CLASS 12 CHEMISTRY · CHAPTER 1 · READ
SolutionsविलयनSolutions (Vilayan)
From “what is a solution?” to topper-level colligative problems — every NCERT section, formula and solved example of Chapter 1, with diagrams you can tap and molecules you can rotate.“विलयन क्या है?” से लेकर टॉपर-स्तर के अणुसंख्य गुणधर्म प्रश्नों तक — अध्याय 1 का हर NCERT खंड, सूत्र और हल किया उदाहरण, टैप करने वाले डायग्राम और घुमाने वाले अणु मॉडल के साथ।“Solution kya hai?” se topper-level colligative questions tak — Chapter 1 ka har NCERT section, formula aur solved example, tap karne wale diagrams aur ghumane wale 3D molecules ke saath.
Didn’t understand a paragraph? Tap it (or its अ button) → हिंदी / Hinglish / Simple English.कोई पैराग्राफ़ समझ नहीं आया? उस पर (या अ बटन पर) टैप करें → English / Hinglish / Simple English।Koi paragraph samajh nahi aaya? Us par (ya अ button par) tap kijiye → हिंदी / English / Simple English.
Diagrams in this chapterइस अध्याय के डायग्रामIs chapter ke diagrams
Types of solutions (9 combinations)विलयनों के प्रकार (9 संयोजन)Table 1.1
How water dissolves salt: hydrated Na⁺ and Cl⁻जल नमक कैसे घोलता है: जलयोजित Na⁺ और Cl⁻SLH diagram · 3D
Effect of pressure on solubility of a gasगैस की विलेयता पर दाब का प्रभावFig 1.1
Henry's law: partial pressure vs mole fractionहेनरी का नियम: आंशिक दाब बनाम मोल-अंशFig 1.2
Raoult's law: vapour pressure vs composition (ideal solution)राउल्ट का नियम: वाष्प दाब बनाम संघटन (आदर्श विलयन)Fig 1.3
Why a non-volatile solute lowers vapour pressureअवाष्पशील विलेय वाष्प दाब क्यों घटाता हैFig 1.4
Raoult's law with a non-volatile soluteअवाष्पशील विलेय के साथ राउल्ट का नियमFig 1.5
Positive deviation from Raoult's lawराउल्ट नियम से धनात्मक विचलनFig 1.6 (a)
Negative deviation from Raoult's lawराउल्ट नियम से ऋणात्मक विचलनFig 1.6 (b)
Chloroform–acetone hydrogen bond (negative deviation)क्लोरोफ़ॉर्म–ऐसीटोन हाइड्रोजन बंध (ऋणात्मक विचलन)SLH diagram · 3D
Elevation of boiling pointक्वथनांक का उन्नयनFig 1.7
Depression of freezing pointहिमांक का अवनमनFig 1.8
Osmosis: level of solution rises in a thistle funnelपरासरण: थिसल कीप में विलयन का स्तर बढ़ता हैFig 1.9
Osmotic pressure: the pressure that just stops osmosisपरासरण दाब: वह दाब जो परासरण को ठीक रोक देFig 1.10
Isotonic, hypertonic and hypotonic solutionsसमपरासरी, अतिपरासरी और अल्पपरासरी विलयनSLH diagram
Reverse osmosis: pressure greater than πउत्क्रम परासरण: π से अधिक दाबFig 1.11
Benzoic acid dimer in benzene (association)बेंज़ीन में बेंज़ोइक अम्ल का द्वितय (संगुणन)SLH diagram · 3D3D molecules3D अणु मॉडल3D molecules
Experiments you can do hereयहीं करने वाले प्रयोगYahin karne wale experiments
In this chapter (NCERT sections)इस अध्याय में (NCERT खंड)Is chapter mein (NCERT sections)
- 1.1Types of Solutionsविलयनों के प्रकारTypes of Solutions
- 1.2Expressing Concentration of Solutionsविलयनों की सांद्रता व्यक्त करनाConcentration kaise likhein
- (i) Mass percentage (w/w)(i) द्रव्यमान प्रतिशत (w/w)(i) Mass percentage (w/w)
- (ii) Volume percentage (V/V)(ii) आयतन प्रतिशत (V/V)(ii) Volume percentage (V/V)
- (iii) Mass by volume percentage (w/V)(iii) द्रव्यमान-आयतन प्रतिशत (w/V)(iii) Mass by volume percentage (w/V)
- (iv) Parts per million (ppm)(iv) पार्ट्स प्रति मिलियन (ppm)(iv) Parts per million (ppm)
- (v) Mole fraction (x)(v) मोल-अंश (x)(v) Mole fraction (x)
- (vi) Molarity (M)(vi) मोलरता (M)(vi) Molarity (M)
- (vii) Molality (m)(vii) मोललता (m)(vii) Molality (m)
- 1.3SolubilityविलेयताSolubility (ghulnasheelta)
- 1.3.1Solubility of a Solid in a Liquidद्रव में ठोस की विलेयताLiquid mein solid ki solubility
- 1.3.2Solubility of a Gas in a Liquidद्रव में गैस की विलेयताLiquid mein gas ki solubility
- 1.4Vapour Pressure of Liquid Solutionsद्रव विलयनों का वाष्प दाबLiquid solutions ka vapour pressure
- 1.4.1Vapour Pressure of Liquid–Liquid Solutions: Raoult’s Lawद्रव–द्रव विलयनों का वाष्प दाब: राउल्ट नियमLiquid–liquid solutions: Raoult’s law
- 1.4.2Raoult’s Law as a Special Case of Henry’s Lawहेनरी नियम की विशेष स्थिति के रूप में राउल्ट नियमRaoult’s law = Henry’s law ka special case
- 1.4.3Vapour Pressure of Solutions of Solids in Liquidsद्रवों में ठोसों के विलयनों का वाष्प दाबLiquid mein solid ke solution ka vapour pressure
- 1.5Ideal and Non-ideal Solutionsआदर्श और अनादर्श विलयनIdeal aur non-ideal solutions
- 1.5.1Ideal Solutionsआदर्श विलयनIdeal solutions
- 1.5.2Non-ideal Solutionsअनादर्श विलयनNon-ideal solutions
- 1.6Colligative Properties and Determination of Molar Massअणुसंख्य गुणधर्म और मोलर द्रव्यमान का निर्धारणColligative properties aur molar mass
- 1.6.1Relative Lowering of Vapour Pressureवाष्प दाब का आपेक्षिक अवनमनRelative lowering of vapour pressure
- 1.6.2Elevation of Boiling Pointक्वथनांक का उन्नयनBoiling point ka elevation
- 1.6.3Depression of Freezing Pointहिमांक का अवनमनFreezing point ka depression
- 1.6.4Osmosis and Osmotic Pressureपरासरण और परासरण दाबOsmosis aur osmotic pressure
- 1.6.5Reverse Osmosis and Water Purificationउत्क्रम परासरण और जल शोधनReverse osmosis aur water purification
- 1.7Abnormal Molar Massesअसामान्य मोलर द्रव्यमानAbnormal molar masses
- Formula sheetसूत्र पत्रकFormula sheet
- Quick revisionझटपट दोहरावQuick revision
1.1Types of Solutionsविलयनों के प्रकारTypes of Solutions
A solution is a homogeneous mixture of two or more components whose composition and properties are uniform throughout. A solution with two components is a binary solution. The component in the largest amount is the solvent; it decides whether the solution is solid, liquid or gas. The others are solutes.विलयन दो या अधिक घटकों का समांगी मिश्रण है जिसका संघटन और गुण पूरे में एक-से रहते हैं। दो घटक वाला विलयन द्वि-अंगी (बाइनरी) विलयन कहलाता है। सबसे अधिक मात्रा वाला घटक विलायक है; वही तय करता है कि विलयन ठोस, द्रव या गैस होगा। बाकी घटक विलेय हैं।solution do ya zyada components ka homogeneous mixture hai jiska composition aur properties poore mein same rehti hain. Do components wala solution binary solution hai. Sabse zyada matra wala component solvent hai; wahi decide karta hai ki solution solid, liquid ya gas hoga. Baaki solutes hain.A solution is a mixture that is the same everywhere. A binary solution has two parts. The part present most is the solvent. It sets the state (solid, liquid or gas). The rest are solutes.
Since solute and solvent can each be a solid, liquid or gas, there are nine types of solutions (NCERT Table 1.1). Air-like mixtures of oxygen and nitrogen are gaseous solutions; sugar or salt in water, and oxygen in water, are liquid solutions; copper dissolved in gold and hydrogen in palladium are solid solutions.विलेय और विलायक दोनों ठोस, द्रव या गैस हो सकते हैं, इसलिए नौ प्रकार के विलयन होते हैं (NCERT सारणी 1.1)। ऑक्सीजन-नाइट्रोजन मिश्रण गैसीय विलयन है; पानी में चीनी या नमक, और पानी में ऑक्सीजन द्रव विलयन हैं; सोने में घुला ताँबा और पैलेडियम में हाइड्रोजन ठोस विलयन हैं।Solute aur solvent dono solid, liquid ya gas ho sakte hain, isliye nau types ke solutions hote hain (NCERT Table 1.1). Oxygen-nitrogen mixture gaseous solution hai; paani mein cheeni ya namak, aur paani mein oxygen liquid solutions hain; gold mein ghula copper aur palladium mein hydrogen solid solutions hain.Solute and solvent can each be solid, liquid or gas, so there are nine types. Air-like gas mixtures are gas solutions. Sugar in water is a liquid solution. Brass is a solid solution.
Types of solutions (9 combinations)विलयनों के प्रकार (9 संयोजन)Types of solutions (9 combinations)NCERT Table 1.1 · 12 tappable partsOpen1.2Expressing Concentration of Solutionsविलयनों की सांद्रता व्यक्त करनाConcentration kaise likhein
“Dilute” and “concentrated” are only words. Chemistry needs numbers, so the concentration of a solution (amount of solute in a given amount of solution or solvent) is expressed in several ways. Learn the definition AND what goes in the denominator — that is where most mistakes happen.“तनु” और “सांद्र” केवल शब्द हैं। रसायन को संख्या चाहिए, इसलिए विलयन की सांद्रता (दी गई मात्रा के विलयन या विलायक में विलेय की मात्रा) कई तरह से व्यक्त की जाती है। परिभाषा के साथ यह भी याद रखें कि हर (denominator) में क्या आता है — गलतियाँ वहीं होती हैं।“Dilute” aur “concentrated” sirf words hain. Chemistry ko numbers chahiye, isliye solution ki concentration (diye gaye solution ya solvent mein solute ki matra) kai tarah se likhi jaati hai. Definition ke saath ye bhi yaad rakhiye ki denominator mein kya aata hai — galtiyan wahin hoti hain.Concentration tells how much solute is in the solution. There are several ways to write it. Always check what is at the bottom of the fraction.
(i) Mass percentage (w/w)(i) द्रव्यमान प्रतिशत (w/w)(i) Mass percentage (w/w)
Used widely in industry — e.g. commercial bleaching solution contains 3.62 mass percentage of sodium hypochlorite in water.उद्योग में बहुत उपयोग — जैसे व्यावसायिक विरंजक विलयन में पानी में 3.62 द्रव्यमान प्रतिशत सोडियम हाइपोक्लोराइट होता है।Industry mein bahut use hota hai — jaise commercial bleaching solution mein paani mein 3.62 mass percentage sodium hypochlorite hota hai.
(ii) Volume percentage (V/V)(ii) आयतन प्रतिशत (V/V)(ii) Volume percentage (V/V)
Used for liquid–liquid solutions. A 35% (v/v) solution of ethylene glycol (an antifreeze) is used in car engines; it lowers the freezing point of water to 255.4 K (−17.6 °C).द्रव–द्रव विलयनों के लिए। एथिलीन ग्लाइकॉल (प्रतिहिम) का 35% (v/v) विलयन कार इंजन में उपयोग होता है; यह पानी का हिमांक 255.4 K (−17.6 °C) तक घटा देता है।Liquid–liquid solutions ke liye. Ethylene glycol (antifreeze) ka 35% (v/v) solution car engine mein use hota hai; ye paani ka freezing point 255.4 K (−17.6 °C) tak gira deta hai.
(iii) Mass by volume percentage (w/V)(iii) द्रव्यमान-आयतन प्रतिशत (w/V)(iii) Mass by volume percentage (w/V)
Mass of solute (in g) dissolved in 100 mL of solution. Common in medicine and pharmacy — e.g. normal saline is 0.9% (w/V) NaCl.100 mL विलयन में घुले विलेय का द्रव्यमान (g में)। चिकित्सा और फ़ार्मेसी में आम — जैसे नॉर्मल सलाइन 0.9% (w/V) NaCl है।100 mL solution mein ghule solute ka mass (g mein). Medicine aur pharmacy mein common — jaise normal saline 0.9% (w/V) NaCl hai.
(iv) Parts per million (ppm)(iv) पार्ट्स प्रति मिलियन (ppm)(iv) Parts per million (ppm)
A litre of sea water (1030 g) holds about 6 × 10⁻³ g of dissolved O₂ = 5.8 ppm. Fluoride: 1 ppm in water prevents tooth decay, 1.5 ppm makes teeth mottled, and high concentrations are poisonous. Pollutants in air and water are also given in ppm.एक लीटर समुद्री जल (1030 g) में लगभग 6 × 10⁻³ g घुली O₂ = 5.8 ppm। फ़्लोराइड: पानी में 1 ppm दाँतों की सड़न रोकता है, 1.5 ppm से दाँत धब्बेदार होते हैं, और अधिक सांद्रता विषैली है। हवा और पानी के प्रदूषक भी ppm में बताए जाते हैं।Ek litre sea water (1030 g) mein lagbhag 6 × 10⁻³ g ghuli O₂ = 5.8 ppm. Fluoride: paani mein 1 ppm daanton ki sadan rokta hai, 1.5 ppm se daant mottled (dhabbedar) hote hain, aur high concentration zehreeli hai. Hawa aur paani ke pollutants bhi ppm mein bataye jaate hain.
(v) Mole fraction (x)(v) मोल-अंश (x)(v) Mole fraction (x)
(vi) Molarity (M)(vi) मोलरता (M)(vi) Molarity (M)
(vii) Molality (m)(vii) मोललता (m)(vii) Molality (m)
1.3SolubilityविलेयताSolubility (ghulnasheelta)
Solubility of a substance is its maximum amount that can be dissolved in a specified amount of solvent at a specified temperature. It depends on the nature of solute and solvent, and on temperature and pressure.किसी पदार्थ की विलेयता उसकी वह अधिकतम मात्रा है जो निश्चित ताप पर निश्चित मात्रा के विलायक में घुल सके। यह विलेय व विलायक की प्रकृति, ताप और दाब पर निर्भर करती है।Kisi substance ki solubility uski woh maximum matra hai jo fixed temperature par fixed matra ke solvent mein ghul sake. Ye solute-solvent ki nature, temperature aur pressure par depend karti hai.Solubility = the most solute that can dissolve in a given amount of solvent at a given temperature.
1.3.1Solubility of a Solid in a Liquidद्रव में ठोस की विलेयताLiquid mein solid ki solubility
“Like dissolves like.” Polar solutes dissolve in polar solvents, non-polar solutes in non-polar solvents — the solute dissolves when the new solute–solvent attractions are similar to the ones broken. So NaCl and sugar dissolve in water but not in benzene, while naphthalene and anthracene dissolve in benzene but not in water.“समान समान को घोलता है।” ध्रुवीय विलेय ध्रुवीय विलायक में, अध्रुवीय विलेय अध्रुवीय विलायक में घुलते हैं — विलेय तब घुलता है जब नए विलेय–विलायक आकर्षण टूटने वाले आकर्षणों जैसे हों। इसलिए NaCl और चीनी पानी में घुलते हैं, बेंज़ीन में नहीं; जबकि नैफ़्थलीन और ऐन्थ्रासीन बेंज़ीन में घुलते हैं, पानी में नहीं।“Like dissolves like.” Polar solute polar solvent mein, non-polar solute non-polar solvent mein ghulta hai — solute tab ghulta hai jab naye solute–solvent attractions tootne wale attractions jaise hon. Isliye NaCl aur cheeni paani mein ghulte hain, benzene mein nahi; jabki naphthalene aur anthracene benzene mein ghulte hain, paani mein nahi.Similar things mix. Polar dissolves in polar (salt in water). Non-polar dissolves in non-polar (naphthalene in benzene).
In water, each Na⁺ is surrounded by the δ− oxygen ends of water molecules and each Cl⁻ by the δ+ hydrogen ends (ion–dipole attraction). Tap the 3D model and find which end of water faces which ion.पानी में हर Na⁺ के चारों ओर जल अणुओं के δ− ऑक्सीजन सिरे और हर Cl⁻ के चारों ओर δ+ हाइड्रोजन सिरे होते हैं (आयन–द्विध्रुव आकर्षण)। 3D मॉडल पर टैप करके देखें कि पानी का कौन-सा सिरा किस आयन की ओर है।Paani mein har Na⁺ ke chaaron taraf water molecules ke δ− oxygen ends aur har Cl⁻ ke chaaron taraf δ+ hydrogen ends hote hain (ion–dipole attraction). 3D model par tap karke dekhiye ki water ka kaun sa end kis ion ki taraf hai.
How water dissolves salt: hydrated Na⁺ and Cl⁻जल नमक कैसे घोलता है: जलयोजित Na⁺ और Cl⁻How water dissolves salt: hydrated Na⁺ and Cl⁻5 tappable parts · 3DOpenWhen a solid is added to a solvent, it dissolves (dissolution) and some dissolved particles collide with the solid and come back out of solution (crystallisation). When both happen at the same rate, a dynamic equilibrium is reached: Solute + Solvent ⇌ Solution. Such a solution, which cannot dissolve any more solute at that temperature and pressure, is saturated; one that can dissolve more is unsaturated. The concentration of solute in a saturated solution is its solubility.ठोस को विलायक में डालने पर वह घुलता है (विलयन/घुलना) और कुछ घुले कण ठोस से टकराकर वापस अलग होते हैं (क्रिस्टलन)। जब दोनों एक ही दर से हों, तो गतिक साम्य बनता है: विलेय + विलायक ⇌ विलयन। ऐसा विलयन जो उस ताप और दाब पर और विलेय न घोल सके, संतृप्त है; जो और घोल सके वह असंतृप्त है। संतृप्त विलयन में विलेय की सांद्रता ही उसकी विलेयता है।Solid ko solvent mein dalne par woh ghulta hai (dissolution) aur kuch ghule particles solid se takra kar wapas bahar aate hain (crystallisation). Jab dono same rate par hon, toh dynamic equilibrium banta hai: Solute + Solvent ⇌ Solution. Aisa solution jo us temperature-pressure par aur solute na ghol sake, saturated hai; jo aur ghol sake woh unsaturated hai. Saturated solution mein solute ki concentration hi uski solubility hai.Dissolving and crystallising happen together. When they balance, the solution is saturated — it cannot take any more solute.
Effect of temperature: this is an equilibrium, so Le Chatelier’s principle applies. If dissolution is endothermic (ΔsolH > 0), solubility increases with temperature; if exothermic (ΔsolH < 0), solubility decreases. Effect of pressure: practically none — solids and liquids are almost incompressible.ताप का प्रभाव: यह साम्य है, इसलिए ला-शातेलिए सिद्धांत लागू होता है। यदि घुलना ऊष्माशोषी (ΔsolH > 0) है तो ताप बढ़ने पर विलेयता बढ़ती है; ऊष्माक्षेपी (ΔsolH < 0) हो तो घटती है। दाब का प्रभाव: लगभग नहीं — ठोस और द्रव लगभग असंपीड्य हैं।Temperature ka effect: ye equilibrium hai, isliye Le Chatelier principle lagta hai. Agar dissolution endothermic (ΔsolH > 0) hai toh temperature badhne par solubility badhti hai; exothermic (ΔsolH < 0) ho toh ghatti hai. Pressure ka effect: lagbhag nahi — solid aur liquid almost incompressible hain.
1.3.2Solubility of a Gas in a Liquidद्रव में गैस की विलेयताLiquid mein gas ki solubility
Oxygen dissolves only a little in water, yet that dissolved O₂ keeps all aquatic life alive. HCl gas, on the other hand, is highly soluble. Gas solubility rises a lot with pressure and falls with temperature.ऑक्सीजन पानी में बहुत कम घुलती है, फिर भी यही घुली O₂ सारे जलीय जीवन को जीवित रखती है। दूसरी ओर HCl गैस बहुत विलेय है। गैस की विलेयता दाब से बहुत बढ़ती है और ताप से घटती है।Oxygen paani mein bahut kam ghulti hai, phir bhi yahi ghuli O₂ saare aquatic life ko zinda rakhti hai. Dusri taraf HCl gas bahut soluble hai. Gas ki solubility pressure se bahut badhti hai aur temperature se ghatti hai.
Picture a gas above its solution in a closed cylinder at equilibrium (NCERT Fig 1.1). Push the piston down: the gas is compressed, more gas particles hit the surface per second, so more dissolve until a new equilibrium is reached. More pressure → more dissolved gas.बंद सिलिंडर में साम्य पर विलयन के ऊपर गैस की कल्पना करें (NCERT चित्र 1.1)। पिस्टन नीचे दबाएँ: गैस संपीडित होती है, प्रति सेकंड अधिक कण सतह से टकराते हैं, इसलिए नए साम्य तक अधिक गैस घुलती है। अधिक दाब → अधिक घुली गैस।Band cylinder mein equilibrium par solution ke upar gas imagine kijiye (NCERT Fig 1.1). Piston neeche dabaiye: gas compress hoti hai, per second zyada particles surface se takrate hain, isliye naye equilibrium tak zyada gas ghulti hai. Zyada pressure → zyada ghuli gas.
Effect of pressure on solubility of a gasगैस की विलेयता पर दाब का प्रभावEffect of pressure on solubility of a gasNCERT Fig 1.1 · 5 tappable partsOpenHenry’s law: at constant temperature, the solubility of a gas in a liquid is directly proportional to the partial pressure of the gas above the liquid. In the form used most: the partial pressure of the gas in the vapour phase (p) is proportional to its mole fraction in the solution (x), p = KH x. A graph of p against x is a straight line through the origin with slope KH (NCERT Fig 1.2).हेनरी का नियम: स्थिर ताप पर द्रव में गैस की विलेयता द्रव के ऊपर गैस के आंशिक दाब के समानुपाती होती है। सबसे उपयोगी रूप: वाष्प अवस्था में गैस का आंशिक दाब (p) विलयन में उसके मोल-अंश (x) के समानुपाती है, p = KH x। p और x का ग्राफ़ मूलबिंदु से जाती सीधी रेखा है जिसकी ढाल KH है (NCERT चित्र 1.2)।Henry’s law: constant temperature par liquid mein gas ki solubility liquid ke upar gas ke partial pressure ke directly proportional hoti hai. Sabse useful form: vapour phase mein gas ka partial pressure (p) solution mein uske mole fraction (x) ke proportional hai, p = KH x. p vs x ka graph origin se jaati seedhi line hai jiska slope KH hai (NCERT Fig 1.2).Henry’s law: more gas pressure, more gas dissolves. p = KH × x. The graph is a straight line from zero.
Henry's law: partial pressure vs mole fractionहेनरी का नियम: आंशिक दाब बनाम मोल-अंशHenry's law: partial pressure vs mole fractionNCERT Fig 1.2 · 3 tappable partsOpen| Gas | T / K | KH / kbar |
|---|---|---|
| He | 293 | 144.97 |
| H₂ | 293 | 69.16 |
| N₂ | 293 | 76.48 |
| N₂ | 303 | 88.84 |
| O₂ | 293 | 34.86 |
| O₂ | 303 | 46.82 |
| Argon | 298 | 40.3 |
| CO₂ | 298 | 1.67 |
| Formaldehyde | 298 | 1.83 × 10⁻⁵ |
| Methane | 298 | 0.413 |
| Vinyl chloride | 298 | 0.611 |
Read the table like a topper: KH of N₂ and O₂ increases from 293 K to 303 K → gas solubility decreases as temperature rises. That is why aquatic species are more comfortable in cold water than in warm water. Dissolving a gas is exothermic, so by Le Chatelier heating pushes gas out.टॉपर की तरह पढ़ें: N₂ और O₂ का KH 293 K से 303 K पर बढ़ता है → ताप बढ़ने पर गैस की विलेयता घटती है। इसीलिए जलीय जीव गर्म पानी की बजाय ठंडे पानी में अधिक आराम से रहते हैं। गैस का घुलना ऊष्माक्षेपी है, इसलिए ला-शातेलिए के अनुसार गर्म करने पर गैस बाहर निकलती है।Topper ki tarah padhiye: N₂ aur O₂ ka KH 293 K se 303 K par badhta hai → temperature badhne par gas solubility ghatti hai. Isiliye aquatic jeev garam paani se zyada thande paani mein comfortable rehte hain. Gas ka ghulna exothermic hai, isliye Le Chatelier ke hisaab se garam karne par gas bahar nikalti hai.
1.4Vapour Pressure of Liquid Solutionsद्रव विलयनों का वाष्प दाबLiquid solutions ka vapour pressure
Every liquid in a closed container evaporates until its vapour and liquid are in equilibrium; the pressure of that vapour is its vapour pressure. In a solution, BOTH the components may be volatile (liquid + liquid), or only the solvent may be volatile (a non-volatile solid dissolved in a liquid).बंद पात्र में हर द्रव तब तक वाष्पित होता है जब तक वाष्प और द्रव साम्य में न आ जाएँ; उस वाष्प का दाब वाष्प दाब है। विलयन में दोनों घटक वाष्पशील हो सकते हैं (द्रव + द्रव), या केवल विलायक वाष्पशील हो सकता है (द्रव में घुला अवाष्पशील ठोस)।Band container mein har liquid tab tak evaporate hota hai jab tak vapour aur liquid equilibrium mein na aa jayein; us vapour ka pressure vapour pressure hai. Solution mein DONO components volatile ho sakte hain (liquid + liquid), ya sirf solvent volatile ho sakta hai (liquid mein ghula non-volatile solid).
1.4.1Vapour Pressure of Liquid–Liquid Solutions: Raoult’s Lawद्रव–द्रव विलयनों का वाष्प दाब: राउल्ट नियमLiquid–liquid solutions: Raoult’s law
Raoult’s law: for a solution of volatile liquids, the partial vapour pressure of each component is directly proportional to its mole fraction in the solution. For components 1 and 2: p₁ = p₁⁰ x₁ and p₂ = p₂⁰ x₂, where p⁰ is the vapour pressure of the pure component at the same temperature.राउल्ट नियम: वाष्पशील द्रवों के विलयन में हर घटक का आंशिक वाष्प दाब विलयन में उसके मोल-अंश के समानुपाती होता है। घटक 1 और 2 के लिए: p₁ = p₁⁰ x₁ और p₂ = p₂⁰ x₂, जहाँ p⁰ उसी ताप पर शुद्ध घटक का वाष्प दाब है।Raoult’s law: volatile liquids ke solution mein har component ka partial vapour pressure solution mein uske mole fraction ke directly proportional hota hai. Component 1 aur 2 ke liye: p₁ = p₁⁰ x₁ aur p₂ = p₂⁰ x₂, jahan p⁰ usi temperature par pure component ka vapour pressure hai.Raoult’s law: each liquid’s vapour pressure in the mix = its pure vapour pressure × its mole fraction.
By Dalton’s law of partial pressures, the total pressure is the sum: ptotal = p₁ + p₂ = p₁⁰ x₁ + p₂⁰ x₂. Putting x₁ = 1 − x₂ gives ptotal = p₁⁰ + (p₂⁰ − p₁⁰) x₂ — a straight line joining p₁⁰ and p₂⁰ (NCERT Fig 1.3). Tap lines I, II and III in the diagram.डॉल्टन के आंशिक दाब नियम से कुल दाब योग है: ptotal = p₁ + p₂ = p₁⁰ x₁ + p₂⁰ x₂। x₁ = 1 − x₂ रखने पर ptotal = p₁⁰ + (p₂⁰ − p₁⁰) x₂ — p₁⁰ और p₂⁰ को जोड़ती सीधी रेखा (NCERT चित्र 1.3)। डायग्राम में रेखा I, II और III पर टैप करें।Dalton’s law of partial pressures se total pressure sum hai: ptotal = p₁ + p₂ = p₁⁰ x₁ + p₂⁰ x₂. x₁ = 1 − x₂ rakhne par ptotal = p₁⁰ + (p₂⁰ − p₁⁰) x₂ — p₁⁰ aur p₂⁰ ko jodti seedhi line (NCERT Fig 1.3). Diagram mein line I, II aur III par tap kijiye.
Raoult's law: vapour pressure vs composition (ideal solution)राउल्ट का नियम: वाष्प दाब बनाम संघटन (आदर्श विलयन)Raoult's law: vapour pressure vs composition (ideal solution)NCERT Fig 1.3 · 4 tappable partsOpen1.4.2Raoult’s Law as a Special Case of Henry’s Lawहेनरी नियम की विशेष स्थिति के रूप में राउल्ट नियमRaoult’s law = Henry’s law ka special case
Raoult: pi = xi pi⁰. Henry: p = KH x. Both say “partial pressure ∝ mole fraction in solution”; only the constant differs. So Raoult’s law becomes a special case of Henry’s law in which KH = p₁⁰.राउल्ट: pi = xi pi⁰। हेनरी: p = KH x। दोनों कहते हैं “आंशिक दाब ∝ विलयन में मोल-अंश”; केवल स्थिरांक अलग है। इसलिए राउल्ट नियम हेनरी नियम की विशेष स्थिति बन जाता है जिसमें KH = p₁⁰।Raoult: pi = xi pi⁰. Henry: p = KH x. Dono kehte hain “partial pressure ∝ solution mein mole fraction”; sirf constant alag hai. Isliye Raoult’s law Henry’s law ka special case ban jaata hai jisme KH = p₁⁰.
1.4.3Vapour Pressure of Solutions of Solids in Liquidsद्रवों में ठोसों के विलयनों का वाष्प दाबLiquid mein solid ke solution ka vapour pressure
Add a non-volatile solute (glucose, NaCl, urea…) to a solvent. Some of the surface is now occupied by solute particles, so fewer solvent molecules can escape → the vapour pressure of the solution is lower than that of the pure solvent at the same temperature (NCERT Fig 1.4). The lowering depends on the quantity of solute, not on what it is.विलायक में अवाष्पशील विलेय (ग्लूकोज़, NaCl, यूरिया…) डालें। अब सतह का कुछ भाग विलेय कणों ने घेर लिया है, इसलिए कम विलायक अणु निकल पाते हैं → उसी ताप पर विलयन का वाष्प दाब शुद्ध विलायक से कम होता है (NCERT चित्र 1.4)। यह कमी विलेय की मात्रा पर निर्भर है, उसकी प्रकृति पर नहीं।Solvent mein non-volatile solute (glucose, NaCl, urea…) daaliye. Ab surface ka kuch hissa solute particles ne gher liya hai, isliye kam solvent molecules nikal paate hain → usi temperature par solution ka vapour pressure pure solvent se kam hota hai (NCERT Fig 1.4). Ye kami solute ki matra par depend karti hai, uski nature par nahi.A non-volatile solute takes up part of the surface. Fewer solvent molecules escape. So vapour pressure goes down.
Why a non-volatile solute lowers vapour pressureअवाष्पशील विलेय वाष्प दाब क्यों घटाता हैWhy a non-volatile solute lowers vapour pressureNCERT Fig 1.4 · 4 tappable partsOpenOnly the solvent contributes vapour, so Raoult’s law gives p₁ = x₁ p₁⁰: the vapour pressure of the solution is proportional to the mole fraction of the solvent — a straight line from 0 to p₁⁰ (NCERT Fig 1.5).केवल विलायक वाष्प देता है, इसलिए राउल्ट नियम से p₁ = x₁ p₁⁰: विलयन का वाष्प दाब विलायक के मोल-अंश के समानुपाती है — 0 से p₁⁰ तक सीधी रेखा (NCERT चित्र 1.5)।Sirf solvent vapour deta hai, isliye Raoult’s law se p₁ = x₁ p₁⁰: solution ka vapour pressure solvent ke mole fraction ke proportional hai — 0 se p₁⁰ tak seedhi line (NCERT Fig 1.5).
Raoult's law with a non-volatile soluteअवाष्पशील विलेय के साथ राउल्ट का नियमRaoult's law with a non-volatile soluteNCERT Fig 1.5 · 3 tappable partsOpen1.5Ideal and Non-ideal Solutionsआदर्श और अनादर्श विलयनIdeal aur non-ideal solutions
1.5.1Ideal Solutionsआदर्श विलयनIdeal solutions
An ideal solution obeys Raoult’s law over the entire range of concentration. Two more conditions: ΔmixH = 0 (no heat absorbed or released on mixing) and ΔmixV = 0 (volume of solution = sum of the volumes of the components). At the molecular level, the A–B attractions are nearly equal to the A–A and B–B attractions. A perfectly ideal solution is rare; nearly ideal ones: n-hexane + n-heptane, bromoethane + chloroethane, benzene + toluene.आदर्श विलयन पूरी सांद्रता सीमा में राउल्ट नियम का पालन करता है। दो और शर्तें: ΔmixH = 0 (मिलाने पर कोई ऊष्मा न ली जाए न दी जाए) और ΔmixV = 0 (विलयन का आयतन = घटकों के आयतनों का योग)। आणविक स्तर पर A–B आकर्षण, A–A और B–B आकर्षणों के लगभग बराबर होते हैं। पूर्ण आदर्श विलयन दुर्लभ है; लगभग आदर्श: n-हेक्सेन + n-हेप्टेन, ब्रोमोएथेन + क्लोरोएथेन, बेंज़ीन + टॉलूईन।Ideal solution poori concentration range mein Raoult’s law follow karta hai. Do aur conditions: ΔmixH = 0 (mix karne par na heat li jaye na di jaye) aur ΔmixV = 0 (solution ka volume = components ke volumes ka sum). Molecular level par A–B attractions, A–A aur B–B attractions ke lagbhag barabar hote hain. Perfect ideal solution rare hai; lagbhag ideal: n-hexane + n-heptane, bromoethane + chloroethane, benzene + toluene.Ideal solution: obeys Raoult’s law at every concentration, no heat change and no volume change on mixing. Example: benzene + toluene.
1.5.2Non-ideal Solutionsअनादर्श विलयनNon-ideal solutions
A non-ideal solution does not obey Raoult’s law over the entire range of concentration; its vapour pressure is higher or lower than Raoult’s law predicts.अनादर्श विलयन पूरी सांद्रता सीमा में राउल्ट नियम का पालन नहीं करता; उसका वाष्प दाब राउल्ट नियम से अधिक या कम होता है।Non-ideal solution poori concentration range mein Raoult’s law follow nahi karta; uska vapour pressure Raoult’s law se zyada ya kam hota hai.
Positive deviation — vapour pressure HIGHER than predicted (NCERT Fig 1.6 (a)). Reason: A–B attractions are weaker than A–A and B–B, so molecules escape more easily. Example: ethanol + acetone — acetone molecules get between ethanol molecules and break some of their hydrogen bonds. Also carbon disulphide + acetone (weaker dipolar solute–solvent interactions).धनात्मक विचलन — वाष्प दाब अपेक्षा से अधिक (NCERT चित्र 1.6 (a))। कारण: A–B आकर्षण A–A और B–B से कमज़ोर हैं, इसलिए अणु आसानी से निकलते हैं। उदाहरण: एथेनॉल + ऐसीटोन — ऐसीटोन अणु एथेनॉल अणुओं के बीच घुसकर उनके कुछ हाइड्रोजन बंध तोड़ देते हैं। साथ ही कार्बन डाइसल्फ़ाइड + ऐसीटोन (कमज़ोर द्विध्रुवीय विलेय–विलायक अन्योन्यक्रिया)।Positive deviation — vapour pressure expected se ZYADA (NCERT Fig 1.6 (a)). Reason: A–B attractions A–A aur B–B se kamzor hain, isliye molecules aasani se nikalte hain. Example: ethanol + acetone — acetone molecules ethanol molecules ke beech ghus kar unke kuch hydrogen bonds tod dete hain. Saath hi carbon disulphide + acetone (kamzor dipolar solute–solvent interactions).
Positive deviation from Raoult's lawराउल्ट नियम से धनात्मक विचलनPositive deviation from Raoult's lawNCERT Fig 1.6 (a) · 4 tappable partsOpenNegative deviation — vapour pressure LOWER than predicted (NCERT Fig 1.6 (b)). Reason: A–B attractions are stronger than A–A and B–B. Examples: phenol + aniline (hydrogen bond between the phenolic H and the lone pair on aniline’s N is stronger than the H-bonds between like molecules) and chloroform + acetone — the chloroform molecule forms a hydrogen bond with acetone.ऋणात्मक विचलन — वाष्प दाब अपेक्षा से कम (NCERT चित्र 1.6 (b))। कारण: A–B आकर्षण A–A और B–B से प्रबल हैं। उदाहरण: फ़ीनॉल + ऐनिलीन (फ़ीनॉलिक H और ऐनिलीन के N के एकाकी युग्म के बीच हाइड्रोजन बंध समान अणुओं के H-बंधों से प्रबल है) और क्लोरोफ़ॉर्म + ऐसीटोन — क्लोरोफ़ॉर्म अणु ऐसीटोन से हाइड्रोजन बंध बनाता है।Negative deviation — vapour pressure expected se KAM (NCERT Fig 1.6 (b)). Reason: A–B attractions A–A aur B–B se strong hain. Examples: phenol + aniline (phenolic H aur aniline ke N ke lone pair ke beech hydrogen bond same molecules ke H-bonds se strong hai) aur chloroform + acetone — chloroform molecule acetone se hydrogen bond banata hai.
Negative deviation from Raoult's lawराउल्ट नियम से ऋणात्मक विचलनNegative deviation from Raoult's lawNCERT Fig 1.6 (b) · 4 tappable partsOpen
Chloroform–acetone hydrogen bond (negative deviation)क्लोरोफ़ॉर्म–ऐसीटोन हाइड्रोजन बंध (ऋणात्मक विचलन)Chloroform–acetone hydrogen bond (negative deviation)5 tappable parts · 3DOpen| Ideal | Positive deviation | Negative deviation | |
|---|---|---|---|
| Raoult’s law | obeyed | p > predicted | p < predicted |
| A–B vs A–A, B–B | ≈ equal | A–B weaker | A–B stronger |
| ΔmixH | 0 | > 0 (endothermic) | < 0 (exothermic) |
| ΔmixV | 0 | > 0 (expands) | < 0 (contracts) |
| Azeotrope | none | minimum boiling | maximum boiling |
| Example | benzene + toluene | ethanol + acetone | chloroform + acetone |
Azeotropes. Some liquid mixtures form an azeotrope: a binary mixture with the same composition in liquid and vapour that boils at a constant temperature, so its components cannot be separated by fractional distillation. Large positive deviation → minimum boiling azeotrope (e.g. ethanol–water: fractional distillation stops at about 95% ethanol by volume). Large negative deviation → maximum boiling azeotrope (e.g. nitric acid–water: about 68% HNO₃ and 32% water by mass, boiling point 393.5 K).स्थिरक्वाथी (एज़ियोट्रोप)। कुछ द्रव मिश्रण स्थिरक्वाथी बनाते हैं: ऐसा द्वि-अंगी मिश्रण जिसमें द्रव और वाष्प का संघटन समान हो और जो स्थिर ताप पर उबले — इसके घटक प्रभाजी आसवन से अलग नहीं हो सकते। अधिक धनात्मक विचलन → न्यूनतम क्वथनांकी स्थिरक्वाथी (जैसे एथेनॉल–पानी: प्रभाजी आसवन लगभग आयतन से 95% एथेनॉल पर रुक जाता है)। अधिक ऋणात्मक विचलन → अधिकतम क्वथनांकी स्थिरक्वाथी (जैसे नाइट्रिक अम्ल–पानी: द्रव्यमान से लगभग 68% HNO₃ और 32% पानी, क्वथनांक 393.5 K)।Azeotropes. Kuch liquid mixtures azeotrope banate hain: aisa binary mixture jisme liquid aur vapour ki composition same ho aur jo constant temperature par ubale — iske components fractional distillation se alag nahi ho sakte. Badi positive deviation → minimum boiling azeotrope (jaise ethanol–water: fractional distillation lagbhag volume se 95% ethanol par ruk jaata hai). Badi negative deviation → maximum boiling azeotrope (jaise nitric acid–water: mass se lagbhag 68% HNO₃ aur 32% water, boiling point 393.5 K).Azeotrope: a mixture that boils without changing composition, so distillation cannot separate it. Positive deviation gives a minimum boiling azeotrope; negative deviation gives a maximum boiling azeotrope.
1.6Colligative Properties and Determination of Molar Massअणुसंख्य गुणधर्म और मोलर द्रव्यमान का निर्धारणColligative properties aur molar mass
Adding a non-volatile solute lowers the vapour pressure, and four properties follow from that: (1) relative lowering of vapour pressure, (2) elevation of boiling point, (3) depression of freezing point, (4) osmotic pressure. All four depend only on the number of solute particles relative to the total number of particles, not on their nature — they are colligative properties (Latin: co = together, ligare = to bind).अवाष्पशील विलेय मिलाने से वाष्प दाब घटता है, और इससे चार गुणधर्म निकलते हैं: (1) वाष्प दाब का आपेक्षिक अवनमन, (2) क्वथनांक का उन्नयन, (3) हिमांक का अवनमन, (4) परासरण दाब। चारों केवल कुल कणों की तुलना में विलेय कणों की संख्या पर निर्भर हैं, उनकी प्रकृति पर नहीं — ये अणुसंख्य गुणधर्म हैं (लैटिन: co = साथ, ligare = बाँधना)।Non-volatile solute milane se vapour pressure ghatta hai, aur isse chaar properties nikalti hain: (1) relative lowering of vapour pressure, (2) elevation of boiling point, (3) depression of freezing point, (4) osmotic pressure. Chaaron sirf total particles ke comparison mein solute particles ki ginti par depend karti hain, unki nature par nahi — ye colligative properties hain (Latin: co = saath, ligare = baandhna).Four properties depend only on how many solute particles there are: lower vapour pressure, higher boiling point, lower freezing point, and osmotic pressure.
1.6.1Relative Lowering of Vapour Pressureवाष्प दाब का आपेक्षिक अवनमनRelative lowering of vapour pressure
From Raoult’s law, p₁ = x₁ p₁⁰, so the lowering Δp₁ = p₁⁰ − p₁ = x₂ p₁⁰. Dividing by p₁⁰: the relative lowering equals the mole fraction of the solute. For dilute solutions n₂ ≪ n₁, so n₂ can be dropped from the denominator, and writing n = w/M gives a way to find the solute’s molar mass M₂.राउल्ट नियम से p₁ = x₁ p₁⁰, इसलिए अवनमन Δp₁ = p₁⁰ − p₁ = x₂ p₁⁰। p₁⁰ से भाग देने पर: आपेक्षिक अवनमन = विलेय का मोल-अंश। तनु विलयनों में n₂ ≪ n₁, इसलिए हर से n₂ हटा सकते हैं, और n = w/M लिखकर विलेय का मोलर द्रव्यमान M₂ निकाला जा सकता है।Raoult’s law se p₁ = x₁ p₁⁰, isliye lowering Δp₁ = p₁⁰ − p₁ = x₂ p₁⁰. p₁⁰ se divide karne par: relative lowering = solute ka mole fraction. Dilute solutions mein n₂ ≪ n₁, isliye denominator se n₂ hata sakte hain, aur n = w/M likh kar solute ka molar mass M₂ nikal sakte hain.
1.6.2Elevation of Boiling Pointक्वथनांक का उन्नयनBoiling point ka elevation
A liquid boils when its vapour pressure equals the atmospheric pressure — water at 373.15 K, where its vapour pressure is 1.013 bar. A solution has a lower vapour pressure at every temperature, so it must be heated to a higher temperature to reach 1.013 bar (NCERT Fig 1.7). The rise, ΔTb = Tb − Tb⁰, is the elevation of boiling point.द्रव तब उबलता है जब उसका वाष्प दाब वायुमंडलीय दाब के बराबर हो — पानी 373.15 K पर, जहाँ उसका वाष्प दाब 1.013 bar है। विलयन का वाष्प दाब हर ताप पर कम है, इसलिए 1.013 bar तक पहुँचने के लिए उसे अधिक ताप तक गर्म करना पड़ता है (NCERT चित्र 1.7)। यह वृद्धि, ΔTb = Tb − Tb⁰, क्वथनांक का उन्नयन है।Liquid tab ubalta hai jab uska vapour pressure atmospheric pressure ke barabar ho — paani 373.15 K par, jahan uska vapour pressure 1.013 bar hai. Solution ka vapour pressure har temperature par kam hai, isliye 1.013 bar tak pahunchne ke liye use zyada temperature tak garam karna padta hai (NCERT Fig 1.7). Ye badhat, ΔTb = Tb − Tb⁰, elevation of boiling point hai.A solution needs a higher temperature to boil, because its vapour pressure is lower.
Elevation of boiling pointक्वथनांक का उन्नयनElevation of boiling pointNCERT Fig 1.7 · 6 tappable partsOpen1.6.3Depression of Freezing Pointहिमांक का अवनमनFreezing point ka depression
At the freezing point, solid and liquid are in dynamic equilibrium — the vapour pressure of the liquid equals that of the solid. A solution freezes when ITS vapour pressure equals that of the pure solid solvent. Since the solution’s vapour pressure is lower, this happens at a lower temperature (NCERT Fig 1.8). The fall, ΔTf = Tf⁰ − Tf, is the depression of freezing point.हिमांक पर ठोस और द्रव गतिक साम्य में होते हैं — द्रव का वाष्प दाब ठोस के वाष्प दाब के बराबर होता है। विलयन तब जमता है जब उसका वाष्प दाब शुद्ध ठोस विलायक के बराबर हो। विलयन का वाष्प दाब कम है, इसलिए यह कम ताप पर होता है (NCERT चित्र 1.8)। यह गिरावट, ΔTf = Tf⁰ − Tf, हिमांक का अवनमन है।Freezing point par solid aur liquid dynamic equilibrium mein hote hain — liquid ka vapour pressure solid ke barabar hota hai. Solution tab jamta hai jab USKA vapour pressure pure solid solvent ke barabar ho. Solution ka vapour pressure kam hai, isliye ye kam temperature par hota hai (NCERT Fig 1.8). Ye giravat, ΔTf = Tf⁰ − Tf, depression of freezing point hai.A solution freezes at a lower temperature than the pure solvent.
Depression of freezing pointहिमांक का अवनमनDepression of freezing pointNCERT Fig 1.8 · 6 tappable partsOpen| Solvent | b.p./K | Kb/K kg mol⁻¹ | f.p./K | Kf/K kg mol⁻¹ |
|---|---|---|---|---|
| Water | 373.15 | 0.52 | 273.0 | 1.86 |
| Ethanol | 351.5 | 1.20 | 155.7 | 1.99 |
| Cyclohexane | 353.74 | 2.79 | 279.55 | 20.00 |
| Benzene | 353.3 | 2.53 | 278.6 | 5.12 |
| Chloroform | 334.4 | 3.63 | 209.6 | 4.79 |
| Carbon tetrachloride | 350.0 | 5.03 | 250.5 | 31.8 |
| Carbon disulphide | 319.4 | 2.34 | 164.2 | 3.83 |
| Diethyl ether | 307.8 | 2.02 | 156.9 | 1.79 |
| Acetic acid | 391.1 | 2.93 | 290.0 | 3.90 |
1.6.4Osmosis and Osmotic Pressureपरासरण और परासरण दाबOsmosis aur osmotic pressure
Raw mango shrivels into pickle in brine, wilted flowers revive in fresh water, blood cells burst in pure water. All are osmosis: when a solution and pure solvent are separated by a semipermeable membrane (SPM), solvent molecules flow through the membrane from the pure solvent into the solution (NCERT Fig 1.9). SPMs can be natural (animal or vegetable membranes) or synthetic (e.g. cellophane); they have a network of tiny holes that let small solvent molecules through but hinder bigger solute molecules.नमकीन पानी में कच्चा आम सिकुड़कर अचार बनता है, मुरझाए फूल ताज़े पानी में खिल उठते हैं, रक्त कोशिकाएँ शुद्ध पानी में फट जाती हैं। ये सब परासरण है: जब विलयन और शुद्ध विलायक को अर्धपारगम्य झिल्ली (SPM) से अलग किया जाए, तो विलायक अणु झिल्ली से होकर शुद्ध विलायक से विलयन की ओर बहते हैं (NCERT चित्र 1.9)। SPM प्राकृतिक (जंतु या वनस्पति झिल्ली) या कृत्रिम (जैसे सेलोफ़ेन) हो सकती है; इसमें बहुत छोटे छिद्रों का जाल होता है जो छोटे विलायक अणुओं को जाने देता है पर बड़े विलेय अणुओं को रोकता है।Namkeen paani mein kachcha aam sikud kar achaar banta hai, murjhaye phool taaze paani mein khil uthte hain, blood cells pure paani mein phat jaati hain. Ye sab osmosis hai: jab solution aur pure solvent ko semipermeable membrane (SPM) se alag kiya jaye, toh solvent molecules membrane se hokar pure solvent se solution ki taraf behte hain (NCERT Fig 1.9). SPM natural (animal ya vegetable membrane) ya synthetic (jaise cellophane) ho sakti hai; isme bahut chhote holes ka network hota hai jo chhote solvent molecules ko jaane deta hai par bade solute molecules ko rokta hai.Osmosis: water moves through a special membrane from pure water into the solution.
Osmosis: level of solution rises in a thistle funnelपरासरण: थिसल कीप में विलयन का स्तर बढ़ता हैOsmosis: level of solution rises in a thistle funnelNCERT Fig 1.9 · 7 tappable parts · 3 stepsOpenOsmotic pressure (π) is the excess pressure that must be applied to the solution side to just stop osmosis (NCERT Fig 1.10). For dilute solutions it is proportional to the molar concentration C at a given temperature T: π = CRT. Using C = n₂/V gives the molar-mass formula.परासरण दाब (π) वह अतिरिक्त दाब है जिसे विलयन की ओर लगाने पर परासरण ठीक रुक जाए (NCERT चित्र 1.10)। तनु विलयनों के लिए, दिए ताप T पर, यह मोलर सांद्रता C के समानुपाती है: π = CRT। C = n₂/V रखने पर मोलर द्रव्यमान का सूत्र मिलता है।Osmotic pressure (π) woh extra pressure hai jise solution side par lagane se osmosis theek ruk jaye (NCERT Fig 1.10). Dilute solutions ke liye, diye temperature T par, ye molar concentration C ke proportional hai: π = CRT. C = n₂/V rakhne par molar mass ka formula milta hai.
Osmotic pressure: the pressure that just stops osmosisपरासरण दाब: वह दाब जो परासरण को ठीक रोक देOsmotic pressure: the pressure that just stops osmosisNCERT Fig 1.10 · 6 tappable partsOpenIsotonic, hypertonic, hypotonic. Two solutions with the same osmotic pressure at a given temperature are isotonic — no osmosis occurs between them. The fluid inside blood cells is isotonic with 0.9% (mass/volume) NaCl, called normal saline; that is why it is safe to inject intravenously. In a solution more concentrated than 0.9% (hypertonic) water flows out of the cells and they shrink; in a solution less concentrated than 0.9% (hypotonic) water flows into the cells and they swell (see the three cells).समपरासरी, अतिपरासरी, अल्पपरासरी। दिए ताप पर समान परासरण दाब वाले दो विलयन समपरासरी हैं — इनके बीच परासरण नहीं होता। रक्त कोशिकाओं के अंदर का द्रव 0.9% (द्रव्यमान/आयतन) NaCl के समपरासरी है, जिसे नॉर्मल सलाइन कहते हैं; इसीलिए इसे नस में देना सुरक्षित है। 0.9% से अधिक सांद्र (अतिपरासरी) विलयन में पानी कोशिकाओं से बाहर जाता है और वे सिकुड़ती हैं; 0.9% से कम सांद्र (अल्पपरासरी) विलयन में पानी अंदर जाता है और वे फूलती हैं (तीनों कोशिकाएँ देखें)।Isotonic, hypertonic, hypotonic. Diye temperature par same osmotic pressure wale do solutions isotonic hain — inke beech osmosis nahi hota. Blood cells ke andar ka fluid 0.9% (mass/volume) NaCl ke isotonic hai, jise normal saline kehte hain; isiliye ise IV mein dena safe hai. 0.9% se zyada concentrated (hypertonic) solution mein paani cells se bahar jaata hai aur woh sikudti hain; 0.9% se kam concentrated (hypotonic) solution mein paani andar jaata hai aur woh phoolti hain (teeno cells dekhiye).Isotonic: same osmotic pressure, no water flow. Hypertonic: cell loses water and shrinks. Hypotonic: cell gains water and swells. Normal saline (0.9% NaCl) is isotonic with blood cells.
Isotonic, hypertonic and hypotonic solutionsसमपरासरी, अतिपरासरी और अल्पपरासरी विलयनIsotonic, hypertonic and hypotonic solutions4 tappable partsOpen1.6.5Reverse Osmosis and Water Purificationउत्क्रम परासरण और जल शोधनReverse osmosis aur water purification
If a pressure larger than the osmotic pressure is applied on the solution side, the direction reverses: pure solvent flows out of the solution through the SPM. This is reverse osmosis, used for desalination of sea water (NCERT Fig 1.11). The pressure needed is quite high. A workable membrane is a film of cellulose acetate on a suitable support — permeable to water but impermeable to the impurities and ions in sea water. Many countries use desalination plants to meet their drinking-water needs.यदि विलयन की ओर परासरण दाब से अधिक दाब लगाया जाए, तो दिशा उलट जाती है: शुद्ध विलायक SPM से होकर विलयन से बाहर बहता है। यह उत्क्रम परासरण है, जो समुद्री जल के विलवणीकरण में उपयोग होता है (NCERT चित्र 1.11)। आवश्यक दाब काफ़ी अधिक होता है। एक उपयोगी झिल्ली उपयुक्त आधार पर सेलुलोस ऐसीटेट की फ़िल्म है — जो पानी के लिए पारगम्य पर समुद्री जल की अशुद्धियों और आयनों के लिए अपारगम्य है। कई देश पीने के पानी के लिए विलवणीकरण संयंत्रों का उपयोग करते हैं।Agar solution side par osmotic pressure se zyada pressure lagaya jaye, toh direction ulat jaati hai: pure solvent SPM se hokar solution se bahar behta hai. Ye reverse osmosis hai, jo sea water ke desalination mein use hota hai (NCERT Fig 1.11). Zaroori pressure kaafi zyada hota hai. Ek kaam ki membrane suitable support par cellulose acetate ki film hai — jo paani ke liye permeable par sea water ki impurities aur ions ke liye impermeable hai. Kai desh peene ke paani ke liye desalination plants use karte hain.Push harder than the osmotic pressure and water flows the other way, out of the salty water. This is reverse osmosis. It makes drinking water from sea water.
Reverse osmosis: pressure greater than πउत्क्रम परासरण: π से अधिक दाबReverse osmosis: pressure greater than πNCERT Fig 1.11 · 6 tappable partsOpen1.7Abnormal Molar Massesअसामान्य मोलर द्रव्यमानAbnormal molar masses
Colligative properties count particles. If the solute dissociates into ions or associates into bigger units, the number of particles changes — and the molar mass worked out from the colligative property comes out wrong. Such an experimentally found molar mass, lower or higher than the expected value, is an abnormal molar mass.अणुसंख्य गुणधर्म कणों को गिनते हैं। यदि विलेय आयनों में वियोजित हो या बड़ी इकाइयों में संगुणित हो, तो कणों की संख्या बदल जाती है — और अणुसंख्य गुणधर्म से निकाला मोलर द्रव्यमान गलत आता है। अपेक्षित मान से कम या अधिक ऐसा प्रायोगिक मोलर द्रव्यमान असामान्य मोलर द्रव्यमान है।Colligative properties particles ko ginti hain. Agar solute ions mein dissociate ho ya bade units mein associate ho, toh particles ki ginti badal jaati hai — aur colligative property se nikla molar mass galat aata hai. Expected value se kam ya zyada aisa experimental molar mass abnormal molar mass hai.If a solute breaks into ions or joins into pairs, the particle count changes. Then the molar mass we calculate is wrong (abnormal).
Dissociation: 1 mol KCl (74.5 g) in water gives 1 mol K⁺ + 1 mol Cl⁻ = 2 mol particles. In 1 kg water it should raise the boiling point by 2 × 0.52 = 1.04 K. If we did not know about dissociation we would conclude the molar mass is 37.25 g — dissociation makes the experimental molar mass LOWER than the true value.वियोजन: पानी में 1 mol KCl (74.5 g) से 1 mol K⁺ + 1 mol Cl⁻ = 2 mol कण बनते हैं। 1 kg पानी में यह क्वथनांक 2 × 0.52 = 1.04 K बढ़ाएगा। वियोजन को न जानें तो मोलर द्रव्यमान 37.25 g निकलेगा — वियोजन से प्रायोगिक मोलर द्रव्यमान वास्तविक से कम आता है।Dissociation: paani mein 1 mol KCl (74.5 g) se 1 mol K⁺ + 1 mol Cl⁻ = 2 mol particles bante hain. 1 kg paani mein ye boiling point 2 × 0.52 = 1.04 K badhayega. Dissociation na jaanein toh molar mass 37.25 g niklega — dissociation se experimental molar mass asli se KAM aata hai.
Association: ethanoic acid (acetic acid) molecules dimerise in benzene by hydrogen bonding (2 CH₃COOH ⇌ (CH₃COOH)₂); this normally happens in solvents of low dielectric constant. Fewer particles → if all molecules associate, ΔTb or ΔTf is half the normal value and the molar mass comes out twice the expected value — association makes the experimental molar mass HIGHER. Benzoic acid does the same (see the dimer).संगुणन: एथेनोइक अम्ल (ऐसीटिक अम्ल) के अणु बेंज़ीन में हाइड्रोजन बंध से द्वितय बनाते हैं (2 CH₃COOH ⇌ (CH₃COOH)₂); यह सामान्यतः कम परावैद्युत स्थिरांक वाले विलायकों में होता है। कम कण → यदि सभी अणु संगुणित हों तो ΔTb या ΔTf सामान्य का आधा और मोलर द्रव्यमान अपेक्षित का दोगुना — संगुणन से प्रायोगिक मोलर द्रव्यमान अधिक आता है। बेंज़ोइक अम्ल भी ऐसा करता है (द्वितय देखें)।Association: ethanoic acid (acetic acid) ke molecules benzene mein hydrogen bonding se dimer banate hain (2 CH₃COOH ⇌ (CH₃COOH)₂); ye normally low dielectric constant wale solvents mein hota hai. Kam particles → agar saare molecules associate hon toh ΔTb ya ΔTf normal ka aadha aur molar mass expected ka double — association se experimental molar mass ZYADA aata hai. Benzoic acid bhi aisa karta hai (dimer dekhiye).
Benzoic acid dimer in benzene (association)बेंज़ीन में बेंज़ोइक अम्ल का द्वितय (संगुणन)Benzoic acid dimer in benzene (association)3 tappable parts · 3DOpenTo account for this, van’t Hoff introduced the van’t Hoff factor (i). Dissociation → i > 1 (KCl in water: i close to 2). Association → i < 1 (ethanoic acid in benzene: i nearly 0.5). No change (glucose, urea, sugar in water) → i = 1.इसके लिए वान्ट हॉफ ने वान्ट हॉफ गुणक दिया। वियोजन → i > 1 (पानी में KCl: i लगभग 2)। संगुणन → i < 1 (बेंज़ीन में एथेनोइक अम्ल: i लगभग 0.5)। कोई बदलाव नहीं (पानी में ग्लूकोज़, यूरिया, चीनी) → i = 1।Iske liye van’t Hoff ne van’t Hoff factor (i) diya. Dissociation → i > 1 (paani mein KCl: i lagbhag 2). Association → i < 1 (benzene mein ethanoic acid: i lagbhag 0.5). Koi change nahi (paani mein glucose, urea, cheeni) → i = 1.
| Salt | 0.1 m* | 0.01 m* | 0.001 m* | complete dissociation |
|---|---|---|---|---|
| NaCl | 1.87 | 1.94 | 1.97 | 2.00 |
| KCl | 1.85 | 1.94 | 1.98 | 2.00 |
| MgSO₄ | 1.21 | 1.53 | 1.82 | 2.00 |
| K₂SO₄ | 2.32 | 2.70 | 2.84 | 3.00 |
Read Table 1.4: for KCl, NaCl and MgSO₄, i approaches 2 as the solution becomes very dilute; for K₂SO₄ it approaches 3. In more concentrated solutions ions attract each other, so the effective number of particles — and i — is smaller.सारणी 1.4 पढ़ें: KCl, NaCl और MgSO₄ के लिए विलयन बहुत तनु होने पर i, 2 के पास पहुँचता है; K₂SO₄ के लिए 3 के पास। अधिक सांद्र विलयनों में आयन एक-दूसरे को आकर्षित करते हैं, इसलिए प्रभावी कणों की संख्या — और i — कम होती है।Table 1.4 padhiye: KCl, NaCl aur MgSO₄ ke liye solution bahut dilute hone par i, 2 ke paas pahunchta hai; K₂SO₄ ke liye 3 ke paas. Zyada concentrated solutions mein ions ek-doosre ko attract karte hain, isliye effective particles — aur i — kam hote hain.
Formula sheetसूत्र पत्रकFormula sheet
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- Solution = homogeneous mixture; 9 types by the states of solute and solvent.विलयन = समांगी मिश्रण; विलेय-विलायक की अवस्था के अनुसार 9 प्रकार।Solution = homogeneous mixture; solute-solvent ki state ke hisaab se 9 types.
- Mass %, ppm, mole fraction, molality: temperature-independent. Molarity: depends on temperature.द्रव्यमान %, ppm, मोल-अंश, मोललता: ताप से स्वतंत्र। मोलरता: ताप पर निर्भर।Mass %, ppm, mole fraction, molality: temperature-independent. Molarity: temperature par depend.
- Solids: solubility ↑ with T if ΔsolH > 0; pressure has no significant effect. Gases: solubility ↑ with pressure (Henry), ↓ with temperature (KH ↑).ठोस: ΔsolH > 0 हो तो T के साथ विलेयता ↑; दाब का विशेष प्रभाव नहीं। गैस: दाब से विलेयता ↑ (हेनरी), ताप से ↓ (KH ↑)।Solids: ΔsolH > 0 ho toh T ke saath solubility ↑; pressure ka khaas effect nahi. Gases: pressure se solubility ↑ (Henry), temperature se ↓ (KH ↑).
- Higher KH = lower solubility. Raoult’s law is Henry’s law with KH = p₁⁰.अधिक KH = कम विलेयता। राउल्ट नियम = हेनरी नियम, जिसमें KH = p₁⁰।Zyada KH = kam solubility. Raoult’s law = Henry’s law jisme KH = p₁⁰.
- Ideal: ΔmixH = 0, ΔmixV = 0. Positive deviation (ethanol + acetone) → minimum boiling azeotrope; negative deviation (chloroform + acetone, phenol + aniline) → maximum boiling azeotrope.आदर्श: ΔmixH = 0, ΔmixV = 0। धनात्मक विचलन (एथेनॉल + ऐसीटोन) → न्यूनतम क्वथनांकी स्थिरक्वाथी; ऋणात्मक विचलन (क्लोरोफ़ॉर्म + ऐसीटोन, फ़ीनॉल + ऐनिलीन) → अधिकतम क्वथनांकी स्थिरक्वाथी।Ideal: ΔmixH = 0, ΔmixV = 0. Positive deviation (ethanol + acetone) → minimum boiling azeotrope; negative deviation (chloroform + acetone, phenol + aniline) → maximum boiling azeotrope.
- Four colligative properties: relative lowering of VP, ΔTb, ΔTf, π — all ∝ number of solute particles.चार अणुसंख्य गुणधर्म: वाष्प दाब का आपेक्षिक अवनमन, ΔTb, ΔTf, π — सभी विलेय कणों की संख्या ∝।Chaar colligative properties: relative lowering of VP, ΔTb, ΔTf, π — sab solute particles ki ginti ∝.
- Osmotic pressure is preferred for proteins and polymers (room temperature, large values). Reverse osmosis (P > π) desalinates sea water.प्रोटीन और बहुलकों के लिए परासरण दाब उपयुक्त (कमरे का ताप, बड़े मान)। उत्क्रम परासरण (P > π) समुद्री जल का विलवणीकरण करता है।Proteins aur polymers ke liye osmotic pressure best (room temperature, bade values). Reverse osmosis (P > π) sea water ko desalinate karta hai.
- Dissociation → i > 1, molar mass appears lower. Association → i < 1, molar mass appears higher.वियोजन → i > 1, मोलर द्रव्यमान कम दिखता है। संगुणन → i < 1, मोलर द्रव्यमान अधिक दिखता है।Dissociation → i > 1, molar mass kam dikhta hai. Association → i < 1, molar mass zyada dikhta hai.
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