बफर तनुकरण कैलकुलेटर

बफर इसलिए काम करता है क्योंकि वह एक दुर्बल अम्ल को उसके संयुग्म क्षार के साथ रखता है, और वह इसलिए pH के परिवर्तन का विरोध करता है क्योंकि दोनों एक-दूसरे में बदलते रहते हैं। थोड़ा डाला गया अम्ल क्षार रूप के कुछ हिस्से को अम्ल रूप में बदल देता है; थोड़ा डाला गया क्षार उल्टा कर देता है। मिश्रण कितनी दूर हिलता है यह दोनों रूपों के अनुपात पर निर्भर करता है, और वह अनुपात कुल मौजूदा मात्रा का नहीं, अनुपात का गुण है। नेट चार्ज और हेंडरसन-हैसेलबैक पर मार्गदर्शिका एक अलग व्यवस्था में इसी संबंध से होकर गुज़रती है।

तनुकरण के लिए परिणाम सटीक और थोड़ा अप्रत्याशित है। दस गुना तनुकरण दोनों रूपों को एक ही क्षण में दस से भाग देता है, और दो राशियों को एक ही संख्या से भाग देना उनके अनुपात को छूता नहीं। इसलिए अम्ल-क्षार संबंध से अनुमानित pH मूलतः वही रहता है, और इसीलिए यह सामान्यतः कहा जाता है कि बफर तनु होने पर अपना pH बनाए रखता है। जो तनुकरण के साथ नहीं बचता वह है क्षमता: डाले गए अम्ल को सोखने योग्य क्षार का भंडार, और डाले गए क्षार को सोखने योग्य अम्ल का भंडार, तनुकरण के अनुसार सिकुड़ जाता है।

क्षमता और अनुपात दो अलग गुण हैं, और इन दोनों को एक कर लेना ही वह कारण है कि बफर तनुकरण को कभी कुछ न करने वाला और कभी बफर बर्बाद करने वाला कहा जाता है। यह दोनों नहीं करता। अनुपात इसलिए बचता है क्योंकि दोनों प्रजातियाँ एक ही गुणक से तनु होती हैं, और क्षमता इसलिए गिरती है क्योंकि अभिक्रिया के लिए उपलब्ध हर प्रजाति बस कम है। मूल सांद्रता के दसवें भाग पर बना बफर भंडार का दसवाँ भाग रखता है, इसलिए एक निश्चित उत्प्लावन अनुपात को पहले से दस गुना अधिक हिलाता है। भंडार का दसवाँ भाग एक वास्तविक हानि है, उस दिन भी जब pH का पाठ बिल्कुल नहीं हिला हो।

इस वर्णन की एक सीमा है। अनुपात और pH के बीच का संबंध उस व्यवस्था का वर्णन करता है जिसमें बफर की प्रजातियाँ अम्ल-क्षार व्यवहार पर हावी होती हैं। जब बफर उस बिंदु की ओर तनु होता है जहाँ विलायक और उसकी अपनी रसायन-गणना मायने रखने लगती है, तो सरल हिसाब यह बताना छोड़ देता है कि pH माप वास्तव में क्या पढ़ेगा, और इस पृष्ठ का कोई आयतन अंकगणित उसे वापस नहीं ला सकता। चार्ज बनाम pH कैलकुलेटर आयनीकारी समूहों के लिए इसी प्रकार का आनुपातिक खिसकाव दिखाता है, जो इस प्रभाव का सामान्य आकार है। इनमें से कुछ भी तनुकरण तालिका में दिखाई नहीं देता।

स्टॉक स्ट्रेंथ कार्य स्ट्रेंथ का एक गुणक है, और गणना इस बात पर टिकी है कि स्टॉक का हर घटक उसी गुणक पर है। दस गुना स्टॉक दस गुना तनु करने पर हर घटक के लिए मिलकर कार्य स्ट्रेंथ पर आ जाता है, और यही कारण है कि लवणों के मिश्रण के लिए एक ही गुणक किसी अर्थ का हो पाता है। यह मान्यता उस स्टॉक के लिए बनी रहती है जो एक ही नुस्खे से बनाया गया, और कदमों में जोड़कर बनाए गए स्टॉक पर जिसमें घटक अलग-अलग अंतिम आयतन पर पहुँचे हों ज़रूरी नहीं बनी रहती। यह पृष्ठ ऐसे स्टॉक का वर्णन न करने वाले अंक से भी कोई शिकायत किए बिना गणना कर लेगा।

यहाँ दूसरी विफलता यह है कि गुणक को पूर्ण सांद्रता पढ़ लेना। किसी घटक का दस गुना स्टॉक 1 M हो सकता है, और 1 दस नहीं है। गुणक की कोई इकाई नहीं, क्योंकि यह एक स्टॉक से एक कार्य विलयन का अनुपात है, इसीलिए यह केवल एक संख्या के रूप में लिखा रहता है, और इसीलिए इसे मोलरिटा पढ़ लेने पर ऐसा उत्तर मिलता है जो ठीक लगता है और जो कार्य सांद्रता जो कुछ भी हो उसके अनुसार गलत है। वर्किंग सॉल्यूशन कैलकुलेटर वही दो आयतनों वाला अंकगणित है, जिसमें गुणकों के बजाय फ़ील्ड में सांद्रताएँ रहती हैं।

यहाँ तनुकरण द्रव वाला फ़ील्ड का अर्थ है वह जो कुल को आपके द्वारा डाले गए आयतन तक ला जाता है, और सामान्य स्थिति में वह विलायक होता है। बफर को किसी नमूने में या किसी दूसरे विलयन में तनु करना एक अलग क्रिया है, क्योंकि ग्रहण करने वाले द्रव की अपनी संरचना और अपना pH है, और शुद्ध विलायक की मान्यता से दोनों में से कोई भी प्रतिनिधित्व नहीं होता। अंकगणित फिर भी दो आयतन लौटाता है जो आपके अंतिम आयतन तक जोड़ते हैं, और हर बफर घटक मिश्रण में फिर भी कार्य स्ट्रेंथ पर रहता है, पर परिणाम का pH अब अकेले बफर का नहीं, मिश्रण का गुण है। जब दो विलयनों को वास्तव में मिलाना हो, वहाँ सॉल्यूशन मिक्सिंग कैलकुलेटर दोनों मात्राओं को साफ़-साफ़ दिखाता है।

पृष्ठ की सीमा स्पष्ट रखना उचित है। यह एक सवाल का उत्तर देता है, और वह यह है कि किसी दिए गए स्टॉक की कितनी मात्रा और कितना तनुकरण द्रव माँगा गया अंतिम आयतन माँगा गया गुणक पर ले आते हैं। बफर के बारे में बाकी हर बात, इसमें घटकों का मिलकर अनुकूल होना, कार्य स्ट्रेंथ का उपयोग से मेल खाना और यह कि मिश्रण उस तापमान पर अपना pH बनाए रखता है या नहीं जिस पर इस्तेमाल होगा, दोनों इनपुट और अंकगणित से बाहर है। आयतन परिवर्तन के बाद की सांद्रता कैलकुलेटर उस जुड़ी हुई एकल जोड़ वाली स्थिति को सँभालता है, जहाँ विलयन पहले से मौजूद है और केवल एक जोड़ का प्रभाव चाहिए।