी के पास उदासीन जल pH 6.1 के आसपास बैठता है। तापमान का कोई ख़ाना इसलिए नहीं है कि तापमान के साथ pK बदलने की मानक वक्र-रेखा अलग-अलग संदर्भों में अलग है, और ग़लत वक्र लिखने से साफ़ बताई गई सीमा बेहतर है। सूत्र सांद्रता पर नहीं, सक्रियता पर परिभाषित है, और दोनों सिर्फ़ तनु विलयन में मेल खाते हैं — इसीलिए pH को 0 से 14 की सीमा में रखा गया है: सांद्र अम्ल का कोई अर्थपूर्ण इलेक्ट्रोड-रीडिंग होती ही नहीं। और यह सब सिर्फ़ जलीय विलयनों के लिए है: गैर-जलीय माध्यम या किसी बफ़र की क्षमता इस पेज के बाहर की बातें हैं।

किसी सांद्रता से pH कैसे निकालें?

हाइड्रोजन आयन की सांद्रता का दस-आधारी लघुगणक लेकर उसका चिह्न बदल दें। 0.001 मोल/लीटर यानी 1 × 10⁻³, इसलिए pH 3; 0.0001 मोल/लीटर पर 4; 1 मोल/लीटर पर 0। उलटी दिशा में pH के ऋणात्मक मान की घात तक दस उठाइए: pH 7 का मतलब 10⁻⁷ मोल/लीटर। पेज दोनों दिशाएँ लेता है, इसलिए जो संख्या आपके पास है वही डालिए और जो चाहिए वह पढ़ लीजिए।

pH 3.5 का हाइड्रॉक्साइड सांद्रता के लिए क्या मतलब है?

इसका मतलब 10⁻¹⁰·⁵ मोल/लीटर है, यानी 3.16 × 10⁻¹¹ मोल/लीटर — इतना कम कि मोल प्रति लीटर वाली पंक्ति 0.00000000 दिखाती है और सिर्फ़ माइक्रोमोल वाली पंक्ति उसे संभाले रहती है, 0.00003162 µmol/L पर। दोनों पंक्तियाँ सच हैं और एक ही राशि को दो पैमानों पर लिखती हैं। शून्य तब आते हैं जब तय किए गए दशमलव स्थान ख़त्म हो जाते हैं, तब नहीं जब आयन मौजूद ही न हो।

pH और pOH का जोड़ हमेशा 14 क्यों होता है?

क्योंकि दोनों आयन सांद्रताओं का गुणनफल किसी दिए तापमान पर स्थिर होता है। 25 °C पर वह स्थिरांक 1 × 10⁻¹⁴ है, और दोनों तरफ़ का ऋणात्मक लघुगणक लेने पर गुणनफल जोड़ में बदल जाता है: pH + pOH = 14। यह स्थिरांक असल में स्थिर नहीं है — 100 °C पर यह 5 × 10⁻¹³ के क़रीब होता है, इसलिए जोड़ लगभग 12.3 बनता है और उदासीन जल pH 6.1 के पास बैठता है। इस पेज पर सब कुछ 25 °C का है।

क्या pH ऋणात्मक या 14 से ऊपर हो सकता है?

सिद्धांत में हां: प्रबल अम्ल का 10 मोल/लीटर विलयन हिसाब से pH −1 देता है। व्यवहार में इलेक्ट्रोड इसे पढ़ नहीं सकता, क्योंकि pH हाइड्रोजन आयन की सक्रियता पर परिभाषित है और विलयन सांद्र होते ही सक्रियता सांद्रता का पीछा करना छोड़ देती है — 1 मोल/लीटर अम्ल में सक्रियता गुणांक पहले ही लगभग 0.8 होता है। यह पेज pH को 0 से 14 में रखता है, जो तनु-विलयन की मान्यता का दायरा है, और इसके बाहर का हिसाब देने वाली सांद्रता अस्वीकार कर देता है।

अगर मैं दो ऐसी संख्याएँ डालूँ जो एक-दूसरे से मेल न खाएँ तो क्या होगा?

पेज चुपचाप कोई एक चुन नहीं लेता, बल्कि बता देता है कि दोनों एक ही विलयन के दो रूप नहीं हैं। जाँच 0.05 pH इकाई की है और वह पूरी तरह निरपेक्ष है: pH की 0.05 इकाई सांद्रता में क़रीब 12% के अंतर के बराबर है, यानी इतनी छूट हाथ से लिखी गई संख्या के लिए रखी गई है, दो अलग तराज़ुओं के लिए नहीं। यह प्रयोगशाला के 0.02 pH इकाई वाले मेल की उम्मीद नहीं करता, और इतनी छूट भी नहीं देता कि एक छपाई की ग़लती बच जाए — 0.001 मोल/लीटर का pH 3 होता है, इसलिए उसके साथ 3.5 डालने पर पेज रुक जाएगा। दो के बजाय तीन या चार संख्याएँ डालने पर भी यही जाँच चलती रहती है, और मेल न खाने पर जवाब देने के बजाय वह अंतर बताता है।

पीने के पानी का pH कितना होना चाहिए?

भारतीय मानक IS 10500 पीने के पानी के लिए स्वीकार्य pH 6.5 से 8.5 तय करता है, और उससे बाहर जाने पर विलयन स्वास्थ्य के लिए चिंता का विषय बन जाता है — यह वही पट्टी है जिसके बीच उदासीन 7 बैठता है। ध्यान रखिए कि यह एक विनियामक पट्टी है, रसायन का नियम नहीं: प्रयोगशाला में किसी भी pH का विलयन बनाया और इस्तेमाल किया जा सकता है, और इस पेज का 0 से 14 का दायरा उसी के लिए है। पानी के pH के साथ उसकी क्षारीयता और कठोरता अलग-अलग राशियाँ हैं, और एक अकेला pH आंकड़ा पानी की गुणवत्ता तय नहीं करता।

• Bureau of Indian Standards — Standards and Certification — Bureau of Indian Standards, Government of India
• SI Units — Amount of Substance: the mole — National Institute of Standards and Technology (NIST)
• The International System of Units (SI Brochure) — Bureau International des Poids et Mesures (BIPM)