Mix Examples-Ionic Equilibrium Questions in Gujarati

(B) આ પ્રક્રિયામાં ઘન સિલ્વર એસીટેટ $(CH_3COOAg)$ ના અવક્ષેપ નાઈટ્રિક એસિડ $(HNO_3)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને દ્રાવ્ય સિલ્વર નાઈટ્રેટ $(AgNO_3)$ અને એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ બનાવે છે.
જેથી ઘન અવક્ષેપ એસિડમાં ઓગળી જાય છે,આ એક અવક્ષેપ ઓગળવાની (precipitate dissolution) પ્રક્રિયા છે.

(B) આ પ્રક્રિયામાં ઘન કોપર$(II)$ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(Cu(OH)_2 \downarrow)$ એ જલીય એમોનિયા $(NH_3)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને દ્રાવ્ય સંકીર્ણ આયન,$[Cu(NH_3)_4]^{2+}$ બનાવે છે.
જેથી ઘન અવક્ષેપ ઓગળીને દ્રાવ્ય સંકીર્ણ બનાવે છે,આથી આ પ્રક્રિયાને અવક્ષેપ ઓગળવાની પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(C) આપેલ પ્રતિક્રિયા $BaSO_4(s) + Na_2CO_3(aq) \longrightarrow BaCO_3(s) + Na_2SO_4(aq)$ છે.
આ પ્રતિક્રિયામાં,ઘન અવક્ષેપ $BaSO_4$ એ $Na_2CO_3$ ના દ્રાવણ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને અલગ ઘન અવક્ષેપ $BaCO_3$ બનાવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં આયનનો વિનિમય ($SO_4^{2-}$ ની જગ્યાએ $CO_3^{2-}$) થાય છે અને ક્ષારની ઘન અવસ્થા જળવાઈ રહે છે,જેને અવક્ષેપ વિનિમય પ્રતિક્રિયા કહેવામાં આવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ અવક્ષેપ વિનિમય પ્રતિક્રિયા છે.

(B) આ પ્રતિક્રિયામાં ઘન બેરિયમ કાર્બોનેટ $(BaCO_3 \downarrow)$ હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ $(HCl)$ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને દ્રાવ્ય બેરિયમ ક્લોરાઇડ $(BaCl_2)$,પાણી $(H_2O)$ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ વાયુ $(CO_2 \uparrow)$ બનાવે છે.
અહીં ઘન અવક્ષેપ $(BaCO_3)$ વપરાઈ જાય છે અને દ્રાવ્ય નીપજોમાં રૂપાંતરિત થાય છે,તેથી આ અવક્ષેપ ઓગળવાની પ્રતિક્રિયા છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(C) પ્રક્રિયા $2NaOH + Zn(OH)_2 \rightarrow Na_2ZnO_2 + 2H_2O$ માં ઝિંક હાઇડ્રોક્સાઇડ સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડમાં ઓગળીને સોડિયમ ઝિંકેટ બનાવે છે.
સોડિયમ ઝિંકેટ $(Na_2ZnO_2)$ એક દ્રાવ્ય ક્ષાર છે,અને પરિણામી જલીય દ્રાવણ સ્પષ્ટ અને રંગહીન હોય છે.
તેથી,આ પ્રક્રિયા સ્પષ્ટ/રંગહીન દ્રાવણ બનાવવા માટે લાક્ષણિક છે.

(C) આ પ્રતિક્રિયામાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ અને પાણી $(H_2O)$ ની હાજરીમાં બેરિયમ કાર્બોનેટ $(BaCO_3)$ ના સફેદ અવક્ષેપનું દ્રાવ્ય બેરિયમ બાયકાર્બોનેટ $(Ba(HCO_3)_2)$ ના દ્રાવણમાં રૂપાંતર થાય છે.
$BaCO_3$ એ સફેદ અવક્ષેપ છે.
$Ba(HCO_3)_2$ એ દ્રાવ્ય,સ્પષ્ટ અને રંગહીન દ્રાવણ છે.
તેથી,નીપજ $Ba(HCO_3)_2$ એ $C$ (સ્પષ્ટ/રંગહીન દ્રાવણ) ને અનુરૂપ છે.

(D) $ZnS$,$MnS$,અને $FeS$ તેમના ઓછા $K_{sp}$ મૂલ્યોને કારણે વધારાના $NH_3$ દ્રાવણમાં ઓગળતા નથી.
જોકે,$Cr_2S_3$ વધારાના $NH_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને દ્રાવ્ય સંકીર્ણ બનાવે છે: $Cr_2S_3 + 12NH_3 + 6H_2O \rightleftharpoons 2[Cr(NH_3)_6]^{3+} + 3S^{2-} + 6OH^-$.

(D) દ્રાવણ $A$ માટે: $pH = 3$,તેથી $[H^+]_A = 10^{-3} \ M$.
દ્રાવણ $B$ માટે: $pH = 2$,તેથી $[H^+]_B = 10^{-2} \ M$.
ધારો કે દરેક દ્રાવણનું કદ $V$ છે.
મિશ્રણનું કુલ કદ = $V + V = 2V$.
$H^+$ આયનોના કુલ મોલ = $([H^+]_A \times V) + ([H^+]_B \times V) = (10^{-3} \times V) + (10^{-2} \times V) = V(0.001 + 0.01) = 0.011V$.
$H^+$ આયનોની પરિણામી સાંદ્રતા = $\frac{\text{કુલ મોલ}}{\text{કુલ કદ}} = \frac{0.011V}{2V} = 0.0055 \ M$.
પરિણામી $pH = -\log[H^+] = -\log(0.0055) = -\log(5.5 \times 10^{-3}) = 3 - \log(5.5) \approx 3 - 0.74 = 2.26$.
આપેલા વિકલ્પો મુજબ નજીકની કિંમત $2.2$ છે.

(C) આ ટાઇટ્રેશનમાં નિર્બળ બેઇઝના ક્ષાર $(NaCN)$ નું પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ સાથે ટાઇટ્રેશન થાય છે.
પ્રક્રિયા: $NaCN + HCl \rightarrow HCN + NaCl$.
$1$. શરૂઆતમાં,દ્રાવણમાં $NaCN$ હોય છે,જે નિર્બળ એસિડ $(HCN)$ અને પ્રબળ બેઇઝ $(NaOH)$ નો ક્ષાર છે,તેથી દ્રાવણ બેઝિક (ઊંચો $pH$) હોય છે.
$2$. જેમ $HCl$ ઉમેરવામાં આવે છે,તેમ $CN^-$ આયનો $HCN$ માં રૂપાંતરિત થાય છે. $HCN$ નિર્બળ એસિડ હોવાથી,બફર દ્રાવણ $(HCN/CN^-)$ બને છે,જેના કારણે $pH$ ધીમે ધીમે ઘટે છે.
$3$. તુલ્યબિંદુની નજીક,બફર ક્ષમતા સમાપ્ત થાય છે અને $pH$ ઝડપથી ઘટે છે.
$4$. તુલ્યબિંદુ પછી,દ્રાવણમાં વધારાનું $HCl$ હોય છે,જેના કારણે $pH$ વધુ ઘટે છે પરંતુ ધીમી ગતિએ.
આ વર્તણૂક એવા વક્ર દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે જે ઊંચા $pH$ થી શરૂ થાય છે અને $HCl$ ઉમેરતા ઘટે છે. આલેખ $C$ આ ટાઇટ્રેશન વક્રને યોગ્ય રીતે દર્શાવે છે.

(C) આપેલ છે કે $CH_3COOH$ માટે $K_a$ અને $NH_4OH$ માટે $K_b$ સમાન છે $(K_a = K_b)$ અને સાંદ્રતા સમાન છે $(C = 0.01\, N)$.
નિર્બળ એસિડ માટે,$pH = \frac{1}{2}(pK_a - \log C) = 4.0$.
નિર્બળ બેઇઝ માટે,$pOH = \frac{1}{2}(pK_b - \log C)$.
$K_a = K_b$ હોવાથી,$pK_a = pK_b$ થાય,તેથી $pOH = 4.0$.
$NH_4OH$ દ્રાવણની $pH$ ની ગણતરી $pH = 14 - pOH = 14 - 4 = 10$ તરીકે કરવામાં આવે છે.

(A) પગલું $1$: $H^+$ અને $OH^-$ આયનોના મોલની ગણતરી કરો.
$HCl$ માંથી $H^+$ ના મોલ = $0.1 \ M \times 0.1 \ L = 0.01 \ mol$.
$NaOH$ માંથી $OH^-$ ના મોલ = $0.05 \ M \times 0.2 \ L = 0.01 \ mol$.
પગલું $2$: પરિણામી દ્રાવણની પ્રકૃતિ નક્કી કરો.
$H^+$ ના મોલ = $0.01$ અને $OH^-$ ના મોલ = $0.01$ હોવાથી,$H^+ + OH^- \rightarrow H_2O$ પ્રક્રિયા સંપૂર્ણ તટસ્થીકરણ તરફ દોરી જાય છે.
પગલું $3$: $pH$ ની ગણતરી કરો.
$25^{\circ}C$ તાપમાને તટસ્થ દ્રાવણ માટે,$H^+$ આયનોની સાંદ્રતા $10^{-7} \ M$ હોય છે,જેનો $pH$ $7$ થાય છે.

(C) $1$. $Sr(OH)_2$ ના મોલની ગણતરી: $n(Sr(OH)_2) = 0.010 \ M \times 0.010 \ L = 1.0 \times 10^{-4} \ mol$.
$2$. $Sr(OH)_2$ ના વિયોજનથી મળતા $OH^-$ ના મોલ: $n(OH^-) = 2 \times 1.0 \times 10^{-4} = 2.0 \times 10^{-4} \ mol$.
$3$. $HCl$ ના મોલ: $n(H^+) = 0.010 \ M \times 0.010 \ L = 1.0 \times 10^{-4} \ mol$.
$4$. બાકી રહેલા $OH^-$ ના મોલ: $2.0 \times 10^{-4} - 1.0 \times 10^{-4} = 1.0 \times 10^{-4} \ mol$.
$5$. કુલ કદ: $20.0 \ mL = 0.020 \ L$.
$6$. $[OH^-] = \frac{1.0 \times 10^{-4}}{0.020} = 5.0 \times 10^{-3} \ M$.
$7$. $pOH = -\log(5.0 \times 10^{-3}) = 2.301$.
$8$. $pH = 14 - 2.301 = 11.699 \approx 11.70$.

(C) $Mg(OH)_2$ માટે વિયોજન પ્રક્રિયા છે: $Mg(OH)_2 \rightleftharpoons Mg^{2+} + 2OH^{-}$.
ધારો કે $Mg(OH)_2$ ની પ્રારંભિક સાંદ્રતા $C$ છે.
સંતુલન સમયે,$Mg^{2+}$ ની સાંદ્રતા $C\alpha$ છે અને $OH^{-}$ ની સાંદ્રતા $2C\alpha$ છે.
આપેલ છે કે $[OH^{-}] = 2$,તેથી $2C\alpha = 2$.
$C$ માટે ઉકેલતા,આપણને $C = 2 / (2\alpha) = 1/\alpha$ મળે છે.

(D) $1$. $HCl$ પ્રબળ એસિડ છે,તેથી તે સંપૂર્ણપણે આયનીકરણ પામે છે,જ્યારે $HCOOH$ નિર્બળ એસિડ છે. તેથી $[H^{+}]_{HCl} > [H^{+}]_{HCOOH}$. $[H^{+}][OH^{-}] = K_w$ હોવાથી,$[OH^{-}]_{HCl} < [OH^{-}]_{HCOOH}$ થાય. વિકલ્પ $A$ ખોટો છે.
$2$. બફર દ્રાવણ નિર્બળ એસિડ અને તેના સંયુગ્મી બેઝ અથવા નિર્બળ બેઝ અને તેના સંયુગ્મી એસિડનું બનેલું હોય છે. $NaOH$ પ્રબળ બેઝ છે,તેથી $NaOH + HCOONa$ બફર નથી. વિકલ્પ $B$ ખોટો છે.
$3$. $10^{-9} \ M \ HCl$ માટે,પાણીમાંથી મળતા $H^{+}$ ને અવગણી શકાય નહીં. $pH$ $7$ કરતા થોડું ઓછું હશે,$9$ નહીં. વિકલ્પ $C$ ખોટો છે.
$4$. $HCOOH$ અને $HCl$ ને મિશ્ર કરવાથી $HCl$ એ સામાન્ય આયન અસરને કારણે $HCOOH$ ના આયનીકરણને દબાવે છે,પરિણામે ખૂબ ઓછું $pH$ મળે છે. $HCOOH$ અને $HCOONa$ એસિડિક બફર બનાવે છે. બફર દ્રાવણનું $pH$ પ્રબળ એસિડના મિશ્રણ કરતા વધારે હોવાથી,વિકલ્પ $D$ સાચો છે.

(B) નિર્બળ વિદ્યુતવિભાજ્ય $HCN$ માટે વૉન્ટ હોફ અવયવ $i = 1 + \alpha$ છે,જ્યાં $\alpha$ એ વિયોજન અંશ છે.
આપેલ છે કે $i = 1.002$,તેથી $1 + \alpha = 1.002$,જેનો અર્થ છે કે $\alpha = 0.002$.
$HCN$ નું વિયોજન $HCN \rightleftharpoons H^+ + CN^-$ છે.
સંતુલન સાંદ્રતા $[H^+] = c\alpha$,$[CN^-] = c\alpha$,અને $[HCN] = c(1 - \alpha)$ છે.
એસિડ વિયોજન અચળાંક $K_a = \frac{[H^+][CN^-]}{[HCN]} = \frac{c^2 \alpha^2}{c(1 - \alpha)} = \frac{c \alpha^2}{1 - \alpha}$ છે.
અહીં $\alpha$ ખૂબ નાનો હોવાથી,$1 - \alpha \approx 1$ લઈ શકાય.
તેથી,$K_a \approx c \alpha^2 = (0.01) \times (0.002)^2 = 10^{-2} \times (2 \times 10^{-3})^2 = 10^{-2} \times 4 \times 10^{-6} = 4 \times 10^{-8}$.

(C) નિર્બળ બેઇઝ $BOH$ માટે,વિયોજન: $BOH \rightleftharpoons B^+ + OH^-$.
શરૂઆતમાં,સાંદ્રતા $BOH$ માટે $C$ અને $B^+$ તથા $OH^-$ માટે $0$ છે.
સંતુલને,સાંદ્રતા $BOH$ માટે $C(1 - \alpha)$,$B^+$ માટે $C\alpha$ અને $OH^-$ માટે $C\alpha$ છે,જ્યાં $\alpha$ એ વિયોજન અંશ છે.
વૉન્ટ હોફ અવયવ $i = 1 + \alpha$ (જ્યાં $n=2$ આયનો છે).
તેથી,$\alpha = i - 1$.
બેઇઝ વિયોજન અચળાંક $K_b = \frac{[B^+][OH^-]}{[BOH]} = \frac{C\alpha^2}{1 - \alpha}$.
$\alpha = i - 1$ મૂકતા:
$K_b = \frac{C(i - 1)^2}{2 - i}$.
આપેલા વિકલ્પો મુજબ,સાચો વિકલ્પ $C(i - 1)^2$ છે.

(B) નિર્બળ એસિડ $CH_3COOH$ માટે,વિયોજન અચળાંક $K_a$ નું સૂત્ર: $K_a = C \alpha^2$ છે,જ્યાં $C$ એ સાંદ્રતા છે અને $\alpha$ એ વિયોજન અંશ છે.
આપેલ છે: $C = 0.1 \, M$ અને $\alpha = 1.32 \times 10^{-2}$.
કિંમતો મૂકતા: $K_a = 0.1 \times (1.32 \times 10^{-2})^2$.
$K_a = 0.1 \times (1.7424 \times 10^{-4})$.
$K_a = 1.7424 \times 10^{-5}$.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(B) પાણીનું વિયોજન $H_2O \rightleftharpoons H^+ + OH^-$ સમીકરણ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
વિયોજન અચળાંક $K_w = [H^+][OH^-]$ છે.
શુદ્ધ પાણીમાં $[H^+] = [OH^-] = \alpha \times [H_2O]$,જ્યાં $\alpha$ એ વિયોજન અંશ છે અને $[H_2O]$ એ પાણીની મોલર સાંદ્રતા છે.
પાણીની મોલર સાંદ્રતા $[H_2O] = \frac{1000}{18} \approx 55.55 \, M$ છે.
આપેલ $\alpha = 1.8 \times 10^{-9}$ હોવાથી,$[H^+] = 1.8 \times 10^{-9} \times 55.55 \approx 10^{-7} \, M$.
તેથી,$K_w = [H^+][OH^-] = (10^{-7}) \times (10^{-7}) = 10^{-14}$.
જોકે,આપેલા વિકલ્પો મુજબ સાચો જવાબ $1.8 \times 10^{-16}$ છે.

(C) $1$. $HCl$ અને $NaOH$ ના મિલિમોલની ગણતરી કરો:
$n(HCl) = 50 \ mL \times 0.1 \ M = 5 \ mmol$
$n(NaOH) = 50 \ mL \times 0.2 \ M = 10 \ mmol$
$2$. પ્રક્રિયા $HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$ છે.
$NaOH$ વધારામાં હોવાથી,બાકી રહેલા $OH^-$ આયનો: $10 \ mmol - 5 \ mmol = 5 \ mmol$.
$3$. મિશ્રણનું કુલ કદ = $50 \ mL + 50 \ mL = 100 \ mL$.
$4$. $[OH^-]$ ની સાંદ્રતા = $\frac{5 \ mmol}{100 \ mL} = 0.05 \ M = 5 \times 10^{-2} \ M$.
$5$. $pOH$ ની ગણતરી: $pOH = -\log[OH^-] = -\log(5 \times 10^{-2}) = 2 - \log(5) = 2 - 0.699 = 1.301$.
$6$. $pH$ ની ગણતરી: $pH = 14 - pOH = 14 - 1.301 = 12.699 \approx 12.70$.

(D) પગલું $1$: $NaOH$ અને $H_2SO_4$ ના મિલી-તુલ્યાંક (milliequivalents) ગણો.
$NaOH$ ના મિલી-તુલ્યાંક $= N \times V = 0.1 \ N \times 10 \ mL = 1 \ meq$.
$H_2SO_4$ ના મિલી-તુલ્યાંક $= N \times V = 0.05 \ N \times 10 \ mL = 0.5 \ meq$.
પગલું $2$: મિશ્રણની પ્રકૃતિ નક્કી કરો.
$NaOH$ પ્રબળ બેઇઝ છે અને $H_2SO_4$ પ્રબળ એસિડ છે,તેથી પ્રક્રિયા: $H^+ + OH^- \rightarrow H_2O$.
બાકી રહેલા $OH^-$ ના મિલી-તુલ્યાંક $= 1 \ meq - 0.5 \ meq = 0.5 \ meq$.
પગલું $3$: અંતિમ મિશ્રણમાં $OH^-$ ની સાંદ્રતા ગણો.
કુલ કદ $= 10 \ mL + 10 \ mL = 20 \ mL$.
$[OH^-] = \frac{0.5 \ meq}{20 \ mL} = 0.025 \ N = 2.5 \times 10^{-2} \ M$.
પગલું $4$: $pOH$ અને $p^H$ ગણો.
$pOH = -\log[OH^-] = -\log(2.5 \times 10^{-2}) = 2 - 0.3979 = 1.6021$.
$p^H = 14 - pOH = 14 - 1.6021 = 12.3979$.
$12.3979 > 7$ હોવાથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(D) કેલ્શિયમ લેક્ટેટને $Ca(Lac)_2$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે. તે આ રીતે વિયોજન પામે છે: $Ca(Lac)_2 \rightarrow Ca^{2+} + 2Lac^-$.
ક્ષારની સાંદ્રતા $C = \frac{0.13 \ mol}{0.5 \ L} = 0.26 \ M$.
લેક્ટેટ આયનની સાંદ્રતા $[Lac^-] = 2 \times 0.26 = 0.52 \ M$.
આપેલ $p^{OH} = 5.6$,તેથી $p^H = 14 - 5.6 = 8.4$.
$[OH^-] = 10^{-p^{OH}} = 10^{-5.6} = 2.51 \times 10^{-6} \ M$.
નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝના ક્ષારના જળવિભાજન માટે: $[OH^-] = \sqrt{\frac{K_w \cdot C_{salt}}{K_a}}$.
અહીં,$C_{salt}$ એ ઋણ આયનની સાંદ્રતા છે,જે $0.52 \ M$ છે.
$(2.51 \times 10^{-6})^2 = \frac{10^{-14} \times 0.52}{K_a}$.
$6.3 \times 10^{-12} = \frac{5.2 \times 10^{-15}}{K_a}$.
$K_a = \frac{5.2 \times 10^{-15}}{6.3 \times 10^{-12}} \approx 8.25 \times 10^{-4}$.
આપેલ વિકલ્પો સાથે સરખાવતા,સૌથી નજીકનું મૂલ્ય $8.28 \times 10^{-4}$ છે.

(B) બેઝિક દ્રાવણ માટે,$pH + pOH = 14$. આપેલ $pH = 11$ હોવાથી,$pOH = 14 - 11 = 3$.
તેથી,$[OH^-] = 10^{-pOH} = 10^{-3} \ M$.
નિર્બળ બેઇઝ $NH_3$ માટે,વિયોજન $NH_3 + H_2O \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-$ મુજબ થાય છે.
$OH^-$ ની સાંદ્રતા $[OH^-] = C \times \alpha$ દ્વારા મળે છે,જ્યાં $C$ એ બેઇઝની સાંદ્રતા છે અને $\alpha$ એ વિયોજન અંશ છે.
અહીં $C = 0.05 \ M$ અને $[OH^-] = 10^{-3} \ M$ આપેલ છે.
$\alpha = \frac{[OH^-]}{C} = \frac{10^{-3}}{0.05} = \frac{10^{-3}}{5 \times 10^{-2}} = 0.2 \times 10^{-1} = 0.02 = 2 \times 10^{-2}$.

(C) આ અનુમાપનમાં નિર્બળ એસિડ (એસિટિક એસિડ) અને નિર્બળ બેઇઝ (એમોનિયા) નો સમાવેશ થાય છે.
નિર્બળ એસિડ અને નિર્બળ બેઇઝના અનુમાપન માટે,સંતુલન બિંદુએ $pH$ શોધવાનું સૂત્ર નીચે મુજબ છે:
$pH = 7 + \frac{1}{2}(pK_a - pK_b)$
આપેલ છે:
$pK_a = 5.0$
$pK_b = 5.0$
સૂત્રમાં આ કિંમતો મૂકતા:
$pH = 7 + \frac{1}{2}(5.0 - 5.0)$
$pH = 7 + \frac{1}{2}(0)$
$pH = 7$
તેથી,સંતુલન બિંદુએ $pH$ નું મૂલ્ય $7$ મળશે.

(A) પ્રક્રિયા $H^+ + OH^- \rightarrow H_2O$ છે,$\Delta H = -57.3 \, kJ/mol$.
$H_2SO_4$ ના તુલ્યાંક $= 0.1 \, N \times 0.1 \, L = 0.01 \, eq$.
$NaOH$ ના તુલ્યાંક $= 0.1 \, N \times 0.15 \, L = 0.015 \, eq$.
અહીં $H_2SO_4$ સીમિત પ્રક્રિયક છે,તેથી $0.01 \, mol$ $H^+$ એ $0.01 \, mol$ $OH^-$ સાથે પ્રક્રિયા કરશે.
ઉત્પન્ન થતી ઉષ્મા $= 0.01 \, mol \times 57.3 \, kJ/mol = 0.573 \, kJ = 573 \, J$.

(B) $H_2SO_4$ ના તુલ્યાંક $= 0.2 \times 0.5 = 0.1 \, eq$.
$H^+$ આયનોના મોલ $= 0.1 \, mol$.
$KOH$ ના તુલ્યાંક $= 1 \times 0.05 = 0.05 \, eq$.
$OH^-$ આયનોના મોલ $= 0.05 \, mol$.
તટસ્થીકરણની ઉષ્મા $= 0.05 \, mol \times 57.3 \, kJ/mol = 2.865 \, kJ$.

(A) પાયરોગેલોલ $(1,2,3-trihydroxybenzene)$ નું બેઝિક દ્રાવણ એ વાયુ વિશ્લેષણમાં ઓક્સિજન માટે જાણીતું શોષક છે. તે ઓક્સિજન સાથે ઝડપથી પ્રક્રિયા કરીને કથ્થઈ રંગની ઓક્સિડેશન નીપજ બનાવે છે.

(D) $Ba(OH)_2$ એ પ્રબળ બેઇઝ છે અને તે પાણીમાં મધ્યમ દ્રાવ્ય છે. આ પરિસ્થિતિઓમાં તે અવક્ષેપિત થતો નથી.
વધુમાં,$NH_4Cl$ (કોમન આયન સ્ત્રોત) ઉમેરવાથી કોમન આયન અસરને કારણે $NH_4OH$ નું વિયોજન ઘટે છે,જે $OH^-$ આયનોની સાંદ્રતા ઘટાડે છે.
તેથી,$OH^-$ આયનોની સાંદ્રતા $Ba(OH)_2$ ના દ્રાવ્યતા ગુણાકાર $(K_{sp})$ કરતા વધી શકતી નથી.
આમ,વિધાન અને કારણ બંને ખોટા છે.

(A) નિર્બળ એસિડ $(CH_3COOH)$ અને પ્રબળ બેઇઝ $(NaOH)$ ના ટાઇટ્રેશનમાં,બનતું ક્ષાર $(CH_3COONa)$ એનાયોનિક જળવિભાજન પામે છે,જેના પરિણામે તુલ્યતા બિંદુએ દ્રાવણ બેઝિક બને છે $(pH > 7)$.
તુલ્યતા બિંદુ પછી વધારાના મુક્ત બેઇઝને કારણે,$pH$ માં તીવ્ર વધારો થાય છે,જે ટાઇટ્રેશન વક્રના ઉભા ભાગ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
તેથી,આલેખમાંની ઉભી રેખા તુલ્યતા બિંદુની આલ્કલાઇન પ્રકૃતિ સૂચવે છે.

(C) મિશ્રણમાં પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ અને તટસ્થ ક્ષાર $(NaCl)$ છે,પરિણામે દ્રાવણ એસિડિક બને છે અને $pH < 7$ થાય છે.
$(B)$ પ્રક્રિયા $H_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$ છે. અહીં,$10 \ mmol$ $H^+$ અને $10 \ mmol$ $OH^-$ છે. આ સંપૂર્ણ તટસ્થીકરણ છે,તેથી $pH = 7$ થાય છે.
$(C)$ પ્રક્રિયા $CH_3COOH + KOH \rightarrow CH_3COOK + H_2O$ છે. આમાં નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝનો ક્ષાર $CH_3COOK$ બને છે. તે એનાયોનિક જળવિભાજન પામે છે,પરિણામે દ્રાવણ બેઝિક બને છે અને $pH > 7$ થાય છે.
$(D)$ પ્રક્રિયા $HNO_3 + NH_3 \rightarrow NH_4NO_3$ છે. આમાં પ્રબળ એસિડ અને નિર્બળ બેઇઝનો ક્ષાર $NH_4NO_3$ બને છે. તે કેટાયોનિક જળવિભાજન પામે છે,પરિણામે દ્રાવણ એસિડિક બને છે અને $pH < 7$ થાય છે.

(D) $1$. $NaOH$ દ્રાવણ $A$ ની મોલારિટી: $NaOH$ નું આણ્વીય દળ $= 40 \; g/mol$. $NaOH$ ના મોલ $= 4 \; g / 40 \; g/mol = 0.1 \; mol$. મોલારિટી $= 0.1 \; mol / 100 \; L = 10^{-3} \; M$.
$2$. $H_{2}SO_{4}$ દ્રાવણ $B$ ની મોલારિટી: $H_{2}SO_{4}$ નું આણ્વીય દળ $= 98 \; g/mol$. $H_{2}SO_{4}$ ના મોલ $= 9.8 \; g / 98 \; g/mol = 0.1 \; mol$. મોલારિટી $= 0.1 \; mol / 100 \; L = 10^{-3} \; M$.
$3$. $40 \; L$ $A$ અને $10 \; L$ $B$ ને મિશ્ર કરતા: $OH^{-}$ ના મોલ $= 40 \; L \times 10^{-3} \; M = 0.04 \; mol$. $H^{+}$ ના મોલ $= 10 \; L \times 10^{-3} \; M \times 2 = 0.02 \; mol$.
$4$. $OH^{-}$ ના ચોખ્ખા મોલ $= 0.04 - 0.02 = 0.02 \; mol$.
$5$. કુલ કદ $= 40 \; L + 10 \; L = 50 \; L$.
$6$. અંતિમ $[OH^{-}] = 0.02 \; mol / 50 \; L = 4 \times 10^{-4} \; M$.
$7$. $pOH = -\log(4 \times 10^{-4}) = 4 - 0.602 = 3.398 \approx 3.4$.
$8$. $pH = 14 - 3.4 = 10.6$.

(N/A) આપેલ છે,$\kappa = 7.896 \times 10^{-5} \, S \, cm^{-1}$,$c = 0.00241 \, mol \, L^{-1}$.
મોલર વાહકતા,$\Lambda_m = \frac{\kappa \times 1000}{c} = \frac{7.896 \times 10^{-5} \times 1000}{0.00241} = 32.76 \, S \, cm^2 \, mol^{-1}$.
વિયોજન અંશ,$\alpha = \frac{\Lambda_m}{\Lambda_m^o} = \frac{32.76}{390.5} = 0.084$.
વિયોજન અચળાંક,$K_a = \frac{c \alpha^2}{1 - \alpha} = \frac{0.00241 \times (0.084)^2}{1 - 0.084} = \frac{0.00241 \times 0.007056}{0.916} = 1.86 \times 10^{-5} \, mol \, L^{-1}$.

(N/A) $(i)$ $HS^{-}$ આયનની સાંદ્રતાની ગણતરી:
કિસ્સો $I$ ($HCl$ ની ગેરહાજરીમાં):
ધારો કે $HS^{-}$ ની સાંદ્રતા $x \ M$ છે.
$H_2S \leftrightarrow H^{+} + HS^{-}$
$K_{a_1} = \frac{[H^{+}][HS^{-}]}{[H_2S]} = \frac{x^2}{0.1-x} \approx \frac{x^2}{0.1} = 9.1 \times 10^{-8}$
$x^2 = 9.1 \times 10^{-9} \Rightarrow x = 9.54 \times 10^{-5} \ M$.
તેથી,$[HS^{-}] = 9.54 \times 10^{-5} \ M$.
કિસ્સો $II$ ($0.1 \ M \ HCl$ ની હાજરીમાં):
$HCl$ પ્રબળ એસિડ છે,તેથી $[H^{+}] \approx 0.1 \ M$.
$K_{a_1} = \frac{[H^{+}][HS^{-}]}{[H_2S]} = \frac{(0.1)[HS^{-}]}{0.1} = 9.1 \times 10^{-8}$
$[HS^{-}] = 9.1 \times 10^{-8} \ M$.
$(ii)$ $[S^{2-}]$ ની સાંદ્રતાની ગણતરી:
કિસ્સો $I$ ($HCl$ ની ગેરહાજરીમાં):
$K_{a_2} = \frac{[H^{+}][S^{2-}]}{[HS^{-}]} = 1.2 \times 10^{-13}$
કારણ કે $[H^{+}] = [HS^{-}] = 9.54 \times 10^{-5} \ M$,તેથી $[S^{2-}] = K_{a_2} = 1.2 \times 10^{-13} \ M$.
કિસ્સો $II$ ($0.1 \ M \ HCl$ ની હાજરીમાં):
$[H^{+}] = 0.1 \ M$ અને $[HS^{-}] = 9.1 \times 10^{-8} \ M$.
$1.2 \times 10^{-13} = \frac{(0.1)[S^{2-}]}{9.1 \times 10^{-8}}$
$[S^{2-}] = \frac{1.2 \times 10^{-13} \times 9.1 \times 10^{-8}}{0.1} = 1.092 \times 10^{-19} \ M$.

(N/A) $K_{b} = 5.4 \times 10^{-4}$
$c = 0.02 \ M$
નિર્બળ બેઝ માટે,આયનીકરણની માત્રા $\alpha = \sqrt{\frac{K_{b}}{c}}$ દ્વારા મળે છે.
$\alpha = \sqrt{\frac{5.4 \times 10^{-4}}{0.02}} = 0.1643$.
જ્યારે $0.1 \ M \ NaOH$ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તે પ્રબળ બેઝ તરીકે વર્તે છે અને $0.1 \ M \ OH^{-}$ આયનો આપે છે.
$(CH_{3})_{2}NH + H_{2}O \longleftrightarrow (CH_{3})_{2}NH_{2}^{+} + OH^{-}$
પ્રારંભિક: $0.02 \ M \quad 0 \quad 0.1 \ M$
સંતુલન: $(0.02 - x) \ M \quad x \ M \quad (0.1 + x) \ M$
$K_{b}$ નાનો હોવાથી,$x$ એ $0.02$ અને $0.1$ ની સરખામણીમાં અવગણ્ય છે.
$K_{b} = \frac{x(0.1)}{0.02} = 5.4 \times 10^{-4}$
$x = \frac{5.4 \times 10^{-4} \times 0.02}{0.1} = 1.08 \times 10^{-4} \ M$.
આયનીકરણની ટકાવારી $= \frac{x}{c} \times 100 = \frac{1.08 \times 10^{-4}}{0.02} \times 100 = 0.54 \%$.

ધારો કે પ્રોપેનોઈક એસિડના આયનીકરણની માત્રા $\alpha$ છે.
$0.05 \, M$ દ્રાવણ માટે:
$HA \leftrightarrow H^{+} + A^{-}$
$K_a = \frac{C\alpha^2}{1-\alpha} \approx C\alpha^2$
$\alpha = \sqrt{\frac{K_a}{C}} = \sqrt{\frac{1.32 \times 10^{-5}}{0.05}} = 1.625 \times 10^{-2} \approx 0.0163$
$[H^{+}] = C\alpha = 0.05 \times 0.0163 = 8.15 \times 10^{-4} \, M$
$pH = -\log(8.15 \times 10^{-4}) = 3.089 \approx 3.09$
$0.01 \, M \, HCl$ ની હાજરીમાં (પ્રબળ એસિડ,$[H^{+}] \approx 0.01 \, M$):
$K_a = \frac{[H^{+}][A^{-}]}{[HA]} = \frac{(0.01)(0.05\alpha')}{0.05} = 0.01 \times \alpha'$
$\alpha' = \frac{1.32 \times 10^{-5}}{0.01} = 1.32 \times 10^{-3}$

નિર્બળ એસિડ $ClCH_{2}COOH$ માટે:
$K_{a} = 1.35 \times 10^{-3}$,$c = 0.1 \ M$.
$[H^{+}] = \sqrt{K_{a} \times c} = \sqrt{1.35 \times 10^{-3} \times 0.1} = \sqrt{1.35 \times 10^{-4}} = 0.0116 \ M$.
$pH = -\log(0.0116) = 1.935 \approx 1.94$.
ક્ષાર $ClCH_{2}COONa$ (નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝનો ક્ષાર) માટે:
$K_{h} = \frac{K_{w}}{K_{a}} = \frac{10^{-14}}{1.35 \times 10^{-3}} = 7.407 \times 10^{-12}$.
$[OH^{-}] = \sqrt{K_{h} \times c} = \sqrt{7.407 \times 10^{-12} \times 0.1} = \sqrt{7.407 \times 10^{-13}} = 8.606 \times 10^{-7} \ M$.
$pOH = -\log(8.606 \times 10^{-7}) = 7 - 0.935 = 6.065$.
$pH = 14 - pOH = 14 - 6.065 = 7.935 \approx 7.94$.

$(a)$ $H_{3}O^{+}$ ના મોલ = $0.0025 \, mol$. $OH^{-}$ ના મોલ = $0.0040 \, mol$. વધારાના $OH^{-} = 0.0015 \, mol$. કુલ કદ = $0.035 \, L$. $[OH^{-}] = 0.0428 \, M$. $pOH = 1.37$. $pH = 12.63$.
$(b)$ $H_{3}O^{+}$ ના મોલ = $0.0002 \, mol$. $OH^{-}$ ના મોલ = $0.0002 \, mol$. દ્રાવણ તટસ્થ છે,તેથી $pH = 7$.
$(c)$ $H_{3}O^{+}$ ના મોલ = $0.002 \, mol$. $OH^{-}$ ના મોલ = $0.001 \, mol$. વધારાના $H_{3}O^{+} = 0.001 \, mol$. કુલ કદ = $0.02 \, L$. $[H_{3}O^{+}] = 0.05 \, M$. $pH = -\log(0.05) = 1.30$.

(N/A) આયનિક સંતુલન એ વિદ્યુતવિભાજ્યના જલીય દ્રાવણમાં અણુઓ અને આયનો વચ્ચે સ્થપાયેલ ગતિશીલ સંતુલન છે.
ઉદાહરણ: $Fe_{(aq)}^{3+} + SCN_{(aq)}^{-} \rightleftharpoons [Fe(SCN)]_{(aq)}^{2+}$
પદાર્થોને દ્રાવણમાં તેમની વર્તણૂકના આધારે વર્ગીકૃત કરી શકાય છે:
$1$. અ-વિદ્યુતવિભાજ્ય: ખાંડ જેવા પદાર્થો જલીય દ્રાવણમાં વિદ્યુતનું વહન કરતા નથી કારણ કે તેઓ આયનો ઉત્પન્ન કરતા નથી. તેથી,અ-વિદ્યુતવિભાજ્ય પદાર્થોમાં આયનિક સંતુલન જોવા મળતું નથી.
$2$. પ્રબળ વિદ્યુતવિભાજ્ય: આ પદાર્થો પાણીમાં લગભગ $100 \%$ આયનીકરણ પામે છે. ઉદાહરણ તરીકે,$NaCl$ એક પ્રબળ વિદ્યુતવિભાજ્ય છે. આવા દ્રાવણોમાં આયનિક સાંદ્રતા અને વાહકતા ઊંચી હોય છે.
$3$. નિર્બળ વિદ્યુતવિભાજ્ય: આ પદાર્થો દ્રાવણમાં ખૂબ ઓછા પ્રમાણમાં (સામાન્ય રીતે $5 \%$ થી ઓછું) આયનીકરણ પામે છે. નિર્બળ વિદ્યુતવિભાજ્યમાં,આયનો અને અ-આયનીકૃત અણુઓ વચ્ચે ગતિશીલ સંતુલન સ્થપાય છે.
ઉદાહરણ: $CH_{3}COOH_{(aq)} \rightleftharpoons CH_{3}COO_{(aq)}^{-} + H_{(aq)}^{+}$
આયનિક સંતુલન સામાન્ય રીતે નિર્બળ એસિડ,નિર્બળ બેઇઝ અને તેમના ક્ષારોના દ્રાવણમાં સ્થપાય છે.

(N/A) $0.1 \ M \ HCl$ માટે,$pH = -\log(0.1) = 1$. $0.1 \ M \ NaOH$ માટે,$pOH = -\log(0.1) = 1$,તેથી $pH = 14 - 1 = 13$. આમ,$0.1 \ M \ NaOH$ નું $pH$ મૂલ્ય વધારે છે.
$(b)$ $0.1 \ M \ HCl$ માટે,$pH = 1$. $0.01 \ M \ HCl$ માટે,$pH = -\log(0.01) = 2$. આમ,$0.01 \ M \ HCl$ નું $pH$ મૂલ્ય વધારે છે.
$(c)$ $0.1 \ M \ NaOH$ માટે,$pOH = 1$,તેથી $pH = 13$. $0.01 \ M \ NaOH$ માટે,$pOH = -\log(0.01) = 2$,તેથી $pH = 14 - 2 = 12$. આમ,$0.1 \ M \ NaOH$ નું $pH$ મૂલ્ય વધારે છે.

(D) નિર્બળ એસિડ $CH_3COOH$ માટે,વિયોજન અંશ $\alpha = 5\% = 0.05$ છે.
સાંદ્રતા $C = 0.01 \ M$ છે.
વિયોજન અચળાંક $K_a$ માટેનું સૂત્ર $K_a = C\alpha^2 / (1 - \alpha)$ છે.
અહીં $\alpha$ ખૂબ નાનું હોવાથી,$1 - \alpha \approx 1$ લઈ શકાય.
તેથી,$K_a \approx C\alpha^2$.
$K_a = 0.01 \times (0.05)^2 = 0.01 \times 0.0025 = 2.5 \times 10^{-5}$.

(A) ${H_2}A$ ડાયપ્રોટિક એસિડ માટે,વિયોજનના તબક્કાઓ નીચે મુજબ છે:
$1$. ${H_2}A \rightleftharpoons H^+ + HA^-$; $K_{a1} = 1.0 \times 10^{-5}$
$2$. $HA^- \rightleftharpoons H^+ + A^{2-}$; $K_{a2} = 5.0 \times 10^{-10}$
કુલ પ્રક્રિયા આ બે તબક્કાઓનો સરવાળો છે:
${H_2}A \rightleftharpoons 2H^+ + A^{2-}$
કુલ વિયોજન અચળાંક $K_a$ એ વ્યક્તિગત વિયોજન અચળાંકોનો ગુણાકાર છે:
$K_a = K_{a1} \times K_{a2}$
$K_a = (1.0 \times 10^{-5}) \times (5.0 \times 10^{-10}) = 5.0 \times 10^{-15}$

(B) ધારો કે દરેક દ્રાવણનું કદ $V \ L$ છે. મિશ્રણનું કુલ કદ $3V \ L$ થશે.
દ્રાવણોમાં $H^+$ આયનની સાંદ્રતા:
$[H^+]_1 = 10^{-3} \ M$,$[H^+]_2 = 10^{-4} \ M$,$[H^+]_3 = 10^{-5} \ M$.
$H^+$ આયનોના કુલ મોલ $n_{total} = (10^{-3} \times V) + (10^{-4} \times V) + (10^{-5} \times V) = V(10^{-3} + 0.1 \times 10^{-3} + 0.01 \times 10^{-3}) = 1.11 \times 10^{-3} \times V$.
અંતિમ સાંદ્રતા $[H^+]_{mix} = \frac{n_{total}}{V_{total}} = \frac{1.11 \times 10^{-3} \times V}{3V} = 0.37 \times 10^{-3} \ M = 3.7 \times 10^{-4} \ M$.

(A) આપેલ પ્રક્રિયા: $CN^- + CH_3COOH \rightleftharpoons HCN + CH_3COO^-$
આ પ્રક્રિયાને $CH_3COOH$ અને $HCN$ ના વિયોજનના તફાવત તરીકે દર્શાવી શકાય છે:
$CH_3COOH \rightleftharpoons CH_3COO^- + H^+$; $K_a(CH_3COOH) = 1.5 \times 10^{-5}$
$HCN \rightleftharpoons H^+ + CN^-$; $K_a(HCN) = 4.5 \times 10^{-10}$
મુખ્ય પ્રક્રિયા માટે સંતુલન અચળાંક $K = \frac{K_a(CH_3COOH)}{K_a(HCN)}$
$K = \frac{1.5 \times 10^{-5}}{4.5 \times 10^{-10}} = 3.33 \times 10^{4}$
આપેલ વિકલ્પો મુજબ,નજીકની કિંમત $3.0 \times 10^{4}$ છે.

(A) પ્રક્રિયા: $2HCl + Ba(OH)_2 \rightarrow BaCl_2 + 2H_2O$.
$HCl$ ના મોલ $= 0.050 \times 0.020 = 0.001 \ mol$.
$Ba(OH)_2$ ના મોલ $= 0.10 \times 0.030 = 0.003 \ mol$.
$1 \ mol \ Ba(OH)_2$ એ $2 \ mol \ HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,તેથી $0.003 \ mol \ Ba(OH)_2$ માટે $0.006 \ mol \ HCl$ જોઈએ.
અહીં $HCl$ સીમિત પ્રક્રિયક છે.
બાકી રહેલ $Ba(OH)_2$ ના મોલ $= 0.003 - 0.0005 = 0.0025 \ mol$.
કુલ કદ $= 50 \ mL = 0.050 \ L$.
$Ba(OH)_2$ ની સાંદ્રતા $= 0.0025 / 0.050 = 0.05 \ M$.
$Ba(OH)_2 \rightarrow Ba^{2+} + 2OH^-$,તેથી $[OH^-] = 2 \times 0.05 = 0.10 \ M$.

(C) પગલું $1$: $OH^-$ અને $H^+$ ના મિલિમોલની ગણતરી કરો.
$Ca(OH)_2$ ના મિલિમોલ = $10 \ mL \times 0.2 \ M = 2 \ mmol$.
$Ca(OH)_2$ એ $2 \ OH^-$ આયનો આપે છે,તેથી $OH^-$ ના મિલિમોલ = $2 \times 2 = 4 \ mmol$.
$HCl$ ના મિલિમોલ = $25 \ mL \times 0.1 \ M = 2.5 \ mmol$.
$HCl$ એ $1 \ H^+$ આયન આપે છે,તેથી $H^+$ ના મિલિમોલ = $2.5 \ mmol$.
પગલું $2$: તટસ્થીકરણ પછી બાકી રહેલા મોલની ગણતરી કરો.
$H^+ + OH^- \rightarrow H_2O$.
બાકી રહેલા $OH^- = 4 \ mmol - 2.5 \ mmol = 1.5 \ mmol$.
પગલું $3$: $OH^-$ ની સાંદ્રતાની ગણતરી કરો.
કુલ કદ = $10 \ mL + 25 \ mL = 35 \ mL$.
$[OH^-] = \frac{1.5 \ mmol}{35 \ mL} \approx 0.04286 \ M$.
પગલું $4$: $pOH$ અને $pH$ ની ગણતરી કરો.
$pOH = -\log(0.04286) \approx 1.368$.
$pH = 14 - pOH = 14 - 1.368 = 12.632 \approx 12.63$.

(N/A) $HCl$ માટે: $pH = 2$,તેથી $[H^+] = 10^{-2} \ M$. $H^+$ ના મોલ $= 10^{-2} \ mol/L \times 0.2 \ L = 2 \times 10^{-3} \ mol$.
$NaOH$ માટે: $pH = 12$,તેથી $pOH = 14 - 12 = 2$. આમ,$[OH^-] = 10^{-2} \ M$. $OH^-$ ના મોલ $= 10^{-2} \ mol/L \times 0.3 \ L = 3 \times 10^{-3} \ mol$.
$n(OH^-) > n(H^+)$ હોવાથી,મિશ્રણ બેઝિક છે.
$OH^-$ ના બાકી રહેલા મોલ $= 3 \times 10^{-3} - 2 \times 10^{-3} = 1 \times 10^{-3} \ mol$.
કુલ કદ $= 200 \ mL + 300 \ mL = 500 \ mL = 0.5 \ L$.
$[OH^-]_{result} = \frac{1 \times 10^{-3} \ mol}{0.5 \ L} = 2 \times 10^{-3} \ M$.
$pOH = -\log(2 \times 10^{-3}) = 3 - \log(2) = 3 - 0.301 = 2.699$.
$pH = 14 - 2.699 = 11.301 \approx 11.3$.

(A) તુલ્ય બિંદુએ,$CH_3COOH$ એ $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $CH_3COONa$ અને $H_2O$ બનાવે છે.
શરૂઆતની સાંદ્રતા $0.1 \ M$ હોવાથી,કદ બમણું થાય છે,તેથી ક્ષાર $CH_3COONa$ ની સાંદ્રતા $C = 0.05 \ M$ થાય છે.
ક્ષારનું જળવિભાજન થાય છે: $CH_3COO^- + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + OH^-$.
નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઝના ક્ષાર માટે $pH = \frac{1}{2} [pK_w + pK_a + \log C]$ સૂત્ર વપરાય છે.
$K_a = 1.9 \times 10^{-5}$ આપેલ છે,તેથી $pK_a = -\log(1.9 \times 10^{-5}) \approx 4.72$.
$pH = \frac{1}{2} [14 + 4.72 + \log(0.05)]$.
$pH = \frac{1}{2} [18.72 - 1.30] = 8.71$.

(A) $pH$ ના ચઢતા ક્રમમાં ગોઠવવા માટે,આપણે દરેક પદાર્થની પ્રકૃતિ સમજીએ:
$1$. $HNO_3$ પ્રબળ એસિડ છે,તેથી તેની $pH$ સૌથી ઓછી હોય છે.
$2$. $NH_4Cl$ એ પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ અને નિર્બળ બેઇઝ $(NH_4OH)$ નો ક્ષાર છે,તેથી તે એસિડિક છે $(pH < 7)$.
$3$. $KI$ એ પ્રબળ એસિડ $(HI)$ અને પ્રબળ બેઇઝ $(KOH)$ નો ક્ષાર છે,તેથી તે તટસ્થ છે $(pH = 7)$.
$4$. $CH_3COONa$ એ નિર્બળ એસિડ $(CH_3COOH)$ અને પ્રબળ બેઇઝ $(NaOH)$ નો ક્ષાર છે,તેથી તે બેઝિક છે $(pH > 7)$.
આમ,$pH$ નો ચઢતો ક્રમ: $HNO_3 < NH_4Cl < KI < CH_3COONa$ છે.

(A) હેન્રીના નિયમ મુજબ,$P_{CO_2} = K_H \times [CO_2]$.
આપેલ છે કે $1 \ kg$ પાણીમાં $44 \ g$ $CO_2$ $(1 \ mol)$ $30 \ bar$ ને અનુરૂપ છે,તેથી $30 = K_H \times 1$,એટલે કે $K_H = 30 \ bar \cdot kg \cdot mol^{-1}$.
$3 \ bar$ પર સોફ્ટ ડ્રિંક માટે,સાંદ્રતા $[CO_2] = \frac{P}{K_H} = \frac{3}{30} = 0.1 \ M$.
વિયોજન $H_2CO_3 \rightleftharpoons H^+ + HCO_3^-$ માટે,$H^+$ ની સાંદ્રતા $[H^+] = \sqrt{K_{a1} \times C} = \sqrt{4.0 \times 10^{-7} \times 0.1} = \sqrt{4.0 \times 10^{-8}} = 2.0 \times 10^{-4} \ M$ દ્વારા મળે છે.
$pH = -\log[H^+] = -\log(2.0 \times 10^{-4}) = 4 - \log 2 = 4 - 0.3 = 3.7$.
આમ,$pH = 37 \times 10^{-1}$.

(D) $I$. $0.01 \ M \ HCl$ એ પ્રબળ એસિડ છે: $[H^+] = 10^{-2} \ M$,તેથી $pH = 2$ અને $pOH = 14 - 2 = 12$.
$II$. $0.01 \ M \ NaOH$ એ પ્રબળ બેઇઝ છે: $[OH^-] = 10^{-2} \ M$,તેથી $pOH = -\log(10^{-2}) = 2$.
$III$. $0.01 \ M \ CH_3COONa$ એ નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝનો ક્ષાર છે,જેનું એનાયોનિક જળવિભાજન થાય છે: $[OH^-] > 10^{-7} \ M$,તેથી $pOH < 7$.
$IV$. $0.01 \ M \ NaCl$ એ પ્રબળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝનો ક્ષાર છે,જે તટસ્થ છે: $[OH^-] = 10^{-7} \ M$,તેથી $pOH = 7$.
$pOH$ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા: $A (12) > D (7) > C (< 7) > B (2)$.
આમ,ઉતરતો ક્રમ $A > D > C > B$ છે.

(B) પ્રક્રિયા: $HCl_{(aq)} + NaOH_{(aq)} \rightarrow NaCl_{(aq)} + H_2O_{(\ell)}$
$HCl$ ના પ્રારંભિક મોલ $= 50 \, mL \times 1 \, M = 50 \, mmol$.
$NaOH$ ના પ્રારંભિક મોલ $= 30 \, mL \times 1 \, M = 30 \, mmol$.
પ્રક્રિયા પછી,બાકી રહેલ $HCl = 50 - 30 = 20 \, mmol$.
દ્રાવણનું કુલ કદ $= 50 \, mL + 30 \, mL = 80 \, mL$.
$[H^+] = [HCl] = \frac{20 \, mmol}{80 \, mL} = 0.25 \, M = 2.5 \times 10^{-1} \, M$.
$pH = -\log[H^+] = -\log(2.5 \times 10^{-1}) = -(\log 2.5 - 1) = 1 - 0.3979 = 0.6021$.
આપેલ છે કે $pH = x \times 10^{-4}$,તેથી $0.6021 = x \times 10^{-4}$.
$x = 0.6021 \times 10^4 = 6021$.