`H_2S` का प्रथम आयनन स्थिरांक `9.1xx10^(-8)` है। इसके 0.1M विलयन में `HS^-` आयनों की सांद्रता की गणना कीजिए तथा बताइए कि यदि इसमें 0.1 M HCI भी उपस्थित हो, तो सांद्रता किस प्रकार प्रभावित होगी, यदि `H_2S` का द्वितीय वियोजन स्थिरांक `1.2 xx 10^(-13)` हो, तो सल्फाइड `S^(2-)` आयनों की दोनों स्थितियों में सांद्रता की गणना कीजिए।

Explanation

स्थिति I- `0.1 MH_2S` विलयन में `[HS^- ]` की गणना
माना `H_2S` के वियोजन की मात्रा = `alpha`

ओस्टवाल्ड तनुता सूत्र के अनुसार,
`K_(a_1) = ([H^+][HS^-])/([H_2S]) = ([alpha][alpha])/([0.1 - alpha]) = ([alpha][alpha])/(0.1)`
`9.1 xx 10^(-8) = ([alpha][alpha])/(0.1)`
`[alpha^2] = 9.1 xx 10^(-9) = 91 xx 10^(-10)`
`alpha = (91 xx 10^(-10) )^(1//2) = 9.54 xx 10^(-5)`
` [HS^-] = 9.54 xx 10^(-5)`
स्थिति II-0.1 MHCI विलयन में `[HS^- ]` की गणना
जब `H_2S` विलयन 0.1 MHCI विलयन के साथ मिश्रित किया जाता है, वियोजन निम्न प्रकार होता है:
`H_2S iff H^(+) + HS^- , HCl to H^(+) + Cl^-`
HCI (प्रबल अम्ल) के वियोजन के कारण `[H^+] = 0.1M `
माना कि `H_2S ` (दुर्बल अम्ल) के वियोजन के कारण `[H^+] = xm`
आयन्स की कुल सान्द्रता अर्थात् `[H^+] = 0.1 + x ~~ 0.1 M`
(x बहुत छोटा है अतः नगण्य मान सकते हैं)
विलयन में `[HS^-] = xM`
शेष अवियोजित `H_2S` की सान्द्रता अर्थात् `[H_2S] = 0.1 - x = 0.1 M `
`K_(a_1) = ([H^+][HS^-])/([H_2S]) rArr 9.1 xx 10^(-8) = ((0.1) xx (x))/((0.1))`
` x = 9.1 xx 10^(-8) rArr [HS^-] = 9.1 xx 10^(-8)`
स्थिति III- HCl की अनुपस्थिति में `[S^(2-)]` की गणना
`H_2S iff H^(+) + HS^(-) , K_(a_1) = 9.1 xx 10^(-8)`
HS^(-) iff H^(+) + S^(2-) , K_(a_2) = 1.2 xx10^(-13)`
सम्पूर्ण अभिक्रिया के लिए `K_a` गणना के क्रम में, दोनों समीकरणों को जोड़िए।
`K_a = K_(a_1) xx K_(a_2) = (9.1 xx 10^(-8) ) xx (1.2 xx 10^(-11)) = 1.092 xx 10^(-20)`
` H_2S` वियोजन निम्न प्रकार हो सकता है:
`underset(0.1 - y = 0.1)(H_2S) iff underset(2y)(2H^+) + underset(y)(S^(2-))`
`K_a = ([H^+][S^(2-)])/([H_2S]) rArr 1.092 xx 10^(-20) = (4y^2 xx y)/(0.1)`
`4y^3 = 1.092 xx 10^(-21) rArr y = ( (1.092 xx 10^(-21))/(4))`
`= (273 xx 10^(-24))^(1//3)`
`y = 6.49 xx 10^(-8) M ~~ 6.5 xx 10^(-8) M`
स्थिति IV- 0.1 MHCI की उपस्थिति में `[S^(2-)] ` की गणना
माना `H_2S` के वियोजन के कारण `[S^(2-) ] =ZM `
`H_2S ` का वियोजन निम्न प्रकार से हो सकता है:
`underset(0.1-Z = 0.1)(H_2S) iff underset(2Z)(2H^+) + underset(Z)(S^(2-))`
`H^(+)` आयन्स की कुल सान्द्रता अर्थात् `[H^+] = 0.1 + 2Z= 0.1M`
विलयन में `[S^(2-)] = Z`
`K_a = ([H^+]^2[S^(2-)])/([H_2S]) rArr 1.092 xx 10^(-20) = ((0.1)^2 xx Z)/(0.1)`
`Z = (1.092 xx 10^(-20) xx 0.1)/((0.1)^2) = 1.092 xx 10^(-19) M`