Common ion effect Questions in Gujarati

(C) $NH_4OH$ એ નિર્બળ બેઇઝ છે જે $NH_4OH \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-$ તરીકે વિયોજન પામે છે.
કોમન આયન ઇફેક્ટ (સમાન આયન અસર) મુજબ,સમાન આયન ($NH_4^+$ અથવા $OH^-$) ધરાવતા પ્રબળ વિદ્યુતવિભાજ્ય ઉમેરવાથી નિર્બળ વિદ્યુતવિભાજ્યનું વિયોજન ઘટે છે.
$NH_4Cl$ એ પ્રબળ વિદ્યુતવિભાજ્ય છે જે દ્રાવણમાં $NH_4^+$ આયનો આપે છે.
તેથી,$NH_4Cl$ ની હાજરી $NH_4^+$ આયનોની સાંદ્રતા વધારે છે,જે સંતુલનને ડાબી બાજુ ખસેડે છે,જેનાથી $NH_4OH$ નું વિયોજન ન્યૂનતમ થાય છે.

(B) જ્યારે દ્રાવણમાં મંદ $HCl$ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તે $H^{+}$ આયનો આપે છે: $HCl \rightarrow H^{+} + Cl^{-}$.
આનાથી સિસ્ટમમાં $H^{+}$ આયનોની સાંદ્રતા વધે છે.
લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,વધારાના $H^{+}$ આયનોનો વપરાશ કરવા માટે સંતુલન પાછળની દિશામાં ખસશે.
પરિણામે,$CH_3COO^{-}$ ની સાંદ્રતા ઘટશે.
સંતુલન અચળાંક $(K_a)$ બદલાતો નથી કારણ કે તે ફક્ત તાપમાન પર આધાર રાખે છે.

(C) $NH_4OH$ એ નિર્બળ બેઇઝ છે જેનું વિયોજન આ મુજબ થાય છે: $NH_4OH \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-$.
જ્યારે $NH_4Cl$ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તે સામાન્ય આયન $NH_4^+$ પૂરો પાડે છે.
લે-શાતેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,$NH_4^+$ આયનોની સાંદ્રતામાં વધારો થવાથી સંતુલન ડાબી બાજુ ખસે છે.
પરિણામે,$NH_4OH$ નું વિયોજન ઘટે છે,જેના કારણે $OH^-$ આયનોની સાંદ્રતામાં ઘટાડો થાય છે.

(B) સાચો વિકલ્પ $(b)$ છે.
જ્યારે $NaCl$ ના સંતૃપ્ત દ્રાવણમાં $HCl$ વાયુ પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે $H^+$ અને $Cl^-$ આયનોમાં વિયોજિત થાય છે.
આ દ્રાવણમાં $Cl^-$ આયનોની સાંદ્રતામાં વધારો કરે છે.
કોમન આયન ઇફેક્ટ (common ion effect) મુજબ,$Cl^-$ આયનોની વધેલી સાંદ્રતા સંતુલન $NaCl(s) \rightleftharpoons Na^+(aq) + Cl^-(aq)$ ને ડાબી બાજુ ખસેડે છે.
પરિણામે,$NaCl$ ની દ્રાવ્યતા ઘટે છે,જેના કારણે $NaCl$ ના અવક્ષેપ મળે છે.

(C) સામાન્ય આયન અસર એ નિર્બળ વિદ્યુતવિભાજ્યના વિયોજન અંશનું દમન છે,જે સામાન્ય આયન ધરાવતા પ્રબળ વિદ્યુતવિભાજ્યના ઉમેરણ દ્વારા થાય છે.
$NH_4OH$ એ નિર્બળ બેઇઝ છે જેનું વિયોજન આ રીતે થાય છે: $NH_4OH \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-$.
$NH_4Cl$ એ પ્રબળ વિદ્યુતવિભાજ્ય છે જેનું સંપૂર્ણ વિયોજન આ રીતે થાય છે: $NH_4Cl \rightarrow NH_4^+ + Cl^-$.
સામાન્ય આયન $NH_4^+$ ની હાજરીને કારણે,$NH_4OH$ નું સંતુલન ડાબી તરફ ખસે છે,જે તેના વિયોજનને દબાવે છે. આમ,$NH_4OH + NH_4Cl$ ની જોડી સામાન્ય આયન અસર દર્શાવે છે.

(B) એસિટિક એસિડનું વિયોજન આ મુજબ છે: $CH_3COOH \rightleftharpoons CH_3COO^{-} + H^{+}$
જ્યારે સોડિયમ એસિટેટ $(CH_3COONa)$ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તે સામાન્ય આયનો $(CH_3COO^{-})$ ની ઊંચી સાંદ્રતા પૂરી પાડે છે.
લે-શાતેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,સંતુલન ડાબી તરફ ખસે છે જેથી વધારાના $CH_3COO^{-}$ આયનો વપરાઈ જાય.
પરિણામે,${H^{+}}$ આયનોની સાંદ્રતા ઘટે છે.

(C) $AgCl$ જેવા અલ્પ દ્રાવ્ય ક્ષારની દ્રાવ્યતા સામાન્ય આયન અસરને કારણે સામાન્ય આયનની હાજરીમાં ઘટે છે.
$AgCl(s) \rightleftharpoons Ag^+(aq) + Cl^-(aq)$
$K_{sp} = [Ag^+][Cl^-]$
સામાન્ય આયનોની સાંદ્રતાની સરખામણી કરતા:
$(A)$ $0.001 \ M \ AgNO_3$ એ $0.001 \ M \ Ag^+$ આપે છે.
$(B)$ શુદ્ધ પાણીમાં કોઈ સામાન્ય આયન હોતા નથી.
$(C)$ $0.01 \ M \ CaCl_2$ એ $2 \times 0.01 = 0.02 \ M \ Cl^-$ આપે છે.
$(D)$ $0.01 \ M \ NaCl$ એ $0.01 \ M \ Cl^-$ આપે છે.
કારણ કે $0.01 \ M \ CaCl_2$ સૌથી વધુ સામાન્ય આયન $(Cl^-)$ ની સાંદ્રતા પૂરી પાડે છે,સંતુલન સૌથી વધુ ડાબી તરફ ખસે છે,પરિણામે $AgCl$ ની દ્રાવ્યતા ન્યૂનતમ થાય છે.

(B) સાચો જવાબ $(B)$ છે.
લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,જ્યારે અલ્પ દ્રાવ્ય ક્ષારના સંતૃપ્ત દ્રાવણમાં સામાન્ય આયન ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે સંતુલન એવી દિશામાં ખસે છે જે ઉમેરેલા આયનનો વપરાશ કરે છે.
આના પરિણામે ક્ષારનું અવક્ષેપન થાય છે,જેનાથી તેની દ્રાવ્યતા ઘટે છે.

(B) સામાન્ય આયન અસરને કારણે $AgI$ જેવા અલ્પ દ્રાવ્ય ક્ષારની દ્રાવ્યતા ઘટે છે.
$AgI(s) \rightleftharpoons Ag^+(aq) + I^-(aq)$
$NaI(aq) \rightarrow Na^+(aq) + I^-(aq)$
$NaI$ ના દ્રાવણમાં,$I^-$ આયનોની સાંદ્રતા વધે છે. લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,$AgI$ ના વિયોજનનું સંતુલન ડાબી બાજુ ખસે છે,જેનાથી તેની દ્રાવ્યતા ઘટે છે.

(D) સામાન્ય આયન અસર માત્ર નિર્બળ વિદ્યુતવિભાજ્યના વિયોજનમાં જોવા મળે છે કારણ કે તેઓ તેમના આયનો સાથે સંતુલનમાં હોય છે.
$HCl$ એક પ્રબળ વિદ્યુતવિભાજ્ય છે અને $H^+$ આયનો આપે છે,જે સામાન્ય આયન અસરને કારણે એસેટિક એસિડ,બેન્ઝોઇક એસિડ અને $H_2S$ જેવા નિર્બળ એસિડના આયનીકરણને દબાવે છે.
$H_2SO_4$ એક પ્રબળ વિદ્યુતવિભાજ્ય છે અને તે જલીય દ્રાવણમાં પહેલેથી જ સંપૂર્ણપણે આયનીકૃત હોય છે; તેથી,$HCl$ ઉમેરવાથી તેના આયનીકરણમાં ઘટાડો થતો નથી.
આમ,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(A) અત્યંત એસિડિક દ્રાવણમાં,$H^+$ આયનોની ઊંચી સાંદ્રતા સમાન આયન અસરને કારણે $H_2S$ ના વિયોજનને દબાવી દે છે: $H_2S \rightleftharpoons 2H^+ + S^{2-}$.
આના પરિણામે $S^{2-}$ આયનોની સાંદ્રતા ખૂબ જ ઓછી રહે છે.
આયનિક ગુણાકાર $[Cd^{2+}][S^{2-}]$ એ $CdS$ ના દ્રાવ્યતા ગુણાકાર $(K_{sp})$ કરતા ઓછો રહે છે,જેથી તેના અવક્ષેપ મળતા નથી.

(A) $NH_4OH$ એ નિર્બળ બેઇઝ છે જે આ રીતે વિયોજન પામે છે: $NH_4OH \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-$.
જ્યારે $NH_4Cl$ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તે સંપૂર્ણપણે વિયોજન પામે છે: $NH_4Cl \rightarrow NH_4^+ + Cl^-$.
$NH_4^+$ આયનોની (સમાન આયન) સાંદ્રતામાં વધારો થવાથી લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ $NH_4OH$ નું સંતુલન ડાબી બાજુ ખસે છે,જેનાથી તેનું વિયોજન દબાઈ જાય છે.
આ ઘટનાને સમાન આયન અસર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(B) $NaCl$ ના સંતૃપ્ત દ્રાવણ (બ્રાઈન) માંથી $HCl$ વાયુ પસાર કરીને $NaCl$ નું શુદ્ધિકરણ એ કોમન આયન ઇફેક્ટ (સામાન્ય આયન અસર) પર આધારિત છે.
$HCl$ એક પ્રબળ વિદ્યુતવિભાજ્ય છે જે $Cl^-$ આયનો પૂરા પાડવા માટે સંપૂર્ણપણે વિયોજિત થાય છે.
$NaCl \rightleftharpoons Na^+ + Cl^-$
$HCl \rightarrow H^+ + Cl^-$
કારણ કે $Cl^-$ આયનો બંનેમાં સામાન્ય છે,તેથી $Cl^-$ ની સાંદ્રતા વધે છે,જે $NaCl$ ના વિયોજનના સંતુલનને ડાબી બાજુ ખસેડે છે,જેના કારણે $NaCl$ અવક્ષેપિત થાય છે.

(C) $NaCl$ નું દ્રાવણ આ રીતે દર્શાવી શકાય: $NaCl_{(s)} ⇌ Na^+_{(aq)} + Cl^-_{(aq)}$.
જ્યારે $HCl$ વાયુ દ્રાવણમાંથી પસાર થાય છે,ત્યારે તે આ રીતે વિયોજન પામે છે: $HCl_{(g)} ⇌ H^+_{(aq)} + Cl^-_{(aq)}$.
આનાથી દ્રાવણમાં $Cl^-$ આયનોની સાંદ્રતા વધે છે (કોમન આયન ઇફેક્ટ).
લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,સંતુલન ડાબી તરફ ખસે છે અને આયનિક ગુણાકાર $[Na^+][Cl^-]$ એ $NaCl$ ના દ્રાવ્યતા ગુણાકાર ${K_{sp}}$ કરતા વધી જાય છે,જેના કારણે અવક્ષેપ મળે છે.

(C) $NaCl$ નું દ્રાવણ નીચે મુજબ સંતુલનમાં હોય છે: $NaCl_{(s)} \rightleftharpoons Na^{+}_{(aq)} + Cl^{-}_{(aq)}$.
જ્યારે $HCl$ વાયુ પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે નીચે મુજબ વિયોજન પામે છે: $HCl_{(g)} ightarrow H^{+}_{(aq)} + Cl^{-}_{(aq)}$.
આનાથી દ્રાવણમાં $Cl^{-}$ આયનોની સાંદ્રતા વધે છે (સમાન આયન અસર).
લે-શાતેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,$[Cl^{-}]$ માં વધારો થવાથી સંતુલન ડાબી બાજુ ખસે છે.
પરિણામે,આયનીય ગુણાકાર $[Na^{+}] [Cl^{-}]$ એ $NaCl$ ના દ્રાવ્યતા ગુણાકાર $(K_{sp})$ કરતા વધી જાય છે,જેના કારણે શુદ્ધ $NaCl$ ના અવક્ષેપ મળે છે.

(C) જ્યારે $NaCl$ ના સંતૃપ્ત દ્રાવણમાંથી $HCl$ વાયુ પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે $HCl$ ના વિયોજનને કારણે $Cl^-$ આયનોની સાંદ્રતામાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે $(HCl \rightleftharpoons H^+ + Cl^-)$.
કોમન આયન ઇફેક્ટ (સામાન્ય આયન અસર) મુજબ,$Cl^-$ આયનોની સાંદ્રતામાં વધારો થવાથી $NaCl$ નું સંતુલન $(NaCl \rightleftharpoons Na^+ + Cl^-)$ ડાબી તરફ ખસે છે.
આના કારણે દ્રાવણમાંથી શુદ્ધ $NaCl$ ના અવક્ષેપ મળે છે,કારણ કે $NaCl$ નો દ્રાવ્યતા ગુણાકાર $(K_{sp})$ ઓળંગાઈ જાય છે.

(D) આપેલ સંતુલન છે: $H_2S \rightleftharpoons H^{+} + HS^{-}$.
જ્યારે મંદ $HCl$ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તે દ્રાવણમાં $H^{+}$ આયનો આપે છે $(HCl \rightarrow H^{+} + Cl^{-})$.
લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,$H^{+}$ આયનોની સાંદ્રતામાં વધારો થવાથી સંતુલન ડાબી બાજુ ખસે છે.
પરિણામે,$HS^{-}$ ની સાંદ્રતા ઘટે છે અને અવિભાજિત $H_2S$ ની સાંદ્રતા વધે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(B) $AgCl$ નું દ્રાવ્યતા સંતુલન આ મુજબ છે: $AgCl(s) \rightleftharpoons Ag^{+}(aq) + Cl^{-}(aq)$.
દ્રાવ્યતા ગુણાકારના અચળાંક મુજબ,$K_{sp} = [Ag^{+}][Cl^{-}]$.
જ્યારે $NaCl$ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તે સંપૂર્ણપણે વિયોજન પામે છે: $NaCl(s) \to Na^{+}(aq) + Cl^{-}(aq)$.
આનાથી દ્રાવણમાં $Cl^{-}$ આયનોની સાંદ્રતા વધે છે.
કોમન આયન ઇફેક્ટ (સમાન આયન અસર) ને કારણે,$K_{sp}$ નું મૂલ્ય જાળવી રાખવા માટે સંતુલન ડાબી બાજુ ખસે છે.
પરિણામે,સંતૃપ્ત દ્રાવણમાં તેની પ્રારંભિક સાંદ્રતાની સરખામણીમાં $[Ag^{+}]$ ની સાંદ્રતા ઘટે છે.

(B) એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ એક નિર્બળ એસિડ છે જેનું આયનીકરણ $CH_3COOH \rightleftharpoons CH_3COO^{-} + H^{+}$ મુજબ થાય છે.
જ્યારે સોડિયમ એસિટેટ $(CH_3COONa)$ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તે $CH_3COO^{-}$ આયનોની સાંદ્રતામાં વધારો કરે છે.
કોમન આયન ઇફેક્ટ (સમાન આયન અસર) ને કારણે,સંતુલન ડાબી બાજુ ખસે છે,જેનાથી $H^{+}$ આયનોની સાંદ્રતા $([H^{+}])$ ઘટે છે.
$pH = -\log[H^{+}]$ હોવાથી,$[H^{+}]$ માં ઘટાડો થવાથી $pH$ મૂલ્યમાં વધારો થાય છે.

(D) એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ એક નિર્બળ એસિડ છે જેનું વિયોજન $CH_3COOH \rightleftharpoons CH_3COO^- + H^+$ મુજબ થાય છે.
કોમન આયન ઇફેક્ટ (Common ion effect) મુજબ,જો સમાન આયન ધરાવતું કોઈ પદાર્થ ઉમેરવામાં આવે,તો સંતુલન ડાબી બાજુ ખસે છે અને $[H^+]$ ઘટે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં,$HCN$ એક નિર્બળ એસિડ છે. જોકે,સામાન્ય રીતે આ પ્રશ્નનો હેતુ કોમન આયન ઇફેક્ટ સમજાવવાનો છે.

(C) $AgCl$ નું વિયોજન સંતુલન દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે: $AgCl(s) \rightleftharpoons Ag^+(aq) + Cl^-(aq)$.
$K_{sp} = [Ag^+][Cl^-]$.
$0.1 \ M \ NaCl$ ની હાજરીમાં,$Cl^-$ આયનોની સાંદ્રતા $NaCl$ માંથી મળતા સામાન્ય આયન અસરને કારણે $0.1 \ M$ ગણાય છે.
કિંમતો મૂકતા: $2.8 \times 10^{-10} = [Ag^+] \times 0.1$.
તેથી,દ્રાવ્યતા $S = [Ag^+] = \frac{2.8 \times 10^{-10}}{0.1} = 2.8 \times 10^{-9} \ M$.

(C) $H_2S$ એ એક નિર્બળ એસિડ છે જે $H_2S \rightleftharpoons 2H^{+} + S^{2-}$ તરીકે વિયોજન પામે છે.
મંદ એસિડિક માધ્યમની હાજરીમાં,$H^{+}$ આયનોની સાંદ્રતા નોંધપાત્ર રીતે વધે છે.
કોમન આયન ઇફેક્ટ (Common ion effect) મુજબ,આ $H_2S$ ના વિયોજનને દબાવે છે,જેનાથી $S^{2-}$ આયનોની સાંદ્રતા ઘટે છે.
$Cu^{2+}$ (Group $II$) નો દ્રાવ્યતા ગુણાકાર $(K_{sp})$ ખૂબ ઓછો હોય છે અને તે ઓછી $S^{2-}$ સાંદ્રતા પર પણ અવક્ષેપિત થાય છે.
$Zn^{2+}$ (Group $IV$) નો $K_{sp}$ વધારે હોય છે અને અવક્ષેપન માટે $S^{2-}$ ની વધુ સાંદ્રતાની જરૂર પડે છે.
તેથી,આ તમામ ધાતુઓને પસંદગીયુક્ત રીતે અથવા સાથે અવક્ષેપિત કરવા માટે,મંદ એસિડિક પરિસ્થિતિઓ દ્વારા $pH$ નું નિયંત્રણ આવશ્યક છે.

(A) $NH_4Cl$ એક પ્રબળ વિદ્યુતવિભાજ્ય છે જે સંપૂર્ણપણે વિયોજિત થઈને $NH_4^+$ આયનો આપે છે.
સમાન આયન અસરને કારણે,વધારાના $NH_4^+$ આયનોની હાજરી નિર્બળ બેઇઝ $NH_4OH$ $(NH_4OH \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-)$ ના આયનીકરણને દબાવે છે.
આનાથી દ્રાવણમાં $OH^-$ આયનોની સાંદ્રતા ઘટે છે.
$OH^-$ આયનોની આ નિયંત્રિત સાંદ્રતા $III$ સમૂહના હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ (જેમ કે $Fe(OH)_3$,$Al(OH)_3$,$Cr(OH)_3$) ના દ્રાવ્યતા ગુણાકાર $(K_{sp})$ ને ઓળંગવા માટે પૂરતી છે,પરંતુ $IV$,$V$ અને $VI$ સમૂહના રેડિકલ્સના હાઇડ્રોક્સાઇડ્સના અવક્ષેપન માટે પૂરતી નથી.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(A)$ છે.

(B) જ્યારે $H_2S$ વાયુને $Zn^{2+}$ આયનો ધરાવતા દ્રાવણમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે $ZnS$ બનાવે છે,જે સફેદ અવક્ષેપ છે.
$Zn^{2+} + H_2S \rightarrow ZnS(s) + 2H^+$.
અન્ય વિકલ્પો જેમ કે $Pb^{2+}$,$Cu^{2+}$,અને $Ni^{2+}$ કાળા અથવા ભૂરા રંગના અવક્ષેપ બનાવે છે.

(C) સાચો જવાબ $(C)$ છે.
જ્યારે $HCl$ વાયુને $BaCl_2$ ના સંતૃપ્ત દ્રાવણમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે સામાન્ય આયન અસરને કારણે $Cl^-$ આયનોની સાંદ્રતા નોંધપાત્ર રીતે વધે છે.
જેમ જેમ આયનિક ગુણાકાર $[Ba^{2+}][Cl^-]^2$ એ $BaCl_2$ ના દ્રાવ્યતા ગુણાકાર $(K_{sp})$ કરતા વધી જાય છે,તેમ $BaCl_2$ ક્ષાર સફેદ ઘન તરીકે અવક્ષેપિત થાય છે.

(A) એસિડિક માધ્યમમાં,$H^+$ આયનોની સામાન્ય આયન અસરને કારણે $S^{2-}$ આયનોની સાંદ્રતા ખૂબ ઓછી હોય છે.
$Cu^{2+}$ (સમૂહ $II$ નો કેટાયન) તેના સલ્ફાઈડ $CuS$ માટે ખૂબ ઓછો દ્રાવ્યતા ગુણાકાર $(K_{sp})$ ધરાવે છે,જે તેને એસિડિક માધ્યમમાં અવક્ષેપિત થવા દે છે.
$Ni^{2+}$ (સમૂહ $IV$ નો કેટાયન) તેના સલ્ફાઈડ $NiS$ માટે ઘણો ઊંચો $K_{sp}$ ધરાવે છે અને તેથી તે એસિડિક માધ્યમમાં અવક્ષેપિત થતો નથી.
આમ,એસિડિક માધ્યમમાં $H_2S$ પસાર કરવાથી $Cu^{2+}$ ને $Ni^{2+}$ થી અલગ કરી શકાય છે.

(A) ગ્રુપ $III-A$ ના કેટાયન્સ $(Al^{3+}, Fe^{3+}, Cr^{3+})$ ના ગુણાત્મક વિશ્લેષણમાં,$NH_4OH$ નો ઉપયોગ પ્રક્રિયક તરીકે થાય છે.
$NH_4OH$ એક નિર્બળ બેઇઝ છે અને તે $NH_4OH \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-$ તરીકે વિયોજન પામે છે.
જ્યારે $NH_4Cl$ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તે $NH_4^+$ આયનોની ઊંચી સાંદ્રતા પૂરી પાડે છે $(NH_4Cl \rightarrow NH_4^+ + Cl^-)$.
કોમન આયન ઇફેક્ટ (સમાન આયન અસર) મુજબ,$NH_4^+$ આયનોની વધેલી સાંદ્રતા $NH_4OH$ ના વિયોજનના સંતુલનને ડાબી બાજુ ખસેડે છે.
આ $NH_4OH$ ના વિયોજનને દબાવે છે,જેનાથી $[OH^-]$ આયનોની સાંદ્રતા એટલી જ ઘટે છે જે માત્ર ગ્રુપ $III-A$ ના હાઇડ્રોક્સાઇડ્સના અવક્ષેપન માટે પૂરતી હોય છે,જ્યારે તે ગ્રુપ $IV$ ના કેટાયન્સના અવક્ષેપનને અટકાવે છે.

(A) $H_2S$ એક નિર્બળ વિદ્યુતવિભાજ્ય છે અને તેનું આયનીકરણ $H_2S \rightleftharpoons 2H^+ + S^{2-}$ મુજબ થાય છે.
સમાન આયન અસરને કારણે,$HCl$ (પ્રબળ વિદ્યુતવિભાજ્ય) ની હાજરી $H^+$ આયનોની સાંદ્રતા વધારે છે.
આ $H_2S$ ના આયનીકરણને દબાવે છે,જેનાથી $S^{2-}$ આયનોની સાંદ્રતામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થાય છે.
સમૂહ-$II$ ના સલ્ફાઇડ્સનો દ્રાવ્યતા ગુણાકાર $(K_{sp})$ ખૂબ ઓછો હોવાથી,$S^{2-}$ ની ઓછી સાંદ્રતા પણ અવક્ષેપન માટે પૂરતી છે.
જોકે,સમૂહ-$IV$ ના સલ્ફાઇડ્સનો $K_{sp}$ પ્રમાણમાં વધારે હોવાથી,ઓછી થયેલી $S^{2-}$ સાંદ્રતા તેમના અવક્ષેપન માટે પૂરતી નથી.

(A) ગુણાત્મક વિશ્લેષણમાં,$H_2S$ એ નિર્બળ એસિડ છે જેનું વિયોજન આ મુજબ થાય છે: $H_2S \rightleftharpoons 2H^+ + S^{2-}$.
જ્યારે $HCl$ હાજર હોય છે,ત્યારે તે સામાન્ય આયન અસરને કારણે $H^+$ આયનોની ઊંચી સાંદ્રતા પૂરી પાડે છે.
આ $H_2S$ ના વિયોજનને દબાવે છે,જેનાથી $S^{2-}$ આયનોની સાંદ્રતામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થાય છે.
સમૂહ $II$ ના કેટાયન્સનો દ્રાવ્યતા ગુણાકાર $(K_{sp})$ ખૂબ ઓછો હોય છે,તેથી તેઓ ઓછી $S^{2-}$ સાંદ્રતા પર પણ અવક્ષેપિત થાય છે.
સમૂહ $IV$ ના કેટાયન્સના $K_{sp}$ મૂલ્યો ઊંચા હોય છે અને તેમને અવક્ષેપિત થવા માટે $S^{2-}$ ની વધુ સાંદ્રતાની જરૂર હોય છે,જે $HCl$ ની હાજરીમાં પ્રાપ્ત થતી નથી.

(B) $BaCl_2$ માટે દ્રાવ્યતા સંતુલન આ મુજબ છે: $BaCl_2(s) \rightleftharpoons Ba^{2+}(aq) + 2Cl^{-}(aq)$.
જ્યારે સાંદ્ર $HCl$ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તે $Cl^{-}$ આયનોની ઊંચી સાંદ્રતા પૂરી પાડે છે,જે સામાન્ય આયન છે.
લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,$Cl^{-}$ આયનોની સાંદ્રતામાં વધારો થવાથી સંતુલન ડાબી તરફ ખસે છે જેથી તણાવ ઓછો થાય,પરિણામે $BaCl_2$ ના અવક્ષેપ મળે છે.
આ ઘટનાને સામાન્ય આયન અસર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(B) $Al(OH)_3$ એ ઉભયગુણી હાઇડ્રોક્સાઇડ છે. જ્યારે $NaOH$ (પ્રબળ બેઇઝ) વધુ પ્રમાણમાં ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તે $Al(OH)_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને દ્રાવ્ય સંકીર્ણ $[Al(OH)_4]^-$ બનાવે છે,જે $Al^{+3}$ આયનોના અવક્ષેપનને અટકાવે છે.
$Al(OH)_3 + OH^- \rightarrow [Al(OH)_4]^-$.
જલીય એમોનિયા નિર્બળ બેઇઝ હોવાથી,તે મર્યાદિત પ્રમાણમાં $OH^-$ આયનો આપે છે,જે $Al(OH)_3$ ના અવક્ષેપન માટે પૂરતા છે પરંતુ સંકીર્ણ બનાવીને અવક્ષેપને ઓગાળવા માટે પૂરતા પ્રબળ નથી.

(A) ગુણાત્મક પૃથ્થકરણમાં,$H_2S$ એ નિર્બળ એસિડ છે જેનું આયનીકરણ આ મુજબ થાય છે: $H_2S \rightleftharpoons 2H^+ + S^{2-}$.
જ્યારે $HCl$ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે સામાન્ય આયન અસરને કારણે $H^+$ આયનોની સાંદ્રતામાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે.
લે-શાતેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,આ $H_2S$ ના વિયોજનને દબાવે છે,જેનાથી $S^{2-}$ આયનોની સાંદ્રતામાં ભારે ઘટાડો થાય છે.
સમૂહ $II$ ના કેટાયન્સ ખૂબ ઓછી $S^{2-}$ સાંદ્રતા પર અવક્ષેપિત થાય છે,જ્યારે સમૂહ $IV$ ના કેટાયન્સને તેમના દ્રાવ્યતા ગુણાકાર $(K_{sp})$ ને ઓળંગવા માટે $S^{2-}$ ની ઉચ્ચ સાંદ્રતાની જરૂર હોય છે,જે $HCl$ ની હાજરીમાં પ્રાપ્ત થતી નથી.

(C) $Al(OH)_3$ એ સ્વભાવે ઉભયગુણી (amphoteric) છે,જ્યારે $Fe(OH)_3$ એ બેઝિક છે.
જ્યારે $Al(OH)_3$ અને $Fe(OH)_3$ ના મિશ્રણમાં $NaOH$ નું દ્રાવણ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે $Al(OH)_3$ એ $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને દ્રાવ્ય સંકીર્ણ,સોડિયમ એલ્યુમિનેટ $(Na[Al(OH)_4])$ બનાવે છે,જ્યારે $Fe(OH)_3$ અદ્રાવ્ય રહે છે.
પ્રક્રિયા: $Al(OH)_3 + NaOH \rightarrow Na[Al(OH)_4]$.
આમ,ગાળણ દ્વારા $Fe(OH)_3$ ને અલગ કરી શકાય છે.

(C) દ્રાવણમાં નિર્બળ એસિડ $AcOH$ અને તેનો ક્ષાર $AcONa$ છે,જે બફર દ્રાવણ બનાવે છે.
$AcONa$ એ પ્રબળ વિદ્યુતવિભાજ્ય છે અને તેનું સંપૂર્ણ આયનીકરણ થાય છે: $AcONa \rightarrow Na^+ + Ac^-$.
$AcONa$ ની સાંદ્રતા $0.2 \ M$ હોવાથી,ક્ષારમાંથી મળતા $Ac^-$ આયનોની સાંદ્રતા $0.2 \ M$ થાય.
$AcOH$ એ નિર્બળ એસિડ છે અને તેનું આયનીકરણ $AcOH \rightleftharpoons H^+ + Ac^-$ મુજબ થાય છે.
સમ-આયન અસરને કારણે,$AcOH$ નું આયનીકરણ ઘટે છે,તેથી $Ac^-$ ની કુલ સાંદ્રતા ક્ષારમાંથી મળતી સાંદ્રતા જેટલી જ ગણાય.
તેથી,$[Ac^-] \approx 0.2 \ M$.

(A) એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ એ નિર્બળ એસિડ છે જેનું આયનીકરણ આ મુજબ થાય છે: $CH_3COOH \rightleftharpoons CH_3COO^- + H^+$.
લે-શાતેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,સોડિયમ એસિટેટ $(CH_3COONa)$ જેવા ક્ષારમાંથી સમાન આયન $(CH_3COO^-)$ ઉમેરવાથી સંતુલન ડાબી બાજુ ખસે છે.
આ પ્રક્રિયાને સમાન આયન અસર કહેવામાં આવે છે,જે નિર્બળ એસિડના આયનીકરણને ઘટાડે છે,પરિણામે $H^+$ આયનોની સાંદ્રતામાં ઘટાડો થાય છે.

(B) કશનળી $A$ માં $Mg(OH)_2$ ઉમેરતા,$NH_4OH$ બને છે,જે નિર્બળ વિદ્યુત વિભાજ્ય છે.
આથી $OH^-$ આયનોનું સંકેન્દ્રણ ઘટે છે,જેના કારણે આયોનિક ગુણાકાર $(Q_{sp})$ એ દ્રાવ્યતા ગુણાકાર $(K_{sp})$ કરતા ઓછો રહે છે,તેથી દ્રાવણ પારદર્શક રહે છે.
કશનળી $B$ માં,$NaCl$ ની હાજરીમાં $Mg(OH)_2$ ના $OH^-$ આયનોનું સંકેન્દ્રણ વધે છે.
આથી આયોનિક ગુણાકાર $(Q_{sp})$ એ દ્રાવ્યતા ગુણાકાર $(K_{sp})$ કરતા વધી જાય છે,પરિણામે $Mg(OH)_2$ ના અવક્ષેપ મળે છે.

(A) $Ag_2CO_3$ માટે દ્રાવ્યતા સંતુલન: $Ag_2CO_3(s) \rightleftharpoons 2Ag^+(aq) + CO_3^{2-}(aq)$.
આપેલ $K_{sp} = [Ag^+]^2 [CO_3^{2-}] = 4 \times 10^{-13}$.
$0.1 \, M \, Na_2CO_3$ ની હાજરીમાં,સામાન્ય આયન અસરને કારણે $[CO_3^{2-}]$ ની સાંદ્રતા આશરે $0.1 \, M$ થાય છે.
ધારો કે $Ag_2CO_3$ ની દ્રાવ્યતા $s$ છે. તેથી $[Ag^+] = 2s$ અને $[CO_3^{2-}] \approx 0.1$.
આ કિંમતોને $K_{sp}$ ના સમીકરણમાં મૂકતા: $4 \times 10^{-13} = (2s)^2 (0.1)$.
$4 \times 10^{-13} = 4s^2 \times 0.1$.
$s^2 = \frac{4 \times 10^{-13}}{4 \times 0.1} = 10^{-12}$.
$s = \sqrt{10^{-12}} = 10^{-6} \, M$.

(D) એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ એક નિર્બળ એસિડ છે જેનું આયનીકરણ આ મુજબ થાય છે: $CH_3COOH \rightleftharpoons CH_3COO^- + H^+$.
આયનીકરણ અચળાંક $K_a = \frac{[CH_3COO^-][H^+]}{[CH_3COOH]}$ છે.
$HCl$ એ પ્રબળ એસિડ હોવાથી તેનું સંપૂર્ણ આયનીકરણ થાય છે: $HCl \rightarrow H^+ + Cl^-$.
$HCl$ માંથી મળતા $H^+$ આયનોની સાંદ્રતા $1.0 \, M$ છે.
સામાન્ય આયન અસરને કારણે,એસિટિક એસિડનું આયનીકરણ ઘટે છે,તેથી $[CH_3COOH] \approx 0.1 \, M$ અને $[H^+] \approx 1.0 \, M$ લેતા.
$K_a$ ના સમીકરણમાં કિંમતો મૂકતા: $2 \times 10^{-5} = \frac{[CH_3COO^-] \times 1.0}{0.1}$.
$[CH_3COO^-]$ માટે ગણતરી કરતા: $[CH_3COO^-] = 2 \times 10^{-5} \times 0.1 = 2 \times 10^{-6} \, M$.

(A) એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ એ નિર્બળ એસિડ છે જેનું આયનીકરણ આ મુજબ થાય છે: $CH_3COOH \rightleftharpoons CH_3COO^- + H^+$.
જ્યારે $HCl$ (પ્રબળ એસિડ) ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તે $H^+$ આયનોની સાંદ્રતામાં વધારો કરે છે.
લે-શાતેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,$H^+$ આયનોની સાંદ્રતા વધવાથી સંતુલન ડાબી બાજુ ખસે છે.
આના પરિણામે વધુ $CH_3COOH$ બને છે અને સામાન્ય આયન અસરને કારણે $CH_3COO^-$ આયનોની સાંદ્રતા ઘટે છે.

(B) $AgCl$ નું વિયોજન આ મુજબ છે: $AgCl(s) \rightleftharpoons Ag^+(aq) + Cl^-(aq)$.
$0.01 \ M \ NaCl$ ની હાજરીમાં,સામાન્ય આયન અસરને કારણે $Cl^-$ આયનોની સાંદ્રતા વધે છે.
$NaCl(aq) \rightarrow Na^+(aq) + Cl^-(aq)$.
$NaCl$ પ્રબળ વિદ્યુતવિભાજ્ય હોવાથી,$[Cl^-] = 0.01 \ M$.
ધારો કે $AgCl$ ની નવી દ્રાવ્યતા $s'$ છે.
તેથી,$[Ag^+] = s'$ અને $[Cl^-] = (s' + 0.01) \approx 0.01 \ M$ (કારણ કે $s'$ ખૂબ નાનું છે).
$K_{sp} = [Ag^+][Cl^-] = s' \times 0.01$.
$8 \times 10^{-6} = s' \times 0.01$.
$s' = \frac{8 \times 10^{-6}}{0.01} = 8 \times 10^{-4} \ M$.

(B) $AgBr$ જેવા અલ્પ દ્રાવ્ય ક્ષારની દ્રાવ્યતા સામાન્ય આયન અસરને કારણે સામાન્ય આયનની હાજરીમાં ઘટે છે.
$AgBr(s) \rightleftharpoons Ag^+(aq) + Br^-(aq)$.
$0.1 \, M \, CaBr_2$ માં,$Br^-$ આયનોની સાંદ્રતા $0.2 \, M$ $(2 \times 0.1 \, M)$ છે.
$0.1 \, M \, NaBr$ માં,$Br^-$ આયનોની સાંદ્રતા $0.1 \, M$ છે.
$0.1 \, M \, AgNO_3$ માં,$Ag^+$ આયનોની સાંદ્રતા $0.1 \, M$ છે.
$0.1 \, M \, CaBr_2$ માં સામાન્ય આયનની સાંદ્રતા સૌથી વધુ $([Br^-] = 0.2 \, M)$ હોવાથી,$AgBr$ ની દ્રાવ્યતા આ દ્રાવણમાં ન્યૂનતમ હશે.

(B) એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ એ નિર્બળ એસિડ છે જેનું આયનીકરણ આ મુજબ થાય છે: $CH_3COOH \rightleftharpoons CH_3COO^- + H^+$.
જ્યારે સોડિયમ એસિટેટ $(CH_3COONa)$ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તે સામાન્ય આયનો $(CH_3COO^-)$ ની સાંદ્રતા વધારે છે.
સમાન આયન અસરને કારણે,સંતુલન ડાબી બાજુ ખસે છે,જેનાથી $H^+$ આયનોની સાંદ્રતા ઘટે છે.
$pH = -\log[H^+]$ હોવાથી,$[H^+]$ માં ઘટાડો થવાથી દ્રાવણની $pH$ વધે છે.

(D) સમાન આયન અસર નિર્બળ વિદ્યુતવિભાજ્યોમાં જોવા મળે છે,જ્યાં સમાન આયન ઉમેરવાથી નિર્બળ વિદ્યુતવિભાજ્યનું વિયોજન અટકે છે.
$HCl$ એ પ્રબળ એસિડ છે જે $H^+$ આયનો આપે છે.
એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$,બેન્ઝોઇક એસિડ $(C_6H_5COOH)$ અને હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ $(H_2S)$ એ નિર્બળ વિદ્યુતવિભાજ્યો છે,તેથી તેમનું આયનીકરણ સમાન આયન અસર દ્વારા અટકે છે.
સલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_2SO_4)$ એ પ્રબળ વિદ્યુતવિભાજ્ય છે અને તે પાણીમાં પહેલેથી જ સંપૂર્ણપણે વિયોજિત હોય છે; તેથી,$HCl$ ઉમેરવાથી તેનું આયનીકરણ અટકતું નથી.

(D) $PbCl_2$ નો દ્રાવ્યતા ગુણાકાર $(K_{sp})$ પાણીમાં તેની દ્રાવ્યતા $(s)$ પરથી ગણવામાં આવે છે:
$PbCl_2(s) \rightleftharpoons Pb^{2+}(aq) + 2Cl^-(aq)$
$K_{sp} = [Pb^{2+}][Cl^-]^2 = (s)(2s)^2 = 4s^3$
આપેલ છે $s = 0.01 \, M = 10^{-2} \, M$,
$K_{sp} = 4 \times (10^{-2})^3 = 4 \times 10^{-6}$.
$0.1 \, M \, NaCl$ માં,$Cl^-$ ની સાંદ્રતા $0.1 \, M$ છે (સમાન આયન અસર).
ધારો કે નવી દ્રાવ્યતા $s'$ છે.
$K_{sp} = [Pb^{2+}][Cl^-]^2 = (s')(0.1)^2 = 4 \times 10^{-6}$
$s' \times 0.01 = 4 \times 10^{-6}$
$s' = \frac{4 \times 10^{-6}}{10^{-2}} = 4 \times 10^{-4} \, M$.

(C) સોલ્વે એમોનિયા પદ્ધતિમાં,બ્રાઈન દ્રાવણમાં (સાંદ્ર $NaCl$ નું દ્રાવણ) રહેલા $Na^+$ આયનોની સમાન આયન અસરને કારણે સોડિયમ બાયકાર્બોનેટનું અવક્ષેપન થાય છે.

(D) $Ba(OH)_2$ એ પ્રબળ બેઇઝ છે અને તે પાણીમાં દ્રાવ્ય છે.
તેથી,$NH_4OH$ અને $NH_4Cl$ ઉમેરવાથી તેના અવક્ષેપ મળતા નથી.
આમ,વિધાન અને કારણ બંને ખોટાં છે.

(B) લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,$HCl$ ઉમેરવાથી દ્રાવણમાં $H^{+}$ આયનોની સાંદ્રતા વધે છે.
આ સાંદ્રતામાં ફેરફારને કારણે સંતુલન પ્રતિગામી દિશામાં ખસે છે.
જેમ પ્રક્રિયા પ્રતિગામી દિશામાં આગળ વધે છે,તેમ $CH_3COO^{-}$ આયનોની સાંદ્રતા ઘટશે.
તાપમાન અચળ હોવાથી સંતુલન અચળાંક $(K_a)$ બદલાતો નથી.

(D) નાઈટ્રેશન પ્રક્રિયામાં ઇલેક્ટ્રોફાઇલ $NO_2^+$ નું નિર્માણ નીચે મુજબ થાય છે:
$HNO_3 + 2H_2SO_4 \rightleftharpoons NO_2^+ + H_3O^+ + 2HSO_4^-$
જ્યારે $KHSO_4$ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તે સંપૂર્ણપણે વિયોજિત થાય છે:
$KHSO_4 \rightarrow K^+ + HSO_4^-$
$HSO_4^-$ ની સામાન્ય આયન અસરને કારણે,પ્રતિક્રિયા મિશ્રણમાં $HSO_4^-$ ની સાંદ્રતા વધે છે.
લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,સંતુલન પાછળની દિશામાં ખસે છે.
આના પરિણામે ઇલેક્ટ્રોફાઇલ $NO_2^+$ ની સાંદ્રતામાં ઘટાડો થાય છે.
નાઈટ્રેશનનો દર $NO_2^+$ ની સાંદ્રતા પર આધાર રાખતો હોવાથી,નાઈટ્રેશન પ્રક્રિયાનો દર ધીમો પડી જશે.

(D) $HAc$ નું વિયોજન નીચે મુજબ છે: $HAc \rightleftharpoons H^{+} + Ac^{-}$.
આપેલ છે: $[H^{+}] = [H_3O^{+}] = 2 \times 10^{-4} \ M$ અને $[HAc] \approx 0.40 \ M$ (અવગણ્ય વિયોજન ધારતા).
એસિડ વિયોજન અચળાંકનું સૂત્ર: $K_a = \frac{[H^{+}][Ac^{-}]}{[HAc]}$.
આપેલ કિંમતો મૂકતા: $1.8 \times 10^{-5} = \frac{(2 \times 10^{-4}) \times [Ac^{-}]}{0.40}$.
$[Ac^{-}]$ માટે ગણતરી કરતા: $[Ac^{-}] = \frac{1.8 \times 10^{-5} \times 0.40}{2 \times 10^{-4}}$.
$[Ac^{-}] = \frac{0.72 \times 10^{-5}}{2 \times 10^{-4}} = 0.36 \times 10^{-1} = 0.036 \ M$.

(B) $AgCl$ જેવા અલ્પ દ્રાવ્ય ક્ષારની દ્રાવ્યતા સામાન્ય આયન અસરને કારણે સામાન્ય આયનની હાજરીમાં ઘટે છે.
$S_1$ પાણીમાં દ્રાવ્યતા છે (કોઈ સામાન્ય આયન નથી).
$S_2$ એ $0.01 \ M \ CaCl_2$ માં દ્રાવ્યતા છે. $CaCl_2 \rightarrow Ca^{2+} + 2Cl^-$ હોવાથી,$Cl^-$ ની સાંદ્રતા $2 \times 0.01 = 0.02 \ M$ છે.
$S_3$ એ $0.01 \ M \ NaCl$ માં દ્રાવ્યતા છે. $NaCl \rightarrow Na^+ + Cl^-$ હોવાથી,$Cl^-$ ની સાંદ્રતા $0.01 \ M$ છે.
$S_4$ એ $0.05 \ M \ AgNO_3$ માં દ્રાવ્યતા છે. $AgNO_3 \rightarrow Ag^+ + NO_3^-$ હોવાથી,$Ag^+$ ની સાંદ્રતા $0.05 \ M$ છે.
સામાન્ય આયનની સાંદ્રતાની સરખામણી કરતા: $S_2$ માં $[Cl^-]$ $0.02 \ M$ છે,$S_3$ માં $[Cl^-]$ $0.01 \ M$ છે,અને $S_4$ માં $[Ag^+]$ $0.05 \ M$ છે.
$S = K_{sp} / [\text{common ion}]$ હોવાથી,સામાન્ય આયનની સાંદ્રતા વધુ તેમ દ્રાવ્યતા ઓછી.
$S_4$ માં સામાન્ય આયનની સાંદ્રતા સૌથી વધુ $(0.05 \ M)$ હોવાથી,તે સૌથી ઓછી દ્રાવ્યતા ધરાવે છે.
$S_2$ અને $S_3$ ની સરખામણી કરતા,$S_2$ માં $S_3$ $(0.01 \ M)$ કરતા વધુ $[Cl^-]$ $(0.02 \ M)$ છે,તેથી $S_2 < S_3$.
આમ,સાચો ક્રમ $S_1 > S_3 > S_2 > S_4$ છે.