व्यावहारिक अम्ल-क्षार विश्लेषण: HSC रसायन विज्ञान अभ्यास परीक्षा

इस मौलिक 42-अंकीय रसायन विज्ञान पुनरावृत्ति परीक्षा के साथ व्यावहारिक अम्ल-क्षार विश्लेषण की अपनी समझ जाँचें। डिजिटल pH और चालकता डेटा की व्याख्या करने, अंशांकन और नमूना-संग्रह विधियों का मूल्यांकन करने तथा पूर्ण हल और अंकन मार्गदर्शिका के साथ अपने ज्ञान का उपयोग करने का अभ्यास करें।

यह अम्ल-क्षार विश्लेषण के व्यावहारिक उपयोग पर दिए गए Chemistry 2025 पाठ्यक्रम-दायरे के लिए tutorgum का एक मौलिक अभ्यास प्रश्नपत्र है। इसमें जाँचा जाता है कि डिजिटल pH और चालकता प्रोब का अंशांकन कैसे किया जाता है, उनका उपयोग डेटा एकत्र करने और संसाधित करने के लिए कैसे किया जाता है, तथा उनकी विश्वसनीयता का मूल्यांकन कैसे किया जाता है। यह एक मौलिक पुनरावृत्ति संसाधन है, न कि NESA का कोई आधिकारिक, अनुमोदित, पूर्ववर्ती या पूर्वानुमानित प्रश्नपत्र।

01परीक्षा संबंधी निर्देश

शर्तविवरण
सुझाया गया पठन समय5 मिनट
सुझाया गया हल करने का समय55 मिनट
कुल अंक42
आवश्यक सामग्रीपेन या पेंसिल, स्केल और वैज्ञानिक कैलकुलेटर
गणना-कार्यअपनी गणनाएँ दिखाएँ और जहाँ उपयुक्त हो, इकाइयाँ शामिल करें।
पूर्णांकनप्रत्येक प्रश्न में माँगी गई परिशुद्धता का पालन करें।
तापमानजब तक अन्यथा न कहा गया हो, मान लें कि मापन 25°C पर किए जाते हैं।

मूल्यांकन का दायरा

यह प्रश्नपत्र अम्ल-क्षार विश्लेषण के व्यावहारिक उपयोग से संबंधित दिए गए Chemistry 2025 पाठ्यक्रम-दायरे पर केंद्रित है:

  • डेटा एकत्र करने के लिए डिजिटल pH और चालकता प्रोब का उपयोग करना।
  • उपकरणों का अंशांकन करना और उनके प्रदर्शन की जाँच करना।
  • बार-बार किए गए मापों को संसाधित करना और संख्यात्मक डेटा की व्याख्या करना।
  • परिशुद्धता, शुद्धता, विश्वसनीयता और संभावित मापन त्रुटियों का मूल्यांकन करना।
  • नमूना लेने की प्रक्रियाओं और किसी मापन विधि की उपयुक्तता का आकलन करना।

इस प्रश्नपत्र में अनुमापन की स्टॉइकियोमेट्री, साम्यावस्था संबंधी गणनाओं, कार्बनिक रसायन या Chemistry के असंबंधित मॉड्यूल का मूल्यांकन नहीं किया जाता है।

इस प्रश्नपत्र के लिए, 7.0 से कम pH अम्लीय विलयन को, pH 7.0 उदासीन विलयन को और 7.0 से अधिक pH क्षारीय विलयन को दर्शाता है।

हल किए गए समाधानों को देखने से पहले प्रत्येक प्रश्न का प्रयास करें। सही संख्यात्मक उत्तरों के साथ-साथ तर्क को स्पष्ट रूप से दर्शाने के लिए भी अंक दिए जाएँगे।

02प्रश्न

प्रश्न 1 (6 अंक)

एक विद्यार्थी कई जलीय नमूनों का विश्लेषण करने के लिए डिजिटल pH मीटर तैयार कर रहा है। मीटर का अंशांकन करने से पहले, विद्यार्थी प्रमाणित pH मान वाले तीन ताज़े बफर विलयनों से इसकी जाँच करता है।

प्रमाणित बफर pHअंशांकन से पहले मीटर की रीडिंग
4.004.18
7.007.12
10.009.76
प्रमाणित बफर pH के विरुद्ध डिजिटल pH मीटर की रीडिंग का बिखराव आलेख, जिसमें तीन मापे गए बिंदु और लेबल सहित आदर्श अनुरूपता रेखा दिखाई गई है।
  • मापी गई रीडिंग
  • आदर्श अनुरूपता
तीन प्रमाणित बफर विलयनों की मापी गई रीडिंग की तुलना आदर्श अनुरूपता रेखा से की गई है, जहाँ मीटर की रीडिंग प्रमाणित pH के बराबर होती है।

(a) मीटर की तीनों रीडिंग में से प्रत्येक के लिए निरपेक्ष त्रुटि की गणना करें। (3 अंक)

(b) उस बफर की पहचान करें जिसमें निरपेक्ष त्रुटि सबसे अधिक है और उस त्रुटि का परिमाण बताएँ। (1 अंक)

(c) समझाएँ कि केवल एक बफर पर निर्भर रहने के बजाय, अंशांकन में ऐसे ताज़े बफर विलयनों का उपयोग क्यों करना चाहिए जो नमूनों की अपेक्षित pH सीमा को समाहित करते हों। (2 अंक)

प्रश्न 2 (7 अंक)

एक विद्यार्थी अंशांकित डिजिटल pH प्रोब को एक अम्लीय नमूने में रखता है। विद्यार्थी नियमित समयांतराल पर प्रदर्शित pH दर्ज करता है।

बीता हुआ समय (s)प्रदर्शित pH
03.82
103.94
204.01
304.02
404.02
रेखा आलेख में 0, 10, 20, 30 और 40 सेकंड पर डिजिटल pH रीडिंग दिखाई गई हैं, जिनके सटीक मापे गए मान 3.82 से 4.02 तक हैं।
  • प्रदर्शित pH
40 सेकंड के दौरान मापे गए pH मान। समय के क्रम में डेटा बिंदु 3.82, 3.94, 4.01, 4.02 और 4.02 हैं। ये मान लेख में दिए गए प्रायोगिक डेटा हैं।

(a) वर्णन करें कि मापन अवधि के दौरान प्रदर्शित pH में किस प्रकार परिवर्तन होता है। (2 अंक)

(b) विद्यार्थी इस नियम का उपयोग करता है कि स्थिर रीडिंग की पुष्टि तभी होती है जब लगातार दो रीडिंग में कोई परिवर्तन न हो। दर्ज करने के लिए pH मान और वह समय बताएँ जब स्थिरता की पुष्टि होती है। (2 अंक)

(c) समझाएँ कि पहली प्रदर्शित रीडिंग दर्ज करने की तुलना में स्थिर रीडिंग की प्रतीक्षा करने से अधिक विश्वसनीय परिणाम क्यों मिल सकते हैं। (2 अंक)

(d) ऐसी एक मापन परिस्थिति बताएँ जिसे कई नमूनों के pH की तुलना करते समय स्थिर रखा जाना चाहिए। (1 अंक)

प्रश्न 3 (7 अंक)

एक तकनीशियन एक ही अंशांकित pH मीटर का उपयोग करके दो जलीय नमूनों का मापन करता है। समान मापन परिस्थितियों में प्रत्येक नमूने के लिए तीन रीडिंग ली जाती हैं।

नमूनारीडिंग 1रीडिंग 2रीडिंग 3
X3.213.233.22
Y5.785.805.79

(a) नमूना X और नमूना Y के तीन-तीन प्रदर्शित pH मानों का अंकगणितीय माध्य निकालें। प्रत्येक परिणाम दो दशमलव स्थानों तक दें। (4 अंक)

(b) डेटा के आधार पर अपना उत्तर समर्थित करते हुए बताएँ कि कौन-सा नमूना अधिक अम्लीय है। (1 अंक)

(c) समझाएँ कि बार-बार ली गई रीडिंग के बीच का फैलाव परिशुद्धता के बारे में क्या बताता है। यह भी समझाएँ कि केवल इन परिणामों से यह स्थापित क्यों नहीं किया जा सकता कि मापन शुद्ध हैं। (2 अंक)

प्रश्न 4 (7 अंक)

एक प्रयोगशाला तीन जलीय नमूनों का विश्लेषण करने के लिए डिजिटल pH प्रोब और डिजिटल चालकता प्रोब का उपयोग करती है। सभी मापन एक ही तापमान पर किए जाते हैं।

परिणाम नीचे दिए गए हैं।

नमूनाpHचालकता (\(\mathrm{mS\,cm^{-1}}\))
A2.81.60
B7.11.42
C2.90.08

(a) प्रत्येक नमूने के pH के आधार पर उसे अम्लीय, उदासीन या क्षारीय वर्गीकृत करें। (3 अंक)

(b) सबसे अधिक चालकता वाले नमूने की पहचान करें। (1 अंक)

(c) समझाएँ कि चालकता के परिणामों का उपयोग अम्लीयता की सीधी क्रम-रैंकिंग के लिए क्यों नहीं किया जा सकता, भले ही नमूना B की चालकता सबसे अधिक हो। (3 अंक)

प्रश्न 5 (7 अंक)

एक विद्यार्थी दो अलग-अलग स्थलों से एकत्र किए गए पानी के pH की तुलना करना चाहता है।

विद्यार्थी निम्नलिखित प्रक्रिया अपनाता है:

  1. डिजिटल pH मीटर का अंशांकन केवल pH 7.00 बफर का उपयोग करके करता है।
  2. प्रत्येक स्थल से 100 mL का एक नमूना उसी बीकर का उपयोग करके एकत्र करता है और नमूनों के बीच बीकर को बिना धोए इस्तेमाल करता है।
  3. प्रोब को प्रत्येक नमूने में डालता है और सबसे पहले प्रदर्शित होने वाली संख्या दर्ज करता है।
  4. दर्ज किए गए दोनों pH मानों की तुलना करता है।

(a) इस प्रक्रिया की दो कमियों की पहचान करें। (2 अंक)

(b) भाग (a) में पहचानी गई प्रत्येक कमी के लिए एक विशिष्ट सुधार सुझाएँ और समझाएँ कि उससे परिणामों की गुणवत्ता कैसे बेहतर होगी। (4 अंक)

(c) समझाएँ कि एकत्र किए गए एक ही नमूने से बार-बार रीडिंग लेना, उसी स्थल से स्वतंत्र नमूने एकत्र करने का विकल्प क्यों नहीं है। (1 अंक)

प्रश्न 6 (8 अंक)

एक प्रयोगशाला तीन जलीय नमूनों की तुलना करने के लिए डिजिटल चालकता प्रोब का उपयोग करती है।

नमूनों का मापन करने से पहले, तकनीशियन एक संदर्भ विलयन का उपयोग करके प्रोब की जाँच करता है, जिसकी अपेक्षित चालकता \(1.00\ \mathrm{mS\,cm^{-1}}\) है। सभी नमूनों का मापन पूरा होने के बाद तकनीशियन इस जाँच को दोहराता है।

इस प्रश्न के लिए, संदर्भ जाँच तभी स्वीकार्य है जब उसका मापा गया मान अपेक्षित मान से \(\pm 0.05\ \mathrm{mS\,cm^{-1}}\) की सीमा के भीतर हो।

संदर्भ जाँच के परिणाम हैं:

जाँचमापी गई चालकता (\(\mathrm{mS\,cm^{-1}}\))
नमूनों का मापन शुरू होने से पहले1.03
नमूनों का मापन पूरा होने के बाद1.20

नमूनों के मापन इस प्रकार हैं:

नमूनारीडिंग 1 (\(\mathrm{mS\,cm^{-1}}\))रीडिंग 2 (\(\mathrm{mS\,cm^{-1}}\))
P0.420.44
Q0.870.89
R0.430.71

(a) नमूना P और नमूना Q की औसत चालकता की गणना करें। प्रत्येक उत्तर दो दशमलव स्थानों तक दें। (2 अंक)

(b) नमूना R की दोनों रीडिंग के बीच का निरपेक्ष अंतर निकालें। नमूने P और Q के परिणामों की तुलना में इसकी संगति का आकलन करें। (2 अंक)

(c) संदर्भ जाँच के परिणामों का उपयोग करके मूल्यांकन करें कि क्या चालकता प्रोब पूरे मापन-क्रम के दौरान स्थिर रहा। परिणामों को तुलना के लिए स्वीकार करने से पहले उठाए जाने वाले अगले कदम सुझाएँ। (4 अंक)

03हल किए गए समाधान और अंकन मार्गदर्शिका

समाधान 1

(a) निरपेक्ष त्रुटियाँ

निरपेक्ष त्रुटि, मापे गए मान और उसके प्रमाणित मान के बीच के अंतर का परिमाण होती है।

\[ \text{निरपेक्ष त्रुटि} = |\text{मीटर की रीडिंग}-\text{प्रमाणित pH}| \]

pH 4.00 बफर के लिए:

\[ |4.18-4.00|=0.18 \]

pH 7.00 बफर के लिए:

\[ |7.12-7.00|=0.12 \]

pH 10.00 बफर के लिए:

\[ |9.76-10.00|=0.24 \]

इसलिए, निरपेक्ष त्रुटियाँ क्रमशः 0.18, 0.12 और 0.24 pH इकाइयाँ हैं।

अंकन मार्गदर्शिका (3 अंक):

  • प्रत्येक सही निरपेक्ष त्रुटि के लिए 1 अंक।

(b) सबसे बड़ी निरपेक्ष त्रुटि

pH 10.00 बफर में सबसे बड़ी निरपेक्ष त्रुटि है, जो 0.24 pH इकाइयाँ है।

अंकन मार्गदर्शिका (1 अंक):

  • pH 10.00 बफर और उसकी त्रुटि की सही पहचान के लिए 1 अंक।

(c) अंशांकन का उद्देश्य

अंशांकन में किसी उपकरण की प्रतिक्रिया की तुलना ज्ञात pH वाले विलयनों से की जाती है और आवश्यकता के अनुसार उसकी प्रतिक्रिया को समायोजित किया जाता है।

नमूनों की अपेक्षित सीमा को समाहित करने वाले बफर विलयनों का उपयोग करने से उस पूरी सीमा में विश्वसनीय रीडिंग स्थापित करने में मदद मिलती है। केवल एक बफर से यह स्थापित नहीं किया जा सकता कि मीटर बहुत अलग pH मानों पर भी सटीक प्रतिक्रिया देता है। ताज़े विलयन उपयोग करने से संदूषण के कारण अंशांकन प्रभावित होने का जोखिम भी कम होता है।

अंकन मार्गदर्शिका (2 अंक):

  • यह समझाने के लिए 1 अंक कि अंशांकन ज्ञात मानों के आधार पर मीटर की प्रतिक्रिया स्थापित करता है या उसे समायोजित करता है।
  • यह समझाने के लिए 1 अंक कि कई उपयुक्त बफर अपेक्षित सीमा में प्रतिक्रिया की जाँच करते हैं और ताज़े बफर संदूषण का जोखिम कम करते हैं।

समाधान 2

(a) प्रदर्शित pH में परिवर्तन

प्रदर्शित pH, 3.82 से बढ़कर 4.02 हो जाता है। समय के साथ वृद्धि का परिमाण कम होता जाता है और अंतिम दो रीडिंग अपरिवर्तित रहती हैं।

अंकन मार्गदर्शिका (2 अंक):

  • 3.82 से 4.02 तक समग्र वृद्धि की पहचान के लिए 1 अंक।
  • यह पहचानने के लिए 1 अंक कि अंत की ओर रीडिंग स्थिर होने लगती हैं।

(b) स्थिर रीडिंग

दर्ज किया जाने वाला pH मान 4.02 है और 40 सेकंड पर स्थिरता की पुष्टि होती है।

30 सेकंड और 40 सेकंड पर दोनों रीडिंग 4.02 हैं। दूसरी अपरिवर्तित रीडिंग यह पुष्टि करती है कि बताए गए नियम के अनुसार प्रदर्शित मान स्थिर है।

अंकन मार्गदर्शिका (2 अंक):

  • pH 4.02 दर्ज करने के लिए 1 अंक।
  • 40 सेकंड को पुष्टि का समय बताने और उसे दोनों अपरिवर्तित रीडिंग से जोड़ने के लिए 1 अंक।

(c) स्थिर रीडिंग की प्रतीक्षा क्यों करें?

प्रोब के नमूने के प्रति प्रतिक्रिया देने के दौरान उपकरण का प्रदर्शित मान बदल सकता है। बदलते हुए मान को दर्ज करना किसी स्थिर मापन का प्रतिनिधित्व नहीं कर सकता और इससे नमूनों के बीच तुलना कम विश्वसनीय हो सकती है।

स्थिर रीडिंग की प्रतीक्षा करने से मापन का एकसमान नियम लागू होता है और मान को बहुत जल्दी दर्ज करने से होने वाली त्रुटियाँ कम होती हैं।

अंकन मार्गदर्शिका (2 अंक):

  • यह समझाने के लिए 1 अंक कि शुरुआती प्रदर्शित मान अभी भी बदल रहा हो सकता है।
  • स्थिर रीडिंग को अधिक विश्वसनीय या तुलनीय परिणामों से जोड़ने के लिए 1 अंक।

(d) नियंत्रित परिस्थिति

स्वीकार्य उत्तरों में नमूने का तापमान, प्रोब को नमूने में डुबोने की गहराई, नमूने का आयतन या नमूनों के बीच प्रोब को धोने की प्रक्रिया शामिल हैं।

अंकन मार्गदर्शिका (1 अंक):

  • ऐसी एक प्रासंगिक परिस्थिति की पहचान के लिए 1 अंक जिसे स्थिर रखा जाना चाहिए।

समाधान 3

(a) अंकगणितीय माध्य

नमूना X के लिए:

\[ \begin{aligned} \text{औसत pH} &=\frac{3.21+3.23+3.22}{3}\\ &=\frac{9.66}{3}\\ &=3.22 \end{aligned} \]

नमूना Y के लिए:

\[ \begin{aligned} \text{औसत pH} &=\frac{5.78+5.80+5.79}{3}\\ &=\frac{17.37}{3}\\ &=5.79 \end{aligned} \]

प्रदर्शित pH का औसत नमूना X के लिए 3.22 और नमूना Y के लिए 5.79 है।

ये उपकरण की रीडिंग के अंकगणितीय माध्य हैं। चूँकि pH एक लघुगणकीय माप है, इसलिए इन माध्यों को हाइड्रोजन आयन की सांद्रता के सीधे अंकगणितीय माध्य के रूप में नहीं समझना चाहिए।

अंकन मार्गदर्शिका (4 अंक):

  • नमूना X के लिए 2 अंक: सही औसत निकालने के लिए 1 अंक और 3.22 के परिणाम के लिए 1 अंक।
  • नमूना Y के लिए 2 अंक: सही औसत निकालने के लिए 1 अंक और 5.79 के परिणाम के लिए 1 अंक।

(b) अधिक अम्लीय नमूना

नमूना X अधिक अम्लीय है, क्योंकि इसका औसत pH 3.22, नमूना Y के औसत pH 5.79 से कम है।

अंकन मार्गदर्शिका (1 अंक):

  • नमूना X की पहचान करने और कम pH के आधार पर अपने उत्तर का समर्थन करने के लिए 1 अंक।

(c) परिशुद्धता और शुद्धता

प्रत्येक नमूने की रीडिंग में बहुत कम फैलाव अच्छी पुनरावृत्तता या परिशुद्धता को दर्शाता है। रीडिंग एक-दूसरे के काफ़ी निकट हैं।

हालाँकि, परिशुद्धता से शुद्धता स्थापित नहीं होती। यदि मीटर में कोई व्यवस्थित त्रुटि है, जैसे गलत अंशांकन, तो तीनों रीडिंग एक-दूसरे के निकट हो सकती हैं, फिर भी वास्तविक pH से अलग हो सकती हैं।

अंकन मार्गदर्शिका (2 अंक):

  • रीडिंग के कम फैलाव को अच्छी परिशुद्धता या पुनरावृत्तता से जोड़ने के लिए 1 अंक।
  • यह समझाने के लिए 1 अंक कि व्यवस्थित त्रुटि सभी रीडिंग को प्रभावित कर सकती है, इसलिए अंशांकन या शुद्धता की किसी अन्य जाँच की अभी भी आवश्यकता है।

समाधान 4

(a) pH के आधार पर वर्गीकरण

  • नमूना A: अम्लीय, क्योंकि इसका pH 2.8 है।
  • नमूना B: क्षारीय, क्योंकि इसका pH 7.1 है।
  • नमूना C: अम्लीय, क्योंकि इसका pH 2.9 है।

अंकन मार्गदर्शिका (3 अंक):

  • प्रत्येक सही वर्गीकरण के लिए 1 अंक।

(b) सबसे अधिक चालकता

नमूना A की चालकता सबसे अधिक है, जो \(1.60\ \mathrm{mS\,cm^{-1}}\) है।

अंकन मार्गदर्शिका (1 अंक):

  • नमूना A की पहचान के लिए 1 अंक।

(c) चालकता की व्याख्या

चालकता यह मापती है कि कोई विलयन विद्युत धारा को कितनी आसानी से प्रवाहित होने देता है। विलयन में उपस्थित गतिशील आयन इस धारा का वहन करते हैं।

चालकता उपस्थित आयनों की सांद्रता और गतिशीलता पर निर्भर करती है। यह सीधे pH नहीं मापती और न ही किसी विलयन के अम्लीय या क्षारीय होने की विशिष्ट पहचान करती है।

इसलिए, नमूना B की चालकता अधिक हो सकती है, जबकि उसका pH 7.1 है। घुले हुए आयन चालकता में योगदान दे सकते हैं, लेकिन इससे विलयन आवश्यक रूप से प्रबल अम्लीय नहीं बनता।

नमूनों को अम्लीयता के आधार पर क्रमबद्ध करने के लिए pH प्रोब उपयुक्त उपकरण है। चालकता विलयन की विद्युत धारा प्रवाहित करने की क्षमता के बारे में अतिरिक्त जानकारी देती है, लेकिन इस उद्देश्य के लिए pH मापन का स्थान नहीं ले सकती।

अंकन मार्गदर्शिका (3 अंक):

  • यह समझाने के लिए 1 अंक कि गतिशील आयन विलयन को विद्युत धारा प्रवाहित करने में सक्षम बनाते हैं।
  • यह समझाने के लिए 1 अंक कि चालकता आयनिक मात्रा पर निर्भर करती है और pH का प्रत्यक्ष माप नहीं है।
  • नमूना B पर इस अंतर को लागू करने या यह समझाने के लिए 1 अंक कि केवल चालकता से अम्लीयता का क्रम निर्धारित क्यों नहीं किया जा सकता।

समाधान 5

(a) प्रक्रिया की कमियाँ

निम्नलिखित में से कोई भी दो उत्तर स्वीकार्य हैं:

  1. केवल pH 7.00 बफर का उपयोग करने से अपेक्षित व्यापक pH सीमा में मीटर की प्रतिक्रिया स्थापित नहीं होती।
  2. बीकर को बिना धोए दोबारा उपयोग करने से एक नमूने की सामग्री अगले नमूने में स्थानांतरित हो सकती है।
  3. सबसे पहले प्रदर्शित संख्या दर्ज करने से ऐसी रीडिंग दर्ज हो सकती है जो अभी स्थिर नहीं हुई है।
  4. प्रत्येक स्थल से केवल एक नमूना एकत्र करने से उस स्थल के भीतर होने वाले बदलावों के बारे में सीमित जानकारी मिलती है।

अंकन मार्गदर्शिका (2 अंक):

  • प्रत्येक अलग और वैध कमी के लिए 1 अंक।

(b) सुधार और उनके प्रभाव

कई वैध तरीके संभव हैं। उदाहरण नीचे दिए गए हैं:

कमीसुधारइससे लाभ क्यों होता है
केवल एक अंशांकन बफर का उपयोग किया जाता है।ताज़े, उपयुक्त बफर विलयनों का उपयोग करके अंशांकन करें जो नमूनों की अपेक्षित pH सीमा को समाहित करते हों।pH मानों की अधिक व्यापक सीमा में मीटर की प्रतिक्रिया की जाँच होती है।
बीकर को बिना धोए दोबारा उपयोग किया जाता है।अलग-अलग साफ़ और लेबल लगे पात्रों का उपयोग करें, या नमूनों के बीच बीकर को उचित तरीके से साफ़ करें।नमूनों के बीच परस्पर संदूषण कम होता है।
पहली प्रदर्शित रीडिंग दर्ज की जाती है।रीडिंग दर्ज करने से पहले उसके स्थिर होने की प्रतीक्षा करें।बदलते हुए मान को दर्ज करने से होने वाली त्रुटियाँ कम होती हैं।
प्रत्येक स्थल से केवल एक नमूना एकत्र किया जाता है।एकसमान नमूना-संग्रह विधि का उपयोग करके कई स्वतंत्र नमूने एकत्र करें।प्रत्येक स्थल के भीतर होने वाले बदलावों के बारे में साक्ष्य मिलता है।

अंकन मार्गदर्शिका (4 अंक):

  • संबोधित की गई प्रत्येक कमी के लिए 2 अंक: एक विशिष्ट और उपयुक्त सुधार के लिए 1 अंक तथा यह समझाने के लिए 1 अंक कि उससे मापन या नमूना-संग्रह की गुणवत्ता कैसे बेहतर होती है।
  • प्रत्येक सुधार भाग (a) में पहचानी गई किसी कमी के अनुरूप होना चाहिए।

चार चरणों में विश्वसनीय pH मापन

  1. अंशांकन करें

    ताज़े, उपयुक्त pH बफर उपयोग करें।

    नमूनों की अपेक्षित pH सीमा को समाहित करें।

  2. नमूने लें और लेबल लगाएँ

    स्वतंत्र नमूने एकत्र करें।

    अलग-अलग साफ़, लेबल लगे पात्रों का उपयोग करें।

  3. सावधानी से मापें

    नमूनों के बीच प्रोब धोएँ।

    रीडिंग स्थिर होने की प्रतीक्षा करें।

  4. दोहराएँ और जाँचें

    मापन दोहराएँ और मीटर के प्रदर्शन की जाँच करें।

    इन जाँचों के बाद ही परिणामों की तुलना करें।

विश्वसनीय pH तुलना के लिए सावधानीपूर्वक अंशांकन, स्वच्छ नमूना-संग्रह, स्थिर रीडिंग और परिणामों की तुलना से पहले दोबारा जाँच करना आवश्यक है।

(c) बार-बार रीडिंग लेना बनाम स्वतंत्र नमूने एकत्र करना

एक ही पात्र से बार-बार रीडिंग लेने से मुख्य रूप से मापन की पुनरावृत्तता का आकलन होता है। स्वतंत्र नमूने एकत्र करने से उस स्थल से लिए गए विभिन्न नमूनों के बीच होने वाले बदलावों की जानकारी भी मिलती है।

अंकन मार्गदर्शिका (1 अंक):

  • उपकरण की पुनरावृत्तता और स्वतंत्र रूप से एकत्र किए गए नमूनों के बीच होने वाले बदलावों में अंतर स्पष्ट करने के लिए 1 अंक।

समाधान 6

(a) औसत चालकता

नमूना P के लिए:

\[ \begin{aligned} \text{औसत चालकता} &=\frac{0.42+0.44}{2}\\ &=0.43\ \mathrm{mS\,cm^{-1}} \end{aligned} \]

नमूना Q के लिए:

\[ \begin{aligned} \text{औसत चालकता} &=\frac{0.87+0.89}{2}\\ &=0.88\ \mathrm{mS\,cm^{-1}} \end{aligned} \]

औसत चालकता नमूना P के लिए \(0.43\ \mathrm{mS\,cm^{-1}}\) और नमूना Q के लिए \(0.88\ \mathrm{mS\,cm^{-1}}\) है।

अंकन मार्गदर्शिका (2 अंक):

  • नमूना P का सही औसत निकालने के लिए 1 अंक।
  • नमूना Q का सही औसत निकालने के लिए 1 अंक।

(b) नमूना R की संगति

नमूना R की दोनों रीडिंग के बीच का निरपेक्ष अंतर है:

\[ \begin{aligned} \text{अंतर} &=|0.71-0.43|\\ &=0.28\ \mathrm{mS\,cm^{-1}} \end{aligned} \]

नमूना P और Q के लिए अंतर क्रमशः इस प्रकार हैं:

\[ |0.44-0.42|=0.02\ \mathrm{mS\,cm^{-1}} \]

\[ |0.89-0.87|=0.02\ \mathrm{mS\,cm^{-1}} \]

नमूना R की संगति, नमूना P और Q की तुलना में काफ़ी कम है। इसकी दोनों रीडिंग की जाँच की जानी चाहिए, न कि उन्हें स्वतः समान रूप से विश्वसनीय मापन मान लिया जाना चाहिए।

अंकन मार्गदर्शिका (2 अंक):

  • \(0.28\ \mathrm{mS\,cm^{-1}}\) के निरपेक्ष अंतर के लिए 1 अंक।
  • यह पहचानने के लिए 1 अंक कि नमूना R की रीडिंग, नमूना P और Q की रीडिंग की तुलना में बहुत कम संगत हैं।

(c) उपकरण की स्थिरता और अगले कदम

अपेक्षित संदर्भ चालकता \(1.00\ \mathrm{mS\,cm^{-1}}\) है।

मापन-क्रम से पहले मापा गया मान \(1.03\ \mathrm{mS\,cm^{-1}}\) है। अपेक्षित मान से इसका निरपेक्ष अंतर है:

\[ |1.03-1.00|=0.03\ \mathrm{mS\,cm^{-1}} \]

यह \(0.05\ \mathrm{mS\,cm^{-1}}\) के अनुमत अंतर के भीतर है, इसलिए शुरुआती जाँच स्वीकार्य है।

मापन-क्रम के बाद मापा गया मान \(1.20\ \mathrm{mS\,cm^{-1}}\) है:

\[ |1.20-1.00|=0.20\ \mathrm{mS\,cm^{-1}} \]

यह अनुमत अंतर से अधिक है। मापन के बाद की जाँच अस्वीकार्य है और यह संकेत देती है कि मापन के दौरान उपकरण का प्रदर्शन बदल गया हो सकता है।

तकनीशियन को पूरे डेटा-समुच्चय को सत्यापित मानकर स्वीकार नहीं करना चाहिए। उपयुक्त तरीके से प्रोब का दोबारा अंशांकन किया जाना चाहिए, संदर्भ विलयन से उसकी फिर से जाँच की जानी चाहिए और स्वीकार्य प्रदर्शन स्थापित होने के बाद नमूनों का मापन दोहराया जाना चाहिए। नमूना R का भी दोबारा मापन किया जाना चाहिए, क्योंकि उसकी दो रीडिंग में काफ़ी अंतर है।

अंकन मार्गदर्शिका (4 अंक):

  • यह पहचानने के लिए 1 अंक कि शुरुआती जाँच स्वीकार्य है, क्योंकि उसका विचलन \(0.03\ \mathrm{mS\,cm^{-1}}\) है।
  • यह पहचानने के लिए 1 अंक कि अंतिम जाँच अस्वीकार्य है, क्योंकि उसका विचलन \(0.20\ \mathrm{mS\,cm^{-1}}\) है।
  • यह निष्कर्ष निकालने के लिए 1 अंक कि उपकरण ने पूरे मापन-क्रम के दौरान स्थिर प्रदर्शन प्रदर्शित नहीं किया।
  • परिणामों की तुलना स्वीकार करने से पहले दोबारा अंशांकन करने, संदर्भ विलयन से सत्यापन करने और प्रभावित मापनों को दोहराने की सिफ़ारिश के लिए 1 अंक।