સપ્રમાણતા (normality) : દ્રાવણની સાંદ્રતા દર્શાવવાની એક પદ્ધતિ. સંજ્ઞા N. દ્રાવણમાં ઓગળેલા પદાર્થોની સાંદ્રતા દર્શાવવા માટે અનેક રીતો ઉપયોગમાં લેવાય છે; જેમ કે મોલૅરિટી (molarity), મોલૅલિટી (molality), સપ્રમાણતા, મોલ અંશ (mole fraction), ટકાવાર પ્રમાણ વગેરે. આ પૈકી સીધા ઍસિડ-બેઝ પ્રકાર જેવાં અનુમાપનોમાં સપ્રમાણતાનો ઉપયોગ ગણતરીની દૃદૃષ્ટિએ વધુ અનુકૂળ આવે છે. કોઈ એક પદાર્થ (આયન, તત્ત્વ, અથવા સંયોજન)નો એક તુલ્યાંક (equivalent) અથવા તુલ્યભાર (equivalent weight) જેટલો જથ્થો એક લિટર દ્રાવણમાં ઓગાળવામાં આવ્યો હોય તો તેવા દ્રાવણને તે પદાર્થની દૃદૃષ્ટિએ એક સપ્રમાણ (1N) દ્રાવણ કહેવામાં આવે છે. 1UPAC એ તુલ્યાંકની વ્યાખ્યા નીચે પ્રમાણે આપી છે :
કોઈ એક પદાર્થનો તુલ્યાંક એ તેનો એવો જથ્થો છે કે જે વિનિર્દિષ્ટ (specified) પ્રક્રિયામાં હાઇડ્રોજનના એવા જથ્થા સાથે સંયોજાય છે, તેને મુક્ત કરે છે અથવા તેનું વિસ્થાપન કરે છે કે જે જથ્થો મિથેન(12CH4)માંના કાર્બન-12ના 12 ગ્રા. સાથે સંયોજાયેલો હોય. આ રીતે સમપ્રમાણ દ્રાવણ એ એક એવું દ્રાવણ છે કે જો વિનિર્દિષ્ટ પ્રક્રિયા માટે પ્રતિલિટરે કોઈ એક સ્પીસિઝ(species)નો એક તુલ્યાંક ધરાવે છે. આમ,
જે દ્રાવણમાં સપ્રમાણમાં દ્રાવણ કરતાં બમણી સંકેન્દ્રિતતા હોય તેને 2N દ્રાવણ કહેવાય. આ જ રીતે 12.0 N, 0.01N વગેરે અર્થ કરવામાં આવે છે.
અહીં તુલ્યભાર શબ્દ એમ સૂચવે છે કે :
(અ) તત્ત્વ અથવા આયનનું એવું વજન જે 1.008 ગ્રા. હાઇડ્રોજન (હાઇડ્રોજનના તુલ્યભાર) સાથે સંયોજાય અથવા તેનું વિસ્થાપન કરે,
(આ) તત્ત્વ અથવા ધાતુનું એવું વજન કે જે 8.00 ગ્રા. ઑક્સિજન અથવા 35.453 ગ્રા. ક્લોરિન સાથે સંયોજાય,
(ઇ) કોઈ એક ધાતુના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી અન્ય ધાતુના ક્ષારના એક તુલ્યભાર દ્વારા વિસ્થાપિત થતું ધાતુનું વજન,
(ઈ) જાણીતા તુલ્યભારવાળા સંયોજનના વજનને અન્ય સંયોજનમાં ફેરવવાથી મળતા સંયોજનનું વજન.
ઍસિડના 1 N દ્રાવણમાં પ્રતિલિટરે 1.008 ગ્રા. વિસ્થાપનશીલ હાઇડ્રોજન આયન H હોય છે. હાઇડ્રોક્લૉરિક ઍસિડનો સૂત્રભાર હોવાથી પ્રતિલિટરે 36.461 ગ્રા. HCl ઓગાળતાં તે 1 N દ્રાવણ બનાવે. H2SO4નો સૂત્રભાર 98.078 છે. તે દ્વિબેઝિક હોવાથી તેના સૂત્રને બે વડે ભાગવાથી મળતું વજન, 49.039 ગ્રા. લઈ તેમાં પાણી ઉમેરી દ્રાવણનું કદ 1 લિટર કરવામાં આવે તો દ્રાવણમાં પ્રતિલિટરે 1.008 ગ્રા. હાઇડ્રોજન-આયન હોય છે. સોડિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડના કિસ્સામાં 39.998 ગ્રા. NaOH પ્રતિલિટર દ્રાવણમાં ઓગળવામાં આવે તો તે 1N દ્રાવણ બનાવશે. જો Ca(OH)2(સૂત્રભાર 74.096 ગ્રા.)ના 0.037048 ગ્રા. લઈ પાણીમાં ઓગાળી 1 લિટર કદ બનાવતાં તેની પ્રમાણતા 0.001N થશે. હાઇડ્રૉક્સિલ આયન (OH)ના 17.008 ગ્રા. 1.008 ગ્રા. H+ આયનને તુલ્ય હોય છે.
Ca(OH)2નું 1N દ્રાવણ બનાવી શકાતું નથી, કારણ કે આવી સંકેન્દ્રિતતા સંયોજનની દ્રાવ્યતાની મર્યાદા(હદ)થી વધી જાય છે. આનો અર્થ એ થયો કે દ્રાવ્યતા સપ્રમાણતા ઉપર અંકુશ ધરાવે છે.
દ્વિ-વિઘટન-પ્રક્રિયાઓમાં ચોક્કસ પ્રક્રિયા દર્શાવી ન હોય તો સપ્રમાણતા સંદિગ્ધ રહે છે. ફૉસ્ફોરિક ઍસિડ H3PO4ની NaOH સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા NaH2PO4, Na2HPO4 અને Na3PO4 જેવા ક્ષારો બને છે. આમ, H3PO4ને ત્રણ સપ્રમાણતા હોઈ શકે, જે 1, 2 કે 3 હાઇડ્રોજન આયનનું વિસ્થાપન થતું હોય છે. (ઑક્સિડેશન-રિડક્શન : ઉપચયન-અપચયન) એટલે કે રેડૉક્સ-પ્રક્રિયાઓમાં સંયોજકતામાં ફેરફાર થતો હોઈ સપ્રમાણતા ઑક્સિડેશન-આંક(ઉપચયનાંક)માં થતા ફેરફાર ઉપર આધાર રાખે છે.
દ્રાવ્યક્ષારોનું 1N દ્રાવણ બનાવવા નીચેનું સૂત્ર ઉપયોગી છે :
જેમાં g = પદાર્થનું વજન ગ્રામમાં;
fw = પદાર્થનો સૂત્રભાર ગ્રામમાં;
x = પ્રતિસૂત્રભાર તુલ્યાંક-સંખ્યા
V = દ્રાવણનું કદ લિટરમાં; N = દ્રાવણની સપ્રમાણતા.
એક સરખી સપ્રમાણતા ધરાવતાં દ્રાવણોનાં એકસરખાં કદ એકબીજાં સાથે સંપૂર્ણપણે પ્રક્રિયા કરશે (અને બેમાંથી કોઈ પ્રક્રિયા કર્યા વિના બાકી રહેશે નહિ); દા.ત., 1 લિટર 1N HCl 1 લિટર 1N NaOH સાથે સંપૂર્ણપણે પ્રક્રિયા કરશે.
તુલ્યાંક-પ્રણાલીનો સૌથી વધુ અગત્યનો ફાયદો એ છે કે અનુમાપનમિતીય વિશ્લેષણ(titrimetric analysis)માં ગણતરી બહુ સરળ બનાવે છે. કારણ કે અંતિમબિંદુ(end point)એ અનુમાપિત પદાર્થના તુલ્યાંકની સંખ્યા અનુમાપનમાં ઉપયોગમાં લેવાયેલ માનક(પ્રમાણભૂત, standard)ના તુલ્યાંકની બરાબર હોય છે.
સમી.(1a) પ્રમાણે
મિલીતુલ્યાંકની સંખ્યા = મિલિ.ની સંખ્યા ત્ સપ્રમાણતા
જો એકબીજા સાથે ચોક્કસ રીતે (exactly) પ્રક્રિયા કરતા બે જુદા જુદા પદાર્થો A અને Bનાં દ્રાવણોનાં કદ અનુક્રમે VA mL અને VB mL હોય તો આ કદ A અને Bના તુલ્યાંક અથવા મિલીતુલ્યાંકની સરખી સંખ્યા ધરાવશે.
આમ VA x Aની સપ્રમાણતા = VB x Bની સપ્રમાણતા અથવા N1V1 = N2V2
વ્યવહારમાં VA, VB અને NA (Aની સપ્રમાણતા) (માનક દ્રાવણની) જ્ઞાત હોય છે. આથી અજ્ઞાત દ્રાવણની સપ્રમાણતા NB અનુમાપન વડે જાણી શકાય છે.
જ. પો. ત્રિવેદી