preparation of potassium ferric oxalate

preparation of potassium ferric oxalate.K₃[Fe(C₂O₄)₃] क्रिस्टल के निर्माण की स्टेप-बाय-स्टेप प्रक्रिया हिंदी में — रसायन, विधि, सावधानियाँ, सीमित अभिकारक की पहचान, और अंतिम क्रिस्टल द्रव्यमान की गणना। प्रयोग को आसान बनाएं!

preparation of potassium ferric oxalate

प्रयोग का शीर्षक:

K₃[Fe(C₂O₄)₃] का निर्माण (Preparation of Potassium Ferric Oxalate)

उद्देश्य:

फेरिक आयन (Fe³⁺) तथा ऑक्सालेट आयन (C₂O₄²⁻) के बीच प्रतिक्रिया द्वारा पोटेशियम ट्राइस-ऑक्सालेट फेरिक कॉम्प्लेक्स (K₃[Fe(C₂O₄)₃]) का निर्माण करना।

आवश्यक रसायन:

✅ फेरिक अमोनियम सल्फेट (FeNH₄(SO₄)₂·12H₂O)
✅ पोटेशियम ऑक्सालेट (K₂C₂O₄·H₂O)
✅ ऑक्सालिक एसिड (H₂C₂O₄·2H₂O)
✅ डिस्टिल्ड वॉटर
✅ बर्फ के टुकड़े

आवश्यक उपकरण:

✅ बकर (Beaker)
✅ स्टिरर रॉड
✅ फ़नल और फ़िल्टर पेपर
✅ हीटिंग प्लेट या बर्नर
✅ मापक सिलेंडर
✅ ड्रॉपर

प्रयोग की विधि (विस्तार से):

1️⃣ उपकरणों की तैयारी:

• प्रयोग के सभी उपकरण (बकर, स्टिरर रॉड, फ़नल, फ़िल्टर पेपर) को अच्छी तरह साफ करें।

• बर्फ के टुकड़े तैयार रखें, ताकि घोल को ठंडा किया जा सके।

2️⃣ फेरिक अमोनियम सल्फेट का घोल तैयार करना:

• एक साफ बकर में 2.0 ग्राम फेरिक अमोनियम सल्फेट लें।

• इसमें 25 मि.ली. डिस्टिल्ड वॉटर डालें।

• घोल को धीमी आँच पर हल्का गर्म करें, ताकि यह पूरी तरह घुल जाए।

• घोल को चमकदार भूरा (हल्का पीला) रंग का होना चाहिए।

3️⃣ ऑक्सालिक एसिड का घोल तैयार करना:

• एक अलग बकर में 1.0 ग्राम ऑक्सालिक एसिड लें।

• इसमें 10 मि.ली. गरम डिस्टिल्ड वॉटर डालें और अच्छी तरह घोलें।

• फिर इस घोल को ठंडा होने के लिए छोड़ दें।

4️⃣ घोलों का मिश्रण:

• ऑक्सालिक एसिड का घोल धीरे-धीरे फेरिक अमोनियम सल्फेट के घोल में डालें।

• मिलाते समय लगातार स्टिरर रॉड से घोल को हिलाते रहें।

• मिश्रण को 50-60°C तक हल्का गर्म करें।

• घोल का रंग हल्का पीला-हरा हो जाएगा।

5️⃣ पोटेशियम ऑक्सालेट का घोल बनाना और मिलाना:

• एक अन्य बकर में 2.0 ग्राम पोटेशियम ऑक्सालेट लें।

• इसमें 15 मि.ली. डिस्टिल्ड वॉटर डालकर अच्छी तरह घोलें।

• यह घोल धीरे-धीरे ऊपर तैयार मिश्रण में डालें।

• घोल को लगातार हिलाते रहें और तापमान 60°C से ऊपर न जाने दें।

• मिश्रण का रंग हरा हो जाएगा — यह जटिल (complex) बनने का संकेत है।

6️⃣ क्रिस्टलन (क्रिस्टल बनाने की प्रक्रिया):

• मिश्रण को बर्फ पर रखें, ताकि यह धीरे-धीरे ठंडा हो जाए।

• लगभग 15-20 मिनट के बाद हरे रंग के क्रिस्टल बनने लगेंगे।

7️⃣ क्रिस्टल का पृथक्करण (फिल्ट्रेशन):

• एक फ़नल में फ़िल्टर पेपर लगाएँ।

• मिश्रण को फ़िल्टर करें और क्रिस्टल को फ़िल्टर पेपर पर इकट्ठा करें।

• डिस्टिल्ड वॉटर से क्रिस्टल को 2-3 बार धो लें, ताकि अशुद्धियाँ निकल जाएँ।

8️⃣ क्रिस्टल का सुखाना:

• प्राप्त हरे क्रिस्टल को फिल्टर पेपर पर फैलाकर कमरे के तापमान पर (छाया में) सुखा लें।

• ये क्रिस्टल ही K₃[Fe(C₂O₄)₃] हैं।

1️⃣ सीमित अभिकारक (Limiting Reagent) का निर्धारण

✅ प्रमुख समीकरण:

 

$$\text{Fe}^{3+} + 3\,\text{C}_2\text{O}_4^{2-} \rightarrow [\text{Fe}(\text{C}_2\text{O}_4)_3]^{3-}$$

 

फेरिक आयन (Fe³⁺) और ऑक्सालेट आयन (C₂O₄²⁻) 1:3 के अनुपात में प्रतिक्रिया करते हैं।

2️⃣ मोलर द्रव्यमान

• फेरिक अमोनियम सल्फेट (FeNH₄(SO₄)₂·12H₂O)
  👉 मोलर द्रव्यमान = 482 g/mol

• पोटेशियम ऑक्सालेट (K₂C₂O₄·H₂O)
  👉 मोलर द्रव्यमान = 184 g/mol

• उत्पाद (K₃[Fe(C₂O₄)₃])
  👉 मोलर द्रव्यमान = 491 g/mol

3️⃣ मोल की गणना

मान लीजिए आपने लिया:

• फेरिक अमोनियम सल्फेट = 2.0 ग्राम

• पोटेशियम ऑक्सालेट = 2.0 ग्राम

✅ फेरिक अमोनियम सल्फेट के मोल:

 

$$\frac{2.0g}{482g\mathrm{/}mol}\approx 0.0041mol$$

 

✅ पोटेशियम ऑक्सालेट के मोल:

 

$$\frac{2.0g}{184g\mathrm{/}mol}\approx 0.0109mol$$

 

4️⃣ सीमित अभिकारक कौन?

• फ़ेरिक अमोनियम सल्फेट से मिलने वाले Fe³⁺ मोल = 0.0041 mol

• पोटेशियम ऑक्सालेट से मिलने वाले ऑक्सालेट आयन = 0.0109 mol

प्रतिक्रिया में Fe³⁺ की ज़रूरत =

$\frac{0.0109}{3} \approx 0.0036\,mol$

30.0109​≈0.0036mol
जो कि उपलब्ध 0.0041 mol से कम है, यानी ऑक्सालेट पर्याप्त है।
इसलिए, सीमित अभिकारक Fe³⁺ है।

5️⃣ उत्पाद का सैद्धांतिक द्रव्यमान (Theoretical Mass)

✅ चूँकि Fe³⁺ 0.0041 mol है और उसी के बराबर मोल complex बनेगा:

 

$$0.0041\,mol \times 491\,g/mol \approx 2.01\,g$$

 

6️⃣ प्राप्त क्रिस्टल का द्रव्यमान

• प्रयोग के दौरान कभी-कभी yield (प्राप्ति) 100% नहीं होती।

• मान लीजिए प्रयोग का yield 90% है।

• तब प्राप्त क्रिस्टल का द्रव्यमान:

 

$$\frac{90}{100}\times 2.01\approx 1.8g$$

 

🚀 निष्कर्ष (Final Answer)

👉 यदि प्रयोग में सभी steps सही हुए और yield लगभग 90% रहा, तो
करीब 1.8 ग्राम K₃[Fe(C₂O₄)₃] के हरे क्रिस्टल प्राप्त होंगे।

सावधानियाँ (Precautions):

⚠️ रसायनों को सही मात्रा में और सावधानीपूर्वक मिलाएँ।
⚠️ घोल को ज़्यादा गर्म न करें — 60°C से अधिक न बढ़े।
⚠️ क्रिस्टल को धूप में न सुखाएँ।
⚠️ प्रयोग करते समय दस्ताने और चश्मा पहनें।

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