Salt hydrolysis Questions in Gujarati

(B) એસિડિક ક્ષાર એ એવો ક્ષાર છે જે તેની રચનામાં ઓછામાં ઓછો એક વિસ્થાપનીય $H$ પરમાણુ ધરાવે છે.
$NaHSO_3$ (સોડિયમ બાયસલ્ફાઇટ) એ $NaOH$ દ્વારા $H_2SO_3$ ના આંશિક તટસ્થીકરણ દ્વારા બને છે.
તેમાં વિસ્થાપનીય $H^+$ આયન હોય છે,જે તેને એસિડિક ક્ષાર બનાવે છે.

(C) $NaCl$ એ પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ અને પ્રબળ બેઈઝ $(NaOH)$ માંથી બનેલો ક્ષાર છે.
જલીય દ્રાવણમાં,$Na^{+}$ અત્યંત નિર્બળ સંયુગ્મી એસિડ તરીકે અને $Cl^{-}$ અત્યંત નિર્બળ સંયુગ્મી બેઈઝ તરીકે વર્તે છે.
$Na^{+}$ એ $OH^{-}$ સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી અને $Cl^{-}$ એ $H^{+}$ સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી.
તેથી,$NaCl$ નું જળવિભાજન થતું નથી.

(C) $Na_2CO_3$ એ નિર્બળ એસિડ $(H_2CO_3)$ અને પ્રબળ બેઈઝ $(NaOH)$ નો ક્ષાર છે.
તે પ્રબળ બેઈઝ અને નિર્બળ એસિડનો ક્ષાર હોવાથી,પાણીમાં તેનું આયનિક જળવિભાજન થાય છે અને $OH^-$ આયનો ઉત્પન્ન થાય છે,જેના કારણે દ્રાવણ આલ્કલાઈન બને છે.

(A) $MgCl_2$ એ પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ અને નિર્બળ બેઇઝ $(Mg(OH)_2)$ નો ક્ષાર છે.
જલીય દ્રાવણમાં,$MgCl_2$ નું જળવિભાજન થઈને $HCl$ ઉત્પન્ન થાય છે,જે પ્રબળ એસિડ છે.
તેથી,પરિણામી દ્રાવણ એસિડિક સ્વભાવનું હોય છે.
આમ,દ્રાવણની $pH < 7$ હશે.

(A) $CH_3COONa$ (નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝનો ક્ષાર) પાણીમાં જળવિભાજન પામીને $CH_3COOH$ અને $NaOH$ બનાવે છે. જ્યારે $C_6H_5CH_3$ (ટોલ્યુઈન) અને $CH_3COCH_3$ (એસીટોન) સામાન્ય પરિસ્થિતિમાં જળવિભાજન પામતા નથી. તેથી,માત્ર $CH_3COONa$ નું જળવિભાજન થાય છે.

(A) નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝના ક્ષારના જળવિભાજન માટે,જળવિભાજન અચળાંક $K_h = \frac{K_w}{K_a}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આપેલ છે કે $K_w = 1 \times 10^{-14}$ અને $K_a = 1 \times 10^{-5}$,તેથી $K_h = \frac{10^{-14}}{1 \times 10^{-5}} = 10^{-9}$.
જળવિભાજનનો અંશ $\alpha$ એ $K_h$ અને સાંદ્રતા $C$ સાથે $\alpha = \sqrt{\frac{K_h}{C}}$ સૂત્ર દ્વારા સંબંધિત છે (ધારો કે $\alpha \ll 1$).
અહીં $C = 0.001 \ M = 10^{-3} \ M$ આપેલ છે,તેથી $\alpha = \sqrt{\frac{10^{-9}}{10^{-3}}} = \sqrt{10^{-6}} = 1 \times 10^{-3}$.

(C) $B^{+}$ ની જળવિભાજન પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $B^{+} + H_2O \rightleftharpoons BOH + H^{+}$.
નિર્બળ બેઇઝ અને પ્રબળ એસિડના ક્ષારના જળવિભાજન માટે,જળવિભાજન અચળાંક $K_H$ એ બેઇઝના વિયોજન અચળાંક $K_b$ અને પાણીના આયનીય ગુણાકાર $K_w$ સાથે આ સૂત્ર દ્વારા સંબંધિત છે: $K_H = \frac{K_w}{K_b}$.
આપેલ છે કે $K_w = 1.0 \times 10^{-14}$ અને $K_b = 1.0 \times 10^{-6}$.
કિંમતો મૂકતા: $K_H = \frac{1.0 \times 10^{-14}}{1.0 \times 10^{-6}} = 1.0 \times 10^{-8}$.

(A) $NH_4Cl$ એ નિર્બળ બેઇઝ $(NH_4OH)$ અને પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ માંથી બનેલો ક્ષાર છે.
જ્યારે $NH_4Cl$ નું પાણીમાં જળવિભાજન થાય છે,ત્યારે પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $NH_4Cl + H_2O \rightleftharpoons NH_4OH + HCl$.
$HCl$ એ પ્રબળ એસિડ હોવાથી અને $NH_4OH$ એ નિર્બળ બેઇઝ હોવાથી,પરિણામી દ્રાવણમાં $H^+$ આયનોની સાંદ્રતા વધુ હોય છે,જે દ્રાવણને એસિડિક બનાવે છે.

(B) સોડિયમ સલ્ફેટ $(Na_2SO_4)$ એ પ્રબળ એસિડ $(H_2SO_4)$ અને પ્રબળ બેઇઝ $(NaOH)$ નો ક્ષાર છે.
આપણે જાણીએ છીએ કે પ્રબળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝના ક્ષારનું પાણીમાં જળવિભાજન થતું નથી,પરંતુ તેઓ માત્ર આયનીકરણ પામે છે.
$Na_2SO_4(aq) \to 2Na^+(aq) + SO_4^{2-}(aq)$

(C) $Na_2CO_3$ એ પ્રબળ બેઇઝ $(NaOH)$ અને નિર્બળ એસિડ $(H_2CO_3)$ નો ક્ષાર છે.
જ્યારે તે પાણીમાં ઓગળે છે,ત્યારે તે એનાયોનિક જળવિભાજન પામીને $OH^-$ આયનો ઉત્પન્ન કરે છે,જે દ્રાવણને $pH > 7$ સાથે બેઝિક બનાવે છે.
$KCl$ અને $NaCl$ એ પ્રબળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝના ક્ષાર છે,જે તટસ્થ દ્રાવણ $(pH \approx 7)$ આપે છે.
$CuSO_4$ એ નિર્બળ બેઇઝ $(Cu(OH)_2)$ અને પ્રબળ એસિડ $(H_2SO_4)$ નો ક્ષાર છે,જે એસિડિક દ્રાવણ $(pH < 7)$ આપે છે.

(A) $BaCl_2$ એ પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ અને પ્રબળ બેઇઝ $(Ba(OH)_2)$ નો ક્ષાર છે. તેથી,તેનું જલીય દ્રાવણ $7$ $pH$ સાથે તટસ્થ હોય છે.
$AlCl_3$,$LiCl$,અને $BeCl_2$ પાણીમાં કેશનિક જળવિભાજન પામે છે અને એસિડિક દ્રાવણો બનાવે છે.
પરિણામે,તેમનું $pH$ મૂલ્ય $7$ કરતા ઓછું હોય છે.
આમ,$BaCl_2$ ના દ્રાવણ માટે $pH$ મૂલ્ય સૌથી વધુ છે.

(D) નિર્બળ બેઇઝ $NH_{4}OH$ નો આયનીકરણ અચળાંક $K_{b} = 1.77 \times 10^{-5}$ આપેલ છે.
એમોનિયમ ક્લોરાઇડ $(NH_{4}Cl)$ એ નિર્બળ બેઇઝ $(NH_{4}OH)$ અને પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ નો ક્ષાર છે.
આવા ક્ષાર માટે જળવિભાજન અચળાંક $(K_{h})$ નું સૂત્ર નીચે મુજબ છે:
$K_{h} = \frac{K_{w}}{K_{b}}$
જ્યાં $K_{w}$ એ પાણીનો આયનીય ગુણાકાર છે,જે $298 \ K$ તાપમાને $1.0 \times 10^{-14}$ છે.
કિંમતો મૂકતા:
$K_{h} = \frac{1.0 \times 10^{-14}}{1.77 \times 10^{-5}}$
$K_{h} \approx 0.56497 \times 10^{-9} = 5.65 \times 10^{-10}$.

(C) ક્ષાર $BA$ નિર્બળ એસિડ $(HA)$ અને નિર્બળ બેઇઝ $(BOH)$ માંથી બને છે.
જલીય દ્રાવણમાં ક્ષારનું જળવિભાજન નીચે મુજબ થાય છે:
$BA + H_2O \rightleftharpoons BOH + HA$
નિર્બળ એસિડ અને નિર્બળ બેઇઝના ક્ષારની $pH$ શોધવાનું સૂત્ર:
$pH = \frac{1}{2} pK_w + \frac{1}{2} pK_a - \frac{1}{2} pK_b$
આપેલ છે કે $pK_w = 14.00$,$pK_a = 4.80$,અને $pK_b = 4.78$.
આ કિંમતો સૂત્રમાં મૂકતા:
$pH = \frac{1}{2} (14.00 + 4.80 - 4.78)$
$pH = \frac{1}{2} (14.02)$
$pH = 7.01$

(A) જમીનમાં એમોનિયમ સલ્ફેટ,$(NH_4)_2SO_4$ નું જળવિભાજન સલ્ફ્યુરિક એસિડ ઉત્પન્ન કરે છે:
$(NH_4)_2SO_4 + 2H_2O \longrightarrow H_2SO_4 + 2NH_4OH$
$H_2SO_4$ એ પ્રબળ એસિડ હોવાથી,જમીનમાં તેનો સંચય જમીનની એસિડિટીમાં વધારો કરે છે.

(B) નિર્બળ એસિડ અને નિર્બળ બેઇઝના ક્ષાર માટે,$pH$ નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવે છે:
$pH = 7 + \frac{1}{2} pK_a - \frac{1}{2} pK_b$
આપેલ કિંમતો $pK_a = 3.2$ અને $pK_b = 3.4$ છે.
સૂત્રમાં આ કિંમતો મૂકતા:
$pH = 7 + \frac{1}{2}(3.2) - \frac{1}{2}(3.4)$
$pH = 7 + 1.6 - 1.7$
$pH = 6.9$

(D) દ્રાવણનું $pH$ એ $H^+$ આયનોની સાંદ્રતા સાથે વ્યસ્ત સંબંધ ધરાવે છે.
$HNO_3$ અને $HCl$ પ્રબળ એસિડ છે,તેથી તેઓ સંપૂર્ણપણે વિયોજન પામીને $H^+$ આયનોની ઊંચી સાંદ્રતા આપે છે,જેના પરિણામે ખૂબ ઓછું $pH$ મળે છે.
$CH_3COOH$ એ નિર્બળ એસિડ છે,જે આંશિક રીતે વિયોજન પામે છે,પરિણામે પ્રબળ એસિડ કરતા ઊંચું $pH$ મળે છે પરંતુ તે એસિડિક જ રહે છે $(pH < 7)$.
$CH_3COONa$ એ નિર્બળ એસિડ $(CH_3COOH)$ અને પ્રબળ બેઇઝ $(NaOH)$ નો ક્ષાર છે. તે એનાયોનિક જળવિભાજન અનુભવે છે: $CH_3COO^- + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + OH^-$.
આ જળવિભાજન $OH^-$ આયનો ઉત્પન્ન કરે છે,જે દ્રાવણને બેઝિક બનાવે છે,જેના પરિણામે $pH > 7$ મળે છે.
તેથી,$0.2 \ M \ CH_3COONa$ નું $pH$ મૂલ્ય મહત્તમ છે.

(C) તુલ્યબિંદુએ,સોડિયમ ફોર્મેટ $(HCOONa)$ ક્ષાર બને છે. તે નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝનો ક્ષાર છે.
આવા ક્ષારના દ્રાવણની $pH$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $pH = 7 + 0.5 \ pK_a + 0.5 \ \log \ C$.
પ્રથમ,જરૂરી $NaOH$ ના કદની ગણતરી કરો: $M_1V_1 = M_2V_2 \implies 0.1 \ M \times 25 \ mL = 0.1 \ M \times V_2 \implies V_2 = 25 \ mL$.
દ્રાવણનું કુલ કદ $= 25 \ mL + 25 \ mL = 50 \ mL$.
ક્ષારની સાંદ્રતા $(C)$ છે: $C = \frac{0.1 \ M \times 25 \ mL}{50 \ mL} = 0.05 \ M$.
હવે,$pH$ સૂત્રમાં કિંમતો મૂકો:
$pH = 7 + 0.5 \times 3.74 + 0.5 \ \log \ (0.05)$
$pH = 7 + 1.87 + 0.5 \ \log \ (5 \times 10^{-2})$
$pH = 8.87 + 0.5 \times (\log \ 5 - 2)$
કારણ કે $\log \ 5 = \log \ (10/2) = 1 - 0.30 = 0.70$,
$pH = 8.87 + 0.5 \times (0.70 - 2) = 8.87 + 0.5 \times (-1.30) = 8.87 - 0.65 = 8.22$.

(D) $A^{+}B^{-}$ ક્ષાર એ પ્રબળ બેઇઝ અને નિર્બળ એસિડ $HB$ નો ક્ષાર છે.
જળવિભાજન પ્રક્રિયા: $B^{-} + H_2O \leftrightarrow HB + OH^{-}$.
જળવિભાજન અચળાંક $K_h = \frac{K_w}{K_a} = \frac{10^{-14}}{10^{-12}} = 10^{-2}$.
નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝના ક્ષાર માટે,$K_h = \frac{C\alpha^2}{1-\alpha}$.
$C = 0.01 \ M$ આપેલ છે,તેથી $\frac{0.01 \alpha^2}{1-\alpha} = 10^{-2}$,જેનું સાદું રૂપ $\alpha^2 = 1 - \alpha$ અથવા $\alpha^2 + \alpha - 1 = 0$ થાય છે.
દ્વિઘાત સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને $\alpha$ શોધતા: $\alpha = \frac{-1 + \sqrt{1 + 4}}{2} = \frac{\sqrt{5}-1}{2} \approx 0.618$.
$[OH^{-}] = C\alpha = 0.01 \times 0.618 = 6.18 \times 10^{-3} \ M$.
$[H^{+}] = \frac{K_w}{[OH^{-}]} = \frac{10^{-14}}{6.18 \times 10^{-3}} \approx 1.6 \times 10^{-12} \ M$.

(B) $NaOCN$ એ પ્રબળ બેઇઝ $(NaOH)$ અને નિર્બળ એસિડ $(HOCN)$ નો ક્ષાર છે.
પ્રબળ બેઇઝ અને નિર્બળ એસિડના ક્ષાર માટે,જળવિભાજન અચળાંક $K_h = \frac{K_w}{K_a}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આપેલ છે કે $OCN^-$ માટે $K_b = 10^{-10}$,આપણે જાણીએ છીએ કે $K_a \times K_b = K_w = 10^{-14}$.
તેથી,$K_a = \frac{10^{-14}}{10^{-10}} = 10^{-4}$.
$K_h = \frac{10^{-14}}{10^{-4}} = 10^{-10}$.
જળવિભાજનની માત્રા $h = \sqrt{\frac{K_h}{C}}$,જ્યાં $C = 0.01 \ M = 10^{-2} \ M$.
$h = \sqrt{\frac{10^{-10}}{10^{-2}}} = \sqrt{10^{-8}} = 10^{-4}$.
જળવિભાજનની ટકાવારી $= h \times 100 = 10^{-4} \times 100 = 0.01 \%$.

(C) નિર્બળ બેઇઝ અને પ્રબળ એસિડના ક્ષાર માટે,જળવિભાજનની માત્રા $(h)$ નું સૂત્ર: $h = \sqrt{\frac{K_h}{C}} = \sqrt{\frac{K_w}{K_b \cdot C}}$ છે.
આના પરથી,$h \propto \frac{1}{\sqrt{C}}$,જેનો અર્થ છે કે $\frac{h_1}{h_2} = \sqrt{\frac{C_2}{C_1}}$.
આપેલ છે: $C_1 = 0.1 \ M$,$h_1 = 0.01$,અને $C_2 = 0.4 \ M$.
કિંમતો મૂકતા: $\frac{0.01}{h_2} = \sqrt{\frac{0.4}{0.1}} = \sqrt{4} = 2$.
તેથી,$h_2 = \frac{0.01}{2} = 0.005$.

(D) નિર્બળ એસિડ $(WA)$ અને નિર્બળ બેઇઝ $(WB)$ ના ક્ષાર માટે,દ્રાવણનો $pH$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $pH = 7 + \frac{1}{2} pK_a - \frac{1}{2} pK_b$.
$pH$ એ $pK_a$ અને $pK_b$ ના સાપેક્ષ મૂલ્યો પર આધાર રાખતું હોવાથી,તે $K_a = K_b$,$K_a < K_b$,અથવા $K_a > K_b$ હોવાને આધારે $7$ ની બરાબર,$7$ કરતા વધારે અથવા $7$ કરતા ઓછો હોઈ શકે છે.
તેથી,$pH$ એ $K_a$ અને $K_b$ ના મૂલ્યો પર આધાર રાખે છે.

(D) $NH_4Cl$ એ પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ અને નિર્બળ બેઇઝ $(NH_4OH)$ નો ક્ષાર છે.
જળવિભાજન દરમિયાન,$NH_4^+$ આયન પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને $H_3O^+$ આયનો ઉત્પન્ન કરે છે,જેનાથી દ્રાવણ એસિડિક બને છે અને $298 \ K$ તાપમાને $pH < 7$ થાય છે.
$KCN$ અને $CH_3COONa$ એ નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝના ક્ષાર છે,જે બેઝિક દ્રાવણ $(pH > 7)$ આપે છે.
$NaBr$ એ પ્રબળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝનો ક્ષાર છે,જે તટસ્થ દ્રાવણ $(pH = 7)$ આપે છે.

(A) $(i)$ બોરેક્સ $(Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O)$ એ પ્રબળ બેઇઝ $(NaOH)$ અને નિર્બળ એસિડ $(H_3BO_3)$ નો ક્ષાર છે,તેથી તે એનાયોનિક જળવિભાજન પામીને આલ્કલાઇન દ્રાવણ બનાવે છે.
$(ii)$ પોટાશ એલમ $(K_2SO_4 \cdot Al_2(SO_4)_3 \cdot 24H_2O)$ એ પ્રબળ એસિડ $(H_2SO_4)$ અને નિર્બળ બેઇઝ $(Al(OH)_3)$ નો ક્ષાર છે,જે એસિડિક દ્રાવણ બનાવે છે.
$(iii)$ $Na_2CO_3$ એ પ્રબળ બેઇઝ $(NaOH)$ અને નિર્બળ એસિડ $(H_2CO_3)$ નો ક્ષાર છે,તેથી તે એનાયોનિક જળવિભાજન પામીને આલ્કલાઇન દ્રાવણ બનાવે છે.
$(iv)$ $NH_4NO_3$ એ નિર્બળ બેઇઝ $(NH_4OH)$ અને પ્રબળ એસિડ $(HNO_3)$ નો ક્ષાર છે,જે એસિડિક દ્રાવણ બનાવે છે.
તેથી,$(i)$ અને $(iii)$ આલ્કલાઇન દ્રાવણ બનાવે છે.

(D) નિર્બળ એસિડ અને નિર્બળ બેઇઝના ક્ષાર માટે,$pH$ નું સૂત્ર: $pH = 7 + \frac{1}{2}(pK_a - pK_b)$ છે.
પ્રથમ,$pK_a$ અને $pK_b$ ની ગણતરી કરો:
$pK_a = -\log(6.2 \times 10^{-10}) \approx 9.21$
$pK_b = -\log(1.8 \times 10^{-5}) \approx 4.74$
હવે,આ કિંમતો સૂત્રમાં મૂકો:
$pH = 7 + \frac{1}{2}(9.21 - 4.74)$
$pH = 7 + \frac{1}{2}(4.47)$
$pH = 7 + 2.235 = 9.235$
$pH$ એ $7$ કરતા વધારે હોવાથી,દ્રાવણ નિર્બળ બેઝિક છે.

(B) નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝના ક્ષાર માટે જળવિભાજનની માત્રા $h = \sqrt{\frac{K_h}{C}}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
અહીં,$K_h = \frac{K_w}{K_a}$,તેથી $h = \sqrt{\frac{K_w}{K_a \times C}}$.
આપેલ છે કે $h = 1 \% = 0.01 = 10^{-2}$,$C = 0.1 \ M$,અને $K_w = 10^{-14}$.
કિંમતો મૂકતા: $10^{-2} = \sqrt{\frac{10^{-14}}{K_a \times 0.1}}$.
બંને બાજુ વર્ગ કરતા: $10^{-4} = \frac{10^{-14}}{K_a \times 0.1}$.
$K_a = \frac{10^{-14}}{10^{-4} \times 0.1} = \frac{10^{-14}}{10^{-5}} = 10^{-9}$.

(C) $CH_3COONa$ એ નિર્બળ એસિડ $(WA)$ અને પ્રબળ બેઇઝ $(SB)$ નો ક્ષાર છે,તેથી તે બેઝિક છે અને $pH > 7$ $(A \to iii)$.
$NH_4Cl$ એ પ્રબળ એસિડ $(SA)$ અને નિર્બળ બેઇઝ $(WB)$ નો ક્ષાર છે,તેથી તે એસિડિક છે અને $pH < 7$ $(B \to ii)$.
$NaNO_3$ એ પ્રબળ એસિડ $(SA)$ અને પ્રબળ બેઇઝ $(SB)$ નો ક્ષાર છે,તેથી તે તટસ્થ છે અને $pH = 7$ $(C \to iv)$.
$CH_3COONH_4$ એ નિર્બળ એસિડ $(WA)$ અને નિર્બળ બેઇઝ $(WB)$ નો ક્ષાર છે,તેથી તેનો $pH$ એ $pK_a$ અને $pK_b$ ના મૂલ્યો પર આધાર રાખે છે,જે તેને લગભગ તટસ્થ બનાવે છે $(D \to i)$.
આમ,સાચી જોડ $A \to iii, B \to ii, C \to iv, D \to i$ છે.

(C) $C_6H_5NH_3^+ Cl^-$ ક્ષાર એ નિર્બળ બેઇઝ $(C_6H_5NH_2)$ અને પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ નો ક્ષાર છે.
આવા ક્ષારના જળવિભાજન માટે,જળવિભાજન અચળાંક $K_h$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે:
$K_h = \frac{K_w}{K_b}$
આપેલ છે કે $K_w = 10^{-14}$ અને $K_b = 10^{-4}$,
$K_h = \frac{10^{-14}}{10^{-4}} = 10^{-10}$

(B) ક્ષારના દ્રાવણની $pH$ તેના પિતૃ એસિડ અને બેઝની પ્રબળતા પર આધાર રાખે છે.
પ્રબળ બેઝ અને નિર્બળ એસિડના ક્ષાર માટે,$pH$ નું મૂલ્ય $7$ કરતા વધારે હોય છે.
જેમ ક્ષારના દ્રાવણની $pH$ વધે છે,તેમ તેના અનુરૂપ એસિડની પ્રબળતા ઘટે છે.
આપેલ $pH$ મૂલ્યો: $NaA = 7$,$NaB = 9$,$NaC = 10$,$NaD = 11$.
$NaA$ ની $pH$ $7$ હોવાથી,તે પ્રબળ એસિડ અને પ્રબળ બેઝનો ક્ષાર છે.
$NaB$,$NaC$,અને $NaD$ ની $pH > 7$ હોવાથી,તેઓ પ્રબળ બેઝ અને નિર્બળ એસિડના ક્ષાર છે.
આથી,$HA$ સૌથી પ્રબળ એસિડ છે કારણ કે તેનો ક્ષાર $NaA$ તટસ્થ $(pH = 7)$ છે.

(B) નિર્બળ એસિડ અને નિર્બળ બેઇઝના ક્ષાર માટે,જળવિભાજનની માત્રા $(h)$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $h = \sqrt{K_h} = \sqrt{\frac{K_w}{K_a \times K_b}}$.
જળવિભાજનની માત્રા $(h)$ ના સૂત્રમાં સાંદ્રતાનું કોઈ પદ ન હોવાથી,તે ક્ષારના દ્રાવણની સાંદ્રતાથી સ્વતંત્ર છે.
તેથી,જો $0.1 \ M$ સાંદ્રતાએ જળવિભાજનની માત્રા $50 \ \%$ હોય,તો તે $0.5 \ M$ સાંદ્રતાએ પણ $50 \ \%$ જ રહેશે.

(C) નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝના ક્ષાર માટે જળવિભાજનનો અંશ $(h)$ શોધવાનું સૂત્ર $h = \sqrt{\frac{K_h}{C}}$ છે.
અહીં $K_h = 3.175 \times 10^{-5}$ અને સાંદ્રતા $C = 0.01 \ M$ આપેલ છે.
કિંમતો મૂકતા: $h = \sqrt{\frac{3.175 \times 10^{-5}}{0.01}} = \sqrt{3.175 \times 10^{-3}} = \sqrt{31.75 \times 10^{-4}} = 5.63 \times 10^{-2}$.

(A) નિર્બળ બેઇઝ $(NH_4OH)$ અને નિર્બળ એસિડ $(CH_3COOH)$ દ્વારા બનતા ક્ષારના દ્રાવણની $pH$ નું સૂત્ર $pH = \frac{1}{2}pK_w + \frac{1}{2}pK_a - \frac{1}{2}pK_b$ છે.
આ સૂત્ર દર્શાવે છે કે $pH$ એ ક્ષારની સાંદ્રતાથી સ્વતંત્ર છે.
$NH_4Cl$,$NH_4NO_3$ અને $(NH_4)_2SO_4$ જેવા અન્ય વિકલ્પો માટે,ક્ષાર નિર્બળ બેઇઝ અને પ્રબળ એસિડમાંથી બને છે.
આવા ક્ષારોની $pH$ $pH = \frac{1}{2}(pK_w - pK_b - \log C)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જે સાંદ્રતા $C$ પર આધાર રાખે છે.
તેથી,સાચો એનાયન $CH_3COO^{\ominus}$ છે.

(C) $NaHA$ એ નિર્બળ એસિડ $H_2A$ અને પ્રબળ બેઇઝ $NaOH$ માંથી બનતું એમ્ફિપ્રોટિક ક્ષાર છે.
એમ્ફિપ્રોટિક ક્ષારના દ્રાવણનો $pH$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે:
$pH = \frac{pK_{a_1} + pK_{a_2}}{2}$
આ સૂત્ર ક્ષારની સાંદ્રતા $C$ પર આધારિત નથી,જો સાંદ્રતા ખૂબ જ મંદ ન હોય તો.

(D) સોડિયમ એસિટેટ એ પ્રબળ બેઇઝ અને નિર્બળ એસિડનો ક્ષાર છે.
પ્રબળ બેઇઝ અને નિર્બળ એસિડના ક્ષાર માટે $pH$ નું સૂત્ર:
$pH = 7 + \frac{1}{2}pK_a + \frac{1}{2} \log c$
આપેલ છે:
$c = 0.1 \ M = 10^{-1} \ M$
$K_a = 1.0 \times 10^{-5}$
પગલું $1$: $pK_a$ ની ગણતરી
$pK_a = - \log K_a = - \log (10^{-5}) = 5$
પગલું $2$: $\log c$ ની ગણતરી
$\log c = \log (10^{-1}) = -1$
પગલું $3$: $pH$ ની ગણતરી
$pH = 7 + \frac{1}{2}(5) + \frac{1}{2}(-1)$
$pH = 7 + 2.5 - 0.5$
$pH = 9.0$

(B) $NH_4Cl$ એ પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ અને નિર્બળ બેઇઝ $(NH_4OH)$ નો ક્ષાર છે.
આવા ક્ષારના દ્રાવણની $pH$ શોધવાનું સૂત્ર:
$pH = \frac{1}{2} [pK_w - pK_b - \log C]$
આપેલ છે:
$C = 0.02 \ M = 2 \times 10^{-2} \ M$
$K_b = 10^{-5} \implies pK_b = 5$
$K_w = 10^{-14} \implies pK_w = 14$
કિંમતો મૂકતા:
$pH = \frac{1}{2} [14 - 5 - \log(2 \times 10^{-2})]$
$pH = \frac{1}{2} [9 - (\log 2 + \log 10^{-2})]$
$pH = \frac{1}{2} [9 - (0.301 - 2)]$
$pH = \frac{1}{2} [9 - (-1.699)]$
$pH = \frac{1}{2} [10.699]$
$pH = 5.3495 \approx 5.35$

(B) $NaX$ ક્ષાર માટે,જે નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝનો ક્ષાર છે,જળવિભાજન પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$X^{-} + H_2O \rightleftharpoons HX + OH^{-}$
જળવિભાજન અચળાંક $K_h$ નું મૂલ્ય $K_h = \frac{K_w}{K_a} = \frac{10^{-14}}{10^{-5}} = 10^{-9}$ છે.
જળવિભાજન અંશ $h$ નું સૂત્ર $h = \sqrt{\frac{K_h}{C}}$ છે,જ્યાં $C = 0.1 \ M$ છે.
કિંમતો મૂકતા:
$h = \sqrt{\frac{10^{-9}}{0.1}} = \sqrt{10^{-8}} = 10^{-4}$.
જળવિભાજનની ટકાવારી:
$\% h = h \times 100 = 10^{-4} \times 100 = 10^{-2} = 0.01 \ \%$.

(C) નિર્બળ એસિડ અને નિર્બળ બેઇઝ $(WAWB)$ ના ક્ષાર માટે,જળવિભાજનની માત્રા $(h)$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $h = \sqrt{\frac{K_w}{K_a \times K_b}}$.
આ સમીકરણમાં સાંદ્રતા $(C)$ પદનો સમાવેશ થતો નથી,તેથી $CH_3COONH_4$ માટે જળવિભાજનની માત્રા ક્ષારના દ્રાવણની સાંદ્રતાથી સ્વતંત્ર છે.

(A) $NaOCN$ એ પ્રબળ બેઇઝ $(NaOH)$ અને નિર્બળ એસિડ $(HOCN)$ નો ક્ષાર છે.
આવા ક્ષાર માટે,જળવિભાજનનો અંશ $h$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $h = \sqrt{\frac{K_w}{K_a \times C}}$.
આપેલ છે: $K_w = 10^{-14}$,$K_a = 3.33 \times 10^{-4}$,અને $C = 0.003 \ M = 3 \times 10^{-3} \ M$.
કિંમતો મૂકતા: $h = \sqrt{\frac{10^{-14}}{3.33 \times 10^{-4} \times 3 \times 10^{-3}}} = \sqrt{\frac{10^{-14}}{10^{-6}}} = \sqrt{10^{-8}} = 10^{-4}$.
જળવિભાજનની ટકાવારી $h \times 100 = 10^{-4} \times 100 = 0.01 \%$ થાય.

(B) $NH_4NO_3$ એ નિર્બળ બેઇઝ $(NH_4OH)$ અને પ્રબળ એસિડ $(HNO_3)$ નો ક્ષાર છે.
જલીય દ્રાવણમાં,$NH_4^+$ આયનનું જળવિભાજન થાય છે: $NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_4OH + H^+$.
દ્રાવણ એસિડિક હોવાથી,આપણે $[H^+] = \sqrt{\frac{K_w \times C}{K_b}}$ નો ઉપયોગ કરીને $H^+$ સાંદ્રતા શોધીએ છીએ.
હાઇડ્રોક્સિલ આયન સાંદ્રતા $[OH^-]$ શોધવા માટે,આપણે $[H^+][OH^-] = K_w$ સંબંધનો ઉપયોગ કરીએ છીએ,જે $[OH^-] = \frac{K_w}{[H^+]}$ આપે છે.
$[H^+]$ માટેનું સૂત્ર મૂકતા,આપણને $[OH^-] = \sqrt{\frac{K_w \times K_b}{C}}$ મળે છે.

(B) $NH_4Cl$ એ પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ અને નિર્બળ બેઇઝ $(NH_4OH)$ નો ક્ષાર છે,તેથી તે એસિડિક છે.
$CH_3COONa$ એ નિર્બળ એસિડ $(CH_3COOH)$ અને પ્રબળ બેઇઝ $(NaOH)$ નો ક્ષાર છે,તેથી તે બેઝિક છે.
$Na_2SO_4$ એ પ્રબળ એસિડ $(H_2SO_4)$ અને પ્રબળ બેઇઝ $(NaOH)$ નો ક્ષાર છે,તેથી તે તટસ્થ છે.
$CH_3COONH_4$ એ નિર્બળ એસિડ $(CH_3COOH)$ અને નિર્બળ બેઇઝ $(NH_4OH)$ નો ક્ષાર છે,તેથી તેની પ્રકૃતિ $K_a$ અને $K_b$ ના મૂલ્યો પર આધાર રાખે છે.
$CH_3COONa$ માં,$CH_3COO^{-}$ આયન જળવિભાજન પામે છે: $CH_3COO^{-} + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + OH^{-}$.
$OH^{-}$ આયનો ઉત્પન્ન થતા હોવાથી,દ્રાવણ બેઝિક છે.

(C) જ્યારે કોપર $(II)$ સલ્ફેટના જલીય દ્રાવણને સ્થિર રાખવામાં આવે અથવા ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે તેનું ધીમે ધીમે જળવિભાજન થાય છે.
આ પ્રક્રિયાના પરિણામે લીલા રંગના અવક્ષેપ બને છે જેને બેઝિક કોપર સલ્ફેટ કહેવામાં આવે છે.
આ બેઝિક કોપર સલ્ફેટનું રાસાયણિક બંધારણ $CuSO_4 \cdot 3Cu(OH)_2$ છે.

(A) $NaClO$,$NaClO_2$,$NaClO_3$ અને $NaClO_4$ એ અનુક્રમે $HClO$,$HClO_2$,$HClO_3$ અને $HClO_4$ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝ $NaOH$ માંથી બનેલા ક્ષાર છે.
આ એસિડોમાં $HClO$ એ સૌથી નિર્બળ એસિડ છે.
નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝનો ક્ષાર સૌથી વધુ બેઝિક હોવાથી,$NaClO$ નું જલીય દ્રાવણ સૌથી વધુ બેઝિક હશે.

(B) ક્ષાર $NaX$ એ નિર્બળ એસિડ $(HX)$ અને પ્રબળ બેઇઝ $(NaOH)$ માંથી બને છે.
આવા ક્ષાર માટે,જળવિભાજન અચળાંક $K_h = \frac{K_w}{K_a}$ થાય.
આપેલ છે કે $K_w = 10^{-14}$ અને $K_a = 10^{-5}$,તેથી $K_h = \frac{10^{-14}}{10^{-5}} = 10^{-9}$.
નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝના ક્ષાર માટે જળવિભાજનના અંશ $(h)$ નું સૂત્ર $h = \sqrt{\frac{K_h}{C}}$ છે.
અહીં,$C = 0.1 \ M = 10^{-1} \ M$.
$h = \sqrt{\frac{10^{-9}}{10^{-1}}} = \sqrt{10^{-8}} = 10^{-4}$.
જળવિભાજનની ટકાવારી $h \times 100 = 10^{-4} \times 100 = 0.01 \%$ થાય.

(C) $pH > 7$ નો અર્થ છે કે દ્રાવણ બેઝિક છે.
આ ત્યારે જ શક્ય છે જ્યારે ક્ષાર નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝમાંથી બનેલો હોય.

(A) $NaCl$ એ પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ અને પ્રબળ બેઇઝ $(NaOH)$ નો ક્ષાર છે.
તે પ્રબળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝનો ક્ષાર હોવાથી,પાણીમાં તેનું જળવિભાજન થતું નથી.
તેથી,$25 \ ^oC$ તાપમાને $NaCl$ નું જલીય દ્રાવણ તટસ્થ રહે છે.
તટસ્થ દ્રાવણનો $pH$ $25 \ ^oC$ તાપમાને $7$ હોય છે.

(B) તુલ્યબિંદુએ,$HA$ ના મોલ અને ઉમેરાયેલ $NaOH$ ના મોલ સમાન હોય છે.
$HA$ ના મોલ $= 0.1 \ M \times 0.025 \ L = 0.0025 \ mol$.
જરૂરી $NaOH$ નું કદ $= \frac{0.0025 \ mol}{0.05 \ M} = 0.05 \ L = 50 \ mL$.
દ્રાવણનું કુલ કદ $= 25 \ mL + 50 \ mL = 75 \ mL = 0.075 \ L$.
બનેલા ક્ષાર $NaA$ ની સાંદ્રતા $= \frac{0.0025 \ mol}{0.075 \ L} = \frac{1}{30} \ M$.
નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝના ક્ષાર માટે,$[OH^{-}] = \sqrt{K_h \times C} = \sqrt{\frac{K_w}{K_a} \times C}$.
$[H^{+}] = \frac{K_w}{[OH^{-}]} = \sqrt{\frac{K_w \times K_a}{C}}$.
કિંમતો મૂકતા: $[H^{+}] = \sqrt{\frac{10^{-14} \times 10^{-5}}{1/30}} = \sqrt{30 \times 10^{-19}} = \sqrt{3 \times 10^{-18}} = 1.732 \times 10^{-9} \ M$.

(C) જ્યારે $0.2 \ M \ NaOH$ અને $0.2 \ M \ CH_3COOH$ ના સમાન કદ મિશ્ર કરવામાં આવે છે,ત્યારે દરેક પ્રક્રિયકના મોલની સંખ્યા સમાન હોય છે.
$CH_3COOH + NaOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O$
પ્રક્રિયા તત્વયોગમિતિય હોવાથી,બંને પ્રક્રિયકો સંપૂર્ણપણે વપરાઈ જાય છે,જેના પરિણામે ક્ષાર $CH_3COONa$ બને છે.
બનેલા ક્ષારની સાંદ્રતા $0.1 \ M$ છે (કારણ કે કદ બમણું થાય છે).
$CH_3COONa$ એ નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝનો ક્ષાર છે,જેનું જળવિભાજન થાય છે: $CH_3COO^- + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + OH^-$.
આવા ક્ષારના દ્રાવણનો $pH$ નીચે મુજબ મળે છે: $pH = 7 + \frac{1}{2}(pK_a + \log C)$.
અહીં $K_a = 10^{-5}$ છે,તેથી $pK_a = 5$.
$C = 0.1 \ M$.
$pH = 7 + \frac{1}{2}(5 + \log 0.1) = 7 + \frac{1}{2}(5 - 1) = 7 + 2 = 9$.

(C) આપેલ પ્રક્રિયા ફોર્મેટ આયન $(HCOO^-)$ નું જળવિભાજન છે,જે નિર્બળ એસિડ $(HCOOH)$ નો સંયુગ્મી બેઇઝ છે.
આ જળવિભાજન પ્રક્રિયા માટેના સંતુલન અચળાંકને $K_h$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
$K_h$,$K_w$ (પાણીનો આયનીય ગુણાકાર) અને $K_a$ (એસિડ વિયોજન અચળાંક) વચ્ચેનો સંબંધ નીચે મુજબ છે:
$K_h = \frac{K_w}{K_a}$
$25^{\circ}C$ તાપમાને $K_w = 1.0 \times 10^{-14}$ અને $K_a = 1.8 \times 10^{-4}$ આપેલ છે.
$K_h = \frac{1.0 \times 10^{-14}}{1.8 \times 10^{-4}}$
$K_h = 0.5556 \times 10^{-10} = 5.56 \times 10^{-11}$
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(D) નિર્બળ એસિડ $(wA)$ અને નિર્બળ બેઇઝ $(wB)$ ના ક્ષાર માટે,જલીય દ્રાવણનો $pH$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા મળે છે: $pH = 7 + \frac{1}{2}(pK_a - pK_b)$.
આપેલ છે: $K_a = 1.0 \times 10^{-5}$,તેથી $pK_a = -\log(1.0 \times 10^{-5}) = 5.0$.
આપેલ છે: $pK_b = 4.4$.
સૂત્રમાં કિંમતો મૂકતા: $pH = 7 + \frac{1}{2}(5.0 - 4.4) = 7 + \frac{1}{2}(0.6) = 7 + 0.3 = 7.3$.
જોકે,પ્રશ્નમાં $pH$ $6.7$ આપેલ છે. નિર્બળ એસિડ અને નિર્બળ બેઇઝના ક્ષારનો $pH$ ક્ષારની સાંદ્રતા પર આધારિત નથી,તેથી સાંદ્રતા ગમે તે હોય $pH$ $7.3$ જ રહે છે.
તેથી,આપેલ $pH$ $6.7$ એ $pK_a$ અને $pK_b$ સાથે સુસંગત નથી અને સાંદ્રતા નક્કી કરી શકાય નહીં.

(B) ક્ષાર માટે જળવિભાજનની માત્રા $(h)$ તે કયા એસિડ અને બેઝમાંથી બનેલ છે તેના પર આધાર રાખે છે.
$NaCl$ એ પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ અને પ્રબળ બેઝ $(NaOH)$ નો ક્ષાર છે,તેથી તેનું જળવિભાજન થતું નથી.
$CH_3COONa$ એ નિર્બળ એસિડ $(CH_3COOH)$ અને પ્રબળ બેઝ $(NaOH)$ નો ક્ષાર છે,જેનું એનાયોનિક જળવિભાજન થાય છે.
$NH_4Cl$ એ પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ અને નિર્બળ બેઝ $(NH_4OH)$ નો ક્ષાર છે,જેનું કેટાયોનિક જળવિભાજન થાય છે.
$CH_3COONH_4$ એ નિર્બળ એસિડ $(CH_3COOH)$ અને નિર્બળ બેઝ $(NH_4OH)$ નો ક્ષાર છે.
નિર્બળ એસિડ અને નિર્બળ બેઝના ક્ષાર માટે,જળવિભાજનની માત્રા $h = \sqrt{K_h} = \sqrt{\frac{K_w}{K_a \times K_b}}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$K_a$ અને $K_b$ બંને નાના હોવાથી,$h$ નું મૂલ્ય પ્રબળ એસિડ/નિર્બળ બેઝ અથવા નિર્બળ એસિડ/પ્રબળ બેઝમાંથી બનેલા ક્ષારોની સરખામણીમાં નોંધપાત્ર રીતે વધારે હોય છે.
તેથી,$CH_3COONH_4$ સૌથી વધુ જળવિભાજનની માત્રા દર્શાવે છે.

(B) નિર્બળ એસિડ અને નિર્બળ બેઇઝના ક્ષાર માટે,જળવિભાજનની માત્રા $(h)$ નીચે મુજબ છે: $h = \sqrt{\frac{K_w}{K_a K_b}}$.
આપેલ છે $K_w = 10^{-14}$,$K_a = 10^{-6}$,અને $K_b = 10^{-6}$.
$h = \sqrt{\frac{10^{-14}}{10^{-6} \times 10^{-6}}} = \sqrt{\frac{10^{-14}}{10^{-12}}} = \sqrt{10^{-2}} = 0.1$.
તેથી,$\alpha = 0.1$ અથવા $10\%$.
નિર્બળ એસિડ અને નિર્બળ બેઇઝના ક્ષારની $pH$ નીચે મુજબ છે: $pH = 7 + \frac{1}{2}(pK_a - pK_b)$.
અહીં $K_a = K_b = 10^{-6}$ હોવાથી,$pK_a = pK_b = 6$.
$pH = 7 + \frac{1}{2}(6 - 6) = 7 + 0 = 7$.
આમ,$pH$ $7$ છે અને $\alpha$ $10\%$ છે.