Mix Examples-Ionic Equilibrium Questions in Hindi

(D) आयनन की मात्रा $(\alpha)$ तापमान,विलेय की प्रकृति,विलायक की प्रकृति और विलयन की सांद्रता जैसे कारकों पर निर्भर करती है।
$Current$ (विद्युत धारा) विद्युत आवेश का प्रवाह है और यह विलयन में किसी पदार्थ की आंतरिक संतुलन अवस्था या आयनन की मात्रा को प्रभावित नहीं करता है।
अतः,सही विकल्प $(D)$ है।

(B) पानी में $NaHCO_3$ का घोल $HCO_3^-$ आयन के जल-अपघटन (hydrolysis) के कारण प्रकृति में क्षारीय (alkaline) होता है।
जल-अपघटन की अभिक्रिया: $HCO_3^- + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 + OH^-$.
$OH^-$ आयनों की उपस्थिति के कारण घोल क्षारीय होता है।
मिथाइल ऑरेंज एक pH संकेतक है जो क्षारीय घोल में पीला रंग देता है।

(A) $NaOH$ की नॉर्मलता $N_1 = 1 \times 1 = 1 \ N$ है।
$H_2SO_4$ की नॉर्मलता $N_2 = 2 \times 10 = 20 \ N$ है (क्योंकि $n$-कारक $2$ है)।
$NaOH$ के मिली-तुल्यांक = $1 \times 100 = 100$।
$H_2SO_4$ के मिली-तुल्यांक = $20 \times 10 = 200$।
चूंकि अम्ल के मिली-तुल्यांक $(200)$ > क्षार के मिली-तुल्यांक $(100)$ हैं,इसलिए विलयन में अतिरिक्त अम्ल शेष रहेगा।
अतः,परिणामी मिश्रण अम्लीय होगा।

(A) $ZnX^{+}$ संकुल की स्थिरता कठोर-मृदु अम्ल-क्षार $(HSAB)$ सिद्धांत पर निर्भर करती है।
$Zn^{2+}$ एक सीमावर्ती (borderline) अम्ल है।
$F^{-}$ एक कठोर क्षार है,जबकि $I^{-}$ एक मृदु क्षार है।
$HSAB$ सिद्धांत के अनुसार,कठोर अम्ल कठोर क्षार के साथ जुड़ना पसंद करते हैं।
दिए गए विकल्पों में से,$F^{-}$ सबसे कठोर क्षार है,जो $Zn^{2+}$ आयन के साथ सबसे मजबूत स्थिरवैद्युत आकर्षण बनाता है,जिसके परिणामस्वरूप $ZnF^{+}$ के निर्माण के लिए सबसे अधिक स्थिरता स्थिरांक $(K_{eq})$ प्राप्त होता है।

(B) मिश्रित लवण वह लवण है जिसमें एक से अधिक प्रकार के धनायन या ऋणायन होते हैं ($H^+$ या $OH^-$ आयनों को छोड़कर)।
$NaKSO_4$ एक मिश्रित लवण है क्योंकि इसमें दो अलग-अलग धनायन,$Na^+$ और $K^+$,और एक ऋणायन,$SO_4^{2-}$ मौजूद हैं।
$NaHSO_4$ एक अम्लीय लवण है,$K_4[Fe(CN)_6]$ एक संकुल लवण है,और $Mg(OH)Cl$ एक क्षारीय लवण है।

(A) $CH_3COOH$ जैसे दुर्बल अम्ल के लिए,हाइड्रोजन आयन सांद्रता $[H^+]$ अम्ल की सांद्रता $(c)$ और उसके वियोजन की मात्रा $(\alpha)$ के गुणनफल द्वारा प्राप्त होती है।
दिया गया है:
सांद्रता $c = 0.1 \ N = 0.1 \ M$ (क्योंकि $CH_3COOH$ का संयोजकता कारक $1$ है)।
वियोजन की मात्रा $\alpha = 30 \% = \frac{30}{100} = 0.3$.
अतः,$[H^+] = c \times \alpha = 0.1 \times 0.3 = 0.03 \ M$.

(C) दुर्बल अम्ल $(CH_3COOH)$ और दुर्बल क्षार $(NH_4OH)$ के बीच अभिक्रिया से लवण $(CH_3COONH_4)$ बनता है।
दुर्बल अम्ल और दुर्बल क्षार के लवण का $pH$ निम्नलिखित सूत्र द्वारा दिया जाता है:
$pH = \frac{1}{2} [pK_w + pK_a - pK_b]$
दिया गया है:
$pK_w = 14$
$pK_a = 5.0$
$pK_b = 5.0$
मान रखने पर:
$pH = \frac{1}{2} [14 + 5.0 - 5.0]$
$pH = \frac{1}{2} [14] = 7$

(D) चरण $1$: $HCl$ और $NaOH$ के मिली-तुल्यांकों की गणना करें।
$HCl$ के $mEq = 20 \ mL \times 0.5 \ N = 10 \ mEq$.
$NaOH$ के $mEq = 35 \ mL \times 0.1 \ N = 3.5 \ mEq$.
चरण $2$: परिणामी विलयन की प्रकृति निर्धारित करें।
चूंकि $HCl$ के $mEq > NaOH$ के $mEq$,इसलिए विलयन अम्लीय है।
शेष $H^+$ के $mEq = 10 - 3.5 = 6.5 \ mEq$.
चरण $3$: संकेतकों का विश्लेषण करें।
फिनोलफथेलिन अम्लीय माध्यम में रंगहीन और क्षारीय माध्यम में गुलाबी होता है। मिथाइल ऑरेंज अम्लीय माध्यम $(pH < 3.1)$ में लाल और क्षारीय माध्यम $(pH > 4.4)$ में पीला होता है।
$H^+$ की अंतिम सांद्रता: $[H^+] = \frac{6.5 \ mEq}{55 \ mL} \approx 0.118 \ N$.
$pH = -\log(0.118) \approx 0.93$.
$pH \approx 0.93$ पर,मिथाइल ऑरेंज लाल रंग देता है। अतः,सही विकल्प $D$ है।

(C) $1$. $Na_2CO_3 \cdot H_2O$ के मोलों की गणना करें: मोलर द्रव्यमान $124 \ g/mol$ है। मोल $= 0.62 \ g / 124 \ g/mol = 0.005 \ mol$.
$2$. $(NH_4)_2SO_4$ के तुल्यांकों की गणना करें: तुल्यांक $= N \times V(L) = 0.1 \ N \times 0.1 \ L = 0.01 \ eq$.
$3$. अभिक्रिया: $Na_2CO_3 + (NH_4)_2SO_4 \rightarrow (NH_4)_2CO_3 + Na_2SO_4$.
$4$. $1 \ mol \ Na_2CO_3$,$1 \ mol \ (NH_4)_2SO_4$ के साथ अभिक्रिया करता है। $Na_2CO_3$ एक प्रबल क्षार और दुर्बल अम्ल का लवण है,इसलिए यह प्रति मोल $2$ तुल्यांक प्रदान करता है। अतः,$0.005 \ mol \ Na_2CO_3$,$0.01 \ eq$ प्रदान करता है।
$5$. चूंकि $0.01 \ eq \ Na_2CO_3$,$0.01 \ eq \ (NH_4)_2SO_4$ के साथ अभिक्रिया करता है,परिणामी विलयन में $(NH_4)_2CO_3$ होता है,जो एक दुर्बल अम्ल और दुर्बल क्षार का लवण है। यह विलयन थोड़ा क्षारीय होता है।

(B) चरण $1$: $NaOH$ के मिलीमोल की गणना करें।
$n(NaOH) = M \times V(mL) = \frac{1}{10} \times 100 = 10 \, mmol$.
चरण $2$: $HCl$ के मिलीमोल की गणना करें।
$n(HCl) = M \times V(mL) = \frac{1}{5} \times 50 = 10 \, mmol$.
चरण $3$: चूंकि $NaOH$ और $HCl$ $1:1$ मोलर अनुपात में प्रतिक्रिया करते हैं $(NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O)$,इसलिए $10 \, mmol$ $NaOH$ पूरी तरह से $10 \, mmol$ $HCl$ को उदासीन कर देगा।
चरण $4$: चूंकि दोनों अभिकारक पूरी तरह से उपभोग हो जाते हैं,परिणामी विलयन में केवल $NaCl$ (एक प्रबल अम्ल और प्रबल क्षार का लवण) बचता है,जो उदासीन होता है।
इसलिए,परिणामी विलयन की $pH$ $7$ है।

(C) $NH_4OH$ के लिए,सांद्रता $C = 0.1 \ M$ (डेसीनॉर्मल)।
दिया गया आयनन की मात्रा $\alpha = 20\% = 0.2$ है।
हाइड्रॉक्साइड आयनों की सांद्रता $[OH^-] = C \times \alpha = 0.1 \times 0.2 = 0.02 \ M = 2 \times 10^{-2} \ M$ है।
$pOH$ की गणना: $pOH = -\log[OH^-] = -\log(2 \times 10^{-2}) = 2 - \log 2 = 2 - 0.301 = 1.699 \approx 1.7$ है।
अंत में,$pH + pOH = 14$ संबंध का उपयोग करके $pH$ ज्ञात करें।
$pH = 14 - 1.7 = 12.3$।

(C) $1$. $NaOH$ के मिली-इक्विवेलेंट्स की गणना: $n_{NaOH} = 10 \ mL \times 0.1 \ N = 1 \ meq$.
$2$. $H_2SO_4$ के मिली-इक्विवेलेंट्स की गणना: $n_{H_2SO_4} = 10 \ mL \times 0.05 \ N = 0.5 \ meq$.
$3$. $NaOH$ एक प्रबल क्षार है और $H_2SO_4$ एक प्रबल अम्ल है,इसलिए वे एक-दूसरे को उदासीन करते हैं।
$4$. शेष $NaOH = 1 \ meq - 0.5 \ meq = 0.5 \ meq$.
$5$. विलयन का कुल आयतन = $10 \ mL + 10 \ mL = 20 \ mL$.
$6$. $[OH^-]$ की सांद्रता = $\frac{0.5 \ meq}{20 \ mL} = 0.025 \ N = 2.5 \times 10^{-2} \ M$.
$7$. $pOH = -\log(2.5 \times 10^{-2}) = 2 - \log(2.5) = 2 - 0.3979 = 1.6021$.
$8$. $pH = 14 - pOH = 14 - 1.6021 = 12.3979$.
$9$. चूंकि $pH > 7$ है,इसलिए सही विकल्प $C$ है।

(B, C) कथन $A$ गलत है क्योंकि बहुत तनु अम्ल विलयन के लिए, जल से आने वाले $H^+$ आयनों के योगदान को नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है। $1.0 \times 10^{-8} \ M$ $HCl$ का $pH$ लगभग $6.98$ होता है, $8$ नहीं।
कथन $B$ सही है क्योंकि संयुग्मी क्षार अम्ल से एक प्रोटॉन $(H^+)$ को हटाकर बनता है: $H_2PO_4^- \rightarrow H^+ + HPO_4^{2-}$.
कथन $C$ सही है क्योंकि जल का स्व-प्रोटोअपघटन एक ऊष्माशोषी प्रक्रिया $(\Delta H > 0)$ है, इसलिए तापमान बढ़ने पर साम्य स्थिरांक $K_w$ बढ़ता है।
कथन $D$ गलत है क्योंकि दुर्बल अम्ल के अर्ध-उदासीनीकरण बिंदु पर, अम्ल की सांद्रता उसके संयुग्मी क्षार की सांद्रता के बराबर होती है $([HA] = [A^-])$। हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण के अनुसार, $pH = pK_a + \log(\frac{[A^-]}{[HA]})$, जो सरल होकर $pH = pK_a$ हो जाता है।

(D) के लिए,$HCl$ एक प्रबल अम्ल है। $[H^+] = 0.01 \, M = 10^{-2} \, M$. अतः,$pH = -\log(10^{-2}) = 2$.
$(b)$ के लिए,$H_2SO_4$ एक प्रबल अम्ल है। $[H^+] = 2 \times 0.01 \, M = 0.02 \, M$. अतः,$pH = -\log(0.02) \approx 1.7$.
$(c)$ के लिए,$H_2SO_4$ के मोल $= 0.02 \, M \times 0.050 \, L = 0.001 \, mol$. $H^+$ के मोल $= 2 \times 0.001 = 0.002 \, mol$.
$NaOH$ के मोल $= 0.02 \, M \times 0.050 \, L = 0.001 \, mol$. $OH^-$ के मोल $= 0.001 \, mol$.
$H^+$ के शुद्ध मोल $= 0.002 - 0.001 = 0.001 \, mol$.
कुल आयतन $= 50 \, mL + 50 \, mL = 100 \, mL = 0.1 \, L$.
$[H^+] = \frac{0.001 \, mol}{0.1 \, L} = 0.01 \, M = 10^{-2} \, M$.
अतः,$pH = -\log(10^{-2}) = 2$.
चूंकि $(a)$ और $(c)$ दोनों का $pH = 2$ है,इसलिए सही विकल्प $(d)$ है।

(C) कथन $(C)$ गलत है।
$1 \times 10^{-8} \ M \ HCl$ जैसे अत्यंत तनु अम्लीय विलयन के लिए,जल से प्राप्त $H^+$ आयनों के योगदान को नगण्य नहीं माना जा सकता है।
कुल $[H^+] = 10^{-8} + 10^{-7} \approx 1.1 \times 10^{-7} \ M$ होता है।
अतः,$pH = -\log(1.1 \times 10^{-7}) \approx 6.96$,जो कि थोड़ा अम्लीय है,न कि $8$ (जो कि क्षारीय है)।

(A) $HCl$ एक प्रबल अम्ल है,इसलिए इसका $pH$ सबसे कम $(pH \approx 1)$ होता है।
$NH_4Cl$ एक प्रबल अम्ल $(HCl)$ और दुर्बल क्षार $(NH_4OH)$ का लवण है,इसलिए इसका धनायनिक जल-अपघटन होता है,जिससे विलयन अम्लीय हो जाता है $(pH < 7)$।
$NaCl$ एक प्रबल अम्ल $(HCl)$ और प्रबल क्षार $(NaOH)$ का लवण है,इसलिए यह उदासीन होता है $(pH = 7)$।
$NaCN$ एक दुर्बल अम्ल $(HCN)$ और प्रबल क्षार $(NaOH)$ का लवण है,इसलिए इसका ऋणायनिक जल-अपघटन होता है,जिससे विलयन क्षारीय हो जाता है $(pH > 7)$।
अतः,$pH$ के बढ़ने का सही क्रम है: $HCl < NH_4Cl < NaCl < NaCN$।

(B) दुर्बल अम्ल $(HA)$ और प्रबल क्षार $(OH^-)$ के बीच की अभिक्रिया है: $HA + OH^- \rightleftharpoons A^- + H_2O$.
यह अभिक्रिया संयुग्मी क्षार $(A^-)$ के जल-अपघटन की विपरीत अभिक्रिया है।
इस अभिक्रिया के लिए साम्य स्थिरांक $K = \frac{1}{K_h}$ है,जहाँ $K_h$,$A^-$ का जल-अपघटन स्थिरांक है।
हम जानते हैं कि $K_h = \frac{K_w}{K_a}$.
अतः,$K = \frac{K_a}{K_w}$.
दिया गया है $K_a = 1 \times 10^{-4}$ और $K_w = 1 \times 10^{-14}$.
$K = \frac{10^{-4}}{10^{-14}} = 10^{10}$.

(A) पानी का घनत्व $1 \ g/mL$ है,इसलिए $1 \ litre$ पानी का वजन $1000 \ g$ होता है।
$1 \ litre$ पानी में पानी के मोलों की संख्या $n = \frac{1000 \ g}{18 \ g/mol} = 55.56 \ mol$ है।
$H^+$ आयनों की सांद्रता $[H^+] = 10^{-7} \ mol/L$ है।
आयनीकरण की मात्रा $(\alpha)$ आयनित मोलों की संख्या और कुल मोलों की संख्या का अनुपात है।
$\alpha = \frac{[H^+]}{[H_2O]} = \frac{10^{-7}}{55.56} = 1.8 \times 10^{-9}$।
इसे प्रतिशत में व्यक्त करने के लिए: $\alpha \% = (1.8 \times 10^{-9}) \times 100 = 1.8 \times 10^{-7} \%$।

(D) वियोजन की मात्रा $\alpha = \frac{1.9 \times 10^{-7}}{100} = 1.9 \times 10^{-9}$.
जल की मोलर सांद्रता $C = \frac{1000 \, g/L}{18 \, g/mol} = 55.55 \, M$.
आयनन स्थिरांक $K_i = C \alpha^2$ द्वारा दिया जाता है।
$K_i = 55.55 \times (1.9 \times 10^{-9})^2$.
$K_i = 55.55 \times 3.61 \times 10^{-18} \approx 2.0 \times 10^{-16}$.

(A) दिया गया है: विलयन की सांद्रता $= 0.1 \ M$.
आयनन की मात्रा $(\alpha) = 2\% = 0.02$.
जल का आयनिक गुणनफल $(K_w) = 1 \times 10^{-14}$.
$[H^{+}]$ की सांद्रता $= C \times \alpha = 0.1 \times 0.02 = 2 \times 10^{-3} \ M$.
$[OH^{-}]$ की सांद्रता $= \frac{K_w}{[H^{+}]} = \frac{1 \times 10^{-14}}{2 \times 10^{-3}} = 0.5 \times 10^{-11} = 5 \times 10^{-12} \ M$.

(A) आयनन की मात्रा $\alpha = 1.34 \% = 0.0134$ है।
सांद्रता $c = 0.1 \, M$ दी गई है।
दुर्बल अम्ल के लिए आयनन स्थिरांक $K_a = c \alpha^2$ सूत्र द्वारा प्राप्त होता है।
मान रखने पर: $K_a = 0.1 \times (0.0134)^2$.
$K_a = 0.1 \times 0.00017956 = 1.7956 \times 10^{-5} \approx 1.8 \times 10^{-5}$।
दिए गए विकल्पों के साथ तुलना करने पर,निकटतम मान $1.82 \times 10^{-5}$ है।

(C) प्रारंभिक $[H^{+}]$ सांद्रता = $1 \times 10^{-4} \ M$ है।
जब विलयन को समान आयतन के पानी के साथ तनु किया जाता है,तो कुल आयतन दोगुना हो जाता है,इसलिए $[H^{+}]$ की सांद्रता आधी हो जाती है:
$[H^{+}]_{new} = \frac{1 \times 10^{-4}}{2} = 0.5 \times 10^{-4} \ M$।
पानी के आयनिक गुणनफल का उपयोग करते हुए,$K_w = [H^{+}][OH^{-}] = 1 \times 10^{-14}$।
$[OH^{-}] = \frac{K_w}{[H^{+}]_{new}} = \frac{1 \times 10^{-14}}{0.5 \times 10^{-4}} = 2 \times 10^{-10} \ mol \ dm^{-3}$।

(B) $Ba(OH)_2$ का वियोजन इस प्रकार होता है: $Ba(OH)_2 \rightarrow Ba^{2+} + 2OH^{-}$.
चूंकि $1 \ mol$ $Ba(OH)_2$ से $2 \ mol$ $OH^{-}$ आयन प्राप्त होते हैं,इसलिए $OH^{-}$ आयनों की सांद्रता $[OH^{-}] = 2 \times [Ba(OH)_2] = 2 \times 0.005 \ M = 0.01 \ M$ है।
$OH^{-}$ आयनों के मोलों की संख्या: $\text{मोल} = \text{मोलरता} \times \text{आयतन (L में)}$.
$OH^{-}$ के मोल = $0.01 \ M \times 0.3 \ L = 0.0030 \ mol$.

(A) $H^{+}$ आयनों की सांद्रता $[H^{+}] = C \times \alpha$ द्वारा दी जाती है।
यहाँ $C = 0.1 \ N$ और $\alpha = 0.1$ दिया गया है,इसलिए $[H^{+}] = 0.1 \times 0.1 = 10^{-2} \ M$ है।
कमरे के तापमान पर,जल का आयनिक गुणनफल $K_w = [H^{+}][OH^{-}] = 10^{-14}$ होता है।
अतः,$[OH^{-}] = \frac{10^{-14}}{[H^{+}]} = \frac{10^{-14}}{10^{-2}} = 10^{-12} \ M$।

(C) $[H_3O^{+}]$ की सांद्रता निर्धारित करने के लिए,हम $0.01 \ M$ जलीय विलयनों में विलेय की प्रकृति का विश्लेषण करते हैं:
$1$. $NaNO_2$ एक दुर्बल अम्ल $(HNO_2)$ और प्रबल क्षार $(NaOH)$ का लवण है,जो इसे क्षारीय बनाता है ($pH > 7$,कम $[H_3O^{+}]$)।
$2$. $NaCl$ एक प्रबल अम्ल $(HCl)$ और प्रबल क्षार $(NaOH)$ का लवण है,जो उदासीन है ($pH = 7$,$[H_3O^{+}] = 10^{-7} \ M$)।
$3$. $H_2S$ एक दुर्बल अम्ल है,जो आंशिक रूप से वियोजित होकर $[H_3O^{+}]$ देता है।
$4$. $H_2SO_4$ एक प्रबल अम्ल है,जो पूर्णतः वियोजित होकर उच्च $[H_3O^{+}]$ देता है।
अतः,$[H_3O^{+}]$ के बढ़ते हुए सांद्रण का सही क्रम: $NaNO_2 < NaCl < H_2S < H_2SO_4$ है।

(D) जब $NaCl$ को पानी में घोला जाता है,तो सोडियम आयन जलयोजित (Hydrated) हो जाता है।
जब सोडियम क्लोराइड पानी में घुलता है,तो सोडियम और क्लोराइड आयन तथा ध्रुवीय जल के अणु आयन-द्विध्रुव (ion-dipole) आकर्षण द्वारा एक-दूसरे की ओर मजबूती से आकर्षित होते हैं।
विलायक के अणु (इस मामले में पानी) आयनों को घेर लेते हैं,उन्हें क्रिस्टल जालक से हटा देते हैं और विलयन बनाते हैं।
जैसे-जैसे घुलने की प्रक्रिया आगे बढ़ती है,व्यक्तिगत आयन ठोस सतह से अलग हो जाते हैं और विलयन में पूरी तरह से अलग,जलयोजित प्रजातियां बन जाते हैं।

(B) पोटेशियम क्रोमेट $(K_2CrO_4)$ और तनु नाइट्रिक एसिड $(HNO_3)$ के बीच की अभिक्रिया एक अम्ल-क्षार संतुलन अभिक्रिया है,जिसमें क्रोमेट आयन $(CrO_4^{2-})$ डाइक्रोमेट आयन $(Cr_2O_7^{2-})$ में परिवर्तित हो जाता है।
संतुलित रासायनिक समीकरण है:
$2K_2CrO_4 + 2HNO_3 \rightarrow K_2Cr_2O_7 + 2KNO_3 + H_2O$
आयनिक रूप में:
$2CrO_4^{2-} + 2H^{+} \rightarrow Cr_2O_7^{2-} + H_2O$
यह एक रेडॉक्स अभिक्रिया नहीं है; क्रोमियम की ऑक्सीकरण अवस्था $CrO_4^{2-}$ और $Cr_2O_7^{2-}$ दोनों में $+6$ ही रहती है।

(C) $Al(OH)_3$ एक उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड है,जो अतिरिक्त $NaOH$ में घुलकर घुलनशील सोडियम एल्युमिनेट $(NaAlO_2)$ बनाता है।
$Fe(OH)_3$ एक क्षारीय हाइड्रॉक्साइड है और यह $NaOH$ के साथ अभिक्रिया नहीं करता है।
इसलिए,$NaOH$ का विलयन मिलाने से $Fe(OH)_3$ (अवक्षेप के रूप में) को $Al(OH)_3$ (विलयन में) से अलग किया जा सकता है।

(D) अम्ल के तुल्यांकों की संख्या = $N_1 V_1 = 0.25 \times 20 = 5 \, \text{meq}$.
क्षार के तुल्यांकों की संख्या = $N_2 V_2 = 0.2 \times 30 = 6 \, \text{meq}$.
चूंकि क्षार के तुल्यांकों की संख्या अम्ल के तुल्यांकों से अधिक है,इसलिए परिणामी विलयन क्षारीय होगा।
क्षार के अतिरिक्त तुल्यांक = $6 - 5 = 1 \, \text{meq}$.
मिश्रण का कुल आयतन = $20 + 30 = 50 \, mL$.
परिणामी विलयन की नॉर्मलता = $\frac{\text{अतिरिक्त तुल्यांक}}{\text{कुल आयतन}} = \frac{1 \, \text{meq}}{50 \, mL} = 0.02 \, N$.
अतः,परिणामी विलयन $0.02 \, N$ क्षारीय है।

(D) एक प्रबल अम्ल $(HCl)$ और एक प्रबल क्षार $(NaOH)$ के अनुमापन में,$HCl$ की उपस्थिति के कारण प्रारंभिक $pH$ बहुत कम होता है।
जैसे-जैसे क्षार मिलाया जाता है,$pH$ पहले धीरे-धीरे बढ़ता है।
तुल्यता बिंदु (equivalence point) के पास,$pH$ में एक तीव्र और अचानक वृद्धि होती है क्योंकि $H^+$ आयनों की सांद्रता तेजी से घटती है।
तुल्यता बिंदु के बाद,$pH$ लगभग स्थिर हो जाता है क्योंकि यह मिलाए गए अतिरिक्त $NaOH$ द्वारा निर्धारित होता है।
ग्राफ $D$ प्रबल अम्ल-प्रबल क्षार अनुमापन के लिए इस विशिष्ट सिग्मोइडल वक्र को सही ढंग से दर्शाता है।

(B) $HCl$ के तुल्यांक = $N_1 V_1 = 0.1 \times 100 = 10 \ mEq$.
$NaOH$ के तुल्यांक = $N_2 V_2 = 0.2 \times 100 = 20 \ mEq$.
चूंकि $NaOH$ अधिक मात्रा में है,इसलिए परिणामी विलयन क्षारीय होगा।
$NaOH$ के शेष तुल्यांक = $20 - 10 = 10 \ mEq$.
मिश्रण का कुल आयतन = $100 \ cm^3 + 100 \ cm^3 = 200 \ cm^3$.
परिणामी नॉर्मलता $(N_{res})$ = $\frac{10}{200} = 0.05 \ N$.

(B) $NaOH$ प्रकृति में आर्द्रताग्राही (hygroscopic) और प्रस्वेदी (deliquescent) होता है। यह वायुमंडल से नमी और $CO_2$ को अवशोषित करता है। पानी का अवशोषण विलयन के कुल आयतन को बढ़ा देता है,जिससे $NaOH$ विलयन की मोलरता (सांद्रता) कम हो जाती है।

(D) सही विकल्प $D$ है। किसी विद्युत-अपघट्य के आयनन की मात्रा $(\alpha)$ कई कारकों पर निर्भर करती है:
$1$. विद्युत-अपघट्य की प्रकृति: प्रबल विद्युत-अपघट्य पूर्णतः आयनित होते हैं,जबकि दुर्बल विद्युत-अपघट्य आंशिक रूप से आयनित होते हैं।
$2$. विलायक की प्रकृति: उच्च परावैद्युतांक (dielectric constant) वाले विलायक अधिक आयनन को सुगम बनाते हैं।
$3$. तापमान: सामान्यतः,तापमान में वृद्धि आयनन की मात्रा को बढ़ाती है।
$4$. सांद्रता: तनुकरण (dilution) आयनन की मात्रा को बढ़ाता है।
अतः,दिए गए सभी कारक आयनन की मात्रा को प्रभावित करते हैं।

(C) $ZnSO_4$ की $NaHCO_3$ के साथ अभिक्रिया से सामान्य जिंक कार्बोनेट $(ZnCO_3)$ का अवक्षेप प्राप्त होता है।
रासायनिक समीकरण है: $ZnSO_4 + 2NaHCO_3 \to ZnCO_3 + Na_2SO_4 + H_2O + CO_2$.
$Na_2CO_3$ का उपयोग करने पर क्षारीय जिंक कार्बोनेट बनता है,जबकि सामान्य कार्बोनेट प्राप्त करने के लिए $NaHCO_3$ का उपयोग किया जाता है।

(C) $CH_3COONa$ एक दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार का लवण है,जो जल में आयनिक जल-अपघटन द्वारा $CH_3COOH$ और $OH^-$ बनाता है।
$CH_3CONH_2$ (एसिटामाइड) जल की उपस्थिति में (अक्सर अम्ल या क्षार द्वारा उत्प्रेरित) जल-अपघटन करके $CH_3COOH$ और $NH_3$ बनाता है।
चूंकि दोनों यौगिकों का जल-अपघटन होता है,इसलिए सही उत्तर $(c)$ है।

(A) अम्ल के तुल्यांक $(N_1V_1)$ = $20 \, mL \times 0.25 \, N = 5 \, meq$.
क्षार के तुल्यांक $(N_2V_2)$ = $30 \, mL \times 0.2 \, N = 6 \, meq$.
चूंकि क्षार के तुल्यांक अम्ल से अधिक हैं,इसलिए परिणामी विलयन क्षारीय होगा।
अतिरिक्त क्षार के तुल्यांक = $6 \, meq - 5 \, meq = 1 \, meq$.
मिश्रण का कुल आयतन = $20 \, mL + 30 \, mL = 50 \, mL$.
परिणामी विलयन की नॉर्मलता = $\frac{\text{अतिरिक्त तुल्यांक}}{\text{कुल आयतन}} = \frac{1 \, meq}{50 \, mL} = 0.02 \, N$.
अतः,विलयन $0.02 \, N$ क्षारीय होगा।

(A) शुद्ध जल में,वियोजन साम्य $H_2O \rightleftharpoons H^{+} + OH^{-}$ है।
$25 \, ^oC$ पर,$H^{+}$ आयनों की सांद्रता $[H^{+}] = 1 \times 10^{-7} \, M$ और $OH^{-}$ आयनों की सांद्रता $[OH^{-}] = 1 \times 10^{-7} \, M$ है।
अतः,सांद्रताओं का योग $[H^{+}] + [OH^{-}] = 1 \times 10^{-7} + 1 \times 10^{-7} = 2 \times 10^{-7} \, M$ है।

(C) जब समान आयतन मिलाए जाते हैं,तो प्रत्येक प्रजाति की सांद्रता आधी हो जाती है।
$[Ca^{2+}] = \frac{0.004}{2} = 0.002 \, M = 2 \times 10^{-3} \, M$
$[SO_4^{2-}] = [SO_4^{2-}]_{CaSO_4} + [SO_4^{2-}]_{H_2SO_4}$
$[SO_4^{2-}] = \frac{0.004}{2} + \frac{0.002}{2} = 0.002 + 0.001 = 0.003 \, M = 3 \times 10^{-3} \, M$
आयनिक गुणनफल $Q_{sp} = [Ca^{2+}] [SO_4^{2-}] = (2 \times 10^{-3}) \times (3 \times 10^{-3}) = 6 \times 10^{-6}$.

(C) दुर्बल अम्ल $HCN$ के लिए,वियोजन साम्य $HCN \rightleftharpoons H^+ + CN^-$ है।
वियोजन स्थिरांक $K_a = \frac{[H^+][CN^-]}{[HCN]}$ द्वारा दिया जाता है।
दुर्बल अम्ल के लिए,$[H^+] = [CN^-] = C\alpha$ और $[HCN] = C(1-\alpha) \approx C$ होता है।
अतः,$K_a = C\alpha^2$,जिसका अर्थ है $\alpha = \sqrt{\frac{K_a}{C}} = \frac{[H^+]}{C}$।
$K_w = [H^+][OH^-]$ से,$[H^+] = \frac{K_w}{[OH^-]}$ प्राप्त होता है।
इस मान को $\alpha$ के व्यंजक में रखने पर,$\alpha = \frac{K_a}{[H^+]} = \frac{K_a \times [OH^-]}{K_w}$ प्राप्त होता है।
अतः,कथन $(A)$ और $(B)$ दोनों सही हैं।

(A) जल के वियोजन के लिए: $H_2O(l) \rightleftharpoons H^+(aq) + OH^-(aq)$।
साम्य स्थिरांक $K_c = \frac{[H^+][OH^-]}{[H_2O]}$ द्वारा दिया जाता है।
$25 \, ^\circ C$ पर,जल का आयनिक गुणनफल $K_w = [H^+][OH^-] = 1 \times 10^{-14}$ होता है।
शुद्ध जल की सांद्रता $[H_2O] = \frac{1000 \, g/L}{18 \, g/mol} = 55.55 \, M$ है।
अतः,वियोजन स्थिरांक $K_a = \frac{K_w}{[H_2O]} = \frac{1 \times 10^{-14}}{55.55} = (55.55 \times 10^{14})^{-1}$।

(A) दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार के लवण के लिए जल-अपघटन स्थिरांक $K_h = \frac{K_w}{K_a}$ होता है।
$NaA$ के लिए: $K_h(A^-) = 10^{-8} = \frac{10^{-14}}{K_a(HA)}$,इसलिए $K_a(HA) = 10^{-6}$।
$NaB$ के लिए: $K_h(B^-) = 10^{-10} = \frac{10^{-14}}{K_a(HB)}$,इसलिए $K_a(HB) = 10^{-4}$।
$HC$ के लिए: $K_a(HC) = 10^{-5}$।
वियोजन स्थिरांकों की तुलना करने पर: $K_a(HB) = 10^{-4} > K_a(HC) = 10^{-5} > K_a(HA) = 10^{-6}$।
चूंकि अम्लीय सामर्थ्य $K_a$ के सीधे समानुपाती होता है,इसलिए क्रम $HB > HC > HA$ है।

(A) कार्बोनिक एसिड के लिए वियोजन अभिक्रिया: $H_2CO_3 \rightleftharpoons 2H^{+} + CO_3^{2-}$.
दी गई सांद्रता $C = 5 \times 10^{-3} \, M$ और वियोजन की मात्रा $\alpha = 10\% = 0.1$ है।
$H^{+}$ आयन की सांद्रता $[H^{+}] = 2 \times C \times \alpha$ द्वारा दी जाती है।
मान रखने पर: $[H^{+}] = 2 \times (5 \times 10^{-3}) \times 0.1$.
$[H^{+}] = 10 \times 10^{-3} \times 0.1 = 10^{-3} \, M$.

(A) $OH^{-}$ आयनों की संख्या = $[OH^{-}]$ की सांद्रता $\times$ आवोगाद्रो संख्या $(N_A)$
$= 10^{-7} \times 6.023 \times 10^{23} = 6.023 \times 10^{16}$ आयन।

(C) शुद्ध जल में,$H^+$ आयनों की सांद्रता $OH^-$ आयनों की सांद्रता के बराबर होती है,अर्थात $[H^+] = [OH^-]$.
दिया गया है कि $90 \, ^\circ C$ पर,$[H^+] = 10^{-6} \, M$.
इसलिए,$[OH^-] = 10^{-6} \, M$.
योग करने पर: $[H^+] + [OH^-] = 10^{-6} + 10^{-6} = 2 \times 10^{-6} \, M$.
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(A) एक दुर्बल अम्ल के लिए,वियोजन स्थिरांक $K_a = C \alpha^2$ द्वारा दिया जाता है।
प्रारंभ में,$C_1 = 0.1 \, M$ और $\alpha_1 = \frac{1}{100} = 0.01$.
$K_a = 0.1 \times (0.01)^2 = 0.1 \times 10^{-4} = 10^{-5}$.
अब,नई सांद्रता $C_2$ के लिए जहाँ $\alpha_2 = \frac{10}{100} = 0.1$:
$K_a = C_2 \times (\alpha_2)^2$
$10^{-5} = C_2 \times (0.1)^2$
$10^{-5} = C_2 \times 10^{-2}$
$C_2 = \frac{10^{-5}}{10^{-2}} = 10^{-3} \, M = 0.001 \, M$.

(B) अम्ल-क्षार अनुमापन में तुल्यता बिंदु पर $pH$ बने हुए लवण की प्रकृति पर निर्भर करता है।
$1$. प्रबल अम्ल और प्रबल क्षार के लिए,बना हुआ लवण उदासीन होता है $(pH \approx 7)$।
$2$. प्रबल अम्ल और दुर्बल क्षार के लिए,लवण का धनायनिक जल-अपघटन होता है,जिसके परिणामस्वरूप विलयन अम्लीय हो जाता है $(pH < 7)$।
$3$. दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार के लिए,लवण का ऋणायनिक जल-अपघटन होता है,जिसके परिणामस्वरूप विलयन क्षारीय हो जाता है $(pH > 7)$।
एसिटिक अम्ल ($CH_3COOH$,दुर्बल अम्ल) और सोडियम हाइड्रॉक्साइड ($NaOH$,प्रबल क्षार) के अनुमापन में,बना हुआ लवण सोडियम एसीटेट $(CH_3COONa)$ है।
$CH_3COO^- + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + OH^-$
$OH^-$ आयनों के उत्पादन के कारण विलयन क्षारीय हो जाता है,इसलिए तुल्यता बिंदु पर $pH$ का मान $8$ से अधिक होता है।

(A) दिया गया है: सांद्रता $C = 0.1 \, M$,आयनन की मात्रा $\alpha = 2\% = 0.02$.
दुर्बल अम्ल के लिए,$[H^{+}] = C \times \alpha$.
$[H^{+}] = 0.1 \times 0.02 = 0.002 \, M = 2 \times 10^{-3} \, M$.
हम जानते हैं कि $[H^{+}] \times [OH]^{-} = K_w = 1 \times 10^{-14}$.
$[OH]^{-} = \frac{1 \times 10^{-14}}{2 \times 10^{-3}} = 0.5 \times 10^{-11} = 5 \times 10^{-12} \, M$.
अतः,$[H^{+}] = 2 \times 10^{-3} \, M$ और $[OH]^{-} = 5 \times 10^{-12} \, M$.

(B) शुद्ध जल में $H^{+}$ आयनों की सांद्रता $10^{-7} \ M$ होती है।
$1 \ L$ में $H^{+}$ आयनों की संख्या $= 10^{-7} \times 6.022 \times 10^{23}$।
$1 \ L$ में $H_2O$ की सांद्रता $\frac{1000 \ g}{18 \ g/mol} \approx 55.56 \ M$ होती है।
$1 \ L$ में $H_2O$ के अणुओं की संख्या $= 55.56 \times 6.022 \times 10^{23}$।
अनुपात $= \frac{10^{-7} \times 6.022 \times 10^{23}}{55.56 \times 6.022 \times 10^{23}} = \frac{1}{55.56 \times 10^7} \approx 1 : 55.6 \times 10^7$।
दिए गए विकल्पों के अनुसार,निकटतम मान $1 : 55.4 \times 10^7$ है।

(B) $pH$ के क्रम को निर्धारित करने के लिए,हम लवणों की प्रकृति का विश्लेषण करते हैं:
$1$. $HCl$ एक प्रबल अम्ल है,इसलिए इसके $0.1 \ M$ विलयन की $pH$ सबसे कम (लगभग $1$) होती है।
$2$. $NH_4Cl$ एक प्रबल अम्ल $(HCl)$ और दुर्बल क्षार $(NH_4OH)$ का लवण है,जो इसे अम्लीय बनाता है $(pH < 7)$।
$3$. $NaCl$ एक प्रबल अम्ल $(HCl)$ और प्रबल क्षार $(NaOH)$ का लवण है,जो इसे उदासीन बनाता है $(pH = 7)$।
$4$. $NaCN$ एक दुर्बल अम्ल $(HCN)$ और प्रबल क्षार $(NaOH)$ का लवण है,जो इसे क्षारीय बनाता है $(pH > 7)$।
अतः,$pH$ का बढ़ता क्रम: $HCl < NH_4Cl < NaCl < NaCN$ है।

(D) अभिक्रिया: $2NaOH + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$.
$NaOH$ के मिलीमोल = $10 \, mL \times 0.1 \, M = 1 \, mmol$.
$H_2SO_4$ के मिलीमोल = $10 \, mL \times 0.05 \, M = 0.5 \, mmol$.
चूंकि $2 \, mmol$ $NaOH$,$1 \, mmol$ $H_2SO_4$ के साथ अभिक्रिया करता है,इसलिए $1 \, mmol$ $NaOH$,$0.5 \, mmol$ $H_2SO_4$ के साथ पूर्णतः अभिक्रिया करेगा।
दोनों अभिकारक पूर्णतः समाप्त हो जाते हैं,जिससे विलयन उदासीन हो जाता है।
अतः,विलयन का $pH$ $7$ होगा।