Acids and Bases Questions in Hindi

(C) संयुग्मी अम्ल-क्षार युग्म की अवधारणा $Lowry-Bronsted$ सिद्धांत द्वारा दी गई थी।
इस सिद्धांत के अनुसार,अम्ल प्रोटॉन $(H^+)$ दाता होते हैं और क्षार प्रोटॉन $(H^+)$ ग्राही होते हैं।
किसी प्रजाति का संयुग्मी क्षार प्राप्त करने के लिए,हमें उसमें से एक प्रोटॉन $(H^+)$ हटाना होता है।
दी गई प्रजाति $H_2PO_4^-$ के लिए,एक प्रोटॉन $(H^+)$ को हटाने की प्रक्रिया इस प्रकार है:
$H_2PO_4^- \rightarrow HPO_4^{2-} + H^+$
अतः,$H_2PO_4^-$ का संयुग्मी क्षार $HPO_4^{2-}$ है।

(A) अम्लीय लवण तब बनता है जब पॉलीप्रोटिक अम्ल से प्रतिस्थापनीय हाइड्रोजन परमाणुओं का आंशिक प्रतिस्थापन किसी धातु या धनात्मक आयन द्वारा होता है।
$H_3PO_2$ (हाइपोफॉस्फोरस अम्ल) एक मोनोबेसिक अम्ल है क्योंकि इसमें केवल एक $P-OH$ बंध होता है।
चूंकि इसमें केवल एक ही प्रतिस्थापनीय हाइड्रोजन परमाणु है,इसलिए यह अम्लीय लवण नहीं बना सकता है।
$NaH_2PO_2$ अम्ल $H_3PO_2$ और क्षार $NaOH$ का एक सामान्य लवण है।
अतः,$NaH_2PO_2$ एक अम्लीय लवण नहीं है।

(A) अम्लीय शक्ति प्रोटॉन $(H^+)$ के नुकसान के बाद बनने वाले संयुग्मी क्षार (conjugate base) की स्थिरता पर निर्भर करती है।
संयुग्मी क्षार की स्थिरता का क्रम $CH_3COO^- > CN^- > OH^- > C_2H_5O^-$ है।
अतः,अम्लीय शक्ति का सही क्रम $CH_3COOH > HCN > HOH > C_2H_5OH$ है।
इसलिए,सही विकल्प $A$ है।

(D) जब कोई क्षार (base) एक प्रोटॉन $(H^+)$ स्वीकार करता है,तो संयुग्मी अम्ल बनता है।
यौगिक $(A)$ $4$-अमीनोसाइक्लोहेक्सेन-$1$-ओल है,जिसमें दो क्षारीय केंद्र हैं: अमीनो समूह $(-NH_2)$ और हाइड्रॉक्सिल समूह $(-OH)$।
$1$. $-NH_2$ समूह में नाइट्रोजन परमाणु के पास इलेक्ट्रॉनों का एक एकाकी युग्म (lone pair) होता है,जो इसे लुईस क्षार बनाता है। यह प्रोटॉन स्वीकार करके अमोनियम आयन $(-NH_3^+)$ बना सकता है।
$2$. $-OH$ समूह में ऑक्सीजन परमाणु के पास भी एकाकी युग्म होते हैं और यह एक प्रबल अम्ल की उपस्थिति में प्रोटोनेटेड होकर ऑक्सोनियम आयन $(-OH_2^+)$ बना सकता है।
इसलिए,नाइट्रोजन पर प्रोटोनेटेड प्रजाति और ऑक्सीजन पर प्रोटोनेटेड प्रजाति दोनों $(A)$ के संयुग्मी अम्ल हैं।

(B) दी गई अभिक्रिया $CH_3COOH + HCl \rightleftharpoons Cl^{\Theta} + CH_3COOH_2^{\oplus}$ में,$HCl$ एक प्रबल अम्ल के रूप में कार्य करता है क्योंकि यह $CH_3COOH$ को प्रोटॉन $(H^{\oplus})$ दान करता है।
जब कोई अम्ल एक प्रोटॉन खो देता है,तो शेष प्रजाति उसका संयुग्मी क्षार होती है।
अतः,$HCl$ का संयुग्मी क्षार $Cl^{\Theta}$ है।

(B) किसी क्षार का संयुग्मी अम्ल उसमें एक प्रोटॉन $(H^{+})$ जोड़ने से प्राप्त होता है।
$HPO_4^{2-}$ क्षार के लिए,संयुग्मी अम्ल एक $H^{+}$ आयन जोड़कर प्राप्त किया जाता है:
$HPO_4^{2-} + H^{+} \rightarrow H_2PO_4^{-}$
अतः,$HPO_4^{2-}$ का संयुग्मी अम्ल $H_2PO_4^{-}$ है।

(A) संयुग्मी क्षार की प्रबलता उसके संयुग्मी अम्ल की प्रबलता के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
दिए गए ऋणायनों के संयुग्मी अम्ल $HCN$,$HCl$,$HI$ और $HBr$ हैं।
इनमें से,$HI$ सबसे प्रबल अम्ल है और $HCN$ सबसे दुर्बल अम्ल है।
चूंकि $HCN$ सबसे दुर्बल अम्ल है,इसलिए इसका संयुग्मी क्षार $CN^{-}$ सबसे प्रबल ब्रोंस्टेड क्षार है।

(C) $Bronsted$ क्षार वह पदार्थ है जो प्रोटॉन $(H^+)$ स्वीकार कर सकता है।
$HCO_3^-$ प्रोटॉन स्वीकार करके $H_2CO_3$ बना सकता है।
$PH_3$ में $P$ परमाणु पर एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होता है,इसलिए यह प्रोटॉन स्वीकार कर सकता है।
$H_2O$ प्रोटॉन स्वीकार करके $H_3O^+$ बना सकता है।
$BF_3$ एक इलेक्ट्रॉन-न्यून अणु है जिसका अष्टक अपूर्ण है ($B$ के चारों ओर केवल $6$ इलेक्ट्रॉन हैं)। यह इलेक्ट्रॉन युग्म स्वीकार करके $Lewis$ अम्ल के रूप में कार्य करता है,न कि $Bronsted$ क्षार के रूप में।

(C) लुईस क्षार वह पदार्थ है जो इलेक्ट्रॉनों के एक एकाकी युग्म (lone pair) का दान कर सकता है।
$H_2O$ में ऑक्सीजन परमाणु पर दो एकाकी युग्म होते हैं,$NH_3$ में नाइट्रोजन परमाणु पर एक एकाकी युग्म होता है,और $F^{-}$ में फ्लोरीन परमाणु पर चार एकाकी युग्म होते हैं।
$CH_4$ (मीथेन) में कार्बन का अष्टक पूर्ण होता है और इसमें दान करने के लिए कोई एकाकी युग्म नहीं होता है।
इसलिए,$CH_4$ लुईस क्षार के रूप में कार्य नहीं कर सकता है।

(D) $Lewis$ अम्ल-क्षार सिद्धांत के अनुसार:
$1$. $Lewis$ अम्ल को इलेक्ट्रॉन युग्म स्वीकर्ता के रूप में परिभाषित किया जाता है।
$2$. $Lewis$ क्षार को इलेक्ट्रॉन युग्म दाता के रूप में परिभाषित किया जाता है।
अतः,$Lewis$ अम्ल के लिए सही परिभाषा 'अबंधित इलेक्ट्रॉन युग्म स्वीकर्ता' है।

(D) एक उभयधर्मी प्रजाति वह है जो अम्ल (प्रोटॉन दाता) और क्षार (प्रोटॉन स्वीकर्ता) दोनों के रूप में कार्य कर सकती है।
ऋणायन के उभयधर्मी होने के लिए,इसमें कम से कम एक हाइड्रोजन परमाणु होना चाहिए जिसे प्रोटॉन $(H^+)$ के रूप में दान किया जा सके और प्रोटॉन को स्वीकार करने के लिए ऋणात्मक आवेश होना चाहिए।
$HCO_3^-$ के मामले में,यह प्रोटॉन दान करके $CO_3^{2-}$ बना सकता है $(HCO_3^- \rightarrow H^+ + CO_3^{2-})$ और यह प्रोटॉन स्वीकार करके $H_2CO_3$ बना सकता है $(HCO_3^- + H^+ \rightarrow H_2CO_3)$।
अतः,$HCO_3^-$ एक उभयधर्मी ऋणायन है।

(D) ब्रोंस्टेड-लौरी सिद्धांत के अनुसार,एक संयुग्मी अम्ल-क्षार युग्म में केवल एक प्रोटॉन $(H^+)$ का अंतर होता है।
जब $H_2O_2$ एक प्रोटॉन ग्रहण करता है,तो यह $H_3O_2^+$ बनाता है।
यहाँ दी गई अभिक्रिया में $H_2O_2$ एक अम्ल के रूप में कार्य कर रहा है और $HO_2^-$ बना रहा है।
अतः,$H_2O_2$ का संयुग्मी अम्ल $H_3O_2^+$ है,जो दिए गए विकल्पों में उपलब्ध नहीं है।

(C) एक उभयधर्मी प्रजाति वह है जो ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल (प्रोटॉन दान करना) और ब्रोंस्टेड-लोरी क्षार (प्रोटॉन स्वीकार करना) दोनों के रूप में कार्य कर सकती है।
$(I) \, H_2O$: प्रोटॉन स्वीकार करके $H_3O^+$ बना सकता है और प्रोटॉन दान करके $OH^-$ बना सकता है। अतः,यह उभयधर्मी है।
$(II) \, NH_2^-$: यह केवल प्रोटॉन स्वीकार करके $NH_3$ बना सकता है। यह प्रोटॉन दान नहीं कर सकता। अतः,यह उभयधर्मी नहीं है।
$(III) \, H_2PO_4^-$: प्रोटॉन स्वीकार करके $H_3PO_4$ बना सकता है और प्रोटॉन दान करके $HPO_4^{2-}$ बना सकता है। अतः,यह उभयधर्मी है।
$(IV) \, HCO_3^-$: प्रोटॉन स्वीकार करके $H_2CO_3$ बना सकता है और प्रोटॉन दान करके $CO_3^{2-}$ बना सकता है। अतः,यह उभयधर्मी है।
इसलिए,$(I), \, (III),$ और $(IV)$ उभयधर्मी प्रजातियां हैं।

(B) संयुग्मी क्षार एक अम्ल से प्रोटॉन $(H^+)$ को हटाने से बनता है।
$[Al(H_2O)_3(OH)_3]$ संकुल के लिए,जल के लिगेंड में से एक $H^+$ आयन को हटाने पर एक $OH^-$ समूह बनता है।
अभिक्रिया: $[Al(H_2O)_3(OH)_3] \rightarrow [Al(H_2O)_2(OH)_4]^- + H^+$.
अतः,संयुग्मी क्षार $[Al(H_2O)_2(OH)_4]^-$ है,जो विकल्प $B$ के अनुरूप है।

(C) $BF_3$ (बोरॉन ट्राइफ्लोराइड) में केंद्रीय बोरॉन परमाणु के चारों ओर अपूर्ण अष्टक होता है,जो इसे एक इलेक्ट्रॉन-न्यून प्रजाति बनाता है।
लुईस अम्ल-क्षार सिद्धांत के अनुसार,एक अम्ल इलेक्ट्रॉन युग्म ग्राही होता है।
चूंकि $BF_3$ अपना अष्टक पूरा करने के लिए इलेक्ट्रॉनों के एक एकाकी युग्म को स्वीकार कर सकता है,इसलिए यह एक लुईस अम्ल के रूप में कार्य करता है।

(D) ब्रोंस्टेड क्षार की शक्ति उसके संयुग्मी अम्ल की शक्ति के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
$1$. दिए गए क्षारों के संयुग्मी अम्ल हैं: $H^{-} \rightarrow H_2$,$CH_3^{-} \rightarrow CH_4$,$CH_3O^{-} \rightarrow CH_3OH$,और $Cl^{-} \rightarrow HCl$।
$2$. अम्लीय शक्ति का क्रम है: $HCl > CH_3OH > H_2O > CH_4 > H_2$।
$3$. चूंकि $HCl$ सबसे प्रबल अम्ल है,इसलिए इसका संयुग्मी क्षार $Cl^{-}$ सबसे दुर्बल ब्रोंस्टेड क्षार होगा।
अतः,सही विकल्प $D$ है।

(A) ब्रोंस्टेड-लोरी सिद्धांत के अनुसार,अम्ल एक प्रोटॉन दाता होता है और क्षार एक प्रोटॉन स्वीकर्ता होता है।
जब अमोनिया $(NH_3)$ एक प्रोटॉन $(H^+)$ स्वीकार करता है,तो यह अमोनियम आयन $(NH_4^+)$ बनाता है।
चूंकि $NH_4^+$ प्रोटॉन दान करके $NH_3$ बना सकता है,इसलिए यह क्षार $NH_3$ के संयुग्मी अम्ल के रूप में कार्य करता है।

(C) प्रोटॉन ग्रहण करने की क्षमता अणु की क्षारीयता (basicity) द्वारा निर्धारित होती है,जो केंद्रीय परमाणु पर इलेक्ट्रॉनों के एकाकी युग्म (lone pair) की उपलब्धता पर निर्भर करती है।
$NH_3$ में नाइट्रोजन परमाणु पर इलेक्ट्रॉनों का एक एकाकी युग्म होता है। नाइट्रोजन,फास्फोरस की तुलना में अधिक विद्युत ऋणात्मक है,लेकिन $PH_3$ की तुलना में $NH_3$ में एकाकी युग्म दान करने के लिए अधिक उपलब्ध होता है क्योंकि $N-H$ बंध छोटा होता है और एकाकी युग्म एक छोटी कक्षक में होता है।
$H_2O$ और $H_2S$,$NH_3$ और $PH_3$ की तुलना में कम क्षारीय हैं क्योंकि ऑक्सीजन और सल्फर अधिक विद्युत ऋणात्मक होते हैं,जो अपने एकाकी युग्मों को अधिक मजबूती से पकड़ कर रखते हैं।
इसलिए,दिए गए विकल्पों में $NH_3$ सबसे प्रबल क्षार है और इसकी प्रोटॉन ग्रहण करने की क्षमता सबसे अधिक है।

(A) $Br\text{ø}nsted$ अम्ल एक प्रोटॉन $(H^+)$ दाता होता है,और $Br\text{ø}nsted$ क्षार एक प्रोटॉन $(H^+)$ स्वीकर्ता होता है।
जो घटक दोनों के रूप में कार्य कर सकते हैं उन्हें उभयधर्मी (amphoteric) कहा जाता है।
$HSO_4^-$ के लिए,यह प्रोटॉन दान करके $SO_4^{2-}$ बना सकता है $(HSO_4^- \rightarrow H^+ + SO_4^{2-})$ और प्रोटॉन स्वीकार करके $H_2SO_4$ बना सकता है $(HSO_4^- + H^+ \rightarrow H_2SO_4)$।
इसलिए,$HSO_4^-$ उभयधर्मी है।

(C) एक डाइप्रोटिक अम्ल $H_2A$ के लिए,आयनन दो चरणों में होता है:
$1$. $H_2A(aq) + H_2O(l) \rightleftharpoons H_3O^+(aq) + HA^-(aq)$ जिसका स्थिरांक $Ka_1$ है।
$2$. $HA^-(aq) + H_2O(l) \rightleftharpoons H_3O^+(aq) + A^{2-}(aq)$ जिसका स्थिरांक $Ka_2$ है।
दूसरे चरण में,ऋणात्मक आवेशित आयन $(HA^-)$ से प्रोटॉन $(H^+)$ को हटाना अधिक कठिन होता है क्योंकि प्रोटॉन और ऋणायन के बीच स्थिर वैद्युत आकर्षण होता है। इसलिए,$Ka_1$ हमेशा $Ka_2$ से अधिक होता है ($Ka_1 > Ka_2$ या $Ka_2 < Ka_1$)।

(B) $HCN$ जैसे दुर्बल अम्ल के वियोजन के लिए $H-CN$ बंध को तोड़ने हेतु ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इसलिए,यह प्रक्रिया ऊष्माशोषी है।

(B) प्रबल अम्ल और प्रबल क्षार के लिए उदासीनीकरण की एन्थैल्पी वह ऊष्मा है जो $1$ मोल $H^+$ आयनों और $1$ मोल $OH^-$ आयनों की अभिक्रिया से $1$ मोल जल बनने पर मुक्त होती है। यह मान सभी प्रबल अम्ल-प्रबल क्षार अभिक्रियाओं के लिए स्थिर होता है और यह $-57.3 \ kJ/mol$ के बराबर होता है।

(D) एक प्रबल क्षार के साथ दुर्बल अम्ल की उदासीनीकरण एन्थैल्पी $\Delta H_{neut} = -57.3 + \Delta H_{ion}$ द्वारा दी जाती है,जहाँ $\Delta H_{ion}$ दुर्बल अम्ल की आयनीकरण एन्थैल्पी है।
चूंकि $H_2S$ $(15.9 \ kJ \ equi^{-1})$ की तुलना में $HCN$ $(12.13 \ kJ \ equi^{-1})$ के लिए उदासीनीकरण एन्थैल्पी कम ऊष्माक्षेपी है,इसका अर्थ है कि $H_2S$ की तुलना में $HCN$ को आयनित करने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
यह दर्शाता है कि $HCN$,$H_2S$ की तुलना में एक दुर्बल अम्ल है।
चूंकि $pK_a = -\log(K_a)$,एक दुर्बल अम्ल का $K_a$ मान कम होता है और परिणामस्वरूप $pK_a$ मान अधिक होता है।
इसलिए,$HCN$ का $pK_a$,$H_2S$ के $pK_a$ से अधिक है।

(D) उदासीनीकरण के दौरान विलयन के तापमान में वृद्धि उदासीनीकरण की एन्थैल्पी के सीधे समानुपाती होती है।
प्रबल अम्ल और प्रबल क्षार के लिए,उदासीनीकरण की एन्थैल्पी $-57.1 \ kJ \ mol^{-1}$ होती है।
दुर्बल अम्लों के लिए,दुर्बल अम्ल के वियोजन में कुछ ऊर्जा खर्च हो जाती है,जिसके परिणामस्वरूप प्रबल अम्लों की तुलना में उदासीनीकरण की एन्थैल्पी कम होती है।
दिए गए विकल्पों में,$HNO_3$ एक प्रबल अम्ल है,जबकि $HCN$,$CH_3COOH$ और $H_2S$ दुर्बल अम्ल हैं।
चूंकि प्रबल अम्ल $(HNO_3)$ के लिए उदासीनीकरण की एन्थैल्पी सबसे अधिक है,इसलिए यह अधिकतम ऊष्मा मुक्त करेगा,जिससे तापमान में अधिकतम वृद्धि होगी।

(B) एक प्रबल अम्ल और एक प्रबल क्षार के बीच उदासीनीकरण की ऊष्मा को उस एन्थैल्पी परिवर्तन के रूप में परिभाषित किया जाता है जब $1 \ mole$ $H^+$ आयन $1 \ mole$ $OH^-$ आयनों के साथ अभिक्रिया करके $1 \ mole$ जल बनाते हैं।
यह मान सभी प्रबल अम्ल-प्रबल क्षार उदासीनीकरण के लिए स्थिर रहता है और $-57.3 \ kJ \ mol^{-1}$ के बराबर होता है।
अभिक्रिया को इस प्रकार दर्शाया गया है: $H^+_{(aq)} + OH^-_{(aq)} \to H_2O_{(l)}$,$\Delta H = -57.3 \ kJ \ mol^{-1}$.

(B) प्रोटोनिक अम्ल वह पदार्थ है जो जलीय विलयन में प्रोटॉन ($H^+$ आयन) दान कर सकता है।
$SO_2(OH)_2$ का अर्थ $H_2SO_4$ है,जो एक प्रबल प्रोटोनिक अम्ल है।
$PO(OH)_3$ का अर्थ $H_3PO_4$ है,जो एक प्रोटोनिक अम्ल है।
$SO(OH)_2$ का अर्थ $H_2SO_3$ है,जो एक प्रोटोनिक अम्ल है।
$B(OH)_3$ बोरिक अम्ल $(H_3BO_3)$ है। यह लुईस अम्ल के रूप में कार्य करता है क्योंकि यह प्रोटॉन दान करने के बजाय पानी में $OH^-$ आयनों से इलेक्ट्रॉनों का एक युग्म स्वीकार करके $[B(OH)_4]^-$ बनाता है। इसलिए,यह प्रोटोनिक अम्ल नहीं है।

(B) $Al^{3+}$ आयन शुरू में $NaOH$ के साथ प्रतिक्रिया करके $Al(OH)_3$ बनाते हैं।
हालाँकि,$Al(OH)_3$ प्रकृति में उभयधर्मी (amphoteric) है और अतिरिक्त $NaOH$ में घुलकर एक घुलनशील संकुल,$[Al(OH)_4]^-$ बनाता है।
इस घुलनशील संकुल के निर्माण से बचने और $Al(OH)_3$ के पूर्ण अवक्षेपण को सुनिश्चित करने के लिए,जलीय अमोनिया $(NH_4OH)$ जैसे दुर्बल क्षार का उपयोग किया जाता है।
$NH_4OH$ $OH^-$ आयनों की कम सांद्रता प्रदान करता है,जो $Al(OH)_3$ को अवक्षेपित करने के लिए पर्याप्त है लेकिन इसे घोलने के लिए पर्याप्त नहीं है।

(D) $Lewis$ अम्ल वह पदार्थ है जो इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी को स्वीकार कर सकता है।
$AlCl_3$,$SnCl_4$,और $FeCl_3$ इलेक्ट्रॉन-न्यून यौगिक हैं (अपूर्ण अष्टक या रिक्त d-कक्षक) और $Lewis$ अम्ल के रूप में कार्य करते हैं।
$AlCl_3 \cdot 6H_2O$ एक जलयोजित लवण है जहाँ $Al^{3+}$ आयन पहले से ही छह पानी के अणुओं के साथ समन्वित है,जो इसकी समन्वय आवश्यकता को पूरा करता है। इसलिए,यह इस रूप में $Lewis$ अम्ल के रूप में कार्य नहीं करता है।

(C) आयरन सल्फाइड $(FeS_2)$ को हवा में गर्म करने पर सल्फर डाइऑक्साइड $(SO_2)$ प्राप्त होता है।
$4FeS_2 + 11O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3 + 8SO_2$
सल्फर डाइऑक्साइड जल के साथ अभिक्रिया करके सल्फ्यूरस अम्ल $(H_2SO_3)$ बनाता है।
$SO_2 + H_2O \rightarrow H_2SO_3$
सल्फ्यूरस अम्ल $(H_2SO_3)$ एक द्वि-प्रोटिक (diprotic) अम्ल है,जिसका अर्थ है कि इसमें दो आयनित होने योग्य हाइड्रोजन परमाणु होते हैं।
अतः,$H_2SO_3$ की क्षारकता $2$ है।

(A) $1$. यदि कोई स्पीशीज प्रोटॉन $(H^+)$ स्वीकार कर सकती है तो वह क्षारीय है।
$2$. यदि कोई स्पीशीज उच्च ऑक्सीकरण अवस्था में ऑक्सीकृत हो सकती है तो वह अपचायक है।
$3$. $SO_3^{2-}$ में,$S$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+4$ है। यह $SO_4^{2-}$ $(+6)$ में ऑक्सीकृत हो सकता है और $H^+$ स्वीकार करके $HSO_3^-$ बना सकता है।
$4$. $SO_4^{2-}$ में $S$ अपनी उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था $(+6)$ में है,इसलिए यह अपचायक के रूप में कार्य नहीं कर सकता है।
$5$. $HSO_4^-$ प्रकृति में अम्लीय है।
$6$. इसलिए,$SO_3^{2-}$ सही उत्तर है।

(A) $pK_a$ मान अम्ल की प्रबलता के व्युत्क्रमानुपाती होता है $(pK_a = -\log K_a)$.
प्रबल अम्लों का $pK_a$ मान कम होता है।
अम्ल की प्रबलता का क्रम है: $HClO_4$ (सबसे प्रबल) $> HNO_3 > H_2CO_3 > B(OH)_3$ (सबसे दुर्बल)।
अतः,$pK_a$ मानों का बढ़ता क्रम है: $HClO_4 < HNO_3 < H_2CO_3 < B(OH)_3$।

(A) किसी ऋणायन (anion) की क्षारीयता उसके संयुग्मी अम्ल (conjugate acid) की स्थिरता के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
दिए गए ऋणायनों के संयुग्मी अम्ल $HF$,$HCl$,$HBr$ और $HI$ हैं।
इनमें से,$HI$ सबसे प्रबल अम्ल है क्योंकि $I^-$ आयन के बड़े आकार के कारण $H-I$ बंध सबसे कमजोर होता है।
इसके विपरीत,हाइड्रोहेलिक अम्लों में $HF$ सबसे दुर्बल अम्ल है।
चूंकि संयुग्मी अम्ल की प्रबलता संयुग्मी क्षार की क्षारीयता से व्युत्क्रमानुपाती रूप से संबंधित है,इसलिए सबसे दुर्बल अम्ल $(HF)$ का संयुग्मी क्षार $(F^-)$ सबसे प्रबल होगा।
अतः,दिए गए विकल्पों में $F^-$ सबसे अधिक क्षारीय है।

(D) $HNO_3$ के क्षार के रूप में कार्य करने के लिए,इसे किसी अन्य पदार्थ से प्रोटॉन $(H^+)$ स्वीकार करना होगा।
यह तब होता है जब इसके साथ $H_2SO_4$ या $HClO_4$ जैसा कोई अधिक प्रबल अम्ल उपस्थित हो।
दिए गए विकल्पों में से,$HIO_4$ (पिरियोडिक अम्ल) सबसे प्रबल अम्ल है क्योंकि आयोडीन परमाणु $+7$ ऑक्सीकरण अवस्था में है और चार अत्यधिक विद्युत ऋणात्मक ऑक्सीजन परमाणुओं से जुड़ा है,जो संयुग्मी क्षार $(IO_4^-)$ को अनुनाद और प्रेरणिक प्रभाव के माध्यम से स्थिर करता है।
अतः,$HIO_4$ दिए गए विकल्पों में सबसे प्रबल अम्ल है।

(C) जब पोटेशियम ऑक्साइड $(K_2O)$ को पानी में मिलाया जाता है,तो यह जल-अपघटन (hydrolysis) अभिक्रिया के माध्यम से पोटेशियम हाइड्रोक्साइड $(KOH)$ बनाता है।
रासायनिक समीकरण है: $K_2O(s) + H_2O(l) \rightarrow 2KOH(aq)$।
पोटेशियम हाइड्रोक्साइड एक प्रबल क्षार है जो पानी में पूरी तरह से वियोजित होकर हाइड्रोक्साइड आयन $(OH^{-})$ उत्पन्न करता है।
इन $OH^{-}$ आयनों की उपस्थिति के कारण घोल क्षारीय हो जाता है।

(C) Bronsted अम्ल का संयुग्मी क्षार अम्ल से एक प्रोटॉन $(H^{+})$ हटाने पर बनता है।
$H_{2}O$ के लिए: $H_{2}O - H^{+} \rightarrow OH^{-}$.
$HF$ के लिए: $HF - H^{+} \rightarrow F^{-}$.
अतः,संयुग्मी क्षार क्रमशः $OH^{-}$ और $F^{-}$ हैं।

(C) ब्रोंस्टेड अम्ल एक प्रोटॉन दाता होता है और ब्रोंस्टेड क्षार एक प्रोटॉन स्वीकर्ता होता है।
जो प्रजातियां दोनों के रूप में कार्य कर सकती हैं,उन्हें उभयधर्मी (amphoteric) कहा जाता है।
$HCO_3^-$,$NH_3$,और $HSO_4^-$ के पास प्रोटॉन दान करने के लिए और प्रोटॉन स्वीकार करने के लिए एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म या ऋण आवेश होता है।
$HCl$ केवल प्रोटॉन दान कर सकता है $(HCl \rightarrow H^+ + Cl^-)$ लेकिन यह प्रोटॉन स्वीकार करके $H_2Cl^+$ नहीं बना सकता है,इसलिए यह ब्रोंस्टेड क्षार के रूप में कार्य नहीं कर सकता है।

(A) ब्रोंस्टेड अम्ल का संयुग्मी क्षार अम्ल के अणु से एक प्रोटॉन $(H^{+})$ हटाकर प्राप्त किया जाता है।
$HF$ के लिए: $HF - H^{+} \rightarrow F^{-}$.
$H_{2}SO_{4}$ के लिए: $H_{2}SO_{4} - H^{+} \rightarrow HSO_{4}^{-}$.
$HCO_{3}^{-}$ के लिए: $HCO_{3}^{-} - H^{+} \rightarrow CO_{3}^{2-}$.
अतः,संबंधित संयुग्मी क्षार क्रमशः $F^{-}$,$HSO_{4}^{-}$,और $CO_{3}^{2-}$ हैं।

(A) संयुग्मी अम्ल दिए गए ब्रोंस्टेड क्षार में एक प्रोटॉन $(H^{+})$ जोड़कर प्राप्त किया जाता है।
$NH_{2}^{-}$ के लिए,$H^{+}$ जोड़ने पर $NH_{3}$ प्राप्त होता है।
$NH_{3}$ के लिए,$H^{+}$ जोड़ने पर $NH_{4}^{+}$ प्राप्त होता है।
$HCOO^{-}$ के लिए,$H^{+}$ जोड़ने पर $HCOOH$ प्राप्त होता है।
अतः,संबंधित संयुग्मी अम्ल क्रमशः $NH_{3}$,$NH_{4}^{+}$ और $HCOOH$ हैं।

ब्रोंस्टेड अम्ल एक प्रोटॉन $(H^{+})$ दाता है,और ब्रोंस्टेड क्षार एक प्रोटॉन $(H^{+})$ स्वीकर्ता है। संयुग्मी अम्ल स्पीशीज में एक प्रोटॉन जोड़कर बनता है,जबकि संयुग्मी क्षार स्पीशीज से एक प्रोटॉन हटाकर बनता है। परिणाम नीचे दी गई तालिका में दिए गए हैं:

स्पीशीज	संयुग्मी अम्ल	संयुग्मी क्षार
$H_{2}O$	$H_{3}O^{+}$	$OH^{-}$
$HCO_{3}^{-}$	$H_{2}CO_{3}$	$CO_{3}^{2-}$
$HSO_{4}^{-}$	$H_{2}SO_{4}$	$SO_{4}^{2-}$
$NH_{3}$	$NH_{4}^{+}$	$NH_{2}^{-}$

(N/A) $(a) HO^{-}$ एक लुईस क्षार है क्योंकि इसके पास इलेक्ट्रॉनों के एकाकी युग्म (lone pair) होते हैं जिन्हें यह दान कर सकता है।
$(b) F^{-}$ एक लुईस क्षार है क्योंकि इसके पास इलेक्ट्रॉनों के एकाकी युग्म होते हैं जिन्हें यह दान कर सकता है।
$(c) H^{+}$ एक लुईस अम्ल है क्योंकि इसके पास एक रिक्त कक्षक होता है और यह इलेक्ट्रॉनों के एक युग्म को स्वीकार कर सकता है।
$(d) BCl_{3}$ एक लुईस अम्ल है क्योंकि बोरॉन परमाणु का अष्टक अपूर्ण होता है (इसकी संयोजकता कोश में केवल $6$ इलेक्ट्रॉन होते हैं) और यह इलेक्ट्रॉनों के एक युग्म को स्वीकार कर सकता है।

जल का ऑटो-प्रोटोलेसिस (स्व-आयनीकरण) एक रासायनिक अभिक्रिया है जिसमें जल के दो अणु अभिक्रिया करके एक हाइड्रॉक्साइड आयन $(OH^{-})$ और एक हाइड्रोनियम आयन $(H_{3}O^{+})$ उत्पन्न करते हैं। इस अभिक्रिया को निम्न प्रकार से दर्शाया जा सकता है:
$H_{2}O_{(l)} + H_{2}O_{(l)} \leftrightarrow H_{3}O_{(aq)}^{+} + OH_{(aq)}^{-}$
जल का ऑटो-प्रोटोलेसिस इसकी उभयधर्मी (amphoteric) प्रकृति को दर्शाता है,अर्थात इसमें अम्ल और क्षार दोनों के रूप में कार्य करने की क्षमता होती है।
इस अम्ल-क्षार अभिक्रिया को निम्न प्रकार से लिखा जा सकता है:
$(H_{2}O_{(l)})_{\text{acid}} + (H_{2}O_{(l)})_{\text{base}} \leftrightarrow (H_{3}O_{(aq)}^{+})_{\text{conjugate acid}} + (OH_{(aq)}^{-})_{\text{conjugate base}}$

(N/A) $H_{2}SO_{4(aq)} + H_{2}O_{(l)} \to H_{3}O_{(aq)}^{+} + HSO_{4(aq)}^{-}; \quad K_{a_{1}} > 10$
$HSO_{4(aq)}^{-} + H_{2}O_{(l)} \to H_{3}O_{(aq)}^{+} + SO_{4(aq)}^{2-}; \quad K_{a_{2}} = 1.2 \times 10^{-2}$
यह देखा जा सकता है कि $K_{a_{1}} >> K_{a_{2}}$।
इसका कारण यह है कि एक उदासीन $H_{2}SO_{4}$ अणु में ऋणात्मक रूप से आवेशित $HSO_{4}^{-}$ आयन की तुलना में प्रोटॉन खोने की प्रवृत्ति बहुत अधिक होती है। धनात्मक रूप से आवेशित प्रोटॉन और ऋणात्मक रूप से आवेशित $HSO_{4}^{-}$ आयन के बीच स्थिरवैद्युत आकर्षण के कारण दूसरे प्रोटॉन को हटाना काफी कठिन हो जाता है।

(N/A) संयुग्मी अम्ल-क्षार युग्म रासायनिक स्पीशीज की वह जोड़ी है जो केवल एक प्रोटॉन $(H^{+})$ से भिन्न होती है।
जब एक अम्ल एक प्रोटॉन खोता है,तो वह अपना संयुग्मी क्षार बनाता है।
जब एक क्षार एक प्रोटॉन प्राप्त करता है,तो वह अपना संयुग्मी अम्ल बनाता है।
दी गई स्पीशीज के लिए संयुग्मी अम्ल-क्षार युग्म नीचे दी गई तालिका में सूचीबद्ध हैं:

स्पीशीज	संयुग्मी अम्ल/क्षार
$HNO_{2}$	$NO_{2}^{-}$ (संयुग्मी क्षार)
$CN^{-}$	$HCN$ (संयुग्मी अम्ल)
$HClO_{4}$	$ClO_{4}^{-}$ (संयुग्मी क्षार)
$F^{-}$	$HF$ (संयुग्मी अम्ल)
$OH^{-}$	$H_{2}O$ (संयुग्मी अम्ल) / $O^{2-}$ (संयुग्मी क्षार)
$CO_{3}^{2-}$	$HCO_{3}^{-}$ (संयुग्मी अम्ल)
$S^{2-}$	$HS^{-}$ (संयुग्मी अम्ल)

(B) लुईस अम्ल वे रासायनिक प्रजातियाँ हैं जो इलेक्ट्रॉनों के एक एकाकी युग्म (lone pair) को स्वीकार कर सकती हैं।
$BF_3$ में बोरॉन परमाणु का अष्टक अपूर्ण होता है,जिससे यह एक इलेक्ट्रॉन-न्यून प्रजाति बन जाती है।
$H^{+}$ एक प्रोटॉन है और इसमें एक रिक्त $1s$ कक्षक होता है,जो इसे इलेक्ट्रॉन युग्म स्वीकार करने की अनुमति देता है।
$NH_4^{+}$ में नाइट्रोजन परमाणु होता है जिसने पहले ही अपना एकाकी युग्म प्रोटॉन को दान कर दिया है,लेकिन धनात्मक आवेश के कारण यह लुईस अम्ल के रूप में कार्य कर सकता है।
$H_2O$ एक लुईस क्षार के रूप में कार्य करता है क्योंकि इसके ऑक्सीजन परमाणु पर एकाकी युग्म होते हैं जिन्हें यह दान कर सकता है।
अतः,$BF_3, H^{+},$ और $NH_4^{+}$ लुईस अम्ल हैं।

ब्रोन्स्टेड अम्ल का संयुग्मी क्षार अम्ल से एक प्रोटॉन $(H^+)$ को हटाने से बनता है।

ब्रोन्स्टेड अम्ल	संयुग्मी क्षार
$HF$	$F^-$
$H_2SO_4$	$HSO_4^-$
$HCO_3^-$	$CO_3^{2-}$

ब्रोंस्टेड क्षार का संयुग्मी अम्ल क्षार में एक प्रोटॉन $(H^{+})$ जोड़कर बनता है। नीचे दी गई तालिका दिए गए ब्रोंस्टेड क्षारों के लिए संयुग्मी अम्लों को सूचीबद्ध करती है:

ब्रोंस्टेड क्षार	संयुग्मी अम्ल
$NH_{2}^{-}$	$NH_{3}$
$NH_{3}$	$NH_{4}^{+}$
$HCOO^{-}$	$HCOOH$

(N/A) ब्रोंस्टेड अम्ल एक प्रोटॉन $(H^{+})$ दाता है,और ब्रोंस्टेड क्षार एक प्रोटॉन $(H^{+})$ स्वीकर्ता है। संयुग्मी अम्ल प्रजाति में एक प्रोटॉन $(H^{+})$ जोड़कर बनता है,जबकि संयुग्मी क्षार प्रजाति से एक प्रोटॉन $(H^{+})$ हटाकर बनता है।

प्रजाति	संयुग्मी अम्ल $(+H^{+})$	संयुग्मी क्षार $(-H^{+})$
$H_{2}O$	$H_{3}O^{+}$	$OH^{-}$
$HCO_{3}^{-}$	$H_{2}CO_{3}$	$CO_{3}^{2-}$
$HSO_{4}^{-}$	$H_{2}SO_{4}$	$SO_{4}^{2-}$
$NH_{3}$	$NH_{4}^{+}$	$NH_{2}^{-}$

(N/A) $(a) OH^{-}$ एक लुईस क्षार है क्योंकि इसके पास इलेक्ट्रॉनों का एकाकी युग्म (lone pair) है जिसे यह दान कर सकता है।
$(b) F^{-}$ एक लुईस क्षार है क्योंकि इसके पास इलेक्ट्रॉनों का एकाकी युग्म है जिसे यह दान कर सकता है।
$(c) H^{+}$ एक लुईस अम्ल है क्योंकि इसके पास रिक्त कक्षक है और यह इलेक्ट्रॉनों के एक युग्म को स्वीकार कर सकता है।
$(d) BCl_{3}$ एक लुईस अम्ल है क्योंकि बोरॉन परमाणु का अष्टक अपूर्ण है और यह इलेक्ट्रॉनों के एक युग्म को स्वीकार कर सकता है।

अम्ल $(K_a)$ और उसके संयुग्मी क्षार $(K_b)$ के आयनन स्थिरांक के बीच का संबंध इस समीकरण द्वारा दिया जाता है: $K_a \times K_b = K_w$,जहाँ $298 \ K$ पर $K_w = 10^{-14}$ है।
$1$. $HF$ $(K_a = 6.8 \times 10^{-4})$ के लिए,संयुग्मी क्षार $F^-$ है।
$K_b(F^-) = \frac{10^{-14}}{6.8 \times 10^{-4}} = 1.47 \times 10^{-11}$.
$2$. $HCOOH$ $(K_a = 1.8 \times 10^{-4})$ के लिए,संयुग्मी क्षार $HCOO^-$ है।
$K_b(HCOO^-) = \frac{10^{-14}}{1.8 \times 10^{-4}} = 5.56 \times 10^{-11}$.
$3$. $HCN$ $(K_a = 4.8 \times 10^{-9})$ के लिए,संयुग्मी क्षार $CN^-$ है।
$K_b(CN^-) = \frac{10^{-14}}{4.8 \times 10^{-9}} = 2.08 \times 10^{-6}$.