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Mix Examples-Ionic Equilibrium Questions in Hindi

Class 11 Chemistry · 6-2.Equilibrium-II (Ionic Equilibrium) · Mix Examples-Ionic Equilibrium

205+

Questions

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100%

With Solutions

Showing 48 of 205 questions in Hindi

151
MediumMCQ
$T(K)$ तापमान पर डाइमिथाइलएमाइन का $pK_{b}$ और एसिटिक एसिड का $pK_{a}$ क्रमशः $3.27$ और $4.77$ है। डाइमिथाइलअमोनियम एसीटेट विलयन के $pH$ के लिए सही विकल्प है:
A
$8.50$
B
$5.50$
C
$7.75$
D
$6.25$

Solution

(C) डाइमिथाइलअमोनियम एसीटेट एक दुर्बल अम्ल (एसिटिक एसिड) और दुर्बल क्षार (डाइमिथाइलएमाइन) का लवण है।
दुर्बल अम्ल और दुर्बल क्षार के लवण के $pH$ का सूत्र है:
$pH = 7 + \frac{1}{2} pK_{a} - \frac{1}{2} pK_{b}$
दिया गया है:
$pK_{a} = 4.77$
$pK_{b} = 3.27$
सूत्र में मान रखने पर:
$pH = 7 + \frac{1}{2} (4.77) - \frac{1}{2} (3.27)$
$pH = 7 + \frac{1}{2} (4.77 - 3.27)$
$pH = 7 + \frac{1}{2} (1.50)$
$pH = 7 + 0.75$
$pH = 7.75$
152
DifficultMCQ
$0.001 \, mol \, L^{-1}$ सांद्रता वाले एक दुर्बल अम्ल $HA$ की चालकता $2.0 \times 10^{-5} \, S \, cm^{-1}$ है। यदि $\Lambda_{m}^{\circ} (HA)=190 \, S \, cm^{2} \, mol^{-1}$ है,तो $HA$ का आयनन स्थिरांक $(K_{a})$ $....\, \times 10^{-6}$ के बराबर है। (निकटतम पूर्णांक में पूर्णांकित करें)
A
$18$
B
$12$
C
$61$
D
$14$

Solution

(B) सबसे पहले,मोलर चालकता $(\Lambda_{m})$ की गणना करें: $\Lambda_{m} = \frac{1000 \times \kappa}{C}$
$\Lambda_{m} = \frac{1000 \times 2.0 \times 10^{-5}}{0.001} = 20 \, S \, cm^{2} \, mol^{-1}$
इसके बाद,वियोजन की मात्रा $(\alpha)$ की गणना करें:
$\alpha = \frac{\Lambda_{m}}{\Lambda_{m}^{\circ}} = \frac{20}{190} = \frac{2}{19}$
दुर्बल अम्ल $HA$ के लिए,आयनन स्थिरांक $K_{a}$ इस प्रकार है:
$K_{a} = \frac{C \alpha^{2}}{1 - \alpha}$
$K_{a} = \frac{0.001 \times (2/19)^{2}}{1 - (2/19)} = \frac{0.001 \times (4/361)}{17/19} \approx 12.38 \times 10^{-6}$
निकटतम पूर्णांक में उत्तर $12 \times 10^{-6}$ है।
153
DifficultMCQ
अल्प विलेय लवण $A_{2}X_{3}$ का विलेयता गुणनफल $1.1 \times 10^{-23}$ है। यदि विलयन की विशिष्ट चालकता $3 \times 10^{-5} \ S \ m^{-1}$ है,तो विलयन की सीमांत मोलर चालकता $x \times 10^{-3} \ S \ m^{2} \ mol^{-1}$ है। $x$ का मान ... है।
A
$30$
B
$54$
C
$3$
D
$90$

Solution

(C) लवण का वियोजन: $A_{2}X_{3(s)} \rightleftharpoons 2A^{3+}_{(aq)} + 3X^{2-}_{(aq)}$.
माना विलेयता $s \ mol \ L^{-1}$ है। अतः $[A^{3+}] = 2s$ और $[X^{2-}] = 3s$.
विलेयता गुणनफल $K_{sp} = (2s)^2(3s)^3 = 108s^5 = 1.1 \times 10^{-23}$.
$s^5 = \frac{1.1 \times 10^{-23}}{108} \approx 1.018 \times 10^{-25}$.
$s \approx 10^{-5} \ mol \ L^{-1} = 0.01 \ mol \ m^{-3}$.
अल्प विलेय लवण के लिए,मोलर चालकता $\Lambda_m \approx \Lambda_m^{\infty} = \frac{\kappa}{C}$.
$\Lambda_m^{\infty} = \frac{3 \times 10^{-5}}{0.01} = 3 \times 10^{-3} \ S \ m^2 \ mol^{-1}$.
अतः $x = 3$.
154
MediumMCQ
दुर्बल क्षार $NH_4OH$ और प्रबल अम्ल $HCl$ के $pH$-मीट्रिक अनुमापन का आलेख कैसा दिखता है?
A
Option A
B
Option B
C
Option C
D
Option D

Solution

(A) दुर्बल क्षार $(NH_4OH)$ का प्रबल अम्ल $(HCl)$ के साथ अनुमापन में क्षार में अम्ल मिलाना शामिल है।
प्रारंभ में,$pH$ उच्च (क्षारीय) होता है।
जैसे-जैसे प्रबल अम्ल मिलाया जाता है,$pH$ धीरे-धीरे कम होता जाता है।
तुल्यता बिंदु के पास,$pH$ में तीव्र गिरावट आती है।
चूंकि परिणामी लवण $(NH_4Cl)$,$NH_4^+$ आयन के जल-अपघटन के कारण अम्लीय होता है,इसलिए तुल्यता बिंदु पर $pH$ $7$ से कम होता है।
इसलिए,सही आलेख उच्च $pH$ मान से शुरू होने वाला नीचे की ओर झुका हुआ वक्र दर्शाता है।
155
DifficultMCQ
एक दुर्बल अम्ल का दुर्बल क्षार के साथ अनुमापन (titration) किया जाता है। तुल्यता बिंदु (equivalence point) पर विलयन के $pH$ के संबंध में निम्नलिखित कथनों पर विचार करें।
$(i)$ $pH$ अम्ल और क्षार की सांद्रता पर निर्भर करता है
$(ii)$ $pH$ अम्ल और क्षार की सांद्रता से स्वतंत्र है
$(iii)$ $pH$ अम्ल के $pK_{a}$ और क्षार के $pK_{b}$ पर निर्भर करता है
$(iv)$ $pH$ अम्ल के $pK_{a}$ और क्षार के $pK_{b}$ से स्वतंत्र है
सही कथन हैं
A
केवल $(i)$ और $(iii)$
B
केवल $(i)$ और $(iv)$
C
केवल $(ii)$ और $(iii)$
D
केवल $(ii)$ और $(iv)$

Solution

(C) दुर्बल अम्ल और दुर्बल क्षार के अनुमापन के लिए तुल्यता बिंदु पर $pH$ का व्यंजक इस प्रकार है:
$pH = \frac{1}{2}(pK_{w} + pK_{a} - pK_{b})$
इस व्यंजक से स्पष्ट है कि $pH$ अम्ल और क्षार की सांद्रता से स्वतंत्र है (कथन $ii$ सही है,$i$ गलत है)।
यह व्यंजक यह भी दर्शाता है कि $pH$ अम्ल के $pK_{a}$ और क्षार के $pK_{b}$ पर निर्भर करता है (कथन $iii$ सही है,$iv$ गलत है)।
अतः,सही कथन $(ii)$ और $(iii)$ हैं।
156
DifficultMCQ
$10 \ mL$ $0.1 \ M$ $H_2SO_4$ और $10 \ mL$ $0.1 \ M$ $KOH$ के जलीय मिश्रण में हाइड्रोजन आयन सांद्रता . . . . . . $M$ है।
A
$0.1$
B
$0.05$
C
$0.2$
D
$0.02$

Solution

(B) $H_2SO_4$ एक द्वि-प्रोटोनिक अम्ल है,इसलिए $10 \ mL$ $0.1 \ M$ $H_2SO_4$ से $2 \times 10 \times 0.1 = 2 \ mmol$ $H^{+}$ आयन प्राप्त होते हैं।
$KOH$ एक एकल-प्रोटोनिक क्षार है,इसलिए $10 \ mL$ $0.1 \ M$ $KOH$ से $10 \times 0.1 = 1 \ mmol$ $OH^{-}$ आयन प्राप्त होते हैं।
उदासीनीकरण के बाद,शेष $H^{+}$ आयन $= 2 - 1 = 1 \ mmol$.
मिश्रण का कुल आयतन $= 10 \ mL + 10 \ mL = 20 \ mL$.
अतः,$[H^{+}] = \frac{1 \ mmol}{20 \ mL} = 0.05 \ M$.
157
MediumMCQ
$1 \times 10^{-5} \ S \ M$ $AgNO_3$ को $AgBr$ के $1 \ L$ संतृप्त विलयन में मिलाया जाता है। $298 \ K$ पर इस विलयन की चालकता $......... \times 10^{-8} \ S \ m^{-1}$ है।
दिया है: $K_{sp}(AgBr) = 4.9 \times 10^{-13}$ ($298 \ K$ पर),$\lambda^0_{Ag^{+}} = 6 \times 10^{-3} \ S \ m^2 \ mol^{-1}$,$\lambda^0_{Br^{-}} = 8 \times 10^{-3} \ S \ m^2 \ mol^{-1}$,$\lambda^0_{NO_3^-} = 7 \times 10^{-3} \ S \ m^2 \ mol^{-1}$.
A
$12$
B
$14$
C
$13$
D
$15$

Solution

(C) $AgNO_3$ से $Ag^{+}$ आयनों की सांद्रता $[Ag^{+}] = 10^{-5} \ M$ है।
$NO_3^{-}$ आयनों की सांद्रता $[NO_3^{-}] = 10^{-5} \ M$ है।
कॉमन आयन इफेक्ट के कारण,$Br^{-}$ आयनों की सांद्रता विलेयता गुणनफल स्थिरांक द्वारा निर्धारित होती है: $[Br^{-}] = \frac{K_{sp}}{[Ag^{+}]} = \frac{4.9 \times 10^{-13}}{10^{-5}} = 4.9 \times 10^{-8} \ M$.
चालकता $\kappa$ को $\kappa = \sum C_i \lambda_i$ द्वारा दिया जाता है।
$Ag^{+}$ के लिए: $\kappa_{Ag^{+}} = 10^{-5} \times 6 \times 10^{-3} = 6 \times 10^{-8} \ S \ m^{-1}$.
$Br^{-}$ के लिए: $\kappa_{Br^{-}} = 4.9 \times 10^{-8} \times 8 \times 10^{-3} = 39.2 \times 10^{-11} \ S \ m^{-1} = 0.392 \times 10^{-8} \ S \ m^{-1}$.
$NO_3^{-}$ के लिए: $\kappa_{NO_3^{-}} = 10^{-5} \times 7 \times 10^{-3} = 7 \times 10^{-8} \ S \ m^{-1}$.
कुल चालकता $\kappa = (6 + 0.392 + 7) \times 10^{-8} \ S \ m^{-1} = 13.392 \times 10^{-8} \ S \ m^{-1}$.
निकटतम पूर्णांक में राउंडिंग करने पर,हमें $13 \times 10^{-8} \ S \ m^{-1}$ प्राप्त होता है।
158
MediumMCQ
$c$ सांद्रता वाले एक दुर्बल विद्युत अपघट्य ($K_{eq} = $ साम्य स्थिरांक) $A_2B_3$ के सांद्र विलयन के लिए,वियोजन की मात्रा '$\alpha$' है
A
$\left(\frac{K_{eq}}{108 c^4}\right)^{\frac{1}{5}}$
B
$\left(\frac{K_{eq}}{6 c^5}\right)^{\frac{1}{5}}$
C
$\left(\frac{K_{eq}}{5 c^4}\right)^{\frac{1}{5}}$
D
$\left(\frac{K_{eq}}{25 c^2}\right)^{\frac{1}{5}}$

Solution

(A) वियोजन अभिक्रिया है: $A_2B_3 (aq.) \rightleftharpoons 2 A^{3+} (aq.) + 3 B^{2-} (aq.)$
साम्यावस्था पर सांद्रताएँ: $[A_2B_3] = c(1 - \alpha)$,$[A^{3+}] = 2c\alpha$,और $[B^{2-}] = 3c\alpha$ हैं।
साम्य स्थिरांक का व्यंजक: $K_{eq} = \frac{[A^{3+}]^2 [B^{2-}]^3}{[A_2B_3]} = \frac{(2c\alpha)^2 (3c\alpha)^3}{c(1 - \alpha)}$।
दुर्बल विद्युत अपघट्य के लिए,$\alpha \ll 1$,इसलिए $(1 - \alpha) \approx 1$।
अतः,$K_{eq} = \frac{(4c^2\alpha^2)(27c^3\alpha^3)}{c} = 108c^4\alpha^5$।
$\alpha$ के लिए हल करने पर: $\alpha^5 = \frac{K_{eq}}{108c^4} \implies \alpha = \left(\frac{K_{eq}}{108 c^4}\right)^{\frac{1}{5}}$।
159
MediumMCQ
निम्नलिखित में से कौन सा/से कथन सही है/हैं?
$ (A) $ $1 \times 10^{-8} \ M \ HCl$ विलयन का $pH$ $8$ है।
$ (B) $ $H_2PO_4^{-}$ का संयुग्मी क्षार $HPO_4^{2-}$ है।
$ (C) $ तापमान में वृद्धि के साथ $K_w$ बढ़ता है।
$ (D) $ जब एक दुर्बल मोनोप्रोटिक अम्ल के विलयन का एक प्रबल क्षार के साथ अर्ध-उदासीनीकरण बिंदु पर अनुमापन किया जाता है,तो $pH = pK_a$ होता है।
नीचे दिए गए विकल्पों में से सही उत्तर चुनें।
A
$ (B), (C), (D) $
B
$ (A), (D) $
C
$ (A), (B), (C) $
D
$ (B), (C) $

Solution

(A) $ (A) $ $1 \times 10^{-8} \ M \ HCl$ का $pH$ $8$ नहीं है क्योंकि पानी से प्राप्त $H^+$ आयनों के योगदान को नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है। $pH$ लगभग $6.98$ है।
$ (B) $ $H_2PO_4^{-}$ का संयुग्मी क्षार एक $H^+$ आयन को हटाने से प्राप्त होता है,जो $HPO_4^{2-}$ देता है। यह सही है।
$ (C) $ पानी का स्वतः-आयनन एक ऊष्माशोषी प्रक्रिया है,इसलिए तापमान बढ़ने पर $K_w$ बढ़ता है। यह सही है।
$ (D) $ हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण के अनुसार,$pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$। अर्ध-उदासीनीकरण बिंदु पर,$[Salt] = [Acid]$ होता है,इसलिए $pH = pK_a$ होता है। यह सही है।
160
DifficultMCQ
नीचे दो कथन दिए गए हैं :
कथन $I$ : अमोनियम कार्बोनेट का जलीय विलयन क्षारीय होता है।
कथन $II$ : दुर्बल अम्ल और दुर्बल क्षार के लवण के विलयन की अम्लीय/क्षारीय प्रकृति उसे बनाने वाले अम्ल और क्षार के $K_a$ और $K_b$ मान पर निर्भर करती है।
उपर्युक्त कथनों के आलोक में,नीचे दिए गए विकल्पों में से सबसे उपयुक्त उत्तर चुनें :
A
दोनों कथन $I$ और कथन $II$ सही हैं
B
कथन $I$ सही है लेकिन कथन $II$ गलत है
C
दोनों कथन $I$ और कथन $II$ गलत हैं
D
कथन $I$ गलत है लेकिन कथन $II$ सही है

Solution

(A) अमोनियम कार्बोनेट $(NH_4)_2CO_3$ एक दुर्बल क्षार $(NH_4OH)$ और एक दुर्बल अम्ल $(H_2CO_3)$ का लवण है।
दुर्बल अम्ल और दुर्बल क्षार से बने लवण के विलयन का $pH$ सूत्र $pH = 7 + \frac{1}{2}(pK_a - pK_b)$ द्वारा दिया जाता है।
$(NH_4)_2CO_3$ के लिए,$H_2CO_3$ का $pK_a$ लगभग $6.35$ है और $NH_4OH$ का $pK_b$ लगभग $4.75$ है। चूंकि $pK_b < pK_a$ है,इसलिए विलयन थोड़ा क्षारीय होता है।
अतः,दोनों कथन $I$ और कथन $II$ सही हैं।
161
DifficultMCQ
जब $CO_2$ को पानी में घोला जाता है,तो विलयन में उपस्थित प्रजातियाँ हैं
A
$CO_2, H_2CO_3, HCO_3^-, CO_3^{2-}$
B
$H_2CO_3, CO_3^{2-}$
C
$CO_3^{2-}, HCO_3^-$
D
$CO_2, H_2CO_3$

Solution

(A) जब $CO_2$ पानी में घुलता है,तो यह कार्बोनिक एसिड $(H_2CO_3)$ बनाता है।
$H_2CO_3$ एक दुर्बल द्वि-प्रोटिक अम्ल है जो दो चरणों में आंशिक रूप से वियोजित होता है:
$CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3$
$H_2CO_3 \rightleftharpoons H^+ + HCO_3^-$
$HCO_3^- \rightleftharpoons H^+ + CO_3^{2-}$
अतः,साम्य मिश्रण में उपस्थित प्रजातियाँ $CO_2$,$H_2CO_3$,$HCO_3^-$,और $CO_3^{2-}$ हैं।
162
AdvancedMCQ
$25^{\circ} C$ पर $\frac{2}{5} \ M$ दुर्बल मोनोएसिडिक बेस $(K_{b} = 1 \times 10^{-12})$ के $2.5 \ mL$ को $25^{\circ} C$ पर $\frac{2}{15} \ M \ HCl$ के साथ अनुमापित किया जाता है। तुल्यता बिंदु पर $H^{+}$ की सांद्रता ज्ञात कीजिए ($K_W = 1 \times 10^{-14}$ at $25^{\circ} C$).
A
$3.7 \times 10^{-13} \ M$
B
$3.2 \times 10^{-7} \ M$
C
$3.2 \times 10^{-2} \ M$
D
$2.7 \times 10^{-2} \ M$

Solution

(C) अभिक्रिया $BOH + HCl \longrightarrow BCl + H_2O$ है।
तुल्यता बिंदु पर,लवण $BCl$ बनता है।
$BOH$ के मोल $= 2.5 \ mL \times 0.4 \ M = 1.0 \ mmol$.
आवश्यक $HCl$ का आयतन $= \frac{1.0 \ mmol}{2/15 \ M} = 7.5 \ mL$.
तुल्यता बिंदु पर कुल आयतन $= 2.5 \ mL + 7.5 \ mL = 10 \ mL$.
लवण की सांद्रता $C = \frac{1.0 \ mmol}{10 \ mL} = 0.1 \ M$.
दुर्बल बेस और प्रबल अम्ल के लवण के लिए,$[H^{+}] = \sqrt{\frac{K_W \times C}{K_b}}$.
$[H^{+}] = \sqrt{\frac{10^{-14} \times 0.1}{10^{-12}}} = \sqrt{10^{-3}} = \sqrt{10 \times 10^{-4}} \approx 3.16 \times 10^{-2} \ M$.
163
AdvancedMCQ
$pH$ को $7$ से घटाकर $2$ करने पर,एक दुर्बल अम्ल $(HX)$ के अल्प विलेय लवण $(MX)$ की विलेयता $10^{-4} \ mol \ L^{-1}$ से बढ़कर $10^{-3} \ mol \ L^{-1}$ हो जाती है। $HX$ का $pK_{a}$ है:
A
$3$
B
$4$
C
$5$
D
$2$

Solution

(B) $pH = 7$ पर,लवण $MX$ का वियोजन $MX_{(s)} \rightleftharpoons M^+_{(aq)} + X^-_{(aq)}$ के अनुसार होता है। विलेयता $S_1 = \sqrt{K_{sp}} = 10^{-4} \ mol \ L^{-1}$,इसलिए $K_{sp} = 10^{-8}$ है।
$pH = 2$ पर,$[H^+] = 10^{-2} \ M$ है। लवण वियोजित होता है और $X^-$ आयन $H^+$ के साथ अभिक्रिया करता है: $X^-_{(aq)} + H^+_{(aq)} \rightleftharpoons HX_{(aq)}$.
इस अभिक्रिया के लिए साम्य स्थिरांक $K = \frac{1}{K_a}$ है।
कुल विलेयता $S = [M^+] = [X^-] + [HX] = 10^{-3} \ M$ है।
$K_{sp} = [M^+][X^-]$ से,$[X^-] = \frac{K_{sp}}{[M^+]} = \frac{10^{-8}}{10^{-3}} = 10^{-5} \ M$ प्राप्त होता है।
अतः,$[HX] = S - [X^-] = 10^{-3} - 10^{-5} \approx 10^{-3} \ M$ है।
$HX$ के निर्माण के लिए साम्य समीकरण का उपयोग करने पर: $K_a = \frac{[H^+][X^-]}{[HX]} = \frac{10^{-2} \times 10^{-5}}{10^{-3}} = 10^{-4}$ है।
इसलिए,$pK_a = -\log(10^{-4}) = 4$ है।
164
AdvancedMCQ
विभिन्न जलीय विलयनों की जल के साथ तनुकरण प्रक्रियाएं $LIST-I$ में दी गई हैं। विलयनों के तनुकरण का $[H^{+}]$ पर प्रभाव $LIST-II$ में दिया गया है। (नोट: दुर्बल अम्ल और दुर्बल क्षार के वियोजन की मात्रा $(\alpha)$ $ < <1 $ है; लवण के जल-अपघटन की मात्रा $ < < 1$ है; $[H^{+}]$ का अर्थ $H^{+}$ आयनों की सांद्रता है)
$LIST-I$ $LIST-II$
$P$. ($10 \ mL$ $0.1 \ M$ $NaOH$ + $20 \ mL$ $0.1 \ M$ एसिटिक अम्ल) को $60 \ mL$ तक तनु किया गया $1$. तनुकरण पर $[H^{+}]$ का मान नहीं बदलता है
$Q$. ($20 \ mL$ $0.1 \ M$ $NaOH$ + $20 \ mL$ $0.1 \ M$ एसिटिक अम्ल) को $80 \ mL$ तक तनु किया गया $2$. तनुकरण पर $[H^{+}]$ का मान अपने प्रारंभिक मान का आधा हो जाता है
$R$. ($20 \ mL$ $0.1 \ M$ $HCl$ + $20 \ mL$ $0.1 \ M$ अमोनिया विलयन) को $80 \ mL$ तक तनु किया गया $3$. तनुकरण पर $[H^{+}]$ का मान अपने प्रारंभिक मान का $1/\sqrt{2}$ गुना हो जाता है
$S$. $10 \ mL$ $Ni(OH)_2$ का संतृप्त विलयन जो अतिरिक्त ठोस $Ni(OH)_2$ के साथ साम्यावस्था में है,को $20 \ mL$ तक तनु किया गया (तनुकरण के बाद भी ठोस $Ni(OH)_2$ उपस्थित है) $4$. तनुकरण पर $[H^{+}]$ का मान अपने प्रारंभिक मान का $\sqrt{2}$ गुना हो जाता है

$LIST-I$ में दी गई प्रत्येक प्रक्रिया का $LIST-II$ में एक या अधिक प्रभाव(ओं) के साथ मिलान करें। सही विकल्प है:
A
$P$ $\rightarrow 1, Q$ $\rightarrow 4, R$ $\rightarrow 3, S$ $\rightarrow 1$
B
$P$ $\rightarrow 4, Q$ $\rightarrow 3, R$ $\rightarrow 2, S$ $\rightarrow 3$
C
$P$ $\rightarrow 1, Q$ $\rightarrow 4, R$ $\rightarrow 5, S$ $\rightarrow 3$
D
$P$ $\rightarrow 1, Q$ $\rightarrow 5, R$ $\rightarrow 4, S$ $\rightarrow 1$

Solution

(A) $P$: यह एक अम्लीय बफर विलयन $(CH_3COOH + CH_3COONa)$ है। बफर विलयन का $[H^{+}]$ तनुकरण पर स्थिर रहता है। अतः,$P \rightarrow 1$.
$Q$: यह दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार का लवण $(CH_3COONa)$ है। $[H^{+}]$ का मान $[H^{+}] = \sqrt{K_w K_a / C}$ द्वारा दिया जाता है। चूंकि $[H^{+}] \propto 1/\sqrt{C}$,और सांद्रता $C$ $2$ के कारक से घटती है ($40 \ mL$ से $80 \ mL$),इसलिए $[H^{+}]$ $\sqrt{2}$ गुना बढ़ जाता है। अतः,$Q \rightarrow 4$.
$R$: यह प्रबल अम्ल और दुर्बल क्षार का लवण $(NH_4Cl)$ है। $[H^{+}]$ का मान $[H^{+}] = \sqrt{K_h C} = \sqrt{(K_w/K_b) C}$ द्वारा दिया जाता है। चूंकि $[H^{+}] \propto \sqrt{C}$,और सांद्रता $C$ $2$ के कारक से घटती है ($40 \ mL$ से $80 \ mL$),इसलिए $[H^{+}]$ $1/\sqrt{2}$ गुना घट जाता है। अतः,$R \rightarrow 3$.
$S$: यह एक अल्प विलेय क्षार का संतृप्त विलयन है जो अपने ठोस के साथ साम्यावस्था में है। ठोस के सम-आयन प्रभाव के कारण $[OH^{-}]$ स्थिर रहता है। चूंकि $[H^{+}][OH^{-}] = K_w$,इसलिए $[H^{+}]$ स्थिर रहता है। अतः,$S \rightarrow 1$.
अतः,सही मिलान $P$ $\rightarrow 1, Q$ $\rightarrow 4, R$ $\rightarrow 3, S$ $\rightarrow 1$ है।
165
DifficultMCQ
$0.1 \ M$ दुर्बल क्षार $(B)$ के एक विलयन का $0.1 \ M$ प्रबल अम्ल $(HA)$ के साथ अनुमापन किया जाता है। $HA$ के आयतन के साथ विलयन के $pH$ में परिवर्तन को नीचे दिए गए चित्र में दर्शाया गया है। क्षार का $pK_{b}$ क्या है? उदासीनीकरण अभिक्रिया $B + HA \rightarrow BH^{+} + A^{-}$ द्वारा दी गई है।
Question diagram
A
$2.60$
B
$2.80$
C
$2.85$
D
$2.90$

Solution

(C) अनुमापन वक्र से,$HA$ के $6 \ mL$ मिलाने पर तुल्यांक बिंदु प्राप्त होता है।
अर्ध-तुल्यांक बिंदु पर,$V = 3 \ mL$,दुर्बल क्षार की सांद्रता $[B]$ उसके संयुग्मी अम्ल $[BH^{+}]$ की सांद्रता के बराबर होती है।
दुर्बल क्षार के लिए हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण के अनुसार:
$pOH = pK_{b} + \log\left(\frac{[BH^{+}]}{[B]}\right)$
अर्ध-तुल्यांक बिंदु पर,$[BH^{+}] = [B]$,इसलिए $\log(1) = 0$ है।
अतः,$pOH = pK_{b}$ है।
ग्राफ से,$V = 3 \ mL$ पर,$pH$ लगभग $11.15$ है।
$25^{\circ}C$ पर $pH + pOH = 14$ होता है,इसलिए $pOH = 14 - 11.15 = 2.85$ है।
इस प्रकार,$pK_{b} = 2.85$ है।
166
DifficultMCQ
$25^{\circ} C$ पर एक दुर्बल अम्ल $(HA, 1 \ M)$ द्वारा मिथाइल एसीटेट $(1 \ M)$ के जल-अपघटन की प्रारंभिक दर,एक प्रबल अम्ल $(HX, 1 \ M)$ की दर की $1/100$ गुनी है। $HA$ का $K_a$ क्या है?
A
$1 \times 10^{-4}$
B
$1 \times 10^{-5}$
C
$1 \times 10^{-6}$
D
$1 \times 10^{-3}$

Solution

(A) एस्टर के अम्ल-उत्प्रेरित जल-अपघटन की दर $H^+$ आयनों की सांद्रता के सीधे समानुपाती होती है,अर्थात $Rate \propto [H^+]$।
प्रबल अम्ल $(HX, 1 \ M)$ के लिए,$[H^+]_{HX} = 1 \ M$ है।
दिया गया है कि $HA$ के साथ दर,$HX$ के साथ दर की $1/100$ गुनी है,इसलिए:
$\frac{Rate_{HA}}{Rate_{HX}} = \frac{[H^+]_{HA}}{[H^+]_{HX}} = \frac{1}{100}$
चूंकि $[H^+]_{HX} = 1 \ M$ है,इसलिए $[H^+]_{HA} = 0.01 \ M$ होगा।
दुर्बल अम्ल के वियोजन के लिए: $HA \rightleftharpoons H^+ + A^-$।
साम्यावस्था पर,$[H^+] = [A^-] = 0.01 \ M$ और $[HA] = 1 - 0.01 \approx 1 \ M$ है।
अम्ल वियोजन स्थिरांक $K_a$ इस प्रकार है:
$K_a = \frac{[H^+][A^-]}{[HA]} = \frac{(0.01)(0.01)}{1} = 10^{-4}$।
167
Advanced
जब $100 \ mL$ $1.0 \ M \ HCl$ को $100 \ mL$ $1.0 \ M \ NaOH$ के साथ स्थिर दबाव पर एक इंसुलेटेड बीकर में मिलाया जाता है,तो बीकर और उसकी सामग्री के लिए $5.7^{\circ} C$ की तापमान वृद्धि मापी गई (प्रयोग $1$)। चूंकि एक प्रबल अम्ल और एक प्रबल क्षार के उदासीनीकरण की एन्थैल्पी स्थिर $\left(-57.0 \ kJ \ mol ^{-1}\right)$ होती है,इसलिए इस प्रयोग का उपयोग कैलोरीमीटर स्थिरांक को मापने के लिए किया जा सकता है। दूसरे प्रयोग (प्रयोग $2$) में,$100 \ mL$ $2.0 \ M$ एसिटिक एसिड $\left(K_a=2.0 \times 10^{-5}\right)$ को $100 \ mL$ $1.0 \ M \ NaOH$ के साथ (प्रयोग $1$ के समान परिस्थितियों में) मिलाया गया,जहाँ $5.6^{\circ} C$ की तापमान वृद्धि मापी गई।
(सभी विलयनों की ऊष्मा धारिता $4.2 \ J \ g ^{-1} K ^{-1}$ और सभी विलयनों का घनत्व $1.0 \ g \ mL ^{-1}$ मानिए)
$1.$ प्रयोग $2$ से प्राप्त एसिटिक एसिड की वियोजन एन्थैल्पी ($kJ \ mol ^{-1}$ में) है:
$(A) \ 1.0 \ (B) \ 10.0 \ (C) \ 24.5 \ (D) \ 51.4$
$2.$ प्रयोग $2$ के बाद विलयन का $pH$ है:
$(A) \ 2.8 \ (B) \ 4.7 \ (C) \ 5.0 \ (D) \ 7.0$
प्रश्न $1$ और $2$ के लिए उत्तर दें।
168
MediumMCQ
निम्नलिखित में से कौन सा/से कथन सही है/हैं?
$A$. $1 \times 10^{-8} \ M$ $HCl$ के जलीय विलयन का $pH$ $8$ है।
$B$. $H_2PO_4^{\ominus}$ का संयुग्मी क्षार $HPO_4^{2-}$ है।
$C$. तापमान बढ़ने के साथ $K_w$ बढ़ता है।
$D$. जब एक दुर्बल मोनोप्रोटिक अम्ल के विलयन को एक प्रबल क्षार के साथ अनुमापित किया जाता है,तो अर्ध-उदासीनीकरण बिंदु पर,$pH = \frac{1}{2} pK_a$ होता है।
A
$A, D$
B
$B, C$
C
$A, B, C$
D
$B, C, D$

Solution

(B) . गलत। बहुत तनु अम्ल विलयन $(1 \times 10^{-8} \ M)$ के लिए,पानी से प्राप्त $H^{\oplus}$ के योगदान को नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है। $pH$ $7$ से थोड़ा कम होगा,$8$ नहीं।
$B$. सही। संयुग्मी क्षार एक प्रोटॉन $(H^{\oplus})$ को हटाने से बनता है: $H_2PO_4^{\ominus} \rightarrow HPO_4^{2-} + H^{\oplus}$.
$C$. सही। पानी का स्वतः-आयनीकरण एक ऊष्माशोषी प्रक्रिया है; इसलिए,तापमान बढ़ने पर $K_w$ बढ़ता है।
$D$. गलत। एक दुर्बल अम्ल के अर्ध-उदासीनीकरण बिंदु पर,हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण के अनुसार $pH = pK_a$ होता है।
169
MediumMCQ
आइसोहाइड्रिक (isohydric) विलयन के लिए गलत संबंध है $:-$
A
$[H^{+}]_1 = [H^{+}]_2$
B
$K_{a_1} C_1 = K_{a_2} C_2$
C
$\frac{K_{a_1}}{V_2} = \frac{K_{a_2}}{V_1}$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(C) आइसोहाइड्रिक विलयन वे विलयन होते हैं जिनमें हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता $([H^{+}])$ समान होती है।
दुर्बल अम्ल $HA$ के लिए,$[H^{+}]$ की सांद्रता $[H^{+}] = \sqrt{K_a \cdot C}$ द्वारा दी जाती है।
दो आइसोहाइड्रिक विलयनों के लिए,$[H^{+}]_1 = [H^{+}]_2$ होता है।
अतः,$\sqrt{K_{a_1} C_1} = \sqrt{K_{a_2} C_2}$,जिसका अर्थ है $K_{a_1} C_1 = K_{a_2} C_2$।
चूंकि $C = \frac{1}{V}$ (जहाँ $V$ तनुता है),हम लिख सकते हैं $K_{a_1} \cdot \frac{1}{V_1} = K_{a_2} \cdot \frac{1}{V_2}$,जो सरल होकर $K_{a_1} V_2 = K_{a_2} V_1$ या $\frac{K_{a_1}}{V_1} = \frac{K_{a_2}}{V_2}$ हो जाता है।
विकल्प $C$ में $\frac{K_{a_1}}{V_2} = \frac{K_{a_2}}{V_1}$ दिया गया है,जो गणितीय रूप से गलत है।
170
MediumMCQ
एक अम्ल अपने $0.1 \ M$ विलयन में $1.5 \%$ वियोजित होता है। इसके वियोजन स्थिरांक की गणना कीजिए।
A
$1.2 \times 10^{-5}$
B
$2.25 \times 10^{-5}$
C
$1.1 \times 10^{-5}$
D
$1.5 \times 10^{-5}$

Solution

(B) एक दुर्बल अम्ल के लिए,वियोजन स्थिरांक $K_a$ का सूत्र $K_a = C \alpha^2$ है,जहाँ $C$ सांद्रता है और $\alpha$ वियोजन की मात्रा है।
दिया गया है: $C = 0.1 \ M$ और $\alpha = 1.5 \% = \frac{1.5}{100} = 0.015$.
मान रखने पर:
$K_a = 0.1 \times (0.015)^2$
$K_a = 0.1 \times 0.000225$
$K_a = 2.25 \times 10^{-5}$
171
MediumMCQ
यदि $NH_4Cl, NaCl$ और $NaOH$ के लिए शून्य सांद्रता पर मोलर चालकता क्रमशः $130, 109$ और $213 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}$ है और $0.01 \ M \ NH_4OH$ की मोलर चालकता $9.0 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}$ है,तो $NH_4OH$ का प्रतिशत वियोजन क्या है?
A
$\frac{100}{40}$
B
$\frac{100}{35}$
C
$\frac{100}{32}$
D
$\frac{100}{26}$

Solution

(D) कोहलराश के नियम के अनुसार,$NH_4OH$ के लिए अनंत तनुता पर मोलर चालकता: $\Lambda^0_{m}(NH_4OH) = \Lambda^0_{m}(NH_4Cl) + \Lambda^0_{m}(NaOH) - \Lambda^0_{m}(NaCl)$.
दिए गए मानों को रखने पर: $\Lambda^0_{m}(NH_4OH) = 130 + 213 - 109 = 234 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}$.
वियोजन की मात्रा $(\alpha)$ की गणना: $\alpha = \frac{\Lambda^m_c}{\Lambda^0_m} = \frac{9.0}{234}$.
प्रतिशत वियोजन: $\alpha \times 100 = \frac{9.0 \times 100}{234} = \frac{900}{234} = \frac{100}{26} \%$.
172
MediumMCQ
यदि $\wedge^{\circ}(CH_3COO^{-}) = 50 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}$,$\wedge^{\circ}(H^{+}) = 350 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}$ और $5 \times 10^{-2} \ M \ CH_3COOH$ की मोलर चालकता $20 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}$ है,तो $CH_3COOH$ की वियोजन की मात्रा (degree of dissociation) क्या है?
A
$1.25 \times 10^{-4}$
B
$1.25 \times 10^{-2}$
C
$5 \times 10^{-2}$
D
$5 \times 10^{-4}$

Solution

(C) वियोजन की मात्रा $(\alpha)$ का सूत्र है: $\alpha = \frac{\wedge_m^c}{\wedge_m^{\circ}}$.
सबसे पहले,कोलराउश नियम का उपयोग करके $CH_3COOH$ के लिए अनंत तनुता पर मोलर चालकता $(\wedge_m^{\circ})$ की गणना करें:
$\wedge_m^{\circ}(CH_3COOH) = \wedge^{\circ}(CH_3COO^{-}) + \wedge^{\circ}(H^{+}) = 50 + 350 = 400 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}$.
दिया गया है कि सांद्रता $c$ पर मोलर चालकता $(\wedge_m^c)$ $20 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}$ है।
अब,$\alpha$ की गणना करें:
$\alpha = \frac{20}{400} = \frac{1}{20} = 0.05 = 5 \times 10^{-2}$.
173
DifficultMCQ
एक विलयन में,$0.02 \ M$ एसिटिक अम्ल $4 \%$ वियोजित होता है। विलयन में $[OH^{-}]$ का मान क्या है?
A
$8 \times 10^{-4}$
B
$2 \times 10^{-14}$
C
$8 \times 10^{10}$
D
$1.25 \times 10^{-11}$

Solution

(D) $H^{+}$ आयनों की सांद्रता $[H^{+}] = C \cdot \alpha = 0.02 \times 0.04 = 8 \times 10^{-4} \ M$ द्वारा दी जाती है।
जल के आयनिक गुणनफल का उपयोग करते हुए,$[H^{+}][OH^{-}] = 10^{-14}$।
अतः,$[OH^{-}] = \frac{10^{-14}}{8 \times 10^{-4}} = 1.25 \times 10^{-11} \ M$।
174
DifficultMCQ
$0.2 \text{ M}$ $HCl$ विलयन के $10 \text{ cm}^3$ में हाइड्रॉक्सिल आयनों की संख्या है
A
$5 \times 10^{-14}$
B
$3 \times 10^9$
C
$3 \times 10^{12}$
D
$5 \times 10^{-12}$

Solution

(C) दिया गया है: $[H^{+}] = 0.2 \text{ M}$,आयतन $V = 10 \text{ cm}^3 = 10^{-2} \text{ L}$.
$298 \text{ K}$ पर,जल का आयनिक गुणनफल $K_w = [H^{+}][OH^{-}] = 10^{-14}$ है।
$[OH^{-}] = \frac{K_w}{[H^{+}]} = \frac{10^{-14}}{0.2} = 5 \times 10^{-14} \text{ mol/L}$.
$OH^{-}$ आयनों की संख्या $= [OH^{-}] \times V \times N_A$.
$= (5 \times 10^{-14} \text{ mol/L}) \times (10^{-2} \text{ L}) \times (6.022 \times 10^{23} \text{ ions/mol}) \approx 3.011 \times 10^8$.
नोट: गणना किया गया मान $3.011 \times 10^8$ है। दिया गया विकल्प $(c)$ $3 \times 10^{12}$ दिए गए मापदंडों के साथ गणितीय रूप से असंगत है।
175
EasyMCQ
निम्नलिखित में से किसका $0.1 \ M$ विलयन लगभग इकाई वियोजन की मात्रा (degree of dissociation) रखता है?
A
अमोनियम क्लोराइड
B
पोटेशियम क्लोराइड
C
सोडियम एसीटेट
D
उपरोक्त सभी

Solution

(B) प्रबल विद्युत अपघट्यों के लिए वियोजन की मात्रा $(\alpha)$ लगभग इकाई होती है,जो जलीय विलयन में पूर्णतः वियोजित हो जाते हैं।
$KCl$ (पोटेशियम क्लोराइड) एक प्रबल विद्युत अपघट्य है।
$NH_4Cl$ (अमोनियम क्लोराइड) एक दुर्बल क्षार और प्रबल अम्ल का लवण है,जिसका जल-अपघटन होता है।
$CH_3COONa$ (सोडियम एसीटेट) एक दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार का लवण है,जिसका भी जल-अपघटन होता है।
अतः,केवल $KCl$ की वियोजन की मात्रा $1$ के निकट है।
176
MediumMCQ
निम्नलिखित यौगिकों के $0.1 \ M$ विलयन के $pH$ का बढ़ता क्रम क्या है?
A
$HCl < NaCl < NaCN < NH_4NO_3$
B
$NH_4NO_3 < HCl < NaCl < NaCN$
C
$NaCN < HCl < NH_4NO_3 < NaCl$
D
$HCl < NH_4NO_3 < NaCl < NaCN$

Solution

(D) $HCl$ एक प्रबल अम्ल $(SA)$ है,इसलिए इसका $pH$ बहुत कम होता है (लगभग $1$)।
$NH_4NO_3$ एक प्रबल अम्ल और दुर्बल क्षार $(SAWB)$ का लवण है,जिसका धनायनिक जल-अपघटन होता है,जिससे विलयन अम्लीय हो जाता है $(pH < 7)$।
$NaCl$ एक प्रबल अम्ल और प्रबल क्षार $(SASB)$ का लवण है,जिसका जल-अपघटन नहीं होता है,जिससे विलयन उदासीन रहता है $(pH = 7)$।
$NaCN$ एक दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार $(WASB)$ का लवण है,जिसका ऋणायनिक जल-अपघटन होता है,जिससे विलयन क्षारीय हो जाता है $(pH > 7)$।
अतः,$pH$ का बढ़ता क्रम $HCl < NH_4NO_3 < NaCl < NaCN$ है।
177
EasyMCQ
$NH_4OH$ के $0.01 \ M$ विलयन के वियोजन की मात्रा $4.2 \times 10^{-2}$ है। $NH_4OH$ का प्रतिशत वियोजन क्या है ($\%$ में)?
A
$2.4$
B
$4.2$
C
$0.2$
D
$0.4$

Solution

(B) वियोजन की मात्रा $(\alpha)$ $4.2 \times 10^{-2}$ दी गई है।
प्रतिशत वियोजन ज्ञात करने के लिए,वियोजन की मात्रा को $100$ से गुणा करें।
$\text{प्रतिशत वियोजन} = \alpha \times 100$
$\text{प्रतिशत वियोजन} = 4.2 \times 10^{-2} \times 100 = 4.2 \%$
178
EasyMCQ
$298 \ K$ पर एक मोल अमोनिया को $(a)$ $1 \ M \ HCl$,$(b)$ $1 \ M \ CH_{3}COOH$ और $(c)$ $1 \ M \ H_{2}SO_{4}$ के एक लीटर विलयन में पूर्णतः अवशोषित किया गया। परिणामी विलयनों के $pH$ का घटता क्रम है (दिया गया है: $pK_{b}(NH_{3}) = 4.74$)
A
$a > b > c$
B
$c > b > a$
C
$b > c > a$
D
$b > a > c$

Solution

(D) अभिक्रियाएँ इस प्रकार हैं: $(a)$ $NH_{3} + HCl \rightarrow NH_{4}Cl$ (प्रबल अम्ल और दुर्बल क्षार का लवण,$pH < 7$)। $(b)$ $NH_{3} + CH_{3}COOH \rightarrow CH_{3}COONH_{4}$ (दुर्बल अम्ल और दुर्बल क्षार का लवण,$pH \approx 7$)। $(c)$ $2NH_{3} + H_{2}SO_{4} \rightarrow (NH_{4})_{2}SO_{4}$ (प्रबल अम्ल और दुर्बल क्षार का लवण,$pH < 7$)।
$(a)$ के लिए,$pH = 7 - \frac{1}{2}(pK_{b} + \log C) = 7 - \frac{1}{2}(4.74 + 0) = 4.63$।
$(b)$ के लिए,$pH = 7 + \frac{1}{2}(pK_{a} - pK_{b}) = 7 + \frac{1}{2}(4.74 - 4.74) = 7.0$।
$(c)$ के लिए,$H_{2}SO_{4}$ एक प्रबल द्वि-क्षारकीय अम्ल है। $1 \ M \ H_{2}SO_{4}$ से $2 \ M \ H^{+}$ प्राप्त होता है,जो $1 \ M \ NH_{3}$ के साथ अभिक्रिया करके $1 \ M \ H^{+}$ और $0.5 \ M \ (NH_{4})_{2}SO_{4}$ बनाता है। यह एक अत्यधिक अम्लीय विलयन बनाता है $(pH < 1)$।
अतः,$pH$ का क्रम $b (7.0) > a (4.63) > c (< 1)$ है,अर्थात $b > a > c$।
179
DifficultMCQ
$0.4 \ N$ $NaOH$ के $5 \ mL$ को $0.1 \ N$ $HCl$ के $20 \ mL$ के साथ मिलाया जाता है। परिणामी विलयन की $pH$ होगी
A
$7$
B
$8$
C
$5$
D
$6$

Solution

(A) विलयन में उपस्थित $NaOH$ और $HCl$ के मिली-तुल्यांक $(meq)$ की गणना करें।
$NaOH$ के $meq = N_1 \times V_1 = 0.4 \times 5 = 2.0 \ meq$.
$HCl$ के $meq = N_2 \times V_2 = 0.1 \times 20 = 2.0 \ meq$.
चूँकि प्रबल क्षार $(NaOH)$ के मिली-तुल्यांक और प्रबल अम्ल $(HCl)$ के मिली-तुल्यांक बराबर हैं,इसलिए उदासीनीकरण अभिक्रिया पूर्ण हो जाती है।
परिणामी विलयन में केवल लवण $(NaCl)$ और जल होता है,जिससे विलयन उदासीन हो जाता है।
अतः,परिणामी विलयन की $pH$ $7$ होगी।
180
EasyMCQ
$30 \ cc$ $\frac{M}{3} \ HCl$,$20 \ cc$ $\frac{M}{2} \ HNO_{3}$ और $40 \ cc$ $\frac{M}{4} \ NaOH$ के विलयनों को मिश्रित किया जाता है और आयतन को $1 \ dm^{3}$ तक बनाया जाता है। परिणामी विलयन का $pH$ क्या है?
A
$8$
B
$2$
C
$1$
D
$3$

Solution

(B) $HCl$ और $HNO_{3}$ से $H^{+}$ आयनों के कुल मिली-तुल्यांक (milliequivalents):
$= (30 \times \frac{1}{3}) + (20 \times \frac{1}{2}) = 10 + 10 = 20 \ mEq$.
$NaOH$ से $OH^{-}$ आयनों के कुल मिली-तुल्यांक:
$= 40 \times \frac{1}{4} = 10 \ mEq$.
चूंकि $H^{+}$ आयन $OH^{-}$ के साथ अभिक्रिया करके जल बनाते हैं,इसलिए शेष $H^{+}$ के मिली-तुल्यांक:
$= 20 - 10 = 10 \ mEq$.
विलयन का अंतिम आयतन $1 \ dm^{3} = 1000 \ mL$ है।
$H^{+}$ आयनों की सांद्रता $[H^{+}] = \frac{10 \ mEq}{1000 \ mL} = 10^{-2} \ M$.
$pH = -\log[H^{+}] = -\log(10^{-2}) = 2$.
181
MediumMCQ
$27^{\circ} C$ पर,$0.5 \ M$ सांद्रता वाले $HA$ (दुर्बल अम्ल) के विलयन में इसके वियोजन की मात्रा $1 \%$ है। साम्यावस्था पर $H_3O^{+}$,$A^{-}$,और $HA$ की सांद्रता ($mol \ L^{-1}$ में) क्रमशः क्या होगी?
A
$0.005, 0.005, 0.495$
B
$0.05, 0.05, 0.45$
C
$0.01, 0.01, 0.49$
D
$0.005, 0.495, 0.005$

Solution

(A) वियोजन अभिक्रिया इस प्रकार है: $HA + H_2O \rightleftharpoons H_3O^{+} + A^{-}$.
प्रारंभिक सांद्रता: $0.5 \ M$,$0$,$0$.
साम्यावस्था पर सांद्रता: $0.5(1 - \alpha)$,$0.5\alpha$,$0.5\alpha$.
दिया गया है $\alpha = 1 \% = 0.01$.
$[H_3O^{+}] = [A^{-}] = 0.5 \times 0.01 = 0.005 \ M$.
$[HA] = 0.5(1 - 0.01) = 0.5 \times 0.99 = 0.495 \ M$.
182
MediumMCQ
निम्नलिखित में से कौन सा कथन सही है?
A
ब्रोंस्टेड-लोरी सिद्धांत $BCl_3$ की अम्लीय प्रकृति को नहीं समझा सका।
B
$0.01 \ M \ NaOH$ विलयन का $pH$ $2$ है।
C
$25^{\circ} C$ पर जल का आयनिक गुणनफल $10^{-14} \ mol^2 \ L^{-2}$ है।
D
किसी विलयन का $pH$ समीकरण $pH = -\log [H^+]$ का उपयोग करके ज्ञात किया जा सकता है।

Solution

(C) विकल्प $A$ सही है क्योंकि ब्रोंस्टेड-लोरी सिद्धांत अम्लों को प्रोटॉन दाता के रूप में परिभाषित करता है,लेकिन $BCl_3$ एक लुईस अम्ल है जो इलेक्ट्रॉन युग्म स्वीकार करता है,प्रोटॉन नहीं।
विकल्प $B$ गलत है क्योंकि $0.01 \ M \ NaOH$ के लिए,$[OH^-] = 10^{-2} \ M$,इसलिए $pOH = 2$ और $pH = 14 - 2 = 12$ होता है।
विकल्प $C$ सही है क्योंकि $25^{\circ} C$ पर जल का आयनिक गुणनफल $(K_w)$ $1.0 \times 10^{-14} \ mol^2 \ L^{-2}$ होता है।
विकल्प $D$ सही है क्योंकि $pH$ की परिभाषा $pH = -\log [H^+]$ है।
183
MediumMCQ
$1 \ L$ के $x \ M$ एसिटिक एसिड के आयनीकरण का प्रतिशत $4.242$ है और इसे विलयन "$A$" कहा जाता है। $1 \ L$ के $y \ M$ एसिटिक एसिड के आयनीकरण का प्रतिशत $3$ है और इसे विलयन "$B$" कहा जाता है। विलयन "$A$" को विलयन "$B$" के साथ मिलाया जाता है। परिणामी विलयन में एसिटिक एसिड की सांद्रता क्या है ($M$ में)? $\left(K_{a} \text{ of acetic acid } = 1.8 \times 10^{-5}\right)$
A
$0.05$
B
$0.015$
C
$0.02$
D
$0.15$

Solution

(B) एक दुर्बल अम्ल के लिए,आयनीकरण की मात्रा $\alpha = \sqrt{\frac{K_a}{C}}$ द्वारा दी जाती है,जहाँ $C$ मोलर सांद्रता है।
दिया गया है $K_a = 1.8 \times 10^{-5}$.
विलयन "$A$" के लिए: $\alpha_A = \frac{4.242}{100} = 0.04242$. अतः,$0.04242 = \sqrt{\frac{1.8 \times 10^{-5}}{x}}$. दोनों पक्षों का वर्ग करने पर: $0.0018 = \frac{1.8 \times 10^{-5}}{x}$,जिससे $x = 0.01 \ M$ प्राप्त होता है।
विलयन "$B$" के लिए: $\alpha_B = \frac{3}{100} = 0.03$. अतः,$0.03 = \sqrt{\frac{1.8 \times 10^{-5}}{y}}$. दोनों पक्षों का वर्ग करने पर: $0.0009 = \frac{1.8 \times 10^{-5}}{y}$,जिससे $y = 0.02 \ M$ प्राप्त होता है।
जब $1 \ L$ विलयन "$A$" $(0.01 \ M)$ को $1 \ L$ विलयन "$B$" $(0.02 \ M)$ के साथ मिलाया जाता है,तो कुल आयतन $2 \ L$ हो जाता है।
एसिटिक एसिड के कुल मोल = $(1 \ L \times 0.01 \ M) + (1 \ L \times 0.02 \ M) = 0.03 \ \text{moles}$.
परिणामी सांद्रता = $\frac{0.03 \ \text{moles}}{2 \ L} = 0.015 \ M$.
184
MediumMCQ
निम्नलिखित में से सही कथनों की पहचान कीजिए।
$(A)$ $100^{\circ} C$ पर जल का आयनिक गुणनफल $< 10^{-14}$ होता है।
$(B)$ तापमान बढ़ने के साथ विलयन का $pH$ घटता है।
$(C)$ $NaH_2PO_4$ जल-अपघटन पर एक क्षारीय विलयन देता है।
$(D)$ $NH_3$ ब्रोंस्टेड अम्ल और क्षार दोनों के रूप में कार्य कर सकता है।
A
$B, C, D$
B
$A, B, C$
C
$A, C, D$
D
$A, B, D$

Solution

(A) $100^{\circ} C$ पर जल का आयनिक गुणनफल $(K_w)$ लगभग $51.3 \times 10^{-14}$ होता है,जो $10^{-14}$ से अधिक है। अतः,कथन $(A)$ गलत है।
$(B)$ जल का वियोजन एक ऊष्माशोषी प्रक्रिया है। तापमान बढ़ने पर $K_w$ बढ़ता है,जिससे उदासीन जल का $pH$ कम हो जाता है। अतः,कथन $(B)$ सही है।
$(C)$ $NaH_2PO_4$ एक प्रबल क्षार $(NaOH)$ और दुर्बल अम्ल $(H_3PO_4)$ का लवण है। चूँकि $H_2PO_4^-$ आयन अम्ल की तरह व्यवहार करता है $(K_a > K_b)$,इसलिए विलयन अम्लीय होता है। अतः,कथन $(C)$ गलत है।
$(D)$ $NH_3$ प्रोटॉन स्वीकार करके $NH_4^+$ बना सकता है (ब्रोंस्टेड क्षार के रूप में) और प्रोटॉन दान करके $NH_2^-$ बना सकता है (ब्रोंस्टेड अम्ल के रूप में)। अतः,कथन $(D)$ सही है।
185
MediumMCQ
$27^{\circ}C$ पर,$100 \ mL$ $0.4 \ M$ $HCl$ को $100 \ mL$ $0.5 \ M$ $NaOH$ विलयन के साथ मिलाया जाता है। परिणामी विलयन में $800 \ mL$ आसुत जल मिलाया जाता है। अंतिम विलयन का $pH$ क्या है?
A
$12$
B
$2$
C
$1.3$
D
$1.0$

Solution

(A) $HCl$ के मोल = $0.4 \ M \times 0.1 \ L = 0.04 \ \text{मोल}$.
$NaOH$ के मोल = $0.5 \ M \times 0.1 \ L = 0.05 \ \text{मोल}$.
$HCl$ और $NaOH$ समीकरण $HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$ के अनुसार $1:1$ अनुपात में अभिक्रिया करते हैं।
चूंकि $0.05 \ \text{मोल}$ $NaOH$,$0.04 \ \text{मोल}$ $HCl$ के साथ अभिक्रिया करता है,इसलिए $NaOH$ आधिक्य में है।
$NaOH$ के शेष मोल = $0.05 - 0.04 = 0.01 \ \text{मोल}$.
विलयन का कुल आयतन = $100 \ mL + 100 \ mL + 800 \ mL = 1000 \ mL = 1 \ L$.
$[OH^-]$ की सांद्रता = $\frac{0.01 \ \text{मोल}}{1 \ L} = 0.01 \ M = 10^{-2} \ M$.
$pOH = -\log[OH^-] = -\log(10^{-2}) = 2$.
$27^{\circ}C$ पर $pH + pOH = 14$ होता है,इसलिए $pH = 14 - 2 = 12$.
186
DifficultMCQ
$20 \ mL$ के $0.01 \ M \ HCl$ विलयन में निम्नलिखित में से क्या मिलाने पर उसका $pH$ कम हो जाएगा?
A
$20 \ mL$ का $0.02 \ M \ HCl$
B
$20 \ mL$ का $0.005 \ M \ HCl$
C
$20 \ mL$ का $0.01 \ M \ HCl$
D
$40 \ mL$ का $0.005 \ M \ HCl$

Solution

(A) अम्लीय विलयन का $pH$ तब कम होता है जब $H^+$ आयनों की सांद्रता बढ़ती है। प्रारंभिक सांद्रता $0.01 \ M$ है। प्रत्येक विकल्प के लिए अंतिम सांद्रता $(M_{final})$ की गणना करने पर:
$M_{final} = \frac{M_1 V_1 + M_2 V_2}{V_1 + V_2}$
विकल्प $A$ के लिए: $M_A = \frac{0.01 \times 20 + 0.02 \times 20}{40} = 0.015 \ M$। यहाँ $0.015 \ M > 0.01 \ M$ है,इसलिए $pH$ कम हो जाएगा।
अन्य विकल्पों में सांद्रता कम हो रही है,जिससे $pH$ बढ़ जाएगा। अतः सही उत्तर $A$ है।
187
EasyMCQ
जब $pH=2$ वाले $200 \ mL$ $HCl$ विलयन को $pH=12$ वाले $300 \ mL$ $NaOH$ विलयन के साथ मिलाया जाता है,तो परिणामी विलयन का $pH$ क्या होगा? $(\log 2=0.3)$
A
$2.7$
B
$11.3$
C
$12$
D
$8$

Solution

(B) $HCl$ विलयन के लिए: $pH = 2$,इसलिए $[H^+] = 10^{-2} \ M = 0.01 \ M$.
$H^+$ के मोलों की संख्या = $M \times V(L) = 0.01 \times 0.2 = 0.002 \ mol$.
$NaOH$ विलयन के लिए: $pH = 12$,इसलिए $pOH = 14 - 12 = 2$.
$[OH^-] = 10^{-2} \ M = 0.01 \ M$.
$OH^-$ के मोलों की संख्या = $M \times V(L) = 0.01 \times 0.3 = 0.003 \ mol$.
चूंकि $n_{OH^-} > n_{H^+}$,परिणामी विलयन क्षारीय होगा।
$OH^-$ के शेष मोल = $0.003 - 0.002 = 0.001 \ mol$.
कुल आयतन = $200 \ mL + 300 \ mL = 500 \ mL = 0.5 \ L$.
$[OH^-]_{final} = \frac{0.001 \ mol}{0.5 \ L} = 0.002 \ M = 2 \times 10^{-3} \ M$.
$pOH = -\log(2 \times 10^{-3}) = 3 - \log 2 = 3 - 0.3 = 2.7$.
$pH = 14 - pOH = 14 - 2.7 = 11.3$.
188
EasyMCQ
कथन $A$: बफर का $pH$ तापमान बढ़ने के साथ बढ़ता है। कथन $B$: पानी के $K_W$ का मान तापमान घटने के साथ घटता है।
A
$A$ सही है,लेकिन $B$ गलत है।
B
$A$ और $B$ दोनों सही हैं।
C
$A$ और $B$ दोनों गलत हैं।
D
$A$ गलत है,लेकिन $B$ सही है।

Solution

(B) पानी का वियोजन एक ऊष्माशोषी प्रक्रिया है। इसलिए,जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है,पानी का आयनिक गुणनफल $(K_W)$ बढ़ता है। इसके विपरीत,तापमान घटने पर $K_W$ घटता है। अतः,कथन $B$ सही है।
बफर विलयन के लिए,$pH$ को हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण द्वारा दिया जाता है: $pH = pK_a + \log(\frac{[Salt]}{[Acid]})$. तापमान बढ़ने पर,$pK_a$ का मान सामान्यतः घटता है,जिससे बफर विलयन का $pH$ बढ़ जाता है। अतः,कथन $A$ भी सही है।
189
DifficultMCQ
$0.5 \ M$ $CH_3COOH$ का अनुमानित $pK_a$ ज्ञात कीजिए। वियोजन (आयनन) की मात्रा $0.15$ है $(\log 1.32 = 0.12)$।
A
$2$
B
$1.5$
C
$1.88$
D
$0.15$

Solution

(C) एसिटिक एसिड का वियोजन इस प्रकार है: $CH_3COOH \rightleftharpoons H^{+} + CH_3COO^{-}$
वियोजन स्थिरांक $K_a = \frac{C\alpha^2}{1-\alpha}$ के सूत्र का उपयोग करते हुए,जहाँ $C = 0.5 \ M$ और $\alpha = 0.15$ है।
$K_a = \frac{0.5 \times (0.15)^2}{1 - 0.15} = \frac{0.5 \times 0.0225}{0.85} = \frac{0.01125}{0.85} \approx 0.0132$.
अब,$pK_a = -\log K_a$ का उपयोग करके $pK_a$ की गणना करें।
$pK_a = -\log(0.0132) = -\log(1.32 \times 10^{-2})$.
$pK_a = -(\log 1.32 + \log 10^{-2}) = -(0.12 - 2) = 1.88$.
190
DifficultMCQ
यदि फॉर्मिक एसिड के वियोजन की मात्रा $11.0 \%$ है,तो इसके $0.02 \ M$ विलयन की मोलर चालकता क्या होगी? (दिया है: $\lambda^{\circ}(H^{+}) = 349.6 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}, \lambda^{\circ}(HCOO^{-}) = 54.6 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}$)
A
$44.46 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}$
B
$40.42 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}$
C
$22.23 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}$
D
$80.84 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}$

Solution

(A) दिया है: $\lambda^{\circ}(H^{+}) = 349.6 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}$ और $\lambda^{\circ}(HCOO^{-}) = 54.6 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}$.
वियोजन की मात्रा $\alpha = 11.0 \% = 0.11$.
अनंत तनुता पर मोलर चालकता: $\lambda_{m}^{\circ}(HCOOH) = \lambda^{\circ}(H^{+}) + \lambda^{\circ}(HCOO^{-}) = 349.6 + 54.6 = 404.2 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}$.
मोलर चालकता $\lambda_{m}$ के लिए सूत्र: $\lambda_{m} = \alpha \times \lambda_{m}^{\circ}$.
मान रखने पर: $\lambda_{m} = 0.11 \times 404.2 = 44.46 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}$.
191
DifficultMCQ
निम्नलिखित का मिलान करें:
सूची-$I$सूची-$II$
$A$. $AlCl_3$ का जलीय विलयन$I$. क्षारीय
$B$. $CH_3COONa$ का जलीय विलयन$II$. अम्लीय
$C$. $KCl$ का जलीय विलयन$III$. उच्च चालकता वाला
$D$. $Al_2O_3$$IV$. प्रबल क्षारीय
$V$. उभयधर्मी (Amphoteric)

सही मिलान है:
A
$A-II, B-I, C-III, D-V$
B
$A-I, B-III, C-IV, D-V$
C
$A-III, B-II, C-I, D-V$
D
$A-IV, B-V, C-II, D-I$

Solution

(A) $AlCl_3$ एक दुर्बल क्षार और प्रबल अम्ल का लवण है; यह धनायनिक जल-अपघटन करता है:
$Al^{3+} + 3H_2O \rightarrow Al(OH)_3 + 3H^+$
$H^+$ आयन मुक्त होने के कारण विलयन अम्लीय हो जाता है $(A-II)$.
$CH_3COONa$ एक दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार का लवण है; यह ऋणायनिक जल-अपघटन करता है:
$CH_3COO^- + H_2O \rightarrow CH_3COOH + OH^-$
$OH^-$ आयन मुक्त होने के कारण विलयन क्षारीय हो जाता है $(B-I)$.
$KCl$ एक प्रबल विद्युत अपघट्य है,इसलिए इसका जलीय विलयन उच्च चालकता वाला होता है $(C-III)$.
$Al_2O_3$ एक उभयधर्मी ऑक्साइड है क्योंकि यह अम्ल और क्षार दोनों के साथ अभिक्रिया करता है $(D-V)$.
अतः,सही मिलान $A-II, B-I, C-III, D-V$ है।
192
DifficultMCQ
ऑक्सेलिक एसिड की सांद्रता '$x$' $mol \ L^{-1}$ है। इस विलयन के $40 \ mL$,$0.05 \ M$ अम्लीकृत $KMnO_4$ के $16 \ mL$ के साथ अभिक्रिया करते हैं। '$x$' $M$ ऑक्सेलिक एसिड विलयन का $pH$ क्या है? (मान लें कि ऑक्सेलिक एसिड पूरी तरह से वियोजित हो जाता है)
A
$1.3$
B
$1.699$
C
$1$
D
$2$

Solution

(C) ऑक्सेलिक एसिड $(H_2C_2O_4)$ और अम्लीकृत $KMnO_4$ के बीच अभिक्रिया का संतुलित समीकरण:
$2MnO_4^- + 5H_2C_2O_4 + 6H^+ \rightarrow 2Mn^{2+} + 10CO_2 + 8H_2O$
स्टोइकियोमेट्री के अनुसार,$5$ मोल $H_2C_2O_4$,$2$ मोल $MnO_4^-$ के साथ अभिक्रिया करते हैं।
संबंध $n_{H_2C_2O_4} / 5 = n_{MnO_4^-} / 2$ का उपयोग करते हुए:
$(40 \times 10^{-3} \times x) / 5 = (16 \times 10^{-3} \times 0.05) / 2$
$8 \times 10^{-3} \times x = 4 \times 10^{-4}$
$x = (4 \times 10^{-4}) / (8 \times 10^{-3}) = 0.05 \ M$
ऑक्सेलिक एसिड एक द्वि-प्रोटोनिक एसिड है: $H_2C_2O_4 \rightarrow 2H^+ + C_2O_4^{2-}$.
पूर्ण वियोजन मानते हुए,$[H^+] = 2 \times [H_2C_2O_4] = 2 \times 0.05 = 0.1 \ M$.
$pH = -\log[H^+] = -\log(0.1) = 1$.
193
DifficultMCQ
यदि $(i)$ $CuSO_4$ को संतृप्त $(NH_4)_2SO_4$ विलयन में मिलाया जाए और $(ii)$ $SbF_5$ को निर्जलीय $HF$ में मिलाया जाए,तो अम्लता में क्या परिवर्तन होगा?
A
वृद्धि,वृद्धि
B
कमी,कमी
C
वृद्धि,कमी
D
कमी,वृद्धि

Solution

(A) $(i)$ संतृप्त $(NH_4)_2SO_4$ विलयन में,$NH_4^+$ आयन $NH_3$ और $H^+$ के साथ साम्यावस्था में होते हैं। जब $CuSO_4$ मिलाया जाता है,तो $Cu^{2+}$ आयन $NH_3$ के साथ अभिक्रिया करके स्थिर संकुल $[Cu(NH_3)_4]^{2+}$ बनाते हैं।
$Cu^{2+}_{(aq)} + 4NH_{3(aq)} \rightarrow [Cu(NH_3)_4]^{2+}_{(aq)}$
यह अभिक्रिया $NH_3$ का उपभोग करती है,जिससे साम्यावस्था $NH_4^+ \rightleftharpoons NH_3 + H^+$ दाईं ओर स्थानांतरित हो जाती है,जिससे $H^+$ आयन की सांद्रता बढ़ जाती है और अम्लता बढ़ जाती है।
$(ii)$ निर्जलीय $HF$ में,स्वतः-आयनीकरण साम्यावस्था $2HF \rightleftharpoons H_2F^+ + F^-$ होती है।
जब $SbF_5$ मिलाया जाता है,तो यह एक प्रबल लुईस अम्ल के रूप में कार्य करता है और $F^-$ के साथ अभिक्रिया करके स्थिर $SbF_6^-$ आयन बनाता है $(SbF_5 + F^- \rightarrow SbF_6^-)$।
यह विलयन से $F^-$ को हटा देता है,जिससे साम्यावस्था दाईं ओर स्थानांतरित हो जाती है,जिससे $H_2F^+$ (सुपर अम्लीय प्रजाति) की सांद्रता बढ़ जाती है,और इस प्रकार अम्लता बढ़ जाती है।
194
MediumMCQ
$25^{\circ} C$ पर,$0.007 \ M$ हाइड्रोफ्लोरिक अम्ल की मोलर चालकता $150 \ \text{mho} \ cm^{2} \ mol^{-1}$ है और इसकी $\Lambda_{m}^{\circ} = 500 \ \text{mho} \ cm^{2} \ mol^{-1}$ है। $25^{\circ} C$ पर दी गई सांद्रता पर अम्ल के वियोजन स्थिरांक का मान क्या है?
A
$7 \times 10^{-4} \ M$
B
$7 \times 10^{-5} \ M$
C
$9 \times 10^{-3} \ M$
D
$9 \times 10^{-4} \ M$

Solution

(D) वियोजन की मात्रा,$\alpha = \frac{\Lambda_{m}^{c}}{\Lambda_{m}^{\circ}} = \frac{150}{500} = 0.3$
दिया गया है,$C = 0.007 \ M$
हाइड्रोफ्लोरिक अम्ल इस प्रकार वियोजित होता है:
$HF \rightleftharpoons H^{+} + F^{-}$
प्रारंभ में: $C, 0, 0$
साम्यावस्था पर: $C(1 - \alpha), C\alpha, C\alpha$
वियोजन स्थिरांक,$K_{a} = \frac{[H^{+}] [F^{-}]}{[HF]} = \frac{C \alpha \cdot C \alpha}{C(1 - \alpha)} = \frac{C \alpha^{2}}{(1 - \alpha)}$
मान रखने पर,हमें प्राप्त होता है:
$K_{a} = \frac{0.007 \times (0.3)^{2}}{(1 - 0.3)} = \frac{0.007 \times 0.09}{0.7} = 0.01 \times 0.09 = 9 \times 10^{-4} \ M$
195
MediumMCQ
निम्नलिखित में से कौन से कथन गलत हैं?
A
प्रबल अम्ल और दुर्बल क्षार के लवण के विलयन का $pH$ $7$ से कम होता है।
B
यदि $K_{b} < K_{a}$ है,तो दुर्बल अम्ल और दुर्बल क्षार के लवण के विलयन का $pH$ क्षारीय होता है।
C
$10^{-8} \ M \ HCl$ के जलीय विलयन का $pH$ $8$ होता है।
D
$NH_{2}^{-}$ का संयुग्मी अम्ल $NH_{3}$ है।

Solution

(B, C) $1$. प्रबल अम्ल और दुर्बल क्षार के लवण का जल-अपघटन होने पर विलयन अम्लीय हो जाता है,इसलिए $pH < 7$ होता है। यह कथन सही है।
$2$. दुर्बल अम्ल और दुर्बल क्षार के लवण के लिए,$pH = 7 + \frac{1}{2}(pK_{a} - pK_{b})$ सूत्र का उपयोग किया जाता है। यदि $K_{b} < K_{a}$ है,तो $pK_{b} > pK_{a}$ होगा,जिसका अर्थ है कि $pH < 7$ (अम्लीय)। अतः,यह कथन कि यदि $K_{b} < K_{a}$ है तो विलयन क्षारीय होगा,गलत है।
$3$. $10^{-8} \ M \ HCl$ जैसे अत्यंत तनु विलयन के लिए पानी से प्राप्त $H^{+}$ आयनों की उपेक्षा नहीं की जा सकती। कुल $[H^{+}] = 10^{-8} + 10^{-7} \approx 1.1 \times 10^{-7} \ M$ होता है। इसलिए $pH = -\log(1.1 \times 10^{-7}) \approx 6.96$,जो $7$ से कम है। अतः $pH$ $8$ वाला कथन गलत है।
$4$. $NH_{2}^{-}$ में प्रोटॉन $(H^{+})$ जोड़ने पर $NH_{3}$ प्राप्त होता है,जो इसका संयुग्मी अम्ल है। यह कथन सही है।
अतः,कथन $B$ और $C$ गलत हैं।
196
DifficultMCQ
निम्नलिखित में से किस मिश्रित जलीय विलयन में,साम्यावस्था पर $pH = pK_{a}$ होता है?
$(1)$ $100 \ mL$ $0.1 \ M \ CH_{3}COOH + 100 \ mL$ $0.1 \ M \ CH_{3}COONa$
$(2)$ $100 \ mL$ $0.1 \ M \ CH_{3}COOH + 50 \ mL$ $0.1 \ M \ NaOH$
$(3)$ $100 \ mL$ $0.1 \ M \ CH_{3}COOH + 100 \ mL$ $0.1 \ M \ NaOH$
$(4)$ $100 \ mL$ $0.1 \ M \ CH_{3}COOH + 100 \ mL$ $0.1 \ M \ NH_{3}$
A
$(1)$ सही है
B
$(2)$ सही है
C
$(3)$ सही है
D
$(1)$ और $(2)$ दोनों सही हैं

Solution

(D) अम्लीय बफर विलयन का $pH$ हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण द्वारा दिया जाता है:
$pH = pK_{a} + \log \frac{[salt]}{[acid]}$
$pH = pK_{a}$ के लिए,$\log \frac{[salt]}{[acid]} = 0$ होना चाहिए,जिसका अर्थ है $[salt] = [acid]$.
$(1)$ $100 \ mL$ $0.1 \ M \ CH_{3}COOH$ $(10 \ mmol)$ + $100 \ mL$ $0.1 \ M \ CH_{3}COONa$ $(10 \ mmol)$.
यहाँ,$[salt] = [acid] = 10 \ mmol$. अतः,$pH = pK_{a} + \log(1) = pK_{a}$.
$(2)$ $100 \ mL$ $0.1 \ M \ CH_{3}COOH$ $(10 \ mmol)$ + $50 \ mL$ $0.1 \ M \ NaOH$ $(5 \ mmol)$.
अभिक्रिया: $CH_{3}COOH + NaOH \rightarrow CH_{3}COONa + H_{2}O$.
प्रारंभ में: $10 \ mmol \ CH_{3}COOH, 5 \ mmol \ NaOH$.
अंत में: $5 \ mmol \ CH_{3}COOH, 5 \ mmol \ CH_{3}COONa$.
चूंकि $[salt] = [acid] = 5 \ mmol$,इसलिए $pH = pK_{a} + \log(1) = pK_{a}$.
$(3)$ $100 \ mL$ $0.1 \ M \ CH_{3}COOH$ $(10 \ mmol)$ + $100 \ mL$ $0.1 \ M \ NaOH$ $(10 \ mmol)$.
यह पूर्ण उदासीनीकरण की ओर ले जाता है। बफर नहीं बनता है।
$(4)$ $CH_{3}COOH + NH_{3} \rightarrow CH_{3}COONH_{4}$.
यह एक दुर्बल अम्ल और दुर्बल क्षार का लवण बनाता है,बफर विलयन नहीं।
अतः,$(1)$ और $(2)$ दोनों $pH = pK_{a}$ की शर्त को पूरा करते हैं।
197
EasyMCQ
$25^{\circ} C$ पर,जल का आयनिक गुणनफल $10^{-14}$ है। जल के स्वतः-आयनन के लिए मुक्त ऊर्जा परिवर्तन $kCal \ mol^{-1}$ में किसके निकट है?
A
$20.5$
B
$14$
C
$19.1$
D
$25.3$

Solution

(C) जल के स्वतः-आयनन की अभिक्रिया: $H_2O(\ell) \rightleftharpoons H^{+}_{(aq)} + OH^{-}_{(aq)}$ जहाँ $K_w = 10^{-14}$ है।
मानक गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन: $\Delta G^{\circ} = -2.303 RT \log K_w$.
यहाँ $R = 1.987 \times 10^{-3} \ kCal \ K^{-1} \ mol^{-1}$ और $T = 298 \ K$ लेने पर:
$\Delta G^{\circ} = -2.303 \times (1.987 \times 10^{-3}) \times 298 \times \log(10^{-14})$
$\Delta G^{\circ} = -2.303 \times 1.987 \times 10^{-3} \times 298 \times (-14)$
$\Delta G^{\circ} \approx 19.1 \ kCal \ mol^{-1}$.
198
DifficultMCQ
$MgCO_3$ के एक नमूने को तनु $HCl$ में घोला जाता है और विलयन को अमोनिया के साथ उदासीन किया जाता है और $NH_4Cl / NH_4OH$ के साथ बफर किया जाता है। परिणामी विलयन में डाइसोडियम हाइड्रोजन फॉस्फेट अभिकर्मक मिलाया जाता है। एक सफेद अवक्षेप बनता है। अवक्षेप का सूत्र क्या है?
A
$Mg_3(PO_4)_2$
B
$Mg(NH_4)PO_4$
C
$MgHPO_4$
D
$Mg_2P_2O_7$

Solution

(B) अभिक्रिया इस प्रकार होती है:
$1$. $MgCO_3(s) + 2HCl(aq) \rightarrow MgCl_2(aq) + H_2O(l) + CO_2(g)$
$2$. विलयन को अमोनिया के साथ उदासीन किया जाता है और $NH_4Cl / NH_4OH$ के साथ बफर किया जाता है।
$3$. $NH_4^+$ आयनों की उपस्थिति में $Mg^{2+}$ आयनों वाले विलयन में डाइसोडियम हाइड्रोजन फॉस्फेट $(Na_2HPO_4)$ मिलाने पर,मैग्नीशियम अमोनियम फॉस्फेट का सफेद क्रिस्टलीय अवक्षेप बनता है:
$Mg^{2+}(aq) + NH_4^+(aq) + HPO_4^{2-}(aq) \rightarrow Mg(NH_4)PO_4(s) \downarrow$
अतः,सफेद अवक्षेप का सूत्र $Mg(NH_4)PO_4$ है।

6-2.Equilibrium-II (Ionic Equilibrium) — Mix Examples-Ionic Equilibrium · Frequently Asked Questions

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