Mix Examples-Ionic Equilibrium Questions in Gujarati

(D) આયનીકરણની માત્રા $(\alpha)$ તાપમાન,દ્રાવ્યનો સ્વભાવ,દ્રાવકનો સ્વભાવ અને દ્રાવણની સાંદ્રતા જેવા પરિબળો પર આધાર રાખે છે.
$Current$ (વિદ્યુત પ્રવાહ) એ વિદ્યુતભારનો પ્રવાહ છે અને તે દ્રાવણમાં રહેલા પદાર્થની આંતરિક સંતુલન સ્થિતિ અથવા આયનીકરણની માત્રાને અસર કરતું નથી.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(D)$ છે.

(B) પાણીમાં $NaHCO_3$ નું દ્રાવણ $HCO_3^-$ આયનના જળવિભાજનને કારણે સ્વભાવે આલ્કલાઇન (બેઝિક) હોય છે.
જળવિભાજનની પ્રક્રિયા: $HCO_3^- + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 + OH^-$.
$OH^-$ આયનોની હાજરીને કારણે દ્રાવણ બેઝિક બને છે.
મિથાઈલ ઓરેન્જ એ એક pH સૂચક છે જે બેઝિક દ્રાવણમાં પીળો રંગ આપે છે.

(A) $NaOH$ ની નોર્માલિટી $N_1 = 1 \times 1 = 1 \ N$ છે.
$H_2SO_4$ ની નોર્માલિટી $N_2 = 2 \times 10 = 20 \ N$ છે (કારણ કે $n$-ફેક્ટર $2$ છે).
$NaOH$ ના મિલી-ઇક્વિવેલન્ટ્સ = $1 \times 100 = 100$.
$H_2SO_4$ ના મિલી-ઇક્વિવેલન્ટ્સ = $20 \times 10 = 200$.
એસિડના મિલી-ઇક્વિવેલન્ટ્સ $(200)$ > બેઝના મિલી-ઇક્વિવેલન્ટ્સ $(100)$ હોવાથી,દ્રાવણમાં વધારાનો એસિડ બાકી રહેશે.
તેથી,પરિણામી મિશ્રણ એસિડિક હશે.

(A) $ZnX^{+}$ સંકીર્ણની સ્થિરતા હાર્ડ-સોફ્ટ એસિડ-બેઝ $(HSAB)$ સિદ્ધાંત પર આધાર રાખે છે.
$Zn^{2+}$ એ બોર્ડરલાઇન એસિડ છે.
$F^{-}$ એ હાર્ડ બેઝ છે,જ્યારે $I^{-}$ એ સોફ્ટ બેઝ છે.
$HSAB$ સિદ્ધાંત મુજબ,હાર્ડ એસિડ હાર્ડ બેઝ સાથે જોડાવાનું પસંદ કરે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$F^{-}$ સૌથી વધુ હાર્ડ બેઝ છે,જે $Zn^{2+}$ આયન સાથે સૌથી મજબૂત સ્થિર વિદ્યુતીય આકર્ષણ ધરાવે છે,જેના પરિણામે $ZnF^{+}$ ના નિર્માણ માટે સૌથી વધુ સ્થિરતા અચળાંક $(K_{eq})$ મળે છે.

(B) મિશ્ર ક્ષાર એવો ક્ષાર છે જેમાં એક કરતા વધુ પ્રકારના ધન આયન અથવા ઋણ આયન હોય છે ($H^+$ અથવા $OH^-$ આયનો સિવાય).
$NaKSO_4$ એ મિશ્ર ક્ષાર છે કારણ કે તેમાં બે અલગ-અલગ ધન આયનો,$Na^+$ અને $K^+$,અને એક ઋણ આયન,$SO_4^{2-}$ રહેલા છે.
$NaHSO_4$ એ એસિડિક ક્ષાર છે,$K_4[Fe(CN)_6]$ એ સંકીર્ણ ક્ષાર છે,અને $Mg(OH)Cl$ એ બેઝિક ક્ષાર છે.

(A) $CH_3COOH$ જેવા નિર્બળ એસિડ માટે,હાઇડ્રોજન આયનની સાંદ્રતા $[H^+]$ એ એસિડની સાંદ્રતા $(c)$ અને તેના વિયોજન અંશ $(\alpha)$ ના ગુણાકાર દ્વારા મળે છે.
આપેલ છે:
સાંદ્રતા $c = 0.1 \ N = 0.1 \ M$ (કારણ કે $CH_3COOH$ નો સંયોજકતા અવયવ $1$ છે).
વિયોજન અંશ $\alpha = 30 \% = \frac{30}{100} = 0.3$.
તેથી,$[H^+] = c \times \alpha = 0.1 \times 0.3 = 0.03 \ M$.

(C) નિર્બળ એસિડ $(CH_3COOH)$ અને નિર્બળ બેઇઝ $(NH_4OH)$ વચ્ચેની પ્રક્રિયાથી ક્ષાર $(CH_3COONH_4)$ બને છે.
નિર્બળ એસિડ અને નિર્બળ બેઇઝના ક્ષાર માટે $pH$ નું સૂત્ર નીચે મુજબ છે:
$pH = \frac{1}{2} [pK_w + pK_a - pK_b]$
આપેલ છે:
$pK_w = 14$
$pK_a = 5.0$
$pK_b = 5.0$
કિંમતો મૂકતા:
$pH = \frac{1}{2} [14 + 5.0 - 5.0]$
$pH = \frac{1}{2} [14] = 7$

(D) પગલું $1$: $HCl$ અને $NaOH$ ના મિલી-ઇક્વિવેલન્ટ્સની ગણતરી કરો.
$HCl$ ના $mEq = 20 \ mL \times 0.5 \ N = 10 \ mEq$.
$NaOH$ ના $mEq = 35 \ mL \times 0.1 \ N = 3.5 \ mEq$.
પગલું $2$: પરિણામી દ્રાવણની પ્રકૃતિ નક્કી કરો.
$HCl$ ના $mEq > NaOH$ ના $mEq$ હોવાથી,દ્રાવણ એસિડિક છે.
બાકી રહેલા $H^+$ ના $mEq = 10 - 3.5 = 6.5 \ mEq$.
પગલું $3$: સૂચકોનું વિશ્લેષણ કરો.
ફિનોલ્ફથેલીન એસિડિક માધ્યમમાં રંગહીન અને બેઝિક માધ્યમમાં ગુલાબી હોય છે. મિથાઈલ ઓરેન્જ એસિડિક માધ્યમમાં $(pH < 3.1)$ લાલ અને બેઝિક માધ્યમમાં $(pH > 4.4)$ પીળો હોય છે.
$H^+$ ની અંતિમ સાંદ્રતા: $[H^+] = \frac{6.5 \ mEq}{55 \ mL} \approx 0.118 \ N$.
$pH = -\log(0.118) \approx 0.93$.
$pH \approx 0.93$ પર,મિથાઈલ ઓરેન્જ લાલ રંગ આપે છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(C) $1$. $Na_2CO_3 \cdot H_2O$ ના મોલની ગણતરી કરો: આણ્વીય દળ $124 \ g/mol$ છે. મોલ $= 0.62 \ g / 124 \ g/mol = 0.005 \ mol$.
$2$. $(NH_4)_2SO_4$ ના તુલ્યાંકની ગણતરી કરો: તુલ્યાંક $= N \times V(L) = 0.1 \ N \times 0.1 \ L = 0.01 \ eq$.
$3$. પ્રક્રિયા: $Na_2CO_3 + (NH_4)_2SO_4 \rightarrow (NH_4)_2CO_3 + Na_2SO_4$.
$4$. $1 \ mol \ Na_2CO_3$ એ $1 \ mol \ (NH_4)_2SO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે. $Na_2CO_3$ એ પ્રબળ બેઝ અને નિર્બળ એસિડનો ક્ષાર હોવાથી,તે પ્રતિ મોલ $2$ તુલ્યાંક આપે છે. આમ,$0.005 \ mol \ Na_2CO_3$ એ $0.01 \ eq$ આપે છે.
$5$. $0.01 \ eq \ Na_2CO_3$ એ $0.01 \ eq \ (NH_4)_2SO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,તેથી પરિણામી દ્રાવણમાં $(NH_4)_2CO_3$ બને છે,જે નિર્બળ એસિડ અને નિર્બળ બેઝનો ક્ષાર છે. આ દ્રાવણ થોડું બેઝિક હોય છે.

(B) પગલું $1$: $NaOH$ ના મિલીમોલની ગણતરી કરો.
$n(NaOH) = M \times V(mL) = \frac{1}{10} \times 100 = 10 \, mmol$.
પગલું $2$: $HCl$ ના મિલીમોલની ગણતરી કરો.
$n(HCl) = M \times V(mL) = \frac{1}{5} \times 50 = 10 \, mmol$.
પગલું $3$: $NaOH$ અને $HCl$ $1:1$ મોલર ગુણોત્તરમાં પ્રતિક્રિયા આપે છે $(NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O)$,તેથી $10 \, mmol$ $NaOH$ એ $10 \, mmol$ $HCl$ ને સંપૂર્ણપણે તટસ્થ કરશે.
પગલું $4$: બંને પ્રક્રિયકો સંપૂર્ણપણે વપરાઈ જાય છે,તેથી પરિણામી દ્રાવણમાં માત્ર $NaCl$ (પ્રબળ એસિડ અને પ્રબળ બેઝનો ક્ષાર) રહે છે,જે તટસ્થ છે.
તેથી,પરિણામી દ્રાવણની $pH$ $7$ છે.

(C) $NH_4OH$ માટે,સાંદ્રતા $C = 0.1 \ M$ (ડેસીનોર્મલ).
આપેલ આયનીકરણ અંશ $\alpha = 20\% = 0.2$.
હાઇડ્રોક્સાઇડ આયનોની સાંદ્રતા $[OH^-] = C \times \alpha = 0.1 \times 0.2 = 0.02 \ M = 2 \times 10^{-2} \ M$.
$pOH$ ની ગણતરી: $pOH = -\log[OH^-] = -\log(2 \times 10^{-2}) = 2 - \log 2 = 2 - 0.301 = 1.699 \approx 1.7$.
અંતે,$pH + pOH = 14$ સંબંધનો ઉપયોગ કરીને $pH$ શોધો.
$pH = 14 - 1.7 = 12.3$.

(C) $1$. $NaOH$ ના મિલિ-ઇક્વિવેલન્ટ્સની ગણતરી: $n_{NaOH} = 10 \ mL \times 0.1 \ N = 1 \ meq$.
$2$. $H_2SO_4$ ના મિલિ-ઇક્વિવેલન્ટ્સની ગણતરી: $n_{H_2SO_4} = 10 \ mL \times 0.05 \ N = 0.5 \ meq$.
$3$. $NaOH$ પ્રબળ બેઇઝ છે અને $H_2SO_4$ પ્રબળ એસિડ છે,તેથી તેઓ એકબીજાને તટસ્થ કરે છે.
$4$. બાકી રહેલ $NaOH = 1 \ meq - 0.5 \ meq = 0.5 \ meq$.
$5$. દ્રાવણનું કુલ કદ = $10 \ mL + 10 \ mL = 20 \ mL$.
$6$. $[OH^-]$ ની સાંદ્રતા = $\frac{0.5 \ meq}{20 \ mL} = 0.025 \ N = 2.5 \times 10^{-2} \ M$.
$7$. $pOH = -\log(2.5 \times 10^{-2}) = 2 - \log(2.5) = 2 - 0.3979 = 1.6021$.
$8$. $pH = 14 - pOH = 14 - 1.6021 = 12.3979$.
$9$. $pH > 7$ હોવાથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(B, C) વિધાન $A$ ખોટું છે કારણ કે ખૂબ જ મંદ એસિડ દ્રાવણ માટે, પાણીમાંથી આવતા $H^+$ આયનોના ફાળાને અવગણી શકાય નહીં। $1.0 \times 10^{-8} \ M$ $HCl$ નો $pH$ આશરે $6.98$ છે, $8$ નથી.
વિધાન $B$ સાચું છે કારણ કે સંયુગ્મી બેઇઝ એસિડમાંથી એક પ્રોટોન $(H^+)$ દૂર કરીને બને છે: $H_2PO_4^- \rightarrow H^+ + HPO_4^{2-}$.
વિધાન $C$ સાચું છે કારણ કે પાણીનું સ્વયં-પ્રોટોલિસિસ એ ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયા $(\Delta H > 0)$ છે, તેથી તાપમાન વધવાથી સંતુલન અચળાંક $K_w$ વધે છે.
વિધાન $D$ ખોટું છે કારણ કે નિર્બળ એસિડના અડધા તટસ્થીકરણ બિંદુએ, એસિડની સાંદ્રતા તેના સંયુગ્મી બેઇઝની સાંદ્રતા જેટલી હોય છે $([HA] = [A^-])$। હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ મુજબ, $pH = pK_a + \log(\frac{[A^-]}{[HA]})$, જે $pH = pK_a$ માં પરિણમે છે.

(D) માટે,$HCl$ પ્રબળ એસિડ છે. $[H^+] = 0.01 \, M = 10^{-2} \, M$. તેથી,$pH = -\log(10^{-2}) = 2$.
$(b)$ માટે,$H_2SO_4$ પ્રબળ એસિડ છે. $[H^+] = 2 \times 0.01 \, M = 0.02 \, M$. તેથી,$pH = -\log(0.02) \approx 1.7$.
$(c)$ માટે,$H_2SO_4$ ના મોલ $= 0.02 \, M \times 0.050 \, L = 0.001 \, mol$. $H^+$ ના મોલ $= 2 \times 0.001 = 0.002 \, mol$.
$NaOH$ ના મોલ $= 0.02 \, M \times 0.050 \, L = 0.001 \, mol$. $OH^-$ ના મોલ $= 0.001 \, mol$.
$H^+$ ના ચોખ્ખા મોલ $= 0.002 - 0.001 = 0.001 \, mol$.
કુલ કદ $= 50 \, mL + 50 \, mL = 100 \, mL = 0.1 \, L$.
$[H^+] = \frac{0.001 \, mol}{0.1 \, L} = 0.01 \, M = 10^{-2} \, M$.
તેથી,$pH = -\log(10^{-2}) = 2$.
આમ,$(a)$ અને $(c)$ બંને $pH = 2$ આપે છે,તેથી સાચો વિકલ્પ $(d)$ છે.

(C) વિધાન $(C)$ ખોટું છે.
$1 \times 10^{-8} \ M \ HCl$ જેવા ખૂબ જ મંદ એસિડિક દ્રાવણ માટે,પાણીમાંથી મળતા $H^+$ આયનોના ફાળાને અવગણી શકાય નહીં.
કુલ $[H^+] = 10^{-8} + 10^{-7} \approx 1.1 \times 10^{-7} \ M$ થાય.
તેથી,$pH = -\log(1.1 \times 10^{-7}) \approx 6.96$,જે થોડું એસિડિક છે,$8$ (જે બેઝિક છે) નથી.

(A) $HCl$ એ પ્રબળ એસિડ છે,તેથી તેનો $pH$ સૌથી ઓછો $(pH \approx 1)$ છે.
$NH_4Cl$ એ પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ અને નિર્બળ બેઇઝ $(NH_4OH)$ નો ક્ષાર છે,તેથી તેનું કેટાયનિક જળવિભાજન થાય છે,પરિણામે દ્રાવણ એસિડિક બને છે $(pH < 7)$.
$NaCl$ એ પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ અને પ્રબળ બેઇઝ $(NaOH)$ નો ક્ષાર છે,તેથી તે તટસ્થ છે $(pH = 7)$.
$NaCN$ એ નિર્બળ એસિડ $(HCN)$ અને પ્રબળ બેઇઝ $(NaOH)$ નો ક્ષાર છે,તેથી તેનું એનાયોનિક જળવિભાજન થાય છે,પરિણામે દ્રાવણ બેઝિક બને છે $(pH > 7)$.
તેથી,$pH$ વધવાનો સાચો ક્રમ: $HCl < NH_4Cl < NaCl < NaCN$ છે.

(B) નિર્બળ એસિડ $(HA)$ અને પ્રબળ બેઇઝ $(OH^-)$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા: $HA + OH^- \rightleftharpoons A^- + H_2O$.
આ પ્રક્રિયા એ સંયુગ્મી બેઇઝ $(A^-)$ ના જળવિભાજનની ઉલટી પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયા માટેનો સંતુલન અચળાંક $K = \frac{1}{K_h}$ છે,જ્યાં $K_h$ એ $A^-$ નો જળવિભાજન અચળાંક છે.
આપણે જાણીએ છીએ કે $K_h = \frac{K_w}{K_a}$.
તેથી,$K = \frac{K_a}{K_w}$.
આપેલ છે કે $K_a = 1 \times 10^{-4}$ અને $K_w = 1 \times 10^{-14}$.
$K = \frac{10^{-4}}{10^{-14}} = 10^{10}$.

(A) પાણીની ઘનતા $1 \ g/mL$ છે,તેથી $1 \ litre$ પાણીનું વજન $1000 \ g$ થાય.
$1 \ litre$ પાણીમાં પાણીના મોલની સંખ્યા $n = \frac{1000 \ g}{18 \ g/mol} = 55.56 \ mol$ છે.
$H^+$ આયનોની સાંદ્રતા $[H^+] = 10^{-7} \ mol/L$ છે.
આયનીકરણની માત્રા $(\alpha)$ એ આયનીકૃત મોલની સંખ્યા અને કુલ મોલની સંખ્યાનો ગુણોત્તર છે.
$\alpha = \frac{[H^+]}{[H_2O]} = \frac{10^{-7}}{55.56} = 1.8 \times 10^{-9}$.
આને ટકાવારીમાં દર્શાવવા માટે: $\alpha \% = (1.8 \times 10^{-9}) \times 100 = 1.8 \times 10^{-7} \%$.

(D) વિયોજન અંશ $\alpha = \frac{1.9 \times 10^{-7}}{100} = 1.9 \times 10^{-9}$.
પાણીની મોલર સાંદ્રતા $C = \frac{1000 \, g/L}{18 \, g/mol} = 55.55 \, M$.
આયનીકરણ અચળાંક $K_i = C \alpha^2$ દ્વારા મળે છે.
$K_i = 55.55 \times (1.9 \times 10^{-9})^2$.
$K_i = 55.55 \times 3.61 \times 10^{-18} \approx 2.0 \times 10^{-16}$.

(A) આપેલ છે: દ્રાવણની સાંદ્રતા $= 0.1 \ M$.
આયનીકરણની માત્રા $(\alpha) = 2\% = 0.02$.
પાણીનો આયનીય ગુણાકાર $(K_w) = 1 \times 10^{-14}$.
$[H^{+}]$ ની સાંદ્રતા $= C \times \alpha = 0.1 \times 0.02 = 2 \times 10^{-3} \ M$.
$[OH^{-}]$ ની સાંદ્રતા $= \frac{K_w}{[H^{+}]} = \frac{1 \times 10^{-14}}{2 \times 10^{-3}} = 0.5 \times 10^{-11} = 5 \times 10^{-12} \ M$.

(A) આયનીકરણની માત્રા $\alpha = 1.34 \% = 0.0134$ છે.
સાંદ્રતા $c = 0.1 \, M$ આપેલ છે.
નિર્બળ એસિડ માટે આયનીકરણ અચળાંક $K_a = c \alpha^2$ સૂત્ર દ્વારા મળે છે.
કિંમતો મૂકતા: $K_a = 0.1 \times (0.0134)^2$.
$K_a = 0.1 \times 0.00017956 = 1.7956 \times 10^{-5} \approx 1.8 \times 10^{-5}$.
આપેલા વિકલ્પો સાથે સરખાવતા,સૌથી નજીકની કિંમત $1.82 \times 10^{-5}$ છે.

(C) શરૂઆતની $[H^{+}]$ સાંદ્રતા = $1 \times 10^{-4} \ M$.
જ્યારે દ્રાવણને સમાન કદના પાણી સાથે મંદ કરવામાં આવે છે,ત્યારે કુલ કદ બમણું થાય છે,તેથી $[H^{+}]$ ની સાંદ્રતા અડધી થાય છે:
$[H^{+}]_{new} = \frac{1 \times 10^{-4}}{2} = 0.5 \times 10^{-4} \ M$.
પાણીના આયનીય ગુણાકારનો ઉપયોગ કરતા,$K_w = [H^{+}][OH^{-}] = 1 \times 10^{-14}$.
$[OH^{-}] = \frac{K_w}{[H^{+}]_{new}} = \frac{1 \times 10^{-14}}{0.5 \times 10^{-4}} = 2 \times 10^{-10} \ mol \ dm^{-3}$.

(B) $Ba(OH)_2$ નું વિયોજન આ મુજબ થાય છે: $Ba(OH)_2 \rightarrow Ba^{2+} + 2OH^{-}$.
$1 \ mol$ $Ba(OH)_2$ માંથી $2 \ mol$ $OH^{-}$ આયનો મળે છે,તેથી $OH^{-}$ આયનોની સાંદ્રતા $[OH^{-}] = 2 \times [Ba(OH)_2] = 2 \times 0.005 \ M = 0.01 \ M$ થાય.
$OH^{-}$ આયનોના મોલની સંખ્યા: $\text{મોલ} = \text{મોલારિટી} \times \text{કદ (L માં)}$.
$OH^{-}$ ના મોલ = $0.01 \ M \times 0.3 \ L = 0.0030 \ mol$.

(A) $H^{+}$ આયનોની સાંદ્રતા $[H^{+}] = C \times \alpha$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
અહીં $C = 0.1 \ N$ અને $\alpha = 0.1$ આપેલ છે,તેથી $[H^{+}] = 0.1 \times 0.1 = 10^{-2} \ M$.
ઓરડાના તાપમાને,પાણીનો આયનીય ગુણાકાર $K_w = [H^{+}][OH^{-}] = 10^{-14}$ છે.
તેથી,$[OH^{-}] = \frac{10^{-14}}{[H^{+}]} = \frac{10^{-14}}{10^{-2}} = 10^{-12} \ M$.

(C) $[H_3O^{+}]$ ની સાંદ્રતા નક્કી કરવા માટે,આપણે $0.01 \ M$ જલીય દ્રાવણોમાં દ્રાવ્યની પ્રકૃતિનું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ:
$1$. $NaNO_2$ એ નિર્બળ એસિડ $(HNO_2)$ અને પ્રબળ બેઇઝ $(NaOH)$ નો ક્ષાર છે,જે તેને બેઝિક બનાવે છે ($pH > 7$,ઓછું $[H_3O^{+}]$).
$2$. $NaCl$ એ પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ અને પ્રબળ બેઇઝ $(NaOH)$ નો ક્ષાર છે,જે તટસ્થ છે ($pH = 7$,$[H_3O^{+}] = 10^{-7} \ M$).
$3$. $H_2S$ એ નિર્બળ એસિડ છે,જે આંશિક રીતે વિયોજન પામીને $[H_3O^{+}]$ આપે છે.
$4$. $H_2SO_4$ એ પ્રબળ એસિડ છે,જે સંપૂર્ણ વિયોજન પામીને વધુ $[H_3O^{+}]$ આપે છે.
આમ,$[H_3O^{+}]$ વધવાનો સાચો ક્રમ: $NaNO_2 < NaCl < H_2S < H_2SO_4$ છે.

(D) જ્યારે $NaCl$ ને પાણીમાં ઓગાળવામાં આવે છે,ત્યારે સોડિયમ આયન હાઇડ્રેટેડ બને છે.
જ્યારે સોડિયમ ક્લોરાઇડ પાણીમાં ઓગળે છે,ત્યારે સોડિયમ અને ક્લોરાઇડ આયનો અને ધ્રુવીય પાણીના અણુઓ આયન-ડાયપોલ આકર્ષણ દ્વારા એકબીજા તરફ મજબૂત રીતે આકર્ષાય છે.
દ્રાવકના અણુઓ (આ કિસ્સામાં પાણી) આયનોને ઘેરી લે છે,તેમને સ્ફટિક લેટીસમાંથી દૂર કરે છે અને દ્રાવણ બનાવે છે.
જેમ જેમ ઓગળવાની પ્રક્રિયા આગળ વધે છે,તેમ વ્યક્તિગત આયનો ઘન સપાટી પરથી દૂર થાય છે અને દ્રાવણમાં સંપૂર્ણપણે અલગ,હાઇડ્રેટેડ સ્પીસીઝ બની જાય છે.

(B) પોટેશિયમ ક્રોમેટ $(K_2CrO_4)$ અને મંદ નાઈટ્રિક એસિડ $(HNO_3)$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા એ એસિડ-બેઝ સંતુલન પ્રક્રિયા છે,જેમાં ક્રોમેટ આયન $(CrO_4^{2-})$ ડાયક્રોમેટ આયન $(Cr_2O_7^{2-})$ માં રૂપાંતરિત થાય છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ:
$2K_2CrO_4 + 2HNO_3 \rightarrow K_2Cr_2O_7 + 2KNO_3 + H_2O$
આયનિક સ્વરૂપમાં:
$2CrO_4^{2-} + 2H^{+} \rightarrow Cr_2O_7^{2-} + H_2O$
આ રેડોક્સ પ્રક્રિયા નથી; ક્રોમિયમનો ઓક્સિડેશન આંક $CrO_4^{2-}$ અને $Cr_2O_7^{2-}$ બંનેમાં $+6$ જ રહે છે.

(C) $Al(OH)_3$ એ ઉભયગુણી હાઇડ્રોક્સાઇડ છે,જે વધારાના $NaOH$ માં ઓગળીને દ્રાવ્ય સોડિયમ એલ્યુમિનેટ $(NaAlO_2)$ બનાવે છે.
$Fe(OH)_3$ એ બેઝિક હાઇડ્રોક્સાઇડ છે અને તે $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી.
તેથી,$NaOH$ નું દ્રાવણ ઉમેરવાથી $Fe(OH)_3$ (અવક્ષેપ તરીકે) ને $Al(OH)_3$ (દ્રાવણમાં) થી અલગ કરી શકાય છે.

(D) એસિડના તુલ્યાંક = $N_1 V_1 = 0.25 \times 20 = 5 \, \text{meq}$.
બેઝના તુલ્યાંક = $N_2 V_2 = 0.2 \times 30 = 6 \, \text{meq}$.
બેઝના તુલ્યાંક એસિડના તુલ્યાંક કરતા વધારે હોવાથી,પરિણામી દ્રાવણ બેઝિક બનશે.
બેઝના વધારાના તુલ્યાંક = $6 - 5 = 1 \, \text{meq}$.
મિશ્રણનું કુલ કદ = $20 + 30 = 50 \, mL$.
પરિણામી દ્રાવણની નોર્માલિટી = $\frac{\text{વધારાના તુલ્યાંક}}{\text{કુલ કદ}} = \frac{1 \, \text{meq}}{50 \, mL} = 0.02 \, N$.
તેથી,પરિણામી દ્રાવણ $0.02 \, N$ બેઝિક છે.

(D) પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ અને પ્રબળ બેઇઝ $(NaOH)$ ના ટાઇટ્રેશનમાં,$HCl$ ની હાજરીને કારણે શરૂઆતની $pH$ ખૂબ ઓછી હોય છે.
જેમ જેમ બેઇઝ ઉમેરવામાં આવે છે,તેમ $pH$ શરૂઆતમાં ધીમે ધીમે વધે છે.
તુલ્ય બિંદુ (equivalence point) ની નજીક,$pH$ માં તીવ્ર અને અચાનક વધારો થાય છે કારણ કે $H^+$ આયનોની સાંદ્રતા ઝડપથી ઘટે છે.
તુલ્ય બિંદુ પછી,$pH$ લગભગ અચળ થઈ જાય છે કારણ કે તે ઉમેરવામાં આવેલા વધારાના $NaOH$ દ્વારા નક્કી થાય છે.
આલેખ $D$ પ્રબળ એસિડ-પ્રબળ બેઇઝ ટાઇટ્રેશન માટે આ લાક્ષણિક સિગ્મોઇડલ વળાંકને યોગ્ય રીતે દર્શાવે છે.

(B) $HCl$ ના તુલ્યાંક = $N_1 V_1 = 0.1 \times 100 = 10 \ mEq$.
$NaOH$ ના તુલ્યાંક = $N_2 V_2 = 0.2 \times 100 = 20 \ mEq$.
$NaOH$ વધુ હોવાથી,પરિણામી દ્રાવણ બેઝિક બનશે.
$NaOH$ ના બાકી રહેલા તુલ્યાંક = $20 - 10 = 10 \ mEq$.
મિશ્રણનું કુલ કદ = $100 \ cm^3 + 100 \ cm^3 = 200 \ cm^3$.
પરિણામી નોર્માલિટી $(N_{res})$ = $\frac{10}{200} = 0.05 \ N$.

(B) $NaOH$ પ્રકૃતિમાં ભેજશોષક (hygroscopic) અને પ્રવાહીકારક (deliquescent) છે. તે વાતાવરણમાંથી ભેજ અને $CO_2$ શોષે છે. પાણીનું શોષણ દ્રાવણના કુલ કદમાં વધારો કરે છે,જેના પરિણામે $NaOH$ દ્રાવણની મોલારિટી (સાંદ્રતા) ઘટે છે.

(D) સાચો વિકલ્પ $D$ છે. વિદ્યુતવિભાજ્યના આયનીકરણની માત્રા $(\alpha)$ ઘણા પરિબળો પર આધાર રાખે છે:
$1$. વિદ્યુતવિભાજ્યનો સ્વભાવ: પ્રબળ વિદ્યુતવિભાજ્યો સંપૂર્ણપણે આયનીકરણ પામે છે,જ્યારે નિર્બળ વિદ્યુતવિભાજ્યો આંશિક રીતે આયનીકરણ પામે છે.
$2$. દ્રાવકનો સ્વભાવ: ઊંચા ડાયઇલેક્ટ્રિક અચળાંક ધરાવતા દ્રાવકો વધુ આયનીકરણને સરળ બનાવે છે.
$3$. તાપમાન: સામાન્ય રીતે,તાપમાનમાં વધારો આયનીકરણની માત્રામાં વધારો કરે છે.
$4$. સાંદ્રતા: મંદન આયનીકરણની માત્રામાં વધારો કરે છે.
તેથી,આપેલા તમામ પરિબળો આયનીકરણની માત્રાને અસર કરે છે.

(C) $ZnSO_4$ ની $NaHCO_3$ સાથેની પ્રક્રિયાથી સામાન્ય ઝિંક કાર્બોનેટ $(ZnCO_3)$ ના અવક્ષેપ મળે છે.
રાસાયણિક સમીકરણ: $ZnSO_4 + 2NaHCO_3 \to ZnCO_3 + Na_2SO_4 + H_2O + CO_2$.
$Na_2CO_3$ નો ઉપયોગ કરવાથી બેઝિક ઝિંક કાર્બોનેટ બને છે,જ્યારે સામાન્ય કાર્બોનેટ મેળવવા માટે $NaHCO_3$ નો ઉપયોગ થાય છે.

(C) $CH_3COONa$ એ નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝનો ક્ષાર છે,જે પાણીમાં એનાયોનિક જળવિભાજન પામીને $CH_3COOH$ અને $OH^-$ બનાવે છે.
$CH_3CONH_2$ (એસીટામાઇડ) પાણીની હાજરીમાં (સામાન્ય રીતે એસિડ અથવા બેઇઝ દ્વારા ઉદ્દીપિત) જળવિભાજન પામીને $CH_3COOH$ અને $NH_3$ બનાવે છે.
આથી,બંને સંયોજનો જળવિભાજન પામે છે,તેથી સાચો જવાબ $(c)$ છે.

(A) એસિડના તુલ્યાંક $(N_1V_1)$ = $20 \, mL \times 0.25 \, N = 5 \, meq$.
બેઈઝના તુલ્યાંક $(N_2V_2)$ = $30 \, mL \times 0.2 \, N = 6 \, meq$.
અહીં બેઈઝના તુલ્યાંક એસિડ કરતા વધારે હોવાથી,પરિણામી દ્રાવણ બેઝિક બનશે.
વધારાના બેઈઝના તુલ્યાંક = $6 \, meq - 5 \, meq = 1 \, meq$.
મિશ્રણનું કુલ કદ = $20 \, mL + 30 \, mL = 50 \, mL$.
પરિણામી દ્રાવણની નોર્માલિટી = $\frac{\text{વધારાના તુલ્યાંક}}{\text{કુલ કદ}} = \frac{1 \, meq}{50 \, mL} = 0.02 \, N$.
તેથી,દ્રાવણ $0.02 \, N$ બેઝિક હશે.

(A) શુદ્ધ પાણીમાં,વિયોજન સંતુલન $H_2O \rightleftharpoons H^{+} + OH^{-}$ છે.
$25 \, ^oC$ તાપમાને,$H^{+}$ આયનોની સાંદ્રતા $[H^{+}] = 1 \times 10^{-7} \, M$ અને $OH^{-}$ આયનોની સાંદ્રતા $[OH^{-}] = 1 \times 10^{-7} \, M$ છે.
તેથી,સાંદ્રતાનો સરવાળો $[H^{+}] + [OH^{-}] = 1 \times 10^{-7} + 1 \times 10^{-7} = 2 \times 10^{-7} \, M$ થાય છે.

(C) જ્યારે સમાન કદ મિશ્ર કરવામાં આવે છે,ત્યારે દરેક ઘટકની સાંદ્રતા અડધી થાય છે.
$[Ca^{2+}] = \frac{0.004}{2} = 0.002 \, M = 2 \times 10^{-3} \, M$
$[SO_4^{2-}] = [SO_4^{2-}]_{CaSO_4} + [SO_4^{2-}]_{H_2SO_4}$
$[SO_4^{2-}] = \frac{0.004}{2} + \frac{0.002}{2} = 0.002 + 0.001 = 0.003 \, M = 3 \times 10^{-3} \, M$
આયનિક ગુણાકાર $Q_{sp} = [Ca^{2+}] [SO_4^{2-}] = (2 \times 10^{-3}) \times (3 \times 10^{-3}) = 6 \times 10^{-6}$.

(C) નિર્બળ એસિડ $HCN$ માટે,વિયોજન સંતુલન $HCN \rightleftharpoons H^+ + CN^-$ છે.
વિયોજન અચળાંક $K_a = \frac{[H^+][CN^-]}{[HCN]}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
નિર્બળ એસિડ માટે,$[H^+] = [CN^-] = C\alpha$ અને $[HCN] = C(1-\alpha) \approx C$.
તેથી,$K_a = C\alpha^2$,જેનો અર્થ છે કે $\alpha = \sqrt{\frac{K_a}{C}} = \frac{[H^+]}{C}$.
$K_w = [H^+][OH^-]$ પરથી,$[H^+] = \frac{K_w}{[OH^-]}$ મળે છે.
આ કિંમતને $\alpha$ ના સમીકરણમાં મૂકતા,$\alpha = \frac{K_a}{[H^+]} = \frac{K_a \times [OH^-]}{K_w}$ મળે છે.
તેથી,વિધાન $(A)$ અને $(B)$ બંને સાચા છે.

(A) પાણીના વિયોજન માટે: $H_2O(l) \rightleftharpoons H^+(aq) + OH^-(aq)$.
સંતુલન અચળાંક $K_c = \frac{[H^+][OH^-]}{[H_2O]}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$25 \, ^\circ C$ તાપમાને,પાણીનો આયનીય ગુણાકાર $K_w = [H^+][OH^-] = 1 \times 10^{-14}$ છે.
શુદ્ધ પાણીની સાંદ્રતા $[H_2O] = \frac{1000 \, g/L}{18 \, g/mol} = 55.55 \, M$ છે.
તેથી,વિયોજન અચળાંક $K_a = \frac{K_w}{[H_2O]} = \frac{1 \times 10^{-14}}{55.55} = (55.55 \times 10^{14})^{-1}$.

(A) નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝના ક્ષાર માટે જલવિભાજન અચળાંક $K_h = \frac{K_w}{K_a}$ છે.
$NaA$ માટે: $K_h(A^-) = 10^{-8} = \frac{10^{-14}}{K_a(HA)}$,તેથી $K_a(HA) = 10^{-6}$.
$NaB$ માટે: $K_h(B^-) = 10^{-10} = \frac{10^{-14}}{K_a(HB)}$,તેથી $K_a(HB) = 10^{-4}$.
$HC$ માટે: $K_a(HC) = 10^{-5}$.
વિયોજન અચળાંકની સરખામણી કરતા: $K_a(HB) = 10^{-4} > K_a(HC) = 10^{-5} > K_a(HA) = 10^{-6}$.
એસિડિક પ્રબળતા $K_a$ ના સમપ્રમાણમાં હોવાથી,ક્રમ $HB > HC > HA$ થશે.

(A) કાર્બોનિક એસિડ માટે વિયોજન પ્રક્રિયા: $H_2CO_3 \rightleftharpoons 2H^{+} + CO_3^{2-}$.
આપેલ સાંદ્રતા $C = 5 \times 10^{-3} \, M$ અને વિયોજન અંશ $\alpha = 10\% = 0.1$.
$H^{+}$ આયનની સાંદ્રતા $[H^{+}] = 2 \times C \times \alpha$ દ્વારા મળે છે.
કિંમતો મૂકતા: $[H^{+}] = 2 \times (5 \times 10^{-3}) \times 0.1$.
$[H^{+}] = 10 \times 10^{-3} \times 0.1 = 10^{-3} \, M$.

(A) $OH^{-}$ આયનની સંખ્યા = $[OH^{-}]$ ની સાંદ્રતા $\times$ એવોગ્રેડો આંક $(N_A)$
$= 10^{-7} \times 6.023 \times 10^{23} = 6.023 \times 10^{16}$ આયનો.

(C) શુદ્ધ પાણીમાં,$H^+$ આયનોની સાંદ્રતા $OH^-$ આયનોની સાંદ્રતા જેટલી હોય છે,એટલે કે $[H^+] = [OH^-]$.
આપેલ છે કે $90 \, ^\circ C$ તાપમાને,$[H^+] = 10^{-6} \, M$.
તેથી,$[OH^-] = 10^{-6} \, M$.
સરવાળો કરતા: $[H^+] + [OH^-] = 10^{-6} + 10^{-6} = 2 \times 10^{-6} \, M$.
આમ,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(A) નિર્બળ એસિડ માટે,વિયોજન અચળાંક $K_a = C \alpha^2$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
શરૂઆતમાં,$C_1 = 0.1 \, M$ અને $\alpha_1 = \frac{1}{100} = 0.01$.
$K_a = 0.1 \times (0.01)^2 = 0.1 \times 10^{-4} = 10^{-5}$.
હવે,નવી સાંદ્રતા $C_2$ માટે જ્યાં $\alpha_2 = \frac{10}{100} = 0.1$:
$K_a = C_2 \times (\alpha_2)^2$
$10^{-5} = C_2 \times (0.1)^2$
$10^{-5} = C_2 \times 10^{-2}$
$C_2 = \frac{10^{-5}}{10^{-2}} = 10^{-3} \, M = 0.001 \, M$.

(B) એસિડ-બેઇઝ અનુમાપનમાં તુલ્યતા બિંદુએ $pH$ એ બનતા ક્ષારની પ્રકૃતિ પર આધાર રાખે છે.
$1$. પ્રબળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝ માટે,બનતો ક્ષાર તટસ્થ હોય છે $(pH \approx 7)$.
$2$. પ્રબળ એસિડ અને નિર્બળ બેઇઝ માટે,ક્ષારનું ધન આયનીય જળવિભાજન થાય છે,પરિણામે દ્રાવણ એસિડિક બને છે $(pH < 7)$.
$3$. નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝ માટે,ક્ષારનું ઋણ આયનીય જળવિભાજન થાય છે,પરિણામે દ્રાવણ બેઝિક બને છે $(pH > 7)$.
એસિટિક એસિડ ($CH_3COOH$,નિર્બળ એસિડ) અને સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ ($NaOH$,પ્રબળ બેઇઝ) ના અનુમાપનમાં,બનતો ક્ષાર સોડિયમ એસિટેટ $(CH_3COONa)$ છે.
$CH_3COO^- + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + OH^-$
$OH^-$ આયનોના ઉત્પાદનને કારણે દ્રાવણ બેઝિક બને છે,તેથી તુલ્યતા બિંદુએ $pH$ નું મૂલ્ય $8$ કરતાં વધુ હોય છે.

(A) આપેલ છે: સાંદ્રતા $C = 0.1 \, M$,આયનીકરણ અંશ $\alpha = 2\% = 0.02$.
નિર્બળ એસિડ માટે,$[H^{+}] = C \times \alpha$.
$[H^{+}] = 0.1 \times 0.02 = 0.002 \, M = 2 \times 10^{-3} \, M$.
આપણે જાણીએ છીએ કે $[H^{+}] \times [OH]^{-} = K_w = 1 \times 10^{-14}$.
$[OH]^{-} = \frac{1 \times 10^{-14}}{2 \times 10^{-3}} = 0.5 \times 10^{-11} = 5 \times 10^{-12} \, M$.
તેથી,$[H^{+}] = 2 \times 10^{-3} \, M$ અને $[OH]^{-} = 5 \times 10^{-12} \, M$.

(B) શુદ્ધ પાણીમાં $H^{+}$ આયનોની સાંદ્રતા $10^{-7} \ M$ છે.
$1 \ L$ માં $H^{+}$ આયનોની સંખ્યા $= 10^{-7} \times 6.022 \times 10^{23}$.
$1 \ L$ માં $H_2O$ ની સાંદ્રતા $\frac{1000 \ g}{18 \ g/mol} \approx 55.56 \ M$ છે.
$1 \ L$ માં $H_2O$ ના અણુઓની સંખ્યા $= 55.56 \times 6.022 \times 10^{23}$.
ગુણોત્તર $= \frac{10^{-7} \times 6.022 \times 10^{23}}{55.56 \times 6.022 \times 10^{23}} = \frac{1}{55.56 \times 10^7} \approx 1 : 55.6 \times 10^7$.
આપેલા વિકલ્પો મુજબ,સૌથી નજીકનું મૂલ્ય $1 : 55.4 \times 10^7$ છે.

(B) $pH$ નો ક્રમ નક્કી કરવા માટે,આપણે ક્ષારની પ્રકૃતિનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$1$. $HCl$ એ પ્રબળ એસિડ છે,તેથી તેના $0.1 \ M$ દ્રાવણની $pH$ સૌથી ઓછી (આશરે $1$) હોય છે.
$2$. $NH_4Cl$ એ પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ અને નિર્બળ બેઇઝ $(NH_4OH)$ નો ક્ષાર છે,જે તેને એસિડિક બનાવે છે $(pH < 7)$.
$3$. $NaCl$ એ પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ અને પ્રબળ બેઇઝ $(NaOH)$ નો ક્ષાર છે,જે તેને તટસ્થ બનાવે છે $(pH = 7)$.
$4$. $NaCN$ એ નિર્બળ એસિડ $(HCN)$ અને પ્રબળ બેઇઝ $(NaOH)$ નો ક્ષાર છે,જે તેને બેઝિક બનાવે છે $(pH > 7)$.
આમ,$pH$ નો વધતો ક્રમ: $HCl < NH_4Cl < NaCl < NaCN$ છે.

(D) પ્રક્રિયા: $2NaOH + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$.
$NaOH$ ના મિલીમોલ = $10 \, mL \times 0.1 \, M = 1 \, mmol$.
$H_2SO_4$ ના મિલીમોલ = $10 \, mL \times 0.05 \, M = 0.5 \, mmol$.
$2 \, mmol$ $NaOH$ એ $1 \, mmol$ $H_2SO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,તેથી $1 \, mmol$ $NaOH$ એ $0.5 \, mmol$ $H_2SO_4$ સાથે સંપૂર્ણ પ્રક્રિયા કરશે.
બંને પ્રક્રિયકો સંપૂર્ણપણે વપરાઈ જાય છે,તેથી દ્રાવણ તટસ્થ બને છે.
આથી,દ્રાવણની $pH$ $7$ થશે.