Acids and Bases Questions in Gujarati

(N/A) ઓટો-પ્રોટોલિસિસ એટલે પાણીનું સ્વ-આયનીકરણ,જ્યાં પાણીના અણુઓ એકબીજા સાથે પ્રક્રિયા કરીને આયનો બનાવે છે.
તેને નીચેના સમીકરણ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે:
$H_2O_{(l)} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons H_3O^{+}_{(aq)} + OH^{-}_{(aq)}$
મહત્વ:
ઓટો-પ્રોટોલિસિસને કારણે,પાણી ઉભયગુણી (amphoteric) પ્રકૃતિ ધરાવે છે,જેનો અર્થ છે કે તે એસિડ અને બેઇઝ બંને તરીકે વર્તી શકે છે.
તે પોતાના કરતા વધુ શક્તિશાળી એસિડ સાથે બેઇઝ તરીકે અને પોતાના કરતા વધુ શક્તિશાળી બેઇઝ સાથે એસિડ તરીકે વર્તે છે.
ઉદાહરણો:
$1$. એસિડ તરીકે: $H_2O_{(l)} + NH_{3(aq)} \longrightarrow NH_{4(aq)}^{+} + OH^{-}_{(aq)}$
$2$. બેઇઝ તરીકે: $H_2O_{(l)} + H_2S_{(aq)} \longrightarrow H_3O^{+}_{(aq)} + HS^{-}_{(aq)}$

(B) એમોનિયા $(NH_3)$ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને એમોનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(NH_4OH)$ બનાવે છે,જે દ્રાવણમાં હાઇડ્રોક્સાઇડ આયનો $(OH^-)$ મુક્ત કરે છે.
$NH_3(aq) + H_2O(l) \rightleftharpoons NH_4^+(aq) + OH^-(aq)$
$OH^-$ આયનોની હાજરીને કારણે,એમોનિયાનું જલીય દ્રાવણ સ્વભાવે બેઝિક હોય છે.

(N/A) એસિડની પ્રબળતા તેના $pK_{a}$ મૂલ્યના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે,એટલે કે નાનું $pK_{a}$ મૂલ્ય વધુ પ્રબળ એસિડ સૂચવે છે.
$1$. પ્રબળ એસિડ: $pK_{a} < 1$.
$2$. મધ્યમ પ્રબળ એસિડ: $1 < pK_{a} < 5$.
$3$. નિર્બળ એસિડ: $5 < pK_{a} < 15$.
$4$. અત્યંત નિર્બળ એસિડ: $pK_{a} > 15$.

(N/A) મેગ્નેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ,$Mg(OH)_{2}$,એ સોડિયમ હાઇડ્રોજનકાર્બોનેટ,$NaHCO_{3}$ કરતા વધુ સારું એન્ટાસિડ છે.
મેગ્નેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે,તેથી તે જઠરના $pH$ ને તટસ્થતાથી ઉપર વધવા દેતું નથી,જે વધુ એસિડના ઉત્પાદનને અટકાવે છે.
તેની સામે,સોડિયમ હાઇડ્રોજનકાર્બોનેટ પાણીમાં દ્રાવ્ય છે. તેનો વધુ પડતો ઉપયોગ જઠરના વાતાવરણને આલ્કલાઇન બનાવી શકે છે,જે જઠરને વધુ એસિડ ઉત્પન્ન કરવા માટે ઉત્તેજિત કરે છે,જે સ્થિતિને વધુ ખરાબ કરી શકે છે.

(A) હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ $(HCl)$ વાયુના જલીય દ્રાવણને $Hydrochloric \ acid$ (હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(B) $H_{2}SO_{4}$ અને $HNO_{3}$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા એસિડ-બેઇઝ પ્રકારની પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,$H_{2}SO_{4}$ એસિડ (પ્રોટોન દાતા) તરીકે અને $HNO_{3}$ બેઇઝ (પ્રોટોન સ્વીકારનાર) તરીકે વર્તે છે.
પ્રક્રિયા: $HNO_{3} + H_{2}SO_{4} \rightleftharpoons H_{2}NO_{3}^{+} + HSO_{4}^{-} \rightleftharpoons NO_{2}^{+} + H_{3}O^{+} + HSO_{4}^{-}$.

(N/A) પ્રકૃતિમાંથી એસિડ: $(i)$ હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ $(HCl)$ જઠરના પાચનરસમાં જોવા મળે છે,જે પાચન માટે જરૂરી છે. $(ii)$ લીંબુ અને નારંગીના રસમાં સાઇટ્રિક એસિડ હોય છે. $(iii)$ આમલીમાં ટાર્ટરિક એસિડ જોવા મળે છે.
પ્રકૃતિમાંથી બેઇઝ: એક સામાન્ય ઉદાહરણ મેગ્નેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(Mg(OH)_2)$ છે,જેનો ઉપયોગ એન્ટાસિડ તરીકે થાય છે. બેઇઝ સામાન્ય રીતે લાલ લિટમસ પેપરને ભૂરું બનાવે છે,તેનો સ્વાદ કડવો હોય છે અને તે સ્પર્શમાં સાબુ જેવા લાગે છે.
પ્રકૃતિમાંથી ક્ષાર: એક સામાન્ય ઉદાહરણ સોડિયમ ક્લોરાઇડ $(NaCl)$ છે,જેને સામાન્ય મીઠું પણ કહેવાય છે. તે આપણા આહારનો એક મહત્વપૂર્ણ ઘટક છે અને તે હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ $(HCl)$ અને સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(NaOH)$ વચ્ચેની તટસ્થીકરણ પ્રક્રિયા દ્વારા બને છે.

(N/A) વ્યાખ્યા: આર્હેનિયસના સિદ્ધાંત મુજબ,એસિડ એવા પદાર્થો છે જે પાણીમાં વિયોજન પામીને હાઇડ્રોજન આયનો $(H_{(aq)}^{+})$ આપે છે. આર્હેનિયસના સિદ્ધાંત મુજબ,બેઝ એવા પદાર્થો છે જે હાઇડ્રોક્સિલ આયનો $(OH_{(aq)}^{-})$ ઉત્પન્ન કરે છે.
એસિડનું સામાન્ય સૂત્ર $HX$ છે અને બેઝનું સામાન્ય સૂત્ર $MOH$ છે.
જલીય દ્રાવણમાં એસિડ $HX$ નું આયનીકરણ:
$HX_{(aq)} \longrightarrow H_{(aq)}^{+} + X_{(aq)}^{-}$
અથવા
$HX_{(aq)} + H_{2}O_{(l)} \longrightarrow H_{3}O_{(aq)}^{+} + X_{(aq)}^{-}$
નોંધ: મુક્ત પ્રોટોન $H^{+}$ ખૂબ જ સક્રિય હોય છે અને જલીય દ્રાવણમાં સ્વતંત્ર રીતે અસ્તિત્વ ધરાવી શકતો નથી. તેથી,તે પાણીના અણુના ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે જોડાઈને હાઇડ્રોનિયમ આયન $(H_{3}O^{+})$ બનાવે છે.
$H_{(aq)}^{+} + H_{2}O_{(l)} \longrightarrow H_{3}O_{(aq)}^{+}$
જલીય દ્રાવણમાં બેઝ $MOH$ નું આયનીકરણ:
$MOH_{(aq)} \longrightarrow M_{(aq)}^{+} + OH_{(aq)}^{-}$
આર્હેનિયસના સિદ્ધાંતની મર્યાદાઓ:
$(i)$ તે ફક્ત જલીય દ્રાવણોને જ લાગુ પડે છે.
$(ii)$ તે એમોનિયા $(NH_{3})$ જેવા પદાર્થોની બેઝિકતા સમજાવી શકતું નથી,જેમાં હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ હોતો નથી.
$(iii)$ તે $H^{+}$ આયનની સ્થિરતા સમજાવતું નથી.

(N/A) હાઇડ્રોજન આયન $(H^{+})$ પોતે એક નાનો પ્રોટોન છે જેનું કદ ખૂબ જ નાનું (ત્રિજ્યા $\approx 10^{-15} \ m$) અને તીવ્ર વિદ્યુતક્ષેત્ર ધરાવે છે.
તેથી,પ્રોટોન પાણીના અણુ પર રહેલા બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોમાંથી એક સાથે સવર્ગ સહસંયોજક બંધ દ્વારા જોડાઈને હાઇડ્રોનિયમ આયન $(H_{3}O^{+})$ બનાવે છે.
આ હાઇડ્રોનિયમ આયન $(H_{3}O^{+})$ સ્પીસીઝ ત્રિકોણીય પિરામિડલ ભૂમિતિ ધરાવે છે. $H_{3}O^{+}$ નું અસ્તિત્વ ઘણી સંયોજનોમાં જોવા મળ્યું છે,જેમ કે ઘન અવસ્થામાં $H_{3}O^{+}Cl^{-}$.
વધુમાં,હાઇડ્રોનિયમ આયન વધુ જલીયકરણ પામીને વિવિધ આયનીય સ્પીસીઝ જેવી કે $H_{5}O_{2}^{+}$,$H_{7}O_{3}^{+}$,$H_{9}O_{4}^{+}$ વગેરે બનાવે છે.
આમ,પ્રોટોન જલીય દ્રાવણમાં સ્વતંત્ર રીતે અસ્તિત્વ ધરાવતો નથી; તેના બદલે,તે હાઇડ્રોનિયમ આયન અથવા ઓક્સોનિયમ આયન તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.

(N/A) ડેનિશ રસાયણશાસ્ત્રી જોહાન્સ બ્રોન્સ્ટેડ અને અંગ્રેજ રસાયણશાસ્ત્રી થોમસ એમ. લોરીએ એસિડ અને બેઇઝની વધુ વ્યાપક વ્યાખ્યા આપી હતી.
વ્યાખ્યા: બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી સિદ્ધાંત મુજબ,એસિડ એવો પદાર્થ છે જે હાઇડ્રોજન આયન $(H^{+})$ નું દાન કરી શકે છે અને બેઇઝ એવો પદાર્થ છે જે હાઇડ્રોજન આયન $(H^{+})$ સ્વીકારી શકે છે. ટૂંકમાં,એસિડ પ્રોટોન દાતા છે અને બેઇઝ પ્રોટોન સ્વીકારનાર છે.
ઉદાહરણ $1$: $H_{2}O$ માં $NH_{3}$ ના દ્રાવણની પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$NH_{3(aq)} + H_{2}O_{(l)} \rightleftharpoons NH_{4(aq)}^{+} + OH_{(aq)}^{-}$
આ પ્રક્રિયામાં,પાણીનો અણુ પ્રોટોન દાતા (એસિડ) તરીકે અને એમોનિયાનો અણુ પ્રોટોન સ્વીકારનાર (બેઇઝ) તરીકે વર્તે છે. પ્રતિગામી પ્રક્રિયામાં,$H^{+}$ એ $NH_{4}^{+}$ થી $OH^{-}$ તરફ સ્થાનાંતરિત થાય છે. અહીં,$NH_{4}^{+}$ એ બ્રોન્સ્ટેડ એસિડ તરીકે અને $OH^{-}$ એ બ્રોન્સ્ટેડ બેઇઝ તરીકે વર્તે છે.
સંયુગ્મ એસિડ-બેઇઝ જોડ: એસિડ-બેઇઝની એવી જોડ જે માત્ર એક પ્રોટોનથી અલગ પડે છે તેને 'સંયુગ્મ એસિડ-બેઇઝ જોડ' કહેવાય છે.
$(i)$ $NH_{4}^{+}$ અને $NH_{3}$
$(ii)$ $H_{2}O$ અને $OH^{-}$
અહીં,$OH^{-}$ એ એસિડ $H_{2}O$ નો સંયુગ્મ બેઇઝ છે,અને $H_{2}O$ એ $OH^{-}$ નો સંયુગ્મ એસિડ છે. $NH_{4}^{+}$ એ બેઇઝ $NH_{3}$ નો સંયુગ્મ એસિડ છે,અને $NH_{3}$ એ $NH_{4}^{+}$ નો સંયુગ્મ બેઇઝ છે.
નોંધ: સંયુગ્મ એસિડમાં એક પ્રોટોન વધારે હોય છે અને દરેક સંયુગ્મ બેઇઝમાં એક પ્રોટોન ઓછો હોય છે. જો બ્રોન્સ્ટેડ એસિડ પ્રબળ હોય તો તેનો સંયુગ્મ બેઇઝ નિર્બળ હોય છે અને તેનાથી ઉલટું.
ઉદાહરણ $2$: પાણીમાં હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડનું આયનીકરણ: $HCl_{(aq)} + H_{2}O_{(l)} \rightarrow H_{3}O_{(aq)}^{+} + Cl_{(aq)}^{-}$. અહીં,$HCl$ એ $H_{2}O$ અણુને પ્રોટોન આપીને એસિડ તરીકે વર્તે છે,જે બેઇઝ તરીકે કાર્ય કરે છે.

(N/A) વ્યાખ્યા: સંયુગ્મ એસિડ-બેઇઝ જોડ એ રાસાયણિક સ્પીસીઝની એવી જોડ છે જે માત્ર એક પ્રોટોન $(H^+)$ દ્વારા અલગ પડે છે. જ્યારે એસિડ એક પ્રોટોન ગુમાવે છે,ત્યારે તે તેનો સંયુગ્મ બેઇઝ બનાવે છે,અને જ્યારે બેઇઝ એક પ્રોટોન મેળવે છે,ત્યારે તે તેનો સંયુગ્મ એસિડ બનાવે છે.
આપેલ સ્પીસીઝ માટે:
$1$. $HNO_2$: સંયુગ્મ બેઇઝ $NO_2^-$ છે.
$2$. $CN^{-}$: સંયુગ્મ એસિડ $HCN$ છે.
$3$. $HClO_4$: સંયુગ્મ બેઇઝ $ClO_4^-$ છે.
$4$. $F^{-}$: સંયુગ્મ એસિડ $HF$ છે.
$5$. $OH^{-}$: સંયુગ્મ એસિડ $H_2O$ છે.
$6$. $CO_3^{2-}$: સંયુગ્મ એસિડ $HCO_3^-$ છે.
$7$. $S^{2-}$: સંયુગ્મ એસિડ $HS^{-}$ છે.

(N/A) વ્યાખ્યા: $1923$ માં જી.એન. લુઈસે એસિડને એવી સ્પીસીઝ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરી જે ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સ્વીકારે છે અને બેઇઝને એવી સ્પીસીઝ તરીકે જે ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનું દાન કરે છે.
બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી અને લુઈસ બેઇઝની સરખામણી: બેઇઝના સંદર્ભમાં,બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી અને લુઈસ ખ્યાલ વચ્ચે બહુ તફાવત નથી,કારણ કે બંને કિસ્સામાં બેઇઝ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ આપે છે. ઉદાહરણ તરીકે,લુઈસ બેઇઝ $NH_{3}$ એ $H^{+}$ ને ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનું દાન કરીને $NH_{4}^{+}$ બનાવે છે. આમ,$NH_{3}$ બંને સિદ્ધાંતોમાં બેઇઝ તરીકે કાર્ય કરે છે.
બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી અને લુઈસ એસિડની સરખામણી: બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી ખ્યાલમાં,એસિડમાં પ્રોટોન $(H^{+})$ હોવો આવશ્યક છે. જોકે,લુઈસ ખ્યાલમાં,ઘણા એસિડમાં પ્રોટોન હોતો નથી. ઇલેક્ટ્રોન ઉણપ ધરાવતી સ્પીસીઝ જેવી કે $BF_{3}$,$AlCl_{3}$,$FeCl_{3}$,$NO_{2}^{+}$,$Mg^{2+}$,અને $Co^{3+}$ લુઈસ એસિડ તરીકે કાર્ય કરી શકે છે. આમ,બધા લુઈસ એસિડ બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી એસિડ તરીકે કાર્ય કરતા નથી.
પ્રક્રિયાનું ઉદાહરણ: $BF_{3} + :NH_{3} \longrightarrow F_{3}B:NH_{3}$
અહીં,$BF_{3}$ એ લુઈસ એસિડ છે અને $:NH_{3}$ એ લુઈસ બેઇઝ છે.
$H_{2}O$,$NH_{3}$,અને $OH^{-}$ જેવી સ્પીસીઝ જે ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનું દાન કરી શકે છે તે લુઈસ બેઇઝ તરીકે કાર્ય કરે છે.

(B) સંયુગ્મી એસિડ-બેઇઝની જોડી એક પ્રોટોન $(H^{+})$ દ્વારા અલગ પડે છે.
$HCl_{(aq)} + H_2O_{(aq)} \rightleftharpoons H_3O^{+}_{(aq)} + Cl^{-}_{(aq)}$ પ્રક્રિયામાં:
$1$. $HCl$ એસિડ તરીકે વર્તે છે અને પ્રોટોન ગુમાવીને તેનો સંયુગ્મી બેઇઝ $Cl^{-}$ બનાવે છે. તેથી,$(HCl, Cl^{-})$ એ સંયુગ્મી એસિડ-બેઇઝની જોડી છે.
$2$. $H_2O$ બેઇઝ તરીકે વર્તે છે અને પ્રોટોન સ્વીકારીને તેનો સંયુગ્મી એસિડ $H_3O^{+}$ બનાવે છે. તેથી,$(H_3O^{+}, H_2O)$ એ સંયુગ્મી એસિડ-બેઇઝની જોડી છે.

(A) સંયુગ્મી એસિડ-બેઇઝ જોડી એક પ્રોટોન $(H^+)$ દ્વારા અલગ પડે છે.
પ્રક્રિયા $NH_{3(aq)} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons NH_{4(aq)}^+ + OH_{(aq)}^-$ માં:
$1$. $NH_3$ બેઇઝ તરીકે વર્તે છે અને પ્રોટોન સ્વીકારીને તેનો સંયુગ્મી એસિડ $NH_4^+$ બનાવે છે. તેથી,$(NH_3, NH_4^+)$ એ સંયુગ્મી એસિડ-બેઇઝ જોડી છે.
$2$. $H_2O$ એસિડ તરીકે વર્તે છે અને પ્રોટોનનું દાન કરીને તેનો સંયુગ્મી બેઇઝ $OH^-$ બનાવે છે. તેથી,$(H_2O, OH^-)$ એ સંયુગ્મી એસિડ-બેઇઝ જોડી છે.

(A) $Br\o nsted-Lowry$ સિદ્ધાંત મુજબ,એસિડ એ પ્રોટોન $(H^{+})$ દાતા છે.
પુરોગામી પ્રક્રિયામાં,$CH_{3}COOH$ એ $H_{2}O$ ને પ્રોટોન આપે છે,તેથી $CH_{3}COOH$ એસિડ છે.
પ્રતિગામી પ્રક્રિયામાં,$H_{3}O^{+}$ એ $CH_{3}COO^{-}$ ને પ્રોટોન આપે છે,તેથી $H_{3}O^{+}$ એ સંયુગ્મી એસિડ છે.
તેથી,એસિડ તરીકે વર્તતી સ્પીસીઝ $CH_{3}COOH$ અને $H_{3}O^{+}$ છે.

(A) બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી સિદ્ધાંત મુજબ,નિર્બળ એસિડનો સંયુગ્મી બેઇઝ પ્રબળ હોય છે અને પ્રબળ એસિડનો સંયુગ્મી બેઇઝ નિર્બળ હોય છે.
$CH_3COOH$ એ નિર્બળ એસિડ છે,તેથી તેનો સંયુગ્મી બેઇઝ $CH_3COO^{-}$ એ પ્રબળ બેઇઝ છે.
$H_3O^{+}$ એ પ્રબળ એસિડ છે,તેથી તેનો સંયુગ્મી બેઇઝ $H_2O$ એ નિર્બળ બેઇઝ છે.
તેથી,$CH_3COO^{-}$ ની સરખામણીમાં $H_2O$ એ નિર્બળ બેઇઝ છે.

(B) લુઈસ એસિડ એ ઈલેક્ટ્રોન-યુગ્મ સ્વીકારનાર છે,જ્યારે લુઈસ બેઝ એ ઈલેક્ટ્રોન-યુગ્મ દાતા છે.
$1$. $CO_2$: કાર્બન ઈલેક્ટ્રોન-ઉણપ ધરાવે છે,તેથી તે લુઈસ એસિડ તરીકે વર્તે છે.
$2$. $BCl_3$: બોરોનનું અષ્ટક અપૂર્ણ ($6$ ઈલેક્ટ્રોન) છે,તેથી તે લુઈસ એસિડ તરીકે વર્તે છે.
$3$. $NH_3$: નાઈટ્રોજન પાસે અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,તેથી તે લુઈસ બેઝ તરીકે વર્તે છે.
$4$. $CH_3NH_2$: નાઈટ્રોજન પાસે અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,તેથી તે લુઈસ બેઝ તરીકે વર્તે છે.
$5$. $NO_2^+$: ધન વીજભારને કારણે તે ઈલેક્ટ્રોન-યુગ્મ સ્વીકારે છે,તેથી તે લુઈસ એસિડ છે.
$6$. $C_6H_5NH_3^+$: નાઈટ્રોજન પરના ધન વીજભારને કારણે તે લુઈસ એસિડ તરીકે વર્તે છે.
આમ,વર્ગીકરણ નીચે મુજબ છે:
એસિડ: $CO_2, BCl_3, NO_2^+, C_6H_5NH_3^+$
બેઝ: $NH_3, CH_3NH_2$

(A) લુઈસ એસિડ એ ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ સ્વીકારનાર છે,જ્યારે બ્રોન્સ્ટેડ એસિડ એ પ્રોટોન $(H^{+})$ દાતા છે.
$1$. $CO_{2}$: તેમાં દાન કરવા માટે કોઈ $H$ પરમાણુ નથી,તેથી તે બ્રોન્સ્ટેડ એસિડ નથી. તે $OH^{-}$ જેવા બેઝ પાસેથી ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ સ્વીકારીને લુઈસ એસિડ તરીકે વર્તે છે.
$2$. $BCl_{3}$: તેનું અષ્ટક અપૂર્ણ છે (ઈલેક્ટ્રોન ઉણપ),તેથી તે લુઈસ એસિડ તરીકે વર્તે છે. તેમાં કોઈ $H$ પરમાણુ નથી,તેથી તે બ્રોન્સ્ટેડ એસિડ નથી.
$3$. $NO_{2}^{+}$: તે ઈલેક્ટ્રોન ઉણપ ધરાવે છે (ધન વીજભાર),તેથી તે લુઈસ એસિડ તરીકે વર્તે છે. તેમાં કોઈ $H$ પરમાણુ નથી,તેથી તે બ્રોન્સ્ટેડ એસિડ નથી.
$4$. $NH_{3}$ અને $CH_{3}NH_{2}$: આ બ્રોન્સ્ટેડ બેઝ (પ્રોટોન સ્વીકારનાર) અને લુઈસ બેઝ (ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ દાતા) છે.
$5$. $C_{6}H_{5}NH_{3}^{+}$: આ બ્રોન્સ્ટેડ એસિડ છે કારણ કે તે પ્રોટોનનું દાન કરી શકે છે.
તેથી,જે સ્પીસીઝ માત્ર લુઈસ એસિડ છે પરંતુ બ્રોન્સ્ટેડ એસિડ નથી તે $CO_{2}, BCl_{3}$ અને $NO_{2}^{+}$ છે.

(N/A) એસિડમાંથી પ્રોટોન $(H^{+})$ દૂર કરીને સંયુગ્મી બેઇઝ મેળવવામાં આવે છે.
$HF - H^{+} \rightarrow F^{-}$
$CH_{3}NH_{3}^{+} - H^{+} \rightarrow CH_{3}NH_{2}$
$H_{3}PO_{4} - H^{+} \rightarrow H_{2}PO_{4}^{-}$
$HPO_{4}^{2-} - H^{+} \rightarrow PO_{4}^{3-}$

આપેલ બેઝમાં પ્રોટોન $(H^{+})$ ઉમેરવાથી સંયુગ્મી એસિડ બને છે.
$1$. $HS^{-}$ માટે,સંયુગ્મી એસિડ $HS^{-} + H^{+} \rightarrow H_{2}S$ છે.
$2$. $NH_{3}$ માટે,સંયુગ્મી એસિડ $NH_{3} + H^{+} \rightarrow NH_{4}^{+}$ છે.
$3$. $C_{6}H_{5}COO^{-}$ માટે,સંયુગ્મી એસિડ $C_{6}H_{5}COO^{-} + H^{+} \rightarrow C_{6}H_{5}COOH$ છે.
$4$. $OH^{-}$ માટે,સંયુગ્મી એસિડ $OH^{-} + H^{+} \rightarrow H_{2}O$ છે.
તેથી,સંયુગ્મી એસિડ $H_{2}S, NH_{4}^{+}, C_{6}H_{5}COOH, H_{2}O$ છે.

(N/A) સંયુગ્મી એસિડ $H^+$ ઉમેરીને બને છે અને સંયુગ્મી બેઇઝ $H^+$ દૂર કરીને બને છે.
$(i)$ $(CH_3)_2NH$ માટે: સંયુગ્મી એસિડ $(CH_3)_2NH_2^+$ છે અને સંયુગ્મી બેઇઝ $(CH_3)_2N^-$ છે.
$(ii)$ $HPO_4^{2-}$ માટે: સંયુગ્મી એસિડ $H_2PO_4^-$ છે અને સંયુગ્મી બેઇઝ $PO_4^{3-}$ છે.
$(iii)$ $HS^-$ માટે: સંયુગ્મી એસિડ $H_2S$ છે અને સંયુગ્મી બેઇઝ $S^{2-}$ છે.

(N/A) $(i)$ $CH_3NH_2$ (બેઇઝ) $+ H_2O$ (એસિડ) $\rightleftharpoons$ $CH_3NH_3^+ + OH^-$
$(ii)$ $CO_2$ (એસિડ) $+ H_2O$ (બેઇઝ) $\rightleftharpoons$ $H_2CO_3$
$(iii)$ $H_2PO_4^-$ (એસિડ) $+ CO_3^{2-}$ (બેઇઝ) $\rightleftharpoons$ $HPO_4^{2-} + HCO_3^-$
$(iv)$ $NH_2NH_2$ (બેઇઝ) $+ H_2O$ (એસિડ) $\rightleftharpoons$ $NH_2NH_3^+ + OH^-$
$(v)$ $C_6H_6$ (બેઇઝ) $+ NO_2^+$ (એસિડ) $\rightleftharpoons$ $C_6H_5NO_2 + H^+$
$(vi)$ $C_6H_6$ (એસિડ) $+ NH_2^-$ (બેઇઝ) $\rightleftharpoons$ $C_6H_5^- + NH_3$

(N/A) એસિડમાંથી પ્રોટોન $(H^+)$ દૂર કરવાથી સંયુગ્મી બેઇઝ બને છે.
$1$. $HClO_4$ માટે,સંયુગ્મી બેઇઝ $ClO_4^-$ છે.
$2$. $H_2SO_4$ માટે,સંયુગ્મી બેઇઝ $HSO_4^-$ છે.
$3$. $HNO_3$ માટે,સંયુગ્મી બેઇઝ $NO_3^-$ છે.
$4$. $HPO_4^{2-}$ માટે,સંયુગ્મી બેઇઝ $PO_4^{3-}$ છે.
$HClO_4$,$H_2SO_4$,અને $HNO_3$ પ્રબળ એસિડ હોવાથી,તેમના સંયુગ્મી બેઇઝ ($ClO_4^-$,$HSO_4^-$,$NO_3^-$) ખૂબ જ નિર્બળ છે. $HPO_4^{2-}$ એક નિર્બળ એસિડ છે,તેથી તેનો સંયુગ્મી બેઇઝ $PO_4^{3-}$ સાપેક્ષ રીતે વધુ પ્રબળ છે.

(A) આપેલ પ્રક્રિયામાં,$HCl$ એ $H_2O$ ને પ્રોટોન આપીને બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી એસિડ તરીકે વર્તે છે. પરિણામી $H_3O^{+}$ આયન એ $H_2O$ નો સંયુગ્મી એસિડ છે. $HCl$ અને $H_3O^{+}$ માંથી,$HCl$ એ પ્રબળ એસિડ છે કારણ કે તે જલીય દ્રાવણમાં સંપૂર્ણ રીતે આયનીકરણ પામે છે.

(A) પ્રક્રિયા $HCl_{(aq)} + H_2O_{(aq)} \rightleftharpoons H_3O^{+}_{(aq)} + Cl^{-}_{(aq)}$ માં,$H_2O$ પ્રોટોન $(H^+)$ સ્વીકારીને $H_3O^+$ બનાવે છે,તેથી તે બેઇઝ તરીકે વર્તે છે.
$Cl^-$ એ પ્રબળ એસિડ $HCl$ નો સંયુગ્મી બેઇઝ છે.
બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી સિદ્ધાંત મુજબ,પ્રબળ એસિડનો સંયુગ્મી બેઇઝ હંમેશા ખૂબ જ નિર્બળ બેઇઝ હોય છે.
તેથી,$H_2O$ અને $Cl^-$ બેઇઝ છે,અને $Cl^-$ નિર્બળ બેઇઝ છે.

(A-D) આર્હેનિયસ એસિડ-બેઇઝ સિદ્ધાંત: આ સિદ્ધાંત મુજબ એસિડ કે બેઇઝની પ્રબળતા જલીય દ્રાવણમાં તેમના આયનીકરણ પર આધાર રાખે છે.
- પ્રબળ એસિડ: જે એસિડનું જલીય દ્રાવણમાં સંપૂર્ણ આયનીકરણ થાય છે. ઉદાહરણ: પરક્લોરિક એસિડ $(HClO_4)$,હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ $(HCl)$,હાઇડ્રોબ્રોમિક એસિડ $(HBr)$,હાઇડ્રોઆયોડિક એસિડ $(HI)$,નાઇટ્રિક એસિડ $(HNO_3)$ અને સલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_2SO_4)$.
- પ્રબળ બેઇઝ: જે બેઇઝનું જલીય દ્રાવણમાં સંપૂર્ણ આયનીકરણ થાય છે. ઉદાહરણ: લિથિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(LiOH)$,સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(NaOH)$,પોટેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(KOH)$,સીઝિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(CsOH)$ અને બેરિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(Ba(OH)_2)$.
- નિર્બળ એસિડ-બેઇઝ: જેનું જલીય દ્રાવણમાં આંશિક આયનીકરણ થાય છે. ઉદાહરણ: $Mg(OH)_2$ અને $Ca(OH)_2$ નિર્બળ બેઇઝ છે; $HCN, H_2S, H_3PO_4$ નિર્બળ એસિડ છે.
$(B)$ બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી એસિડ-બેઇઝ સિદ્ધાંત: પ્રબળ એસિડ એટલે સારો પ્રોટોન દાતા અને પ્રબળ બેઇઝ એટલે સારો પ્રોટોન સ્વીકારનાર.
- પ્રબળ એસિડ: પ્રબળ એસિડ સરળતાથી પ્રોટોનનું દાન કરે છે. તેમના સંયુગ્મી બેઇઝ ખૂબ જ નિર્બળ હોય છે. ઉદાહરણ: $(HClO_4, HCl, HBr, HI, HNO_3, H_2SO_4)$ પ્રબળ એસિડ છે.
- સંયુગ્મી બેઇઝ: આ પ્રબળ એસિડના સંયુગ્મી બેઇઝ જેવા કે $(ClO_4^-, Cl^-, Br^-, I^-, NO_3^-, HSO_4^-)$ પાણી કરતા પણ નિર્બળ બેઇઝ છે.

(N/A) $K_{a}$ મૂલ્યની લાક્ષણિકતાઓ અને ઉપયોગો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ $K_{a}$ નું મૂલ્ય જેટલું મોટું,તેટલો એસિડ વધુ પ્રબળ.
$(ii)$ $K_{a}$ એ પરિમાણરહિત રાશિ છે.
$(iii)$ નિર્બળ એસિડની $[H^{+}]$ સાંદ્રતા અને $pH$ ની ગણતરી $K_{a}$ ના મૂલ્યનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે.
$(iv)$ $K_{a}$ મૂલ્યની મદદથી આયનીકરણ અંશ $\alpha$ ની ગણતરી કરી શકાય છે.
$(v)$ $pK_{a}$ ની ગણતરી $K_{a}$ ના મૂલ્યનો ઉપયોગ કરીને $pK_{a} = -\log(K_{a})$ તરીકે કરવામાં આવે છે.
જો $pK_{a}$ નું મૂલ્ય વધારે હોય,તો એસિડ ઓછો પ્રબળ બને છે.

(N/A) $(i)$ $K_{b}$ નું મૂલ્ય વધારે હોય,તો બેઇઝ વધુ પ્રબળ હોય છે.
$(ii)$ $K_{b}$ એ પરિમાણરહિત રાશિ છે.
$(iii)$ $K_{b}$ ની મદદથી નિર્બળ બેઇઝના $[OH^{-}]$ ની ગણતરી કરી શકાય છે અને ત્યારબાદ $pOH$ શોધી શકાય છે.
$(iv)$ બેઇઝના આયનીકરણ અંશ $(\alpha)$ ની ગણતરી $K_{b}$ ના મૂલ્ય દ્વારા કરી શકાય છે.
$(v)$ $pK_{b}$ ની ગણતરી $K_{b}$ ના મૂલ્યનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે: $pK_{b} = -\log(K_{b})$. જો $pK_{b}$ નું મૂલ્ય વધારે હોય,તો બેઇઝ ઓછો પ્રબળ હોય છે.

(A) નિર્બળ એસિડ અને નિર્બળ બેઇઝ જલીય દ્રાવણમાં આંશિક રીતે વિયોજન પામે છે,જે અવિભંજિત અણુઓ અને આયનો વચ્ચે સંતુલન સ્થાપિત કરે છે.

$A$. નિર્બળ એસિડ	આયનીય સંતુલન
$1$. એસિટિક એસિડ $(CH_{3}COOH)$	$CH_{3}COOH_{(aq)} + H_{2}O_{(l)} \rightleftharpoons H_{3}O^{+}_{(aq)} + CH_{3}COO^{-}_{(aq)}$
$2$. બેન્ઝોઇક એસિડ $(C_{6}H_{5}COOH)$	$C_{6}H_{5}COOH_{(aq)} + H_{2}O_{(l)} \rightleftharpoons H_{3}O^{+}_{(aq)} + C_{6}H_{5}COO^{-}_{(aq)}$
$3$. હાઇડ્રોસાયનિક એસિડ $(HCN)$	$HCN_{(aq)} + H_{2}O_{(l)} \rightleftharpoons H_{3}O^{+}_{(aq)} + CN^{-}_{(aq)}$
$4$. ફોર્મિક એસિડ $(HCOOH)$	$HCOOH_{(aq)} + H_{2}O_{(l)} \rightleftharpoons H_{3}O^{+}_{(aq)} + HCOO^{-}_{(aq)}$

$B$. નિર્બળ બેઇઝ	આયનીય સંતુલન
$1$. એમોનિયા $(NH_{3})$	$NH_{3(aq)} + H_{2}O_{(l)} \rightleftharpoons N{H_{4}}^{+}_{(aq)} + OH^{-}_{(aq)}$
$2$. એનિલિન $(C_{6}H_{5}NH_{2})$	$C_{6}H_{5}NH_{2(aq)} + H_{2}O_{(l)} \rightleftharpoons C_{6}H_{5}N{H_{3}}^{+}_{(aq)} + OH^{-}_{(aq)}$
$3$. મિથાઈલ એમાઈન $(CH_{3}NH_{2})$	$CH_{3}NH_{2(aq)} + H_{2}O_{(l)} \rightleftharpoons CH_{3}N{H_{3}}^{+}_{(aq)} + OH^{-}_{(aq)}$
$4$. ડાયમિથાઈલ એમાઈન $(CH_{3})_{2}NH$	$(CH_{3})_{2}NH_{(aq)} + H_{2}O_{(l)} \rightleftharpoons (CH_{3})_{2}N{H_{2}}^{+}_{(aq)} + OH^{-}_{(aq)}$

(N/A) $NH_3$ (એમોનિયા) એક નિર્બળ બેઇઝ છે અને તેનો સંયુગ્મી એસિડ $NH_4^+$ છે. $NH_3$ માટે નીચે મુજબનું સંતુલન સ્થપાય છે:
$(i) NH_{3(aq)} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons NH_{4(aq)}^{+} + OH_{(aq)}^{-}$
$K_b = \frac{[NH_4^+][OH^{-}]}{[NH_3]}$
$NH_4^+$ સંયુગ્મી એસિડ તરીકે વર્તે છે. જલીય દ્રાવણમાં તેનું સંતુલન નીચે મુજબ છે:
$(ii) NH_{4(aq)}^{+} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons H_3O_{(aq)}^{+} + NH_{3(aq)}$
નિર્બળ એસિડ $NH_4^+$ માટે આયનીકરણ અચળાંક $K_a$ છે:
$K_a = \frac{[H_3O^{+}][NH_3]}{[NH_4^+]}$
પ્રક્રિયા $(i)$ અને $(ii)$ નો સરવાળો કરતા ચોખ્ખી પ્રક્રિયા મળે છે:
$2H_2O_{(l)} \rightleftharpoons H_3O_{(aq)}^{+} + OH_{(aq)}^{-}$
આ પાણીનું સ્વયં-આયનીકરણ છે,જ્યાં $K_w = [H_3O^{+}][OH^{-}]$.
સંતુલન અચળાંકો $K_a$ અને $K_b$ નો ગુણાકાર કરતા:
$K_a \times K_b = \frac{[H_3O^{+}][NH_3]}{[NH_4^+]} \times \frac{[NH_4^+][OH^{-}]}{[NH_3]}$
$K_a \times K_b = [H_3O^{+}][OH^{-}] = K_w$
આમ,સંયુગ્મી એસિડ-બેઇઝ જોડ માટે,$K_a \times K_b = K_w$ થાય છે.

(N/A) $NH_3$ (એમોનિયા) એક નિર્બળ બેઇઝ છે અને તેનો સંયુગ્મી એસિડ $NH_4^+$ છે. $NH_3$ માટે નીચે મુજબનું સંતુલન સ્થપાય છે:
$(i) NH_{3(aq)} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons NH_{4(aq)}^+ + OH_{(aq)}^-$
$K_b = \frac{[NH_4^+][OH^-]}{[NH_3]}$
$NH_4^+$ એ $NH_3$ નો સંયુગ્મી એસિડ છે. જલીય દ્રાવણમાં તેનું સંતુલન નીચે મુજબ છે:
$(ii) NH_{4(aq)}^+ + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons H_3O_{(aq)}^+ + NH_{3(aq)}$
નિર્બળ એસિડ $NH_4^+$ નો આયનીકરણ અચળાંક $K_a$ છે:
$K_a = \frac{[H_3O^+][NH_3]}{[NH_4^+]}$
પ્રક્રિયા $(i)$ અને $(ii)$ નો સરવાળો કરતા ચોખ્ખી પ્રક્રિયા મળે છે:
$(i) + (ii) = 2H_2O_{(l)} \rightleftharpoons H_3O_{(aq)}^+ + OH_{(aq)}^-$
આ પાણીનું સ્વયં-આયનીકરણ છે,જ્યાં $K_w = [H_3O^+][OH^-] = 1.0 \times 10^{-14}$.
સંતુલન અચળાંકો $K_a$ અને $K_b$ નો ગુણાકાર કરતા:
$K_a \times K_b = \frac{[H_3O^+][NH_3]}{[NH_4^+]} \times \frac{[NH_4^+][OH^-]}{[NH_3]}$
$K_a \times K_b = [H_3O^+][OH^-] = K_w$
આમ,$K_a \times K_b = K_w$.

(N/A) નિર્બળ બેઇઝ $B$ માટે,જલીય દ્રાવણમાં સંતુલન નીચે મુજબ છે:
$B_{(aq)} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons BH^{+}_{(aq)} + OH^{-}_{(aq)} \quad \dots (i)$
બેઇઝ વિયોજન અચળાંક $K_b$ નીચે મુજબ છે:
$K_b = \frac{[BH^{+}][OH^{-}]}{[B]}$
સંયુગ્મી એસિડ $BH^{+}$ માટે,વિયોજન સંતુલન નીચે મુજબ છે:
$BH^{+}_{(aq)} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons B_{(aq)} + H_3O^{+}_{(aq)} \quad \dots (ii)$
એસિડ વિયોજન અચળાંક $K_a$ નીચે મુજબ છે:
$K_a = \frac{[B][H_3O^{+}]}{[BH^{+}]}$
$K_a$ અને $K_b$ નો ગુણાકાર કરતા:
$K_a \times K_b = \left( \frac{[B][H_3O^{+}]}{[BH^{+}]} \right) \times \left( \frac{[BH^{+}][OH^{-}]}{[B]} \right)$
$K_a \times K_b = [H_3O^{+}][OH^{-}] = K_w$
બંને બાજુ ઋણ લઘુગણક (log) લેતા:
$-\log(K_a \times K_b) = -\log(K_w)$
$-\log K_a - \log K_b = -\log K_w$
$pK_a + pK_b = pK_w$

ઉદાહરણ તરીકે,જલીય દ્રાવણમાં દ્વિબેઝિક એસિડ $H_2X$ નું આયનીકરણ બે તબક્કામાં દર્શાવવામાં આવે છે:
$(i) \ H_2X_{(aq)} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons H^{+}_{(aq)} + HX^{-}_{(aq)}$
$(ii) \ HX^{-}_{(aq)} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons H^{+}_{(aq)} + X^{2-}_{(aq)}$
જો આ તબક્કાઓ માટેના સંતુલન અચળાંક અનુક્રમે $K_{a1}$ અને $K_{a2}$ હોય,તો:
$K_{a1} = \frac{[H^{+}][HX^{-}]}{[H_2X]}$ અને $K_{a2} = \frac{[H^{+}][X^{2-}]}{[HX^{-}]}$
કુલ પ્રક્રિયા $(i)$ અને $(ii)$ નો સરવાળો છે:
$H_2X_{(aq)} + 2H_2O_{(l)} \rightleftharpoons 2H^{+}_{(aq)} + X^{2-}_{(aq)}$
કુલ સંતુલન અચળાંક $K_a$ નીચે મુજબ મળે છે:
$K_a = \frac{[H^{+}]^2 [X^{2-}]}{[H_2X]} = K_{a1} \times K_{a2}$
કોઈપણ બહુપ્રોટિક એસિડ માટે,કુલ વિયોજન અચળાંક એ વ્યક્તિગત આયનીકરણ અચળાંકોનો ગુણાકાર છે:
$K_a = K_{a1} \times K_{a2} \times K_{a3} \dots$
સામાન્ય રીતે,$K_{a1} > K_{a2} > K_{a3} \dots$ કારણ કે ઋણ આયનમાંથી ધન પ્રોટોનને દૂર કરવો ક્રમશઃ મુશ્કેલ બને છે.

પોલીપ્રોટિક એસિડ એટલે એવા એસિડ કે જેમના અણુ દીઠ એક કરતા વધુ આયનીકરણ પામી શકે તેવા પ્રોટોન હોય છે. તેમને પોલીબેઝિક એસિડ પણ કહેવાય છે.
$1$. ડાયપ્રોટિક એસિડ: જે એસિડના અણુ દીઠ બે આયનીકરણ પામી શકે તેવા પ્રોટોન હોય છે. તે બે તબક્કામાં આયનીકરણ પામે છે:
$(i)$ $H_2X + H_2O \rightleftharpoons H_3O^{+} + HX^{-}, K_{a(1)}$
$(ii)$ $HX^{-} + H_2O \rightleftharpoons H_3O^{+} + X^{2-}, K_{a(2)}$
અહીં,$K_{a(1)} > K_{a(2)}$. ઉદાહરણ: $H_2SO_4$,$H_2CO_3$,$H_2C_2O_4$.
$2$. ટ્રાયપ્રોટિક એસિડ: જે એસિડના અણુ દીઠ ત્રણ આયનીકરણ પામી શકે તેવા પ્રોટોન હોય છે. તે ત્રણ તબક્કામાં આયનીકરણ પામે છે:
$(i)$ $H_3A + H_2O \rightleftharpoons H_3O^{+} + H_2A^{-}, K_{a(1)}$
$(ii)$ $H_2A^{-} + H_2O \rightleftharpoons H_3O^{+} + HA^{2-}, K_{a(2)}$
$(iii)$ $HA^{2-} + H_2O \rightleftharpoons H_3O^{+} + A^{3-}, K_{a(3)}$
અહીં,$K_{a(1)} > K_{a(2)} > K_{a(3)}$. ઉદાહરણ: $H_3PO_4$.

પોલિપ્રોટિક એસિડ: જે એસિડના અણુ દીઠ એક કરતા વધુ આયનીકરણ પામી શકે તેવા પ્રોટોન હોય,તેને પોલિપ્રોટિક અથવા પોલીબેઝિક એસિડ કહેવાય છે.
ડાયપ્રોટિક એસિડ: જે એસિડના અણુ દીઠ બે આયનીકરણ પામી શકે તેવા પ્રોટોન હોય,તેને ડાયબેઝિક અથવા ડાયપ્રોટિક એસિડ કહેવાય છે.
ડાયપ્રોટિક એસિડ $(H_2X)$ માટે સામાન્ય આયનીકરણ:
$H_2X_{(aq)} \rightleftharpoons 2H^+_{(aq)} + X^{2-}_{(aq)}$
આયનીકરણ બે તબક્કામાં થાય છે:
$(i) H_2X + H_2O \rightleftharpoons H_3O^+ + HX^- \quad K_{a1}$
$(ii) HX^- + H_2O \rightleftharpoons H_3O^+ + X^{2-} \quad K_{a2}$
અહીં,$K_{a1} > K_{a2}$ અને કુલ વિયોજન અચળાંક $K_a = K_{a1} \times K_{a2}$ થાય છે.
ડાયપ્રોટિક એસિડના ઉદાહરણો: ઓક્ઝેલિક એસિડ $(H_2C_2O_4)$,સલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_2SO_4)$,કાર્બોનિક એસિડ $(H_2CO_3)$ અને સલ્ફ્યુરસ એસિડ $(H_2SO_3)$.
ટ્રાયપ્રોટિક એસિડના ઉદાહરણો: ફોસ્ફોરિક એસિડ $(H_3PO_4)$ અને સાઇટ્રિક એસિડ.
પોલિપ્રોટિક એસિડના દ્રાવણમાં,$H_2A$,$HA^-$,અને $A^{2-}$ જેવી વિવિધ એસિડિક સ્પીસીઝનું મિશ્રણ સંતુલનમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે.

(N/A) એસિડની પ્રબળતા તેના $H^+$ આયનો મુક્ત કરવાની ક્ષમતા દ્વારા નક્કી થાય છે.
$(i)$ બંધની પ્રબળતા: જેમ $H-A$ બંધની પ્રબળતા ઘટે છે,તેમ બંધ તોડવા માટે જરૂરી ઉર્જા ઘટે છે,જેથી $HA$ વધુ પ્રબળ એસિડ બને છે.
$(ii)$ બંધની ધ્રુવીયતા: જેમ $H$ અને $A$ વચ્ચેની વિદ્યુતઋણતાનો તફાવત વધે છે,તેમ બંધ વધુ ધ્રુવીય બને છે,જે $H^+$ નું મુક્ત થવું સરળ બનાવે છે. આમ,$\text{ધ્રુવીયતા} \propto \text{એસિડિકતા}$.
$(iii)$ આવર્તમાં વલણ: આવર્તમાં ડાબેથી જમણે જતાં $A$ ની વિદ્યુતઋણતા વધે છે,જે બંધની ધ્રુવીયતા વધારે છે. ઉદાહરણ તરીકે: $CH_4 < NH_3 < H_2O < HF$. અહીં,$A$ ની વિદ્યુતઋણતા વધવાની સાથે એસિડની પ્રબળતા વધે છે.
$(iv)$ સમૂહમાં વલણ: સમૂહમાં ઉપરથી નીચે જતાં $A$ નું કદ વધે છે,જેનાથી $H-A$ બંધની પ્રબળતા નોંધપાત્ર રીતે ઘટે છે. આ મુખ્ય પરિબળ છે. ઉદાહરણ તરીકે: $HF < HCl < HBr < HI$. અહીં,$A$ નું કદ વધવાની સાથે એસિડની પ્રબળતા વધે છે.

(A) સંયુગ્મી એસિડ-બેઇઝ જોડી માટે,એસિડનો વિયોજન અચળાંક $(K_a)$ અને તેના સંયુગ્મી બેઇઝનો વિયોજન અચળાંક $(K_b)$ વચ્ચેનો સંબંધ સમીકરણ $K_a \times K_b = K_w$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આપેલ છે $K_a = 1.8 \times 10^{-4}$ અને $298 \ K$ તાપમાને $K_w = 1.0 \times 10^{-14}$.
કિંમતો મૂકતા: $K_b = \frac{K_w}{K_a} = \frac{1.0 \times 10^{-14}}{1.8 \times 10^{-4}}$.
$K_b = 0.555 \times 10^{-10} = 5.55 \times 10^{-11}$.

(A) સંયુગ્મી એસિડ-બેઇઝ યુગ્મ માટે,વિયોજન અચળાંકો વચ્ચેનો સંબંધ $K_a \times K_b = K_w$ છે.
આપેલ છે: $K_a = 1.76 \times 10^{-5}$ અને $298 \ K$ તાપમાને $K_w = 1.00 \times 10^{-14}$.
$K_b = \frac{K_w}{K_a} = \frac{1.00 \times 10^{-14}}{1.76 \times 10^{-5}}$.
$K_b \approx 5.68 \times 10^{-10}$.

(A) એસિડનો સંયુગ્મી બેઇઝ તેમાંથી એક પ્રોટોન $({H^+})$ દૂર કરીને મેળવવામાં આવે છે.
${H_2}PO_3^-$ માટે,એક ${H^+}$ દૂર કરતા ${HPO_3^{2-}}$ મળે છે.
બેઇઝનો સંયુગ્મી એસિડ તેમાં એક પ્રોટોન $({H^+})$ ઉમેરીને મેળવવામાં આવે છે.
${HCO_3^-}$ માટે,એક ${H^+}$ ઉમેરતા ${H_2CO_3}$ મળે છે.
તેથી,સંયુગ્મી બેઇઝ ${HPO_3^{2-}}$ છે અને સંયુગ્મી એસિડ ${H_2CO_3}$ છે.

(N/A) $1$. બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી બેઈઝ એ પ્રોટોન $(H^+)$ સ્વીકારનાર છે. $NH_3$ માં નાઈટ્રોજન પરમાણુ પર અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,જે તેને પ્રોટોન સ્વીકારીને એમોનિયમ આયન $(NH_4^+)$ બનાવવાની ક્ષમતા આપે છે. આમ,$NH_3 + H^+ \rightarrow NH_4^+$.
$2$. લુઈસ બેઈઝ એ ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મનું દાન કરનાર છે. $NH_3$ પાસે અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોવાથી,તે ઈલેક્ટ્રોન-ન્યૂન સ્પીસીઝને આ યુગ્મનું દાન કરી શકે છે,તેથી તે લુઈસ બેઈઝ તરીકે વર્તે છે.
$3$. લુઈસ એસિડ એ ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ સ્વીકારનાર છે. $BF_3$ માં અષ્ટક અપૂર્ણ છે ($B$ ની આસપાસ માત્ર $6$ ઈલેક્ટ્રોન છે),જે તેને ઈલેક્ટ્રોન-ન્યૂન બનાવે છે અને તે ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ સ્વીકારી શકે છે.
$4$. બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી એસિડ એ પ્રોટોન $(H^+)$ દાતા છે. $BF_3$ માં કોઈ હાઈડ્રોજન પરમાણુ હોતા નથી,તેથી તે પ્રોટોનનું દાન કરી શકતું નથી અને પરિણામે તે બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી એસિડ તરીકે વર્તી શકતું નથી.

(C) ટોયલેટ ક્લીનિંગ લિક્વિડમાં સામાન્ય રીતે $HCl$ (હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ) હોય છે.
ત્વચા પરના એસિડને તટસ્થ કરવા માટે,જલીય $NaHCO_{3}$ (સોડિયમ બાયકાર્બોનેટ) જેવા હળવા બેઝનો ઉપયોગ થાય છે.
$NaOH$ નો ઉપયોગ ટાળવો જોઈએ કારણ કે તે અત્યંત ક્ષયકારી (corrosive) છે અને ગંભીર રાસાયણિક દાઝી જવાની સમસ્યા સર્જી શકે છે.

(B) $H_{2}CO_{3}$ (કાર્બોનિક એસિડ) કરતા વધુ એસિડિક સંયોજનો $NaHCO_{3}$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $CO_{2}$ મુક્ત કરે છે.
$(CH_{3})_{3}NH^{+}Cl^{-}$ એ નિર્બળ બેઇઝ અને પ્રબળ એસિડનો ક્ષાર છે,જે કેશન $(CH_{3})_{3}NH^{+}$ ને $HCO_{3}^{-}$ સાથે પ્રક્રિયા કરવા માટે પૂરતું એસિડિક બનાવે છે:
$(CH_{3})_{3}NH^{+}Cl^{-} + NaHCO_{3} \longrightarrow (CH_{3})_{3}N + NaCl + H_{2}CO_{3}$
$H_{2}CO_{3} \longrightarrow H_{2}O + CO_{2} \uparrow$
તેથી,વિકલ્પ $B$ સાચો જવાબ છે.

(D) પાણીનો ઉભયગુણી સ્વભાવ બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી એસિડ/બેઈઝ ખ્યાલ દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે,લુઈસ ખ્યાલ દ્વારા નહીં.
પ્રક્રિયા $H_{2}O + NH_{3} \rightleftharpoons NH_{4}^{+} + OH^{-}$ માં,પાણી બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી એસિડ (પ્રોટોન દાતા) તરીકે વર્તે છે.
પ્રક્રિયા $H_{2}S + H_{2}O \rightleftharpoons H_{3}O^{+} + HS^{-}$ માં,પાણી બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી બેઈઝ (પ્રોટોન સ્વીકારનાર) તરીકે વર્તે છે.
વિધાન $A$ માં લુઈસ ખ્યાલનો ઉલ્લેખ હોવાથી $A$ ખોટું છે.
કારણ $R$ આ પ્રક્રિયાઓમાં પાણીના વર્તનને યોગ્ય રીતે વર્ણવે છે,તેથી $R$ સાચું છે.
તેથી,$A$ ખોટું છે પરંતુ $R$ સાચું છે.

(D) બ્રોન્સ્ટેડ એસિડ એ એવી સ્પીસીઝ છે જે $H^{+}$ આયનોનું દાન કરી શકે છે,અને બ્રોન્સ્ટેડ બેઇઝ એ એવી સ્પીસીઝ છે જે $H^{+}$ આયનો સ્વીકારી શકે છે.
$HCO_3^{-}$ બંને તરીકે વર્તી શકે છે:
$HCO_3^{-} + H^{+} \rightleftharpoons H_2CO_3$ (બ્રોન્સ્ટેડ બેઇઝ તરીકે)
$HCO_3^{-} \rightleftharpoons H^{+} + CO_3^{2-}$ (બ્રોન્સ્ટેડ એસિડ તરીકે)
આવી સ્પીસીઝને ઉભયગુણી (amphoteric) સ્પીસીઝ કહેવામાં આવે છે.

(B) સંયુગ્મી બેઇઝ એ એસિડમાંથી પ્રોટોન $(H^+)$ દૂર કરવાથી બને છે.
$HCO_3^-$ માંથી પ્રોટોન દૂર કરતા $CO_3^{2-}$ મળે છે.
$NH_3$ માંથી પ્રોટોન દૂર કરતા $NH_2^-$ મળે છે.
આમ,સંયુગ્મી બેઇઝ $CO_3^{2-}$ અને $NH_2^-$ છે.
$HCO_3^- \rightleftharpoons CO_3^{2-} + H^+$
$NH_3 \rightleftharpoons NH_2^- + H^+$

(B) સંયુગ્મી બેઝની બેઝિક પ્રબળતા તેના અનુરૂપ એસિડની એસિડિક પ્રબળતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
અનુરૂપ એસિડની એસિડિક પ્રબળતાનો ક્રમ નીચે મુજબ છે:
$HCl > CH_3COOH > H_2O > ROH$
$HCl$ સૌથી પ્રબળ એસિડ હોવાથી,તેનો સંયુગ્મી બેઝ $Cl^{-}$ સૌથી નિર્બળ બેઝ છે.
$ROH$ (આલ્કોહોલ) એ $H_2O$ કરતા નિર્બળ એસિડ હોવાથી,તેનો સંયુગ્મી બેઝ $RO^{-}$ એ $OH^{-}$ કરતા પ્રબળ બેઝ છે.
તેથી,બેઝિક પ્રબળતાનો ઉતરતો ક્રમ:
$RO^{-} > OH^{-} > CH_3COO^{-} > Cl^{-}$

(D) ડાયપ્રોટિક એસિડ એ એસિડ છે જે અણુ દીઠ બે પ્રોટોન ($H^+$ આયનો) આપી શકે છે.
$1$. $H_3PO_4$: ટ્રાયપ્રોટિક એસિડ.
$2$. $H_2SO_4$: ડાયપ્રોટિક એસિડ.
$3$. $H_3PO_3$: ડાયપ્રોટિક એસિડ (બે $P-OH$ બંધ ધરાવે છે).
$4$. $H_2CO_3$: ડાયપ્રોટિક એસિડ.
$5$. $H_2S_2O_7$: ડાયપ્રોટિક એસિડ.
$6$. $H_3BO_3$: મોનોપ્રોટિક એસિડ (લુઈસ એસિડ).
$7$. $H_3PO_2$: મોનોપ્રોટિક એસિડ (એક $P-OH$ બંધ ધરાવે છે).
$8$. $H_2CrO_4$: ડાયપ્રોટિક એસિડ.
$9$. $H_2SO_3$: ડાયપ્રોટિક એસિડ.
ડાયપ્રોટિક એસિડ છે: $H_2SO_4, H_3PO_3, H_2CO_3, H_2S_2O_7, H_2CrO_4, H_2SO_3$.
કુલ સંખ્યા = $6$.

(A) તાપમાનમાં વધારો એ તટસ્થીકરણ પ્રક્રિયા દરમિયાન મુક્ત થતી ઉષ્માના પ્રમાણ પર આધાર રાખે છે. \\ પ્રબળ એસિડ અને પ્રબળ બેઝ વચ્ચેની તટસ્થીકરણ ઉષ્મા સૌથી વધુ હોય છે. \\ વિકલ્પ $(A)$ માં,$30 \ mmol \ HCl$ (પ્રબળ એસિડ) અને $30 \ mmol \ NaOH$ (પ્રબળ બેઝ) સંપૂર્ણ તટસ્થ થાય છે. \\ વિકલ્પ $(B)$ માં,$CH_3COOH$ નિર્બળ એસિડ હોવાથી તેના વિયોજનમાં થોડી ઉષ્મા વપરાય છે,તેથી તાપમાનમાં વધારો $(A)$ કરતા ઓછો થાય છે. \\ વિકલ્પ $(C)$ અને $(D)$ માં પ્રક્રિયા પામતા મોલની સંખ્યા $(A)$ કરતા ઓછી છે. \\ તેથી,તાપમાનમાં સૌથી વધુ વધારો વિકલ્પ $(A)$ માં જોવા મળે છે.

(D) $H_3PO_4 \rightleftharpoons H^{+} + H_2PO_4^{-}; K_{a_1}$
$H_2PO_4^{-} \rightleftharpoons H^{+} + HPO_4^{2-}; K_{a_2}$
$HPO_4^{2-} \rightleftharpoons H^{+} + PO_4^{3-}; K_{a_3}$
આ તબક્કાઓ ઉમેરતા,કુલ પ્રક્રિયા: $H_3PO_4 \rightleftharpoons 3H^{+} + PO_4^{3-}$ મળે છે.
કુલ આયનીકરણ અચળાંક $K = K_{a_1} \times K_{a_2} \times K_{a_3}$ છે.
બંને બાજુ $\log$ લેતા: $\log K = \log K_{a_1} + \log K_{a_2} + \log K_{a_3}$. તેથી,વિધાન $A$ સાચું છે.
પોલિબેઝિક એસિડ માટે,આયનીકરણ અચળાંકનો ક્રમ $K_{a_1} > K_{a_2} > K_{a_3}$ છે કારણ કે જેમ ઋણ વીજભાર વધે છે,તેમ $H^{+}$ આયન દૂર કરવાની વૃત્તિ ઘટે છે. તેથી,વિધાન $C$ સાચું છે.
$K_{a_1} > K_{a_2} > K_{a_3}$ હોવાથી,$H_3PO_4$ સૌથી પ્રબળ એસિડ છે,તેથી વિધાન $B$ સાચું છે.
વિધાન $D$ ખોટું છે કારણ કે આવો કોઈ સંબંધ નથી.

(C) બેઝિક પ્રબળતા નક્કી કરવા માટે,આપણે સંયોજનોની પ્રકૃતિનું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ:
$(I)$ $KOH$ એ પ્રબળ બેઝ છે.
$(II)$ $Zn(OH)_2$ એ ઉભયગુણી (amphoteric) હાઇડ્રોક્સાઇડ છે.
$(III)$ $HNO_3$ એ પ્રબળ એસિડ છે.
$(IV)$ $Ca(OH)_2$ એ પ્રબળ બેઝ છે.
બેઝિકતાની સરખામણી કરતા: $KOH$ (સમૂહ $1$) એ $Ca(OH)_2$ (સમૂહ $2$) કરતા વધુ પ્રબળ બેઝ છે. $Zn(OH)_2$ ઉભયગુણી છે,જે પ્રબળ બેઝની સરખામણીમાં નિર્બળ બેઝ તરીકે વર્તે છે પરંતુ પ્રબળ એસિડ $HNO_3$ કરતા વધુ બેઝિક છે.
તેથી,બેઝિક પ્રબળતાનો ક્રમ $I > IV > II > III$ છે.