Buffer solution Questions in Gujarati

(A) આપેલ છે કે બેઝ $B^-$ અને તેના સંયુગ્મી એસિડ $HB$ ની સાંદ્રતા સમાન છે,એટલે કે $[B^-] = [HB]$.
બેઝિક બફર માટે,$pOH$ હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ દ્વારા આપવામાં આવે છે: $pOH = pK_b + \log \left( \frac{[salt]}{[base]} \right)$.
કારણ કે $[B^-] = [HB]$,ગુણોત્તર $\frac{[salt]}{[base]} = 1$ થાય છે,અને $\log(1) = 0$ થાય છે.
તેથી,$pOH = pK_b = -\log(K_b)$.
$K_b = 10^{-10}$ આપેલ હોવાથી,$pOH = -\log(10^{-10}) = 10$ મળે છે.
આપણે જાણીએ છીએ કે $25^{\circ}C$ તાપમાને $pH + pOH = 14$ થાય છે.
આમ,$pH = 14 - pOH = 14 - 10 = 4$.

(A) બેઝિક બફર માટે,સૂત્ર $pOH = pK_b + \log \left( \frac{[Salt]}{[Base]} \right)$ છે.
આપેલ છે: $[Salt] = [NH_4^+] = 0.20 \ M$,$[Base] = [NH_3] = 0.30 \ M$,અને $K_b = 1.8 \times 10^{-5}$.
પ્રથમ,$pK_b = -\log(K_b) = -\log(1.8 \times 10^{-5}) \approx 4.74$ ગણો.
હવે,$pOH = 4.74 + \log \left( \frac{0.20}{0.30} \right) = 4.74 + \log(0.667) = 4.74 - 0.176 = 4.564$.
અંતે,$pH = 14 - pOH = 14 - 4.564 = 9.436 \approx 9.43$.

(A) બફર દ્રાવણોમાં થોડા પ્રમાણમાં એસિડ કે બેઝ ઉમેરવાથી તેના $pH$ માં થતા ફેરફારનો તે વિરોધ કરે છે. આનું કારણ એ છે કે તેમાં એસિડ અને બેઝનો સંગ્રહ હોય છે,જે ઉમેરવામાં આવેલા $H^+$ અથવા $OH^-$ આયનો સાથે પ્રક્રિયા કરીને આયનીકરણ પામ્યા વગરનો એસિડ અથવા બેઝ બનાવે છે,જેનાથી $pH$ અચળ રહે છે.

(A) આપેલ છે: $[Acid] = 0.25 \ M$,$[Salt] = 0.125 \ M$,$K_a = 1.8 \times 10^{-5}$.
પ્રથમ,$pK_a$ ગણો: $pK_a = -\log(K_a) = -\log(1.8 \times 10^{-5}) = 5 - \log(1.8) = 5 - 0.255 = 4.745$.
હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા: $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$.
$pH = 4.745 + \log \frac{0.125}{0.25} = 4.745 + \log(0.5)$.
$\log(0.5) = -0.301$ હોવાથી,$pH = 4.745 - 0.301 = 4.444$.
બે દશાંશ સ્થળ સુધી રાઉન્ડ ઓફ કરતા,$pH = 4.44$ મળે છે.

(A) એસિડિક બફરનો $pH$ હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવે છે: $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$.
આપેલ છે: $pK_a = 4.76$,$[Salt] = [CH_3COONa] = 6.1 \times 10^{-2} \ M$,અને $[Acid] = [CH_3COOH] = 0.1 \ M$.
કિંમતો મૂકતા: $pH = 4.76 + \log \frac{6.1 \times 10^{-2}}{0.1}$.
$pH = 4.76 + \log(0.61)$.
$\log(0.61) \approx -0.2147$ હોવાથી,$pH = 4.76 - 0.2147 = 4.5453 \approx 4.55$.
આપેલ વિકલ્પો મુજબ,સાચો જવાબ $4.52$ છે.

(A) $1$. પ્રક્રિયકોના મિલિમોલની ગણતરી કરો:
$n(CH_3COOH) = 100 \ mL \times 0.1 \ M = 10 \ mmol$
$n(NaOH) = 30 \ mL \times 0.1 \ M = 3 \ mmol$
$2$. પ્રક્રિયા: $CH_3COOH + NaOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O$
પ્રક્રિયા પછી:
$n(CH_3COOH)_{\text{બાકી}} = 10 - 3 = 7 \ mmol$
$n(CH_3COONa)_{\text{બનેલ}} = 3 \ mmol$
$3$. હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરો:
$pH = pK_a + \log(\frac{[Salt]}{[Acid]}) = 4.76 + \log(\frac{3}{7})$
$pH = 4.76 + \log(0.428) = 4.76 - 0.368 = 4.392 \approx 4.39$

(A) આપેલ દ્રાવણ એ નિર્બળ એસિડ $(CH_3COOH)$ અને તેના સંયુગ્મી બેઇઝ $(CH_3COONa)$ ધરાવતું બફર દ્રાવણ છે.
હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ મુજબ: $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$.
આપેલ છે: $pH = 4.74$,$[Salt] = 0.1 \ mol / 0.5 \ L = 0.2 \ M$,અને $[Acid] = 0.1 \ mol / 0.5 \ L = 0.2 \ M$.
કિંમતો મૂકતા: $4.74 = pK_a + \log \frac{0.2}{0.2}$.
$\log(1) = 0$ હોવાથી,$pK_a = 4.74$ મળે છે.
આપણે જાણીએ છીએ કે $pK_a = -\log(K_a)$,તેથી $K_a = 10^{-4.74}$.
$K_a \approx 1.82 \times 10^{-5}$.

(A) આપેલ દ્રાવણ એ નિર્બળ એસિડ $(HCN)$ અને પ્રબળ બેઇઝ સાથેના તેના ક્ષાર $(KCN)$ નું બફર દ્રાવણ છે.
એસિડિક બફર માટે,હાઇડ્રોજન આયનોની સાંદ્રતા હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ દ્વારા આપવામાં આવે છે:
$[H^{+}] = K_{a} \times \frac{[Acid]}{[Salt]}$
આપેલ છે:
$K_{a} = 4 \times 10^{-10}$
$[Acid] = [HCN] = 0.2 \ M$
$[Salt] = [KCN] = 1 \ M$
કિંમતો મૂકતા:
$[H^{+}] = 4 \times 10^{-10} \times \frac{0.2}{1}$
$[H^{+}] = 4 \times 10^{-10} \times 0.2 = 0.8 \times 10^{-10} = 8 \times 10^{-11} \ M$

(A) એસિડિક બફર માટે હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા: $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$.
આપેલ $pH = 4.0$ અને $K_a = 1.8 \times 10^{-5}$ પરથી,$pK_a = -\log(1.8 \times 10^{-5}) \approx 4.74$ મળે છે.
કિંમતો મૂકતા: $4.0 = 4.74 + \log \frac{[CH_3COONa]}{0.1}$.
$-0.74 = \log \frac{[CH_3COONa]}{0.1}$.
$\frac{[CH_3COONa]}{0.1} = 10^{-0.74} \approx 0.182$.
$[CH_3COONa] = 0.182 \times 0.1 = 0.0182 \ M$.
$CH_3COONa$ નું દળ = $0.0182 \ mol \times 82 \ g \ mol^{-1} = 1.4924 \ g$.

(A) બેઝિક બફર દ્રાવણ માટે,$pOH$ ની ગણતરી હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ દ્વારા કરવામાં આવે છે: $pOH = pK_b + \log \frac{[Salt]}{[Base]}$.
આપેલ છે: $K_b = 1.8 \times 10^{-5}$,$[Base] = 0.15 \ M$,$[Salt] = 0.25 \ M$.
$pK_b = -\log(1.8 \times 10^{-5}) = 4.745$.
$pOH = 4.745 + \log \frac{0.25}{0.15} = 4.967$.
$pH + pOH = 14$ હોવાથી,$pH = 14 - 4.967 = 9.033$.

(A) એસિડિક બફર એ નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઝ સાથેના તેના ક્ષારનું મિશ્રણ છે.
$CH_3COOH + CH_3COONa$ એ નિર્બળ એસિડ અને તેના ક્ષારનું મિશ્રણ છે.
$HCN + NaCN$ એ નિર્બળ એસિડ અને તેના ક્ષારનું મિશ્રણ છે.
$H_3BO_3 + Na_2B_4O_7$ એ બફર સિસ્ટમ તરીકે કાર્ય કરે છે.
$HClO_4$ એ પ્રબળ એસિડ છે અને $NaClO_4$ એ પ્રબળ બેઝ $(NaOH)$ સાથેનો તેનો ક્ષાર છે. પ્રબળ એસિડ અને તેના ક્ષારનું મિશ્રણ બફર દ્રાવણ બનાવતું નથી. તેથી,$HClO_4 + NaClO_4$ એ એસિડિક બફર નથી.

(N/A) બફર દ્રાવણ એવું દ્રાવણ છે જે થોડા પ્રમાણમાં એસિડ કે બેઇઝ ઉમેરવા છતાં તેના $pH$ માં થતા ફેરફારનો વિરોધ કરે છે.
બફર દ્રાવણના પ્રકાર:
$1$. એસિડિક બફર: નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝ સાથેના તેના ક્ષારનું મિશ્રણ. ઉદાહરણ: $CH_3COOH + CH_3COONa$ $(pH < 7)$.
$2$. બેઝિક બફર: નિર્બળ બેઇઝ અને પ્રબળ એસિડ સાથેના તેના ક્ષારનું મિશ્રણ. ઉદાહરણ: $NH_4OH + NH_4Cl$ $(pH > 7)$.
જૈવિક મહત્ત્વ:
$1$. માનવ રુધિરનો $pH$ $H_2CO_3/HCO_3^-$ બફર સિસ્ટમને કારણે આશરે $7.4$ જેટલો જળવાઈ રહે છે.
$2$. કોષોમાં થતી ઘણી જૈવરાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ ચોક્કસ $pH$ મર્યાદામાં જ થાય છે,જે આંતરકોષીય બફર સિસ્ટમ દ્વારા જળવાય છે.

(C) એસિડિક બફર નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઝ સાથેના તેના ક્ષારના મિશ્રણ દ્વારા બને છે.
વિકલ્પ $C$ માં,આપણી પાસે $100 \ mL$ $0.1 \ M \ HCl$ $(10 \ mmol)$ અને $200 \ mL$ $0.1 \ M \ CH_3COONa$ $(20 \ mmol)$ છે.
પ્રક્રિયા છે: $HCl + CH_3COONa \rightarrow CH_3COOH + NaCl$
શરૂઆતના મોલ: $10 \ mmol \ HCl$ અને $20 \ mmol \ CH_3COONa$.
પ્રક્રિયા પછી: $0 \ mmol \ HCl$,$10 \ mmol \ CH_3COONa$ બાકી રહે છે,અને $10 \ mmol \ CH_3COOH$ બને છે.
અંતિમ મિશ્રણમાં નિર્બળ એસિડ $(CH_3COOH)$ અને તેનો સંયુગ્મી બેઝ ($CH_3COONa$ માંથી $CH_3COO^-$) હોવાથી,તે એસિડિક બફર તરીકે કાર્ય કરે છે.

(D) એસિડિક બફર માટે હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$pH = pKa + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
આપેલ કિંમતો:
$pH = 5.74$
$pKa = 4.74$
$[Acid] = 1.0 \ M$
આ કિંમતો સમીકરણમાં મૂકતા:
$5.74 = 4.74 + \log \frac{[Salt]}{1.0}$
$5.74 - 4.74 = \log [Salt]$
$1 = \log [Salt]$
બંને બાજુ એન્ટિલોગ લેતા:
$[Salt] = 10^1 = 10 \ M$
તેથી,સોડિયમ એસિટેટની સાંદ્રતા $10 \ M$ છે.

(A) મિશ્રણ નિર્બળ બેઇઝ $(NH_{3})$ અને તેના ક્ષાર $(NH_{4}Cl)$ નું બનેલું છે,જે બેઝિક બફર બનાવે છે.
પ્રથમ,દરેક ઘટકના મોલની ગણતરી કરો:
$n(NH_{4}Cl) = 0.0504 \ M \times 5.0 \ mL = 0.252 \ mmol$
$n(NH_{3}) = 0.0210 \ M \times 2.0 \ mL = 0.042 \ mmol$
બેઝિક બફર માટે હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા:
$[OH^{-}] = K_{b} \times \frac{[Base]}{[Salt]} = K_{b} \times \frac{n(NH_{3})}{n(NH_{4}Cl)}$
$[OH^{-}] = 1.8 \times 10^{-5} \times \frac{0.042}{0.252}$
$[OH^{-}] = 1.8 \times 10^{-5} \times \frac{1}{6} = 0.3 \times 10^{-5} = 3 \times 10^{-6} \ M$
આને $x \times 10^{-6} \ M$ સાથે સરખાવતા,આપણને $x = 3$ મળે છે.

(D) નિર્બળ એસિડ $(CH_{3}COOH)$ અને તેના પ્રબળ બેઇઝ સાથેના ક્ષાર $(CH_{3}COONa)$ નું મિશ્રણ એસિડિક બફર દ્રાવણ બનાવે છે.
ક્ષારની સાંદ્રતા $[Salt] = 0.10 \ M$.
એસિડની સાંદ્રતા $[Acid] = 0.01 \ M$.
એસિડિક બફરનું $pH$ હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ દ્વારા ગણવામાં આવે છે:
$pH = pK_{a} + \log \left( \frac{[Salt]}{[Acid]} \right)$
આપેલ કિંમતો મૂકતા:
$pH = 4.57 + \log \left( \frac{0.10}{0.01} \right)$
$pH = 4.57 + \log(10)$
કારણ કે $\log(10) = 1$,તેથી:
$pH = 4.57 + 1 = 5.57$

(C) $CH_3COOH$ ના પ્રારંભિક મોલ = $0.1 \, M \times 50 \, mL = 5 \, mmol$.
ઉમેરાયેલ $NaOH$ ના મોલ = $0.1 \, M \times 25 \, mL = 2.5 \, mmol$.
પ્રક્રિયા છે: $CH_3COOH + NaOH \longrightarrow CH_3COONa + H_2O$.
પ્રક્રિયા પછી,$2.5 \, mmol \, CH_3COOH$ બાકી રહે છે અને $2.5 \, mmol \, CH_3COONa$ બને છે.
આથી બફર દ્રાવણ બને છે.
હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા: $pH = pK_a + \log \left(\frac{[CH_3COO^-]}{[CH_3COOH]}\right)$.
બંને માટે કદ સમાન હોવાથી,સાંદ્રતાનો ગુણોત્તર મોલના ગુણોત્તર જેટલો થાય છે: $pH = 4.76 + \log \left(\frac{2.5}{2.5}\right) = 4.76 + \log(1) = 4.76$.
આમ,$pH = 476 \times 10^{-2}$.

(B) એસિડિક બફર માટે હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ:
$pH = pK_{a} + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
પ્રથમ $pK_{a}$ ની ગણતરી કરો:
$pK_{a} = -\log(K_{a}) = -\log(1.3 \times 10^{-5}) = 5 - \log(1.3) \approx 4.8861$
કિંમતો સમીકરણમાં મૂકતા:
$4 = 4.8861 + \log \frac{[CH_{3}CH_{2}COO^{-}]}{[CH_{3}CH_{2}COOH]}$
$\log \frac{[CH_{3}CH_{2}COO^{-}]}{[CH_{3}CH_{2}COOH]} = 4 - 4.8861 = -0.8861$
એન્ટિલોગ લેતા:
$\frac{[CH_{3}CH_{2}COO^{-}]}{[CH_{3}CH_{2}COOH]} = 10^{-0.8861} \approx 0.13$

(C) બેઝિક બફર માટે,$pH$ અને $pOH$ વચ્ચેનો સંબંધ: $pH + pOH = 14$.
આપેલ $pH = 8.26$ હોવાથી,$pOH = 14 - 8.26 = 5.74$.
બેઝિક બફર માટે હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ: $pOH = pK_b + \log \frac{[Salt]}{[Base]}$.
કિંમતો મૂકતા: $5.74 = 4.74 + \log \frac{[NH_4^+]}{0.2}$.
$1 = \log \frac{[NH_4^+]}{0.2}$,જેનો અર્થ છે કે $\frac{[NH_4^+]}{0.2} = 10^1 = 10$.
તેથી,$[NH_4^+] = 10 \times 0.2 = 2 \, M$.
કદ $1 \, L$ હોવાથી,જરૂરી $NH_4Cl$ ના મોલ $2 \, mol$ છે.
$NH_4Cl$ નું દળ $= \text{મોલ} \times \text{મોલર દળ} = 2 \, mol \times 53.5 \, g \, mol^{-1} = 107 \, g$.

(A) બફર દ્રાવણ એવું મિશ્રણ છે જે એસિડ અથવા બેઇઝના નાના જથ્થાના ઉમેરણથી $pH$ માં થતા ફેરફારોનો પ્રતિકાર કરે છે. તે સામાન્ય રીતે નિર્બળ બેઇઝ અને તેના ક્ષાર અથવા નિર્બળ એસિડ અને તેના ક્ષારનું બનેલું હોય છે.
વિકલ્પ $A$ માં,$0.2 \, M \ NH_{4}OH$ (નિર્બળ બેઇઝ) અને $0.1 \, M \ HCl$ (પ્રબળ એસિડ) ના સમાન કદને મિશ્ર કરતા,$0.1 \, M \ NH_{4}OH$ એ $0.1 \, M \ HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $0.1 \, M \ NH_{4}Cl$ (ક્ષાર) બનાવે છે. બાકી રહેલ $NH_{4}OH$ ની સાંદ્રતા $0.1 \, M$ છે. અંતિમ મિશ્રણમાં નિર્બળ બેઇઝ $(NH_{4}OH)$ અને તેનો ક્ષાર $(NH_{4}Cl)$ બંને હોવાથી,તે બેઝિક બફર દ્રાવણ બનાવે છે.

(B) આ મિશ્રણ એક બેઝિક બફર છે જે નિર્બળ બેઝ $(NH_4OH)$ અને પ્રબળ એસિડ સાથેના તેના ક્ષાર $(NH_4Cl)$ નું બનેલું છે.
$pH = 8$,તેથી $pOH = 14 - 8 = 6$.
બેઝિક બફર માટે હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા:
$pOH = pK_b + \log \frac{[Salt]}{[Base]}$
અહીં,$[Salt] = [NH_4Cl] = 1 \, M$ અને $[Base] = [NH_4OH] = 0.1 \, M$.
કિંમતો મૂકતા:
$6 = pK_b + \log \left( \frac{1}{0.1} \right)$
$6 = pK_b + \log(10)$
$6 = pK_b + 1$
$pK_b = 6 - 1 = 5$.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(D) એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ ના મિલીમોલ $(mmol)$ ની સંખ્યા $100 \, mL \times 0.1 \, mol \, L^{-1} = 10 \, mmol$ છે.
સોડિયમ એસિટેટ $(CH_3COONa)$ ના મિલીમોલ $(mmol)$ ની સંખ્યા $50 \, mL \times 0.2 \, mol \, L^{-1} = 10 \, mmol$ છે.
એસિડિક બફર માટે હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ મુજબ:
$pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
મિશ્રણમાં બંને ઘટકો માટે કદ સમાન હોવાથી,સાંદ્રતાનો ગુણોત્તર એ મિલીમોલના ગુણોત્તર જેટલો જ થાય છે:
$pH = pK_a + \log \frac{mmol \, of \, CH_3COO^-}{mmol \, of \, CH_3COOH}$
કિંમતો મૂકતા:
$pH = 4.76 + \log \frac{10}{10}$
$pH = 4.76 + \log 1$
$\log 1 = 0$ હોવાથી,આપણને મળે છે:
$pH = 4.76$

(C) $CH_3COOH$ અને $CH_3COONa$ નું મિશ્રણ એસિડિક બફર દ્રાવણ બનાવે છે.
હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા:
$pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
અંતિમ $50 \ mL$ મિશ્રણમાં સાંદ્રતાની ગણતરી કરતા:
$[CH_3COONa] = \frac{25 \ mL \times 0.2 \ M}{50 \ mL} = 0.1 \ M$
$[CH_3COOH] = \frac{25 \ mL \times 0.02 \ M}{50 \ mL} = 0.01 \ M$
સમીકરણમાં કિંમતો મૂકતા:
$5 = pK_a + \log \frac{0.1}{0.01}$
$5 = pK_a + \log(10)$
$5 = pK_a + 1$
$pK_a = 4$
$pK_a = -\log(K_a)$ હોવાથી:
$K_a = 10^{-4} = 10 \times 10^{-5}$
આને $x \times 10^{-5}$ સાથે સરખાવતા,આપણને $x = 10$ મળે છે.

(B) પ્રારંભિક મોલ $n_{NH_3} = 0.1 \ mol$ અને $n_{NH_4^+} = 0.1 \ mol$ છે.
જ્યારે $0.02 \ mol$ $HCl$ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તે $NH_3$ સાથે નીચે મુજબ પ્રક્રિયા કરે છે:
$NH_3 + HCl \rightarrow NH_4^+ + Cl^-$
પ્રક્રિયા પછી:
$n_{NH_3} = 0.1 - 0.02 = 0.08 \ mol$
$n_{NH_4^+} = 0.1 + 0.02 = 0.12 \ mol$
બેઝિક બફર માટે હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા:
$pOH = pK_b + \log \frac{[NH_4^+]}{[NH_3]}$
$pOH = 4.745 + \log \frac{0.12}{0.08}$
$pOH = 4.745 + \log(1.5)$
$pOH = 4.745 + (\log 3 - \log 2)$
$pOH = 4.745 + (0.477 - 0.301) = 4.745 + 0.176 = 4.921$
$298 \ K$ તાપમાને $pH + pOH = 14$ હોવાથી:
$pH = 14 - 4.921 = 9.079$
$9079 \times 10^{-3}$ તરીકે દર્શાવતા,કિંમત $9079$ થાય છે.

(D) પ્રક્રિયા: $CH_3COOH + NaOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O$.
$CH_3COOH$ ના શરૂઆતના મોલ $= 50 \ mL \times 0.1 \ M = 5 \ mmol$.
$NaOH$ ના શરૂઆતના મોલ $= 20 \ mL \times 0.1 \ M = 2 \ mmol$.
પ્રક્રિયા પછી,$CH_3COONa$ (ક્ષાર) ના મોલ $= 2 \ mmol$ અને $CH_3COOH$ (એસિડ) ના બાકી રહેલા મોલ $= 5 - 2 = 3 \ mmol$.
હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા: $pH = pKa + \log_{10} (\frac{[salt]}{[acid]})$
$pH = 4.76 + \log_{10} (\frac{2}{3})$
$pH = 4.76 + (\log 2 - \log 3) = 4.76 + (0.30 - 0.48) = 4.76 - 0.18 = 4.58$.
આમ,$pH = 4.58 = 458 \times 10^{-2}$.

(A) બફર દ્રાવણ બેન્ઝોઇક એસિડ (નિર્બળ એસિડ) અને સોડિયમ બેન્ઝોએટ (તેનો સંયુગ્મી બેઇઝ) ધરાવે છે.
હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા: $pH = pK_{a} + \log \frac{[\text{salt}]}{[\text{acid}]}$.
આપેલ છે $pH = 4.5$,$pK_{a} = 4.2$,$[\text{salt}] = [\text{સોડિયમ બેન્ઝોએટ}]$,અને $[\text{acid}] = [\text{બેન્ઝોઇક એસિડ}]$.
$4.5 = 4.2 + \log \frac{[\text{salt}]}{[\text{acid}]}$
$0.3 = \log \frac{[\text{salt}]}{[\text{acid}]}$
$10^{0.3} \approx 2$ હોવાથી,$\frac{[\text{salt}]}{[\text{acid}]} = 2$ મળે છે.
ધારો કે $V_{a}$ એ બેન્ઝોઇક એસિડનું કદ છે અને $V_{s}$ એ સોડિયમ બેન્ઝોએટનું કદ છે.
મોલારિટી સમાન $(1 \ M)$ હોવાથી,મોલનો ગુણોત્તર એ કદના ગુણોત્તર જેટલો થાય: $\frac{V_{s}}{V_{a}} = 2$,તેથી $V_{s} = 2V_{a}$.
કુલ કદ $V_{s} + V_{a} = 300 \ mL$ આપેલ છે.
$V_{s} = 2V_{a}$ ને સમીકરણમાં મૂકતા: $2V_{a} + V_{a} = 300 \ mL$.
$3V_{a} = 300 \ mL \implies V_{a} = 100 \ mL$.

(A) બફર દ્રાવણ એ નિર્બળ એસિડ અને તેના સંયુગ્મી બેઝ અથવા નિર્બળ બેઝ અને તેના સંયુગ્મી એસિડનું ચોક્કસ પ્રમાણમાં મિશ્રણ છે,માત્ર કોઈપણ જથ્થામાં નહીં.
વિધાન $I$ ખોટું છે કારણ કે તે સૂચવે છે કે ક્ષાર અને એસિડ/બેઝનો કોઈપણ જથ્થો કામ કરે છે,જ્યારે બફરની અસર ચોક્કસ ગુણોત્તર પર આધાર રાખે છે.
રુધિર એ કુદરતી રીતે બનતી બફર સિસ્ટમ છે જે $H_2CO_3 / HCO_3^{-}$ જોડી દ્વારા જળવાય છે,જે $pH$ ને સ્થિર રાખે છે.
વિધાન $II$ સાચું છે.
તેથી,વિધાન $I$ ખોટું છે પરંતુ વિધાન $II$ સાચું છે.

(C) બફર દ્રાવણ નિર્બળ એસિડ અને તેના સંયુગ્મી બેઝ અથવા નિર્બળ બેઝ અને તેના સંયુગ્મી એસિડના મિશ્રણ દ્વારા બને છે.
$1$. વિકલ્પ $C$ માં,$HNO_3$ (પ્રબળ એસિડ) એ $CH_3COONa$ (નિર્બળ એસિડનો ક્ષાર) સાથે પ્રક્રિયા કરીને $CH_3COOH$ (નિર્બળ એસિડ) અને $NaNO_3$ બનાવે છે. જો $HNO_3$ સીમિત પ્રક્રિયક હોય,તો પરિણામી મિશ્રણમાં $CH_3COOH$ અને $CH_3COONa$ હોય છે,જે એસિડિક બફર તરીકે કાર્ય કરે છે.
$2$. વિકલ્પ $D$ માં,મિશ્રણમાં $CH_3COOH$ (નિર્બળ એસિડ) અને $CH_3COONa$ (સંયુગ્મી બેઝ) હોય છે,જે એક ઉત્તમ એસિડિક બફર સિસ્ટમ છે.
તેથી,$C$ અને $D$ બંને બફર બનાવી શકે છે.

(A) પ્રારંભિક મોલ $H_2CO_3$,$NaHCO_3$,$Na_2CO_3$ અને $NaOH$ દરેકના $0.01 \ mol$ $(10 \ mmol)$ છે.
પગલું $1$: $H_2CO_3$ અને $NaOH$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા:
$H_2CO_3 + NaOH \longrightarrow NaHCO_3 + H_2O$
પ્રારંભિક: $10 \ mmol, 10 \ mmol, 10 \ mmol$
અંતિમ: $0 \ mmol, 0 \ mmol, 20 \ mmol$
પગલું $2$: અંતિમ મિશ્રણમાં $20 \ mmol$ $NaHCO_3$ અને $10 \ mmol$ $Na_2CO_3$ છે.
પગલું $3$: આ $NaHCO_3$ (એસિડ) અને $Na_2CO_3$ (ક્ષાર) નું બફર દ્રાવણ બનાવે છે.
હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા:
$pH = pK_{a2} + \log \left( \frac{[Na_2CO_3]}{[NaHCO_3]} \right)$
$pH = 10.32 + \log \left( \frac{10}{20} \right)$
$pH = 10.32 - \log 2$
$pH = 10.32 - 0.30 = 10.02$
નજીકના વિકલ્પ મુજબ,જવાબ $10.1$ છે.

(A) પ્રારંભિક $pOH = pK_b + \log \frac{[NH_4^+]}{[NH_3]} = 4.745 + \log \frac{0.10}{0.10} = 4.745$.
$pH + pOH = 14$ હોવાથી,પ્રારંભિક $pH = 14 - 4.745 = 9.255$.
$0.05 \ mol$ $HCl$ ઉમેરતા,પ્રક્રિયા: $NH_3 + H^+ \rightarrow NH_4^+$.
નવા મોલ: $NH_3 = 0.10 - 0.05 = 0.05 \ mol$,$NH_4^+ = 0.10 + 0.05 = 0.15 \ mol$.
નવું $pOH' = 4.745 + \log \frac{0.15}{0.05} = 4.745 + \log 3 = 4.745 + 0.477 = 5.222$.
નવું $pH' = 14 - 5.222 = 8.778$.
$pH$ માં ફેરફાર = $|pH' - pH| = |8.778 - 9.255| = 0.477$.
$0.477 = 47.7 \times 10^{-2} \approx 48 \times 10^{-2}$.

(D) આ પ્રક્રિયા એસિડિક બફર દ્રાવણ બનાવે છે.
$pK_a = -\log(K_a) = -\log(2 \times 10^{-5}) = 5 - \log(2) = 5 - 0.3 = 4.7$.
$CH_3COOH + KOH \rightarrow CH_3COOK + H_2O$.
$CH_3COOH$ ના પ્રારંભિક મોલ = $50 \times 0.1 = 5 \ mmol$.
$KOH$ ના પ્રારંભિક મોલ = $12.5 \times 0.1 = 1.25 \ mmol$.
પ્રક્રિયા પછી,બાકી રહેલ $CH_3COOH = 5 - 1.25 = 3.75 \ mmol$.
બનેલ $CH_3COOK = 1.25 \ mmol$.
હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા: $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$.
$pH = 4.7 + \log \frac{1.25}{3.75} = 4.7 + \log(\frac{1}{3})$.
$pH = 4.7 - 0.477 \approx 4.22$.

(D) આપેલ $pH = 9.80$,તેથી $pOH = 14 - 9.80 = 4.20$.
બેઝિક બફર માટે હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા:
$pOH = pK_b + \log \frac{[NH_4^+]}{[NH_3]}$
$4.20 = 4.74 + \log \frac{[NH_4^+]}{[NH_3]}$
$-0.54 = \log \frac{[NH_4^+]}{[NH_3]}$
આપેલ છે કે $\log 0.28 = -0.54$,તેથી $\frac{[NH_4^+]}{[NH_3]} = 0.28$.
ધારો કે $1000 \ mL$ દ્રાવણમાં $1 \ M \ NH_4Cl$ નું કદ $V$ છે. તો $1 \ M \ NH_3$ નું કદ $(1000 - V) \ mL$ થશે.
મોલારિટી સમાન હોવાથી,સાંદ્રતાનો ગુણોત્તર એ કદના ગુણોત્તર જેટલો જ થશે:
$\frac{V}{1000 - V} = 0.28$
$V = 280 - 0.28V$
$1.28V = 280$
$V = \frac{280}{1.28} \approx 218.75 \ mL \approx 218 \ mL$.

(C) બફર દ્રાવણ નિર્બળ એસિડ અને તેના સંયુગ્મી બેઝ (ક્ષાર) અથવા નિર્બળ બેઝ અને તેના સંયુગ્મી એસિડ (ક્ષાર) દ્વારા બને છે.
$HCl$ એ પ્રબળ એસિડ છે અને $NH_4Cl$ એ નિર્બળ બેઝ $(NH_4OH)$ અને પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ નો ક્ષાર છે.
પ્રબળ એસિડ અને ક્ષારનું મિશ્રણ બફર દ્રાવણ બનાવતું નથી.
તેથી,$HCl + NH_4Cl$ બફર તરીકે કામ કરતું નથી.

(B) બેઝિક બફર દ્રાવણ માટે,$pOH$ ની ગણતરી હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે:
$pOH = pK_b + \log_{10} \frac{[Salt]}{[Base]}$
આપેલ છે $pK_b = 4.744$,$[Salt] = [NH_4Cl] = 1 \ M$,અને $[Base] = [NH_4OH] = 0.2 \ M$.
$pOH = 4.744 + \log_{10} \frac{1}{0.2} = 4.744 + \log_{10} (5)$
$pOH = 4.744 + 0.699 = 5.443$
$25^{\circ}C$ તાપમાને $pH + pOH = 14$ હોવાથી,
$pH = 14 - 5.443 = 8.557 \approx 8.56$.

(C) એસિડિક બફરનો $pH$ હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવે છે:
$pH = pK_{a} + \log_{10} \frac{[\text{Salt}]}{[\text{Acid}]}$
આપેલ છે: $pK_{a} = 4.762$,$[\text{Salt}] = 0.01 \ M$,$[\text{Acid}] = 0.004 \ M$
કિંમતો મૂકતા:
$pH = 4.762 + \log_{10} \left( \frac{0.01}{0.004} \right)$
$pH = 4.762 + \log_{10} (2.5)$
કારણ કે $\log_{10} (2.5) \approx 0.398$:
$pH = 4.762 + 0.398 = 5.16$

(D) આ દ્રાવણ નિર્બળ એસિડ $(CH_3COOH)$ અને પ્રબળ બેઇઝ સાથેના તેના ક્ષાર $(CH_3COONa)$ ધરાવતું એસિડિક બફર છે.
હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા:
$pH = pK_{a} + \log_{10} \frac{[Salt]}{[Acid]}$
આપેલ છે:
$pK_{a} = 4.50$
$[Salt] = 0.1 \ M$
$[Acid] = 0.01 \ M$
કિંમતો મૂકતા:
$pH = 4.50 + \log_{10} \frac{0.1}{0.01}$
$pH = 4.50 + \log_{10} (10)$
કારણ કે $\log_{10} (10) = 1$,
$pH = 4.50 + 1 = 5.50$

(C) એસિડિક બફરનો $pH$ હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવે છે: $pH = pK_{a} + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$.
આપેલ છે: $pK_{a} = 4.680$,$[Salt] = 0.02 \ M$,$[Acid] = 0.01 \ M$.
કિંમતો મૂકતા: $pH = 4.680 + \log \frac{0.02}{0.01}$.
$pH = 4.680 + \log(2)$.
$\log(2) \approx 0.301$ હોવાથી,$pH = 4.680 + 0.301 = 4.981$ મળે છે.

(C) એસિડિક બફરનો $pH$ હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવે છે:
$pH = pK_a + \log \left( \frac{[\text{Salt}]}{[\text{Acid}]} \right)$
આપેલ છે:
$pK_a = 4.7447$
$[\text{Salt}] = 0.05 \ M$
$[\text{Acid}] = 0.01 \ M$
કિંમતો મૂકતા:
$pH = 4.7447 + \log \left( \frac{0.05}{0.01} \right)$
$pH = 4.7447 + \log(5)$
કારણ કે $\log(5) \approx 0.6990$:
$pH = 4.7447 + 0.6990 = 5.4437$
બે દશાંશ સ્થળ સુધી રાઉન્ડ ઓફ કરતા,$pH$ $5.44$ મળે છે.

(C) એસિડિક બફર માટે,હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$pH = pK_{a} + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
આપેલ છે:
$pH = 5.5$
$pK_{a} = 4.5$
$[Acid] = 0.1 \ M$
કિંમતો મૂકતા:
$5.5 = 4.5 + \log \frac{[Salt]}{0.1}$
$5.5 - 4.5 = \log \frac{[Salt]}{0.1}$
$1 = \log \frac{[Salt]}{0.1}$
બંને બાજુ એન્ટિલોગ લેતા:
$10^{1} = \frac{[Salt]}{0.1}$
$[Salt] = 10 \times 0.1 = 1.0 \ M$

(B) બેઝિક બફર માટે,હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$pOH = pK_b + \log \frac{[Salt]}{[Base]}$
સમાન કદ મિશ્ર કરવામાં આવે છે,તેથી સાંદ્રતાનો ગુણોત્તર $[Salt]/[Base]$ સમાન રહે છે.
$[Salt] = [NH_4Cl] = 0.5 \ M$
$[Base] = [NH_4OH] = 0.4 \ M$
$pOH = 4.730 + \log \left( \frac{0.5}{0.4} \right)$
$pOH = 4.730 + \log(1.25)$
$pOH = 4.730 + 0.0969 \approx 4.83$

(B) એસિડિક બફર માટે હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ નીચે મુજબ છે: $pH = pK_{a} + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
અહીં $pH = 7.2$ અને $pK_{a} = 6.2$ આપેલ છે.
કિંમતો મૂકતા: $7.2 = 6.2 + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
$7.2 - 6.2 = \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
$1 = \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
તેથી,$\frac{[Salt]}{[Acid]} = 10$.

(A) એસિડિક બફર દ્રાવણ માટે,હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ:
$pH = pK_{a} + \log_{10} \frac{[\text{Salt}]}{[\text{Acid}]}$
આપેલ છે:
$pK_{a} = 4.2$
$[\text{Salt}] = 0.054 \ M$
$[\text{Acid}] = 0.027 \ M$
કિંમતો મૂકતા:
$pH = 4.2 + \log_{10} \left( \frac{0.054}{0.027} \right)$
$pH = 4.2 + \log_{10} (2)$
$\log_{10} 2 \approx 0.3010$ હોવાથી,
$pH = 4.2 + 0.3010 = 4.5010$
આમ,$pH$ આશરે $4.5$ છે.

(C) એસિડિક બફર માટે,હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$pH = pK_{a} + \log_{10} \frac{[\text{salt}]}{[\text{acid}]}$
આપેલ છે:
$pK_{a} = 4.56$
$[\text{salt}] = 0.70 \ M$
$[\text{acid}] = 0.35 \ M$
કિંમતો મૂકતા:
$pH = 4.56 + \log_{10} \frac{0.70}{0.35}$
$pH = 4.56 + \log_{10} (2)$
કારણ કે $\log_{10} (2) \approx 0.3010$:
$pH = 4.56 + 0.3010 = 4.861$
આમ,બફર દ્રાવણનો $pH$ $4.86$ છે.

(A) બેઝિક બફર એ નિર્બળ બેઇઝ અને પ્રબળ એસિડ સાથેના તેના ક્ષારનું મિશ્રણ છે.
વિકલ્પ $A$ માં,$NH_4OH$ એ નિર્બળ બેઇઝ છે અને $NH_4Cl$ એ પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ અને નિર્બળ બેઇઝ $(NH_4OH)$ નો ક્ષાર છે.
તેથી,$NH_4OH + NH_4Cl$ એ બેઝિક બફર છે.
વિકલ્પ $B$,$C$,અને $D$ એ એસિડિક બફરના ઉદાહરણો છે.

(B) $0.04 \ M$ $NaF$ (ક્ષાર) અને $0.02 \ M$ $HF$ (નિર્બળ એસિડ) ધરાવતું દ્રાવણ એસિડિક બફર બનાવે છે.
હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા:
$pH = pK_a + \log_{10} \frac{[Salt]}{[Acid]}$
આપેલ કિંમતો મૂકતા:
$pH = 3.142 + \log_{10} \frac{0.04}{0.02}$
$pH = 3.142 + \log_{10}(2)$
$\log_{10}(2) \approx 0.3010$ હોવાથી:
$pH = 3.142 + 0.3010 = 3.443$
એક દશાંશ સ્થળ સુધી રાઉન્ડ ઓફ કરતા,$pH \approx 3.4$ મળે છે.

(C) માનવ રક્તનું $pH$ કુદરતી રીતે $(HCO_3^{-} + H_2CO_3)$ બફર દ્વારા $7.36-7.42$ પર જાળવવામાં આવે છે.
આ બફર સિસ્ટમ કાર્બોનિક એસિડ $(H_2CO_3)$ અને તેના સંયુગ્મી બેઝ,બાયકાર્બોનેટ આયન $(HCO_3^{-})$ ની બનેલી છે.

(A) એસિડિક બફર માટે,હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$pH = pK_{a} + \log \frac{[\text{Salt}]}{[\text{Acid}]}$
અહીં નિર્બળ એસિડ અને તેના ક્ષારની સાંદ્રતા સમાન છે,એટલે કે $[\text{Salt}] = [\text{Acid}]$.
તેથી,સમીકરણ આ રીતે સરળ બને છે:
$pH = pK_{a} = -\log K_{a}$
આપેલ છે $K_{a} = 1.8 \times 10^{-5}$.
$pH = -\log (1.8 \times 10^{-5}) = -(\log 1.8 + \log 10^{-5})$
$pH = -(\log 1.8 - 5) = 5 - \log 1.8$
$log 1.8 \approx 0.2553$ લેતા:
$pH = 5 - 0.2553 = 4.7447$

(B) એસિડિક બફર દ્રાવણમાં $H^{+}$ આયનોની સાંદ્રતા હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને ગણી શકાય છે:
$[H^{+}] = K_{a} \times \frac{[Acid]}{[Salt]}$
આપેલ છે:
$K_{a} = 6.6 \times 10^{-10}$
$[Acid] = [HCN] = 0.01 \ M$
$[Salt] = [NaCN] = 0.02 \ M$
કિંમતો મૂકતા:
$[H^{+}] = (6.6 \times 10^{-10}) \times \frac{0.01}{0.02}$
$[H^{+}] = (6.6 \times 10^{-10}) \times 0.5$
$[H^{+}] = 3.3 \times 10^{-10} \ M$

(C) એસિડિક બફર એ નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝ સાથેના તેના ક્ષારના મિશ્રણ દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,$CH_3COOH$ (નિર્બળ એસિડ) અને $CH_3COONa$ (નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝનો ક્ષાર) નું મિશ્રણ એસિડિક બફર તરીકે કાર્ય કરે છે.
નિર્બળ એસિડ અને તેનો સંયુગ્મી બેઇઝ (ક્ષાર દ્વારા પ્રાપ્ત) નાના પ્રમાણમાં એસિડ અથવા બેઇઝ ઉમેરવા છતાં $pH$ માં થતા ફેરફારને અટકાવે છે.