Buffer solution Questions in Gujarati

(B) પ્રક્રિયા: $CH_3NH_2 + HCl \rightarrow CH_3NH_3^+ + Cl^-$
શરૂઆતના મોલ: $CH_3NH_2 = 0.1 \ mol$,$HCl = 0.08 \ mol$.
પ્રક્રિયા પછી: $CH_3NH_2 = 0.02 \ mol$,$CH_3NH_3^+ = 0.08 \ mol$.
આ એક બેઝિક બફર દ્રાવણ બનાવે છે.
બેઝિક બફર માટે હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા:
$pOH = pK_b + \log \frac{[salt]}{[base]}$
$pK_b = -\log(5 \times 10^{-4}) = 4 - 0.699 = 3.301$.
$pOH = 3.301 + \log \frac{0.08}{0.02} = 3.301 + 0.602 = 3.903$.
$pH = 14 - pOH = 14 - 3.903 = 10.097$.
$[H^{+}] = 10^{-pH} = 10^{-10.097} \approx 8 \times 10^{-11} \ M$.

(A) બફર દ્રાવણ સામાન્ય રીતે નિર્બળ એસિડ અને તેના સંયુગ્મી બેઝ (નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઝનો ક્ષાર) નું મિશ્રણ છે.
વિકલ્પ $A$ માં,$CH_3COOH$ એ નિર્બળ એસિડ છે અને $CH_3COONa$ એ પ્રબળ બેઝ $(NaOH)$ સાથેનો તેનો ક્ષાર છે,જે એસિડિક બફર બનાવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(B) એસિડિક બફર માટે હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ: $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
આપેલ છે: $pH = 6$ અને $K_a = 10^{-5}$.
પ્રથમ,$pK_a$ શોધો: $pK_a = -\log K_a = -\log(10^{-5}) = 5$.
સમીકરણમાં કિંમતો મૂકતા: $6 = 5 + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$.
તેથી,$\log \frac{[Salt]}{[Acid]} = 6 - 5 = 1$.
બંને બાજુ એન્ટિલોગ લેતા: $\frac{[Salt]}{[Acid]} = 10^1 = 10$.
આમ,ક્ષાર અને એસિડની સાંદ્રતાનો ગુણોત્તર $10 : 1$ છે.

(D) બફર દ્રાવણ એવું દ્રાવણ છે જે એસિડ કે બેઝના નાના જથ્થાના ઉમેરા પર $pH$ માં થતા ફેરફારનો પ્રતિકાર કરે છે.
$(a)$ નિર્બળ એસિડ અને તેના સંયુગ્મી બેઝ ધરાવતા બફરને એસિડિક બફર કહેવાય છે.
$(b)$ નિર્બળ બેઝ અને તેના સંયુગ્મી એસિડ ધરાવતા બફરને બેઝિક બફર કહેવાય છે.
$(c)$ $pH$ ફેરફારનો પ્રતિકાર કરવો એ બફર દ્રાવણનો મૂળભૂત ગુણધર્મ છે.
આમ,તમામ વિધાનો $(a)$,$(b)$ અને $(c)$ સાચા હોવાથી,સાચો વિકલ્પ $(d)$ છે.

(A) પ્રબળ એસિડિક પ્રકૃતિનું બફર દ્રાવણ પ્રબળ એસિડ અને તેના સંયુગ્મી બેઝ દ્વારા બને છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં,$HCOOH$ (ફોર્મિક એસિડ) એ એસિટિક એસિડ,બોરિક એસિડ અને ઓક્સાલિક એસિડની સરખામણીમાં વધુ પ્રબળ એસિડ છે.
તેથી,$HCOOH + HCOO^-$ નું મિશ્રણ ઓછી $pH$ ધરાવતું બફર દ્રાવણ બનાવે છે,જે તેની પ્રબળ એસિડિક પ્રકૃતિ દર્શાવે છે.

(A) બફર દ્રાવણ એટલે એવું દ્રાવણ જે એસિડ કે બેઇઝના ઉમેરા સામે $pH$ માં થતા ફેરફારનો વિરોધ કરે છે. તેમાં સામાન્ય રીતે નિર્બળ એસિડ અને તેનો સંયુગ્મી બેઇઝ અથવા નિર્બળ બેઇઝ અને તેનો સંયુગ્મી એસિડ હોય છે.
$HCl$ એ પ્રબળ એસિડ છે અને $NaCl$ એ પ્રબળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝનો ક્ષાર છે.
$HCl$ પ્રબળ એસિડ હોવાથી તે પાણીમાં સંપૂર્ણપણે આયનીકરણ પામે છે,જેના કારણે દ્રાવણની $pH < 7$ રહે છે.
અહીં કોઈ નિર્બળ એસિડ-સંયુગ્મી બેઇઝની જોડી હાજર ન હોવાથી,આ મિશ્રણ બફર દ્રાવણ તરીકે કાર્ય કરતું નથી.
તેથી,તે બફર દ્રાવણ નથી અને તેની $pH < 7$ છે.

(A) એસિડિક બફરનો $pH$ હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવે છે:
$pH = pK_a + \log \left( \frac{[Salt]}{[Acid]} \right)$
આપેલ છે:
$[Acid] = [HCN] = 0.1 \ M$
$[Salt] = [NaCN] = 0.2 \ M$
$pK_a = 9.30$
કિંમતો મૂકતા:
$pH = 9.30 + \log \left( \frac{0.2}{0.1} \right)$
$pH = 9.30 + \log(2)$
કારણ કે $\log(2) \approx 0.3010$:
$pH = 9.30 + 0.3010 = 9.6010 \approx 9.60$
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) આ દ્રાવણ નિર્બળ એસિડ (એસિટિક એસિડ) અને તેના ક્ષાર (સોડિયમ એસિટેટ) ધરાવતું બફર દ્રાવણ છે.
હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા: $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
ક્ષારના મિલિ-ઇક્વિવેલન્ટ્સ = $10 \ mL \times 1 \ N = 10 \ meq$.
એસિડના મિલિ-ઇક્વિવેલન્ટ્સ = $50 \ mL \times 2 \ N = 100 \ meq$.
કુલ કદ = $60 \ mL$.
ગુણોત્તરમાં કદ રદ થઈ જાય છે,તેથી: $\frac{[Salt]}{[Acid]} = \frac{10}{100} = 0.1$.
$pK_a = -\log(1.8 \times 10^{-5}) \approx 4.745$.
$pH = 4.745 + \log(0.1) = 4.745 - 1 = 3.745$.
આ કિંમત આશરે $4$ છે.

(A) બફર દ્રાવણ એટલે એવું દ્રાવણ કે જે થોડા પ્રમાણમાં પ્રબળ એસિડ અથવા પ્રબળ બેઇઝ ઉમેરવા છતાં તેની $pH$ માં થતા ફેરફારનો વિરોધ કરે છે.
તેથી,જ્યારે બફર દ્રાવણમાં થોડા પ્રમાણમાં પ્રબળ એસિડ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તેની $pH$ લગભગ અચળ રહે છે.

(B) એસિડિક બફરનું $pH$ હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવે છે:
$pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
આપેલ છે: $pK_a = 4.75$,$[Salt] = 0.1 \ M$,અને $[Acid] = 0.1 \ M$.
કિંમતો મૂકતા:
$pH = 4.75 + \log \frac{0.1}{0.1}$
$pH = 4.75 + \log(1)$
કારણ કે $\log(1) = 0$,
$pH = 4.75 + 0 = 4.75$.

(D) એસિડિક બફર નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝ સાથેના તેના ક્ષારને મિશ્ર કરીને તૈયાર કરવામાં આવે છે.
આવા બફર સામાન્ય રીતે $pH$ ને એસિડિક રેન્જમાં,ખાસ કરીને $pH$ $4 - 5$ ની વચ્ચે જાળવવા માટે વપરાય છે.
તેથી,સાચો જવાબ નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝ સાથેનો તેનો ક્ષાર છે.

(D) એસિડિક બફર દ્રાવણ નિર્બળ એસિડ અને તેના પ્રબળ બેઇઝ સાથેના ક્ષારના મિશ્રણથી તૈયાર કરવામાં આવે છે.
એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ એ નિર્બળ એસિડ છે અને સોડિયમ એસિટેટ $(CH_3COONa)$ એ તેનો પ્રબળ બેઇઝ $(NaOH)$ સાથેનો ક્ષાર છે.
તેથી,$CH_3COOH$ અને $CH_3COONa$ નું મિશ્રણ એસિડિક બફર બનાવે છે.

(B) એસિડિક બફર દ્રાવણ નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝ સાથેના તેના ક્ષારના મિશ્રણથી તૈયાર થાય છે.
$CH_3COOH$ એ નિર્બળ એસિડ છે અને $CH_3COONa$ એ પ્રબળ બેઇઝ $(NaOH)$ સાથેનો તેનો ક્ષાર છે.
તેથી,$CH_3COOH + CH_3COONa$ નું મિશ્રણ એસિડિક બફર બનાવે છે.

(A) બેઝિક બફર માટે,સૂત્ર $pOH = pK_b + \log \frac{[salt]}{[base]}$ છે.
અહીં કદ સમાન હોવાથી,સાંદ્રતાનો ગુણોત્તર એ મોલના ગુણોત્તર જેટલો જ રહેશે.
$pOH = 5 + \log \frac{0.02}{0.2} = 5 + \log(0.1) = 5 - 1 = 4$.
$pH + pOH = 14$ હોવાથી,$pH = 14 - 4 = 10$ થાય.

(B) આપેલ છે: $[Salt] = 0.1 \, M$,$[Acid] = 0.1 \, M$ અને $K_a = 1.8 \times 10^{-5}$.
હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા: $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$.
પ્રથમ,$pK_a$ ની ગણતરી કરો: $pK_a = -\log(K_a) = -\log(1.8 \times 10^{-5}) = 5 - \log(1.8) \approx 5 - 0.255 = 4.745$.
કિંમતો મૂકતા: $pH = 4.745 + \log \frac{0.1}{0.1} = 4.745 + \log(1) = 4.745 + 0 = 4.745$.
તેથી,દ્રાવણનું $pH$ આશરે $4.7$ થશે.

(A) બફર દ્રાવણ એ નિર્બળ એસિડ અને તેના સંયુગ્મી બેઇઝ અથવા નિર્બળ બેઇઝ અને તેના સંયુગ્મી એસિડનું મિશ્રણ છે.
$NH_4OH$ એ નિર્બળ બેઇઝ છે અને $NH_4Cl$ એ પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ સાથેનો તેનો ક્ષાર છે.
તેથી,$NH_4Cl + NH_4OH$ નું મિશ્રણ બેઝિક બફર દ્રાવણ તરીકે કાર્ય કરે છે.

(B) બફર દ્રાવણ એવું દ્રાવણ છે જે એસિડ અથવા બેઝના નાના જથ્થાના ઉમેરા પર $pH$ માં થતા ફેરફારનો પ્રતિકાર કરે છે.
તેથી,જ્યારે બફર દ્રાવણમાં મંદ $HCl$ નો થોડો જથ્થો ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે $pH$ વ્યવહારીક રીતે બદલાતું નથી.

(A) બેઝ $X^{-}$ માટે,સંતુલન છે: $X^{-} + H_2O \rightleftharpoons OH^{-} + HX$.
આપેલ છે $K_b = 10^{-10}$.
આપણે જાણીએ છીએ કે $K_a \times K_b = K_w = 10^{-14}$.
તેથી,$K_a = \frac{10^{-14}}{10^{-10}} = 10^{-4}$.
બફર દ્રાવણ માટે,હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ છે: $pH = pK_a + \log\frac{[salt]}{[acid]}$.
અહીં $X^{-}$ (ક્ષાર) અને $HX$ (એસિડ) ની સાંદ્રતા સમાન હોવાથી,$[X^{-}] = [HX]$.
તેથી,$pH = pK_a + \log(1) = pK_a$.
$pH = -\log(K_a) = -\log(10^{-4}) = 4$.

(C) બફર દ્રાવણ સામાન્ય રીતે નિર્બળ એસિડ અને તેના સંયુગ્મી બેઝ અથવા નિર્બળ બેઝ અને તેના સંયુગ્મી એસિડનું બનેલું હોય છે.
ચોક્કસ રીતે,$H_2PO_4^-$ (ડાયહાઇડ્રોજન ફોસ્ફેટ,જે નિર્બળ એસિડ તરીકે વર્તે છે) અને $HPO_4^{2-}$ (હાઇડ્રોજન ફોસ્ફેટ,જે તેના સંયુગ્મી બેઝ તરીકે વર્તે છે) નું મિશ્રણ જૈવિક પ્રવાહીમાં જાણીતી બફર સિસ્ટમ બનાવે છે.
તેથી,$[HPO_4^{2-}] , [H_2PO_4^{-}]$ ની જોડી બફર દ્રાવણ બનાવે છે.

(C) બફર દ્રાવણનો $pH$ હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ દ્વારા આપવામાં આવે છે: $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$.
આપેલ બફર માટે,$[Salt] = [Acid] = 1 \ M$ છે,તેથી $pH = pK_a$.
થોડા પ્રમાણમાં પ્રબળ એસિડ અથવા બેઇઝ ઉમેરવાથી $\frac{[Salt]}{[Acid]}$ ગુણોત્તર બદલાશે,પરંતુ બફર ક્ષમતાને કારણે આ ફેરફાર મર્યાદિત રહે છે.
વિકલ્પ $C$ ($5 \ mL$ $5 \ M \ HCl$) $25 \ mmol$ $H^+$ આયનો ઉમેરે છે,જે $25 \ mmol$ $CH_3COONa$ ની સાપેક્ષમાં નોંધપાત્ર જથ્થો છે,જેના કારણે $pH$ માં મોટો ફેરફાર થાય છે.
તેથી,$5 \ mL$ $5 \ M \ HCl$ ઉમેરવાથી $pH$ પર સૌથી વધુ અસર થશે.

(D) હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$ છે.
બફર સૌથી વધુ કાર્યક્ષમ બને તે માટે,દ્રાવણનો $pH$ એ ઉપયોગમાં લેવાતા નિર્બળ એસિડના $pK_a$ ની શક્ય તેટલો નજીક હોવો જોઈએ,એટલે કે $pH \approx pK_a$.
લક્ષિત $pH = 3.58$ આપેલ છે,તેથી આપણે $3.58$ ની સૌથી નજીક $pK_a$ મૂલ્ય ધરાવતો એસિડ શોધીએ છીએ.
આપેલ વિકલ્પોની સરખામણી કરતા:
$(A)$ $pK_a = 3.98$
$(B)$ $pK_a = 4.41$
$(C)$ $pK_a = 2.97$
$(D)$ $pK_a = 3.58$
એસીટોએસેટિક એસિડનો $pK_a$ $3.58$ છે,જે ઇચ્છિત $pH$ ની બરાબર છે,તેથી તે આ $pH$ પર મહત્તમ બફર ક્ષમતા પ્રદાન કરે છે.

(A) નિર્બળ એસિડ અને તેના ક્ષાર ધરાવતા બફર દ્રાવણ માટે,હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$ છે.
ધારો કે પ્રારંભિક ગુણોત્તર $R_1 = \frac{[Salt]}{[Acid]}$ છે. તેથી $pH_1 = pK_a + \log(R_1)$.
પ્રશ્ન મુજબ,એસિડ અને ક્ષારનો ગુણોત્તર દસ ગણો વધારવામાં આવે છે,જેનો અર્થ છે કે નવો ગુણોત્તર $\frac{[Acid]}{[Salt]}$ એ પ્રારંભિક ગુણોત્તર કરતા $10$ ગણો છે.
તેથી,ક્ષાર અને એસિડનો નવો ગુણોત્તર $R_2 = \frac{[Salt]}{[Acid]} = \frac{1}{10} \times R_1$ થશે.
નવો $pH$ એ $pH_2 = pK_a + \log(R_2) = pK_a + \log(\frac{R_1}{10}) = pK_a + \log(R_1) - \log(10)$ છે.
જેથી $\log(10) = 1$ હોવાથી,$pH_2 = pH_1 - 1$ મળે છે.
આમ,$pH$ માં $1$ જેટલો ઘટાડો થાય છે.

(A) બફર દ્રાવણ એટલે એવું દ્રાવણ કે જે એસિડ અથવા બેઝના થોડા પ્રમાણના ઉમેરણથી તેના $pH$ માં થતા ફેરફારનો વિરોધ કરે છે.
તેથી,જ્યારે બફર દ્રાવણમાં થોડા પ્રમાણમાં એસિડ અથવા આલ્કલી ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે $pH$ વ્યવહારિક રીતે બદલાતું નથી અથવા નહિવત ફેરફાર થાય છે.

(C) એસિડિક બફર માટે હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ: $pH = pK_a + \log\frac{[Salt]}{[Acid]}$
આપેલ છે $pH = 5.5$,$pK_a = 4.5$,અને $[Acid] = 0.1 \ M$.
કિંમતો મૂકતા: $5.5 = 4.5 + \log\frac{[Salt]}{0.1}$
$\log\frac{[Salt]}{0.1} = 5.5 - 4.5 = 1$
બંને બાજુ એન્ટિલોગ લેતા: $\frac{[Salt]}{0.1} = 10^1 = 10$
$[Salt] = 10 \times 0.1 = 1 \ M$.
કદ $1 \ L$ હોવાથી,જરૂરી સોડિયમ એસિટેટના મોલ $1 \ mol$ થશે.

(C) બફર દ્રાવણ એ છે જે એસિડ અથવા બેઝના નાના જથ્થાના ઉમેરા પર $pH$ માં થતા ફેરફારોનો પ્રતિકાર કરે છે.
$(C)$ $CH_3COONH_4$ (એમોનિયમ એસિટેટ) એ નિર્બળ એસિડ $(CH_3COOH)$ અને નિર્બળ બેઝ $(NH_4OH)$ નો ક્ષાર છે.
આવા ક્ષારો સાદા બફર તરીકે કામ કરે છે કારણ કે તેઓ ઉમેરવામાં આવેલા $H^+$ અને $OH^-$ બંને આયનોને તટસ્થ કરી શકે છે.

(D) બફર દ્રાવણ એ નિર્બળ બેઇઝ અને તેના ક્ષારનું મિશ્રણ છે.
વિકલ્પ $D$ માં,$NH_4OH$ એ નિર્બળ બેઇઝ છે અને $CH_3COONH_4$ એ નિર્બળ એસિડ $(CH_3COOH)$ સાથેનો તેનો ક્ષાર છે. આ મિશ્રણ બફર દ્રાવણ તરીકે કાર્ય કરે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(D) બફર દ્રાવણ એસિડ,બેઇઝના ઉમેરા અથવા મંદન પર $pH$ માં થતા ફેરફારોનો પ્રતિકાર કરવા માટે બનાવવામાં આવે છે.
એસિડિક બફરની $pH$ હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ દ્વારા આપવામાં આવે છે: $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$.
મંદન પર,ક્ષાર (સોડિયમ એસિટેટ) અને એસિડ (એસિટિક એસિડ) બંનેની સાંદ્રતા સમાન પ્રમાણમાં ઘટે છે.
તેથી,$\frac{[Salt]}{[Acid]}$ ગુણોત્તર અચળ રહે છે.
પરિણામે,$pH$ અને $H^{+}$ આયનની સાંદ્રતા અસરકારક રીતે અપરિવર્તિત રહે છે.

(D) બફર દ્રાવણ એટલે એવું દ્રાવણ કે જે થોડા પ્રમાણમાં એસિડ કે બેઇઝ ઉમેરવાથી તેના $pH$ માં થતા ફેરફારનો વિરોધ કરે છે. સામાન્ય બફર દ્રાવણ નિર્બળ એસિડ અને તેના સંયુગ્મી બેઇઝ (દા.ત.,$CH_3COOH$ અને $CH_3COO^-$) અથવા નિર્બળ બેઇઝ અને તેના સંયુગ્મી એસિડ (દા.ત.,$NH_4OH$ અને $NH_4^+$) નું બનેલું હોય છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(C) બફર દ્રાવણ સામાન્ય રીતે નિર્બળ એસિડ અને તેના સંયુગ્મી બેઝ,અથવા નિર્બળ બેઝ અને તેના સંયુગ્મી એસિડનું બનેલું હોય છે.
$A$,$B$,અને $D$ એ નિર્બળ એસિડ અને તેમના સંયુગ્મી બેઝના મિશ્રણો છે,જે અસરકારક બફર સિસ્ટમ બનાવે છે.
$C$ એ પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ અને નિર્બળ બેઝના ક્ષાર $(NH_4Cl)$ નું બનેલું છે. પ્રબળ એસિડ તેના ક્ષાર સાથે બફર બનાવતું નથી,તેથી આ મિશ્રણ બફર તરીકે કામ કરી શકતું નથી.

(C) માનવ રક્તનો $pH$ આશરે $7.4$ જેટલો જળવાઈ રહે છે.
આ સહેજ આલ્કલાઇન $pH$ લોહીમાં હાજર બાયકાર્બોનેટ બફર સિસ્ટમ $(HCO_3^- / H_2CO_3)$ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.

(C) બફર દ્રાવણ એવું દ્રાવણ છે જે તેમાં થોડા પ્રમાણમાં એસિડ અથવા બેઝ ઉમેરવામાં આવે ત્યારે તેના $pH$ માં થતા ફેરફારનો પ્રતિકાર કરે છે.
તે નિર્બળ એસિડ અને તેના સંયુગ્મી બેઝ અથવા નિર્બળ બેઝ અને તેના સંયુગ્મી એસિડની હાજરીને કારણે પ્રમાણમાં સ્થિર $pH$ મૂલ્ય જાળવી રાખે છે.

(B) બફર દ્રાવણ સામાન્ય રીતે નિર્બળ એસિડ અને તેના સંયુગ્મી બેઝ,અથવા નિર્બળ બેઝ અને તેના સંયુગ્મી એસિડ દ્વારા બને છે.
$NH_4Cl + NH_4OH$ એ નિર્બળ બેઝ $(NH_4OH)$ અને તેના સંયુગ્મી એસિડ $(NH_4^+)$ નું મિશ્રણ છે.
$Na_2HPO_4 + Na_3PO_4$ એ નિર્બળ એસિડ $(HPO_4^{2-})$ અને તેના સંયુગ્મી બેઝ $(PO_4^{3-})$ નું મિશ્રણ છે.
$CH_3COOH + CH_3COONa$ એ નિર્બળ એસિડ $(CH_3COOH)$ અને તેના સંયુગ્મી બેઝ $(CH_3COO^-)$ નું મિશ્રણ છે.
$NaCl + NaOH$ એ પ્રબળ એસિડ અને પ્રબળ બેઝના ક્ષાર $(NaCl)$ અને પ્રબળ બેઝ $(NaOH)$ નું બનેલું છે. $NaCl$ નિર્બળ એસિડ કે બેઝ ન હોવાથી,આ મિશ્રણ બફર દ્રાવણ તરીકે કામ કરતું નથી.

(B) બફર દ્રાવણ માટે,હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ નીચે મુજબ છે: $pH = pK_a + \log\left(\frac{[Salt]}{[Acid]}\right)$.
અહીં ક્ષાર $[X^{-}]$ અને એસિડ $[HX]$ ની સાંદ્રતા સમાન હોવાથી,$[Salt] = [Acid]$ થાય.
આ કિંમત સમીકરણમાં મૂકતા: $pH = pK_a + \log(1) = pK_a$.
$pK_a = -\log(K_a)$ હોવાથી,$pK_a = -\log(10^{-8}) = 8$.
તેથી,બફરનું $pH$ મૂલ્ય $8$ છે.

(C) આપેલ દ્રાવણ એ નિર્બળ એસિડ $(HCN)$ અને પ્રબળ બેઇઝ સાથેના તેના ક્ષાર $(KCN)$ નું બનેલું બફર દ્રાવણ છે.
હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા:
$pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
આપેલ છે:
$K_a = 5 \times 10^{-10}$
$pK_a = - \log(5 \times 10^{-10}) = 10 - \log 5 = 10 - 0.698 = 9.302$
ક્ષાર $(KCN)$ ની સાંદ્રતા = $\frac{0.15 \, mole}{0.5 \, dm^3} = 0.3 \, M$
એસિડ $(HCN)$ ની સાંદ્રતા = $\frac{1.5 \, mole}{0.5 \, dm^3} = 3.0 \, M$
$pH = 9.302 + \log \left( \frac{0.3}{3.0} \right)$
$pH = 9.302 + \log(0.1)$
$pH = 9.302 - 1 = 8.302$

(D) $pH > 7$ ધરાવતા બફર દ્રાવણને બેઝિક બફર કહેવામાં આવે છે.
$A$. $CH_3COOH + CH_3COONa$ એ એસિડિક બફર છે $(pH < 7)$.
$B$. $HCOOH + HCOOK$ એ એસિડિક બફર છે $(pH < 7)$.
$C$. $CH_3COONH_4$ એ નિર્બળ એસિડ અને નિર્બળ બેઝનો ક્ષાર છે,જેનો $pH$ સામાન્ય રીતે $7$ ની નજીક હોય છે.
$D$. $NH_4OH + NH_4Cl$ એ નિર્બળ બેઝ $(NH_4OH)$ અને પ્રબળ એસિડ સાથેના તેના ક્ષાર $(NH_4Cl)$ નું મિશ્રણ છે,જે $pH > 7$ ધરાવતું બેઝિક બફર બનાવે છે.

(C) બફર દ્રાવણનો $pH$ હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવે છે: $pH = pK_a + \log\frac{[Salt]}{[Acid]}$.
મિશ્રણ સમાન મોલર હોવાથી,ક્ષાર (સોડિયમ એસિટેટ) ની સાંદ્રતા એસિડ (એસિટિક એસિડ) ની સાંદ્રતા જેટલી છે,તેથી $\frac{[Salt]}{[Acid]} = 1$.
કિંમતો મૂકતા: $pH = 4.74 + \log(1)$.
કારણ કે $\log(1) = 0$,તેથી $pH = 4.74 + 0 = 4.74$.

(C) બફર ત્યારે શ્રેષ્ઠ રીતે કાર્ય કરે છે જ્યારે $pH = pK_a$ હોય.
હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ મુજબ:
$pH = pK_a + \log_{10} \frac{[A^{-}]}{[HA]}$
જો $pH = pK_a$ હોય,તો $\log_{10} \frac{[A^{-}]}{[HA]} = 0$,જેનો અર્થ છે કે $\frac{[A^{-}]}{[HA]} = 1$.
જ્યારે સંયુગ્મી એસિડ અને બેઝની સાંદ્રતા સમાન હોય (એટલે કે $pH = pK_a$ હોય) ત્યારે બફર એસિડ અને બેઝના ઉમેરણ સામે સૌથી વધુ પ્રતિકાર દર્શાવે છે.
બફર ક્ષમતા ત્યારે સૌથી વધુ હોય છે જ્યારે $pH$ એ $pK_a$ મૂલ્યની નજીક હોય. જેમ $pH$ એ $pK_a$ મૂલ્યથી દૂર જાય છે,તેમ બફર ક્ષમતા ઘટે છે.

(D) બેઝિક બફર માટે,હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ: $pOH = pK_b + \log \frac{[Salt]}{[Base]}$.
આપેલ $pH = 9$ હોવાથી,$pOH = 14 - 9 = 5$.
આપેલ $K_b = 1.8 \times 10^{-5}$ હોવાથી,$pK_b = -\log(1.8 \times 10^{-5}) \approx 4.74$.
સમીકરણમાં કિંમતો મૂકતા: $5 = 4.74 + \log \frac{[NH_4Cl]}{1.0}$.
તેથી,$\log [NH_4Cl] = 5 - 4.74 = 0.26$.
એન્ટિલોગ લેતા: $[NH_4Cl] = 10^{0.26} \approx 1.8 \ M$.
કદ $1 \ L$ હોવાથી,જરૂરી $NH_4Cl$ ના મોલની સંખ્યા $1.8 \ mol \times 1 \ L = 1.8 \ mol$ થાય.

(B) એસિડિક બફર માટે હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ: $pH = pK_a + \log \frac{[salt]}{[acid]}$
આપેલ છે $K_a = 10^{-4}$,તેથી $pK_a = - \log(10^{-4}) = 4$.
સમીકરણમાં કિંમતો મૂકતા: $5 = 4 + \log \frac{[salt]}{[acid]}$
$\log \frac{[salt]}{[acid]} = 5 - 4 = 1$
બંને બાજુ એન્ટિલોગ લેતા: $\frac{[salt]}{[acid]} = 10^1 = 10$
તેથી,$[salt]$ અને $[acid]$ નો ગુણોત્તર $10:1$ છે.

(D) બફર દ્રાવણ નિર્બળ એસિડ અને તેના સંયુગ્મી બેઝ (ક્ષાર) અથવા નિર્બળ બેઝ અને તેના સંયુગ્મી એસિડ (ક્ષાર) નું બનેલું હોય છે.
$NH_4OH$ એ નિર્બળ બેઝ છે અને $NH_4Cl$ એ પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ સાથેનો તેનો ક્ષાર છે.
તેથી,($NH_4OH$ અને $NH_4Cl$) ની જોડી બેઝિક બફર દ્રાવણ બનાવે છે.
સાચો વિકલ્પ $(D)$ છે.

(C) બફર દ્રાવણ સામાન્ય રીતે નિર્બળ એસિડ અને તેના સંયુગ્મી બેઝ (ક્ષાર) અથવા નિર્બળ બેઝ અને તેના સંયુગ્મી એસિડ (ક્ષાર) નું મિશ્રણ છે.
$NH_4Cl + NH_4OH$ એ બેઝિક બફર છે (નિર્બળ બેઝ + પ્રબળ એસિડનો ક્ષાર).
$CH_3COOH + CH_3COONa$ એ એસિડિક બફર છે (નિર્બળ એસિડ + પ્રબળ બેઝનો ક્ષાર).
$Borax + \text{Boric acid}$ બફર દ્રાવણ તરીકે કાર્ય કરે છે.
$CH_3COONH_4$ એ નિર્બળ એસિડ $(CH_3COOH)$ અને નિર્બળ બેઝ $(NH_4OH)$ નો ક્ષાર છે. તે ક્ષારનું દ્રાવણ છે,બફર દ્રાવણ નથી.

(A) આ મિશ્રણ એસિડિક બફર દ્રાવણ બનાવે છે.
હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા: $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$.
આપેલ છે: એસિટિક એસિડનો $pK_a$ આશરે $4.74$ છે.
એસિડના મિલી-ઇક્વિવેલન્ટ $= 50 \ mL \times 2 \ N = 100 \ meq$.
ક્ષારના મિલી-ઇક્વિવેલન્ટ $= 10 \ mL \times 1 \ N = 10 \ meq$.
$pH = 4.74 + \log \frac{10}{100} = 4.74 + \log(0.1) = 4.74 - 1 = 3.74$.
આશરે કિંમત $4$ છે.

(B) માનવ રક્તનું $pH$ બફર સિસ્ટમની ક્રિયા દ્વારા આશરે $7.4$ ના અચળ મૂલ્ય પર જાળવવામાં આવે છે.
ચોક્કસપણે,બાયકાર્બોનેટ બફર સિસ્ટમ $(H_2CO_3 / HCO_3^-)$ અને સીરમ પ્રોટીન એસિડ અથવા બેઝના નાના જથ્થાના ઉમેરા પર $pH$ માં થતા ફેરફારોનો પ્રતિકાર કરવા માટે બફર તરીકે કાર્ય કરે છે.

(D) જે દ્રાવણ થોડા પ્રમાણમાં પ્રબળ એસિડ કે બેઇઝ ઉમેરવાથી ( $1\%$ કરતા ઓછું) અથવા દ્રાવણને મંદ કરવા છતાં તેના $pH$ મૂલ્યમાં ફેરફારનો પ્રતિકાર કરે છે,તેને બફર દ્રાવણ કહેવાય છે.
એસિડિક બફર દ્રાવણ નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝ સાથેના તેના ક્ષારના મિશ્રણથી બને છે.
બેઝિક બફર દ્રાવણ નિર્બળ બેઇઝ અને પ્રબળ એસિડ સાથેના તેના ક્ષારના મિશ્રણથી બને છે.
તેથી,બફર દ્રાવણ નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝ સાથેના તેના ક્ષારને મિશ્ર કરીને તૈયાર કરી શકાય છે.

(A) એસિડિક બફરનો $pH$ હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ દ્વારા આપવામાં આવે છે: $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$.
શરૂઆતમાં,ધારો કે ગુણોત્તર $R = \frac{[Salt]}{[Acid]}$ છે. તેથી,$pH_1 = pK_a + \log(R)$.
જ્યારે ગુણોત્તર દસ ગણો વધારવામાં આવે છે,ત્યારે નવો ગુણોત્તર $10R$ થાય છે.
નવો $pH$ એ $pH_2 = pK_a + \log(10R)$ છે.
$pH_2 = pK_a + \log(10) + \log(R) = pK_a + 1 + \log(R)$.
બંનેની સરખામણી કરતા,$pH_2 = pH_1 + 1$.
તેથી,$pH$ માં $1$ નો વધારો થાય છે.

(D) સાચો જવાબ $D$ છે.
બફર દ્રાવણ નિર્બળ એસિડ અને તેના સંયુગ્મી બેઇઝ (પ્રબળ બેઇઝનો ક્ષાર) અથવા નિર્બળ બેઇઝ અને તેના સંયુગ્મી એસિડ (પ્રબળ એસિડનો ક્ષાર) ના મિશ્રણ દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવે છે.
$1$. સોડિયમ એસીટેટ $(CH_3COONa)$ અને એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ એસિડિક બફર બનાવે છે કારણ કે એસિટિક એસિડ નિર્બળ એસિડ છે અને સોડિયમ એસીટેટ એ પ્રબળ બેઇઝ $(NaOH)$ સાથેનો તેનો ક્ષાર છે.
$2$. એમોનિયા $(NH_3)$ અને એમોનિયમ ક્લોરાઇડ $(NH_4Cl)$ બેઝિક બફર બનાવે છે કારણ કે એમોનિયા નિર્બળ બેઇઝ છે અને એમોનિયમ ક્લોરાઇડ એ પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ સાથેનો તેનો ક્ષાર છે.
$3$. સોડિયમ એસીટેટ અને હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ $(HCl)$ પ્રક્રિયા કરીને એસિટિક એસિડ અને સોડિયમ ક્લોરાઇડ બનાવે છે,જે બફર સિસ્ટમ બનાવતા નથી.
તેથી,$A$ અને $C$ બંને સાચા છે.

(D) બફર દ્રાવણ સામાન્ય રીતે નિર્બળ એસિડ અને તેના સંયુગ્મી બેઇઝ (ક્ષાર) અથવા નિર્બળ બેઇઝ અને તેના સંયુગ્મી એસિડ (ક્ષાર) નું બનેલું હોય છે.
$A$. $NaCl$ (પ્રબળ વિદ્યુતવિભાજ્ય) અને $NaOH$ (પ્રબળ બેઇઝ) બફર બનાવતા નથી.
$B$. $NaOH$ (પ્રબળ બેઇઝ) અને $NH_4OH$ (નિર્બળ બેઇઝ) બફર બનાવતા નથી.
$C$. $CH_3COONH_4$ એ નિર્બળ એસિડ અને નિર્બળ બેઇઝનો ક્ષાર છે,અને તેમાં $HCl$ (પ્રબળ એસિડ) ઉમેરવાથી પ્રમાણિત બફર સિસ્ટમ બનતી નથી.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી કોઈ પણ બફર દ્રાવણ માટેની શરતો સંતોષતું ન હોવાથી,સાચો જવાબ $D$ છે.

(D) આ દ્રાવણ નિર્બળ એસિડ $(HCN)$ અને તેના ક્ષાર $(NaCN)$ ધરાવતું બફર દ્રાવણ છે.
એસિડ વિયોજન અચળાંકના સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા: $K_a = \frac{[H^{+}][CN^{-}]}{[HCN]}$
આપેલ છે: $K_a = 6.2 \times 10^{-10}$,$[HCN] = 0.01 \ M$,અને $[CN^{-}] = 0.02 \ M$.
કિંમતો મૂકતા: $6.2 \times 10^{-10} = \frac{[H^{+}](0.02)}{0.01}$
$[H^{+}] = \frac{6.2 \times 10^{-10} \times 0.01}{0.02}$
$[H^{+}] = 3.1 \times 10^{-10} \ M$.

(B) આ દ્રાવણ એ નિર્બળ એસિડ $(CH_3COOH)$ અને પ્રબળ બેઇઝ સાથેના તેના ક્ષાર $(CH_3COONa)$ નું બફર દ્રાવણ છે.
હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા: $pH = pK_a + \log \frac{[salt]}{[acid]}$.
આપેલ છે: $pK_a = 4.57$,$[salt] = 0.10\,M$,$[acid] = 0.03\,M$.
કિંમતો મૂકતા: $pH = 4.57 + \log \frac{0.10}{0.03} = 4.57 + \log(3.33)$.
$\log(3.33) \approx 0.52$ હોવાથી,$pH = 4.57 + 0.52 = 5.09$ મળે છે.