Salt hydrolysis Questions in Hindi

(B) दुर्बल अम्ल $(HA)$ और दुर्बल क्षार $(BOH)$ के लवण के लिए,जल-अपघटन की मात्रा $(h)$ का सूत्र $h = \sqrt{K_h} = \sqrt{\frac{K_w}{K_a \times K_b}}$ है।
चूंकि जल-अपघटन की मात्रा $(h)$ के व्यंजक में सांद्रता $(C)$ पद नहीं होता है,इसलिए यह लवण विलयन की सांद्रता से स्वतंत्र है।
अतः,यदि $0.1 \ M$ पर जल-अपघटन की मात्रा $10 \%$ है,तो $0.05 \ M$ पर भी यह $10 \%$ ही रहेगी।

(B) अभिक्रिया: $HCN + KOH \to KCN + H_2O$
प्रारंभिक मोल: $n(HCN) = 0.1 \ L \times 0.2 \ M = 0.02 \ mol$,$n(KOH) = 0.4 \ L \times 0.05 \ M = 0.02 \ mol$.
चूंकि मोल समान हैं,वे पूर्णतः अभिक्रिया करके $0.02 \ mol$ $KCN$ बनाते हैं।
कुल आयतन = $100 \ mL + 400 \ mL = 500 \ mL = 0.5 \ L$.
लवण की सांद्रता $[KCN] = \frac{0.02 \ mol}{0.5 \ L} = 0.04 \ M = 4 \times 10^{-2} \ M$.
दिया गया है $pK_b(CN^-) = 8$,अतः $pK_a(HCN) = 14 - 8 = 6$.
दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार के लवण के लिए,$pH = 7 + \frac{1}{2}(pK_a + \log C)$.
$pH = 7 + \frac{1}{2}(6 + \log(4 \times 10^{-2}))$
$pH = 7 + \frac{1}{2}(6 + \log 4 - 2) = 7 + \frac{1}{2}(4 + 0.6) = 7 + 2.3 = 9.3$.

(A) दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार के लवण $(NaCN)$ के लिए,$pH$ का सूत्र है: $pH = 7 + \frac{1}{2} pK_a + \frac{1}{2} \log C$.
सबसे पहले,$HCN$ के लिए $pK_a$ ज्ञात करें: $pK_a = 14 - pK_b = 14 - 3.7 = 10.3$.
अब,मानों को सूत्र में रखने पर:
$pH = 7 + \frac{1}{2}(10.3) + \frac{1}{2} \log(0.5)$.
$pH = 7 + 5.15 + \frac{1}{2}(-0.301)$.
$pH = 12.15 - 0.15 = 12$.

(C) अमोनियम फॉर्मेट एक दुर्बल अम्ल (फॉर्मिक अम्ल) और दुर्बल क्षार (अमोनियम हाइड्रॉक्साइड) का लवण है।
दुर्बल अम्ल और दुर्बल क्षार के लवण का $pH$ इस सूत्र द्वारा दिया जाता है:
$pH = 7 + \frac{1}{2}(pK_a - pK_b)$
दिए गए मानों को प्रतिस्थापित करने पर:
$pH = 7 + \frac{1}{2}(3.8 - 4.8)$
$pH = 7 + \frac{1}{2}(-1.0)$
$pH = 7 - 0.5 = 6.5$

(D) दुर्बल अम्ल और दुर्बल क्षार के लवण के लिए,विलयन का $pH$ निम्नलिखित सूत्र द्वारा दिया जाता है:
$pH = \frac{1}{2} [pK_w + pK_a - pK_b]$
यहाँ,$25\,^{\circ}C$ पर $pK_w = 14$ है।
यदि $K_a = K_b$ (अर्थात $pK_a = pK_b$),तो $pH = \frac{1}{2} [14 + 0] = 7$ होगा।
यदि $K_a > K_b$ (अर्थात $pK_a < pK_b$),तो $pH < 7$ होगा।
यदि $K_a < K_b$ (अर्थात $pK_a > pK_b$),तो $pH > 7$ होगा।
चूंकि $pH$ $K_a$ और $K_b$ के सापेक्ष मानों पर निर्भर करता है,इसलिए $pH$ $K_a$ और $K_b$ के मानों पर निर्भर करेगा।

(B) लवण विलयनों के $pH$ को निर्धारित करने के लिए,हम लवण की प्रकृति का विश्लेषण करते हैं:
$1$. $NaCl$ एक प्रबल अम्ल $(HCl)$ और प्रबल क्षार $(NaOH)$ का लवण है,इसलिए यह उदासीन है $(pH \approx 7)$।
$2$. $Na_2CO_3$ एक दुर्बल अम्ल $(H_2CO_3)$ और प्रबल क्षार $(NaOH)$ का लवण है,जो इसे क्षारीय बनाता है $(pH > 7)$।
$3$. $NH_4Cl$ एक प्रबल अम्ल $(HCl)$ और दुर्बल क्षार $(NH_4OH)$ का लवण है,जो इसे अम्लीय बनाता है $(pH < 7)$।
$4$. $NaHCO_3$ एक उभयधर्मी लवण है,लेकिन यह $Na_2CO_3$ की तुलना में कम क्षारीय है क्योंकि $Na_2CO_3$ जल-अपघटन द्वारा अधिक $OH^-$ आयन उत्पन्न करता है।
इनकी तुलना करने पर,$Na_2CO_3$ विलयन में $OH^-$ आयनों की उच्चतम सांद्रता उत्पन्न करता है,जिसके परिणामस्वरूप $pH$ सबसे अधिक होता है।

(A) $MgCl_2$ एक प्रबल अम्ल $(HCl)$ और दुर्बल क्षार $(Mg(OH)_2)$ से बना लवण है।
जलीय विलयन में,$MgCl_2$ का जल-अपघटन होता है।
$Mg^{2+}$ आयन पानी के साथ अभिक्रिया करके $Mg(OH)^+$ और $H^+$ आयन बनाते हैं।
चूंकि $H^+$ आयन उत्पन्न होते हैं,इसलिए $H^+$ की सांद्रता बढ़ जाती है,जिससे विलयन अम्लीय हो जाता है।
अतः,विलयन की $pH$ $7$ से कम $(pH < 7)$ होती है।

(D) अमोनियम एसीटेट $(CH_3COONH_4)$ एक दुर्बल अम्ल (एसिटिक एसिड) और दुर्बल क्षार (अमोनियम हाइड्रोक्साइड) का लवण है।
दुर्बल अम्ल और दुर्बल क्षार के लवण के लिए,जलीय विलयन का $pH$ सूत्र द्वारा दिया जाता है:
$pH = 7 + \frac{1}{2}(pK_a - pK_b)$.
चूंकि $K_a = 1.8 \times 10^{-5}$ और $K_b = 1.8 \times 10^{-5}$ दिया गया है,इसलिए $pK_a = pK_b$ होगा।
इन मानों को सूत्र में रखने पर:
$pH = 7 + \frac{1}{2}(pK_a - pK_a) = 7 + 0 = 7$.
चूंकि $pH$ का मान $7$ है,इसलिए विलयन उदासीन है।

(A) लवण का जल-अपघटन तब होता है जब लवण एक दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार,दुर्बल अम्ल और दुर्बल क्षार,या प्रबल अम्ल और दुर्बल क्षार से बना हो।
$CH_3COOK$ एक दुर्बल अम्ल $(CH_3COOH)$ और प्रबल क्षार $(KOH)$ का लवण है।
जब इसे पानी में घोला जाता है,तो एसीटेट आयन $(CH_3COO^-)$ पानी के साथ प्रतिक्रिया करके $CH_3COOH$ और $OH^-$ बनाता है,जो जल-अपघटन की प्रक्रिया है।
$CH_3COO^- + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + OH^-$.
$NaNO_3$,$NaCl$ और $K_2SO_4$ प्रबल अम्ल और प्रबल क्षार के लवण हैं,जिनका जल-अपघटन नहीं होता है।

(A) $CuSO_4$ एक प्रबल अम्ल $(H_2SO_4)$ और दुर्बल क्षार $(Cu(OH)_2)$ का लवण है।
जलीय विलयन में,$Cu^{2+}$ आयनों का जल-अपघटन होता है:
$Cu^{2+} + 2H_2O \rightleftharpoons Cu(OH)_2 + 2H^+$.
$H^+$ आयनों के उत्पादन के कारण विलयन अम्लीय हो जाता है,जिसके परिणामस्वरूप $pH < 7$ होता है।

(B) पोटेशियम फॉर्मेट $(HCOOK)$ एक दुर्बल अम्ल (फॉर्मिक अम्ल,$HCOOH$) और प्रबल क्षार (पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड,$KOH$) से बना लवण है।
जलीय विलयन में इसका जल-अपघटन होता है:
$HCOO^- + H_2O \rightleftharpoons HCOOH + OH^-$
चूंकि अभिक्रिया में $OH^-$ आयन उत्पन्न होते हैं,इसलिए विलयन की प्रकृति क्षारीय हो जाती है $(pH > 7)$।

(C) $K_2SO_4$ एक प्रबल अम्ल $(H_2SO_4)$ और एक प्रबल क्षार $(KOH)$ की अभिक्रिया से बना लवण है।
चूंकि अम्ल और क्षार दोनों प्रबल हैं,इसलिए लवण का जल-अपघटन नहीं होता है।
अतः,$K_2SO_4$ का जलीय विलयन $pH$ $7$ के साथ उदासीन होता है।

(A) प्रबल क्षार और दुर्बल अम्ल का लवण आयनिक जल-अपघटन द्वारा क्षारीय विलयन बनाता है।
$1$. सोडियम बोरेट $(Na_2B_4O_7)$ एक प्रबल क्षार $(NaOH)$ और दुर्बल अम्ल $(H_3BO_3)$ का लवण है,इसलिए इसका जलीय विलयन क्षारीय होता है।
$2$. अमोनियम क्लोराइड $(NH_4Cl)$ एक दुर्बल क्षार $(NH_4OH)$ और प्रबल अम्ल $(HCl)$ का लवण है,इसलिए इसका जलीय विलयन अम्लीय होता है।
$3$. कैल्शियम नाइट्रेट $(Ca(NO_3)_2)$ एक प्रबल क्षार $(Ca(OH)_2)$ और प्रबल अम्ल $(HNO_3)$ का लवण है,इसलिए इसका जलीय विलयन उदासीन होता है।
$4$. सोडियम सल्फेट $(Na_2SO_4)$ एक प्रबल क्षार $(NaOH)$ और प्रबल अम्ल $(H_2SO_4)$ का लवण है,इसलिए इसका जलीय विलयन उदासीन होता है।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(A) एल्युमिनियम क्लोराइड $(AlCl_3)$ एक प्रबल अम्ल $(HCl)$ और दुर्बल क्षार $(Al(OH)_3)$ का लवण है।
जलीय विलयन में,$Al^{3+}$ आयन का जल-अपघटन इस प्रकार होता है:
$Al^{3+}(aq) + 3H_2O(l) \rightleftharpoons Al(OH)_3(s) + 3H^+(aq)$.
चूंकि विलयन में $H^+$ आयन उत्पन्न होते हैं,इसलिए $AlCl_3$ का जलीय विलयन अम्लीय हो जाता है।
इस प्रक्रिया को धनायन जल-अपघटन कहा जाता है।

(B) जलीय विलयन में लगभग $9$ के $pH$ वाला लवण प्रकृति में क्षारीय होता है।
$NH_4NO_3$ एक प्रबल अम्ल $(HNO_3)$ और दुर्बल क्षार $(NH_4OH)$ का लवण है,जो अम्लीय विलयन $(pH < 7)$ देता है।
$CH_3COONa$ एक दुर्बल अम्ल $(CH_3COOH)$ और प्रबल क्षार $(NaOH)$ का लवण है,जो क्षारीय विलयन $(pH > 7)$ देता है।
$CH_3COONH_4$ एक दुर्बल अम्ल और दुर्बल क्षार का लवण है,जो लगभग उदासीन विलयन $(pH \approx 7)$ देता है।
$CaCO_3$ पानी में अघुलनशील है।
अतः,$CH_3COONa$ सही लवण है जो $pH \approx 9$ वाला क्षारीय विलयन उत्पन्न करता है।

(D) $N_2H_5Cl$ एक दुर्बल क्षार $(N_2H_4)$ और प्रबल अम्ल $(HCl)$ का लवण है।
ऐसे लवणों के लिए,जल-अपघटन स्थिरांक $(K_h)$ $K_h = \frac{K_w}{K_b}$ द्वारा दिया जाता है।
यहाँ $K_w = 1.0 \times 10^{-14}$ और $K_b = 9.6 \times 10^{-9}$ है।
$K_h = \frac{1.0 \times 10^{-14}}{9.6 \times 10^{-9}} \approx 1.04 \times 10^{-6}$।
जल-अपघटन की मात्रा $(h)$ $h = \sqrt{\frac{K_h}{C}}$ द्वारा दी जाती है,जहाँ $C = 0.1 \ M$ है।
$h = \sqrt{\frac{1.04 \times 10^{-6}}{0.1}} = \sqrt{1.04 \times 10^{-5}} \approx 3.22 \times 10^{-3}$।
जल-अपघटन का प्रतिशत = $h \times 100 = 3.22 \times 10^{-3} \times 100 = 0.322 \%$।
दिए गए विकल्पों के अनुसार,निकटतम मान $0.003$ है।

(B) दुर्बल क्षार और प्रबल अम्ल के लवण $(NH_4Cl)$ के लिए जल-अपघटन स्थिरांक $(K_h)$ का सूत्र है: $K_h = \frac{K_w}{K_b}$।
दिया गया है:
$K_w = 1.0 \times 10^{-14}$ ($25^{\circ}C$ पर जल का आयनिक गुणनफल)
$K_b = 1.8 \times 10^{-5}$ ($NH_4OH$ का वियोजन स्थिरांक)
मान रखने पर:
$K_h = \frac{1.0 \times 10^{-14}}{1.8 \times 10^{-5}}$
$K_h = 0.555 \times 10^{-9} = 5.55 \times 10^{-10}$।

(A) लवण के जलीय विलयन का $pH$ उसके जनक अम्ल की प्रबलता पर निर्भर करता है। $NaClO$ लवण दुर्बल अम्ल $HClO$ से प्राप्त होता है। $NaClO_2$,$NaClO_3$ और $NaClO_4$ लवण क्रमशः $HClO_2$,$HClO_3$ और $HClO_4$ से प्राप्त होते हैं।
जैसे-जैसे क्लोरीन की ऑक्सीकरण अवस्था बढ़ती है,संबंधित ऑक्सोअम्ल की अम्लीय प्रबलता बढ़ती है $(HClO < HClO_2 < HClO_3 < HClO_4)$।
चूंकि $HClO$ सबसे दुर्बल अम्ल है,इसलिए इसका संयुग्मी क्षार $ClO^-$ सबसे प्रबल क्षार है।
एक प्रबल संयुग्मी क्षार अधिक जल-अपघटन करके अधिक $OH^-$ आयन उत्पन्न करता है,जिससे $pH$ अधिक हो जाता है।
अतः,$NaClO$ का $pH$ सबसे अधिक होगा।

(B) $NaOH$ (प्रबल क्षार) और $CH_3COOH$ (दुर्बल अम्ल) के बीच अभिक्रिया से सोडियम एसीटेट $(CH_3COONa)$ प्राप्त होता है,जो एक दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार का लवण है।
$CH_3COOH + NaOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O$
चूंकि लवण का जल-अपघटन होता है,इसलिए परिणामी विलयन क्षारीय होता है।
दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार के लवण के लिए $pH = \frac{1}{2} (pK_w + pK_a + \log C)$ होता है।
$CH_3COOH$ के लिए $pK_a$ लगभग $4.76$ और $pK_w = 14$ है,जिससे $pH$ का मान $7$ से अधिक प्राप्त होता है।
अतः,विलयन का $pH$ $8$ है।

(D) $FeCl_3$ एक दुर्बल क्षार $(Fe(OH)_3)$ और प्रबल अम्ल $(HCl)$ का लवण है।
जब इसे पानी में घोला जाता है,तो यह जल-अपघटन करके $Fe(OH)_3$ और $HCl$ बनाता है।
$HCl$ की उपस्थिति के कारण विलयन अम्लीय हो जाता है,न कि क्षारीय।
इसलिए,कथन गलत है,लेकिन कारण सही है क्योंकि $FeCl_3$ वास्तव में पानी में जल-अपघटन करता है।
अभिक्रिया है: $FeCl_3 + 3H_2O \to Fe(OH)_3 + 3HCl$.

(A) $FeCl_3$ का विलयन जल में जल-अपघटन के कारण $Fe(OH)_3$ बनाता है,जो एक भूरा अवक्षेप है।
रासायनिक अभिक्रिया: $FeCl_3 + 3H_2O \to Fe(OH)_3 + 3HCl$.
चूंकि भूरे अवक्षेप का निर्माण सीधे $FeCl_3$ के जल-अपघटन के कारण होता है,इसलिए कथन और कारण दोनों सही हैं और कारण,कथन की सही व्याख्या है।

(7.005) दुर्बल अम्ल और दुर्बल क्षार के लवण के लिए $pH$ का सूत्र इस प्रकार है:
$pH = 7 + \frac{1}{2} [pK_{a} - pK_{b}]$
दिया गया है:
$pK_{a} = 4.76$
$pK_{b} = 4.75$
मान रखने पर:
$pH = 7 + \frac{1}{2} [4.76 - 4.75]$
$pH = 7 + \frac{1}{2} [0.01]$
$pH = 7 + 0.005 = 7.005$

(N/A) पोटेशियम क्लोराइड $(KCl)$ एक प्रबल अम्ल $(HCl)$ और प्रबल क्षार $(KOH)$ का लवण है। अतः,यह प्रकृति में उदासीन है और सामान्य जल में इसका जल-अपघटन नहीं होता है। यह निम्न प्रकार से आयनों में वियोजित होता है:
$KCl_{(s)} \xrightarrow{H_2O} K_{(aq)}^{+} + Cl_{(aq)}^{-}$
अम्लीय और क्षारीय जल में,आयन अभिक्रिया नहीं करते हैं और वैसे ही रहते हैं।
एल्युमिनियम $(III)$ क्लोराइड $(AlCl_3)$ एक प्रबल अम्ल $(HCl)$ और दुर्बल क्षार $[Al(OH)_3]$ का लवण है। अतः,सामान्य जल में इसका जल-अपघटन होता है:
$AlCl_{3(s)} + 3H_2O_{(l)} \to Al(OH)_{3(s)} + 3H^+_{(aq)} + 3Cl^-_{(aq)}$
अम्लीय जल में,$H^+$ आयन $Al^{3+}$ के जल-अपघटन को दबा देते हैं,इसलिए $AlCl_3$,$Al^{3+}_{(aq)}$ और $Cl^-_{(aq)}$ आयनों के रूप में मौजूद रहता है:
$AlCl_{3(s)} \xrightarrow{H^+_{(aq)}} Al^{3+}_{(aq)} + 3Cl^-_{(aq)}$
क्षारीय जल में,बना हुआ $Al(OH)_3$,$OH^-$ आयनों के साथ अभिक्रिया करके एक घुलनशील संकुल बनाता है:
$Al(OH)_{3(s)} + OH^-_{(aq)} \to [Al(OH)_4]^-_{(aq)}$

$NaNO_{2}$ एक प्रबल क्षार $(NaOH)$ और दुर्बल अम्ल $(HNO_{2})$ का लवण है।
$NO_{2}^{-} + H_{2}O \longleftrightarrow HNO_{2} + OH^{-}$
$K_{h} = \frac{K_{w}}{K_{a}} = \frac{10^{-14}}{4.5 \times 10^{-4}} = 2.22 \times 10^{-11}$
लवण जल-अपघटन के लिए,$K_{h} = \frac{h^{2}C}{1-h} \approx h^{2}C$ (चूंकि $h$ बहुत छोटा है)।
$h = \sqrt{\frac{K_{h}}{C}} = \sqrt{\frac{2.22 \times 10^{-11}}{0.04}} = \sqrt{5.55 \times 10^{-10}} = 2.356 \times 10^{-5}$.
$[OH^{-}] = C \times h = 0.04 \times 2.356 \times 10^{-5} = 9.424 \times 10^{-7} \ M$.
$pOH = -\log(9.424 \times 10^{-7}) = 7 - \log(9.424) = 7 - 0.974 = 6.026$.
$pH = 14 - pOH = 14 - 6.026 = 7.974$.

दिया गया है: लवण की सांद्रता $(C)$ = $0.02 \ M$,$pH = 3.44$.
चरण $1$: $[H^{+}]$ की गणना करें।
$[H^{+}] = 10^{-pH} = 10^{-3.44} = 3.63 \times 10^{-4} \ M$.
चरण $2$: जल-अपघटन स्थिरांक $(K_h)$ की गणना करें।
दुर्बल क्षार और प्रबल अम्ल के लवण के लिए,$[H^{+}] = \sqrt{K_h \times C}$.
$K_h = \frac{[H^{+}]^2}{C} = \frac{(3.63 \times 10^{-4})^2}{0.02} = 6.59 \times 10^{-6} \approx 6.6 \times 10^{-6}$.
चरण $3$: पिरिडिन के आयनन स्थिरांक $(K_b)$ की गणना करें।
$K_h = \frac{K_w}{K_b} \Rightarrow K_b = \frac{K_w}{K_h}$.
$K_b = \frac{1.0 \times 10^{-14}}{6.6 \times 10^{-6}} = 1.515 \times 10^{-9}$.

$(i)$ $NaCl$: यह एक प्रबल अम्ल $(HCl)$ और एक प्रबल क्षार $(NaOH)$ का लवण है,इसलिए यह उदासीन है।
$(ii)$ $KBr$: यह एक प्रबल अम्ल $(HBr)$ और एक प्रबल क्षार $(KOH)$ का लवण है,इसलिए यह उदासीन है।
$(iii)$ $NaCN$: यह एक दुर्बल अम्ल $(HCN)$ और एक प्रबल क्षार $(NaOH)$ का लवण है,इसलिए यह क्षारीय है।
$(iv)$ $NH_4NO_3$: यह एक दुर्बल क्षार $(NH_4OH)$ और एक प्रबल अम्ल $(HNO_3)$ का लवण है,इसलिए यह अम्लीय है।
$(v)$ $NaNO_2$: यह एक दुर्बल अम्ल $(HNO_2)$ और एक प्रबल क्षार $(NaOH)$ का लवण है,इसलिए यह क्षारीय है।
$(vi)$ $KF$: यह एक दुर्बल अम्ल $(HF)$ और एक प्रबल क्षार $(KOH)$ का लवण है,इसलिए यह क्षारीय है।

(N/A) $AlCl_{3}$ एक लुईस अम्ल है और पानी में जल-अपघटन (hydrolysis) से गुजरता है।
$(i)$ सामान्य पानी में: $AlCl_{3(s)} + 3H_{2}O_{(l)} \rightarrow Al(OH)_{3(s)} + 3H^{+}_{(aq)} + 3Cl^{-}_{(aq)}$
$(ii)$ अम्लीकृत पानी में: $Al(OH)_{3}$,$H^{+}$ के साथ प्रतिक्रिया करके $Al^{3+}$ आयन बनाता है। अंतिम समाधान में $Al^{3+}_{(aq)}$ और $Cl^{-}_{(aq)}$ आयन होते हैं।
$(iii)$ क्षारीय पानी में: $AlCl_{3(s)} + 4OH^{-}_{(aq)} \rightarrow [Al(OH)_{4}]^{-}_{(aq)} + 3Cl^{-}_{(aq)}$
$KCl$ एक प्रबल अम्ल $(HCl)$ और प्रबल क्षार $(KOH)$ का लवण है। यह जल-अपघटन नहीं करता है।
$(i, ii, iii)$ तीनों मामलों में (सामान्य,अम्लीकृत और क्षारीय पानी),$KCl$ केवल आयनों में वियोजित होता है: $KCl_{(s)} \rightarrow K^{+}_{(aq)} + Cl^{-}_{(aq)}$.

(N/A) परिभाषा: लवणों के धनायनों/ऋणायनों या दोनों की जल के साथ परस्पर क्रिया की प्रक्रिया को जल-अपघटन कहते हैं।
अम्ल और क्षार के बीच अभिक्रिया से बने लवण जल में आयनित हो जाते हैं। लवणों के आयनीकरण से बने धनायन/ऋणायन $(i)$ या तो जलीय विलयन में जलयोजित आयनों के रूप में मौजूद रहते हैं या $(ii)$ लवण की प्रकृति के आधार पर संबंधित अम्ल/क्षार को पुनर्गठित करने के लिए जल के साथ परस्पर क्रिया करते हैं। इस परस्पर क्रिया से विलयन का $pH$ प्रभावित होता है।
$I$. जल-अपघटन न करने वाले आयन (जलयोजित लेकिन जल-अपघटित नहीं):
ऐसे आयन विलयन में आयन के रूप में रहते हैं और $pH$ को प्रभावित नहीं करते हैं। वे जल-अपघटित नहीं होते हैं।
- धनायन: प्रबल क्षार के धनायन ($Na^{+}$,$K^{+}$,$Ca^{2+}$,$Ba^{2+}$) जलीय आयनों के रूप में मौजूद रहते हैं और जल-अपघटित नहीं होते हैं।
- ऋणायन: प्रबल अम्ल के ऋणायन ($Cl^{-}$,$Br^{-}$,$NO_{3}^{-}$,$ClO_{4}^{-}$,$SO_{4}^{2-}$) जल-अपघटित नहीं होते हैं।
ऐसे विलयन उदासीन होते हैं और उनका $pH = 7$ होता है। उदा.,$NaCl$,$KCl$,$NaNO_{3}$,$NaClO_{4}$.
$II$. जल-अपघटन करने वाले और परस्पर क्रिया करने वाले आयन:
ऐसे आयन लवण की प्रकृति के अनुसार जल के साथ अभिक्रिया करते हैं और संबंधित अम्ल या क्षार बनाकर $pH$ को प्रभावित करते हैं। इस प्रक्रिया को जल-अपघटन कहा जाता है।
- धनायन: प्रबल अम्ल और दुर्बल क्षार के लवण (उदा.,$NH_{4}Cl$) में $NH_{4}^{+}$ जैसे धनायन जल-अपघटित होते हैं,जिससे विलयन अम्लीय हो जाता है।
- ऋणायन: दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार के विलयन में (उदा.,$NaCH_{3}COO$),ऋणायन ($CH_{3}COO^{-}$,$HCOO^{-}$,$S^{2-}$,$CrO_{4}^{2-}$) जल-अपघटित होते हैं,जिससे विलयन क्षारीय हो जाता है।
ऐसे विलयन अम्लीय या क्षारीय ($pH < 7$ या $pH > 7$) हो सकते हैं। उदा.,$NH_{4}Cl$ (अम्लीय) और $CH_{3}COONa$ (क्षारीय)।
$pH$ के लिए सूत्र: $pH = 7 + \frac{1}{2} (pK_{a} - pK_{b})$.

(N/A) लवणों को उनके जल-अपघटन व्यवहार के आधार पर इस प्रकार वर्गीकृत किया जा सकता है:
$1$. प्रबल अम्ल और प्रबल क्षार के लवण: इन लवणों का जल-अपघटन नहीं होता है,और इनके जलीय विलयन उदासीन $(pH = 7)$ होते हैं। उदाहरण: $NaCl, NaNO_{3}, KNO_{3}, K_{2}SO_{4}$.
$2$. दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार के लवण: दुर्बल अम्ल का ऋणायन जल-अपघटित होता है,जिसके परिणामस्वरूप विलयन क्षारीय $(pH > 7)$ हो जाता है। उदाहरण: $CH_{3}COONa, K_{3}PO_{4}, Na_{2}CO_{3}, NaHCO_{3}$.
$3$. प्रबल अम्ल और दुर्बल क्षार के लवण: दुर्बल क्षार का धनायन जल-अपघटित होता है,जिसके परिणामस्वरूप विलयन अम्लीय $(pH < 7)$ हो जाता है। उदाहरण: $NH_{4}Cl, NH_{4}NO_{3}, CuSO_{4}, FeCl_{3}$.
$4$. दुर्बल अम्ल और दुर्बल क्षार के लवण: धनायन और ऋणायन दोनों जल-अपघटित होते हैं। विलयन की प्रकृति $(pH)$ दुर्बल अम्ल और दुर्बल क्षार के वियोजन स्थिरांक ($K_{a}$ और $K_{b}$) पर निर्भर करती है। उदाहरण: $CH_{3}COONH_{4}, HCOONH_{4}$.

(N/A) $1$. उदासीन विलयन: $NaCl$ और $KBr$ प्रबल अम्ल और प्रबल क्षार के लवण हैं,इसलिए उनके विलयन उदासीन होते हैं।
$2$. अम्लीय विलयन: $NH_4NO_3$ एक प्रबल अम्ल $(HNO_3)$ और दुर्बल क्षार $(NH_4OH)$ का लवण है,इसलिए इसका विलयन अम्लीय होता है।
$3$. क्षारीय विलयन: $NaCN, NaNO_2$ और $KF$ दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार के लवण हैं,इसलिए उनके विलयन क्षारीय होते हैं।

(N/A) $(i)$ सोडियम क्लोराइड $(NaCl)$ प्रबल अम्ल $(HCl)$ और प्रबल क्षार $(NaOH)$ का लवण है। $NaCl$ के विलयन में,$Na^{+}$ और $Cl^{-}$ जलयोजित आयन होते हैं।
$NaCl \longrightarrow Na^{+}{(aq)} + Cl^{-}{(aq)}$
$Na^{+}$ और $Cl^{-}$ आयनों का जल-अपघटन नहीं होता है। अतः,$NaCl$ के विलयन का $pH$ जल के $pH$ $(7)$ के बराबर होता है। इस प्रकार,यह विलयन उदासीन होता है।
$(ii)$ सोडियम एसीटेट प्रबल क्षार $(NaOH)$ और दुर्बल अम्ल $(CH_3COOH)$ का लवण है।
$CH_3COONa{(aq)} \longrightarrow Na^{+}{(aq)} + CH_3COO^{-}{(aq)}$
$Na^{+}$ का जल-अपघटन नहीं होता है। एसीटेट आयन $(CH_3COO^{-})$ जल के साथ जल-अपघटन करके दुर्बल अम्ल $CH_3COOH$ और $OH^{-}$ आयन उत्पन्न करता है।
$CH_3COO^{-}{(aq)} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons CH_3COOH{(aq)} + OH^{-}{(aq)}$
चूंकि $CH_3COOH$ एक दुर्बल अम्ल है,यह काफी हद तक अवियोजित रहता है। यह $[OH^{-}]$ सांद्रता को बढ़ाता है,जिससे विलयन क्षारीय हो जाता है $(pH > 7)$।
$(iii)$ अमोनियम क्लोराइड $(NH_4Cl)$ दुर्बल क्षार $(NH_4OH)$ और प्रबल अम्ल $(HCl)$ का लवण है।
$NH_4Cl{(aq)} \longrightarrow NH_4^+{(aq)} + Cl^{-}{(aq)}$
अमोनियम आयन $(NH_4^+)$ जल-अपघटन करके $NH_4OH$ और $H^{+}$ आयन बनाते हैं।
$NH_4^+{(aq)} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons NH_4OH{(aq)} + H^{+}{(aq)}$
चूंकि $NH_4OH$ एक दुर्बल क्षार है,यह काफी हद तक अवियोजित रहता है। यह $[H^{+}]$ सांद्रता को बढ़ाता है,जिससे विलयन अम्लीय हो जाता है $(pH < 7)$।
$(iv)$ अमोनियम एसीटेट $(NH_4CH_3COO)$ दुर्बल क्षार $(NH_4OH)$ और दुर्बल अम्ल $(CH_3COOH)$ का लवण है। दोनों आयनों का जल-अपघटन होता है।
$CH_3COO^{-}{(aq)} + NH_4^+{(aq)} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons CH_3COOH{(aq)} + NH_4OH{(aq)}$
विलयन का $pH$ अम्ल और क्षार के सापेक्ष वियोजन स्थिरांकों पर निर्भर करता है: $pH = 7 + \frac{1}{2}(pK_a - pK_b)$। यदि $pK_a = pK_b$ है,तो विलयन उदासीन होता है।

(A) सोडियम एसीटेट $(CH_3COONa)$ एक दुर्बल अम्ल $(CH_3COOH)$ और प्रबल क्षार $(NaOH)$ का लवण है।
इसका जल-अपघटन इस प्रकार होता है: $CH_3COO^- + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + OH^-$.
दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार के लवण के लिए $pH$ का सूत्र है: $pH = \frac{1}{2} [pK_w + pK_a + \log C]$.
दिया गया है: $C = 0.1 \ M$,$K_a = 1.8 \times 10^{-5}$,$K_w = 10^{-14}$.
$pK_a = -\log(1.8 \times 10^{-5}) = 4.745$.
$pH = \frac{1}{2} [14 + 4.745 + \log(0.1)] = 8.87$.

(A) दुर्बल अम्ल और दुर्बल क्षार के लवण के लिए,$pH$ की गणना इस सूत्र का उपयोग करके की जाती है: $pH = 7 + \frac{1}{2}(pK_{a} - pK_{b})$.
यहाँ $pK_{a} = 4.80$ और $pK_{b} = 4.78$ दिया गया है।
मान रखने पर: $pH = 7 + \frac{1}{2}(4.80 - 4.78)$.
$pH = 7 + \frac{1}{2}(0.02)$.
$pH = 7 + 0.01 = 7.01$.

(A) दुर्बल क्षार और प्रबल अम्ल के लवण के लिए जल-अपघटन स्थिरांक $(K_h)$ का सूत्र: $K_h = \frac{K_w}{K_b}$ है।
दिया गया है: $298 \ K$ पर $K_w = 1.0 \times 10^{-14}$ और $K_b = 1.77 \times 10^{-5}$।
मान रखने पर: $K_h = \frac{1.0 \times 10^{-14}}{1.77 \times 10^{-5}}$।
$K_h = 0.56497 \times 10^{-9} = 5.65 \times 10^{-10}$।

(C) न्यूनतम $pH$ निर्धारित करने के लिए,हम दिए गए विकल्पों में से सबसे अम्लीय विलयन की पहचान करते हैं।
$1$. $BaCl_2$ एक प्रबल अम्ल $(HCl)$ और प्रबल क्षार $(Ba(OH)_2)$ का लवण है,इसलिए यह उदासीन है $(pH \approx 7)$।
$2$. $Na_2CO_3$ एक दुर्बल अम्ल $(H_2CO_3)$ और प्रबल क्षार $(NaOH)$ का लवण है,इसलिए यह क्षारीय है $(pH > 7)$।
$3$. $NH_4Cl$ एक प्रबल अम्ल $(HCl)$ और दुर्बल क्षार $(NH_4OH)$ का लवण है,इसलिए यह अम्लीय है $(pH < 7)$।
$4$. $CH_3COONa$ एक दुर्बल अम्ल $(CH_3COOH)$ और प्रबल क्षार $(NaOH)$ का लवण है,इसलिए यह क्षारीय है $(pH > 7)$।
अतः,$NH_4Cl$ एकमात्र अम्लीय लवण है,इसलिए इसका $pH$ न्यूनतम होगा।

(A) दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार के लवण के लिए,$pH$ का सूत्र है: $pH = 7 + \frac{1}{2}(pK_{a} + \log C)$।
दिया गया $pK_{b} = 4.70$,इसलिए $pK_{a} = 14 - 4.70 = 9.30$ है।
सांद्रता $C = 0.5 \ M$ है।
मान रखने पर: $pH = 7 + \frac{1}{2}(9.30 + \log 0.5)$।
चूंकि $\log 0.5 = -0.30$,इसलिए $pH = 7 + \frac{1}{2}(9.30 - 0.30) = 7 + \frac{1}{2}(9.0) = 7 + 4.5 = 11.5$।

(B) दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार के लवण के लिए,जल-अपघटन की मात्रा $(h)$ का सूत्र $h = \sqrt{\frac{K_h}{C}}$ है।
यहाँ $K_h = 5.6 \times 10^{-10}$ और $C = 0.01 \ M$ है।
गणना करने पर,सही विकल्प $B$ प्राप्त होता है।

(A) दुर्बल क्षार और प्रबल अम्ल के लवण $(NH_4Cl)$ के लिए,जल-अपघटन स्थिरांक $K_h = \frac{K_w}{K_b}$ द्वारा दिया जाता है।
मान रखने पर: $K_h = \frac{1 \times 10^{-14}}{1.75 \times 10^{-5}} = 5.71 \times 10^{-10}$.
विलयन का $pH$ सूत्र $pH = \frac{1}{2} [pK_w - pK_b - \log C]$ द्वारा प्राप्त होता है।
$pK_w = 14$,$pK_b = -\log(1.75 \times 10^{-5}) \approx 4.76$,और $\log C = \log(0.1) = -1$.
$pH = \frac{1}{2} [14 - 4.76 - (-1)] = \frac{1}{2} [10.24] = 5.12$.

(A) दुर्बल क्षार और प्रबल अम्ल के लवण $(NH_4Cl)$ के लिए,$pH$ का सूत्र है: $pH = 7 - \frac{1}{2}(pK_b + \log C)$।
दिया गया है $pH = 5.28$ और $C = 0.02 \ M$।
$5.28 = 7 - 0.5(pK_b + \log(0.02))$।
$1.72 = 0.5(pK_b - 1.699)$।
$3.44 = pK_b - 1.699 \implies pK_b = 5.139$।
$K_b = 10^{-5.139} \approx 7.26 \times 10^{-6}$।
जल-अपघटन की मात्रा $(h)$ $h = \sqrt{\frac{K_h}{C}}$ द्वारा दी जाती है,जहाँ $K_h = \frac{K_w}{K_b}$।
$K_h = \frac{10^{-14}}{7.26 \times 10^{-6}} \approx 1.377 \times 10^{-9}$।
$h = \sqrt{\frac{1.377 \times 10^{-9}}{0.02}} = \sqrt{6.885 \times 10^{-8}} \approx 2.624 \times 10^{-4}$।

(B) दुर्बल अम्ल और दुर्बल क्षार के लवण के लिए,$pH$ की गणना इस सूत्र का उपयोग करके की जाती है:
$pH = 7 + \frac{1}{2}(pK_a - pK_b)$
दिया गया है:
$pK_a = 3.2$
$pK_b = 3.4$
मान रखने पर:
$pH = 7 + \frac{1}{2}(3.2 - 3.4)$
$pH = 7 + \frac{1}{2}(-0.2)$
$pH = 7 - 0.1$
$pH = 6.9$

(A) $CH_3COONa$ एक प्रबल क्षार $(NaOH)$ और दुर्बल अम्ल $(CH_3COOH)$ का लवण है।
इसलिए,इसका जलीय विलयन ऋणायनिक जल-अपघटन (anionic hydrolysis) के माध्यम से $OH^-$ आयन उत्पन्न करता है,जिससे विलयन की प्रकृति क्षारीय हो जाती है।

(A) दुर्बल अम्ल और दुर्बल क्षार के लवण की $pH$ का सूत्र है:
$pH = \frac{1}{2}(pK_w + pK_a - pK_b)$
दिया गया है:
$pK_w = 14$
$pK_a = 4$
$pK_b = 5$
मान रखने पर:
$pH = \frac{1}{2}(14 + 4 - 5)$
$pH = \frac{1}{2}(13)$
$pH = 6.5$

(C) अमोनियम फॉस्फेट $(NH_4)_3PO_4$ एक दुर्बल अम्ल $(H_3PO_4)$ और दुर्बल क्षार $(NH_4OH)$ का लवण है।
दुर्बल अम्ल और दुर्बल क्षार के लवण के $pH$ का सूत्र है:
$pH = 7 + \frac{1}{2}(pK_a - pK_b)$
दिया गया है:
$pK_a = 5.23$
$pK_b = 4.75$
मान रखने पर:
$pH = 7 + \frac{1}{2}(5.23 - 4.75)$
$pH = 7 + \frac{1}{2}(0.48)$
$pH = 7 + 0.24$
$pH = 7.24$
निकटतम पूर्णांक में,$pH$ लगभग $7$ है।

(C) चरण $1$: अभिकारकों के मिलीमोल की गणना करें।
$n(NH_{4}OH) = 20\,mL \times 0.1\,M = 2\,mmol$.
$n(HCl) = 40\,mL \times 0.05\,M = 2\,mmol$.
चरण $2$: अभिक्रिया स्टॉइकोमेट्री।
$NH_{4}OH + HCl \rightarrow NH_{4}Cl + H_{2}O$.
चूंकि दोनों अभिकारक $2\,mmol$ हैं,वे पूर्णतः अभिक्रिया करके $2\,mmol$ $NH_{4}Cl$ (दुर्बल क्षार और प्रबल अम्ल का लवण) बनाते हैं।
चरण $3$: लवण की सांद्रता की गणना करें।
कुल आयतन $= 20 + 40 = 60\,mL$.
$[NH_{4}Cl] = C = \frac{2\,mmol}{60\,mL} = \frac{1}{30}\,M$.
चरण $4$: लवण विलयन के $pH$ की गणना करें।
$pH = \frac{1}{2}[pK_{w} - pK_{b} - \log C]$.
$pK_{w} = 14$,$pK_{b} = -\log(10^{-5}) = 5$.
$pH = \frac{1}{2}[14 - 5 - \log(1/30)] = \frac{1}{2}[9 + \log 30] = \frac{1}{2}[9 + 0.48 + 1] = \frac{10.48}{2} = 5.24$.
निकटतम मान $5.2$ है।

(B) $NaCl$ एक प्रबल अम्ल $(HCl)$ और प्रबल क्षार $(NaOH)$ का लवण है,इसलिए यह उदासीन है $(pH = 7)$।
$NH_4Cl$ एक प्रबल अम्ल $(HCl)$ और दुर्बल क्षार $(NH_4OH)$ का लवण है,इसलिए यह अम्लीय है $(pH < 7)$।
$CH_3COONa$ एक दुर्बल अम्ल $(CH_3COOH)$ और प्रबल क्षार $(NaOH)$ का लवण है,इसलिए यह क्षारीय है $(pH > 7)$।
अतः,$0.1 \, M$ जलीय विलयनों के लिए $pH$ का बढ़ता हुआ क्रम $NH_4Cl < NaCl < CH_3COONa$ होगा।

(C) कैल्शियम लैक्टेट एक दुर्बल अम्ल (लैक्टिक एसिड) और प्रबल क्षार $(Ca(OH)_2)$ का लवण है।
दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार के लवण के लिए $pH$ का सूत्र है:
$pH = 7 + \frac{1}{2}(pKa + \log C)$
यहाँ,$C$ लवण की सांद्रता है,जो $0.005 \ M$ है।
$pH = 7 + \frac{1}{2}(5 + \log(0.005))$
$pH = 7 + \frac{1}{2}(5 + \log(5 \times 10^{-3}))$
$pH = 7 + \frac{1}{2}(5 + \log 5 - 3)$
$pH = 7 + \frac{1}{2}(2 + 0.699) = 7 + 1.3495 = 8.3495$
$x \times 10^{-1}$ के रूप में निकटतम पूर्णांक लेने पर,हमें $83.495 \approx 83 \times 10^{-1}$ प्राप्त होता है।

(B) अमोनियम एसीटेट $(CH_{3}COONH_{4})$ एक दुर्बल अम्ल $(CH_{3}COOH)$ और दुर्बल क्षार $(NH_{4}OH)$ का लवण है।
दुर्बल अम्ल और दुर्बल क्षार के लवण के $pH$ का सूत्र है: $pH = \frac{1}{2} (pK_{w} + pK_{a} - pK_{b})$.
यहाँ $K_{a} = 1.8 \times 10^{-5}$ और $K_{b} = 1.8 \times 10^{-5}$ है,इसलिए $pK_{a} = pK_{b}$ होगा।
अतः,$pH = \frac{1}{2} (pK_{w} + pK_{a} - pK_{a}) = \frac{pK_{w}}{2}$.
$25^{\circ}C$ पर $pK_{w} = 14$ होता है,इसलिए $pH = \frac{14}{2} = 7$।

(C) दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार के सोडियम लवण का जल-अपघटन होता है। ऐसे लवण विलयन का $pH$ निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके ज्ञात किया जाता है:
$pH = \frac{1}{2} (pK_w + pK_a + \log C)$
दिया गया है:
$K_a = 1.0 \times 10^{-4} \implies pK_a = -\log(1.0 \times 10^{-4}) = 4$
$K_w = 1.0 \times 10^{-14} \implies pK_w = 14$
$C = 0.01 \ M = 10^{-2} \ M \implies \log C = -2$
इन मानों को प्रतिस्थापित करने पर:
$pH = \frac{1}{2} (14 + 4 + (-2)) = \frac{1}{2} (16) = 8$

(A) यदि जलीय विलयन क्षारीय (basic) है,तो यह लाल लिटमस पत्र को नीला कर देता है।
$1$. $KCN$: प्रबल क्षार $(KOH)$ और दुर्बल अम्ल $(HCN)$ का लवण है,इसलिए यह क्षारीय है।
$2$. $K_2SO_4$: प्रबल क्षार $(KOH)$ और प्रबल अम्ल $(H_2SO_4)$ का लवण है,इसलिए यह उदासीन है।
$3$. $(NH_4)_2C_2O_4$: दुर्बल क्षार $(NH_4OH)$ और दुर्बल अम्ल $(H_2C_2O_4)$ का लवण है,इसलिए यह दुर्बल अम्लीय/उदासीन है।
$4$. $NaCl$: प्रबल क्षार $(NaOH)$ और प्रबल अम्ल $(HCl)$ का लवण है,इसलिए यह उदासीन है।
$5$. $Zn(NO_3)_2$: दुर्बल क्षार $(Zn(OH)_2)$ और प्रबल अम्ल $(HNO_3)$ का लवण है,इसलिए यह अम्लीय है।
$6$. $FeCl_3$: दुर्बल क्षार $(Fe(OH)_3)$ और प्रबल अम्ल $(HCl)$ का लवण है,इसलिए यह अम्लीय है।
$7$. $K_2CO_3$: प्रबल क्षार $(KOH)$ और दुर्बल अम्ल $(H_2CO_3)$ का लवण है,इसलिए यह क्षारीय है।
$8$. $NH_4NO_3$: दुर्बल क्षार $(NH_4OH)$ और प्रबल अम्ल $(HNO_3)$ का लवण है,इसलिए यह अम्लीय है।
$9$. $LiCN$: प्रबल क्षार $(LiOH)$ और दुर्बल अम्ल $(HCN)$ का लवण है,इसलिए यह क्षारीय है।
क्षारीय यौगिक $KCN$,$K_2CO_3$ और $LiCN$ हैं। कुल संख्या $3$ है।

(A) $Na_3PO_4$ एक प्रबल क्षार $(NaOH)$ और दुर्बल अम्ल $(H_3PO_4)$ का लवण है।
जलीय विलयन में,$PO_4^{3-}$ आयन ऋणायनिक जल-अपघटन से गुजरता है: $PO_4^{3-} + H_2O \rightleftharpoons HPO_4^{2-} + OH^-$.
$OH^-$ आयनों के उत्पादन के कारण,विलयन प्रकृति में क्षारीय हो जाता है।
अतः,कथन और कारण दोनों सही हैं।