pH of strong Acids and strong Bases Questions in Gujarati

(A) દ્રાવણની સાંદ્રતા $\frac{N}{1000} = 10^{-3} \ N \ KOH$ છે.
$KOH$ એ પ્રબળ બેઇઝ હોવાથી,તે સંપૂર્ણપણે આયનીકરણ પામે છે: $[OH^-] = 10^{-3} \ M$.
$pOH$ ની ગણતરી આ મુજબ થાય છે: $pOH = -\log[OH^-] = -\log(10^{-3}) = 3$.
$pH$ ની ગણતરી સંબંધ $pH + pOH = 14$ નો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે.
તેથી,$pH = 14 - 3 = 11$.

(C) $NaOH$ એ પ્રબળ બેઇઝ છે,તેથી તે સંપૂર્ણપણે $NaOH \rightarrow Na^+ + OH^-$ તરીકે વિયોજન પામે છે.
આપેલ સાંદ્રતા $[OH^-] = 0.001\,M = 10^{-3}\,M$ છે.
$pOH = -\log[OH^-] = -\log(10^{-3}) = 3$.
$298\,K$ તાપમાને $pH + pOH = 14$ હોવાથી,$pH = 14 - pOH = 14 - 3 = 11$ થાય.

(C) હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ $(HCl)$ એ પ્રબળ એસિડ છે અને પાણીમાં સંપૂર્ણપણે આયનીકરણ પામે છે.
$HCl \rightarrow H^{+} + Cl^{-}$
તેથી,હાઇડ્રોજન આયનોની સાંદ્રતા $[H^{+}] = 10^{-3} \ M$ છે.
$pH$ માટેનું સૂત્ર $pH = -\log[H^{+}]$ છે.
કિંમત મૂકતા: $pH = -\log(10^{-3}) = 3$.
આમ,સાચો વિકલ્પ $(C)$ છે.

(C) દ્રાવણની $pH$ વ્યાખ્યા મુજબ $pH = -\log[H^{+}]$ છે.
આપેલ $pH = 4$ હોવાથી,$4 = -\log[H^{+}]$,જેનો અર્થ છે કે $[H^{+}] = 10^{-4} \, M$.
$HCl$ એ પ્રબળ એસિડ હોવાથી,તે પાણીમાં સંપૂર્ણ રીતે આયનીકરણ પામે છે: $HCl \rightarrow H^{+} + Cl^{-}$.
તેથી,$HCl$ દ્રાવણની મોલારિટી એ $H^{+}$ આયનોની સાંદ્રતા જેટલી જ હોય છે,જે $10^{-4} \, M$ અથવા $0.0001 \, M$ છે.

(B) $NaOH$ જેવા પ્રબળ બેઝના ખૂબ જ મંદ દ્રાવણ માટે,પાણીમાંથી મળતા $OH^-$ આયનોના ફાળાને અવગણી શકાય નહીં.
કુલ $[OH^-] = [OH^-]_{NaOH} + [OH^-]_{H_2O} = 10^{-10} + 10^{-7} \approx 10^{-7} \ M$.
$pOH = -\log[OH^-] = -\log(10^{-7}) = 7$.
$298 \ K$ તાપમાને $pH + pOH = 14$ હોવાથી,$pH = 14 - 7 = 7$.
તેથી,$pH$ એ $7$ ની નજીક છે.

(C) સાચો જવાબ છે.
$1 \, M \, NaOH$ એક પ્રબળ બેઇઝ છે,જે સંપૂર્ણપણે વિયોજન પામીને $OH^-$ આયનોની સૌથી વધુ સાંદ્રતા આપે છે.
$pH + pOH = 14$ હોવાથી,ઉચ્ચ $[OH^-]$ એ નીચા $pOH$ ને અનુરૂપ છે અને પરિણામે આપેલા વિકલ્પોમાં મહત્તમ $pH$ ધરાવે છે.

(D) દ્રાવણ એસિડિક હોવાથી,$pH < 7$ હોવો જોઈએ.
ખૂબ જ મંદ $HCl$ $(10^{-9} \ M)$ ના દ્રાવણ માટે,પાણીના આયનીકરણથી મળતા $H^{+}$ આયનોની સાંદ્રતા $(10^{-7} \ M)$ ને અવગણી શકાય નહીં.
કુલ $[H^{+}] = [H^{+}]_{HCl} + [H^{+}]_{H_2O} = 10^{-9} + 10^{-7} = 1.01 \times 10^{-7} \ M$.
તેથી,$pH = -\log(1.01 \times 10^{-7}) \approx 6.996$,જે $6$ અને $7$ ની વચ્ચે આવે છે.

(A) $KOH$ જેવા પ્રબળ બેઝ માટે,હાઇડ્રોક્સાઇડ આયનોની સાંદ્રતા $[OH^-]$ એ બેઝની સાંદ્રતા જેટલી હોય છે.
વિકલ્પ $(A)$ માટે,$[OH^-] = 0.01 \ M = 10^{-2} \ M$.
$pOH = -\log[OH^-] = -\log(10^{-2}) = 2$.
$25^{\circ}C$ તાપમાને $pH + pOH = 14$ સંબંધનો ઉપયોગ કરતા:
$pH = 14 - pOH = 14 - 2 = 12$.
તેથી,$0.01 \ M \ KOH$ દ્રાવણનો $pH$ $12$ છે.

(B) દ્રાવણ $A$ માટે: $pH = 3$,તેથી $[H^+]_A = 10^{-3} \ M$.
દ્રાવણ $B$ માટે: $pH = 2$,તેથી $[H^+]_B = 10^{-2} \ M$.
ધારો કે સમાન કદ $(V)$ મિશ્ર કરવામાં આવે છે,તો કુલ કદ $2V$ થાય છે.
$H^+$ આયનોના કુલ મોલ = $[H^+]_A \times V + [H^+]_B \times V = (10^{-3} + 10^{-2}) \times V = 0.011 \times V$.
પરિણામી સાંદ્રતા $[H^+]_{mix} = \frac{0.011 \times V}{2V} = 0.0055 \ M = 5.5 \times 10^{-3} \ M$.
પરિણામી $pH = -\log(5.5 \times 10^{-3}) = 3 - \log(5.5) = 3 - 0.74 = 2.26$.
નોંધ: જો પ્રશ્ન કદમાં ફેરફાર વગર અથવા ચોક્કસ ગુણોત્તરમાં મિશ્રણ સૂચવે છે,તો $pH = -\log(1.1 \times 10^{-2}) \approx 1.96$ નો ઉપયોગ થાય છે. વિકલ્પોને જોતા,$1.96$ એ સાચો જવાબ છે.

(B) $HCl$ (પ્રબળ એસિડ) માટે:
$[H^+] = \frac{N}{100} = 0.01 \ M = 10^{-2} \ M$.
$pH = -\log[H^+] = -\log(10^{-2}) = 2$.
$NaOH$ (પ્રબળ બેઇઝ) માટે:
$[OH^-] = \frac{N}{100} = 0.01 \ M = 10^{-2} \ M$.
$pOH = -\log[OH^-] = -\log(10^{-2}) = 2$.
$25^{\circ}C$ તાપમાને $pH + pOH = 14$ હોવાથી,
$pH = 14 - pOH = 14 - 2 = 12$.
તેથી,$pH$ મૂલ્યો અનુક્રમે $2$ અને $12$ છે.

(C) $1.0 \times 10^{-8} \ M \ HCl$ જેવા પ્રબળ એસિડના ખૂબ જ મંદ દ્રાવણ માટે,પાણીના વિયોજન $(1.0 \times 10^{-7} \ M)$ દ્વારા મળતા $H^+$ આયનોની સાંદ્રતાને અવગણી શકાય નહીં.
કુલ $[H^+] = [H^+]_{HCl} + [H^+]_{H_2O} = 1.0 \times 10^{-8} + 1.0 \times 10^{-7} = 1.1 \times 10^{-7} \ M$.
તેથી,$pH = -\log(1.1 \times 10^{-7}) \approx 6.96$,જે $7$ કરતા ઓછું છે (અને ચોક્કસપણે $8$ કરતા ઓછું છે).

(B) પગલું $1$: $HCl$ અને $KOH$ ના ગ્રામ તુલ્યાંક શોધો.
$HCl$ ના $g \ eq. = 0.1 \times 0.020 = 2 \times 10^{-3} \ g \ eq.$
$KOH$ ના $g \ eq. = 0.001 \times 0.020 = 2 \times 10^{-5} \ g \ eq.$
પગલું $2$: તટસ્થીકરણ પછી બાકી રહેલ $HCl$ શોધો.
બાકી રહેલ $HCl = 2 \times 10^{-3} - 2 \times 10^{-5} = 1.98 \times 10^{-3} \ g \ eq.$
પગલું $3$: અંતિમ કદમાં $H^+$ આયનોની સાંદ્રતા શોધો.
કુલ કદ $= 40 \ mL = 0.040 \ L$.
$[H^+] = \frac{1.98 \times 10^{-3}}{0.040} = 4.95 \times 10^{-2} \ M$.
પગલું $4$: $pH$ ની ગણતરી કરો.
$pH = -\log(4.95 \times 10^{-2}) = 2 - 0.6946 \approx 1.3$.

(B) $10^{-7} \ M \ NaOH$ જેવા પ્રબળ બેઇઝના અત્યંત મંદ દ્રાવણ માટે,પાણીના સ્વયં-આયનીકરણ $(H_2O \rightleftharpoons H^+ + OH^-)$ માંથી મળતા $OH^-$ આયનોના ફાળાને અવગણી શકાય નહીં.
કુલ $[OH^-] = [OH^-]_{\text{base}} + [OH^-]_{\text{water}}$.
ધારો કે $[H^+] = x$. તો $[OH^-] = 10^{-7} + x$.
$K_w = [H^+][OH^-] = 10^{-14}$ હોવાથી,$x(10^{-7} + x) = 10^{-14}$.
દ્વિઘાત સમીકરણ $x^2 + 10^{-7}x - 10^{-14} = 0$ ઉકેલતા,$x \approx 0.618 \times 10^{-7}$ મળે છે.
$pH = -\log[H^+] = -\log(0.618 \times 10^{-7}) = 7 - \log(0.618) \approx 7.209$.
આમ,$pH$ એ $7$ અને $8$ ની વચ્ચે હોય છે.

(C) $NaOH$ એ પ્રબળ બેઇઝ છે,તેથી $[OH^-] = 0.1 \ M = 10^{-1} \ M$.
પાણીના આયનીય ગુણાકારનો ઉપયોગ કરતા,$K_w = [H^+][OH^-] = 10^{-14}$.
$[H^+] = \frac{10^{-14}}{10^{-1}} = 10^{-13} \ M$.
$pH = -\log[H^+] = -\log(10^{-13}) = 13$.

(C) દ્રાવણનો $pH$,$pH = 14 - pOH$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$NaOH$ જેવા પ્રબળ બેઝ માટે,$[OH^-] = \text{Normality}$.
$1 \ N \ NaOH$ માટે,$[OH^-] = 1 \ M$.
$pOH = -\log[OH^-] = -\log(1) = 0$.
તેથી,$pH = 14 - 0 = 14$.
આમ,$1 \ N \ NaOH$ નો $pH$ મહત્તમ $14$ છે.

(C) ખૂબ જ મંદ એસિડના દ્રાવણ માટે,પાણીના વિયોજનથી મળતા $H^+$ આયનોના ફાળાને અવગણી શકાય નહીં.
કુલ $[H^+] = [H^+]_{HCl} + [H^+]_{H_2O} = 10^{-8} + 10^{-7} \ M$.
કુલ $[H^+] = 10^{-8} + 0.1 \times 10^{-7} = 1.1 \times 10^{-7} \ M$.
$pH = -\log [H^+] = -\log (1.1 \times 10^{-7}) = 7 - \log (1.1)$.
કારણ કે $\log (1.1) \approx 0.0414$,તેથી $pH = 7 - 0.0414 = 6.9586 \approx 6.958$.

(C) $H_2SO_4$ એ પ્રબળ દ્વિ-બેઝિક એસિડ છે જે પાણીમાં નીચે મુજબ સંપૂર્ણ આયનીકરણ પામે છે:
$H_2SO_4 \rightarrow 2H^+ + SO_4^{2-}$
$H_2SO_4$ ની સાંદ્રતા $0.005 \ M$ હોવાથી,$H^+$ આયનોની સાંદ્રતા:
$[H^+] = 2 \times [H_2SO_4] = 2 \times 0.005 \ M = 0.01 \ M = 10^{-2} \ M$
$pH$ ની ગણતરી નીચે મુજબ થાય છે:
$pH = -\log[H^+] = -\log(10^{-2}) = 2$
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(B) હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ $(HCl)$ એ પ્રબળ એસિડ છે અને પાણીમાં સંપૂર્ણ રીતે આયનીકરણ પામે છે.
$[H^{+}] = [HCl] = 0.02 \, M = 2 \times 10^{-2} \, M$.
$pH = - \log[H^{+}]$
$pH = - \log(2 \times 10^{-2})$
$pH = - (\log 2 + \log 10^{-2})$
$pH = - (0.3010 - 2)$
$pH = 1.699 \approx 1.7$.

(B) $HCl$ એ પ્રબળ એસિડ છે,તેથી તે સંપૂર્ણપણે આયનીકરણ પામીને $[H^{+}]$ આયનો આપે છે જેની સાંદ્રતા $10^{-3} \, M$ છે.
$pH = -\log([H^{+}]) = -\log(10^{-3}) = 3$.
$NaOH$ એ પ્રબળ બેઇઝ છે,તેથી તે સંપૂર્ણપણે આયનીકરણ પામીને $[OH^{-}]$ આયનો આપે છે જેની સાંદ્રતા $10^{-3} \, M$ છે.
$pOH = -\log([OH^{-}]) = -\log(10^{-3}) = 3$.
આપણે જાણીએ છીએ કે $pH + pOH = 14$,તેથી $pH = 14 - 3 = 11$.
$NaCl$ એ પ્રબળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝનો ક્ષાર છે,તેથી તે તટસ્થ છે અને તેનો $pH = 7$ છે.
તેથી,$pH$ ના મૂલ્યો અનુક્રમે $11, 3, 7$ છે.

(C) $NaOH$ એ પ્રબળ બેઇઝ છે,તેથી તે પાણીમાં સંપૂર્ણપણે આયનીકરણ પામે છે: $NaOH \rightarrow Na^{+} + OH^{-}$.
આપેલ છે $[OH^{-}] = 10^{-5} \ M$.
આપણે જાણીએ છીએ કે $25^{\circ}C$ તાપમાને $[H^{+}] \times [OH^{-}] = 10^{-14}$ થાય છે.
$[H^{+}] = \frac{10^{-14}}{10^{-5}} = 10^{-9} \ M$.
$pH = -\log[H^{+}] = -\log(10^{-9}) = 9$.

(A) પ્રબળ દ્વિ-બેઝિક એસિડ $H_2A$ માટે,વિયોજન $H_2A \rightarrow 2H^+ + A^{2-}$ થાય છે.
એસિડની સાંદ્રતા $C = 0.05 \,M$ આપેલ છે.
$H^+$ આયનોની સાંદ્રતા $[H^+] = 2 \times C = 2 \times 0.05 \,M = 0.1 \,M$ થાય.
$pH$ ની ગણતરી $pH = -\log[H^+]$ સૂત્ર દ્વારા કરવામાં આવે છે.
$pH = -\log(0.1) = -\log(10^{-1}) = 1$.

(D) $NaOH$ જેવા પ્રબળ બેઝના ખૂબ જ મંદ દ્રાવણ માટે,પાણીના સ્વયં-આયનીકરણમાંથી મળતા $[OH^{-}]$ ના ફાળાને અવગણી શકાય નહીં.
$H_2O \rightleftharpoons H^{+} + OH^{-}$,જ્યાં $[OH^{-}]_{water} = 10^{-7} \ M$.
કુલ $[OH^{-}]$ સાંદ્રતા એ $NaOH$ માંથી મળતા $[OH^{-}]$ $(10^{-8} \ M)$ અને પાણીમાંથી મળતા $[OH^{-}]$ $(10^{-7} \ M)$ નો સરવાળો છે.
$[OH^{-}]_{total} = 10^{-8} + 10^{-7} = 1.1 \times 10^{-7} \ M$.
આ મૂલ્ય $10^{-7} \ M$ કરતા થોડું વધારે છે પરંતુ $10^{-6} \ M$ કરતા ઘણું ઓછું છે. તેથી,તે $10^{-6} \ M$ અને $10^{-7} \ M$ ની વચ્ચે આવે છે.

(C) $KOH$ એ પ્રબળ બેઇઝ છે,તેથી $[OH^-] = 0.0001 \ N = 10^{-4} \ M$.
$pOH = -\log[OH^-] = -\log(10^{-4}) = 4$.
$25^{\circ}C$ તાપમાને $pH + pOH = 14$ હોવાથી,
$pH = 14 - pOH = 14 - 4 = 10$.

(D) $KOH$ એ પ્રબળ બેઇઝ છે,તેથી તે સંપૂર્ણપણે આયનીકરણ પામે છે: $KOH \rightarrow K^+ + OH^-$.
આપેલ છે $[KOH] = 0.001 \ M = 1 \times 10^{-3} \ M$,તેથી $[OH^-] = 1 \times 10^{-3} \ M$.
પાણીના આયનીય ગુણાકારનો ઉપયોગ કરતા: $[H^+] \times [OH^-] = K_w = 1 \times 10^{-14}$.
$[H^+] = \frac{1 \times 10^{-14}}{[OH^-]} = \frac{1 \times 10^{-14}}{1 \times 10^{-3}} = 1 \times 10^{-11} \ M$.
$pH = -\log[H^+] = -\log(10^{-11}) = 11$.

(C) $Ba(OH)_2$ ની પ્રારંભિક સાંદ્રતા $0.01 \, M$ છે. $Ba(OH)_2$ નું આયનીકરણ $Ba(OH)_2 \rightarrow Ba^{2+} + 2OH^-$ મુજબ થાય છે,તેથી $OH^-$ આયનોની સાંદ્રતા $2 \times 0.01 \, M = 0.02 \, M$ થાય.
$OH^-$ ની સાંદ્રતા માટે મંદન સૂત્ર $M_1V_1 = M_2V_2$ નો ઉપયોગ કરતા:
$0.02 \, M \times 50 \, mL = M_2 \times (50 \, mL + 50 \, mL)$
$M_2 = \frac{0.02 \times 50}{100} = 0.01 \, M$.
આમ,$[OH^-] = 0.01 \, M = 10^{-2} \, M$.
$pOH = -\log[OH^-] = -\log(10^{-2}) = 2$.
$pH + pOH = 14$ હોવાથી,$pH = 14 - 2 = 12$ મળે.

(B) $10^{-7} \ N \ HCl$ જેવા પ્રબળ એસિડના ખૂબ જ મંદ દ્રાવણ માટે,પાણીના વિયોજનથી મળતા $H^+$ આયનોના ફાળાને અવગણી શકાય નહીં.
કુલ $[H^+] = [H^+]_{\text{acid}} + [H^+]_{\text{water}}$.
$[H^+] = 10^{-7} + 10^{-7} = 2 \times 10^{-7} \ M$.
$pH = -\log[H^+] = -\log(2 \times 10^{-7})$.
$pH = 7 - \log(2) = 7 - 0.3010 = 6.699 \approx 6.97$.

(C) દ્રાવણનો $pH$ $pH = -\log [H^+]$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત થયેલ છે.
આપેલ $pH = 2$ હોવાથી,$2 = -\log [H^+]$.
આનો અર્થ એ છે કે $\log [H^+] = -2$,તેથી $[H^+] = 10^{-2} \ M$.
પ્રબળ મોનોબેઝિક એસિડ માટે,નોર્માલિટી $(N)$ એ મોલારિટી $(M)$ જેટલી હોય છે.
તેથી,નોર્માલિટી $0.01 \ N$ થશે.

(B) પ્રારંભિક હાઇડ્રોજન આયન સાંદ્રતા $[H^{+}]_1 = 10^{-pH_1} = 10^{-5} \ M$ છે.
અંતિમ હાઇડ્રોજન આયન સાંદ્રતા $[H^{+}]_2 = 10^{-pH_2} = 10^{-2} \ M$ છે.
હાઇડ્રોજન આયન સાંદ્રતામાં થતો વધારો એ અંતિમ સાંદ્રતા અને પ્રારંભિક સાંદ્રતાનો ગુણોત્તર છે:
$\text{વધારો} = \frac{[H^{+}]_2}{[H^{+}]_1} = \frac{10^{-2}}{10^{-5}} = 10^{(-2 - (-5))} = 10^3 = 1000 \ \text{ગણો}$.

(NONE) આપેલ છે,$[OH^{-}] = 0.1 \ M = 10^{-1} \ M$.
$pOH = -\log[OH^{-}] = -\log(10^{-1}) = 1$.
પાણીનો આયનીય ગુણાકાર $K_w = [H^{+}][OH^{-}] = 10^{-15}$ આપેલ હોવાથી,$pH + pOH = pK_w = 15$ થાય.
તેથી,$pH = 15 - pOH = 15 - 1 = 14$.

(C) $HCl$ ની સાંદ્રતા $10^{-12} \ M$ છે,જે ખૂબ જ મંદ છે.
આવા કિસ્સામાં,પાણીના સ્વયં-આયનીકરણ $(10^{-7} \ M)$ માંથી મળતા $H^+$ આયનોના ફાળાને અવગણી શકાય નહીં.
કુલ $[H^+] = [H^+]_{HCl} + [H^+]_{H_2O} = 10^{-12} + 10^{-7} \approx 10^{-7} \ M$.
તેથી,$pH = -\log[H^+] = -\log(10^{-7}) = 7$.
દ્રાવણ એસિડિક હોવાથી,$pH$ $7$ કરતા થોડો ઓછો (આશરે $6.99$) હશે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(A) $H_2SO_4$ નું આણ્વીય દળ $98 \ g/mol$ છે.
$H_2SO_4$ ના મોલ $= \frac{0.49 \ g}{98 \ g/mol} = 0.005 \ mol$.
દ્રાવણનું કદ $1 \ L$ હોવાથી,$H_2SO_4$ ની મોલારિટી $0.005 \ M$ છે.
$H_2SO_4$ એ પ્રબળ દ્વિ-પ્રોટોનિક એસિડ છે,તેથી તેનું આયનીકરણ આ મુજબ થાય છે: $H_2SO_4 \rightarrow 2H^{+} + SO_4^{2-}$.
$[H^{+}]$ ની સાંદ્રતા $= 2 \times [H_2SO_4] = 2 \times 0.005 \ M = 0.01 \ M = 10^{-2} \ M$.
$pH = -\log[H^{+}] = -\log(10^{-2}) = 2$.

(C) $HCl$ માટે તુલ્યભાર $(N.eq.)$ $= 0.4 \ N \times 0.050 \ L = 0.02 \ eq$.
$NaOH$ માટે તુલ્યભાર $(N.eq.)$ $= 0.2 \ N \times 0.050 \ L = 0.01 \ eq$.
$HCl$ વધુ હોવાથી,બાકી રહેલા $H^{+}$ ના તુલ્યભાર $= 0.02 - 0.01 = 0.01 \ eq$.
દ્રાવણનું કુલ કદ $= 50 \ mL + 50 \ mL = 100 \ mL = 0.1 \ L$.
$[H^{+}]$ ની સાંદ્રતા $= \frac{0.01 \ eq}{0.1 \ L} = 0.1 \ M$.
$pH = -\log[H^{+}] = -\log(0.1) = 1$.

(B) $NaOH$ નું આણ્વીય દળ $40 \, g/mol$ છે.
$NaOH$ ના મોલની સંખ્યા $n = \frac{4.0 \, g}{40 \, g/mol} = 0.1 \, mol$ છે.
દ્રાવણનું કદ $1 \, L$ હોવાથી,મોલારિટી $[NaOH] = 0.1 \, M$ થશે.
$NaOH$ એ પ્રબળ બેઇઝ હોવાથી,$[OH^-] = 0.1 \, M = 10^{-1} \, M$ થશે.
$pOH = -\log[OH^-] = -\log(10^{-1}) = 1$ થશે.
$pH + pOH = 14$ હોવાથી,$pH = 14 - 1 = 13$ થશે.

(B) $Ba(OH)_2$ એક પ્રબળ બેઇઝ છે જેનું આયનીકરણ આ મુજબ થાય છે: $Ba(OH)_2 \rightarrow Ba^{2+} + 2OH^-$.
પ્રબળ બેઇઝ માટે,નોર્માલિટી $(N)$ અને મોલારિટી $(M)$ વચ્ચેનો સંબંધ એસિડિટીના અવયવ ($n$-factor) પર આધારિત છે. $Ba(OH)_2$ માટે $n$-factor $2$ છે.
આપેલ નોર્માલિટી $N = 10^{-4} \ N$ છે.
$N = M \times n\text{-factor}$ હોવાથી,$M = \frac{N}{2} = \frac{10^{-4}}{2} = 0.5 \times 10^{-4} \ M$.
$OH^-$ આયનોની સાંદ્રતા $[OH^-] = M \times n\text{-factor} = 10^{-4} \ M$ થશે.
$pOH = -\log[OH^-] = -\log(10^{-4}) = 4$.
$pH + pOH = 14$ સંબંધનો ઉપયોગ કરતા,$pH = 14 - 4 = 10$ મળે છે.

(A) $HCl$ ના મિલિમોલ $= 0.10 \, M \times 40 \, mL = 4 \, mmol$.
$NaOH$ ના મિલિમોલ $= 0.45 \, M \times 10 \, mL = 4.5 \, mmol$.
અહીં $NaOH$ વધુ પ્રમાણમાં હોવાથી,તટસ્થીકરણ પછી બાકી રહેલા $OH^-$ આયનો $= 4.5 - 4 = 0.5 \, mmol$.
દ્રાવણનું કુલ કદ $= 40 \, mL + 10 \, mL = 50 \, mL$.
$[OH^-]$ ની સાંદ્રતા $= \frac{0.5 \, mmol}{50 \, mL} = 0.01 \, M = 10^{-2} \, M$.
$pOH = -\log[OH^-] = -\log(10^{-2}) = 2$.
$pH = 14 - pOH = 14 - 2 = 12$.

(D) $NaOH$ નું આણ્વીય દળ $40 \ g/mol$ છે.
$NaOH$ ના મોલની સંખ્યા $= \frac{0.4 \ g}{40 \ g/mol} = 0.01 \ mol$.
દ્રાવણનું કદ $1 \ L$ હોવાથી,મોલારિટી $[NaOH] = 0.01 \ M = 10^{-2} \ M$ થાય.
$NaOH$ પ્રબળ બેઇઝ હોવાથી,$[OH^-] = [NaOH] = 10^{-2} \ M$ થાય.
પાણીના આયનીય ગુણાકારનો ઉપયોગ કરતા,$[H^+][OH^-] = 10^{-14}$,તેથી $[H^+] = \frac{10^{-14}}{10^{-2}} = 10^{-12} \ M$ મળે.
$pH = -\log[H^+] = -\log(10^{-12}) = 12$.

(B) $H_2SO_4$ એ પ્રબળ,દ્વિ-પ્રોટોનિક એસિડ છે. તેનું આયનીકરણ સમીકરણ: $H_2SO_4(aq) \longrightarrow 2H^+(aq) + SO_4^{2-}(aq)$ છે.
દરેક $H_2SO_4$ નો અણુ $2$ હાઇડ્રોજન આયનો ઉત્પન્ન કરતું હોવાથી,$H^+$ આયનોની સાંદ્રતા $[H^+] = 2 \times 0.005 \ M = 0.01 \ M$ થશે.
$pH$ ની ગણતરી: $pH = -\log[H^+] = -\log(0.01) = -\log(10^{-2}) = 2$.

(D) દ્રાવણ માટે,$pH = -\log[H^{+}]$.
આપેલ $pH = 1$ છે,તેથી $[H^{+}] = 10^{-1} = 0.1\,M$.
$H_2SO_4$ માટે,વિયોજન $H_2SO_4 \rightarrow 2H^{+} + SO_4^{2-}$ છે.
$1\,mol$ $H_2SO_4$ એ $2\,mol$ $H^{+}$ ઉત્પન્ન કરે છે,તેથી $H^{+}$ ની સાંદ્રતા $2 \times [H_2SO_4]$ થાય.
તેથી,$0.1 = 2 \times [H_2SO_4]$.
$[H_2SO_4] = \frac{0.1}{2} = 0.05\,M$.

(C) પ્રબળ એસિડના ખૂબ જ મંદ દ્રાવણ માટે,પાણીના સ્વયં-આયનીકરણમાંથી મળતા $H^+$ આયનોના ફાળાને અવગણી શકાય નહીં.
કુલ $[H^+] = [H^+]_{HCl} + [H^+]_{H_2O} = 10^{-8} + 10^{-7} = 10^{-8} + 10 \times 10^{-8} = 11 \times 10^{-8} \ M$.
$pH = -\log[H^+] = -\log(11 \times 10^{-8}) = 8 - \log(11) \approx 8 - 1.04 = 6.96$.
દ્રાવણ એસિડિક હોવાથી,$pH$ $7$ કરતા થોડી ઓછી હોવી જોઈએ. તેથી,$6 < pH < 7$.

(C) $HCl$ જેવા પ્રબળ એસિડ માટે,નોર્માલિટી $(N)$ એ મોલારિટી $(M)$ જેટલી હોય છે કારણ કે $n$-ફેક્ટર $1$ છે.
$\frac{N}{100} = 0.01 \ N = 0.01 \ M$.
$HCl$ પ્રબળ એસિડ હોવાથી,તે સંપૂર્ણપણે આયનીકરણ પામે છે: $[H^+] = 0.01 \ M = 10^{-2} \ M$.
$pH$ ની ગણતરી $pH = -\log[H^+]$ સૂત્ર દ્વારા કરવામાં આવે છે.
$pH = -\log(10^{-2}) = 2$.

(C) $HCl$ ની પ્રારંભિક સાંદ્રતા $10^{-6} \ M$ છે.
$100$ ગણું મંદ કર્યા પછી,$HCl$ ની સાંદ્રતા $10^{-6} / 100 = 10^{-8} \ M$ થાય છે.
$HCl$ પ્રબળ એસિડ હોવાથી,તે $[H^+]_{acid} = 10^{-8} \ M$ આપે છે.
પાણી પણ $[H^+]_{water} = 10^{-7} \ M$ આપે છે.
કુલ $[H^+] = [H^+]_{acid} + [H^+]_{water} = 10^{-8} + 10^{-7} = 10^{-7}(0.1 + 1) = 1.1 \times 10^{-7} \ M$.
$pH = -\log[H^+] = -\log(1.1 \times 10^{-7}) = 7 - \log(1.1) = 7 - 0.0414 = 6.9586 \approx 6.96$.

(B) $10^{-10} \ M$ $HCl$ જેવા ખૂબ જ મંદ એસિડ દ્રાવણ માટે,પાણીના સ્વયં-આયનીકરણ $(10^{-7} \ M)$ માંથી મળતા $H^+$ આયનોની સાંદ્રતાને અવગણી શકાય નહીં.
કુલ $[H^+] = [H^+]_{HCl} + [H^+]_{H_2O} = 10^{-10} + 10^{-7} \ M$.
કુલ $[H^+] = 10^{-7} \ (1 + 10^{-3}) \approx 10^{-7} \ M$.
$pH = -\log[H^+] = -\log(10^{-7}) = 7$.
દ્રાવણ એસિડિક હોવાથી,$pH$ $7$ કરતા થોડો ઓછો હશે,પરંતુ વ્યવહારિક રીતે તે આશરે $7$ ગણવામાં આવે છે.

(D) $HCl$ માંથી $H^+$ આયનોની સાંદ્રતા $10^{-8} \ M$ છે.
સાંદ્રતા ખૂબ ઓછી હોવાથી,પાણીના સ્વયં-આયનીકરણ $(10^{-7} \ M)$ માંથી મળતા $H^+$ આયનોના ફાળાને અવગણી શકાય નહીં.
કુલ $[H^+] = [H^+]_{HCl} + [H^+]_{H_2O} = 10^{-8} + 10^{-7} = 1.1 \times 10^{-7} \ M$.
$pH = -\log[H^+] = -\log(1.1 \times 10^{-7}) = 7 - \log(1.1) \approx 6.96$.
$6.96 < 7$ હોવાથી,દ્રાવણનો $pH$ $7$ થી ઓછો હશે.

(B) $HCl$ એ પ્રબળ એસિડ છે અને પાણીમાં સંપૂર્ણપણે આયનીકરણ પામે છે:
$HCl \rightarrow H^+ + Cl^-$
$HCl$ ની સાંદ્રતા $0.001 \, M$ (અથવા $10^{-3} \, M$) હોવાથી,$H^+$ આયનોની સાંદ્રતા $[H^+] = 10^{-3} \, M$ થશે.
$pH$ ની ગણતરી $pH = -\log[H^+]$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે.
$pH = -\log(10^{-3}) = 3$.

(C) $HCl$ એ પ્રબળ એસિડ છે જે પાણીમાં સંપૂર્ણપણે આયનીકરણ પામે છે.
$HCl$ ના $0.1 \ M$ દ્રાવણ માટે,હાઇડ્રોજન આયનોની સાંદ્રતા $[H^{+}] = 0.1 \ M = 10^{-1} \ M$ છે.
$pH$ ની ગણતરી $pH = -\log [H^{+}] = -\log [10^{-1}] = 1$ તરીકે કરવામાં આવે છે.
તેની સરખામણીમાં,$NaHSO_4$ નિર્બળ એસિડ છે,$NH_4Cl$ એ નિર્બળ બેઇઝ અને પ્રબળ એસિડનો ક્ષાર છે (એસિડિક છે પણ $HCl$ કરતા નિર્બળ છે),અને $NH_3$ એ નિર્બળ બેઇઝ છે (બેઝિક,$pH > 7$).
તેથી,$HCl$ નો $pH$ સૌથી ઓછો છે.

(D) $\frac{N}{10} \ NaOH$ દ્રાવણ માટે,$OH^-$ આયનોની સાંદ્રતા $[OH^-] = 10^{-1} \ M$ છે.
$pOH = -\log[OH^-]$ હોવાથી,$pOH = -\log(10^{-1}) = 1$ મળે.
$25^{\circ}C$ તાપમાને $pH + pOH = 14$ સંબંધનો ઉપયોગ કરતા,$pH = 14 - 1 = 13$ મળે છે.

(D) $pH$ માપક્રમ દ્રાવણની એસિડિકતા અથવા બેઝિકતા માપે છે.
જલીય દ્રાવણ માટે,એસિડિકતા એ $pH$ મૂલ્યના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
નીચું $pH$ મૂલ્ય $H^+$ આયનોની વધુ સાંદ્રતા સૂચવે છે,જેનો અર્થ છે કે એસિડિકતા વધુ છે.
આપેલ $pH$ મૂલ્યો: $A = 9.5$,$B = 2.5$,$C = 3.5$,$D = 5.5$.
આ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા,$2.5 < 3.5 < 5.5 < 9.5$.
$B$ નું $pH$ મૂલ્ય સૌથી ઓછું $(2.5)$ હોવાથી,તે સૌથી પ્રબળ એસિડ છે.

(B) દ્રાવણનો $pH$ $pH = -\log[H^+]$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે.
$pH$ ઘટાડવા માટે,$H^+$ આયનોની સાંદ્રતા વધવી જોઈએ.
વિકલ્પ $B$ માં,$0.02 \ M$ $HCl$ ઉમેરવાથી કુલ $H^+$ સાંદ્રતા વધે છે,તેથી $pH$ ઘટે છે.

(A) . $1 \ M \ KOH$ નું $pH$ મૂલ્ય સૌથી વધુ છે કારણ કે તે પ્રબળ બેઝ છે.
$1 \ M \ H_2SO_4$ એ પ્રબળ એસિડ છે જેનું $pH$ ખૂબ ઓછું હોય છે.
ક્લોરિનયુક્ત પાણી અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ધરાવતું પાણી અનુક્રમે $HCl/HOCl$ અને $H_2CO_3$ ના નિર્માણને કારણે એસિડિક પ્રકૃતિ ધરાવે છે,જેના પરિણામે તેમનું $pH$ $7$ કરતા ઓછું હોય છે.

(A) આપેલ છે કે દ્રાવણનો $pH$ $13.6$ છે.
આપણે જાણીએ છીએ કે $25^{\circ}C$ તાપમાને $pH + pOH = 14$ થાય છે.
તેથી,$pOH = 14 - 13.6 = 0.4$.
હાઇડ્રોક્સાઇડ આયનોની સાંદ્રતા $[OH^{-}] = 10^{-pOH} = 10^{-0.4}$ દ્વારા મળે છે.
કિંમત ગણતા: $[OH^{-}] = 10^{-0.4} \approx 0.398 \, M$.
આમ,$0.398 \, M$ એ $0.1 \, M$ અને $1 \, M$ ની વચ્ચે આવે છે,તેથી સાચો વિકલ્પ $A$ છે.