colorimetric method

colorimetric method

M.Sc. Chemistry practical – Determination of pKa of an indicator (Methyl Red) by Colorimetric Method with complete theory, procedure, observation table, calculation, graph and result in Hindi. Detailed laboratory record format for spectroscopy and analytical chemistry students.

रंगमिति (Colorimetric Method) द्वारा मिथाइल रेड (Methyl Red) का pKa निर्धारण

उद्देश्य

मिथाइल रेड संकेतक का pKa मान रंगमिति विधि द्वारा ज्ञात करना।

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सिद्धांत (Theory)

मिथाइल रेड एक अम्ल-क्षार संकेतक है जो निम्न संतुलन प्रदर्शित करता है:$$HIn \rightleftharpoons H^+ + In^-$$

जहाँ:
HIn = अम्लीय रूप (लाल रंग)
In⁻ = क्षारीय रूप (पीला रंग)

Henderson–Hasselbalch समीकरण:$$pH = pKa + \log \frac{[In^-]}{[HIn]}$$

जब:$$[In^-] = [HIn]$$

तब:$$pH = pKa$$

Colorimeter द्वारा absorbance मापकर $[In^-]/[HIn]$[In−]/[HIn] अनुपात निकाला जाता है।

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🧫 आवश्यक उपकरण

• Colorimeter / UV-Visible Spectrophotometer
• pH meter
• Volumetric flask (100 mL)
• Pipette, Burette
• Beaker
• Glass rod

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🧪 आवश्यक रसायन

• Methyl Red solution
• Buffer solutions (pH 4 – 7)
• Distilled water

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⚙️ प्रक्रिया (Procedure)

1. Methyl Red का dilute solution तैयार करें।
2. विभिन्न pH के buffer (4.0, 4.5, 5.0, 5.5, 6.0) तैयार करें।
3. प्रत्येक buffer में समान मात्रा में indicator मिलाएँ।
4. 520 nm (λmax) पर absorbance मापें।
5. pH और absorbance नोट करें।

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📊 प्रेक्षण तालिका (Observation Table)

क्रमांक	pH	Absorbance (A)
1	4.0	0.82
2	4.5	0.65
3	5.0	0.50
4	5.5	0.32
5	6.0	0.18

(Values उदाहरण हेतु हैं – Lab में वास्तविक मान लिखें)

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ग्राफ

pH (X-axis) बनाम Absorbance (Y-axis) का ग्राफ बनाएं।
जहाँ Absorbance आधा होता है, वही pKa के बराबर होता है।

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गणना (Calculation)

Formula:$$pKa = pH – \log \frac{[In^-]}{[HIn]}$$

Absorbance proportional है concentration के:$$\frac{[In^-]}{[HIn]} = \frac{A – A_{acid}}{A_{base} – A}$$

मान लें:

Aacid = 0.82
Abase = 0.18
A (at pH 5.0) = 0.50$$\frac{[In^-]}{[HIn]} = \frac{0.50 – 0.82}{0.18 – 0.50}$$$$= \frac{-0.32}{-0.32} = 1$$

जब ratio = 1$$pKa = pH = 5.0$$

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परिणाम (Result)

रंगमिति विधि द्वारा मिथाइल रेड का pKa = 5.0 प्राप्त हुआ।
(वास्तविक मान: ~5.1)

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सावधानियाँ

1. Cuvette साफ और सूखी होनी चाहिए।
2. pH meter को पहले calibrate करें।
3. λmax सही चुनें।
4. Temperature constant रखें।

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Viva Questions

1. pKa क्या है?
2. Henderson-Hasselbalch समीकरण क्या है?
3. Indicator का रंग क्यों बदलता है?
4. Beer-Lambert law क्या है?