કન્ડક્ટોમેટ્રી (અથવા કન્ડક્ટીમેટ્રી) અને કન્ડક્ટોમેટ્રિક (અથવા કન્ડક્ટીમેટ્રિક) અનુમાપનો

કન્ડક્ટોમેટ્રી (અથવા કન્ડક્ટીમેટ્રી) અને કન્ડક્ટોમેટ્રિક (અથવા કન્ડક્ટીમેટ્રિક) અનુમાપનો : દ્રાવણની વાહકતા માપીને (સીધી કન્ડક્ટોમેટ્રી), અથવા પ્રક્રિયા મિશ્રણ(અનુમાપ્ય, titranic)માં ચોક્કસ (જ્ઞાત) પ્રમાણમાં અનુમાપક (titrant) ઉમેરતાં જઈ (તેના) ઉમેરા સાથે સતત વાહકતા માપીને (કન્ડક્ટોમેટ્રિક અનુમાપન), દ્રાવ્ય પદાર્થની સાંદ્રતા નક્કી કરવાની પદ્ધતિ. સીધી કન્ડક્ટોમેટ્રી એ આયનિક સંકેન્દ્રણો માપવાની વધુ સંવેદી પદ્ધતિ છે પણ તેનો ઉપયોગ સંભાળપૂર્વક કરવો જોઈએ, કારણ કે દ્રાવણમાં રહેલ કોઈ પણ વીજભારિત સ્પીસિઝ કુલ વીજવાહકતામાં ફાળો આપે છે. કન્ડક્ટોમેટ્રિક અનુમાપન દરમિયાન વાહકતામાં જ્યારે એકાએક ફેરફાર થાય તે બિંદુને તુલ્યતાબિંદુ (equivalence point) કહે છે. ઘણી વાર દ્રાવણ રંગીન હોવાને કારણે રંગપરિવર્તન આપતા સામાન્ય ઍસિડ-બેઝ સૂચકો વાપરી ન શકાય તેવા સંજોગોમાં આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ થાય છે; જોકે તેનો ઉપયોગ પણ જેમાં પ્રક્રિયકોના વધુ જથ્થા ન હોય તેવી સાદી પ્રણાલીઓ પૂરતો મર્યાદિત છે. તેનું સ્થાન હવે પોટેન્શિયોમિતીય અનુમાપનોએ લીધું છે; પરંતુ એવા પણ સંજોગો હોય છે કે જ્યાં કન્ડક્ટોમેટ્રિક અનુમાપનો ઉપયોગી નીવડે છે.

સીધાં કન્ડક્ટીમેટ્રિક માપનો : નિસ્યંદિત અથવા વિઆયનીકૃત (de-ionised) પાણીની શુદ્ધતા સામાન્ય રીતે કન્ડક્ટીમેટ્રિક માપનો વડે ચકાસી શકાય છે. શુદ્ધ પાણીની વિદ્યુતવાહકતા લગભગ 5 ´ 10^–8 W^–1 – સેમી^–1 જેટલી હોય છે. તેમાં અલ્પ પ્રમાણમાં પણ આયનિક અશુદ્ધિ હોય તો વિદ્યુતવાહકતામાં ઘણો વધારો થાય છે. આથી પ્રયોગશાળામાં વિઆયનીકૃત પાણી ઉત્પન્ન કરતાં આયન વિનિમય-એકમોનું પ્રચાલન (operation) ચકાસવા કન્ડક્ટિમેટ્રિક નિરીક્ષણનો ઉપયોગ થાય છે. અર્ધવાહકોના ઉત્પાદન કે જેમાં અતિ શુદ્ધ પાણી જરૂરી હોય છે ત્યાં પણ આ પદ્ધતિ ઉપયોગમાં લેવાય છે. આ ઉપરાંત બૉઇલર-પ્રભરણ (boiler feed) પાણીના અને વરાળ ઉત્પન્ન કરતાં મોટાં સંયંત્રોમાં બૉઇલર-અવધમન(boiler-down)ના નિયંત્રણ માટે, ઍસિડ-ઉપચારક (acid pickling) કુંડ (bath) તેમજ આલ્કલાઇન અપસ્નેહન (degreasing) કુંડની સાંદ્રતા ચકાસવા, તેમજ પ્રક્ષાલન (rinsing) અને ધોવાની વિધિ બરાબર (સંપૂર્ણ) થઈ છે કે કેમ તે જાણવા આ માપનો વપરાય છે. નદીઓ અને સરોવરોના પ્રદૂષણ-નિયંત્રણ માટે તથા સમુદ્રવિજ્ઞાન(oceanography)માં લવણતા(saltness)નાં મૂલ્યો જાણવા પણ કન્ડક્ટીમેટ્રિક અનુશ્રવણ (monitoring) ઉપયોગમાં લેવાય છે. આયન ક્રૉમેટોગ્રાફીમાં નિક્ષાલન-દ્રવ્ય(eluate)નું આયન-સંકેન્દ્રણ માપવાની સંવેદી પદ્ધતિ તરીકે પણ આ પદ્ધતિ ઉપયોગી છે.

કન્ડક્ટીમેટ્રિક અનુમાપનો : એક વિદ્યુતવિભાજ્યના દ્રાવણમાં બીજો વિદ્યુતવિભાજ્ય એવી રીતે ઉમેરાય કે જેથી કદમાં નોંધપાત્ર ફેરફાર ન થાય તેવા સંજોગોમાં દ્રાવણની વિદ્યુતવાહકતા તેમાં આયનિક પ્રક્રિયાઓ થવા ઉપર આધાર રાખે છે. જો આયનિક પ્રક્રિયા થાય તો વિદ્યુતવાહકતામાં વધારો કે ઘટાડો થઈ શકે છે; દા.ત., એક પ્રબળ ઍસિડમાં પ્રબળ બેઝ ઉમેરવામાં આવે તો વાહકતા ઘટે છે, કારણ કે ઍસિડમાંના ઊંચી વાહકતાવાળા હાઇડ્રોજન આયન(H⁺)નું સ્થાન બીજો ઓછી વાહકતાવાળો આયન લે છે. કન્ડક્ટીમેટ્રિક અનુમાપનોનો આ મૂળ સિદ્ધાંત છે. તેનાં કોઈ એક વાહકતાવાળા આયનનું સ્થાન બીજી વાહકતાવાળા આયનો લે છે.

ધારો કે A⁺B^– જેવા પ્રબળ વિદ્યુતવિભાજ્યમાં C⁺D^– જેવો વિદ્યુતવિભાજ્ય ઉમેરવામાં આવે છે. જો કેટાયન A⁺ (જેનું પ્રમાણ માપવાનું છે) પ્રક્રિયકના આયન D^– સાથે પ્રક્રિયા કરે અને AD નીપજ અદ્રાવ્ય હોય અથવા અલ્પ પ્રમાણમાં આયનીકરણ પામતી હોય તો પ્રક્રિયા નીચે પ્રમાણે લખી શકાય :

A⁺B^– + C⁺D^– = AD + C⁺B^–

આમ દ્રાવણમાં થતી પ્રક્રિયાને કારણે A⁺ આયનોનું સ્થાન C⁺ આયનો લે છે. જો C⁺ આયનની વાહકતા A⁺ કરતાં વધુ હોય તો અનુમાપન આગળ વધે તેમ દ્રાવણની વિદ્યુતવાહકતામાં વધારો થશે અને જો A⁺ કરતાં C⁺ની વાહકતા ઓછી હોય તો તેમાં ઘટાડો થશે. આ રીતે તટસ્થીકરણ, અવક્ષેપન, સંકીર્ણોદભવન જેવી પ્રક્રિયાઓની પ્રગતિ દરમિયાન વાહકતામાં ફેરફાર થશે અને તેનો ઉપયોગ પ્રક્રિયાની પ્રગતિ તથા અંત્યબિંદુ (end point) નક્કી કરવા થઈ શકે.

કન્ડક્ટીમેટ્રિક અનુમાપનોમાં અનુમાપ્યનો ચોક્કસ જથ્થો (કદ) પિપેટ વડે લઈ તેમાં બ્યુરેટમાંથી અનુમાપકનું થોડું થોડું કદ ઉમેરતાં જવામાં આવે છે. અને પ્રત્યેક ઉમેરા પછી દ્રાવણની વાહકતા માપવામાં આવે છે. આ રીતે મળતાં માપનો પરથી વાહકતા વિરુદ્ધ ઉમેરેલા અનુમાપકનાં કદનો આલેખ દોરવામાં આવે છે, જે આદર્શ રીતે તે એકબીજાંને તુલ્યતાબિંદુએ છેદતી બે સીધી રેખાઓ રૂપે મળવો જોઈએ. બે રેખાઓ વચ્ચેનો આંતરછેદનો ખૂણો જેમ લઘુ (acute) તથા આરેખનાં બિંદુઓ સીધી રેખા ઉપર જેમ વધુ તેમ પદ્ધતિની ચોકસાઈ વધુ. વળી અનુમાપન દરમિયાન કદમાં ઝાઝો ફેરફાર થવો ન જોઈએ. આ મંદન-અસરના સુધારા રૂપે વાહકતાને મંદન અવયવ (V + n)/V (જ્યાં V = મૂળ દ્રાવણનું કદ, n = ઉમેરેલા પ્રક્રિયકનું કદ) વડે ગુણવામાં આવે છે. વળી જળવિઘટન (hydrolysis), વિયોજન, અથવા પ્રક્રિયા નીપજની દ્રાવ્યતાને કારણે તુલ્યતાબિંદુની આસપાસનાં બિંદુઓ આલેખ દોરવા માટે સામાન્ય રીતે ઉપયોગી રહેતાં નથી; કારણ કે આવે વખતે એક અથવા બન્ને વક્રો આ બિંદુએ ગોળાકાર બને છે. કંડક્ટીમેટ્રિક માપનો દરમિયાન તાપમાનનું નિયંત્રણ પણ જરૂરી છે. વળી દ્રાવણમાં અન્ય વિદ્યુતવિભાજ્યો હાજર ન હોય તે પણ અગત્યનું છે.

આમાપનો માટે અનુમાપનને પાયરેક્સ (Pyrex) કે એવા ખાસ પ્રકારના કાચના બનેલા અને કાળા પ્લૅટિનમના વીજધ્રુવો ધરાવતા કોષમાં લેવામાં આવે છે અને વાહકતા વ્હીટસ્ટન બ્રિજ કે કંડક્ટીવિટી-મિટર વડે માપવામાં આવે છે. આ માટે 10³ Hzની આવૃત્તિવાળો ઊલટસૂલટ વીજપ્રવાહ વપરાય છે. આવાં અનુમાપનોના પ્રકાર નીચે પ્રમાણે છે :

(1) પ્રબળ ઍસિડ વિ. પ્રબળ/નિર્બળ બેઝ

(2) નિર્બળ ઍસિડ વિ. પ્રબળ બેઝ

(3) નિર્બળ ઍસિડ વિ. નિર્બળ બેઝ

(4) પ્રબળ તથા નિર્બળ ઍસિડનું મિશ્રણ વિ. પ્રબળ બેઝ આ પ્રકારનાં અનુમાપનોનાં મળતા આલેખો આકૃતિમાં દર્શાવ્યા છે :

આ ઉપરાંત વિસ્થાપન (displacement) અનુમાપનો (દા.ત., સોડિયમ એસિટેટ વિ. હાઇડ્રૉક્લોરિક ઍસિડ), અવક્ષેપન અનુમાપનો (દા.ત., સિલ્વર નાઇટ્રેટ વિ. સોડિયમ ક્લોરાઇડ) તેમજ સંકીર્ણોદભવન (complexation) અનુમાપનો (દા.ત., EDTA વિ. ધાત્વિક આયનો) પણ કન્ડક્ટીમિતીય રીતે થઈ શકે છે.

પ્રવીણસાગર સત્યપંથી