अणु सूत्र का निर्धारण
प्रस्तावना
रसायन विज्ञान की दुनिया में किसी भी यौगिक (Compound) को समझने के लिए उसका 'नाम' और 'पता' जानना जरूरी होता है, और यह काम करता है उसका अणु सूत्र (Molecular Formula)।
चाहे आप स्कूल की परीक्षा की तैयारी कर रहे हों या JEE/NEET जैसे बड़े एग्जाम्स की, अणु सूत्र निकालने की विधि समझना आपके लिए बहुत महत्वपूर्ण है। आज के इस ब्लॉग में हम बहुत ही आसान तरीके से सीखेंगे कि स्टेप-बाय-स्टेप अणु सूत्र का निर्धारण कैसे किया जाता है।
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अणु सूत्र लिखने के मुख्य पद (Steps)
यौगिक में उपस्थित प्रत्येक तत्व की प्रतिशत मात्रा (%) ज्ञात करें। यदि भार दिया है, तो उसे प्रतिशत में बदलें।
प्रत्येक तत्व की प्रतिशत मात्रा को उसके परमाणु भार (Atomic Mass) से भाग दें। इससे परमाणुओं का अनुपात मिल जाएगा।
प्राप्त संख्याओं को सबसे छोटी संख्या से भाग देकर एक सरल पूर्णांक अनुपात निकालें और मूलानुपाती सूत्र लिखें।
यौगिक के मोलर द्रव्यमान में मूलानुपाती सूत्र भार का भाग देकर n का मान निकालें। (n = Molar Mass / EF Mass)
अणु सूत्र = n × (मूलानुपाती सूत्र)। इस गुणांक 'n' को सूत्र के सभी तत्वों के साथ गुणा कर दें।
1. आपेक्षिक परमाणु संख्या (Relative No. of Atoms)
2. गुणांक (n) का मान
3. मुख्य अणु सूत्र (Molecular Formula)
निर्धारण की प्रक्रिया (Steps)
तत्वों की प्रतिशत मात्रा
सबसे पहले यौगिक में मौजूद सभी तत्वों की प्रतिशत मात्रा नोट करें।
मूलानुपाती सूत्र ज्ञात करना
परमाणु संख्या के सरलतम अनुपात से Empirical Formula निकालें।
n का मान निकालें
दिए गए मोलर द्रव्यमान को मूलानुपाती सूत्र द्रव्यमान से भाग दें।
| तत्व (Element) | प्रतिशत (%) | परमाणु भार | सरल अनुपात |
|---|---|---|---|
| कार्बन (C) | 40.0% | 12 | 1 |
| हाइड्रोजन (H) | 6.7% | 1 | 2 |
| ऑक्सीजन (O) | 53.3% | 16 | 1 |
परिणाम: मूलानुपाती सूत्र = CH₂O | यदि n = 6 है, तो अणु सूत्र = C₆H₁₂O₆
उदाहरण: तत्वों वाले यौगिक का अणु सूत्र ज्ञात करना
प्रश्न: एक यौगिक में C=40%, H=6.67%, N=46.67% और बाकी बचा हुआ O है। यदि इसका मोलर द्रव्यमान 60 g/mol है, तो अणु सूत्र ज्ञात करें।
स्टेप 1: सभी तत्वों का प्रतिशत और मोल निकालें
सबसे पहले ऑक्सीजन का % निकालें: 100 - (40 + 6.67 + 46.67) = 6.66% (O)
| तत्व | % मात्रा | परमाणु भार | मोल्स (% / भार) | सरल अनुपात |
|---|---|---|---|---|
| C | 40.0 | 12 | 3.33 | 1 |
| H | 6.67 | 1 | 6.67 | 2 |
| N | 46.67 | 14 | 3.33 | 1 |
| O | 6.66 | 16 | 0.41* | 1 |
स्टेप 3: मूलानुपाती सूत्र (Empirical Formula)
ऊपर दी गई टेबल से सरल अनुपात मिला: C=1, H=2, N=1, O=1.
अतः, मूलानुपाती सूत्र = CH₂NO
स्टेप 4: 'n' का मान और अणु सूत्र
- • मूलानुपाती भार = 12 + 2(1) + 14 + 16 = 44
- • प्रश्न में दिया मोलर द्रव्यमान = 60 (माना)
- • n = 60 / 44 ≈ 1.3 (नोट: वास्तविक यौगिकों में यह संख्या पूर्णांक होती है)
अंतिम अणु सूत्र = n × (CH₂NO)
Case 1: बेंजीन (Benzene)
प्रश्न : C = 92.3%, H = 7.7%, मोलर द्रव्यमान = 78 g/mol
- मूलानुपाती सूत्र: C और H का अनुपात 1:1 आता है, इसलिए CH।
- भार: CH का भार = 12 + 1 = 13
- n का मान: 78 / 13 = 6
- अणु सूत्र: 6 × (CH) = C₆H₆
Case 2: सोडियम कार्बोनेट (Sodium Carbonate)
प्रश्न: Na = 43.4%, C = 11.3%, O = 45.3%, मोलर द्रव्यमान = 106 g/mol
- सरल अनुपात: Na:C:O = 2:1:3
- मूलानुपाती सूत्र: Na₂CO₃
- n का मान: 106 / 106 = 1
- अणु सूत्र: Na₂CO₃ (यहाँ अणु सूत्र और मूलानुपाती सूत्र समान हैं)
Case 3: एथेनॉइक एसिड (Ethanoic Acid)
प्रश्न: C = 40%, H = 6.7%, O = 53.3%, मोलर द्रव्यमान = 60 g/mol
- मूलानुपाती सूत्र: गणना के बाद अनुपात 1:2:1 आता है, यानी CH₂O।
- भार: 12 + 2 + 16 = 30
- n का मान: 60 / 30 = 2
- अणु सूत्र: 2 × (CH₂O) = C₂H₄O₂ (जिसे CH₃COOH भी लिखते हैं)
सूत्र: तत्व की % मात्रा = (तत्व का कुल भार / यौगिक का आणविक भार) × 100
1. जल (H₂O) के लिए:
• आणविक भार = 2(1) + 16 = 18
- H की % मात्रा: (2 / 18) × 100 = 11.11%
- O की % मात्रा: (16 / 18) × 100 = 88.89%
2. कैल्शियम कार्बोनेट (CaCO₃) के लिए:
• आणविक भार = 40 + 12 + 3(16) = 100
- Ca की % मात्रा: (40 / 100) × 100 = 40%
- C की % मात्रा: (12 / 100) × 100 = 12%
- O की % मात्रा: (48 / 100) × 100 = 48%
3. ग्लूकोज (C₆H₁₂O₆) के लिए:
• आणविक भार = 6(12) + 12(1) + 6(16) = 180
कार्बन (C) की % मात्रा:
(72 / 180) × 100 = 40%
हमेशा याद रखें कि किसी यौगिक में मौजूद सभी तत्वों की प्रतिशत मात्रा का कुल योग (Total Sum) 100% होना चाहिए।
विशेष नोट: यदि गणना के दौरान योग 100 से कम आता है और प्रश्न में किसी अन्य तत्व का जिक्र नहीं है, तो बचा हुआ शेष हिस्सा ऑक्सीजन (Oxygen) माना जाता है।
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निष्कर्ष (Conclusion)
अणु सूत्र (Molecular Formula) का निर्धारण न केवल केमिस्ट्री की परीक्षाओं के लिए महत्वपूर्ण है, बल्कि यह किसी यौगिक की वास्तविक संरचना को समझने की नींव है। यदि आप ऊपर दिए गए 5 स्टेप्स का सही क्रम में पालन करते हैं और गणना (Calculation) में सावधानी बरतते हैं, तो आप किसी भी जटिल यौगिक का सूत्र आसानी से निकाल सकते हैं।
"निरंतर अभ्यास ही रसायन विज्ञान की गुत्थियों को सुलझाने की कुंजी है। अलग-अलग यौगिकों के साथ इन सूत्रों का प्रयास जरूर करें।"
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