Acids and Bases Questions in Gujarati

(C) સંયુગ્મી એસિડ-બેઇઝ જોડનો ખ્યાલ $Lowry-Bronsted$ સિદ્ધાંત દ્વારા આપવામાં આવ્યો હતો.
આ સિદ્ધાંત મુજબ,એસિડ પ્રોટોન $(H^+)$ દાતા છે અને બેઇઝ પ્રોટોન $(H^+)$ સ્વીકારનાર છે.
કોઈપણ સ્પીસીઝનો સંયુગ્મી બેઇઝ મેળવવા માટે,તેમાંથી એક પ્રોટોન $(H^+)$ દૂર કરવો પડે છે.
આપેલ સ્પીસીઝ $H_2PO_4^-$ માટે,એક પ્રોટોન $(H^+)$ દૂર કરવાની પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$H_2PO_4^- \rightarrow HPO_4^{2-} + H^+$
આમ,$H_2PO_4^-$ નો સંયુગ્મી બેઇઝ $HPO_4^{2-}$ છે.

(A) એસિડિક ક્ષાર ત્યારે બને છે જ્યારે પોલીપ્રોટિક એસિડમાંથી વિસ્થાપનીય હાઇડ્રોજન પરમાણુઓનું આંશિક વિસ્થાપન ધાતુ અથવા ધન આયન દ્વારા થાય છે.
$H_3PO_2$ (હાઇપોફોસ્ફરસ એસિડ) એ એક મોનોબેઝિક એસિડ છે કારણ કે તેમાં માત્ર એક જ $P-OH$ બંધ હોય છે.
તેમાં માત્ર એક જ વિસ્થાપનીય હાઇડ્રોજન પરમાણુ હોવાથી,તે એસિડિક ક્ષાર બનાવી શકતું નથી.
$NaH_2PO_2$ એ $H_3PO_2$ અને $NaOH$ નો સામાન્ય ક્ષાર છે.
તેથી,$NaH_2PO_2$ એ એસિડિક ક્ષાર નથી.

(A) એસિડની સાપેક્ષ પ્રબળતા પ્રોટોન $(H^+)$ ગુમાવ્યા પછી બનતા સંયુગ્મી બેઇઝની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
સંયુગ્મી બેઇઝની સ્થિરતાનો ક્રમ $CH_3COO^- > CN^- > OH^- > C_2H_5O^-$ છે.
પરિણામે,એસિડિક પ્રબળતાનો ક્રમ $CH_3COOH > HCN > HOH > C_2H_5OH$ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(D) જ્યારે બેઇઝ પ્રોટોન $(H^+)$ સ્વીકારે છે ત્યારે સંયુગ્મી એસિડ બને છે.
સંયોજન $(A)$ એ $4$-એમિનોસાયક્લોહેક્ઝેન-$1$-ઓલ છે,જેમાં બે બેઝિક સાઇટ્સ છે: એમિનો ગ્રુપ $(-NH_2)$ અને હાઇડ્રોક્સિલ ગ્રુપ $(-OH)$.
$1$. $-NH_2$ ગ્રુપમાં નાઈટ્રોજન પરમાણુ પાસે ઇલેક્ટ્રોનની અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,જે તેને લુઈસ બેઇઝ બનાવે છે. તે પ્રોટોન સ્વીકારીને એમોનિયમ આયન $(-NH_3^+)$ બનાવી શકે છે.
$2$. $-OH$ ગ્રુપમાં ઓક્સિજન પરમાણુ પાસે પણ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે અને તે પ્રબળ એસિડની હાજરીમાં પ્રોટોનેટેડ થઈને ઓક્સોનિયમ આયન $(-OH_2^+)$ બનાવી શકે છે.
તેથી,નાઈટ્રોજન પર પ્રોટોનેટેડ સ્પીસીઝ અને ઓક્સિજન પર પ્રોટોનેટેડ સ્પીસીઝ બંને $(A)$ ના સંયુગ્મી એસિડ છે.

(B) આપેલ પ્રક્રિયા $CH_3COOH + HCl \rightleftharpoons Cl^{\Theta} + CH_3COOH_2^{\oplus}$ માં,$HCl$ પ્રબળ એસિડ તરીકે વર્તે છે કારણ કે તે $CH_3COOH$ ને પ્રોટોન $(H^{\oplus})$ આપે છે.
જ્યારે એસિડ પ્રોટોન ગુમાવે છે,ત્યારે બાકી રહેલી સ્પીસીઝ તેનો સંયુગ્મી બેઇઝ બને છે.
તેથી,$HCl$ નો સંયુગ્મી બેઇઝ $Cl^{\Theta}$ છે.

(B) બેઇઝનો સંયુગ્મી એસિડ બેઇઝમાં પ્રોટોન $(H^{+})$ ઉમેરવાથી બને છે.
$HPO_4^{2-}$ બેઇઝ માટે,સંયુગ્મી એસિડ એક $H^{+}$ આયન ઉમેરીને મેળવવામાં આવે છે:
$HPO_4^{2-} + H^{+} \rightarrow H_2PO_4^{-}$
તેથી,$HPO_4^{2-}$ નો સંયુગ્મી એસિડ $H_2PO_4^{-}$ છે.

(A) સંયુગ્મી બેઇઝની પ્રબળતા તેના સંયુગ્મી એસિડની પ્રબળતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
આપેલા આયનોના સંયુગ્મી એસિડ $HCN$,$HCl$,$HI$ અને $HBr$ છે.
આમાંથી,$HI$ સૌથી પ્રબળ એસિડ છે અને $HCN$ સૌથી નિર્બળ એસિડ છે.
$HCN$ સૌથી નિર્બળ એસિડ હોવાથી,તેનો સંયુગ્મી બેઇઝ $CN^{-}$ સૌથી પ્રબળ બ્રોન્સ્ટેડ બેઇઝ છે.

(C) $Bronsted$ બેઇઝ એટલે એવી પદાર્થ જે પ્રોટોન $(H^+)$ સ્વીકારી શકે.
$HCO_3^-$ પ્રોટોન સ્વીકારીને $H_2CO_3$ બનાવે છે.
$PH_3$ માં $P$ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોવાથી તે પ્રોટોન સ્વીકારી શકે છે.
$H_2O$ પ્રોટોન સ્વીકારીને $H_3O^+$ બનાવે છે.
$BF_3$ એ ઇલેક્ટ્રોન ઉણપ ધરાવતો અણુ છે જેનું અષ્ટક પૂર્ણ નથી ($B$ ની આસપાસ માત્ર $6$ ઇલેક્ટ્રોન છે). તે ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સ્વીકારીને $Lewis$ એસિડ તરીકે વર્તે છે,$Bronsted$ બેઇઝ તરીકે નહીં.

(C) લુઇસ બેઇઝ એટલે એવી પદાર્થ જે ઇલેક્ટ્રોનની એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) નું દાન કરી શકે.
$H_2O$ માં ઓક્સિજન પરમાણુ પર બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,$NH_3$ માં નાઇટ્રોજન પરમાણુ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,અને $F^{-}$ માં ફ્લોરિન પરમાણુ પર ચાર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે.
$CH_4$ (મિથેન) માં કાર્બનનું અષ્ટક પૂર્ણ છે અને તેમાં કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નથી.
તેથી,$CH_4$ લુઇસ બેઇઝ તરીકે વર્તી શકતું નથી.

(D) $Lewis$ એસિડ-બેઇઝ સિદ્ધાંત મુજબ:
$1$. $Lewis$ એસિડને ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સ્વીકારનાર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
$2$. $Lewis$ બેઇઝને ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ દાતા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
તેથી,$Lewis$ એસિડ માટેની સાચી વ્યાખ્યા અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોનયુગ્મ સ્વીકારનાર છે.

(D) એમ્ફોટેરિક સ્પીસીઝ તે છે જે એસિડ (પ્રોટોન દાતા) અને બેઇઝ (પ્રોટોન સ્વીકારનાર) બંને તરીકે કાર્ય કરી શકે છે.
ઋણાયન માટે એમ્ફોટેરિક બનવા માટે,તેમાં ઓછામાં ઓછો એક હાઇડ્રોજન પરમાણુ હોવો આવશ્યક છે જે પ્રોટોન $(H^+)$ તરીકે દાન કરી શકાય અને પ્રોટોન સ્વીકારવા માટે ઋણ વીજભાર હોવો જોઈએ.
$HCO_3^-$ ના કિસ્સામાં,તે પ્રોટોનનું દાન કરીને $CO_3^{2-}$ બનાવી શકે છે $(HCO_3^- \rightarrow H^+ + CO_3^{2-})$ અને તે પ્રોટોન સ્વીકારીને $H_2CO_3$ બનાવી શકે છે $(HCO_3^- + H^+ \rightarrow H_2CO_3)$.
તેથી,$HCO_3^-$ એ એમ્ફોટેરિક ઋણાયન છે.

(D) બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી સિદ્ધાંત મુજબ,સંયુગ્મ એસિડ-બેઇઝ જોડીમાં માત્ર એક પ્રોટોન $(H^+)$ નો તફાવત હોય છે.
જ્યારે $H_2O_2$ એક પ્રોટોન મેળવે છે,ત્યારે તે $H_3O_2^+$ બનાવે છે.
અહીં આપેલ પ્રક્રિયામાં $H_2O_2$ એ બેઇઝ તરીકે વર્તે છે અને $H_2O$ માંથી પ્રોટોન સ્વીકારીને $H_3O_2^+$ બનાવવું જોઈએ,પરંતુ આપેલ પ્રક્રિયામાં $H_2O_2$ એસિડ તરીકે વર્તે છે અને $HO_2^-$ બનાવે છે.
તેથી,$H_2O_2$ નો સંયુગ્મ એસિડ $H_3O_2^+$ છે,જે આપેલ વિકલ્પોમાં નથી.

(C) ઉભયગુણધર્મી ઘટક એ છે જે બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી એસિડ (પ્રોટોનનું દાન) અને બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી બેઇઝ (પ્રોટોનનો સ્વીકાર) બંને તરીકે વર્તી શકે છે.
$(I) \, H_2O$: પ્રોટોન સ્વીકારીને $H_3O^+$ બનાવે છે અને પ્રોટોનનું દાન કરીને $OH^-$ બનાવે છે. તેથી,તે ઉભયગુણધર્મી છે.
$(II) \, NH_2^-$: તે ફક્ત પ્રોટોન સ્વીકારીને $NH_3$ બનાવી શકે છે. તે પ્રોટોનનું દાન કરી શકતું નથી. તેથી,તે ઉભયગુણધર્મી નથી.
$(III) \, H_2PO_4^-$: પ્રોટોન સ્વીકારીને $H_3PO_4$ બનાવે છે અને પ્રોટોનનું દાન કરીને $HPO_4^{2-}$ બનાવે છે. તેથી,તે ઉભયગુણધર્મી છે.
$(IV) \, HCO_3^-$: પ્રોટોન સ્વીકારીને $H_2CO_3$ બનાવે છે અને પ્રોટોનનું દાન કરીને $CO_3^{2-}$ બનાવે છે. તેથી,તે ઉભયગુણધર્મી છે.
આમ,$(I), \, (III),$ અને $(IV)$ ઉભયગુણધર્મી ઘટકો છે.

(B) સંયુગ્મ બેઇઝ એસિડમાંથી પ્રોટોન $(H^+)$ દૂર કરવાથી બને છે.
$[Al(H_2O)_3(OH)_3]$ સંકીર્ણ માટે,પાણીના લિગેન્ડમાંથી એક $H^+$ આયન દૂર કરવાથી $OH^-$ સમૂહ બને છે.
પ્રક્રિયા: $[Al(H_2O)_3(OH)_3] \rightarrow [Al(H_2O)_2(OH)_4]^- + H^+$.
તેથી,સંયુગ્મ બેઇઝ $[Al(H_2O)_2(OH)_4]^-$ છે,જે વિકલ્પ $B$ ને અનુરૂપ છે.

(C) $BF_3$ (બોરોન ટ્રાયફ્લોરાઈડ) માં મધ્યસ્થ બોરોન પરમાણુની આસપાસ અપૂર્ણ અષ્ટક હોય છે,જે તેને ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપ ધરાવતી સ્પીસીઝ બનાવે છે.
લુઇસ એસિડ-બેઇઝ સિદ્ધાંત મુજબ,એસિડ એ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સ્વીકારનાર છે.
$BF_3$ તેનું અષ્ટક પૂર્ણ કરવા માટે ઇલેક્ટ્રોનની એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સ્વીકારી શકે છે,તેથી તે લુઇસ એસિડ તરીકે વર્તે છે.

(D) બ્રોન્સ્ટેડ બેઇઝની પ્રબળતા તેના સંયુગ્મી એસિડની પ્રબળતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
$1$. આપેલા બેઇઝના સંયુગ્મી એસિડ નીચે મુજબ છે: $H^{-} \rightarrow H_2$,$CH_3^{-} \rightarrow CH_4$,$CH_3O^{-} \rightarrow CH_3OH$,અને $Cl^{-} \rightarrow HCl$.
$2$. એસિડિક પ્રબળતાનો ક્રમ: $HCl > CH_3OH > H_2O > CH_4 > H_2$.
$3$. $HCl$ એ સૌથી પ્રબળ એસિડ હોવાથી,તેનો સંયુગ્મી બેઇઝ $Cl^{-}$ સૌથી નિર્બળ બ્રોન્સ્ટેડ બેઇઝ બનશે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(A) બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી સિદ્ધાંત મુજબ,એસિડ એ પ્રોટોન દાતા છે અને બેઇઝ એ પ્રોટોન સ્વીકારનાર છે.
જ્યારે એમોનિયા $(NH_3)$ પ્રોટોન $(H^+)$ સ્વીકારે છે,ત્યારે તે એમોનિયમ આયન $(NH_4^+)$ બનાવે છે.
$NH_4^+$ પ્રોટોનનું દાન કરીને $NH_3$ બનાવી શકે છે,તેથી તે બેઇઝ $NH_3$ નો સંયુગ્મ એસિડ તરીકે વર્તે છે.

(C) પ્રોટોન આકર્ષવાની ક્ષમતા અણુની બેઝિકતા (બેઝિક ગુણધર્મ) દ્વારા નક્કી થાય છે,જે મધ્યસ્થ પરમાણુ પર રહેલા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની ઉપલબ્ધતા પર આધાર રાખે છે.
$NH_3$ માં નાઇટ્રોજન પરમાણુ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે. નાઇટ્રોજન એ ફોસ્ફરસ કરતા વધુ વિદ્યુતઋણ છે,પરંતુ $PH_3$ ની સરખામણીમાં $NH_3$ માં ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ દાન કરવા માટે વધુ ઉપલબ્ધ છે કારણ કે $N-H$ બંધ ટૂંકો છે અને ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નાની કક્ષકમાં હોય છે.
$H_2O$ અને $H_2S$ એ $NH_3$ અને $PH_3$ કરતા ઓછા બેઝિક છે કારણ કે ઓક્સિજન અને સલ્ફર વધુ વિદ્યુતઋણ હોવાથી તેમના ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મને વધુ મજબૂતીથી જકડી રાખે છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાં $NH_3$ સૌથી પ્રબળ બેઝ છે અને તેની પ્રોટોન આકર્ષવાની ક્ષમતા સૌથી વધુ છે.

(A) $Br\text{ø}nsted$ એસિડ એ પ્રોટોન $(H^+)$ દાતા છે,અને $Br\text{ø}nsted$ બેઇઝ એ પ્રોટોન $(H^+)$ સ્વીકારનાર છે.
જે ઘટકો બંને તરીકે વર્તી શકે તેને ઉભયગુણી (amphoteric) કહેવામાં આવે છે.
$HSO_4^-$ માટે,તે પ્રોટોનનું દાન કરીને $SO_4^{2-}$ બનાવી શકે છે $(HSO_4^- \rightarrow H^+ + SO_4^{2-})$ અને પ્રોટોન સ્વીકારીને $H_2SO_4$ બનાવી શકે છે $(HSO_4^- + H^+ \rightarrow H_2SO_4)$.
તેથી,$HSO_4^-$ ઉભયગુણી છે.

(C) $H_2A$ ડાયપ્રોટીક એસિડ માટે આયનીકરણ બે તબક્કામાં થાય છે:
$1$. $H_2A(aq) + H_2O(l) \rightleftharpoons H_3O^+(aq) + HA^-(aq)$ જેનો અચળાંક $Ka_1$ છે.
$2$. $HA^-(aq) + H_2O(l) \rightleftharpoons H_3O^+(aq) + A^{2-}(aq)$ જેનો અચળાંક $Ka_2$ છે.
બીજા તબક્કામાં,ઋણ વીજભારિત આયન $(HA^-)$ માંથી પ્રોટોન $(H^+)$ દૂર કરવો મુશ્કેલ છે કારણ કે પ્રોટોન અને ઋણ આયન વચ્ચે સ્થિર વિદ્યુતીય આકર્ષણ હોય છે. તેથી,$Ka_1$ હંમેશા $Ka_2$ કરતા વધારે હોય છે ($Ka_1 > Ka_2$ અથવા $Ka_2 < Ka_1$).

(B) $HCN$ જેવા નિર્બળ એસિડના વિયોજન માટે $H-CN$ બંધ તોડવા માટે ઉર્જાની જરૂર પડે છે. તેથી,આ પ્રક્રિયા ઉષ્માશોષક છે.

(B) પ્રબળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝ માટે તટસ્થીકરણની એન્થાલ્પી એ $1$ મોલ $H^+$ આયનો અને $1$ મોલ $OH^-$ આયનો વચ્ચેની પ્રક્રિયાથી $1$ મોલ પાણી બનતી વખતે મુક્ત થતી ઉષ્મા છે. આ મૂલ્ય તમામ પ્રબળ એસિડ-પ્રબળ બેઇઝ પ્રક્રિયાઓ માટે અચળ હોય છે અને તે $-57.3 \ kJ/mol$ જેટલું હોય છે.

(D) પ્રબળ બેઇઝ સાથે નિર્બળ એસિડની તટસ્થીકરણ એન્થાલ્પી $\Delta H_{neut} = -57.3 + \Delta H_{ion}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $\Delta H_{ion}$ એ નિર્બળ એસિડની આયનીકરણ એન્થાલ્પી છે.
$H_2S$ $(15.9 \ kJ \ equi^{-1})$ ની સરખામણીમાં $HCN$ $(12.13 \ kJ \ equi^{-1})$ માટે તટસ્થીકરણ એન્થાલ્પી ઓછી ઉષ્માક્ષેપક હોવાથી,તે સૂચવે છે કે $H_2S$ કરતા $HCN$ ને આયનીકૃત કરવા માટે વધુ ઉર્જાની જરૂર પડે છે.
આ દર્શાવે છે કે $HCN$ એ $H_2S$ કરતા નિર્બળ એસિડ છે.
$pK_a = -\log(K_a)$ હોવાથી,નિર્બળ એસિડનું $K_a$ મૂલ્ય ઓછું હોય છે અને પરિણામે $pK_a$ મૂલ્ય વધારે હોય છે.
તેથી,$HCN$ નો $pK_a$ એ $H_2S$ ના $pK_a$ કરતા વધારે છે.

(D) તટસ્થીકરણ દરમિયાન દ્રાવણના તાપમાનમાં વધારો એ તટસ્થીકરણની એન્થાલ્પીના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
પ્રબળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝ માટે,તટસ્થીકરણની એન્થાલ્પી $-57.1 \ kJ \ mol^{-1}$ હોય છે.
નિર્બળ એસિડ માટે,નિર્બળ એસિડના વિયોજનમાં થોડી ઉર્જા વપરાય છે,જેના પરિણામે પ્રબળ એસિડની તુલનામાં તટસ્થીકરણની એન્થાલ્પી ઓછી મળે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં $HNO_3$ એ પ્રબળ એસિડ છે,જ્યારે $HCN$,$CH_3COOH$ અને $H_2S$ નિર્બળ એસિડ છે.
તેથી,પ્રબળ એસિડ $(HNO_3)$ માટે તટસ્થીકરણની એન્થાલ્પી સૌથી વધુ હોવાથી,તે મહત્તમ ઉષ્મા મુક્ત કરશે,જેના પરિણામે તાપમાનમાં મહત્તમ વધારો થશે.

(B) પ્રબળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝ વચ્ચેની તટસ્થીકરણની ઉષ્મા એટલે $1 \ mole$ $H^+$ આયનો અને $1 \ mole$ $OH^-$ આયનો વચ્ચેની પ્રક્રિયાથી $1 \ mole$ પાણી બનતી વખતે થતો એન્થાલ્પી ફેરફાર.
આ મૂલ્ય તમામ પ્રબળ એસિડ-પ્રબળ બેઇઝ તટસ્થીકરણ માટે અચળ રહે છે અને તે $-57.3 \ kJ \ mol^{-1}$ જેટલું હોય છે.
આ પ્રક્રિયાને આ રીતે દર્શાવી શકાય: $H^+_{(aq)} + OH^-_{(aq)} \to H_2O_{(l)}$,$\Delta H = -57.3 \ kJ \ mol^{-1}$.

(B) પ્રોટોનિક એસિડ એ પદાર્થ છે જે જલીય દ્રાવણમાં પ્રોટોન ($H^+$ આયન) દાન કરી શકે છે.
$SO_2(OH)_2$ એ $H_2SO_4$ છે,જે એક પ્રબળ પ્રોટોનિક એસિડ છે.
$PO(OH)_3$ એ $H_3PO_4$ છે,જે એક પ્રોટોનિક એસિડ છે.
$SO(OH)_2$ એ $H_2SO_3$ છે,જે એક પ્રોટોનિક એસિડ છે.
$B(OH)_3$ એ બોરિક એસિડ $(H_3BO_3)$ છે. તે લુઈસ એસિડ તરીકે વર્તે છે કારણ કે તે પ્રોટોનનું દાન કરવાને બદલે પાણીમાં $OH^-$ આયનો પાસેથી ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સ્વીકારીને $[B(OH)_4]^-$ બનાવે છે. તેથી,તે પ્રોટોનિક એસિડ નથી.

(B) $Al^{3+}$ આયનો શરૂઆતમાં $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $Al(OH)_3$ બનાવે છે.
જોકે,$Al(OH)_3$ સ્વભાવે ઉભયગુણી (amphoteric) છે અને વધારાના $NaOH$ માં ઓગળીને દ્રાવ્ય સંકીર્ણ $[Al(OH)_4]^-$ બનાવે છે.
આ દ્રાવ્ય સંકીર્ણ બનતું અટકાવવા અને $Al(OH)_3$ ના સંપૂર્ણ અવક્ષેપન માટે,જલીય એમોનિયા $(NH_4OH)$ જેવા નિર્બળ બેઇઝનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
$NH_4OH$ એ $OH^-$ આયનોની ઓછી સાંદ્રતા પૂરી પાડે છે,જે $Al(OH)_3$ ના અવક્ષેપન માટે પૂરતી છે પરંતુ તેને ઓગાળવા માટે પૂરતી નથી.

(D) $Lewis$ એસિડ એ પદાર્થ છે જે ઇલેક્ટ્રોનની જોડી સ્વીકારી શકે છે.
$AlCl_3$,$SnCl_4$,અને $FeCl_3$ એ ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપ ધરાવતા સંયોજનો છે (અપૂર્ણ અષ્ટક અથવા ખાલી d-કક્ષકો) અને તે $Lewis$ એસિડ તરીકે વર્તે છે.
$AlCl_3 \cdot 6H_2O$ એ જળયુક્ત ક્ષાર છે જેમાં $Al^{3+}$ આયન પહેલેથી જ છ પાણીના અણુઓ સાથે જોડાયેલ છે,જે તેની સંયોજકતા જરૂરિયાત પૂરી કરે છે. તેથી,તે આ સ્વરૂપમાં $Lewis$ એસિડ તરીકે વર્તતું નથી.

(C) આયર્ન સલ્ફાઇડ $(FeS_2)$ ને હવામાં ગરમ કરતા સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ $(SO_2)$ મળે છે.
$4FeS_2 + 11O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3 + 8SO_2$
સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને સલ્ફ્યુરસ એસિડ $(H_2SO_3)$ બનાવે છે.
$SO_2 + H_2O \rightarrow H_2SO_3$
સલ્ફ્યુરસ એસિડ $(H_2SO_3)$ એ ડાયપ્રોટિક એસિડ છે,જેનો અર્થ છે કે તેમાં બે આયનીકરણ પામી શકે તેવા હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ છે.
તેથી,$H_2SO_3$ ની બેઝિકતા $2$ છે.

(A) $1$. જો કોઈ સ્પીસીઝ પ્રોટોન $(H^+)$ સ્વીકારી શકે તો તે બેઝિક છે.
$2$. જો કોઈ સ્પીસીઝ ઉચ્ચ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં ઓક્સિડાઈઝ થઈ શકે તો તે રિડક્શનકર્તા છે.
$3$. $SO_3^{2-}$ માં,$S$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+4$ છે. તે $SO_4^{2-}$ $(+6)$ માં ઓક્સિડાઈઝ થઈ શકે છે અને $H^+$ સ્વીકારીને $HSO_3^-$ બનાવી શકે છે.
$4$. $SO_4^{2-}$ એ $S$ ની મહત્તમ ઓક્સિડેશન અવસ્થા $(+6)$ છે,તેથી તે રિડક્શનકર્તા તરીકે કામ કરી શકતું નથી.
$5$. $HSO_4^-$ પ્રકૃતિમાં એસિડિક છે.
$6$. તેથી,$SO_3^{2-}$ સાચો જવાબ છે.

(A) $pK_a$ મૂલ્ય એ એસિડની પ્રબળતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે $(pK_a = -\log K_a)$.
પ્રબળ એસિડનું $pK_a$ મૂલ્ય ઓછું હોય છે.
એસિડની પ્રબળતાનો ક્રમ: $HClO_4$ (સૌથી પ્રબળ) $> HNO_3 > H_2CO_3 > B(OH)_3$ (સૌથી નિર્બળ).
તેથી,$pK_a$ મૂલ્યોનો વધતો ક્રમ: $HClO_4 < HNO_3 < H_2CO_3 < B(OH)_3$ છે.

(A) એનાયનની બેઝિકતા તેના સંયુગ્મી એસિડની સ્થિરતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
આપેલા એનાયનના સંયુગ્મી એસિડ $HF$,$HCl$,$HBr$ અને $HI$ છે.
આમાં,$HI$ સૌથી પ્રબળ એસિડ છે કારણ કે $I^-$ આયનના મોટા કદને લીધે $H-I$ બંધ સૌથી નબળો હોય છે.
તેનાથી વિપરીત,હાઇડ્રોહેલિક એસિડમાં $HF$ સૌથી નબળો એસિડ છે.
સંયુગ્મી એસિડની પ્રબળતા સંયુગ્મી બેઝની બેઝિકતા સાથે વ્યસ્ત સંબંધ ધરાવતી હોવાથી,સૌથી નબળો એસિડ $(HF)$ સૌથી પ્રબળ સંયુગ્મી બેઝ $(F^-)$ ધરાવશે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાં $F^-$ સૌથી વધુ બેઝિક છે.

(D) $HNO_3$ બેઇઝ તરીકે વર્તે તે માટે તેણે અન્ય પદાર્થ પાસેથી પ્રોટોન $(H^+)$ સ્વીકારવો પડે.
આ પ્રક્રિયા ત્યારે થાય છે જ્યારે તેની સાથે વધુ પ્રબળ એસિડ જેવો કે $H_2SO_4$ અથવા $HClO_4$ હાજર હોય.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$HIO_4$ (પિરિયોડિક એસિડ) સૌથી પ્રબળ એસિડ છે કારણ કે આયોડિન પરમાણુ $+7$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે અને તે ચાર અત્યંત વિદ્યુતઋણમય ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે,જે સંયુગ્મી બેઇઝ $(IO_4^-)$ ને રેઝોનન્સ અને ઇન્ડક્ટિવ અસર દ્વારા સ્થિર કરે છે.
તેથી,$HIO_4$ એ આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી પ્રબળ એસિડ છે.

(C) જ્યારે પોટેશિયમ ઓક્સાઇડ $(K_2O)$ ને પાણીમાં ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તે હાઇડ્રોલિસિસ પ્રક્રિયા દ્વારા પોટેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(KOH)$ બનાવે છે.
રાસાયણિક સમીકરણ: $K_2O(s) + H_2O(l) \rightarrow 2KOH(aq)$.
પોટેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ એક પ્રબળ બેઝ છે જે પાણીમાં સંપૂર્ણપણે આયનીકરણ પામીને હાઇડ્રોક્સાઇડ આયનો $(OH^{-})$ આપે છે.
આ $OH^{-}$ આયનોની હાજરીને કારણે દ્રાવણ બેઝિક બને છે.

(C) Bronsted એસિડનો સંયુગ્મી બેઇઝ એસિડમાંથી પ્રોટોન $(H^{+})$ દૂર કરવાથી બને છે.
$H_{2}O$ માટે: $H_{2}O - H^{+} \rightarrow OH^{-}$.
$HF$ માટે: $HF - H^{+} \rightarrow F^{-}$.
તેથી,સંયુગ્મી બેઇઝ અનુક્રમે $OH^{-}$ અને $F^{-}$ છે.

(C) બ્રોન્સ્ટેડ એસિડ પ્રોટોન દાતા છે અને બ્રોન્સ્ટેડ બેઇઝ પ્રોટોન સ્વીકારનાર છે.
જે પદાર્થો બંને તરીકે વર્તી શકે છે તેને ઉભયગુણી (amphoteric) કહેવામાં આવે છે.
$HCO_3^-$,$NH_3$,અને $HSO_4^-$ પાસે પ્રોટોન દાન કરવા માટે અને પ્રોટોન સ્વીકારવા માટે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અથવા ઋણ વીજભાર હોય છે.
$HCl$ માત્ર પ્રોટોનનું દાન કરી શકે છે $(HCl \rightarrow H^+ + Cl^-)$,પરંતુ તે પ્રોટોન સ્વીકારીને $H_2Cl^+$ બનાવી શકતું નથી,તેથી તે બ્રોન્સ્ટેડ બેઇઝ તરીકે વર્તી શકતું નથી.

(A) બ્રોન્સ્ટેડ એસિડનો સંયુગ્મી બેઇઝ એસિડના અણુમાંથી એક પ્રોટોન $(H^{+})$ દૂર કરીને મેળવવામાં આવે છે.
$HF$ માટે: $HF - H^{+} \rightarrow F^{-}$.
$H_{2}SO_{4}$ માટે: $H_{2}SO_{4} - H^{+} \rightarrow HSO_{4}^{-}$.
$HCO_{3}^{-}$ માટે: $HCO_{3}^{-} - H^{+} \rightarrow CO_{3}^{2-}$.
તેથી,અનુરૂપ સંયુગ્મી બેઇઝ અનુક્રમે $F^{-}$,$HSO_{4}^{-}$,અને $CO_{3}^{2-}$ છે.

(A) સંયુગ્મી એસિડ આપેલ બ્રોન્સ્ટેડ બેઝમાં એક પ્રોટોન $(H^{+})$ ઉમેરીને મેળવવામાં આવે છે.
$NH_{2}^{-}$ માટે,$H^{+}$ ઉમેરતા $NH_{3}$ મળે છે.
$NH_{3}$ માટે,$H^{+}$ ઉમેરતા $NH_{4}^{+}$ મળે છે.
$HCOO^{-}$ માટે,$H^{+}$ ઉમેરતા $HCOOH$ મળે છે.
તેથી,અનુરૂપ સંયુગ્મી એસિડ અનુક્રમે $NH_{3}$,$NH_{4}^{+}$ અને $HCOOH$ છે.

બ્રોન્સ્ટેડ એસિડ એ પ્રોટોન $(H^{+})$ દાતા છે,અને બ્રોન્સ્ટેડ બેઇઝ એ પ્રોટોન $(H^{+})$ સ્વીકારનાર છે. સંયુગ્મી એસિડ સ્પીસીઝમાં પ્રોટોન ઉમેરીને બને છે,જ્યારે સંયુગ્મી બેઇઝ સ્પીસીઝમાંથી પ્રોટોન દૂર કરીને બને છે. પરિણામો નીચેના કોષ્ટકમાં દર્શાવેલ છે:

સ્પીસીઝ	સંયુગ્મી એસિડ	સંયુગ્મી બેઇઝ
$H_{2}O$	$H_{3}O^{+}$	$OH^{-}$
$HCO_{3}^{-}$	$H_{2}CO_{3}$	$CO_{3}^{2-}$
$HSO_{4}^{-}$	$H_{2}SO_{4}$	$SO_{4}^{2-}$
$NH_{3}$	$NH_{4}^{+}$	$NH_{2}^{-}$

(N/A) $(a) HO^{-}$ એ લુઈસ બેઝ છે કારણ કે તેની પાસે ઇલેક્ટ્રોનની અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) છે જે તે દાન કરી શકે છે.
$(b) F^{-}$ એ લુઈસ બેઝ છે કારણ કે તેની પાસે ઇલેક્ટ્રોનની અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે જે તે દાન કરી શકે છે.
$(c) H^{+}$ એ લુઈસ એસિડ છે કારણ કે તેની પાસે ખાલી કક્ષક છે અને તે ઇલેક્ટ્રોનની એક જોડી સ્વીકારી શકે છે.
$(d) BCl_{3}$ એ લુઈસ એસિડ છે કારણ કે બોરોન પરમાણુ પાસે અપૂર્ણ અષ્ટક છે (તેની સંયોજકતા કક્ષામાં માત્ર $6$ ઇલેક્ટ્રોન છે) અને તે ઇલેક્ટ્રોનની એક જોડી સ્વીકારી શકે છે.

પાણીનું ઓટો-પ્રોટોલિસિસ (સ્વ-આયનીકરણ) એ એક રાસાયણિક પ્રક્રિયા છે જેમાં પાણીના બે અણુઓ પ્રક્રિયા કરીને હાઇડ્રોક્સાઇડ આયન $(OH^{-})$ અને હાઇડ્રોનિયમ આયન $(H_{3}O^{+})$ ઉત્પન્ન કરે છે. આ પ્રક્રિયાને નીચે મુજબ દર્શાવી શકાય:
$H_{2}O_{(l)} + H_{2}O_{(l)} \leftrightarrow H_{3}O_{(aq)}^{+} + OH_{(aq)}^{-}$
પાણીનું ઓટો-પ્રોટોલિસિસ તેની ઉભયગુણી (amphoteric) પ્રકૃતિ સૂચવે છે,એટલે કે તે એસિડ અને બેઇઝ બંને તરીકે વર્તવાની ક્ષમતા ધરાવે છે.
આ એસિડ-બેઇઝ પ્રક્રિયાને નીચે મુજબ લખી શકાય:
$(H_{2}O_{(l)})_{\text{acid}} + (H_{2}O_{(l)})_{\text{base}} \leftrightarrow (H_{3}O_{(aq)}^{+})_{\text{conjugate acid}} + (OH_{(aq)}^{-})_{\text{conjugate base}}$

(N/A) $H_{2}SO_{4(aq)} + H_{2}O_{(l)} \to H_{3}O_{(aq)}^{+} + HSO_{4(aq)}^{-}; \quad K_{a_{1}} > 10$
$HSO_{4(aq)}^{-} + H_{2}O_{(l)} \to H_{3}O_{(aq)}^{+} + SO_{4(aq)}^{2-}; \quad K_{a_{2}} = 1.2 \times 10^{-2}$
તે જોઈ શકાય છે કે $K_{a_{1}} >> K_{a_{2}}$.
આનું કારણ એ છે કે તટસ્થ $H_{2}SO_{4}$ અણુમાં ઋણ વીજભારિત $HSO_{4}^{-}$ આયન કરતા પ્રોટોન ગુમાવવાની વૃત્તિ ઘણી વધારે હોય છે. ધન વીજભારિત પ્રોટોન અને ઋણ વીજભારિત $HSO_{4}^{-}$ આયન વચ્ચેના સ્થિર વિદ્યુતીય આકર્ષણને કારણે બીજો પ્રોટોન દૂર કરવો ઘણો મુશ્કેલ બને છે.

(N/A) સંયુગ્મી એસિડ-બેઇઝ યુગ્મ એ એવી રાસાયણિક સ્પીસીઝની જોડી છે જે ફક્ત એક પ્રોટોન $(H^{+})$ દ્વારા અલગ પડે છે.
જ્યારે એસિડ એક પ્રોટોન ગુમાવે છે,ત્યારે તે તેનો સંયુગ્મી બેઇઝ બનાવે છે.
જ્યારે બેઇઝ એક પ્રોટોન મેળવે છે,ત્યારે તે તેનો સંયુગ્મી એસિડ બનાવે છે.
આપેલ સ્પીસીઝ માટેના સંયુગ્મી એસિડ-બેઇઝ નીચેના કોષ્ટકમાં આપેલ છે:

સ્પીસીઝ	સંયુગ્મી એસિડ/બેઇઝ
$HNO_{2}$	$NO_{2}^{-}$ (સંયુગ્મી બેઇઝ)
$CN^{-}$	$HCN$ (સંયુગ્મી એસિડ)
$HClO_{4}$	$ClO_{4}^{-}$ (સંયુગ્મી બેઇઝ)
$F^{-}$	$HF$ (સંયુગ્મી એસિડ)
$OH^{-}$	$H_{2}O$ (સંયુગ્મી એસિડ) / $O^{2-}$ (સંયુગ્મી બેઇઝ)
$CO_{3}^{2-}$	$HCO_{3}^{-}$ (સંયુગ્મી એસિડ)
$S^{2-}$	$HS^{-}$ (સંયુગ્મી એસિડ)

(B) લુઈસ એસિડ એટલે એવી રાસાયણિક પ્રજાતિઓ જે ઇલેક્ટ્રોનની એક જોડી સ્વીકારી શકે છે.
$BF_3$ માં બોરોન પરમાણુનું અષ્ટક અપૂર્ણ છે,જે તેને ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપ ધરાવતી પ્રજાતિ બનાવે છે.
$H^{+}$ એ પ્રોટોન છે અને તેની પાસે ખાલી $1s$ કક્ષક છે,જે તેને ઇલેક્ટ્રોન જોડી સ્વીકારવા દે છે.
$NH_4^{+}$ માં નાઇટ્રોજન પરમાણુ હોય છે જેણે પહેલેથી જ તેની અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન જોડી પ્રોટોનને દાન કરી દીધી છે,પરંતુ ધન વીજભારને કારણે તે લુઈસ એસિડ તરીકે વર્તી શકે છે.
$H_2O$ લુઈસ બેઇઝ તરીકે વર્તે છે કારણ કે તેની પાસે ઓક્સિજન પરમાણુ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન જોડી હોય છે જે તે દાન કરી શકે છે.
તેથી,$BF_3, H^{+},$ અને $NH_4^{+}$ લુઈસ એસિડ છે.

બ્રોન્સ્ટેડ એસિડનો સંયુગ્મી બેઇઝ એસિડમાંથી પ્રોટોન $(H^+)$ દૂર કરવાથી બને છે.

બ્રોન્સ્ટેડ એસિડ	સંયુગ્મી બેઇઝ
$HF$	$F^-$
$H_2SO_4$	$HSO_4^-$
$HCO_3^-$	$CO_3^{2-}$

બ્રોન્સ્ટેડ બેઝનો સંયુગ્મી એસિડ બેઝમાં પ્રોટોન $(H^{+})$ ઉમેરીને બનાવવામાં આવે છે. નીચેનું કોષ્ટક આપેલા બ્રોન્સ્ટેડ બેઝ માટેના સંયુગ્મી એસિડની યાદી આપે છે:

બ્રોન્સ્ટેડ બેઝ	સંયુગ્મી એસિડ
$NH_{2}^{-}$	$NH_{3}$
$NH_{3}$	$NH_{4}^{+}$
$HCOO^{-}$	$HCOOH$

(N/A) બ્રોન્સ્ટેડ એસિડ એ પ્રોટોન $(H^{+})$ દાતા છે,અને બ્રોન્સ્ટેડ બેઇઝ એ પ્રોટોન $(H^{+})$ સ્વીકારનાર છે. સંયુગ્મી એસિડ સ્પીસીઝમાં પ્રોટોન $(H^{+})$ ઉમેરીને બને છે,જ્યારે સંયુગ્મી બેઇઝ સ્પીસીઝમાંથી પ્રોટોન $(H^{+})$ દૂર કરીને બને છે.

સ્પીસીઝ	સંયુગ્મી એસિડ $(+H^{+})$	સંયુગ્મી બેઇઝ $(-H^{+})$
$H_{2}O$	$H_{3}O^{+}$	$OH^{-}$
$HCO_{3}^{-}$	$H_{2}CO_{3}$	$CO_{3}^{2-}$
$HSO_{4}^{-}$	$H_{2}SO_{4}$	$SO_{4}^{2-}$
$NH_{3}$	$NH_{4}^{+}$	$NH_{2}^{-}$

(N/A) $(a) OH^{-}$ એ લુઈસ બેઝ છે કારણ કે તેની પાસે ઇલેક્ટ્રોનની અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) છે જે તે દાન કરી શકે છે.
$(b) F^{-}$ એ લુઈસ બેઝ છે કારણ કે તેની પાસે ઇલેક્ટ્રોનની અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે જે તે દાન કરી શકે છે.
$(c) H^{+}$ એ લુઈસ એસિડ છે કારણ કે તેની પાસે ખાલી કક્ષક છે અને તે ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સ્વીકારી શકે છે.
$(d) BCl_{3}$ એ લુઈસ એસિડ છે કારણ કે બોરોન પરમાણુ પાસે અપૂર્ણ અષ્ટક છે અને તે ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સ્વીકારી શકે છે.

એસિડ $(K_a)$ અને તેના સંયુગ્મી બેઝ $(K_b)$ ના આયનીકરણ અચળાંક વચ્ચેનો સંબંધ નીચે મુજબ છે: $K_a \times K_b = K_w$,જ્યાં $298 \ K$ તાપમાને $K_w = 10^{-14}$ છે.
$1$. $HF$ $(K_a = 6.8 \times 10^{-4})$ માટે,સંયુગ્મી બેઝ $F^-$ છે.
$K_b(F^-) = \frac{10^{-14}}{6.8 \times 10^{-4}} = 1.47 \times 10^{-11}$.
$2$. $HCOOH$ $(K_a = 1.8 \times 10^{-4})$ માટે,સંયુગ્મી બેઝ $HCOO^-$ છે.
$K_b(HCOO^-) = \frac{10^{-14}}{1.8 \times 10^{-4}} = 5.56 \times 10^{-11}$.
$3$. $HCN$ $(K_a = 4.8 \times 10^{-9})$ માટે,સંયુગ્મી બેઝ $CN^-$ છે.
$K_b(CN^-) = \frac{10^{-14}}{4.8 \times 10^{-9}} = 2.08 \times 10^{-6}$.