Buffer solution Questions in Hindi

(D) एक बफर विलयन आमतौर पर एक दुर्बल अम्ल और उसके संयुग्मी क्षार (लवण) या एक दुर्बल क्षार और उसके संयुग्मी अम्ल (लवण) से बना होता है।
$A$. $H_2S$ एक दुर्बल अम्ल है और $KHS$ इसका लवण है,इसलिए यह एक बफर बनाता है।
$B$. $C_6H_5NH_2$ (एनिलिन) एक दुर्बल क्षार है और $C_6H_5NH_3Br$ इसका लवण है,इसलिए यह एक बफर बनाता है।
$C$. $H_2CO_3$ एक दुर्बल अम्ल है और $KHCO_3$ इसका लवण है,इसलिए यह एक बफर बनाता है।
$D$. $HClO_4$ (परक्लोरिक अम्ल) एक प्रबल अम्ल है। एक प्रबल अम्ल और उसके लवण का मिश्रण बफर विलयन के रूप में कार्य नहीं करता है।
अतः,सही विकल्प $D$ है।

(A) यह एक क्षारीय बफर विलयन है। हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करते हुए: $pOH = pK_b + \log \frac{[Salt]}{[Base]}$.
$pOH = 14 - 9.35 = 4.65$.
$pK_b = - \log (1.78 \times 10^{-5}) = 4.75$.
गणना करने पर,$[Salt] = 0.08 \ M$ (दिए गए विकल्पों के अनुसार)।
द्रव्यमान $w = M \times \text{Molar Mass} \times V(L) = 0.08 \times 132 \times 0.5 = 10.56 \ g$।

(B) दुर्बल अम्ल $HA$ के लिए,वियोजन $HA \rightleftharpoons H^+ + A^-$ है।
दिया गया है $[H^+] = 10^{-pH} = 10^{-4.50}$।
सूत्र $[H^+] = \sqrt{K_a \cdot C}$ का उपयोग करने पर,जहाँ $C = 0.1 \ M$ है:
$(10^{-4.50})^2 = K_a \cdot 0.1$
$10^{-9} = K_a \cdot 10^{-1}$
$K_a = 10^{-8}$।
$pK_a = -\log(K_a) = -\log(10^{-8}) = 8$।
जब अम्ल को $NaOH$ के साथ उदासीन करके अम्ल की मात्रा को आधा कर दिया जाता है,तो एक बफर विलयन बनता है जहाँ $[Salt] = [Acid]$ होता है।
हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण के अनुसार: $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$।
चूंकि $[Salt] = [Acid]$,इसलिए $pH = pK_a + \log(1) = pK_a$।
अतः,$pH = 8$।

(D) अभिक्रिया इस प्रकार है: $HCOOH + KOH \rightarrow HCOOK + H_2O$
$HCOOH$ के प्रारंभिक मोल $= 0.5 \times 0.040 = 0.02 \ mol$
$KOH$ के प्रारंभिक मोल $= 0.2 \times 0.050 = 0.01 \ mol$
अभिक्रिया के बाद,$HCOOK$ (लवण) के मोल $= 0.01 \ mol$
शेष $HCOOH$ (अम्ल) के मोल $= 0.02 - 0.01 = 0.01 \ mol$
हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करने पर: $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
$pK_a = -\log(1.8 \times 10^{-4}) = 4 - \log(1.8) = 4 - 0.255 = 3.745$
चूँकि $[Salt] = [Acid] = 0.01 \ mol$,अनुपात $1$ है और $\log(1) = 0$
अतः,$pH = pK_a = 3.745 \approx 3.75$

(D) सही विकल्प $(D)$ है।
मानव रक्त का $pH$ लगभग $7.4$ बनाए रखने के लिए कार्बोनिक एसिड-बाइकार्बोनेट बफर सिस्टम $(H_2CO_3 + HCO_3^-)$ कार्य करता है।

(C) बफर विलयन इस प्रकार बनता है:
$(i)$ एक दुर्बल अम्ल और उसके प्रबल क्षार के साथ लवण को मिलाने पर,उदा. $CH_3COOH$ और $CH_3COONa$।
$(ii)$ एक दुर्बल क्षार और उसके प्रबल अम्ल के साथ लवण को मिलाने पर,उदा. $NH_4OH$ और $NH_4Cl$।
दिए गए विकल्पों में,$C$ ($NH_4OH$,दुर्बल क्षार) और $A$ ($NH_4Cl$,लवण) एक क्षारीय बफर बनाते हैं,और $D$ ($CH_3COOH$,दुर्बल अम्ल) और $B$ ($CH_3COONa$,लवण) एक अम्लीय बफर बनाते हैं।

(C) बफर विलयन एक दुर्बल अम्ल और उसके संयुग्मी क्षार या एक दुर्बल क्षार और उसके संयुग्मी अम्ल द्वारा बनता है।
विकल्प $C$ में,हमारे पास $40 \, mL$ $0.1 \, M$ $NaCN$ $(4 \, mmol)$ और $20 \, mL$ $0.1 \, M$ $HCl$ $(2 \, mmol)$ है।
अभिक्रिया इस प्रकार है: $NaCN + HCl \rightarrow HCN + NaCl$।
अभिक्रिया के बाद,$2 \, mmol$ $NaCN$ (दुर्बल क्षार) शेष रहता है और $2 \, mmol$ $HCN$ (संयुग्मी अम्ल) बनता है।
चूंकि हमारे पास एक दुर्बल अम्ल $(HCN)$ और एक प्रबल क्षार के साथ उसके लवण $(NaCN)$ का मिश्रण है,इसलिए यह एक अम्लीय बफर के रूप में कार्य करता है।

(B) दुर्बल क्षार $CH_3NH_2$ और प्रबल अम्ल $HCl$ के बीच अभिक्रिया:
$CH_3NH_2 + HCl \rightarrow CH_3NH_3^{+} + Cl^{-}$.
प्रारंभिक मोल: $CH_3NH_2 = 0.1$,$HCl = 0.08$.
अभिक्रिया के बाद: $CH_3NH_2 = 0.02 \ mol$,$CH_3NH_3^{+} = 0.08 \ mol$.
यह एक क्षारीय बफर विलयन बनाता है।
$[OH^{-}] = K_b \times \frac{[Base]}{[Salt]} = 5 \times 10^{-4} \times \frac{0.02}{0.08} = 1.25 \times 10^{-4}$.
$[H^{+}] = \frac{K_w}{[OH^{-}]} = \frac{10^{-14}}{1.25 \times 10^{-4}} = 8 \times 10^{-11}$.

(A) प्रारंभिक सांद्रता $[Base] = 0.2 \ M$ और $[Salt] = 0.2 \ M$ है।
जब $1.0 \ mL \ 0.001 \ M \ HCl$ मिलाया जाता है,तो मिलाए गए $HCl$ की मात्रा $NH_4OH$ और $NH_4Cl$ के मोलों की तुलना में नगण्य है।
अतः,$[OH^-] = K_b \times \frac{[Base]}{[Salt]} = 2 \times 10^{-5} \times \frac{0.2}{0.2} = 2 \times 10^{-5} \ M$.

(C) बफर विलयन वह विलयन है जो थोड़ी मात्रा में अम्ल या क्षार मिलाने पर अपने $pH$ मान में होने वाले परिवर्तन का विरोध करता है।
अतः,इसका मुख्य कार्य $pH$ मान को स्थिर रखना है।

(A) बफर विलयन एक दुर्बल क्षार और प्रबल अम्ल के साथ उसके लवण का मिश्रण होता है,या एक दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार के साथ उसके लवण का मिश्रण होता है।
$NH_4OH$ एक दुर्बल क्षार है और $NH_4Cl$ प्रबल अम्ल $HCl$ के साथ इसका लवण है।
इसलिए,$NH_4OH$ और $NH_4Cl$ का मिश्रण एक क्षारीय बफर विलयन बनाता है।
अन्य विकल्पों में प्रबल अम्ल या प्रबल क्षार शामिल हैं जो बफर विलयन नहीं बनाते हैं।

(C) $H_3PO_4$ एक ट्राईप्रोटिक अम्ल है $(K_{a1}, K_{a2}, K_{a3})$।
$NaOH$ के साथ अनुमापन के दौरान,बफर उन क्षेत्रों में बनते हैं जहाँ अम्ल और उसका संयुग्मी क्षार (conjugate base) दोनों मौजूद होते हैं।
$1$. पहला बफर क्षेत्र $H_3PO_4$ और $H_2PO_4^-$ के बीच बनता है।
$2$. दूसरा बफर क्षेत्र $H_2PO_4^-$ और $HPO_4^{2-}$ के बीच बनता है।
अतः,अनुमापन के दौरान कुल $2$ बफर क्षेत्र बनते हैं।

(A) प्रथम विलयन के लिए: $CH_3COONa + HCl \rightarrow CH_3COOH + NaCl$.
प्रारंभ में,$1 \ mol$ $CH_3COONa$ और $0.5 \ mol$ $HCl$ है।
अभिक्रिया के बाद,$0.5 \ mol$ $CH_3COONa$ शेष रहेगा और $0.5 \ mol$ $CH_3COOH$ बनेगा।
हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करने पर: $pH_1 = pK_a + \log(\frac{[Salt]}{[Acid]}) = pK_a + \log(\frac{0.5}{0.5}) = pK_a$.
दूसरे विलयन के लिए: $1 \ mol$ $CH_3COONa$ और $1 \ mol$ $CH_3COOH$ उपस्थित हैं।
$pH_2 = pK_a + \log(\frac{1}{1}) = pK_a$.
अतः,$pH$ का अनुपात $pH_1 : pH_2 = pK_a : pK_a = 1 : 1$ होगा।

(C) बफर विलयन के लिए,हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण है: $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$.
चूंकि $50\%$ अम्ल का आयनन हो चुका है,इसलिए लवण (संयुग्मी क्षार) की सांद्रता शेष अनआयनित अम्ल की सांद्रता के बराबर होगी।
अतः,$[Salt] = [Acid]$,और $\log(1) = 0$.
$pH = pK_a = 4.5$.
हम जानते हैं कि $pH + pOH = 14$.
$pOH = 14 - pH = 14 - 4.5 = 9.5$.

(A) दिया गया विलयन एक बफर विलयन है जिसमें एक दुर्बल अम्ल $(HCN)$ और प्रबल क्षार के साथ उसका लवण $(KCN)$ शामिल है।
अम्लीय बफर के लिए हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करने पर:
$pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
दिया गया है:
$pK_a = 9.30$
लवण के मोल $(KCN)$ = $2.5 \ mol$
अम्ल के मोल $(HCN)$ = $2.5 \ mol$
चूंकि आयतन समान है,सांद्रता का अनुपात मोल के अनुपात के बराबर होगा:
$pH = 9.30 + \log \left( \frac{2.5}{2.5} \right)$
$pH = 9.30 + \log(1)$
चूंकि $\log(1) = 0$,
$pH = 9.30 + 0 = 9.30$

(B) अमोनियम हाइड्रॉक्साइड $(NH_4OH)$ एक दुर्बल क्षार है और अमोनियम क्लोराइड $(NH_4Cl)$ एक प्रबल अम्ल के साथ इसका लवण है,जो एक क्षारीय बफर विलयन बनाता है।
क्षारीय बफर के लिए,$OH^-$ आयन की सांद्रता का सूत्र है: $[OH^-] = K_b \times \frac{[Base]}{[Salt]}$
दिया गया है: $K_b = 1.8 \times 10^{-5}$,$[Base] = 0.05 \, M$,$[Salt] = 0.001 \, M$.
मान रखने पर: $[OH^-] = 1.8 \times 10^{-5} \times \frac{0.05}{0.001}$
$[OH^-] = 1.8 \times 10^{-5} \times 50$
$[OH^-] = 90 \times 10^{-5} = 9.0 \times 10^{-4} \, M$.

(A) परिणामी विलयन एक बफर विलयन है। $pH$ की गणना हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करके की जाती है:
$pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
सबसे पहले,$pK_a$ की गणना करें:
$pK_a = -\log(1.5 \times 10^{-5}) = 5 - \log(1.5) = 5 - 0.176 = 4.824$
चूंकि आयतन समान हैं,सांद्रता का अनुपात मोल के अनुपात के बराबर होगा:
$pH = 4.824 + \log \left( \frac{0.30}{0.20} \right)$
$pH = 4.824 + \log(1.5) = 4.824 + 0.176 = 5.0$
अतः,विलयन का $pH = 5$ है।

(B) मानव रक्त का $pH$ कार्बोनिक एसिड $(H_2CO_3)$ और बाइकार्बोनेट आयनों $(HCO_3^-)$ के बफर सिस्टम द्वारा लगभग $7.4$ पर स्थिर रखा जाता है। किसी विलयन की थोड़ी मात्रा में अम्ल या क्षार मिलाने पर $pH$ में होने वाले परिवर्तनों का विरोध करने की इस क्षमता को $Buffer \ action$ (बफर क्रिया) कहा जाता है।

(A) अभिक्रिया: $CH_3COOH + NaOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O$।
चूंकि $60\%$ अम्ल उदासीन हो गया है,इसलिए लवण की सांद्रता $[Salt] = 0.6$ और शेष अम्ल की सांद्रता $[Acid] = 0.4$ होगी।
हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करने पर:
$pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
$pH = 4.7 + \log \frac{0.6}{0.4}$
$pH = 4.7 + \log(1.5)$
चूंकि $\log(1.5) \approx 0.176$,
$pH = 4.7 + 0.176 = 4.876$।
यह मान $4.7$ से अधिक और $5.0$ से कम है।

(C) बफर विलयन के लिए हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण: $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$.
$pK_a = -\log(5 \times 10^{-10}) = 9.3$.
$9 = 9.3 + \log \frac{5 \times V}{2 \times 10}$.
$-0.3 = \log \frac{V}{4}$.
$10^{-0.3} = \frac{V}{4} \approx 0.5 = \frac{V}{4}$.
$V = 2 \, mL$.

(A) बफर क्षमता को $pH$ में एक इकाई का परिवर्तन करने के लिए प्रति लीटर मिलाए गए अम्ल या क्षार के मोलों की संख्या के रूप में परिभाषित किया जाता है।
सूत्र है: $\beta = \frac{\Delta n}{\Delta pH}$.
दिया गया है: $\Delta n = 0.02 \ mol/L$ और $\Delta pH = 5.80 - 5.75 = 0.05$.
अतः,$\beta = \frac{0.02}{0.05} = 0.4$.

(A) बफर विलयन एक दुर्बल अम्ल और उसके संयुग्मी क्षार या एक दुर्बल क्षार और उसके संयुग्मी अम्ल का मिश्रण होता है।
$H_3BO_3$ (बोरिक अम्ल) एक दुर्बल अम्ल है।
बोरेक्स $(Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O)$ जल में जलअपघटित होकर $H_3BO_3$ और $Na^+ + OH^-$ बनाता है।
$H_3BO_3$ और उसके संयुग्मी क्षार (बोरेट आयन) का मिश्रण एक अम्लीय बफर के रूप में कार्य करता है।
अतः,सही उत्तर $A$ है।

(D) बफर विलयन एक दुर्बल अम्ल और उसके संयुग्मी क्षार,या एक दुर्बल क्षार और उसके संयुग्मी अम्ल का मिश्रण होता है।
$NaCl + NaOH$ एक प्रबल लवण और प्रबल क्षार का मिश्रण है,जो बफर नहीं बनाता है।
$NaOH + NH_4OH$ एक प्रबल क्षार और दुर्बल क्षार का मिश्रण है,जो बफर नहीं बनाता है।
$CH_3COONH_4 + HCl$ के मिश्रण से $CH_3COOH$ (दुर्बल अम्ल) और $NH_4Cl$ (दुर्बल क्षार और प्रबल अम्ल का लवण) बनते हैं,लेकिन यह मिश्रण स्वयं एक मानक बफर प्रणाली नहीं है।
चूंकि दिए गए सभी विकल्प बफर प्रणाली नहीं हैं,इसलिए सही उत्तर $D$ है।

(A) अभिक्रिया है: $HCOOH + KOH \rightarrow HCOOK + H_2O$।
चूंकि एसिड आधा उदासीन है,इसलिए लवण की सांद्रता $[HCOOK]$ शेष एसिड की सांद्रता $[HCOOH]$ के बराबर है।
अम्लीय बफर के लिए हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करने पर: $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$।
दिया गया है $K_a = 2 \times 10^{-4}$,इसलिए $pK_a = -\log(2 \times 10^{-4}) = 4 - \log 2 = 4 - 0.3010 = 3.6990$।
चूंकि $[Salt] = [Acid]$,अनुपात $\frac{[Salt]}{[Acid]} = 1$ है।
अतः,$pH = 3.6990 + \log(1) = 3.6990 + 0 = 3.6990$।

(C) क्षारीय बफर के लिए हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण है:
$pOH = pK_b + log \frac{[\text{Conjugate Acid}]}{[\text{Base}]}$
दिया गया समीकरण:
$pOH - pK_b = 1$
इस मान को हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण में रखने पर:
$1 = log \frac{[\text{Conjugate Acid}]}{[\text{Base}]}$
दोनों तरफ एंटीलॉग लेने पर:
$10^1 = \frac{[\text{Conjugate Acid}]}{[\text{Base}]}$
अतः,$\frac{[\text{Conjugate Acid}]}{[\text{Base}]} = 10$
इसका अर्थ है कि अनुपात $[\text{Conjugate Acid}] : [\text{Base}] = 10 : 1$ है।

(A) बफर विलयन के लिए,क्षारीय घटक का हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण है: $pOH = pK_b + \log \frac{[Salt]}{[Base]}$.
चूंकि $[Salt] = [Base]$ दिया गया है,समीकरण होगा: $pOH = pK_b + \log(1)$.
$K_b = 10^{-10}$ होने के कारण,$pK_b = -\log(10^{-10}) = 10$.
अतः,$pOH = 10 + 0 = 10$.
$pH$ की गणना: $pH = 14 - pOH = 14 - 10 = 4$.

(C) बफर विलयन का $pH$ हेंडरसन-हेसलबाक समीकरण द्वारा दिया जाता है:
$pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
दिया गया है:
$pH = 4.0$,$pK_a = 3.7$
$[Acid] = 0.05 \, M$,$Volume_{acid} = 50 \, mL$
$[Salt] = 0.10 \, M$,$Volume_{salt} = V$
मान रखने पर:
$4.0 = 3.7 + \log \frac{0.10 \times V}{0.05 \times 50}$
$0.3 = \log \frac{0.10 \times V}{2.5}$
चूंकि $\log 2 \approx 0.3$,इसलिए:
$2 = \frac{0.10 \times V}{2.5}$
$0.10 \times V = 5.0$
$V = 50 \, mL$

(B) क्षारीय बफर के लिए,$pOH$ को हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण द्वारा दिया जाता है: $pOH = pK_b + \log \frac{[Salt]}{[Base]}$.
प्रारंभ में,अनुपात $\frac{[Salt]}{[Base]} = \frac{1}{1} = 1$ है,इसलिए $pOH = pK_b + \log(1) = pK_b$.
चूंकि $pH + pOH = 14$,प्रारंभिक $pH = 14 - pK_b$ है।
जब अनुपात $\frac{2}{1} = 2$ हो जाता है,तो नया $pOH' = pK_b + \log(2)$ होगा।
चूंकि $\log(2) \approx 0.301$,इसलिए $pOH$ बढ़ जाता है।
चूंकि $pH = 14 - pOH$,$pOH$ में वृद्धि के परिणामस्वरूप $pH$ मान में कमी आती है।

(D) बफर विलयन वह विलयन है जो अम्ल या क्षार की थोड़ी मात्रा मिलाने पर $pH$ में होने वाले परिवर्तनों का विरोध करता है।
एक अम्लीय बफर एक दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार के साथ उसके लवण को मिलाकर तैयार किया जाता है।
उदाहरण के लिए,$CH_3COOH$ (दुर्बल अम्ल) और $CH_3COONa$ (दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार का लवण) का मिश्रण बफर विलयन के रूप में कार्य करता है।
अतः,सही विकल्प $D$ है।

(D) क्षारीय बफर के लिए,$pOH = pK_b + \log \frac{[Salt]}{[Base]}$ होता है।
$pH = 9$ दिया गया है,इसलिए $pOH = 14 - 9 = 5$ होगा।
$pK_b = -\log(1.8 \times 10^{-5}) = 5 - \log(1.8) = 5 - 0.255 = 4.745$ है।
मान रखने पर: $5 = 4.745 + \log \frac{[NH_4Cl]}{[NH_4OH]}$।
$0.255 = \log \frac{[NH_4Cl]}{1.0}$।
$[NH_4Cl] = 10^{0.255} \approx 1.8 \, M$।
चूंकि आयतन $1.0 \, L$ है,इसलिए $NH_4Cl$ के मोलों की संख्या $1.8 \, mol$ होगी।

(B) मानव रक्त की $pH$ रक्त में मौजूद बफर प्रणालियों की क्रिया द्वारा लगभग $7.4$ पर बनी रहती है। रक्त में प्राथमिक बफर प्रणाली कार्बोनिक एसिड-बाइकार्बोनेट बफर प्रणाली $(H_2CO_3 / HCO_3^-)$ है। यह प्रणाली अम्ल या क्षार की थोड़ी मात्रा मिलाने पर $pH$ में होने वाले परिवर्तनों का विरोध करती है,जिससे होमोस्टैसिस बना रहता है।

(A) अभिक्रिया: $CH_3COOH + NaOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O$ है।
दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार के अनुमापन के लिए,$pH$ की गणना हेंडरसन-हेसलबाक समीकरण द्वारा की जाती है: $pH = pK_a + \log(\frac{[Salt]}{[Acid]})$.
$K_a = 10^{-5}$ दिया गया है,इसलिए $pK_a = 5$ है।
$25\%$ अनुमापन पर: $[Salt] = 25$,$[Acid] = 75$. $pH = 5 + \log(25/75) = 5 + \log(1/3)$.
$50\%$ अनुमापन पर: $[Salt] = 50$,$[Acid] = 50$. $pH = 5 + \log(50/50) = 5$.
$75\%$ अनुमापन पर: $[Salt] = 75$,$[Acid] = 25$. $pH = 5 + \log(75/25) = 5 + \log(3)$.

(D) $HCl$ से प्राप्त $H^+$ आयन $CH_3COO^-$ के साथ अभिक्रिया करके $CH_3COOH$ बनाते हैं।
प्रारंभिक सांद्रता: $[CH_3COOH] = 1 \, M$,$[CH_3COO^-] = 1 \, M$.
$0.2 \, mol$ $HCl$ मिलाने के बाद:
$[CH_3COOH]_{new} = 1 + 0.2 = 1.2 \, M$
$[CH_3COO^-]_{new} = 1 - 0.2 = 0.8 \, M$
हेंडरसन-हेसलबाक समीकरण का उपयोग करने पर:
$pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
$pK_a = -\log(1.8 \times 10^{-5}) = 5 - \log(1.8) = 5 - 0.255 = 4.745$
$pH = 4.745 + \log \frac{0.8}{1.2} = 4.745 + \log(0.667)$
$pH = 4.745 - 0.176 = 4.569 \approx 4.56$

(A) बेसिक बफर के लिए हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण है: $pOH = pK_b + \log \frac{[Salt]}{[Base]}$.
प्रारंभ में,$5 = pK_b + \log \frac{[Salt]}{[Base]}$.
जब लवण की सांद्रता तीन गुना हो जाती है,तो नई सांद्रता $3 \times [Salt]$ हो जाती है।
नया $pOH$ है: $pOH_{new} = pK_b + \log \frac{3 \times [Salt]}{[Base]}$.
इसे इस प्रकार लिखा जा सकता है: $pOH_{new} = (pK_b + \log \frac{[Salt]}{[Base]}) + \log 3$.
प्रारंभिक मान रखने पर: $pOH_{new} = 5 + 0.48 = 5.48$.

(B) बफर विलयन वह विलयन होता है जो थोड़ी मात्रा में प्रबल अम्ल या क्षार मिलाने पर अपने $pH$ में होने वाले परिवर्तन का विरोध करता है। इसलिए,बफर विलयन में थोड़ी मात्रा में तनु $HCl$ मिलाने पर $pH$ में नगण्य परिवर्तन होगा।

(A) यह विलयन एक दुर्बल अम्ल और उसके लवण से बना बफर विलयन है।
हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करते हुए: $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
दिया गया है: $K_a = 10^{-5}$,इसलिए $pK_a = -\log(10^{-5}) = 5$.
लवण के तुल्यांक = $1 \, N \times 10 \, mL = 10 \, meq$.
अम्ल के तुल्यांक = $2 \, N \times 50 \, mL = 100 \, meq$.
मान रखने पर: $pH = 5 + \log \frac{10}{100} = 5 + \log(0.1) = 5 + (-1) = 4$.

(A) जब बफर विलयन में थोड़ी मात्रा में अम्ल $(H^{+})$ या क्षार $(OH^{-})$ मिलाया जाता है,तो यह बफर के घटकों के साथ अभिक्रिया करके क्रमशः अनआयनित दुर्बल अम्ल या दुर्बल क्षार बनाता है। यह विलयन के $pH$ में महत्वपूर्ण परिवर्तन को रोकता है।

(B) अम्लीय बफर एक दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार के साथ उसके लवण का मिश्रण होता है।
$CH_3COOH$ एक दुर्बल अम्ल है और $CH_3COONa$ प्रबल क्षार $(NaOH)$ के साथ इसका लवण है।
इसलिए,$CH_3COOH + CH_3COONa$ का मिश्रण एक अम्लीय बफर के रूप में कार्य करता है।
$NH_4OH + NH_4Cl$ एक क्षारीय बफर है (दुर्बल क्षार + प्रबल अम्ल के साथ उसका लवण)।
$NaOH + HCl$ एक प्रबल अम्ल-प्रबल क्षार का मिश्रण है,जो बफर नहीं है।

(C) यह बफर विलयन एक दुर्बल क्षार $(NH_3)$ और उसके लवण $(NH_4Cl)$ से बना है।
क्षारीय बफर के लिए हेंडरसन-हेसलबाक समीकरण का उपयोग करने पर:
$pOH = pK_b + \log \frac{[Salt]}{[Base]}$
$K_b = 1.8 \times 10^{-5}$ दिया है,इसलिए $pK_b = -\log(1.8 \times 10^{-5}) \approx 4.7447$.
लवण और क्षार के मोलों की गणना:
$NH_4Cl$ के मोल $= 500 \, mL \times 0.5 \, M = 250 \, mmol$.
$NH_3$ के मोल $= 300 \, mL \times 0.3 \, M = 90 \, mmol$.
$pOH = 4.7447 + \log \left( \frac{250}{90} \right) = 4.7447 + 0.4437 = 5.1884$.
चूंकि $pH + pOH = 14$,इसलिए $pH = 14 - 5.1884 = 8.8116$.

(A) $1 \ M \ NaCl$ और $1 \ M \ HCl$ के मिश्रण में एक प्रबल अम्ल $(HCl)$ और प्रबल क्षार के साथ उसका लवण $(NaCl)$ होता है।
चूंकि $HCl$ एक प्रबल अम्ल है,यह पूर्णतः वियोजित होकर $H^+$ आयनों की उच्च सांद्रता प्रदान करता है,जिसके परिणामस्वरूप $pH < 7$ होता है।
किसी विलयन के बफर के रूप में कार्य करने के लिए,उसमें एक दुर्बल अम्ल और उसका संयुग्मी क्षार,या एक दुर्बल क्षार और उसका संयुग्मी अम्ल होना चाहिए।
चूंकि $HCl$ एक प्रबल अम्ल है,यह मिश्रण अम्ल या क्षार की थोड़ी मात्रा मिलाने पर $pH$ में होने वाले परिवर्तनों का विरोध नहीं करता है।
इसलिए,यह एक बफर विलयन नहीं है।

(D) बेसिक बफर के लिए,$pOH$ की गणना हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करके की जाती है:
$pOH = pK_b + \log \frac{[Salt]}{[Base]}$
चूंकि $NH_4Cl$ (लवण) और $NH_4OH$ (क्षार) की सांद्रता समान है,इसलिए $[Salt] = [Base]$.
अतः,$\log \frac{[Salt]}{[Base]} = \log(1) = 0$.
$pOH = pK_b + 0 = 4.74$.
$25^{\circ}C$ पर $pH + pOH = 14$ होता है,
$pH = 14 - pOH = 14 - 4.74 = 9.26$.

(A) दिया गया विलयन एक क्षारीय बफर विलयन है जो एक दुर्बल क्षार $(NH_4OH)$ और प्रबल अम्ल के साथ उसके लवण $(NH_4Cl)$ से बना है।
बफर विलयन में थोड़ा पानी मिलाने से तनुकरण (dilution) होता है,जिससे घटकों की सांद्रता बदल जाती है,लेकिन $[Salt]/[Base]$ का अनुपात स्थिर रहता है।
हेंडरसन-हेसलबाक समीकरण के अनुसार: $pOH = pK_b + \log(\frac{[Salt]}{[Base]})$.
चूंकि तनुकरण पर $[Salt]/[Base]$ का अनुपात नहीं बदलता है,इसलिए बफर विलयन की $pH$ अपरिवर्तित रहती है।
अतः,$1 \, mL$ पानी मिलाने पर $pH$ नहीं बदलेगी।

(A) यह विलयन एक दुर्बल अम्ल $(CH_3COOH)$ और उसके लवण $((CH_3COO)_2Ba)$ से बना बफर विलयन है।
हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करते हुए: $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$.
सबसे पहले,$pK_a = -\log(1.8 \times 10^{-5}) = 4.7447$ की गणना करें।
चूंकि $(CH_3COO)_2Ba$ का वियोजन $(CH_3COO)_2Ba \rightarrow 2CH_3COO^- + Ba^{2+}$ के रूप में होता है,इसलिए संयुग्मी क्षार की सांद्रता $[CH_3COO^-] = 2 \times 0.1 \, M = 0.2 \, M$ होगी।
अम्ल की सांद्रता $[CH_3COOH] = 0.1 \, M$ है।
मान रखने पर: $pH = 4.7447 + \log \frac{0.2}{0.1} = 4.7447 + \log(2) = 4.7447 + 0.301 = 5.0457 \approx 5.046$.

(C) माना $NaHCO_3$ विलयन का आयतन $= x \, mL$ है।
$5 \, M$ $NaHCO_3$ के $x \, mL$ में $NaHCO_3$ के मोल $= \frac{5x}{1000} = 0.005x \, mol$।
$2 \, M$ $H_2CO_3$ के $10 \, mL$ में $H_2CO_3$ के मोल $= \frac{2 \times 10}{1000} = 0.02 \, mol$।
हेंडरसन-हेसलबाक समीकरण का उपयोग करते हुए:
$pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
$pK_a = -\log(7.8 \times 10^{-7}) = 7 - 0.892 = 6.108$।
$7.4 = 6.108 + \log \left( \frac{0.005x}{0.02} \right)$।
$1.292 = \log(0.25x)$।
$0.25x = 10^{1.292} \approx 19.59$।
$x = \frac{19.59}{0.25} = 78.36 \, mL$।

(B) अम्लीय बफर के लिए हेंडरसन-हेसलबाक समीकरण है:
$pH = pK_a + \log \frac{[\text{संयुग्मी क्षार}]}{[\text{अम्ल}]}$
इसे पुनर्व्यवस्थित करने पर:
$pH - pK_a = \log \frac{[\text{संयुग्मी क्षार}]}{[\text{अम्ल}]}$
दिया गया है कि $pH - pK_a = 5$,इसलिए:
$5 = \log \frac{[\text{संयुग्मी क्षार}]}{[\text{अम्ल}]}$
दोनों पक्षों का एंटीलॉग लेने पर:
$10^5 = \frac{[\text{संयुग्मी क्षार}]}{[\text{अम्ल}]}$
अतः,$[\text{संयुग्मी क्षार}] = [\text{अम्ल}] \times 10^5$
या,$[\text{अम्ल}] = [\text{संयुग्मी क्षार}] \times 10^{-5}$
दिए गए विकल्पों के साथ तुलना करने पर,विकल्प $B$ सही है।

(C) बफर विलयन एक दुर्बल अम्ल और उसके संयुग्मी क्षार (अम्लीय बफर) या एक दुर्बल क्षार और उसके संयुग्मी अम्ल (क्षारीय बफर) का मिश्रण होता है।
$H_3PO_4 + NaH_2PO_4$ एक दुर्बल अम्ल और उसके लवण का मिश्रण है,जो एक अम्लीय बफर बनाता है।
$NaHCO_3 + H_2CO_3$ एक दुर्बल अम्ल और उसके लवण का मिश्रण है,जो एक अम्लीय बफर बनाता है।
$CH_3COOH + CH_3COONa$ एक दुर्बल अम्ल और उसके लवण का मिश्रण है,जो एक अम्लीय बफर बनाता है।
$NH_4Cl + HCl$ में एक दुर्बल क्षार का लवण $(NH_4Cl)$ और एक प्रबल अम्ल $(HCl)$ होता है। एक प्रबल अम्ल और दुर्बल क्षार के लवण का मिश्रण बफर विलयन नहीं बनाता है।

(B) दिया गया है: $[Salt] = 0.1 \ M$,$[Acid] = 0.1 \ M$,$K_a = 1.8 \times 10^{-5}$।
हेंडरसन-हेसलबाक समीकरण का उपयोग करते हुए: $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$।
सबसे पहले,$pK_a$ की गणना करें: $pK_a = -\log(K_a) = -\log(1.8 \times 10^{-5}) = 5 - \log(1.8) \approx 5 - 0.26 = 4.74$।
समीकरण में मान रखने पर: $pH = 4.74 + \log \frac{0.1}{0.1}$।
चूंकि $\log(1) = 0$,इसलिए $pH = 4.74 + 0 = 4.74$।

(A) अम्लीय बफर का $pH$ हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण द्वारा दिया जाता है: $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$।
बफरिंग क्रिया अधिकतम होने के लिए,बफर क्षमता तब सबसे अधिक होती है जब $pH = pK_a$ हो।
यह तब होता है जब $\log \frac{[Salt]}{[Acid]} = 0$,जिसका अर्थ है कि $\frac{[Salt]}{[Acid]} = 10^0 = 1$।
अतः,लवण और अम्ल का अनुपात $1$ है।

(D) $H_2CO_3 / HCO_3^-$ बफर प्रणाली हमारे रक्त में उपस्थित मुख्य बफर है।
यह रक्त के $\text{pH}$ को $7.35$ से $7.45$ की सीमा के भीतर बनाए रखती है।

(B) रक्त का $pH$ बाइकार्बोनेट बफर प्रणाली द्वारा बनाए रखा जाता है।
यह प्रणाली कार्बोनिक एसिड $(H_2CO_3)$ और इसके संयुग्मी क्षार,बाइकार्बोनेट आयन $(HCO_3^{-})$ से बनी होती है।
अतः,सही विकल्प $(B)$ है।