Analytical Chemistry MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Analytical Chemistry - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

संप्रत्यय:

परमाणु बल सूक्ष्मदर्शी (एएफएम)

• परमाणु बल सूक्ष्मदर्शी (एएफएम) उच्च रिज़ॉल्यूशन के साथ स्कैनिंग जांच सूक्ष्मदर्शी का एक प्रकार है।
• यह नमूने की सतह पर एक तेज टिप को स्कैन करके टिप और सतह के बीच बलों को मापकर काम करता है।
• एएफएम का रिज़ॉल्यूशन स्कैनिंग टिप और नमूना सतह के बीच परस्पर क्रिया द्वारा निर्धारित किया जाता है।

व्याख्या:

• एएफएम लक्षण वर्णन में:

  उच्च-रिज़ॉल्यूशन छवियां प्राप्त करने के लिए टिप और सतह के बीच लगाया गया बल महत्वपूर्ण है।

  • यदि बल बहुत अधिक है, तो यह नमूने या टिप को क्षतिग्रस्त कर सकता है।
  • यदि बल बहुत कम है, तो यह सटीक स्थलाकृतिक विवरण प्राप्त करने के लिए पर्याप्त परस्पर क्रिया प्रदान नहीं कर सकता है।
• अन्य कारक जैसे स्कैनिंग टिप की गति, नमूने का तापमान और आपतित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य सीधे एएफएम छवियों के रिज़ॉल्यूशन को प्रभावित नहीं करते हैं।

इसलिए, सही उत्तर टिप और सतह के बीच लगाया गया बल है।

संप्रत्यय:

चुंबकीय गुणों पर नैनोस्केल आकार का प्रभाव

• नैनोस्केल पर, क्वांटम प्रभावों और बढ़े हुए पृष्ठीय क्षेत्रफल से आयतन अनुपात के कारण पदार्थों के गुण उनके थोक समकक्षों से काफी भिन्न हो सकते हैं।
• डोमेन संरचना और तापीय उतार-चढ़ाव में परिवर्तन के कारण नैनोस्केल पर पदार्थों के चुंबकीय गुणों को बदला जा सकता है।
• अति-लौह-चुंबकत्व चुंबकत्व का एक रूप है जो छोटे लौह-चुंबकीय या फेरी-चुंबकीय नैनोकणों में दिखाई देता है। इस अवस्था में, तापमान के प्रभाव में चुंबकन यादृच्छिक रूप से दिशा बदल सकता है।

व्याख्या:

• जब लौह-चुंबकीय पदार्थों को नैनोस्केल तक घटाया जाता है, तो कणों का आकार चुंबकीय डोमेन के आकार के बराबर हो सकता है।
• इस पैमाने पर, तापीय ऊर्जा चुंबकीय एनीसोट्रॉपी ऊर्जा पर काबू पा सकती है, जिससे अति-लौह-चुंबकत्व नामक घटना होती है।
• अति-लौह-चुंबकीय अवस्था में, नैनोकणों का चुंबकन तेजी से उतार-चढ़ाव कर सकता है, और वे बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति में चुंबकन को बनाए नहीं रखते हैं।
• इसलिए, आकार में कमी से नैनोस्केल तक लौह-चुंबकीय पदार्थ अति-लौह-चुंबकीय बन सकते हैं।

इसलिए, सही उत्तर विकल्प 3 है: आकार में कमी से नैनोस्केल तक लौह-चुंबकीय पदार्थ अति-लौह-चुंबकीय बन सकते हैं।

संप्रत्यय:

सोने के नैनोकणों का पृष्ठ प्लास्मोन अनुनाद (SPR)

• पृष्ठ प्लास्मोन अनुनाद (SPR) एक ऐसी घटना है जो तब होती है जब किसी नैनोकण की सतह पर चालन इलेक्ट्रॉन आपतित प्रकाश तरंग के साथ अनुनाद में दोलन करते हैं।
• SPR प्रभाव नैनोकणों के भौतिक मापदंडों, विशेष रूप से उनके आकार और आकृति के प्रति अत्यधिक संवेदनशील है।
• सोने के नैनोकणों के प्रकाशिक गुण मुख्य रूप से उनके आकार और आकृति द्वारा निर्धारित होते हैं, जो SPR की आवृत्ति और तीव्रता को प्रभावित करते हैं।

व्याख्या:

• सोने के नैनोकणों के संदर्भ में:

  सोने के नैनोकणों का SPR उनके भौतिक आयामों पर अत्यधिक निर्भर करता है।

  • छोटे नैनोकण कम तरंग दैर्ध्य (नीला विस्थापन) पर SPR प्रदर्शित करते हैं, जबकि बड़े नैनोकण लंबे तरंग दैर्ध्य (लाल विस्थापन) पर SPR प्रदर्शित करते हैं।
  • नैनोकणों का आकार भी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है: उदाहरण के लिए, गोलाकार नैनोकणों में छड़ के आकार या त्रिकोणीय नैनोकणों की तुलना में अलग SPR विशेषताएँ होती हैं।
• नैनोकण विलयन की सांद्रता, पृष्ठ आवेश घनत्व और संश्लेषण अभिक्रिया का तापमान जैसे अन्य कारक नैनोकणों के समग्र व्यवहार को प्रभावित कर सकते हैं, लेकिन मुख्य रूप से SPR को निर्धारित नहीं करते हैं।

इसलिए, SPR के संदर्भ में सोने के नैनोकणों के प्रकाशिक गुणों को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने वाला कारक उनका आकार और आकृति है।

संकल्पना:

नैनोकण आकार वितरण को मापने के लिए तकनीकें

• माध्यम और वांछित आवर्धन के आधार पर, नैनोकणों के आकार और आकार वितरण को मापने के लिए कई तकनीकों का उपयोग किया जाता है।
• गतिशील प्रकाश प्रकीर्णन (DLS): विलायक में नैनोकणों के आकार वितरण को मापने के लिए यह एक व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली तकनीक है।
• DLS द्रव माध्यम में ब्राउनियन गति से गुजर रहे नैनोकणों से प्रकाश के प्रकीर्णन का विश्लेषण करके काम करता है।

व्याख्या:

• TEM (संक्रमण इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी): TEM प्रत्येक नैनोकणों की उच्च-आवर्धन प्रतिबिम्ब प्रदान करता है, जिससे सटीक आकार माप संभव होता है, लेकिन विलायक में समग्र आकार वितरण नहीं।
• SEM (स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी): SEM का उपयोग ठोस क्रियाधार पर नैनोकणों की इमेजिंग के लिए किया जाता है और यह विलायक में आकार वितरण को माप नहीं सकता है।
• DLS (गतिशील प्रकाश प्रकीर्णन): DLS विशेष रूप से तरल विलयनों में नैनोकणों के आकार वितरण को मापने के लिए उपयुक्त है, जो इसे इस उद्देश्य के लिए सबसे अच्छी तकनीक बनाता है।
• XRD (एक्स-रे विवर्तन): XRD क्रिस्टलाइट आकार के बारे में जानकारी प्रदान करता है, न कि विलायक में नैनोकणों के आकार वितरण के बारे में।

इसलिए, सही उत्तर है: DLS।

संकल्पना: 

X-किरण विवर्तन (XRD)

• X-किरण विवर्तन सामग्रियों की क्रिस्टलीय प्रकृति का अध्ययन करने के लिए उपयोग की जाने वाली एक शक्तिशाली विश्लेषणात्मक तकनीक है।
• यह उस पैटर्न का विश्लेषण करके काम करता है जो तब उत्पन्न होता है जब X-किरण क्रिस्टलीय पदार्थ में परमाणुओं की नियमित व्यवस्था द्वारा बिखरे होते हैं।
• यह तकनीक ब्रैग के नियम द्वारा शासित है:

  nλ = 2d sinθ

  जहाँ λ X-किरण की तरंगदैर्ध्य है, d अंतरातलीय दूरी है, और θ आपतन का कोण है।

व्याख्या:

• आकार: जबकि XRD रेखा प्रसार विश्लेषण (श्रेर समीकरण का उपयोग करके) के माध्यम से क्रिस्टलीय आकार के बारे में जानकारी प्रदान कर सकता है, यह इसका प्राथमिक उद्देश्य नहीं है।
• आकृति: नैनोसामग्री के आकार का अध्ययन आमतौर पर TEM या SEM जैसी सूक्ष्म तकनीकों का उपयोग करके किया जाता है, न कि XRD द्वारा।
• क्रिस्टल संरचना: XRD का प्राथमिक अनुप्रयोग क्रिस्टल संरचना, जिसमें जालक पैरामीटर, समरूपता और सामग्रियों की परमाणु व्यवस्था शामिल है, को निर्धारित करना है।
• सतह क्षेत्र: सतह क्षेत्र का विश्लेषण BET (ब्रूनौअर-एमेट-टेलर) विश्लेषण जैसी तकनीकों का उपयोग करके किया जाता है, न कि XRD द्वारा।

इसलिए, सही उत्तर है: क्रिस्टल संरचना।

अवधारणा:-

• डिफरेंशियल थर्मल एनालिसिस (डीटीए) एक तकनीक है जिसका उपयोग सामग्री विज्ञान और रसायन विज्ञान में तापमान के आधार पर किसी पदार्थ में होने वाले भौतिक और रासायनिक परिवर्तनों की जांच करने के लिए किया जाता है। यह एक प्रकार का थर्मल विश्लेषण है जो एक नमूने और एक संदर्भ सामग्री के बीच तापमान के अंतर को मापता है क्योंकि दोनों एक नियंत्रित तापमान कार्यक्रम के अधीन होते हैं।

डीटीए कैसे काम करता है इसका एक बुनियादी अवलोकन यहां दिया गया है:

1. नमूना और संदर्भ सामग्री: एक विशिष्ट डीटीए प्रयोग में, एक नमूना और एक संदर्भ सामग्री दोनों को एक साथ गर्म या ठंडा किया जाता है। नमूना वह पदार्थ है जिसका आप अध्ययन करना चाहते हैं, और संदर्भ सामग्री आम तौर पर एक ऐसी ही सामग्री है जिसे ज्ञात तापमान सीमा पर किसी भी महत्वपूर्ण परिवर्तन से नहीं गुजरना पड़ता है।
2. तापमान नियंत्रण: नमूना और संदर्भ दोनों को अलग-अलग कंटेनरों या डिब्बों में रखा जाता है और एक नियंत्रित तापमान कार्यक्रम के संपर्क में लाया जाता है। इस कार्यक्रम में सामग्री को स्थिर दर पर गर्म करना या ठंडा करना शामिल है।
3. तापमान अंतर माप: तापमान के कार्य के रूप में नमूने और संदर्भ के बीच तापमान अंतर (ΔT) की निगरानी की जाती है। यह एक विभेदक थर्मोकपल का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है। थर्मोकपल किसी भी समय नमूने और संदर्भ के बीच तापमान के अंतर को मापता है।
4. ग्राफ़िकल आउटपुट: एकत्र किए गए डेटा को आमतौर पर एक ग्राफ़ पर प्लॉट किया जाता है, जहां तापमान के विरुद्ध तापमान अंतर (ΔT) प्लॉट किया जाता है। ग्राफ़ में शिखर या गर्त क्रमशः एक्ज़ोथिर्मिक या एंडोथर्मिक प्रक्रियाओं का प्रतिनिधित्व करते हैं। इन प्रक्रियाओं में चरण संक्रमण, रासायनिक प्रतिक्रियाएं और अन्य थर्मल घटनाएं शामिल हो सकती हैं।
5. विश्लेषण: डीटीए वक्र का विश्लेषण करके, शोधकर्ता उस तापमान की पहचान कर सकते हैं जिस पर विशिष्ट तापीय घटनाएँ घटित होती हैं और इन घटनाओं की प्रकृति के बारे में जानकारी प्राप्त कर सकते हैं। यह तकनीक चरण संक्रमणों का अध्ययन करने, अशुद्धियों का पता लगाने और प्रतिक्रिया गतिकी निर्धारित करने के लिए मूल्यवान है।

• किसी सामग्री के थर्मल गुणों की अधिक व्यापक समझ प्रदान करने के लिए डीटीए का उपयोग अक्सर अन्य थर्मल विश्लेषण तकनीकों जैसे डिफरेंशियल स्कैनिंग कैलोरिमेट्री (डीएससी) के संयोजन में किया जाता है। डीटीए के पास धातुकर्म, सिरेमिक, पॉलिमर और फार्मास्यूटिकल्स सहित विभिन्न क्षेत्रों में अनुप्रयोग हैं, जहां गुणवत्ता नियंत्रण और उत्पाद विकास के लिए थर्मल व्यवहार को समझना महत्वपूर्ण है।

स्पष्टीकरण:-

• डीटीए में थर्मल प्रभाव या तो एंडोथर्मिक या एक्सोथर्मिक हो सकते हैं और भौतिक घटनाओं जैसे संलयन, क्रिस्टलीय संरचना व्युत्क्रम, उबलना, वाष्पीकरण, उर्ध्वपातन और अन्य के कारण होते हैं।
• कुछ एन्थैल्पिक प्रभाव रासायनिक प्रतिक्रियाओं के कारण भी होते हैं, जैसेपृथक्करण या अपघटन, ऑक्सीकरण, निर्जलीकरण, कमी, संयोजन, विस्थापन, आदि।
• इस प्रकार, डीटीए में, थर्मल प्रभाव रासायनिक प्रतिक्रियाओं जैसे पृथक्करण या अपघटन, ऑक्सीकरण या कमी और निर्जलीकरण के कारण होते हैं।
• एक तकनीक जिसमें नमूने और संदर्भ सामग्री के बीच तापमान के अंतर को समय के तापमान के विरुद्ध मॉनिटर किया जाता है, जबकि एक निर्दिष्ट वातावरण में नमूने के तापमान को प्रोग्राम किया जाता है।
  इसलिए, विकल्प (ए) सही है।

निष्कर्ष:-

• इसलिए, नमूने और संदर्भ के बीच तापमान अंतर को तापमान के एक कार्य के रूप में मापा जाता है, यह सही उत्तर है

अवधारणा:

• DC ध्रुवीयलेखन एक आयतन विश्लेषण विधि है। इसमें स्थिर विभव का अनुप्रयोग शामिल है।
• ध्रुवीयलेखन में चार प्रकार की धारा मापी जाती है: 1. सीमा धारा 2. अवशिष्ट धारा 3. विसरण धारा 4. प्रवास धारा

• बिंदुपाती पारा इलेक्ट्रोड और कैलोमेल इलेक्ट्रोड क्रमशः दो ध्रुवीकरणीय और अध्रुवीकरणीय इलेक्ट्रोड हैं।
• इन दो इलेक्ट्रोडों के बीच ऋणात्मक विभव को क्रमिक रूप से लगाया जाता है और संगत धारा को मापा जाता है।

व्याख्या:

• (A) तापीय धारा, DC ध्रुवीयलेखन के लिए प्रासंगिक राशि नहीं है। ध्रुवीयलेखन सीमा, अवशिष्ट, प्रवास और विसरण धारा का अध्ययन करता है।
• (B) सहायक इलेक्ट्रोलाइट्स कुछ लवण होते हैं, जो दिए गए विभव विंडो में विद्युत सक्रिय नहीं होते हैं। ध्रुवीयलेखन अध्ययन में, ये गैर-विद्युत सक्रिय इलेक्ट्रोलाइट्स विद्युत अपघट्य माध्यम की आयनिक सामर्थ्य और pH को बनाए रखते हैं और चालकता बढ़ाते हैं।
• (C) dc ध्रुवीयलेखन में विध्रुवण विध्रुवक नामक पदार्थ का उपयोग करके किया जाता है जो मुख्य रूप से एक ऑक्सीकारक कर्मक है। यह अत्यधिक हाइड्रोजन बुलबुले के निर्माण को रोकता है।
• (D) ध्रुवीयलेखन धारा मापन वक्र में धारा में वृद्धि (सीमा धारा मान से ऊपर) देखी जाती है, जिसे ध्रुवीयलेखन अधिकतम के रूप में जाना जाता है। यह कभी-कभी आयनों के निर्वहन के कारण होता है। जेलेटिन इस स्पष्ट शिखर को समाप्त करता है या कम करता है।

निष्कर्ष:

इसलिए, DC ध्रुवीयलेखन के लिए प्रासंगिक शब्द सहायक इलेक्ट्रोलाइट, विध्रुवण और जेलेटिन हैं।

सही उत्तर विकल्प 3 है।

Key Points

• अधिक पारंपरिक दृष्टिकोणों की तुलना में, विश्लेषण के स्पेक्ट्रमी विधि त्वरित, प्रभावी होते हैं और अक्सर कम प्रतिदर्श आयतन की आवश्यकता होती है।
• ये तकनीकें अक्सर उनकी उच्च सुग्राहिता के कारण बहुत कम सांद्रता और आयतन वाले प्रतिदर्श के विश्लेषण की अनुमति देती हैं।
• इसके अतिरिक्त, प्रतिदर्श को नष्ट या महत्वपूर्ण रूप से परिवर्तित किए बिना भी, वे इसके बारे में गुणात्मक और मात्रात्मक जानकारी प्रदान कर सकते हैं।
• इसलिए आज की विश्लेषणात्मक प्रयोगशालाओं में इन्हें काफी पसंद किया जाता है।
• स्पेक्ट्रमी विधि में सामान्यतः एक प्रतिदर्श पर विद्युतचुंबकीय विकिरण की किरण को चमकाना और प्रतिदर्श द्वारा अवशोषित, उत्सर्जित, प्रकीर्णन या प्रसारित विकिरण की तीव्रता को मापना शामिल होता है।
• इन विधियों में अक्सर UV-Vis स्पेक्ट्रमिकी, अवरक्त स्पेक्ट्रमिकी, NMR स्पेक्ट्रमिकी, द्रव्यमान स्पेक्ट्रमिकी आदि जैसे दृष्टिकोण शामिल होते हैं।
• एकत्र किए गए आँकड़ों का उपयोग प्रतिदर्श की रासायनिक और भौतिक विशेषताओं के बारे में महत्वपूर्ण विवरण जानने के लिए किया जा सकता है।

व्याख्या:-

• इस परिदृश्य में निष्कर्षण दक्षता तरल-तरल निष्कर्षण प्रक्रिया के दौरान दो प्रावस्थाओं (जलीय और कार्बनिक) के बीच विलेय S के वितरण द्वारा निर्धारित की जाती है।
• विभाजन गुणांक (K_D) एक महत्वपूर्ण कारक है जो इस वितरण को नियंत्रित करता है।
• K_D साम्यावस्था पर एक प्रावस्था में विलेय की सांद्रता के अनुपात को दूसरी प्रावस्था में इसकी सांद्रता के रूप में दर्शाता है।
• इस स्थिति में, विलेय S का जल और क्लोरोफॉर्म के बीच विभाजन गुणांक (K_D) 5.0 है। इसका अर्थ है कि साम्यावस्था पर, जलीय प्रावस्था में विलेय की प्रत्येक 1 इकाई के लिए, क्लोरोफॉर्म प्रावस्था में विलेय की 5 इकाइयाँ होंगी। गणितीय रूप से:

K_D = [S]_{क्लोरोफॉर्म} / [S]_जल

• 50 mL नमूने में विलेय के 0.050 M जलीय विलयन को देखते हुए, जलीय प्रावस्था में विलेय की प्रारंभिक मात्रा:

जलीय प्रावस्था में S की प्रारंभिक मात्रा

= (0.050 mol/L) x (0.050 L)

= 0.0025 मोल

• अब, जलीय प्रावस्था से विलेय को निकालने के लिए 15 mL क्लोरोफॉर्म का उपयोग करना। निष्कर्षण से पहले, क्लोरोफॉर्म प्रावस्था में कोई विलेय नहीं है।
• हालांकि, निष्कर्षण प्रक्रिया के दौरान, K_D मान के आधार पर कुछ विलेय जलीय प्रावस्था से क्लोरोफॉर्म प्रावस्था में चले जाएँगे।
• मान लीजिए कि निष्कर्षण के दौरान x मोल विलेय S क्लोरोफॉर्म प्रावस्था में चले जाते हैं। इसलिए, निष्कर्षण के बाद जलीय प्रावस्था में शेष विलेय S की मात्रा (0.0025 - x) मोल है।
• विभाजन गुणांक समीकरण के अनुसार:

K_D = [S]_{क्लोरोफॉर्म} / [S]_जल

5.0 = x / (0.0025 - x)

गणितीय रूप से: 0.60 = (x / 0.0025) x 100

अब, x के लिए हल करें:

x = 0.60 x 0.0025
= 0.0015 मोल

इसलिए, निष्कर्षण के दौरान 0.0015 मोल विलेय S क्लोरोफॉर्म प्रावस्था में चले जाते हैं।

अब, आइए गणना करें कि जलीय प्रावस्था में कितना विलेय बचा है:

निष्कर्षण के बाद जलीय प्रावस्था में शेष S की मात्रा = 0.0025 - 0.0015 = 0.0010 मोल

​

निष्कर्षण की दक्षता निकाले गए विलेय की मात्रा के प्रारंभिक विलेय की मात्रा के अनुपात है:

\({निष्कर्षण दक्षता} = \frac{{निकाले गए मोल}}{{प्रारंभिक मोल}} = \frac{1.5 \, {mmol}}{2.5 \, {mmol}} \times 100\% \\ {निष्कर्षण दक्षता} = 60\% \)

इसलिए, निष्कर्षण दक्षता 60% है

निष्कर्ष:-

इसलिए, पृथक्करण के लिए निष्कर्षण दक्षता 60% है

अवधारणा:

चालकतामापीय अनुमापन:

एक अनुमापन प्रक्रिया के दौरान विद्युत चालकता में परिवर्तन का निरीक्षण करने पर, चालकमितीय अनुमापन एक विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान तकनीक है जिसका उपयोग एक विश्लेषक की सांद्रता की गणना करने के लिए किया जाता है। यह इस विचार पर आधारित है कि एक विलयन की चालकता और चालकता के बीच एक आयन सांद्रता पर निर्भर संबंध उपस्थित होता है।

चालकतामापीय अनुमापन में एक मानकीकृत अनुमापित विलयन का उपयोग करके विश्लेषण विलयन का शीर्षक दिया जाता है। चालकतामापी का उपयोग करके, अनुमापन के दौरान विलयन की विद्युत चालकता की लगातार निगरानी की जाती है। चालकता में तीव्र परिवर्तन की घटना को तुल्यता बिंदु के रूप में जाना जाता है।

धारामापीय अनुमापन:

एक नमूने में किसी स्पीशीज की सांद्रता को अपचयोपचय (रेडॉक्स) अभिक्रिया के दौरान उत्पन्न विद्युत प्रवाह को मापकर धारामापीय अनुमापन की विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान विधि का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है। यह एक प्रकार का अनुमापन है, जहाँ इलेक्ट्रोड पर विश्लेषणात्मक स्पीशीज के ऑक्सीकरण या अपचयन से उत्पन्न धारा के मापन की मुख्य अवस्था है।

इस अनुमापन विधि में अनुमापन के दौरान प्रसार धारा को मापने के लिए, ध्रुवीकरण योग्य और अध्रुवीकरण योग्य इलेक्ट्रोड के बीच लागू वोल्टता को स्थिर रखा जाता है।

pH मीट्रिक अनुमापन:

किसी अज्ञात विलयन की सांद्रता pH मीट्रिक अनुमापन विधि का उपयोग करके ज्ञात की जाती है। समापन बिंदु प्राप्त होने तक एक अनुमापित (ज्ञात सांद्रता वाला विलयन) को धीरे-धीरे विश्लेषण विलयन में मिलाया जाता है। एक ध्यान देने योग्य pH परिवर्तन प्रायः समापन बिंदु के संकेतक के बारे में बताता है।

pH मीट्रिक अनुमापन में, अनुमापन किए जा रहे विलयन का pH प्रायः आपूर्ति किए गए अनुमापित मात्रा के सापेक्ष आलेखित किया जाता है। pH को y-अक्ष पर दिखाया गया है और मिलाई गई अनुमापन की मात्रा को x-अक्ष पर दर्शाया गया है।

विभेदक स्पंद ध्रुवणलेखिकी:

विलयन में यौगिकों के गुणात्मक और मात्रात्मक विश्लेषण के लिए एक विद्युत रासायनिक विधि विभेदक स्पंद ध्रुवणलेखिकी (DPP) है।

अपनी उच्च संवेदनशीलता, कम संसूचन परास के कारण DPP के अनुप्रयोगों की विस्तृत शृंखला है। यह उच्च स्तर की यथार्थता प्रदान करता है।

स्पष्टीकरण:

चालकतामापीय अनुमापन:

चालन में परिवर्तन की गणना करके समतुल्यता बिंदु का पता लगाया जाता है और जोड़े गए अनुमापन की मात्रा को एक ग्राफ पर दर्शाया जाता है।

\(c=\frac{1}{R}\), c=चालकता, R=प्रतिरोध, so \(a\rightarrow ii\)

धारामापीय-अनुमापन:

प्रसार धारा (id) में परिवर्तन की गणना करके तुल्यता बिंदु का पता लगाया जाता है और मिलाए गए अनुमापन की मात्रा को एक आलेख पर दर्शाया जाता है। इसलिए, \(b\rightarrow iv\)

pH मीट्रिक अनुमापन:

विभवमापी pH मीटर का मौलिक सिद्धांत है। यह किसी विलयन की विद्युत क्षमता को मापता है। इसलिए \(c\rightarrow i\)

विभेदक स्पंद ध्रुवणलेखिकी:

विभेदक स्पंद ध्रुवणलेखिकी (DPP) आलेख के निर्देशांक y-अक्ष पर मापी गई धारा और x-अक्ष पर कार्यशील इलेक्ट्रोड को आपूर्ति की गई वोल्टता दर्शाते हैं। यह धारा में होने वाले परिवर्तनों के मापन पर आधारित है, जो तब होता है जब वोल्टता स्पंद की एक शृंखला को विद्युतरासायनिक सेल पर लागू किया जाता है। ΔI= धारा में परिवर्तन। इसलिए, \(d\rightarrow iii\)

निष्कर्ष:

इसलिए सही उत्तर विकल्प (1) है।

संकल्पना:-

• फीनॉलफ्थेलिन एक सूचक है, जिसका उपयोग अम्ल-क्षार अनुमापन में किया जाता है। फीनॉलफ्थेलिन जल में विलेय है और प्रायः एक दुर्बल अम्ल है, जो विलयन में H⁺ आयन दे सकता है। फीनॉलफ्थेलिन का अणु अम्लीय विलयन में रंगहीन होता है और फीनॉलफ्थेलिन आयन के कारण बैंगनी होता है।
• दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षारक या प्रबल अम्ल और प्रबल क्षारक के अनुमापन के लिए, फीनॉलफ्थेलिन को एक सूचक के रूप में उपयोग किया जाता है।
• फीनॉलफ्थेलिन का रासायनिक सूत्र C₂₀H₁₄O₄ है, जो थैलीन परिवार का एक कार्बनिक यौगिक है, जिसे व्यापक रूप से अम्ल-क्षारक सूचक के रूप में उपयोग किया जाता है। किसी विलयन के pH के सूचक के रूप में, फीनॉलफ्थेलिन pH 8.5 से नीचे रंगहीन होता है और pH 9 से ऊपर गुलाबी से गहरा लाल रंग प्राप्त कर लेता है।

व्ग्यख्या:-

• यदि तुल्यता बिंदु पर विलयन का pH 8-9.6 के बीच है, तो फीनॉलफ्थेलिन को एक सूचक के रूप में उपयोग किया जा सकता है।
• पाइरीडीन के साथ एसिटिक अम्ल के अनुमापन (दुर्बल क्षारक के साथ दुर्बल अम्ल का अनुमापन) के लिए, तुल्यता बिंदु पर विलयन का pH लगभग 7 होगा। इसका अर्थ है कि फीनॉलफ्थेलिन सूचक का उपयोग नहीं किया जा सकता है।
• एनिलिन के साथ हाइड्रोक्लोरिक अम्ल के अनुमापन (एक दुर्बल क्षारक के साथ एक प्रबल अम्ल  का अनुमापन) के लिए, तुल्यता बिंदु पर विलयन का pH लगभग 5.3 होगा। इसका अर्थ है कि फीनॉलफ्थेलिन सूचक का उपयोग नहीं किया जा सकता है।
• सोडियम हाइड्रॉक्साइड के साथ ऑक्सालिक अम्ल के अनुमापन (एक प्रबल क्षारक के साथ दुर्बल अम्ल का अनुमापन) के लिए, तुल्यता बिंदु पर विलयन का pH लगभग 8.7 होगा। इसका अर्थ है कि फीनॉलफ्थेलिन सूचक का उपयोग किया जा सकता है।
• दिए गए युग्मों में, ऑक्सालिक अम्ल एक दुर्बल अम्ल है और सोडियम हाइड्रॉक्साइड एक प्रबल क्षारक है, इस प्रकार, उनके अनुमापन के लिए, उपयोग किया जाने वाला सूचक फीनॉलफ्थेलिन है।
• जलीय अमोनिया के साथ सल्फ्यूरिक अम्ल के अनुमापन (एक दुर्बल क्षारक के साथ एक प्रबल अम्ल का अनुमापन) के लिए, तुल्यता बिंदु पर विलयन का pH लगभग 5.3 होगा। इसका अर्थ है कि फीनॉलफ्थेलिन सूचक का उपयोग नहीं किया जा सकता है।

​निष्कर्ष:-

• इसलिए, संकेतक के रूप में फीनॉलफ्थेलिन का उपयोग करके, सोडियम हाइड्रॉक्साइड के साथ ऑक्सालिक अम्ल का अनुमापन संभव है।

Additional Information:-

• तुल्यता बिंदु अनुमापन में एक बिंदु है जिस पर जोड़े गए अनुमापन की मात्रा विश्लेषण विलयन को पूरी तरह से निष्प्रभावी करने के लिए पर्याप्त है। अम्ल-क्षारक अनुमापन में तुल्यता बिंदु पर, क्षारक के मोल = अम्ल के मोल, और विलयन में केवल लवण और जल होता है।
• विलयन के pH के आधार पर फीनॉलफ्थेलिन जलीय विलयन में विभिन्न रूप धारण करता है।
• अत्यधिक अम्लीय और कुछ क्षारकीय स्थितियों के बीच, फीनॉलफ्थेलिन का लैक्टोन रूप (HIn) रंगहीन होता है। दोगुना अवक्षेपित (In2-) फेनोलेट रूप (फीनॉलफ्थेलिन आयन) परिचित गुलाबी रंग देता है।
• प्रबल क्षारकीय विलयन में, फीनॉलफ्थेलिन को इसके In(OH)3− रूप में परिवर्तित किया जाता है और इसका गुलाबी रंग धीमी गति से लुप्त होती अभिक्रिया से गुजरता है और pH 13 से अधिक होने पर पूर्णतः रंगहीन हो जाता है।

सही उत्तर रचनात्मक व्यतिकरण है।

संकल्पना:-

• ब्रैग का नियम: आपतन कोणों, एक्स-रे की तरंग दैर्ध्य और जालक अंतर के बीच संबंध को ब्रैग के नियम द्वारा वर्णित किया गया है, जो गणितीय रूप से रचनात्मक व्यतिकरण की स्थितियों का प्रतिनिधित्व करता है।
• अवशोषण प्रभाव: एक नमूने द्वारा एक्स-रे का अवशोषण विवर्तित शिखरों की तीव्रता को प्रभावित कर सकता है लेकिन यह शिखर पीढ़ी के लिए प्राथमिक तंत्र नहीं है। अवशोषण मुख्य रूप से शिखरों की स्थिति के बजाय समग्र तीव्रता को प्रभावित करता है।
• प्राथमिक कारण नहीं: जबकि अवशोषण समग्र XRD प्रतिरूप में योगदान दे सकता है, XRD शिखर का प्राथमिक कारण विवर्तित एक्स-रे का रचनात्मक व्यतिकरण है।

व्याख्या:-

• रचनात्मक व्यतिकरण: XRD (एक्स-रे विवर्तन) एक ऐसी तकनीक है जो क्रिस्टल जालक समतलों द्वारा प्रकीर्णित एक्स-रे के रचनात्मक व्यतिकरण के सिद्धांतों पर निर्भर करती है। जब एकवर्णी एक्स-रे क्रिस्टल जालक के साथ संपर्क करते हैं, तो वे रचनात्मक व्यतिकरण से गुजरते हैं, जिससे विवर्तन शिखर का निर्माण होता है।
• जब एक्स-रे एक क्रिस्टल सतह पर आपतित होती है, तो इसका आपतन कोण (0) प्रकीर्णन के समान कोण के साथ वापस प्रतिबिंबित होगा () यदि पथांतर (2dsine) तरंग दैर्ध्य की पूरी संख्या के बराबर है तो यह रचनात्मक व्यतिकरण का कारण बनेगा
• 2dsinθ = nλ
• जहां n एक पूर्णांक है जिसे विवर्तन का क्रम कहा जाता है, A एक्स-रे की तरंग दैर्ध्य है, d विवर्तन उत्पन्न करने वाली अंतरतलीय दूरी है, और u विवर्तन कोण है जहां hkl एक क्रिस्टल जालक के मिलर सूचकांक हैं
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निष्कर्ष:-

अत: XRD शिखर रचनात्मक व्यतिकरण द्वारा निर्मित होते हैं।

संकल्पना:

• गैस वर्णलेखिकी में एक आदर्श संसूचक वह होता है जिसमें कई वांछनीय विशेषताएं होती हैं।
• इनमें पर्याप्त संवेदनशीलता, तीव्र अभिक्रिया समय, अविनाशकारी प्रकृति और विभिन्न सांद्रता श्रेणी पर एक रैखिक अभिक्रिया शामिल है।
• ये सभी विशेषताएं संसूचक के प्रभावी कामकाज और वर्णलेखिकीय विश्लेषण से प्राप्त परिणामों की सटीकता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।

व्याख्या:

1) पर्याप्त संवेदनशीलता 10^-8 से 10^-15 g विलेय/s की सीमा में होनी चाहिए - यह कथन सही है।

पर्याप्त संवेदनशीलता यह सुनिश्चित करती है कि संसूचक विलेय की बहुत कम मात्रा की पहचान और माप कर सके।

2) इसमें कम अभिक्रिया समय होता है जो प्रवाह दर से स्वतंत्र होता है - यह कथन भी सही है।

कम अभिक्रिया समय यह सुनिश्चित करता है कि संसूचक विलेय की उपस्थिति में परिवर्तन पर जल्दी अभिक्रिया कर सके और उसे रजिस्टर कर सके।

प्रवाह दर से प्रतिक्रिया समय की स्वतंत्रता का अर्थ है कि संसूचक का प्रदर्शन प्रवाह दर में परिवर्तन के साथ उतार-चढ़ाव नहीं करता है।

3) यह नॉन-डिस्ट्रक्टिव है - यह कथन सही है।

एक अविनाशकारी संसूचक यह सुनिश्चित करता है कि नमूना का पता लगाने की प्रक्रिया के दौरान परिवर्तन या विनाश न हो, जिससे आवश्यकता पड़ने पर आगे के विश्लेषण की संभावना बनी रहे।

4) विलेय सांद्रता में केवल 10 गुना परिवर्तन के लिए एक रैखिक अभिक्रिया होती है - यह कथन गलत है।

एक आदर्श संसूचक को विभिन्न सांद्रता श्रेणी पर एक रैखिक अभिक्रिया होनी चाहिए, केवल 10 गुना परिवर्तन के लिए नहीं। इसका अर्थ है कि इसका अर्थ यह है कि संसूचक की अभिक्रिया सांद्रता की एक विस्तृत श्रृंखला में उपस्थित विलेय की मात्रा के समानुपाती होनी चाहिए।

निष्कर्ष:

गैस वर्णलेखिकी में एक आदर्श संसूचक का वर्णन करने वाला गलत कथन चौथा है: "विलेय सांद्रता में केवल 10 गुना परिवर्तन के लिए एक रैखिक अभिक्रिया होती है।"

ऐसा इसलिए है क्योंकि एक आदर्श संसूचक को विलेय सांद्रता की एक विस्तृत श्रेणी पर एक रैखिक अभिक्रिया प्रदर्शित करनी चाहिए, केवल 10 गुना परिवर्तन के लिए नहीं। इस प्रकार, जितनी व्यापक सांद्रता श्रेणी एक संसूचक सटीक रूप से अभिक्रिया कर सकता है, गैस वर्ण लेखिकी के संदर्भ में उसे उतना ही आदर्श माना जाता है।