Acids and Bases Questions in Gujarati

(D) એસ્પિરિન એક નિર્બળ એસિડ છે $(HA \rightleftharpoons H^+ + A^-)$. હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ મુજબ,$pH = pK_a + \log([A^-]/[HA])$.
જ્યારે $pH < pK_a$ (જઠર,$pH \, 2-3$),ત્યારે એસિડનું આયનીકરણ નહિવત હોય છે.
જ્યારે $pH > pK_a$ (નાનું આંતરડું,$pH \, 8$),ત્યારે એસિડનું આયનીકરણ વધુ પ્રમાણમાં થાય છે.

(C) પાણી $(H_2O)$ પ્રોટોન દાતા ($H^+$ દાતા) અને પ્રોટોન સ્વીકારનાર ($H^+$ સ્વીકારનાર) બંને તરીકે વર્તી શકે છે.
બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી સિદ્ધાંત મુજબ,જે પદાર્થો પ્રોટોનનું દાન અને સ્વીકાર બંને કરી શકે છે તેને ઉભય પ્રોટીક (amphiprotic) અથવા ઉભયગુણી (amphoteric) કહેવામાં આવે છે.
તેથી,પાણી એક ઉભય પ્રોટીક દ્રાવક છે.

(D) $Lewis$ એસિડ-બેઇઝ પ્રક્રિયામાં $Lewis$ બેઇઝ દ્વારા $Lewis$ એસિડને ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનું દાન કરવામાં આવે છે જેથી સવર્ગ સહસંયોજક બંધ બને છે.
પ્રક્રિયા $Cu^{2+} + 4NH_3 \rightleftharpoons [Cu(NH_3)_4]^{2+}$ માં,$Cu^{2+}$ આયન $Lewis$ એસિડ તરીકે અને $NH_3$ એ $Lewis$ બેઇઝ તરીકે વર્તે છે.
આ પ્રક્રિયામાં પ્રોટોન $(H^+)$ નું સ્થાનાંતર થતું નથી,જે $Br\o nsted$ એસિડ-બેઇઝ પ્રક્રિયાની મુખ્ય લાક્ષણિકતા છે. તેથી,આ $Lewis$ એસિડ-બેઇઝ પ્રક્રિયા છે પરંતુ $Br\o nsted$ એસિડ-બેઇઝ પ્રક્રિયા નથી.

(B) આપેલ પ્રક્રિયા $HCl + HF \rightleftharpoons H_2Cl^+ + F^-$ માં,$HCl$ એ $HF$ પાસેથી પ્રોટોન $(H^+)$ સ્વીકારીને $H_2Cl^+$ બનાવે છે.
બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી સિદ્ધાંત મુજબ,જે પદાર્થ પ્રોટોન સ્વીકારે છે તેને બેઇઝ કહેવાય છે.
અહીં $HF$ એ $HCl$ કરતા પ્રબળ એસિડ તરીકે વર્તે છે અને $HCl$ ને પ્રોટોન આપે છે.
તેથી,$HCl$ બેઇઝ તરીકે વર્તે છે.

(D) લુઇઝ બેઇઝ એટલે એવો પદાર્થ જે ઇલેક્ટ્રોનની એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનું દાન કરી શકે.
$CN^{-}$,$ROH$,અને $NH_3$ ત્રણેય પાસે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે જેનું તેઓ દાન કરી શકે છે.
$AlCl_3$ એ ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપ ધરાવતો અણુ છે (તેનું અષ્ટક અપૂર્ણ છે) અને તે લુઇઝ એસિડ તરીકે વર્તે છે કારણ કે તે ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સ્વીકારી શકે છે.
તેથી,$AlCl_3$ એ લુઇઝ બેઇઝ નથી.

(D) $HCl + CH_3COOH \rightleftharpoons Cl^- + CH_3COOH_2^+$ પ્રક્રિયામાં,$HCl$ પ્રોટોનનું દાન કરીને તેના સંયુગ્મી બેઇઝ $Cl^-$ માં રૂપાંતરિત થાય છે.
આથી,$(HCl, Cl^-)$ એ એક સંયુગ્મી એસિડ-બેઇઝની જોડ છે.
$CH_3COOH$ પ્રોટોન સ્વીકારીને તેના સંયુગ્મી એસિડ $CH_3COOH_2^+$ માં રૂપાંતરિત થાય છે.
આથી,$(CH_3COOH_2^+, CH_3COOH)$ એ બીજી સંયુગ્મી એસિડ-બેઇઝની જોડ છે.

(A) બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી સિદ્ધાંત મુજબ,એસિડ એ પ્રોટોન $(H^+)$ દાતા છે અને બેઇઝ એ પ્રોટોન સ્વીકારનાર છે.
$NH_4^+$ પ્રોટોનનું દાન કરીને $NH_3$ બનાવી શકે છે $(NH_4^+ \rightarrow NH_3 + H^+)$,તેથી તે બેઇઝ $NH_3$ ના સંયુગ્મિત એસિડ તરીકે વર્તે છે.
તે પ્રોટોન સ્વીકારીને $NH_5^{2+}$ બનાવી શકતું નથી,તેથી તે આ સંદર્ભમાં બેઇઝ તરીકે વર્તતું નથી.
આમ,$NH_4^+$ એ સંયુગ્મિત એસિડ તરીકે વર્તે છે.

(C) આપેલ છે કે ફ્લોરાઈડ આયન $(F^-)$ નો $pK_b = 10$ છે.
આપણે જાણીએ છીએ કે $pK_a + pK_b = pK_w$.
$25^{\circ}C$ તાપમાને,$pK_w = 14$ થાય.
તેથી,$pK_a = 14 - pK_b = 14 - 10 = 4$.
$pK_a = -\log(K_a)$ હોવાથી,$K_a = 10^{-pK_a} = 10^{-4}$.
આમ,હાઇડ્રોફ્લોરિક એસિડનો આયનીકરણ અચળાંક $1 \times 10^{-4}$ છે.

(A) સંયુગ્મ બેઈઝની પ્રબળતા તેના અનુરૂપ એસિડની પ્રબળતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
આપેલા ઓક્સીએસિડની એસિડિક પ્રબળતાનો ક્રમ આ મુજબ છે: $HClO < HClO_2 < HClO_3 < HClO_4$.
$HClO$ એ આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી નિર્બળ એસિડ હોવાથી,તેનો સંયુગ્મ બેઈઝ $ClO^-$ સૌથી પ્રબળ બ્રોન્સ્ટેડ બેઈઝ છે.

(B) એસિડનો સંયુગ્મિત બેઇઝ પ્રોટોન $(H^+)$ દૂર કરવાથી બને છે.
$H_2PO_4^-$ એસિડ માટે,પ્રક્રિયા $H_2PO_4^- \rightarrow H^+ + HPO_4^{2-}$ છે.
આમ,$H_2PO_4^-$ નો સંયુગ્મિત બેઇઝ $HPO_4^{2-}$ છે.
વિકલ્પ $A$ ખોટો છે કારણ કે $10^{-8} \ M \ HCl$ ની $pH$ પાણીમાંથી મળતા $H^+$ ના કારણે $7$ કરતા થોડી ઓછી હોય છે.
વિકલ્પ $C$ ખોટો છે કારણ કે પાણીનો સ્વયં-પ્રોટોનીકરણ અચળાંક $(K_w)$ તાપમાન સાથે વધે છે.
વિકલ્પ $D$ ખોટો છે કારણ કે નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝના અનુમાપનમાં તટસ્થીકરણ બિંદુએ $pH$ નું મૂલ્ય $7$ કરતા વધારે હોય છે.

(B) $Lewis$ એસિડ-બેઝ સિદ્ધાંત મુજબ,$Lewis$ એસિડ એ એવો પદાર્થ છે જે સહસંયોજક બંધ બનાવવા માટે ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મનો સ્વીકાર કરી શકે છે.
તેથી,તે ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ સ્વીકારનાર છે.

(C) પ્રક્રિયા $HNO_3 + H_2O \rightleftharpoons H_3O^{+} + NO_3^{-}$ છે.
બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી સિદ્ધાંત મુજબ,એસિડ પ્રોટોન $(H^{+})$ નું દાન કરીને તેનો સંયુગ્મિત બેઇઝ બનાવે છે.
$HNO_3$ એસિડ તરીકે વર્તે છે અને પ્રોટોન ગુમાવીને $NO_3^{-}$ બનાવે છે.
તેથી,$NO_3^{-}$ એ $HNO_3$ નો સંયુગ્મિત બેઇઝ છે.

(C) એસિડનો સંયુગ્મિત બેઇઝ એસિડના અણુમાંથી એક પ્રોટોન $(H^+)$ દૂર કરવાથી બને છે.
આપેલ એસિડ ${(CH_3)_2}\mathop N\limits^ + {H_2}$ માંથી એક $H^+$ આયન દૂર કરતા $(CH_3)_2NH$ મળે છે.
તેથી,સંયુગ્મિત બેઇઝ $(CH_3)_2NH$ છે.

(A) લૂઇસ બેઇઝ એ પદાર્થ છે જે ઇલેક્ટ્રોનની એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનું દાન કરી શકે છે. લૂઇસ બેઇઝની પ્રબળતા તે પરમાણુની વિદ્યુતઋણતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે જેના પર ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ રહેલું છે.
આવર્ત કોષ્ટકના સમાન આવર્તમાં $C$,$N$,$O$ અને $F$ પરમાણુઓની સરખામણી કરતા,વિદ્યુતઋણતાનો ક્રમ $C < N < O < F$ છે.
તેથી,બેઝિકતા (ઇલેક્ટ્રોન દાન કરવાની ક્ષમતા) નો ક્રમ $CH_3^- > NH_2^- > OH^- > F^-$ છે.
$CH_3^-$ સૌથી પ્રબળ લૂઇસ બેઇઝ છે કારણ કે કાર્બન આપેલા પરમાણુઓમાં સૌથી ઓછી વિદ્યુતઋણતા ધરાવે છે,જેનાથી તેનું ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ દાન કરવા માટે સૌથી વધુ ઉપલબ્ધ રહે છે.

(B) $Br\text{ø}nsted$ એસિડ પ્રોટોન $(H^{+})$ દાતા છે,અને $Br\text{ø}nsted$ બેઈઝ પ્રોટોન $(H^{+})$ સ્વીકારનાર છે.
જે સ્પીસીઝ પ્રોટોનનું દાન અને સ્વીકાર બંને કરી શકે છે તેને ઉભયધર્મી (amphoteric) કહેવામાં આવે છે.
$HCO_3^{-}$ એસિડ તરીકે વર્તી શકે છે: $HCO_3^{-} \rightarrow H^{+} + CO_3^{2-}$.
$HCO_3^{-}$ બેઈઝ તરીકે વર્તી શકે છે: $HCO_3^{-} + H^{+} \rightarrow H_2CO_3$.
તેથી,$HCO_3^{-}$ એ $Br\text{ø}nsted$ એસિડ અને $Br\text{ø}nsted$ બેઈઝ બંને તરીકે વર્તે છે.

(C) પ્રક્રિયા ${K_2}O + H_2O \to 2KOH$ છે.
$KOH$ એ પ્રબળ બેઇઝ હોવાથી,તે પાણીમાં સંપૂર્ણપણે આયનીકરણ પામીને $OH^-$ આયનો આપે છે.
$OH^-$ આયનોની હાજરીને કારણે દ્રાવણ બેઝિક બને છે.

(A) પાચન દરમિયાન જઠરમાં $HCl$ ઉત્પન્ન થાય છે,જે એસિડિટીનું કારણ બને છે.
જઠરમાં વધુ પડતી એસિડિટી અલ્સર અને ગેસ્ટ્રિક રિફ્લક્સ જેવી સમસ્યાઓ પેદા કરે છે.
જે સંયોજનો એસિડિટીને ઘટાડે અથવા તટસ્થ કરે છે તેને એન્ટાસિડ કહેવામાં આવે છે.
$NaHCO_3$ અને $Mg(OH)_2$ બંનેનો ઉપયોગ એન્ટાસિડ તરીકે થાય છે કારણ કે તે વધારાના $HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને તેને તટસ્થ કરે છે.
પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$NaHCO_3 + HCl \to NaCl + H_2O + CO_2$
$Mg(OH)_2 + 2HCl \to MgCl_2 + 2H_2O$

(D) $HN_3$ ને હાઈડ્રેઝિક એસિડ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તે જલીય દ્રાવણમાં એસિડ તરીકે વર્તે છે,બેઝ તરીકે નહીં.

(C) નાઇટ્રેશનના મિશ્રણમાં,સાંદ્ર $H_2SO_4$ પ્રબળ એસિડ તરીકે અને $HNO_3$ બેઇઝ તરીકે વર્તે છે. પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$HNO_3 + H_2SO_4 \rightleftharpoons H_2NO_3^+ + HSO_4^-$
$H_2NO_3^+ \rightleftharpoons NO_2^+ + H_2O$
અહીં,$HNO_3$ એ $H_2SO_4$ પાસેથી પ્રોટોન સ્વીકારે છે,તેથી તે બેઇઝ તરીકે વર્તે છે.

(A) સંયુગ્મી બેઇઝની બેઝિક ક્ષમતા તેના સંયુગ્મી એસિડની એસિડિક ક્ષમતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
સંયુગ્મી એસિડ $HCl, CH_3COOH, H_2O$ અને $HF$ છે.
એસિડિક ક્ષમતાનો ક્રમ $HCl > HF > CH_3COOH > H_2O$ છે.
તેથી,તેમના સંયુગ્મી બેઇઝની બેઝિક ક્ષમતાનો ક્રમ $Cl^{-} < F^{-} < CH_3COO^{-} < OH^{-}$ થશે.

(D) વિયોજન અચળાંક $(K_a)$ એ સંયોજનની એસિડિકતાનું માપ છે. વધુ એસિડિકતા એટલે વધુ $K_a$ મૂલ્ય.
$1$. $C_6H_5OH$ (ફિનોલ) નિર્બળ એસિડ છે $(pK_a \approx 10)$.
$2$. $C_6H_5CH_2OH$ (બેન્ઝાઈલ આલ્કોહોલ) ફિનોલ કરતા ઓછો એસિડિક છે $(pK_a \approx 15)$.
$3$. $CH_3C \equiv CH$ (પ્રોપાઈન) ખૂબ જ નિર્બળ એસિડ છે $(pK_a \approx 25)$.
$4$. $CH_3NH_3^+ Cl^-$ (મિથાઈલ એમોનિયમ ક્લોરાઈડ) એ નિર્બળ બેઈઝનો સંયુગ્મી એસિડ છે,જે તેને અન્ય કરતા વધુ એસિડિક બનાવે છે.
આમ,આપેલા વિકલ્પોમાં મિથાઈલ એમોનિયમ આયન સૌથી પ્રબળ એસિડ છે,તેથી તેનો વિયોજન અચળાંક સૌથી વધુ છે.

(A) સંયુગ્મિત બેઈઝની બેઝિકતા તેના અનુરૂપ એસિડની એસિડિકતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
$1$. અનુરૂપ એસિડ્સ છે: $RCOOH$ (કાર્બોક્સિલિક એસિડ),$HC \equiv CH$ (આલ્કાઈન),$NH_3$ (એમોનિયા),અને $RH$ (આલ્કેન).
$2$. આ એસિડ્સની એસિડિકતાનો ક્રમ છે: $RCOOH > HC \equiv CH > NH_3 > RH$.
$3$. તેથી,તેમના સંયુગ્મિત બેઈઝની બેઝિકતાનો ક્રમ તેનાથી ઉલટો હશે: $RCOO^- < HC \equiv C^- < NH_2^- < R^-$.
$4$. આમ,સાચો ક્રમ $RCOO^- < HC \equiv C^- < NH_2^- < R^-$ છે.

(D) એમોનિયમ સલ્ફેટ,$(NH_4)_2SO_4$,એ શારીરિક રીતે એસિડિક ખાતર છે.
જ્યારે તેને જમીનમાં ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે એમોનિયમ આયન $(NH_4^+)$ જમીનના બેક્ટેરિયા દ્વારા નાઈટ્રિફિકેશન પ્રક્રિયા પામીને નાઈટ્રેટ $(NO_3^-)$ બનાવે છે અને હાઈડ્રોજન આયનો $(H^+)$ મુક્ત કરે છે.
આ $H^+$ આયનો જમીનની એસિડિકતા વધારે છે,જેનાથી જમીનનો $pH$ ઘટે છે.

(B) ટોમેટોમાં $Oxalic \ acid$ હોય છે.

(A) એસિડની પ્રબળતા તેના $pK_a$ મૂલ્યના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
તેથી,$pK_a$ નું મૂલ્ય જેટલું ઓછું,તેટલો એસિડ વધુ પ્રબળ.
આપેલા વિકલ્પોમાં,$1$ એ સૌથી ઓછું મૂલ્ય છે,જે સૌથી પ્રબળ એસિડ દર્શાવે છે.

(A) એસિડની પ્રબળતા તેના વિયોજન અચળાંક $(K_a)$ ના મૂલ્યના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
આપેલા મૂલ્યોની સરખામણી કરતા:
$A = 2 \times 10^{-2} = 0.02$
$B = 0.02 \times 10^{-1} = 0.002$
$C = 3 \times 10^{-4} = 0.0003$
$D = 2 \times 10^{-4} = 0.0002$
અહીં $0.02$ એ સૌથી મોટું મૂલ્ય હોવાથી,$K_a = 2 \times 10^{-2}$ ધરાવતો એસિડ સૌથી પ્રબળ છે.

(C) $F^-$ માટે $pK_b = 10.83$ આપેલ છે.
બેઇઝ વિયોજન અચળાંક $K_b = 10^{-pK_b} = 10^{-10.83} = 1.479 \times 10^{-11} \approx 1.48 \times 10^{-11}$.
$25\,^{\circ}C$ તાપમાને,પાણીનો આયનીય ગુણાકાર $K_w = 10^{-14}$ છે.
સંયુગ્મી એસિડ-બેઇઝ યુગ્મ માટે $K_a$ અને $K_b$ વચ્ચેનો સંબંધ $K_a \times K_b = K_w$ છે.
તેથી,$K_a = \frac{K_w}{K_b} = \frac{10^{-14}}{1.48 \times 10^{-11}} = 6.756 \times 10^{-4} \approx 6.75 \times 10^{-4}$.

(C) બેઝની સાપેક્ષ પ્રબળતા તેમના સંયુગ્મી એસિડની પ્રબળતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
$1$. $OH^{-}$ નો સંયુગ્મી એસિડ $H_2O$ છે $(K_a \approx 10^{-14})$.
$2$. $CH_3COO^{-}$ નો સંયુગ્મી એસિડ $CH_3COOH$ છે $(K_a \approx 1.8 \times 10^{-5})$.
$3$. $Cl^{-}$ નો સંયુગ્મી એસિડ $HCl$ છે (પ્રબળ એસિડ).
આમ,સંયુગ્મી એસિડની પ્રબળતાનો ક્રમ $HCl > CH_3COOH > H_2O$ હોવાથી,તેમના સંયુગ્મી બેઝની પ્રબળતાનો ક્રમ $OH^{-} > CH_3COO^{-} > Cl^{-}$ થશે.

(A) પ્રક્રિયા $HSO_4^- + OH^- \to SO_4^{2-} + H_2O$ માં,$HSO_4^-$ એસિડ તરીકે વર્તે છે કારણ કે તે $OH^-$ ને પ્રોટોન $(H^+)$ આપે છે.
પ્રોટોન આપ્યા પછી,$HSO_4^-$ એ $SO_4^{2-}$ માં ફેરવાય છે,જે તેનો સંયુગ્મી બેઇઝ છે.
તેથી,$HSO_4^-$ એ બેઇઝ $SO_4^{2-}$ નો સંયુગ્મી એસિડ છે.

(B) બેઇઝની પ્રબળતા તેના વિયોજન અચળાંક $(K_b)$ ના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
આપેલા મૂલ્યોની સરખામણી કરતા:
સૌથી નાનું $K_b$ મૂલ્ય $3.8 \times 10^{-10}$ છે,જે $C_6H_5NH_2$ માટે છે.
તેથી,$C_6H_5NH_2$ સૌથી નિર્બળ બેઇઝ છે.

(A) અધાત્વીય ઓક્સાઇડ સ્વભાવે એસિડિક હોય છે. જ્યારે તેઓ પાણીમાં ઓગળે છે,ત્યારે તેઓ એસિડિક દ્રાવણ બનાવે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,$P_2O_5 + 3H_2O \to 2H_3PO_4$ (ફોસ્ફોરિક એસિડ).

(A) પ્રોટોન આકર્ષણ એ સ્પીસીઝની બેઝિકતા (basicity) સાથે સીધું સંબંધિત છે.
આવર્ત કોષ્ટકમાં આવર્તમાં ડાબેથી જમણે જતાં,વિદ્યુતઋણતા વધે છે,જેના કારણે એકાકી ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવતા પરમાણુની બેઝિકતા ઘટે છે. $NH_{2}^{-}$ અને $F^{-}$ ની સરખામણી કરતાં,નાઇટ્રોજનની વિદ્યુતઋણતા ફ્લોરિન કરતાં ઓછી હોવાથી $NH_{2}^{-}$ વધુ પ્રબળ બેઝ છે.
સમૂહમાં ઉપરથી નીચે જતાં,પરમાણુનું કદ વધે છે,જેનાથી બેઝિકતા ઘટે છે. $F^{-}$ અને $I^{-}$ ની સરખામણી કરતાં,$F^{-}$ વધુ પ્રબળ બેઝ છે.
આમ,આપેલ આયનીય સ્પીસીઝમાં $NH_{2}^{-}$ સૌથી વધુ પ્રોટોન આકર્ષણ ધરાવે છે.

(D) પોલિપ્રોટિક એસિડ $H_2A$ માટે,વિયોજનના તબક્કાઓ નીચે મુજબ છે:
$H_2A \rightleftharpoons H^{+} + HA^{-}$; $K_1 = \frac{[H^{+}][HA^{-}]}{[H_2A]} = 1.0 \times 10^{-5}$
$HA^{-} \rightleftharpoons H^{+} + A^{2-}$; $K_2 = \frac{[H^{+}][A^{2-}]}{[HA^{-}]} = 5.0 \times 10^{-10}$
કુલ વિયોજન પ્રક્રિયા આ બે તબક્કાઓનો સરવાળો છે:
$H_2A \rightleftharpoons 2H^{+} + A^{2-}$
કુલ વિયોજન અચળાંક $K$ એ વ્યક્તિગત વિયોજન અચળાંકોનો ગુણાકાર છે:
$K = K_1 \times K_2$
$K = (1.0 \times 10^{-5}) \times (5.0 \times 10^{-10})$
$K = 5.0 \times 10^{-15}$

(C) એસિડિક પ્રબળતા પ્રોટોન $(H^{+})$ ગુમાવ્યા પછી બનતા સંયુગ્મી બેઝની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$1. \, HSO_3F$ એ સુપર એસિડ છે,જે આપેલી સ્પીસીઝમાં સૌથી પ્રબળ છે.
$2. \, H_3O^{+}$ એ પ્રબળ એસિડ છે $(pK_a \approx -1.7)$.
$3. \, HSO_4^-$ એ મધ્યમ પ્રબળ એસિડ છે $(pK_a \approx 1.99)$.
$4. \, HCO_3^-$ એ નિર્બળ એસિડ છે $(pK_a \approx 10.3)$.
તેથી,એસિડિક પ્રબળતાનો સાચો ક્રમ:
$HCO_3^- < HSO_4^- < H_3O^{+} < HSO_3F$
જે ક્રમ $i < iii < ii < iv$ ને અનુરૂપ છે.

(A) એસિડ એ એવો પદાર્થ છે જે પ્રોટોન $(H^{+})$ નું દાન કરે છે.
પ્રતિક્રિયા $(i)$ માં,$H_2PO_4^-$ નીપજ તરીકે બને છે,તેથી તે એસિડ તરીકે કામ કરતું નથી.
પ્રતિક્રિયા $(ii)$ માં,$H_2PO_4^- + H_2O \rightarrow HPO_4^{2-} + H_3O^{+}$,$H_2PO_4^-$ એ $H_2O$ ને પ્રોટોન આપે છે,તેથી તે એસિડ તરીકે વર્તે છે.
પ્રતિક્રિયા $(iii)$ માં,$H_2PO_4^- + OH^{-} \rightarrow H_2O + HPO_4^{2-}$,$H_2PO_4^-$ એ $OH^{-}$ ને પ્રોટોન આપે છે,તેથી તે પણ એસિડ તરીકે વર્તે છે.
તેથી,$H_2PO_4^-$ એ $(ii)$ અને $(iii)$ બંનેમાં એસિડ તરીકે વર્તે છે.

(D) સંયુગ્મી બેઝની પ્રબળતા તેના અનુરૂપ સંયુગ્મી એસિડની પ્રબળતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
પ્રથમ,આપણે અનુરૂપ સંયુગ્મી એસિડનો એસિડિક પ્રબળતાનો ક્રમ નક્કી કરીએ: $RCOOH > HC \equiv CH > NH_3 > RH$.
$RCOOH$ સૌથી પ્રબળ એસિડ હોવાથી,તેનો સંયુગ્મી બેઝ $RCOO^{-}$ સૌથી નિર્બળ બેઝ છે.
$RH$ (આલ્કેન) સૌથી નિર્બળ એસિડ હોવાથી,તેનો સંયુગ્મી બેઝ $R^{-}$ સૌથી પ્રબળ બેઝ છે.
તેથી,બેઝિકતા વધવાનો સાચો ક્રમ: $RCOO^{-} < HC \equiv C^{-} < NH_2^{-} < R^{-}$ છે.

(B) ઓક્સોએસિડની એસિડિકતા તેમના સંયુગ્મી બેઝની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$HNO_3$ (નાઈટ્રિક એસિડ) તેના સંયુગ્મી બેઝ તરીકે નાઈટ્રેટ આયન $(NO_3^-)$ બનાવે છે,જે રેઝોનન્સ દ્વારા સ્થિર થાય છે.
$HNO_2$ (નાઈટ્રસ એસિડ) તેના સંયુગ્મી બેઝ તરીકે નાઈટ્રાઈટ આયન $(NO_2^-)$ બનાવે છે.
$HNO_3$ નો સંયુગ્મી બેઝ $HNO_2$ કરતા વધુ રેઝોનન્સ-સ્થિર હોવાથી,$HNO_3$ એ $HNO_2$ કરતા પ્રબળ એસિડ છે.

(D) ઝિંક ઓક્સાઈડ $(ZnO)$ એ ઉભયગુણી (amphoteric) ઓક્સાઈડ છે,જેનો અર્થ છે કે તે એસિડ અને બેઝ બંને સાથે પ્રતિક્રિયા આપી શકે છે.
પ્રતિક્રિયા $(A)$ માં,$ZnO + Na_2O \rightarrow Na_2ZnO_2$,$ZnO$ એસિડ તરીકે કાર્ય કરે છે કારણ કે તે બેઝ $Na_2O$ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.
પ્રતિક્રિયા $(B)$ માં,$ZnO + CO_2 \rightarrow ZnCO_3$,$ZnO$ બેઝ તરીકે કાર્ય કરે છે કારણ કે તે એસિડિક ઓક્સાઈડ $CO_2$ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.
તેથી,$ZnO$ એ $(A)$ માં એસિડ તરીકે અને $(B)$ માં બેઝ તરીકે કાર્ય કરે છે.

(A) કોઈપણ એસિડ-બેઝ સંતુલનમાં,સંતુલન નબળા એસિડ અને નબળા બેઝની બાજુ તરફ હોય છે.
$1$. $N_2H_5^+ + NH_3 \rightleftharpoons NH_4^+ + N_2H_4$ માટે,સંતુલન જમણી તરફ હોવાથી,$N_2H_5^+$ એ $NH_4^+$ કરતા વધુ પ્રબળ એસિડ છે.
$2$. $N_2H_4 + HBr \rightleftharpoons N_2H_5^+ + Br^{-}$ માટે,સંતુલન જમણી તરફ હોવાથી,$HBr$ એ $N_2H_5^+$ કરતા વધુ પ્રબળ એસિડ છે.
આ બંને અવલોકનોને જોડતા,આપણને એસિડિક પ્રબળતાનો ક્રમ $HBr > N_2H_5^+ > NH_4^+$ મળે છે.

(B) કોઈપણ સ્પીસીઝનો સંયુગ્મી એસિડ તેમાં પ્રોટોન $(H^{+})$ ઉમેરવાથી બને છે.
$HPO_4^{2-}$ સ્પીસીઝ માટે,તેમાં $H^{+}$ ઉમેરતા સંયુગ્મી એસિડ મળે છે:
$HPO_4^{2-} + H^{+} \rightarrow H_2PO_4^-$
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(B) બેઇઝનો સંયુગ્મી એસિડ તેમાં પ્રોટોન $(H^{+})$ ઉમેરવાથી બને છે.
$HPO_4^{2-}$ સ્પીસીઝ માટે,$H^{+}$ ઉમેરતા નીચે મુજબ પ્રક્રિયા થાય છે:
$HPO_4^{2-} + H^{+} \rightarrow H_2PO_4^-$
તેથી,$HPO_4^{2-}$ નો સંયુગ્મી એસિડ $H_2PO_4^-$ છે.

(C) જ્યારે $K_2O$ ને પાણીમાં ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તે પોટેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ બનાવવા માટે પ્રતિક્રિયા આપે છે: $K_2O + H_2O \rightarrow 2KOH$।
$KOH$ એ એક પ્રબળ બેઝ છે જે $K^{+}$ અને $OH^{-}$ આયનો ઉત્પન્ન કરવા માટે પાણીમાં સંપૂર્ણપણે વિયોજન પામે છે: $KOH \rightarrow K^{+} + OH^{-}$।
$OH^{-}$ આયનોની નોંધપાત્ર સાંદ્રતાની હાજરી દ્રાવણને બેઝિક બનાવે છે.
તેથી,વિકલ્પ $C$ સાચો છે.

(B) જો પ્રબળ એસિડ પ્રબળ બેઇઝ સાથે પ્રક્રિયા કરીને નિર્બળ એસિડ અને નિર્બળ બેઇઝ બનાવે,તો તે પ્રક્રિયા પુરોગામી દિશામાં આગળ વધે છે.
વિકલ્પ $B$ માં,પ્રક્રિયા આ મુજબ છે:
$C_6H_5NH_3^+ + o-CH_3C_6H_4NH_2 \rightleftharpoons C_6H_5NH_2 + o-CH_3C_6H_4NH_3^+$.
અહીં,$-CH_3$ સમૂહની ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ $+I$ અસરને કારણે $o$-ટોલ્યુઈડીન $(o-CH_3C_6H_4NH_2)$ એ એનિલીન $(C_6H_5NH_2)$ કરતા વધુ પ્રબળ બેઇઝ છે.
તેથી,$o$-ટોલ્યુઈડીન એનિલીન કરતા વધુ સરળતાથી પ્રોટોન સ્વીકારશે,જેનાથી સંતુલન જમણી બાજુ (પુરોગામી દિશામાં) ખસશે.

(A) સંયુગ્મી બેઝની પ્રબળતા તેના અનુરૂપ એસિડની પ્રબળતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
$K_a$ મૂલ્યો આ મુજબ છે: $HSO_4^- (1.2 \times 10^{-2}) > H_2PO_4^- (6.3 \times 10^{-8}) > HCO_3^- (4.7 \times 10^{-11})$.
આપેલ સ્પીસીઝમાં $HCO_3^-$ સૌથી નિર્બળ એસિડ હોવાથી,તેનો સંયુગ્મી બેઝ $CO_3^{2-}$ સૌથી પ્રબળ બેઝ બનશે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(B) બે એસિડની સાપેક્ષ પ્રબળતા તેમના વિયોજન અચળાંકના વર્ગમૂળના ગુણોત્તર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $\text{Relative strength} = \sqrt{\frac{K_{a1}}{K_{a2}}}$
અહીં $K_{a1} = 2.88 \times 10^{-4}$ અને $K_{a2} = 1.8 \times 10^{-5}$ આપેલ છે.
$\text{Relative strength} = \sqrt{\frac{2.88 \times 10^{-4}}{1.8 \times 10^{-5}}} = \sqrt{\frac{28.8 \times 10^{-5}}{1.8 \times 10^{-5}}} = \sqrt{16} = 4$.
તેથી,ગુણોત્તર $4 : 1$ થશે.

(D) એસિડની પ્રબળતા તેના એસિડ વિયોજન અચળાંક,$K_a$ ના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
આપેલ ડેટા પરથી,$HI$ નું $K_a$ મૂલ્ય સૌથી વધુ $(3 \times 10^{11})$ છે,જે તેને આ શ્રેણીમાં સૌથી પ્રબળ બ્રોન્સ્ટેડ એસિડ બનાવે છે.
બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી સિદ્ધાંત મુજબ,પ્રબળ એસિડનો સંયુગ્મી બેઇઝ નિર્બળ હોય છે,અને ખૂબ જ પ્રબળ એસિડનો સંયુગ્મી બેઇઝ સૌથી નિર્બળ હોય છે.
તેથી,$HI$ સૌથી પ્રબળ એસિડ હોવાથી,તેનો સંયુગ્મી બેઇઝ $(I^-)$ સૌથી નિર્બળ સંયુગ્મી બેઇઝ છે.

(C) જ્યારે બેઇઝ પ્રોટોન $(H^+)$ સ્વીકારે છે ત્યારે સંયુગ્મી એસિડ બને છે.
તેનાથી વિપરીત,જ્યારે એસિડ પ્રોટોન $(H^+)$ ગુમાવે છે ત્યારે સંયુગ્મી બેઇઝ બને છે.
$HCO_3^-$ જેનો સંયુગ્મી એસિડ છે તે બેઇઝ શોધવા માટે,આપણે $HCO_3^-$ માંથી એક પ્રોટોન $(H^+)$ દૂર કરીશું.
$HCO_3^- - H^+ \rightarrow CO_3^{2-}$.
તેથી,$CO_3^{2-}$ એ બેઇઝ છે અને $HCO_3^-$ તેનો સંયુગ્મી એસિડ છે.

(C) સંયુગ્મી એસિડ-બેઝ જોડ માટે,$25^{\circ}C$ તાપમાને $pK_a$ અને $pK_b$ વચ્ચેનો સંબંધ નીચે મુજબ છે:
$pK_a + pK_b = 14$
આપેલ છે કે $pK_b = 5$,તેથી આપણે $pK_a$ ની ગણતરી કરી શકીએ:
$pK_a = 14 - 5 = 9$
કારણ કે $K_a = 10^{-pK_a}$,તેથી $pK_a$ ની કિંમત મૂકતા:
$K_a = 10^{-9}$

(B) આપેલ સંતુલન પ્રતિક્રિયાઓમાં,જમણી બાજુની સ્પીસીઝ સંયુગ્મી એસિડ અને સંયુગ્મી બેઇઝ છે.
$HF + HClO_4 \rightleftharpoons H_2F^{+} + ClO_4^-$
અહીં,$H_2F^{+}$ એ $HF$ નો સંયુગ્મી એસિડ છે.
$H_2O + H_2PO_4^- \rightleftharpoons H_3O^{+} + HPO_4^{2-}$
અહીં,$H_3O^{+}$ એ $H_2O$ નો સંયુગ્મી એસિડ છે.
તેથી,જમણી બાજુએ રહેલી એસિડિક સ્પીસીઝ $H_2F^{+}$ અને $H_3O^{+}$ છે.