Chemistry chapter 2: Basic Analytical Chemistry (आधारभूत विश्लेषणात्मक रसायन ) पार्ट 1 bsc 1st year

By prakash Agnihotri -

Chemistry chapter 2: Basic Analytical Chemistry (आधारभूत विश्लेषणात्मक रसायन ) bsc 1st year


पिछले posts में हमने केमिस्ट्री के पहले chapter को complete 💯✅ कर लिया था। अगर आपने उन्हें नहीं पढ़ा तो ये रहे उनके लिंक लिंक (touch here)

अब हम केमिस्ट्री के दूसरे अध्याय को पढ़ना शुरू करेंगे


पाठ का  नाम : आधारभूत विश्लेषणात्मक रसायन

परिचय intoductive part: आधारभूत विश्लेषणात्मक रसायन (basic analytical chemistry ) के अंतर्गत हम विभिन्न प्रकार के तत्वों , योगिको एवं वस्तुओं का विश्लेषण करते हैं अर्थात उनके अंदर के अणु , परमाणु ,परमाणुओं क्रियाएं , अभिक्रियाएं , द्रव्यमान,  मात्राएं ,संघटक , संद्रता  आदि का अध्ययन करते हैं।
Under basic analytical chemistry, we analyze different types of elements, compounds and objects, that is, the molecules, atoms, actions and reactions inside them.
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आखिर हम यह पाठ पढ़ क्यों रहे हैं ? 
After all, why are we learning this chapter ?

विश्लेषणात्मक रसायन अपना अलग बहुत बड़ा महत्व रखती है Analytical chemistry has its own great importance. बिना विश्लेषण किए हम किसी भी पदार्थ या वस्तु के विषय में जजमेंट नहीं ले सकते । हम उसके गुणों एवं उसकी प्रकृति का निर्धारण (Determination) नहीं कर सकते और ना ही उसके अध्ययन (Study ) को आगे बढ़ा सकते हैं । 
इसलिए किसी भी पदार्थ के गुणों को समझने के लिए उसकी संबंध में अनुसंधान एवम प्रयोग करने के लिए उसका विश्लेषण करना अति आवश्यक हो जाता है।Therefore, to understand the properties of any substance, it becomes very important to analyze it for research and experiments.

जैसे वातावरण में विभिन्न प्रकार की गैसों का प्रतिशत जानने के लिए हमें उसका छोटा सा अंश( या प्रतिदर्श/ नमूना ) लेकर उसका विश्लेषण करना पड़ता है।For example, to know the percentage of different types of gases in the atmosphere, we have to take a small part (or sample) of it and analyze it.

 पानी के गुणवत्ता को सुनिश्चित करने के लिए हमें पानी की एक नमूने का विश्लेषण करना पड़ता है।To ensure the quality of water we have to analyze a sample of water.

 नदियों की जल की शुद्धता को व्यक्त करने के लिए भी ठीक उसके जल का विश्लेषण करना आवश्यक होगा To express the purity of river water, it will be necessary to analyze its water precisely. 

उसी प्रकार खाद्य पदार्थों में पोषण तत्व , मिलावट आदि का ज्ञान करने के लिए भी विश्लेषण आवश्यक है Similarly, analysis is also necessary to know the nutritional elements, adulteration etc. in food items. 

इसी प्रकार अगर हम अपने चारों ओर नजरे घूम तो हम देख सकते हैं कि  हर तरफ इसका उपयोग होता है।
Similarly, if we look around us, we can see that it is used everywhere.


इसीलिए हम इस अध्याय में विश्लेषणात्मक रसायन का अध्ययन कर रहे हैं।That is why we are studying analytical chemistry in this chapter.

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इस पाठ के अंदर हम क्या-क्या पढ़ेंगे What will we learn in this lesson ? 

  • विश्लेषणात्मक मापन में अनिश्चितता (यथार्थता एवं परिशुद्धता)Uncertainty (Accuracy and Precision) in Analytical Measurements
  •  त्रुटियां (आपेक्षिक त्रुटि निरपेक्ष त्रुटि)Errors (Relative Error Absolute Error)
  • सांख्यिकी (माध्य , विचलन , औसत,  परिसर आदि)Statistics (mean, deviation, median, range etc.)
  • सार्थक अंक (सार्थक अंक संबंधित नियम)Significant Figures (Rules related to significant figures)
  • अंतर्राष्ट्रीय इकाइयां , SI पद्धति, मात्रक International Units, SI System, Units 
  • सांद्रता ( मोलरता , मोललता , नॉर्मलता , अणुसूत्र , मूलानुपाती सूत्र Concentration (molarity, molality, normality, molecular formula, empherical formula) 
  • रससमीकरणमिती एवं संबंधित गणनाएं।Stoichiometry and related calculations.


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इस पोस्ट में हम मापन में अनिश्चितता (यथार्थता , परिशुद्धता)  के विषय में पढ़ेंगे।
In this post we will read about uncertainty (accuracy, precision) 

Let's get started our chapter

विश्लेषणात्मक मापन में अनिश्चितता: किसी मापन से प्राप्त परिणाम कितना भी सही क्यों ना हो इसमें कुछ ना कुछ अनिश्चितता रह ही जाती है ।
यह पाया गया है कि किए गए दो प्रयोग के परिणाम में थोड़ा अंतर होता है अर्थात राशि के मापन में कुछ ना कुछ त्रुटि अवश्य ही होती है इसे ही विश्लेषणात्मक मापन में अनिश्चितता कहते हैं।

Uncertainty in analytical measurements: No matter how accurate the result obtained from a measurement is, there remains some uncertainty in it.
That is, there is definitely some error in the measurement of a quantity, this is called uncertainty in analytical measurement.

Exaplanation: एग्जांपल के रूप में यदि हम किसी वस्तु का भार एक यंत्र Machine से नापे और हमें कुछ माप measurement/ reading मिलती है तो हम यह निश्चित रूप से नहीं कह सकते कि यह मान value पूरी तरह सटीक एवं त्रुटिहीन accurate and flawless है क्योंकि अगर हम और अधिक दक्ष more efficient  यंत्र से इस वस्तु का भार नापे (measure करे) तो हमें उसका भार और अधिक स्पष्ट रूप से more clearly ज्ञात होता है इसीलिए हम किसी भी मापन में यह निश्चित रूप से नहीं कह सकते है की यह  माप measurement पूरी तरह से सटीक एवं त्रुटिहीन accurate and flawless है 
अर्थात हमारे अंदर एक अनिश्चितता Uncertainty होती है।
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यथार्थता : यथार्थता तथा हमें यह बतलाती है कि प्रयोगिक मान वास्तविक मान अर्थात सटीक मान के कितना करीब है।
Accuracy: Accuracy tells us how close the experimental value is to the actual value i.e.( अर्थात) the exact value.

उदाहरण के तौर पे अगर हम 90 ग्राम भारी वस्तु को दो अलग अलग उपकरणों (devices) से नापते हैं एवं जिनके पाठ 89.9 ग्राम एवं 89.99 ग्राम प्राप्त होते हैं तो यहां पर पहला पाठ 89.9 ग्राम कम यथार्थ less realistic / accurate है जबकि दूसरा पाठ 89.99 ग्राम अधिक यथार्थ more realistic / accurate  है क्योंकि यह सटीक मान exact value के ज्यादा पास है।

परिशुद्धता: परिशुद्धता हमें यह बताती है कि हमारे द्वारा लिया गया ,पाठ्यांक कितना अधिक स्पष्ट है अर्थात उसमें दशमलव के बाद की संख्या कितनी अधिक है।
Precision: Precision tells us how clear is the reading taken by us, that is, how many digits after the decimal point are there in it.

उदाहरण के तौर पर as an example अगर हमारी छड़ी stick की लंबाई 1 मीटर है और उसे हम दो अलग-अलग पैमानों scales से नापते हैं जिनके पाठ हमें 9.899 मीटर एवं 9.99मीटर (9.99 meters)  मिलते हैं तो यहां पर पहले माप अर्थात 9.899 अधिक परिशुद्ध( more precise)  है क्योंकि इसमें दशमलव के बाद अंकों की संख्या अधिक है ।

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यथार्थता को व्यक्त करना 

निरपेक्ष त्रुटि : वास्तविक मान एवं प्रयोगिक मान के मध्य अंतर को निरपेक्ष त्रुटि कहते हैं
इसे Ea से प्रदर्शित करते हैं ।
 अर्थात Ea = प्रायोगिक मान - वास्तविक मान

Absolute error: The difference between the real value and the experimental value is called absolute error.
This is represented by Ea.
That means
  Ea = experimental value – actual value

सापेक्ष त्रुटि : निरपेक्ष त्रुटि एवं राशि के वास्तविक मान के अनुपात को सापेक्ष त्रुटि कहते हैं।
इसे Er से प्रदर्शित करते हैं।

Er = निरपेक्ष त्रुटि / वास्तविक माप 

Relative error.: The ratio of absolute error and the actual value of the quantity is called relative error.
It is represented by Er.

Er = Ea / actual measurement 

अल्पतमांक : किसी मापक यंत्र द्वारा मापा जा सकने वाला छोटे से छोटा मान उस मापक यंत्र का अल्पतमांक कहलाता है। किसी मापक यंत्र द्वारा लिए गए सभी पाठ्यांक या मापित मान उसके अल्पतमांक से छोटी नही हो सकती।

उदाहरण के लिए, साधारण पटरी का अल्प्तमांक 0.01cm वर्नियर कैलिपर्स का अल्पतमांक 0.01 cm है; किसी गोलाईमापी का अल्पतमांक 0.001 cm हो सकता है।

Least count: The smallest value that can be measured by a measuring instrument is called the least count of that measuring instrument. All readings or measured values ​​taken by a measuring instrument are accurate only up to its least count and can't be less than it.
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त्रुटियों से संबंधित कुछ नियम

1) राशियों को जोड़ने या फिर घटाने पर उनकी निरपेक्ष त्रुटियां परस्पर जुड़ जाती है
When quantities are added or subtracted, their absolute errors add up.


2) एक से अधिक राशियों को गुना या भाग करने पर उनकी आपेक्षिक त्रुटियां परस्पर जुड़ जाती है।
When more than one quantity is multiplied or divided, their relative errors get added to each other.

3) राशि का व्युत्क्रम करने पर भी उसकी आपेक्षिक त्रुटि उतनी ही रहती है Even if the quantity is inverse, its relative error remains the same.

4) राशि की घात n करने पर उसकी आपेक्षिक त्रुटि n गुनी हो जाती है।When a quantity is raised to the power of n, its relative error becomes n times.


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Questions

1Q अगर किसी पिंड के द्रव्यमान एवम वेग में क्रमशः 2% और 3% की त्रुटि है तो पिंड की गतिज ऊर्जा में संवेग में त्रुटि ज्ञात कीजिए ।If there is an error of 2% and 3% in the mass and velocity of a body respectively, then find the error in momentum in the kinetic energy of the body.

Solve: गतिज ऊर्जा kinetic energy( k )= 1/2 mv²

तो k की relative error = m की error+ v² की error
=> m की error + 2(v की error)
=> 2%+2(3%)
=>8%

इसी तरह संवेग momentum ( p)  = mv

तो p की error = m की error + v की error
=> 2%+3%
=> 5%

2Q अगर k की relative error 2% है तो (k)½ की error कितनी?

Ans: error = ( 2%)1/2 
                    =1%

आज की पोस्ट में इतना ही मिलेंगे अगले पोस्ट में आगे के parts के साथ That's all in today's post, with further parts in the next post.

आशा करता हूं आपको ये पोस्ट काफी helpful लगी होगी
ये टॉपिक competition के लिहाजे से भी बहुत अच्छा है
तो मिलते हैं अगले पोस्ट में 
तब तक के
 धन्यवाद

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