Solubility Questions in Hindi

(B) जल में $I_2$ की विलेयता $KI$ मिलाने पर बढ़ जाती है क्योंकि यह पॉलीहेलाइड आयन $I_3^-$ बनाता है।
$KI + I_2 \to KI_3$

(D) द्रव में गैस की विलेयता कई कारकों पर निर्भर करती है:
$1$. गैस की प्रकृति: वे गैसें जो आसानी से द्रवित हो सकती हैं (उच्च क्रांतिक तापमान),वे जल में अधिक विलेय होती हैं।
$2$. तापमान: सामान्यतः,द्रव में गैस की विलेयता तापमान बढ़ने पर घटती है।
$3$. दाब: हेनरी के नियम के अनुसार,विलयन के ऊपर गैस का आंशिक दाब बढ़ने पर गैस की विलेयता बढ़ती है।

(C) हेनरी का नियम बताता है कि स्थिर तापमान पर,विलायक के एक निश्चित आयतन में घुली हुई गैस का द्रव्यमान विलयन की सतह के ऊपर मौजूद गैस के आंशिक दबाव के सीधे समानुपाती होता है।
गणितीय रूप से,इसे $m \propto P$ या $m = kP$ के रूप में व्यक्त किया जाता है,जहाँ $m$ गैस का द्रव्यमान है,$P$ आंशिक दबाव है,और $k$ समानुपाती स्थिरांक है।

(A) हेनरी का नियम बताता है कि वाष्प अवस्था में गैस का आंशिक दबाव $(p)$ विलयन में गैस के मोल अंश $(x)$ के समानुपाती होता है,जिसे $p = K_H x$ द्वारा दर्शाया जाता है।
हेनरी के नियम के लिए मान्यताएँ हैं:
$1$. गैस को आदर्श गैस की तरह व्यवहार करना चाहिए।
$2$. गैस और विलायक के बीच कोई रासायनिक अभिक्रिया नहीं होनी चाहिए।
$3$. दबाव कम होना चाहिए और तापमान उच्च होना चाहिए (ऐसी स्थितियाँ जहाँ गैसें आदर्श रूप से व्यवहार करती हैं)।
अतः,विकल्प $A$ और $B$ सही हैं।

(D) हेनरी का नियम बताता है कि स्थिर तापमान पर किसी तरल के दिए गए आयतन में घुली हुई गैस का द्रव्यमान,तरल के साथ संतुलन में गैस के दबाव के सीधे आनुपातिक होता है।
गणितीय रूप से,$m \propto P$ या $S = k_H \times P$,जहाँ $S$ घुलनशीलता है और $P$ आंशिक दबाव है।
इस मामले में,जब दबाव $1 \ atm$ से बढ़कर $2 \ atm$ हो जाता है (दोगुना),तो घुली हुई गैस की मात्रा $0.003 \ mol$ से बढ़कर $0.006 \ mol$ हो जाती है (दोगुनी)।
यह सीधा आनुपातिक संबंध हेनरी के नियम की पुष्टि करता है।

(A) $20\,^{\circ}C$ पर $NaCl$ की विलेयता $100\,g$ जल में $35\,g$ है।
इसका अर्थ है कि इस तापमान पर $100\,g$ जल में केवल $35\,g$ $NaCl$ ही घुल सकता है।
जब $100\,g$ जल में $50\,g$ $NaCl$ मिलाया जाता है,तो अघुलित रहने वाले लवण की मात्रा की गणना इस प्रकार की जाती है:
$\text{अघुलित लवण} = \text{कुल मिलाया गया लवण} - \text{विलेयता सीमा}$
$\text{अघुलित लवण} = 50\,g - 35\,g = 15\,g$.

(A) घुलनशीलता को $100 \ g$ विलायक में विलेय की मात्रा के रूप में परिभाषित किया गया है।
यह दिया गया है कि घुलनशीलता $16\%$ है,जिसका अर्थ है कि $16 \ g$ $Na_2SO_4$ को $100 \ g$ पानी में घोला जाता है।
$4 \ g$ $Na_2SO_4$ को घोलने के लिए आवश्यक पानी की मात्रा की गणना इस प्रकार की जाती है:
$\text{आवश्यक पानी} = \frac{100 \ g \text{ पानी}}{16 \ g \text{ विलेय}} \times 4 \ g \text{ विलेय} = 25 \ g$ पानी।

(A) हेनरी के नियम के अनुसार,गैस का आंशिक दबाव विलयन में उसके मोल अंश से संबंधित है: $P = K_H \times x$.
यहाँ $P = 0.987 \ bar$ और $K_H = 76.48 \ kbar = 76480 \ bar$ दिया गया है।
$N_2$ के मोल अंश $(x_{N_2})$ की गणना:
$x_{N_2} = \frac{P}{K_H} = \frac{0.987 \ bar}{76480 \ bar} = 1.29 \times 10^{-5}$.
$1 \ L$ पानी में पानी के मोलों की संख्या $n_{H_2O} = \frac{1000 \ g}{18 \ g/mol} = 55.5 \ mol$.
चूंकि $x_{N_2} = \frac{n_{N_2}}{n_{N_2} + n_{H_2O}}$,और $n_{N_2} << n_{H_2O}$,हम $x_{N_2} \approx \frac{n_{N_2}}{n_{H_2O}}$ मान सकते हैं।
$n_{N_2} = x_{N_2} \times 55.5 \ mol = 1.29 \times 10^{-5} \times 55.5 \ mol = 7.16 \times 10^{-4} \ mol$.
मिलीमोल में परिवर्तन: $7.16 \times 10^{-4} \ mol \times 1000 \ mmol/mol = 0.716 \ mmol$.

(A) हेनरी के नियम के अनुसार,$p_{N_2} = K_H \times x_{N_2}$।
सबसे पहले,वायु में $N_2$ का आंशिक दाब ज्ञात करें: $p_{N_2} = x_{N_2(air)} \times P_{total} = 0.8 \times 5 \ atm = 4 \ atm$।
अब,जल में $N_2$ का मोल अंश ज्ञात करें: $x_{N_2(water)} = \frac{p_{N_2}}{K_H} = \frac{4 \ atm}{1.0 \times 10^5 \ atm} = 4 \times 10^{-5}$।
चूंकि $x_{N_2(water)} = \frac{n_{N_2}}{n_{N_2} + n_{H_2O}}$ है,और $n_{N_2}$,$n_{H_2O} = 10 \ moles$ की तुलना में बहुत कम है,इसलिए हम $x_{N_2(water)} \approx \frac{n_{N_2}}{n_{H_2O}}$ मान सकते हैं।
अतः,$n_{N_2} = x_{N_2(water)} \times n_{H_2O} = (4 \times 10^{-5}) \times 10 = 4 \times 10^{-4} \ moles$।

(D) हेनरी के नियम के अनुसार,$CO_2$ का मोल अंश:
$x_{CO_2} = \frac{P_{CO_2}}{K_H} = \frac{2 \times 10^{-8}}{6.02 \times 10^{-4}} = 3.322 \times 10^{-5}$
पानी का घनत्व $1 \ g \ mL^{-1}$ होने के कारण,$900 \ mL$ पानी का द्रव्यमान $900 \ g$ है।
पानी के मोल $(n_{H_2O})$:
$n_{H_2O} = \frac{900 \ g}{18 \ g \ mol^{-1}} = 50 \ mol$
$x_{CO_2} = \frac{n_{CO_2}}{n_{CO_2} + n_{H_2O}}$ में $n_{CO_2}$ बहुत छोटा होने के कारण,$n_{CO_2} + n_{H_2O} \approx 50 \ mol$ लेने पर:
$3.322 \times 10^{-5} = \frac{n_{CO_2}}{50}$
$n_{CO_2} = 3.322 \times 10^{-5} \times 50 = 1.661 \times 10^{-3} \ mol$
मिलीमोल में बदलने पर:
$1.661 \times 10^{-3} \ mol \times 10^3 \ mmol \ mol^{-1} = 1.661 \ mmol$
अतः,$1.661 \ mmol$ $CO_2$ गैस घुलेगी।

(B) $Sugar$ $(C_{12}H_{22}O_{11})$ एक सहसंयोजक यौगिक है।
जब यह पानी में घुलता है,तो यह आयनों में वियोजित नहीं होता है बल्कि घोल में $free \text{ } molecules$ (मुक्त अणुओं) के रूप में मौजूद रहता है।

(C) दिया गया है: हेनरी स्थिरांक $K_H = 3 \times 10^2 \ atm$,मोललता $m = \frac{5}{9} \ mol/kg$.
सबसे पहले,विलयन में गैस का मोल अंश $(X_A)$ ज्ञात करें।
$X_A = \frac{n_{gas}}{n_{gas} + n_{water}} = \frac{m}{m + \frac{1000}{18}} = \frac{5/9}{5/9 + 55.55} = \frac{0.555}{56.105} \approx 0.01$.
हेनरी के नियम का उपयोग करते हुए: $P = K_H \times X_A$.
$P = (3 \times 10^2 \ atm) \times 0.01 = 3 \ atm$.

(A) पानी के ऊपर हवा का कुल दबाव $10\ atm$ है।
नाइट्रोजन का आंशिक दबाव $P_{N_2} = \frac{79}{100} \times 10\ atm = 7.9\ atm = 7.9 \times 760\ mm\ Hg = 6004\ mm\ Hg$ है।
ऑक्सीजन का आंशिक दबाव $P_{O_2} = \frac{20}{100} \times 10\ atm = 2.0\ atm = 2.0 \times 760\ mm\ Hg = 1520\ mm\ Hg$ है।
हेनरी के नियम के अनुसार,$P = K_H \times X$,जहाँ $X$ विलयन में गैस का मोल अंश है।
$X_{N_2} = \frac{P_{N_2}}{K_H(N_2)} = \frac{6004}{6.51 \times 10^7} = 9.22 \times 10^{-5}$।
$X_{O_2} = \frac{P_{O_2}}{K_H(O_2)} = \frac{1520}{3.30 \times 10^7} = 4.60 \times 10^{-5}$।
घुली हुई गैसों का मोल अनुपात $\frac{X_{O_2}}{X_{N_2}} = \frac{4.60 \times 10^{-5}}{9.22 \times 10^{-5}} \approx 0.5 = \frac{1}{2}$ है।

(A) विलेयता प्रक्रिया के लिए,यदि $\Delta H_{sol.} < 0$ है,तो प्रक्रिया ऊष्माक्षेपी (exothermic) होती है।
ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,ऊष्माक्षेपी विलेयता प्रक्रिया के लिए,तापमान में वृद्धि होने पर विलेयता कम हो जाती है।
दिए गए ग्राफ को देखने पर,तापमान $(T)$ बढ़ने के साथ लवण $X$ की विलेयता घटती है।
इसलिए,लवण $X$ के लिए $\Delta H_{sol.} < 0$ है।

(B) एसीटोन एक ध्रुवीय एप्रोटिक विलायक है जिसका डाइइलेक्ट्रिक स्थिरांक मध्यम होता है।
ऐसे विलायकों में घुलनशीलता लवण की आयनिक प्रकृति और जालक ऊर्जा (lattice energy) पर निर्भर करती है।
$NaCl$ एक अत्यधिक आयनिक यौगिक है जिसकी जालक ऊर्जा बहुत अधिक होती है,जो इसे एसीटोन जैसे कार्बनिक विलायकों में लगभग अघुलनशील बनाती है।
$LiCl$ और $AgCl$ में फजान के नियम के कारण महत्वपूर्ण सहसंयोजक गुण होते हैं,जो कार्बनिक विलायकों में उनकी घुलनशीलता को $NaCl$ की तुलना में बढ़ाते हैं।
$CCl_4$ एक अध्रुवीय सहसंयोजक अणु है और एसीटोन के साथ मिश्रणीय है।
इसलिए,$NaCl$ दिए गए आयनिक लवणों में सबसे कम घुलनशील है।

(C) हेनरी के नियम के अनुसार,स्थिर तापमान पर किसी द्रव में गैस की घुलनशीलता गैस के आंशिक दबाव के सीधे समानुपाती होती है।
इसलिए,स्थिर तापमान पर दबाव बढ़ाने से गैस की घुलनशीलता बढ़ जाती है।
इसके विपरीत,द्रव में गैस का घुलना एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है,इसलिए तापमान बढ़ाने से गैस की घुलनशीलता कम हो जाती है।

(B) $N_2$ का आंशिक दाब $P_{N_2} = \chi_{N_2} \times P_{total} = 0.8 \times 5 \, atm = 4 \, atm$ है।
हेनरी के नियम के अनुसार,$P_{N_2} = K_H \times x_{N_2}$,जहाँ $x_{N_2}$ विलयन में $N_2$ का मोल अंश है।
$4 = 1 \times 10^5 \times x_{N_2} \Rightarrow x_{N_2} = 4 \times 10^{-5}$।
चूँकि $x_{N_2} = \frac{n_{N_2}}{n_{N_2} + n_{H_2O}} \approx \frac{n_{N_2}}{n_{H_2O}}$,
$4 \times 10^{-5} = \frac{n_{N_2}}{10} \Rightarrow n_{N_2} = 4 \times 10^{-4} \, moles$।

(B) हेनरी के नियम के अनुसार,$S = KP$ होता है।
$S$ मोल प्रति लीटर में विलेयता है।
$K$ हेनरी के नियम का स्थिरांक है।
$P$ $atm$ में गैस का आंशिक दाब है।
अतः,जब दाब बढ़ता है,तो द्रव के निश्चित आयतन में गैस की विलेयता बढ़ जाती है।
इसके विपरीत,जब तापमान बढ़ता है,तो द्रव के निश्चित आयतन में गैस की विलेयता घट जाती है।

(C) द्रव में गैस का घुलना एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है। ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,तापमान में कमी अग्र (घुलने की) अभिक्रिया का समर्थन करती है।
इसके अतिरिक्त,हेनरी के नियम के अनुसार,द्रव में गैस की विलेयता द्रव की सतह के ऊपर गैस के आंशिक दबाव के सीधे समानुपाती होती है।
अतः,तापमान में कमी और गैसीय दबाव में वृद्धि के साथ गैस की विलेयता बढ़ती है।

(C) द्रव में गैस का घुलना एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है। इसलिए,तापमान बढ़ने पर गैस की विलेयता घटती है।
हेनरी के नियम के अनुसार,गैस की विलेयता द्रव की सतह के ऊपर गैस के आंशिक दबाव के सीधे आनुपातिक होती है,जिसे $P = K_H \cdot X_{gas}$ के रूप में व्यक्त किया जाता है।
अतः,गैस का दबाव बढ़ने पर जल में $CO_2$ की विलेयता बढ़ती है।

(A) दिया गया विलेय नेफ़थलीन $(C_{10}H_8)$ है,जो एक अध्रुवीय हाइड्रोकार्बन है।
'समान समान को घोलता है' (like dissolves like) के सिद्धांत के अनुसार,अध्रुवीय विलेय अध्रुवीय या कम ध्रुवीय विलायकों में सबसे अच्छी तरह घुलते हैं।
विलायकों की ध्रुवीयता की तुलना करने पर:
$1$. $Et_2O$ (डाईएथिल ईथर) अध्रुवीय/दुर्बल ध्रुवीय है।
$2$. $EtOH$ (एथेनॉल) ध्रुवीय है।
$3$. $H_2O$ (जल) अत्यधिक ध्रुवीय है।
इसलिए,इन विलायकों में नेफ़थलीन की घुलनशीलता का क्रम $Et_2O > EtOH > H_2O$ है।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(D) हेनरी के नियम के अनुसार,गैस की विलेयता $(S)$ उसके आंशिक दाब $(P)$ के सीधे समानुपाती होती है: $S \propto P$ या $S = kP$।
दिया गया है: $P_1 = 500 \ torr$,$S_1 = 0.01 \ g \ L^{-1}$,$P_2 = 750 \ torr$।
संबंध $\frac{S_1}{S_2} = \frac{P_1}{P_2}$ का उपयोग करने पर:
$\frac{0.01}{S_2} = \frac{500}{750}$
$S_2 = \frac{0.01 \times 750}{500} = 0.015 \ g \ L^{-1}$।

(A) हेनरी के नियम को $P = K_H \times x$ के रूप में व्यक्त किया जाता है,जहाँ $P$ गैस का आंशिक दबाव है,$x$ समाधान में गैस का मोल अंश है,और $K_H$ हेनरी के नियम का स्थिरांक है।
इस संबंध से,$x = P / K_H$ प्राप्त होता है।
यह दर्शाता है कि दिए गए आंशिक दबाव $P$ के लिए,घुलनशीलता $(x)$ $K_H$ के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
इसलिए,$K_H$ का उच्च मान तरल में गैस की कम घुलनशीलता को दर्शाता है।
अतः,विकल्प $A$ में दिया गया कथन गलत है।

(C) हेनरी के नियम के अनुसार,गैस का आंशिक दाब $(P_{gas})$ उसके मोल अंश $(X_{gas})$ से इस प्रकार संबंधित है: $P_{gas} = K_H \cdot X_{gas}$.
चूंकि $X_{gas} + X_{H_2O} = 1$,इसलिए $X_{gas} = 1 - X_{H_2O}$ होता है।
इस मान को समीकरण में रखने पर: $P_{gas} = K_H(1 - X_{H_2O}) = K_H - K_H \cdot X_{H_2O}$ प्राप्त होता है।
यह $y = mx + c$ के रूप का एक रैखिक समीकरण है,जहाँ $y = P_{gas}$,$x = X_{H_2O}$,ढाल $m = -K_H$ और अंतःखंड $c = K_H$ है।
जैसे-जैसे जल का मोल अंश $(X_{H_2O})$ बढ़ता है,गैस का आंशिक दाब रैखिक रूप से घटता है।
y-अक्ष पर अंतःखंड $K_H$ है। $w$,$x$,$y$ और $z$ के लिए $K_H$ के मान क्रमशः $0.5$,$2$,$35$ और $40 \ kbar$ हैं।
अतः,अंतःखंड $w < x < y < z$ के क्रम में बढ़ता है।
ढाल $-K_H$ है,जिसका अर्थ है कि रेखाओं की ढाल ऋणात्मक है और $K_H$ बढ़ने के साथ ढाल का परिमाण बढ़ता है।
विकल्पों को देखने पर,विकल्प $C$ में दिया गया आलेख ऋणात्मक ढाल वाली रेखाएं दर्शाता है जहाँ y-अंतःखंड $w < x < y < z$ के क्रम में बढ़ता है।

(C) $KI$ एक आयनिक यौगिक है।
"समान समान को घोलता है" के सिद्धांत के अनुसार,आयनिक यौगिक उच्च परावैद्युतांक $(\epsilon)$ वाले ध्रुवीय विलायकों में सबसे अधिक विलेय होते हैं।
दिए गए विकल्पों में से,$CH_3OH$ का परावैद्युतांक सबसे अधिक $(\epsilon = 32)$ है।
इसलिए,$KI$ की विलेयता $CH_3OH$ में सबसे अधिक होगी।

(A) गहरे समुद्र में गोताखोर $N_2-O_2$ के बजाय $He-O_2$ मिश्रण का उपयोग करते हैं क्योंकि नाइट्रोजन की तुलना में हीलियम रक्त में बहुत कम घुलनशील है।
यह गोताखोर के सतह पर आने पर रक्त में नाइट्रोजन के बुलबुले बनने (जिसे 'बेंड्स' कहा जाता है) से रोकता है।

(A) हेनरी के नियम के अनुसार,गैस का आंशिक दबाव $p = K_H \cdot X$ द्वारा दिया जाता है,जहाँ $K_H$ हेनरी का स्थिरांक है और $X$ मोल अंश है।
$O_2$ के लिए: $p_{O_2} = K_{O_2} \cdot X_{O_2} \implies X_{O_2} = \frac{p_{O_2}}{K_{O_2}}$
$N_2$ के लिए: $p_{N_2} = K_{N_2} \cdot X_{N_2} \implies X_{N_2} = \frac{p_{N_2}}{K_{N_2}}$
मोल अंशों का अनुपात $\frac{X_{O_2}}{X_{N_2}} = \frac{p_{O_2}}{K_{O_2}} \times \frac{K_{N_2}}{p_{N_2}} = \left(\frac{p_{O_2}}{p_{N_2}}\right) \times \left(\frac{K_{N_2}}{K_{O_2}}\right)$ है।
हवा में आयतन के अनुसार $20 \%$ $O_2$ और $80 \%$ $N_2$ है,इसलिए आंशिक दबाव का अनुपात $\frac{p_{O_2}}{p_{N_2}} = \frac{20}{80} = \frac{1}{4} = 0.25$ है।
मान रखने पर: $\frac{X_{O_2}}{X_{N_2}} = 0.25 \times \frac{6.51 \times 10^7}{3.3 \times 10^7} = 0.25 \times 1.9727 \approx 0.493$।

(D) मोललता $m = \frac{n_{solute}}{W_{solvent} \text{ (kg में)}}$.
दिया गया है $m = 0.195 \, mol/kg$,जिसका अर्थ है कि $1000 \, g$ $(1 \, kg)$ जल में $0.195 \, mol$ $H_2S$ घुला है।
जल के मोल $n_{H_2O} = \frac{1000 \, g}{18 \, g/mol} = 55.55 \, mol$.
$H_2S$ का मोल अंश $(X_{H_2S})$ = $\frac{n_{H_2S}}{n_{H_2S} + n_{H_2O}} = \frac{0.195}{0.195 + 55.55} = \frac{0.195}{55.745} \approx 0.0035$.
हेनरी के नियम के अनुसार,$P = K_H \times X$.
$STP$ पर,दाब $P = 0.987 \, bar \approx 1 \, bar$.
$K_H = \frac{P}{X_{H_2S}} = \frac{1}{0.0035} \approx 285.7 \, bar$.
अतः,मान लगभग $285 \, bar$ है।

(B) हेनरी का नियम $P = K_H \times X$ है,जहाँ $P$ आंशिक दाब है,$K_H$ हेनरी का स्थिरांक है,और $X$ गैस का मोल अंश है।
सबसे पहले,$N_2$ का मोल अंश $(X_{N_2})$ ज्ञात करें।
दी गई मोलरता $M = 5.4 \times 10^{-4}\, M$ है,जिसका अर्थ है $1\, L$ जल में $5.4 \times 10^{-4}\, mol$ $N_2$ घुला है।
$1\, L$ $(1000\, g)$ जल में जल के मोल $n_{H_2O} = \frac{1000}{18} \approx 55.56\, mol$ हैं।
चूँकि $n_{N_2} \ll n_{H_2O}$,इसलिए $X_{N_2} \approx \frac{n_{N_2}}{n_{H_2O}} = \frac{5.4 \times 10^{-4}}{55.56} \approx 9.72 \times 10^{-6}$।
अब,$K_H = \frac{P_{N_2}}{X_{N_2}} = \frac{0.78\, atm}{9.72 \times 10^{-6}} \approx 8.02 \times 10^4\, atm$।

(A) हेनरी का नियम बताता है कि वाष्प अवस्था में गैस का आंशिक दबाव $(p)$ घोल में गैस के मोल अंश $(x)$ के समानुपाती होता है,जिसे $p = K_H x$ द्वारा दर्शाया जाता है।
$1$. हेनरी स्थिरांक $(K_H)$ का मान गैस और विलायक की प्रकृति पर निर्भर करता है,जो इसे एक निश्चित तापमान पर गैस-विलायक प्रणाली के लिए एक विशिष्ट स्थिरांक बनाता है। अतः,कथन $III$ सही है।
$2$. तापमान में वृद्धि के साथ तरल पदार्थों में गैसों की घुलनशीलता कम हो जाती है। चूंकि $p = K_H x$ है,स्थिर दबाव $p$ के लिए,यदि $x$ (घुलनशीलता) कम हो जाती है,तो $K_H$ को बढ़ना चाहिए। इसलिए,तापमान में वृद्धि के साथ $K_H$ बढ़ता है। अतः,कथन $I$ सही है और कथन $II$ गलत है।
अतः,सही कथन $I$ और $III$ हैं।

(A) कुल दाब $P_T = 5\, atm$ है।
वायु में $N_2$ का मोल अंश $X_{N_2} = 0.6$ है।
$N_2$ का आंशिक दाब $P_{N_2} = P_T \times X_{N_2} = 5 \times 0.6 = 3\, atm$ है।
हेनरी के नियम के अनुसार,$P_{N_2} = K_H \times X_{solute}$,जहाँ $X_{solute}$ जल में $N_2$ का मोल अंश है।
$X_{solute} = \frac{P_{N_2}}{K_H} = \frac{3\, atm}{1.0 \times 10^5\, atm} = 3 \times 10^{-5}$।
चूंकि $N_2$ की मात्रा बहुत कम है,$X_{solute} = \frac{n_{N_2}}{n_{N_2} + n_{H_2O}} \approx \frac{n_{N_2}}{n_{H_2O}}$।
दिया गया है $n_{H_2O} = 10\, mol$,इसलिए $n_{N_2} = X_{solute} \times 10 = 3 \times 10^{-5} \times 10 = 3.0 \times 10^{-4}\, mol$।

(B) हेनरी के नियम के अनुसार,वाष्प अवस्था में गैस का आंशिक दाब $(p)$ विलयन में गैस के मोल अंश $(x)$ के समानुपाती होता है। इसे $p = K_H \cdot x$ के रूप में व्यक्त किया जाता है,जहाँ $K_H$ हेनरी के नियम का स्थिरांक है। यह नियम बताता है कि किसी द्रव में गैस की विलेयता,विलयन या विलायक की सतह के ऊपर मौजूद गैस के आंशिक दाब के सीधे समानुपाती होती है।

(C) जब तापमान बढ़ाया जाता है,तो द्रव में घुले हुए गैस के अणु गतिज ऊर्जा प्राप्त करते हैं।
यह उच्च गतिज ऊर्जा गैस के अणुओं को विलयन से बाहर निकलने में मदद करती है।
इसलिए,तापमान बढ़ने पर द्रवों में गैसों की घुलनशीलता कम हो जाती है।
अतः,कथन सही है,लेकिन कारण गलत है।

(C) $NaCl$ क्रिस्टल में $Na^{+}$ और $Cl^{-}$ आयन स्थिर वैद्युत आकर्षण बलों द्वारा मजबूती से बंधे होते हैं।
जब लवण घुलता है,तो ये आयन क्रिस्टल जालक को छोड़कर विलयन में चले जाते हैं,जिससे वे अधिक स्वतंत्रता (बढ़ी हुई एन्ट्रॉपी) प्राप्त कर लेते हैं।
ऊष्मागतिकीय रूप से,किसी प्रक्रिया के स्वतःस्फूर्त होने के लिए,गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन,$\Delta G = \Delta H - T\Delta S$,ऋणात्मक होना चाहिए।
$NaCl$ के घुलने के लिए,एन्थैल्पी परिवर्तन $\Delta H$ धनात्मक (ऊष्माशोषी) होता है,लेकिन एन्ट्रॉपी परिवर्तन $\Delta S$ धनात्मक होता है,जिससे $T\Delta S$ पद बड़ा और धनात्मक हो जाता है।
चूंकि $T\Delta S > \Delta H$,इसलिए $\Delta G$ का मान ऋणात्मक हो जाता है,जिससे प्रक्रिया स्वतःस्फूर्त हो जाती है।
कारण कथन दावा करता है कि $\Delta H$ उच्च धनात्मक है और $T\Delta S$ निम्न ऋणात्मक मान है,जो गलत है क्योंकि इस प्रक्रिया के लिए $T\Delta S$ वास्तव में धनात्मक है।
अतः,कथन सही है,लेकिन कारण गलत है।

(C) आयोडीन का टिंचर अल्कोहल और पानी के मिश्रण में आयोडीन $(I_2)$ का $2\%$ विलयन होता है।
इसका मुख्य उपयोग एंटीसेप्टिक के रूप में किया जाता है।

(C) गहरे समुद्र के गोताखोर श्वसन के लिए $He$ और $O_2$ के मिश्रण का उपयोग करते हैं क्योंकि $He$,$N_2$ की तुलना में रक्त में बहुत कम घुलनशील है।
यह गोताखोर के सतह पर आने पर रक्त में $N_2$ के बुलबुले बनने से रोकता है,जिसे 'बेंड्स' (decompression sickness) कहा जाता है।
अतः,कथन सही है,लेकिन कारण गलत है क्योंकि $He$ वास्तव में रक्त में बहुत कम घुलनशील है।

(D) आयोडीन $(I_2)$ एक अध्रुवीय सहसंयोजक अणु है।
"समान समान को घोलता है" (like dissolves like) के सिद्धांत के अनुसार,अध्रुवीय पदार्थ पानी $(H_2O)$ जैसे ध्रुवीय विलायकों की तुलना में $CCl_4$ जैसे अध्रुवीय विलायकों में अधिक घुलनशील होते हैं।
इसलिए,यह कथन कि आयोडीन $CCl_4$ की तुलना में पानी में अधिक घुलनशील है,गलत है।
इसके अतिरिक्त,यह कारण कि आयोडीन एक ध्रुवीय यौगिक है,भी गलत है,क्योंकि $I_2$ अध्रुवीय है।
अतः,कथन और कारण दोनों गलत हैं।

(0.716) गैस की घुलनशीलता जलीय घोल में उसके मोल अंश से संबंधित है। हेनरी के नियम के अनुसार,$p = K_H \times x$.
सबसे पहले,$N_2$ के मोल अंश $(x(N_2))$ की गणना करें:
$x(N_2) = \frac{p(N_2)}{K_H} = \frac{0.987 \ bar}{76.48 \times 10^3 \ bar} = 1.29 \times 10^{-5}$.
चूंकि $1 \ L$ पानी में $55.5 \ mol$ पानी होता है,और मान लें कि $n$ घुले हुए $N_2$ के मोलों की संख्या है:
$x(N_2) = \frac{n}{n + 55.5} \approx \frac{n}{55.5} = 1.29 \times 10^{-5}$.
$n$ के लिए हल करने पर:
$n = 1.29 \times 10^{-5} \times 55.5 \ mol = 7.16 \times 10^{-4} \ mol$.
मिलीमोल में बदलने पर:
$7.16 \times 10^{-4} \ mol \times 1000 \ mmol/mol = 0.716 \ mmol$.

(N/A) दिया गया है,मोललता $(m) = 0.195 \, mol \, kg^{-1}$।
इसका अर्थ है कि $0.195 \, mol$ $H_2S$,$1000 \, g$ $(1 \, kg)$ पानी में घुला हुआ है।
पानी के मोल $= \frac{1000 \, g}{18 \, g \, mol^{-1}} = 55.56 \, mol$।
$H_2S$ का मोल अंश $(x) = \frac{n_{H_2S}}{n_{H_2S} + n_{H_2O}} = \frac{0.195}{0.195 + 55.56} = \frac{0.195}{55.755} \approx 0.0035$।
$STP$ पर,दबाव $(p) = 0.987 \, bar$।
हेनरी के नियम के अनुसार,$p = K_H \cdot x$।
$K_H = \frac{p}{x} = \frac{0.987 \, bar}{0.0035} \approx 282 \, bar$।

(D) दिया गया है:
$K_{H} = 1.67 \times 10^{8} \ Pa$
$P_{CO_{2}} = 2.5 \ atm = 2.5 \times 1.01325 \times 10^{5} \ Pa = 2.533125 \times 10^{5} \ Pa$
हेनरी के नियम के अनुसार,$p_{CO_{2}} = K_{H} x$,जहाँ $x$ $CO_{2}$ का मोल अंश है।
$x = \frac{p_{CO_{2}}}{K_{H}} = \frac{2.533125 \times 10^{5}}{1.67 \times 10^{8}} = 0.00152$
यह मानते हुए कि $n_{CO_{2}}$,$n_{H_{2}O}$ की तुलना में नगण्य है,$x \approx \frac{n_{CO_{2}}}{n_{H_{2}O}}$.
$500 \ mL$ जल के लिए,द्रव्यमान $= 500 \ g$,अतः $n_{H_{2}O} = \frac{500}{18} = 27.78 \ mol$.
$n_{CO_{2}} = x \times n_{H_{2}O} = 0.00152 \times 27.78 = 0.0422 \ mol$.
$CO_{2}$ का द्रव्यमान $= n_{CO_{2}} \times \text{मोलर द्रव्यमान} = 0.0422 \times 44 = 1.857 \ g$ (लगभग $1.85 \ g$).

(N/A) ठोस विलयन का एक सामान्य उदाहरण जिसमें विलेय एक गैस है,वह पैलेडियम धातु में हाइड्रोजन गैस का विलयन ($H_2$ in $Pd$) है।

(N/A) किसी तरल में गैस का घुलना एक ऊष्माक्षेपी (exothermic) प्रक्रिया है,जिसे इस प्रकार दर्शाया जा सकता है: $\text{Gas} + \text{Solvent} \rightleftharpoons \text{Solution} + \text{Heat}$.
ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,यदि साम्यावस्था (equilibrium) पर किसी निकाय का तापमान बढ़ाया जाता है,तो निकाय उस दिशा में स्थानांतरित हो जाएगा जो अतिरिक्त ऊष्मा को अवशोषित करती है।
चूंकि घुलने की प्रक्रिया ऊष्माक्षेपी है,इसलिए तापमान बढ़ाने पर साम्यावस्था पीछे की दिशा (गैसीय अवस्था की ओर) में स्थानांतरित हो जाती है।
अतः,तापमान बढ़ाने पर तरल पदार्थों में गैसों की घुलनशीलता कम हो जाती है।

(N/A) द्रव में गैस की विलेयता पर दाब का प्रभाव हेनरी के नियम द्वारा निर्धारित होता है। यह नियम बताता है कि किसी दिए गए तापमान पर द्रव में गैस की विलेयता,गैस के आंशिक दाब के सीधे समानुपाती होती है। गणितीय रूप से,$P = K_H X$,जहाँ $P$ गैस का आंशिक दाब है,$X$ विलयन में गैस का मोल अंश है,और $K_H$ हेनरी के नियम का स्थिरांक है।
हेनरी के नियम के अनुप्रयोग:
$(i)$ कार्बोनेटेड पेय पदार्थों के उत्पादन में,$CO_2$ की विलेयता बढ़ाने के लिए इसे उच्च दाब पर घोला जाता है।
$(ii)$ गहरे समुद्र में गोताखोरी के दौरान,उच्च दाब पर नाइट्रोजन के विषाक्त प्रभावों से बचने के लिए सिलेंडरों में हीलियम के साथ मिश्रित हवा भरी जाती है।
$(iii)$ पर्वतारोहियों या अधिक ऊंचाई पर रहने वाले लोगों के लिए,$O_2$ का कम आंशिक दाब रक्त और ऊतकों में $O_2$ की कम सांद्रता का कारण बनता है,जिससे एनोक्सिया नामक स्थिति उत्पन्न होती है।

(A) हेनरी के नियम के अनुसार,गैस का आंशिक दाब विलयन में उसके मोल अंश के सीधे आनुपातिक होता है: $p = K_H \cdot x$.
चूंकि विलेय की मात्रा विलायक की तुलना में बहुत कम है,इसलिए मोल अंश $x$ विलेय के मोलों की संख्या और विलायक के मोलों की संख्या के अनुपात $(n_{solute} / n_{solvent})$ के बराबर होता है।
अतः,$p \propto n_{solute}$.
दिया गया है $p_1 = 1 \ bar$ जब $n_1 = \frac{6.56 \times 10^{-2} \ g}{30 \ g \ mol^{-1}}$.
हमें $n_2 = \frac{5.00 \times 10^{-2} \ g}{30 \ g \ mol^{-1}}$ के लिए $p_2$ ज्ञात करना है।
आनुपातिकता $p_2 / p_1 = n_2 / n_1$ का उपयोग करने पर:
$p_2 = p_1 \times (n_2 / n_1) = 1 \ bar \times (5.00 \times 10^{-2} / 6.56 \times 10^{-2})$.
$p_2 = 5.00 / 6.56 \ bar = 0.762 \ bar \approx 0.764 \ bar$.
अतः,गैस का आंशिक दाब $0.764 \ bar$ होगा।

(D) $n$-ऑक्टेन एक अध्रुवीय विलायक है। "समान समान को घोलता है" (like dissolves like) के सिद्धांत के अनुसार,अध्रुवीय विलेय अध्रुवीय विलायकों में घुल जाते हैं,जबकि ध्रुवीय या आयनिक विलेय की अध्रुवीय विलायकों में विलेयता कम होती है।
विलेयों की बढ़ती ध्रुवीयता का क्रम है: $KCl$ (आयनिक) $> CH_3OH$ (ध्रुवीय) $> CH_3CN$ (ध्रुवीय) $> Cyclohexane$ (अध्रुवीय)।
चूंकि $n$-ऑक्टेन अध्रुवीय है,इसलिए अध्रुवीय विलेय के लिए विलेयता सबसे अधिक और आयनिक विलेय के लिए सबसे कम होगी।
अतः,$n$-ऑक्टेन में बढ़ती विलेयता का क्रम है: $KCl < CH_3OH < CH_3CN < Cyclohexane$।

(N/A) हेनरी के नियम के अनुसार,किसी गैस का आंशिक दबाव घोल में उसके मोल अंश के समानुपाती होता है: $p = k_{H} x$.
दिया गया है:
$p = 760 \, mm \, Hg$
$k_{H} = 4.27 \times 10^{5} \, mm \, Hg$
घुलनशीलता $(x)$ के लिए सूत्र को व्यवस्थित करने पर:
$x = \frac{p}{k_{H}}$
मान रखने पर:
$x = \frac{760 \, mm \, Hg}{4.27 \times 10^{5} \, mm \, Hg}$
$x = 177.9859 \times 10^{-5}$
उचित सार्थक अंकों में पूर्णांकित करने पर:
$x \approx 1.78 \times 10^{-3}$ या $178 \times 10^{-5}$.

(N/A) दिया गया है:
हवा का कुल दबाव,$P_{total} = 10 \ atm = 10 \times 760 \ mm \ Hg = 7600 \ mm \ Hg$
$O_{2}$ का प्रतिशत $= 20 \%$,$N_{2}$ का प्रतिशत $= 79 \%$
$O_{2}$ का आंशिक दबाव,$P_{O_{2}} = \frac{20}{100} \times 7600 \ mm \ Hg = 1520 \ mm \ Hg$
$N_{2}$ का आंशिक दबाव,$P_{N_{2}} = \frac{79}{100} \times 7600 \ mm \ Hg = 6004 \ mm \ Hg$
हेनरी के नियम के अनुसार,$P = K_{H} \cdot x$,जहाँ $x$ मोल अंश है।
$O_{2}$ के लिए:
$x_{O_{2}} = \frac{P_{O_{2}}}{K_{H(O_{2})}} = \frac{1520 \ mm \ Hg}{3.30 \times 10^{7} \ mm \ Hg} = 4.61 \times 10^{-5}$
$N_{2}$ के लिए:
$x_{N_{2}} = \frac{P_{N_{2}}}{K_{H(N_{2})}} = \frac{6004 \ mm \ Hg}{6.51 \times 10^{7} \ mm \ Hg} = 9.22 \times 10^{-5}$
अतः,पानी में $O_{2}$ और $N_{2}$ के मोल अंश क्रमशः $4.61 \times 10^{-5}$ और $9.22 \times 10^{-5}$ हैं।

(N/A) ऐसा विलयन जिसमें विलेय और विलायक दोनों गैसीय अवस्था में होते हैं,वह गैसों का मिश्रण होता है। इसका सबसे सामान्य उदाहरण $Air$ (वायु) है,जो $N_2$,$O_2$,$Ar$,$CO_2$ और जलवाष्प जैसी गैसों का एक समांगी मिश्रण है।

(N/A) किसी पदार्थ की विलेयता उसकी वह अधिकतम मात्रा है जिसे एक निश्चित तापमान पर विलायक की एक निश्चित मात्रा में घोला जा सकता है।
प्रत्येक ठोस दिए गए द्रव में नहीं घुलता है। जहाँ $NaCl$ और चीनी पानी में आसानी से घुल जाते हैं,वहीं नेफ़थलीन और एंथ्रासीन नहीं घुलते। दूसरी ओर,नेफ़थलीन और एंथ्रासीन बेंजीन में आसानी से घुल जाते हैं लेकिन $NaCl$ और चीनी नहीं घुलते।
यह देखा गया है कि ध्रुवीय विलेय ध्रुवीय विलायकों में और अध्रुवीय विलेय अध्रुवीय विलायकों में घुलते हैं। सामान्य तौर पर,एक विलेय विलायक में घुल जाता है यदि दोनों के बीच अंतर-आणविक आकर्षण समान हो,जिसे 'like dissolves like' कहा जाता है।
जब एक ठोस विलेय को विलायक में मिलाया जाता है,तो कुछ विलेय घुल जाता है और विलयन में उसकी सांद्रता बढ़ जाती है। इस प्रक्रिया को विलीनीकरण (dissolution) कहा जाता है।
विलयन में कुछ विलेय कण ठोस विलेय कणों से टकराते हैं और विलयन से अलग हो जाते हैं। इस प्रक्रिया को क्रिस्टलीकरण (crystallisation) कहा जाता है।
एक चरण तब आता है जब दोनों प्रक्रियाएं समान दर पर होती हैं। ऐसी स्थितियों में,विलयन में जाने वाले विलेय कणों की संख्या विलयन से बाहर आने वाले विलेय कणों के बराबर हो जाती है और एक गतिशील साम्यावस्था (dynamic equilibrium) प्राप्त हो जाती है: $Solute + Solvent \rightleftharpoons Solution$.
इस चरण पर,दिए गए तापमान और दबाव पर विलयन में विलेय की सांद्रता स्थिर रहती है। जिस विलयन में समान तापमान और दबाव पर और अधिक विलेय नहीं घोला जा सकता,उसे संतृप्त विलयन कहा जाता है।
विलेयता को प्रभावित करने वाले कारक:
$(i)$ तापमान का प्रभाव: द्रव में ठोस की विलेयता तापमान से काफी प्रभावित होती है। ला-शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,यदि विलीनीकरण प्रक्रिया ऊष्माशोषी $(\Delta_{sol} H > 0)$ है,तो तापमान बढ़ने पर विलेयता बढ़ती है। यदि यह ऊष्माक्षेपी $(\Delta_{sol} H < 0)$ है,तो विलेयता घटती है।
$(ii)$ दबाव का प्रभाव: ठोसों की द्रवों में विलेयता पर दबाव का कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं पड़ता है क्योंकि ठोस और द्रव अत्यधिक असंपीड्य (incompressible) होते हैं।