Buffer solution Questions in Hindi

(A) दिया गया है कि बेस $B^-$ और इसके संयुग्मी अम्ल $HB$ की सांद्रता समान है,अर्थात $[B^-] = [HB]$।
क्षारीय बफर के लिए,$pOH$ को हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण द्वारा दिया जाता है: $pOH = pK_b + \log \left( \frac{[salt]}{[base]} \right)$।
चूंकि $[B^-] = [HB]$,अनुपात $\frac{[salt]}{[base]} = 1$ है,और $\log(1) = 0$ होता है।
इसलिए,$pOH = pK_b = -\log(K_b)$।
$K_b = 10^{-10}$ दिया गया है,इसलिए $pOH = -\log(10^{-10}) = 10$ प्राप्त होता है।
हम जानते हैं कि $25^{\circ}C$ पर $pH + pOH = 14$ होता है।
अतः,$pH = 14 - pOH = 14 - 10 = 4$।

(A) क्षारीय बफर के लिए,सूत्र $pOH = pK_b + \log \left( \frac{[Salt]}{[Base]} \right)$ है।
दिया गया है: $[Salt] = [NH_4^+] = 0.20 \ M$,$[Base] = [NH_3] = 0.30 \ M$,और $K_b = 1.8 \times 10^{-5}$।
सबसे पहले,$pK_b = -\log(K_b) = -\log(1.8 \times 10^{-5}) \approx 4.74$ की गणना करें।
अब,$pOH = 4.74 + \log \left( \frac{0.20}{0.30} \right) = 4.74 + \log(0.667) = 4.74 - 0.176 = 4.564$।
अंत में,$pH = 14 - pOH = 14 - 4.564 = 9.436 \approx 9.43$।

(A) बफर विलयन थोड़ी मात्रा में अम्ल या क्षार मिलाने पर $pH$ में होने वाले परिवर्तनों का विरोध करते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि उनमें अम्ल और क्षार का एक भंडार होता है जो मिलाए गए $H^+$ या $OH^-$ आयनों के साथ प्रतिक्रिया करके अनआयनित अम्ल या क्षार बनाता है,जिससे $pH$ स्थिर रहता है।

(A) दिया गया है: $[Acid] = 0.25 \ M$,$[Salt] = 0.125 \ M$,$K_a = 1.8 \times 10^{-5}$.
सबसे पहले,$pK_a$ की गणना करें: $pK_a = -\log(K_a) = -\log(1.8 \times 10^{-5}) = 5 - \log(1.8) = 5 - 0.255 = 4.745$.
हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करते हुए: $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$.
$pH = 4.745 + \log \frac{0.125}{0.25} = 4.745 + \log(0.5)$.
चूंकि $\log(0.5) = -0.301$,इसलिए $pH = 4.745 - 0.301 = 4.444$.
दो दशमलव स्थानों तक पूर्णांकित करने पर,$pH = 4.44$ है।

(A) अम्लीय बफर का $pH$ हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करके गणना की जाती है: $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$.
दिया गया है: $pK_a = 4.76$,$[Salt] = [CH_3COONa] = 6.1 \times 10^{-2} \ M$,और $[Acid] = [CH_3COOH] = 0.1 \ M$.
मान रखने पर: $pH = 4.76 + \log \frac{6.1 \times 10^{-2}}{0.1}$.
$pH = 4.76 + \log(0.61)$.
चूंकि $\log(0.61) \approx -0.2147$,इसलिए $pH = 4.76 - 0.2147 = 4.5453 \approx 4.55$.
दिए गए विकल्पों के अनुसार,सही उत्तर $4.52$ है।

(A) $1$. अभिकारकों के मिलीमोल की गणना करें:
$n(CH_3COOH) = 100 \ mL \times 0.1 \ M = 10 \ mmol$
$n(NaOH) = 30 \ mL \times 0.1 \ M = 3 \ mmol$
$2$. अभिक्रिया: $CH_3COOH + NaOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O$
अभिक्रिया के बाद:
$n(CH_3COOH)_{\text{शेष}} = 10 - 3 = 7 \ mmol$
$n(CH_3COONa)_{\text{निर्मित}} = 3 \ mmol$
$3$. हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करें:
$pH = pK_a + \log(\frac{[Salt]}{[Acid]}) = 4.76 + \log(\frac{3}{7})$
$pH = 4.76 + \log(0.428) = 4.76 - 0.368 = 4.392 \approx 4.39$

(A) दिया गया विलयन एक बफर विलयन है जिसमें एक दुर्बल अम्ल $(CH_3COOH)$ और उसका संयुग्मी क्षार $(CH_3COONa)$ शामिल है।
हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण के अनुसार: $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$.
दिया गया है: $pH = 4.74$,$[Salt] = 0.1 \ mol / 0.5 \ L = 0.2 \ M$,और $[Acid] = 0.1 \ mol / 0.5 \ L = 0.2 \ M$.
मान रखने पर: $4.74 = pK_a + \log \frac{0.2}{0.2}$.
चूंकि $\log(1) = 0$,इसलिए $pK_a = 4.74$ प्राप्त होता है।
हम जानते हैं कि $pK_a = -\log(K_a)$,इसलिए $K_a = 10^{-4.74}$.
$K_a \approx 1.82 \times 10^{-5}$.

(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,हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता हेंडरसन-हेसलबाक समीकरण द्वारा दी जाती है:
$[H^{+}] = K_{a} \times \frac{[Acid]}{[Salt]}$
दिया गया है:
$K_{a} = 4 \times 10^{-10}$
$[Acid] = [HCN] = 0.2 \ M$
$[Salt] = [KCN] = 1 \ M$
मान रखने पर:
$[H^{+}] = 4 \times 10^{-10} \times \frac{0.2}{1}$
$[H^{+}] = 4 \times 10^{-10} \times 0.2 = 0.8 \times 10^{-10} = 8 \times 10^{-11} \ M$

(A) अम्लीय बफर के लिए हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करते हुए: $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$.
दिया गया $pH = 4.0$ और $K_a = 1.8 \times 10^{-5}$ है,जिससे $pK_a = -\log(1.8 \times 10^{-5}) \approx 4.74$ प्राप्त होता है।
मान रखने पर: $4.0 = 4.74 + \log \frac{[CH_3COONa]}{0.1}$.
$-0.74 = \log \frac{[CH_3COONa]}{0.1}$.
$\frac{[CH_3COONa]}{0.1} = 10^{-0.74} \approx 0.182$.
$[CH_3COONa] = 0.182 \times 0.1 = 0.0182 \ M$.
$CH_3COONa$ का द्रव्यमान = $0.0182 \ mol \times 82 \ g \ mol^{-1} = 1.4924 \ g$.

(A) क्षारीय बफर विलयन के लिए,$pOH$ की गणना हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करके की जाती है: $pOH = pK_b + \log \frac{[Salt]}{[Base]}$.
दिया गया है: $K_b = 1.8 \times 10^{-5}$,$[Base] = 0.15 \ M$,$[Salt] = 0.25 \ M$.
$pK_b = -\log(1.8 \times 10^{-5}) = 4.745$.
$pOH = 4.745 + \log \frac{0.25}{0.15} = 4.967$.
चूंकि $pH + pOH = 14$,इसलिए $pH = 14 - 4.967 = 9.033$.

(A) एक अम्लीय बफर एक दुर्बल अम्ल और एक प्रबल क्षार के साथ उसके लवण का मिश्रण होता है।
$CH_3COOH + CH_3COONa$ एक दुर्बल अम्ल और उसके लवण का मिश्रण है।
$HCN + NaCN$ एक दुर्बल अम्ल और उसके लवण का मिश्रण है।
$H_3BO_3 + Na_2B_4O_7$ एक बफर प्रणाली के रूप में कार्य करता है।
$HClO_4$ एक प्रबल अम्ल है और $NaClO_4$ एक प्रबल क्षार $(NaOH)$ के साथ उसका लवण है। एक प्रबल अम्ल और उसके लवण का मिश्रण बफर विलयन नहीं बनाता है। इसलिए,$HClO_4 + NaClO_4$ एक अम्लीय बफर नहीं है।

(N/A) बफर विलयन वह विलयन है जो थोड़ी मात्रा में अम्ल या क्षार मिलाने पर अपने $pH$ में होने वाले परिवर्तन का विरोध करता है।
बफर विलयन के प्रकार:
$1$. अम्लीय बफर: एक दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार के साथ उसके लवण का मिश्रण। उदाहरण: $CH_3COOH + CH_3COONa$ $(pH < 7)$।
$2$. क्षारीय बफर: एक दुर्बल क्षार और प्रबल अम्ल के साथ उसके लवण का मिश्रण। उदाहरण: $NH_4OH + NH_4Cl$ $(pH > 7)$।
जैविक महत्व:
$1$. मानव रक्त का $pH$ $H_2CO_3/HCO_3^-$ बफर प्रणाली के कारण लगभग $7.4$ बना रहता है।
$2$. कोशिकाओं में होने वाली कई जैव-रासायनिक अभिक्रियाएँ केवल एक विशिष्ट $pH$ सीमा के भीतर होती हैं,जिसे अंतःकोशिकीय बफर प्रणालियों द्वारा बनाए रखा जाता है।

(C) अम्लीय बफर एक दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार के साथ उसके लवण के मिश्रण से बनता है।
विकल्प $C$ में,हमारे पास $100 \ mL$ $0.1 \ M \ HCl$ $(10 \ mmol)$ और $200 \ mL$ $0.1 \ M \ CH_3COONa$ $(20 \ mmol)$ है।
अभिक्रिया है: $HCl + CH_3COONa \rightarrow CH_3COOH + NaCl$
प्रारंभिक मोल: $10 \ mmol \ HCl$ और $20 \ mmol \ CH_3COONa$।
अभिक्रिया के बाद: $0 \ mmol \ HCl$,$10 \ mmol \ CH_3COONa$ शेष बचता है,और $10 \ mmol \ CH_3COOH$ बनता है।
चूंकि अंतिम मिश्रण में एक दुर्बल अम्ल $(CH_3COOH)$ और उसका संयुग्मी क्षार ($CH_3COONa$ से $CH_3COO^-$) मौजूद है,इसलिए यह एक अम्लीय बफर के रूप में कार्य करता है।

(D) अम्लीय बफर के लिए हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण इस प्रकार है:
$pH = pKa + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
दिए गए मान हैं:
$pH = 5.74$
$pKa = 4.74$
$[Acid] = 1.0 \ M$
इन मानों को समीकरण में रखने पर:
$5.74 = 4.74 + \log \frac{[Salt]}{1.0}$
$5.74 - 4.74 = \log [Salt]$
$1 = \log [Salt]$
दोनों पक्षों का एंटीलॉग लेने पर:
$[Salt] = 10^1 = 10 \ M$
अतः,सोडियम एसीटेट की सांद्रता $10 \ M$ है।

(A) मिश्रण एक दुर्बल क्षार $(NH_{3})$ और उसके लवण $(NH_{4}Cl)$ से बना है,जो एक क्षारीय बफर बनाता है।
सबसे पहले,प्रत्येक घटक के मोल की गणना करें:
$n(NH_{4}Cl) = 0.0504 \ M \times 5.0 \ mL = 0.252 \ mmol$
$n(NH_{3}) = 0.0210 \ M \times 2.0 \ mL = 0.042 \ mmol$
क्षारीय बफर के लिए हेंडरसन-हेसलबाक समीकरण का उपयोग करते हुए:
$[OH^{-}] = K_{b} \times \frac{[Base]}{[Salt]} = K_{b} \times \frac{n(NH_{3})}{n(NH_{4}Cl)}$
$[OH^{-}] = 1.8 \times 10^{-5} \times \frac{0.042}{0.252}$
$[OH^{-}] = 1.8 \times 10^{-5} \times \frac{1}{6} = 0.3 \times 10^{-5} = 3 \times 10^{-6} \ M$
इसे $x \times 10^{-6} \ M$ के साथ तुलना करने पर,हमें $x = 3$ प्राप्त होता है।

(D) एक दुर्बल अम्ल $(CH_{3}COOH)$ और प्रबल क्षार के साथ इसके लवण $(CH_{3}COONa)$ का मिश्रण एक अम्लीय बफर विलयन बनाता है।
लवण की सांद्रता $[Salt] = 0.10 \ M$ है।
अम्ल की सांद्रता $[Acid] = 0.01 \ M$ है।
अम्लीय बफर का $pH$ हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करके ज्ञात किया जाता है:
$pH = pK_{a} + \log \left( \frac{[Salt]}{[Acid]} \right)$
दिए गए मानों को रखने पर:
$pH = 4.57 + \log \left( \frac{0.10}{0.01} \right)$
$pH = 4.57 + \log(10)$
चूंकि $\log(10) = 1$,इसलिए:
$pH = 4.57 + 1 = 5.57$

(C) $CH_3COOH$ के प्रारंभिक मोल = $0.1 \, M \times 50 \, mL = 5 \, mmol$.
मिलाए गए $NaOH$ के मोल = $0.1 \, M \times 25 \, mL = 2.5 \, mmol$.
अभिक्रिया है: $CH_3COOH + NaOH \longrightarrow CH_3COONa + H_2O$.
अभिक्रिया के बाद,$2.5 \, mmol \, CH_3COOH$ शेष रहता है और $2.5 \, mmol \, CH_3COONa$ बनता है।
अतः एक बफर विलयन बनता है।
हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करते हुए: $pH = pK_a + \log \left(\frac{[CH_3COO^-]}{[CH_3COOH]}\right)$.
चूंकि आयतन दोनों के लिए समान है,सांद्रता का अनुपात मोल के अनुपात के बराबर होता है: $pH = 4.76 + \log \left(\frac{2.5}{2.5}\right) = 4.76 + \log(1) = 4.76$.
इस प्रकार,$pH = 476 \times 10^{-2}$.

(B) अम्लीय बफर के लिए हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण:
$pH = pK_{a} + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
सबसे पहले $pK_{a}$ की गणना करें:
$pK_{a} = -\log(K_{a}) = -\log(1.3 \times 10^{-5}) = 5 - \log(1.3) \approx 4.8861$
समीकरण में मान रखने पर:
$4 = 4.8861 + \log \frac{[CH_{3}CH_{2}COO^{-}]}{[CH_{3}CH_{2}COOH]}$
$\log \frac{[CH_{3}CH_{2}COO^{-}]}{[CH_{3}CH_{2}COOH]} = 4 - 4.8861 = -0.8861$
एंटी-लॉग लेने पर:
$\frac{[CH_{3}CH_{2}COO^{-}]}{[CH_{3}CH_{2}COOH]} = 10^{-0.8861} \approx 0.13$

(C) क्षारीय बफर के लिए,$pH$ और $pOH$ के बीच संबंध: $pH + pOH = 14$ है।
दिया गया $pH = 8.26$ है,इसलिए $pOH = 14 - 8.26 = 5.74$।
क्षारीय बफर के लिए हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण: $pOH = pK_b + \log \frac{[Salt]}{[Base]}$ है।
मान रखने पर: $5.74 = 4.74 + \log \frac{[NH_4^+]}{0.2}$।
$1 = \log \frac{[NH_4^+]}{0.2}$,जिसका अर्थ है $\frac{[NH_4^+]}{0.2} = 10^1 = 10$।
अतः,$[NH_4^+] = 10 \times 0.2 = 2 \, M$।
आयतन $1 \, L$ होने के कारण,आवश्यक $NH_4Cl$ के मोल $2 \, mol$ हैं।
$NH_4Cl$ का द्रव्यमान $= \text{मोल} \times \text{मोलर द्रव्यमान} = 2 \, mol \times 53.5 \, g \, mol^{-1} = 107 \, g$।

(A) बफर विलयन एक ऐसा मिश्रण है जो अम्ल या क्षार की थोड़ी मात्रा मिलाने पर $pH$ में होने वाले परिवर्तनों का विरोध करता है। यह आमतौर पर एक दुर्बल क्षार और उसके लवण,या एक दुर्बल अम्ल और उसके लवण से बना होता है।
विकल्प $A$ में,$0.2 \, M \ NH_{4}OH$ (दुर्बल क्षार) और $0.1 \, M \ HCl$ (प्रबल अम्ल) के समान आयतन को मिलाने पर,$0.1 \, M \ NH_{4}OH$,$0.1 \, M \ HCl$ के साथ अभिक्रिया करके $0.1 \, M \ NH_{4}Cl$ (लवण) बनाता है। शेष $NH_{4}OH$ की सांद्रता $0.1 \, M$ है। चूंकि अंतिम मिश्रण में दुर्बल क्षार $(NH_{4}OH)$ और उसका लवण $(NH_{4}Cl)$ दोनों मौजूद हैं,इसलिए यह एक क्षारीय बफर विलयन बनाता है।

(B) यह मिश्रण एक क्षारीय बफर है जो एक दुर्बल क्षार $(NH_4OH)$ और प्रबल अम्ल के साथ इसके लवण $(NH_4Cl)$ से बना है।
$pH = 8$,इसलिए $pOH = 14 - 8 = 6$।
क्षारीय बफर के लिए हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करने पर:
$pOH = pK_b + \log \frac{[Salt]}{[Base]}$
यहाँ,$[Salt] = [NH_4Cl] = 1 \, M$ और $[Base] = [NH_4OH] = 0.1 \, M$ है।
मान रखने पर:
$6 = pK_b + \log \left( \frac{1}{0.1} \right)$
$6 = pK_b + \log(10)$
$6 = pK_b + 1$
$pK_b = 6 - 1 = 5$।
अतः,सही विकल्प $B$ है।

(D) एसिटिक एसिड $(CH_3COOH)$ के मिलीमोल $(mmol)$ की संख्या $100 \, mL \times 0.1 \, mol \, L^{-1} = 10 \, mmol$ है।
सोडियम एसीटेट $(CH_3COONa)$ के मिलीमोल $(mmol)$ की संख्या $50 \, mL \times 0.2 \, mol \, L^{-1} = 10 \, mmol$ है।
एसिडिक बफर के लिए हेंडरसन-हेसलबाक समीकरण के अनुसार:
$pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
चूंकि मिश्रण में दोनों घटकों के लिए आयतन समान है,इसलिए सांद्रता का अनुपात मिलीमोल के अनुपात के बराबर होता है:
$pH = pK_a + \log \frac{mmol \, of \, CH_3COO^-}{mmol \, of \, CH_3COOH}$
मान रखने पर:
$pH = 4.76 + \log \frac{10}{10}$
$pH = 4.76 + \log 1$
चूंकि $\log 1 = 0$,हमें प्राप्त होता है:
$pH = 4.76$

(C) $CH_3COOH$ और $CH_3COONa$ का मिश्रण एक अम्लीय बफर विलयन बनाता है।
हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करते हुए:
$pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
अंतिम $50 \ mL$ मिश्रण में सांद्रता की गणना करते हुए:
$[CH_3COONa] = \frac{25 \ mL \times 0.2 \ M}{50 \ mL} = 0.1 \ M$
$[CH_3COOH] = \frac{25 \ mL \times 0.02 \ M}{50 \ mL} = 0.01 \ M$
समीकरण में मान रखने पर:
$5 = pK_a + \log \frac{0.1}{0.01}$
$5 = pK_a + \log(10)$
$5 = pK_a + 1$
$pK_a = 4$
चूंकि $pK_a = -\log(K_a)$:
$K_a = 10^{-4} = 10 \times 10^{-5}$
इसे $x \times 10^{-5}$ के साथ तुलना करने पर,हमें $x = 10$ प्राप्त होता है।

(B) प्रारंभिक मोल $n_{NH_3} = 0.1 \ mol$ और $n_{NH_4^+} = 0.1 \ mol$ हैं।
जब $0.02 \ mol$ $HCl$ मिलाया जाता है,तो यह $NH_3$ के साथ इस प्रकार अभिक्रिया करता है:
$NH_3 + HCl \rightarrow NH_4^+ + Cl^-$
अभिक्रिया के बाद:
$n_{NH_3} = 0.1 - 0.02 = 0.08 \ mol$
$n_{NH_4^+} = 0.1 + 0.02 = 0.12 \ mol$
क्षारीय बफर के लिए हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करने पर:
$pOH = pK_b + \log \frac{[NH_4^+]}{[NH_3]}$
$pOH = 4.745 + \log \frac{0.12}{0.08}$
$pOH = 4.745 + \log(1.5)$
$pOH = 4.745 + (\log 3 - \log 2)$
$pOH = 4.745 + (0.477 - 0.301) = 4.745 + 0.176 = 4.921$
चूंकि $298 \ K$ पर $pH + pOH = 14$ होता है:
$pH = 14 - 4.921 = 9.079$
$9079 \times 10^{-3}$ के रूप में व्यक्त करने पर,मान $9079$ है।

(D) अभिक्रिया: $CH_3COOH + NaOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O$.
$CH_3COOH$ के प्रारंभिक मोल $= 50 \ mL \times 0.1 \ M = 5 \ mmol$.
$NaOH$ के प्रारंभिक मोल $= 20 \ mL \times 0.1 \ M = 2 \ mmol$.
अभिक्रिया के बाद,$CH_3COONa$ (लवण) के मोल $= 2 \ mmol$ और $CH_3COOH$ (अम्ल) के शेष मोल $= 5 - 2 = 3 \ mmol$.
हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करते हुए: $pH = pKa + \log_{10} (\frac{[salt]}{[acid]})$
$pH = 4.76 + \log_{10} (\frac{2}{3})$
$pH = 4.76 + (\log 2 - \log 3) = 4.76 + (0.30 - 0.48) = 4.76 - 0.18 = 4.58$.
अतः,$pH = 4.58 = 458 \times 10^{-2}$.

(A) बफर घोल बेंजोइक एसिड (दुर्बल अम्ल) और सोडियम बेंजोएट (इसका संयुग्मी क्षार) से बना है।
हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करते हुए: $pH = pK_{a} + \log \frac{[\text{salt}]}{[\text{acid}]}$.
दिया गया है $pH = 4.5$,$pK_{a} = 4.2$,$[\text{salt}] = [\text{सोडियम बेंजोएट}]$,और $[\text{acid}] = [\text{बेंजोइक एसिड}]$.
$4.5 = 4.2 + \log \frac{[\text{salt}]}{[\text{acid}]}$
$0.3 = \log \frac{[\text{salt}]}{[\text{acid}]}$
चूंकि $10^{0.3} \approx 2$,इसलिए $\frac{[\text{salt}]}{[\text{acid}]} = 2$ है।
मान लीजिए $V_{a}$ बेंजोइक एसिड का आयतन है और $V_{s}$ सोडियम बेंजोएट का आयतन है।
मोलरता समान $(1 \ M)$ होने के कारण,मोल का अनुपात आयतन के अनुपात के बराबर होता है: $\frac{V_{s}}{V_{a}} = 2$,इसलिए $V_{s} = 2V_{a}$.
कुल आयतन $V_{s} + V_{a} = 300 \ mL$ दिया गया है।
$V_{s} = 2V_{a}$ को समीकरण में रखने पर: $2V_{a} + V_{a} = 300 \ mL$.
$3V_{a} = 300 \ mL \implies V_{a} = 100 \ mL$.

(A) बफर विलयन एक दुर्बल अम्ल और उसके संयुग्मी क्षार या एक दुर्बल क्षार और उसके संयुग्मी अम्ल का विशिष्ट अनुपात में मिश्रण होता है,न कि किसी भी मात्रा में।
कथन $I$ गलत है क्योंकि यह दर्शाता है कि लवण और अम्ल/क्षार की कोई भी मात्रा काम करती है,जबकि बफर क्रिया विशिष्ट अनुपात पर निर्भर करती है।
रक्त एक प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला बफर सिस्टम है जो $H_2CO_3 / HCO_3^{-}$ युग्म द्वारा बनाए रखा जाता है,जो $pH$ को स्थिर रखता है।
कथन $II$ सही है।
अतः,कथन $I$ गलत है लेकिन कथन $II$ सही है।

(C) बफर विलयन एक दुर्बल अम्ल और उसके संयुग्मी क्षार या एक दुर्बल क्षार और उसके संयुग्मी अम्ल के मिश्रण से बनता है।
$1$. विकल्प $C$ में,$HNO_3$ (प्रबल अम्ल) $CH_3COONa$ (दुर्बल अम्ल का लवण) के साथ अभिक्रिया करके $CH_3COOH$ (दुर्बल अम्ल) और $NaNO_3$ बनाता है। यदि $HNO_3$ सीमांत अभिकर्मक है,तो परिणामी मिश्रण में $CH_3COOH$ और $CH_3COONa$ होते हैं,जो एक अम्लीय बफर के रूप में कार्य करते हैं।
$2$. विकल्प $D$ में,मिश्रण में $CH_3COOH$ (दुर्बल अम्ल) और $CH_3COONa$ (संयुग्मी क्षार) होते हैं,जो एक क्लासिक अम्लीय बफर प्रणाली है।
अतः,$C$ और $D$ दोनों बफर बना सकते हैं।

(A) प्रारंभिक मोल $H_2CO_3$,$NaHCO_3$,$Na_2CO_3$ और $NaOH$ में से प्रत्येक के $0.01 \ mol$ $(10 \ mmol)$ हैं।
चरण $1$: $H_2CO_3$ और $NaOH$ के बीच अभिक्रिया:
$H_2CO_3 + NaOH \longrightarrow NaHCO_3 + H_2O$
प्रारंभिक: $10 \ mmol, 10 \ mmol, 10 \ mmol$
अंतिम: $0 \ mmol, 0 \ mmol, 20 \ mmol$
चरण $2$: अंतिम मिश्रण में $20 \ mmol$ $NaHCO_3$ और $10 \ mmol$ $Na_2CO_3$ है।
चरण $3$: यह $NaHCO_3$ (अम्ल) और $Na_2CO_3$ (लवण) का एक बफर विलयन बनाता है।
हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करते हुए:
$pH = pK_{a2} + \log \left( \frac{[Na_2CO_3]}{[NaHCO_3]} \right)$
$pH = 10.32 + \log \left( \frac{10}{20} \right)$
$pH = 10.32 - \log 2$
$pH = 10.32 - 0.30 = 10.02$
निकटतम विकल्प के अनुसार,उत्तर $10.1$ है।

(A) प्रारंभिक $pOH = pK_b + \log \frac{[NH_4^+]}{[NH_3]} = 4.745 + \log \frac{0.10}{0.10} = 4.745$.
चूंकि $pH + pOH = 14$,प्रारंभिक $pH = 14 - 4.745 = 9.255$.
$0.05 \ mol$ $HCl$ मिलाने पर,अभिक्रिया: $NH_3 + H^+ \rightarrow NH_4^+$.
नए मोल: $NH_3 = 0.10 - 0.05 = 0.05 \ mol$,$NH_4^+ = 0.10 + 0.05 = 0.15 \ mol$.
नया $pOH' = 4.745 + \log \frac{0.15}{0.05} = 4.745 + \log 3 = 4.745 + 0.477 = 5.222$.
नया $pH' = 14 - 5.222 = 8.778$.
$pH$ में परिवर्तन = $|pH' - pH| = |8.778 - 9.255| = 0.477$.
$0.477 = 47.7 \times 10^{-2} \approx 48 \times 10^{-2}$.

(D) यह अभिक्रिया एक अम्लीय बफर विलयन बनाती है।
$pK_a = -\log(K_a) = -\log(2 \times 10^{-5}) = 5 - \log(2) = 5 - 0.3 = 4.7$.
$CH_3COOH + KOH \rightarrow CH_3COOK + H_2O$.
$CH_3COOH$ के प्रारंभिक मोल = $50 \times 0.1 = 5 \ mmol$.
$KOH$ के प्रारंभिक मोल = $12.5 \times 0.1 = 1.25 \ mmol$.
अभिक्रिया के बाद,शेष $CH_3COOH = 5 - 1.25 = 3.75 \ mmol$.
निर्मित $CH_3COOK = 1.25 \ mmol$.
हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करते हुए: $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$.
$pH = 4.7 + \log \frac{1.25}{3.75} = 4.7 + \log(\frac{1}{3})$.
$pH = 4.7 - 0.477 \approx 4.22$.

(D) दिया गया है $pH = 9.80$,अतः $pOH = 14 - 9.80 = 4.20$.
क्षारीय बफर के लिए हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करने पर:
$pOH = pK_b + \log \frac{[NH_4^+]}{[NH_3]}$
$4.20 = 4.74 + \log \frac{[NH_4^+]}{[NH_3]}$
$-0.54 = \log \frac{[NH_4^+]}{[NH_3]}$
दिया गया है $\log 0.28 = -0.54$,अतः $\frac{[NH_4^+]}{[NH_3]} = 0.28$.
माना $1000 \ mL$ विलयन में $1 \ M \ NH_4Cl$ का आयतन $V$ है। तो $1 \ M \ NH_3$ का आयतन $(1000 - V) \ mL$ होगा।
चूंकि मोलरता समान है,सांद्रता का अनुपात आयतन के अनुपात के बराबर होगा:
$\frac{V}{1000 - V} = 0.28$
$V = 280 - 0.28V$
$1.28V = 280$
$V = \frac{280}{1.28} \approx 218.75 \ mL \approx 218 \ mL$.

(C) बफर विलयन एक दुर्बल अम्ल और उसके संयुग्मी क्षार (लवण) या एक दुर्बल क्षार और उसके संयुग्मी अम्ल (लवण) द्वारा बनता है।
$HCl$ एक प्रबल अम्ल है और $NH_4Cl$ एक दुर्बल क्षार $(NH_4OH)$ और प्रबल अम्ल $(HCl)$ का लवण है।
प्रबल अम्ल और लवण का संयोजन बफर विलयन नहीं बनाता है।
इसलिए,$HCl + NH_4Cl$ बफर के रूप में कार्य नहीं करता है।

(B) क्षारीय बफर विलयन के लिए,$pOH$ की गणना हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करके की जाती है:
$pOH = pK_b + \log_{10} \frac{[Salt]}{[Base]}$
दिया गया है $pK_b = 4.744$,$[Salt] = [NH_4Cl] = 1 \ M$,और $[Base] = [NH_4OH] = 0.2 \ M$।
$pOH = 4.744 + \log_{10} \frac{1}{0.2} = 4.744 + \log_{10} (5)$
$pOH = 4.744 + 0.699 = 5.443$
चूंकि $25^{\circ}C$ पर $pH + pOH = 14$ होता है,
$pH = 14 - 5.443 = 8.557 \approx 8.56$।

(C) अम्लीय बफर का $pH$ हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करके गणना की जाती है:
$pH = pK_{a} + \log_{10} \frac{[\text{Salt}]}{[\text{Acid}]}$
दिया गया है: $pK_{a} = 4.762$,$[\text{Salt}] = 0.01 \ M$,$[\text{Acid}] = 0.004 \ M$
मान रखने पर:
$pH = 4.762 + \log_{10} \left( \frac{0.01}{0.004} \right)$
$pH = 4.762 + \log_{10} (2.5)$
चूंकि $\log_{10} (2.5) \approx 0.398$:
$pH = 4.762 + 0.398 = 5.16$

(D) यह विलयन एक अम्लीय बफर है जिसमें एक दुर्बल अम्ल $(CH_3COOH)$ और प्रबल क्षार के साथ उसका लवण $(CH_3COONa)$ उपस्थित है।
हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करते हुए:
$pH = pK_{a} + \log_{10} \frac{[Salt]}{[Acid]}$
दिया गया है:
$pK_{a} = 4.50$
$[Salt] = 0.1 \ M$
$[Acid] = 0.01 \ M$
मान रखने पर:
$pH = 4.50 + \log_{10} \frac{0.1}{0.01}$
$pH = 4.50 + \log_{10} (10)$
चूंकि $\log_{10} (10) = 1$,
$pH = 4.50 + 1 = 5.50$

(C) अम्लीय बफर का $pH$ हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करके गणना की जाती है: $pH = pK_{a} + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$.
दिया गया है: $pK_{a} = 4.680$,$[Salt] = 0.02 \ M$,$[Acid] = 0.01 \ M$.
मान रखने पर: $pH = 4.680 + \log \frac{0.02}{0.01}$.
$pH = 4.680 + \log(2)$.
चूंकि $\log(2) \approx 0.301$,इसलिए $pH = 4.680 + 0.301 = 4.981$ प्राप्त होता है।

(C) अम्लीय बफर का $pH$ हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करके गणना की जाती है:
$pH = pK_a + \log \left( \frac{[\text{Salt}]}{[\text{Acid}]} \right)$
दिया गया है:
$pK_a = 4.7447$
$[\text{Salt}] = 0.05 \ M$
$[\text{Acid}] = 0.01 \ M$
मान रखने पर:
$pH = 4.7447 + \log \left( \frac{0.05}{0.01} \right)$
$pH = 4.7447 + \log(5)$
चूंकि $\log(5) \approx 0.6990$:
$pH = 4.7447 + 0.6990 = 5.4437$
दो दशमलव स्थानों तक पूर्णांकित करने पर,$pH$ $5.44$ है।

(C) अम्लीय बफर के लिए,हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण इस प्रकार है:
$pH = pK_{a} + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
दिया गया है:
$pH = 5.5$
$pK_{a} = 4.5$
$[Acid] = 0.1 \ M$
मान रखने पर:
$5.5 = 4.5 + \log \frac{[Salt]}{0.1}$
$5.5 - 4.5 = \log \frac{[Salt]}{0.1}$
$1 = \log \frac{[Salt]}{0.1}$
दोनों तरफ एंटीलॉग लेने पर:
$10^{1} = \frac{[Salt]}{0.1}$
$[Salt] = 10 \times 0.1 = 1.0 \ M$

(B) क्षारीय बफर के लिए,हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण इस प्रकार है:
$pOH = pK_b + \log \frac{[Salt]}{[Base]}$
चूंकि समान आयतन मिलाए जाते हैं,इसलिए $[Salt]/[Base]$ का अनुपात समान रहता है।
$[Salt] = [NH_4Cl] = 0.5 \ M$
$[Base] = [NH_4OH] = 0.4 \ M$
$pOH = 4.730 + \log \left( \frac{0.5}{0.4} \right)$
$pOH = 4.730 + \log(1.25)$
$pOH = 4.730 + 0.0969 \approx 4.83$

(B) अम्लीय बफर के लिए हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण है: $pH = pK_{a} + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
यहाँ $pH = 7.2$ और $pK_{a} = 6.2$ दिया गया है।
मान रखने पर: $7.2 = 6.2 + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
$7.2 - 6.2 = \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
$1 = \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$
अतः,$\frac{[Salt]}{[Acid]} = 10$।

(A) अम्लीय बफर विलयन के लिए,हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण है:
$pH = pK_{a} + \log_{10} \frac{[\text{Salt}]}{[\text{Acid}]}$
दिया गया है:
$pK_{a} = 4.2$
$[\text{Salt}] = 0.054 \ M$
$[\text{Acid}] = 0.027 \ M$
मान रखने पर:
$pH = 4.2 + \log_{10} \left( \frac{0.054}{0.027} \right)$
$pH = 4.2 + \log_{10} (2)$
चूंकि $\log_{10} 2 \approx 0.3010$,
$pH = 4.2 + 0.3010 = 4.5010$
अतः,$pH$ लगभग $4.5$ है।

(C) अम्लीय बफर के लिए,हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण इस प्रकार है:
$pH = pK_{a} + \log_{10} \frac{[\text{salt}]}{[\text{acid}]}$
दिया गया है:
$pK_{a} = 4.56$
$[\text{salt}] = 0.70 \ M$
$[\text{acid}] = 0.35 \ M$
मान रखने पर:
$pH = 4.56 + \log_{10} \frac{0.70}{0.35}$
$pH = 4.56 + \log_{10} (2)$
चूंकि $\log_{10} (2) \approx 0.3010$:
$pH = 4.56 + 0.3010 = 4.861$
अतः,बफर विलयन का $pH$ $4.86$ है।

(A) क्षारीय बफर एक दुर्बल क्षार और प्रबल अम्ल के साथ उसके लवण का मिश्रण होता है।
विकल्प $A$ में,$NH_4OH$ एक दुर्बल क्षार है और $NH_4Cl$ एक प्रबल अम्ल $(HCl)$ और दुर्बल क्षार $(NH_4OH)$ का लवण है।
अतः,$NH_4OH + NH_4Cl$ एक क्षारीय बफर है।
विकल्प $B$,$C$,और $D$ अम्लीय बफर के उदाहरण हैं।

(B) $0.04 \ M$ $NaF$ (लवण) और $0.02 \ M$ $HF$ (दुर्बल अम्ल) युक्त विलयन एक अम्लीय बफर बनाता है।
हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करते हुए:
$pH = pK_a + \log_{10} \frac{[Salt]}{[Acid]}$
दिए गए मानों को प्रतिस्थापित करने पर:
$pH = 3.142 + \log_{10} \frac{0.04}{0.02}$
$pH = 3.142 + \log_{10}(2)$
चूंकि $\log_{10}(2) \approx 0.3010$ है:
$pH = 3.142 + 0.3010 = 3.443$
एक दशमलव स्थान तक पूर्णांकित करने पर,$pH \approx 3.4$ प्राप्त होता है।

(C) मानव रक्त का $pH$ प्राकृतिक रूप से $(HCO_3^{-} + H_2CO_3)$ बफर द्वारा $7.36-7.42$ पर बनाए रखा जाता है।
यह बफर सिस्टम कार्बोनिक एसिड $(H_2CO_3)$ और इसके संयुग्मी क्षार,बाइकार्बोनेट आयन $(HCO_3^{-})$ से बना होता है।

(A) अम्लीय बफर के लिए,हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण इस प्रकार है:
$pH = pK_{a} + \log \frac{[\text{Salt}]}{[\text{Acid}]}$
यहाँ दुर्बल अम्ल और उसके लवण की सांद्रता समान है,अर्थात $[\text{Salt}] = [\text{Acid}]$।
अतः,समीकरण सरल होकर हो जाता है:
$pH = pK_{a} = -\log K_{a}$
दिया गया है $K_{a} = 1.8 \times 10^{-5}$।
$pH = -\log (1.8 \times 10^{-5}) = -(\log 1.8 + \log 10^{-5})$
$pH = -(\log 1.8 - 5) = 5 - \log 1.8$
$\log 1.8 \approx 0.2553$ का उपयोग करने पर:
$pH = 5 - 0.2553 = 4.7447$

(B) अम्लीय बफर विलयन में $H^{+}$ आयनों की सांद्रता की गणना हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करके की जा सकती है:
$[H^{+}] = K_{a} \times \frac{[Acid]}{[Salt]}$
दिया गया है:
$K_{a} = 6.6 \times 10^{-10}$
$[Acid] = [HCN] = 0.01 \ M$
$[Salt] = [NaCN] = 0.02 \ M$
मान रखने पर:
$[H^{+}] = (6.6 \times 10^{-10}) \times \frac{0.01}{0.02}$
$[H^{+}] = (6.6 \times 10^{-10}) \times 0.5$
$[H^{+}] = 3.3 \times 10^{-10} \ M$

(C) एक अम्लीय बफर को 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 एक अम्लीय बफर के रूप में कार्य करता है।
दुर्बल अम्ल और उसका संयुग्मी क्षार (लवण द्वारा प्रदान किया गया) मिलकर थोड़ी मात्रा में अम्ल या क्षार मिलाने पर $pH$ में होने वाले परिवर्तनों का विरोध करते हैं।