Strength of Acids and Bases (pH Scale) Questions in Gujarati

(A) $pH$ માપક્રમ દ્રાવણની એસિડિકતા અથવા બેઝિકતા માપે છે.
$7$ કરતા ઓછું $pH$ મૂલ્ય એસિડિક દ્રાવણ સૂચવે છે,જ્યારે $7$ કરતા વધુ $pH$ મૂલ્ય બેઝિક દ્રાવણ સૂચવે છે.
દ્રાવણ $A$ નો $pH$ $6$ $(< 7)$ હોવાથી,તે એસિડિક છે.
દ્રાવણ $B$ નો $pH$ $8$ $(> 7)$ હોવાથી,તે બેઝિક છે.
હાઇડ્રોજન આયનોની સાંદ્રતા $[H^+]$ એ $pH$ મૂલ્યના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
તેથી,ઓછા $pH$ $(6)$ ધરાવતા દ્રાવણ $A$ માં વધુ $pH$ $(8)$ ધરાવતા દ્રાવણ $B$ કરતા હાઇડ્રોજન આયનની સાંદ્રતા વધુ હોય છે.

(A) દ્રાવણની પ્રકૃતિ $H^+_{(aq)}$ આયનોની સાંદ્રતા પર સીધો આધાર રાખે છે.
$1$. જ્યારે $H^+_{(aq)}$ આયનોની સાંદ્રતા વધે છે,ત્યારે દ્રાવણ વધુ એસિડિક બને છે.
$2$. તેનાથી વિપરીત,જ્યારે $H^+_{(aq)}$ આયનોની સાંદ્રતા ઘટે છે,ત્યારે $OH^-$ આયનોની સાપેક્ષ સાંદ્રતા વધે છે,જેનાથી દ્રાવણ વધુ બેઝિક બને છે.

(C) બેઝ લાલ લિટમસને ભૂરું બનાવે છે,જ્યારે એસિડ ભૂરા લિટમસને લાલ બનાવે છે.
બેઝિક દ્રાવણનું $pH$ મૂલ્ય $7$ કરતા વધારે હોય છે.
આપેલ દ્રાવણ લાલ લિટમસને ભૂરું બનાવે છે,તેથી તે સ્વભાવે બેઝિક છે.
તેથી,તેનો $pH$ $10$ હોવાની શક્યતા છે (કારણ કે $10 > 7$).

(A) તટસ્થ: દ્રાવણ $D$ $(pH = 7)$.
$(b)$ પ્રબળ બેઝિક: દ્રાવણ $C$ $(pH = 11)$.
$(c)$ પ્રબળ એસિડિક: દ્રાવણ $B$ $(pH = 1)$.
$(d)$ નિર્બળ એસિડિક: દ્રાવણ $A$ $(pH = 4)$.
$(e)$ નિર્બળ બેઝિક: દ્રાવણ $E$ $(pH = 9)$.
હાઇડ્રોજન-આયન સાંદ્રતા $[H^+]$ એ $pH$ મૂલ્યના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે. તેથી,હાઇડ્રોજન-આયન સાંદ્રતાનો વધતો ક્રમ નીચે મુજબ છે:
$pH \, 11 < pH \, 9 < pH \, 7 < pH \, 4 < pH \, 1$ (એટલે કે $C < E < D < A < B$).

(N/A) તાજા દૂધનો $pH$ $6$ હોય છે. જ્યારે દૂધ દહીંમાં ફેરવાય છે,ત્યારે આ પ્રક્રિયામાં $Lactobacillus$ જેવા બેક્ટેરિયા દ્વારા લેક્ટોઝ શર્કરાનું લેક્ટિક એસિડમાં રૂપાંતર થાય છે. લેક્ટિક એસિડ સ્વભાવે એસિડિક હોવાથી,દ્રાવણમાં હાઇડ્રોજન આયનો $(H^+)$ ની સાંદ્રતા વધે છે. પરિણામે,જેમ દૂધ વધુ એસિડિક બને છે તેમ $pH$ નું મૂલ્ય $6$ થી ઘટી જાય છે.

(D) કોઈપણ પદાર્થની એસિડિક પ્રબળતા તેના જલીય દ્રાવણમાં $H^+$ આયનો મુક્ત કરવાની ક્ષમતા પર આધાર રાખે છે.
$1$. હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ $(HCl)$ એ પ્રબળ એસિડ છે જે પાણીમાં સંપૂર્ણપણે આયનીકરણ પામે છે.
$2$. એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ એ નિર્બળ કાર્બનિક એસિડ છે જે આંશિક રીતે આયનીકરણ પામે છે.
$3$. પાણી $(H_2O)$ તટસ્થ છે અને અન્યની સરખામણીમાં ખૂબ જ નિર્બળ એસિડ તરીકે વર્તે છે.
તેથી, એસિડિક પ્રબળતાનો સાચો ચડતો ક્રમ: $\text{પાણી} < \text{એસિટિક એસિડ} < \text{હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ}$ છે.

(B) $pH$ માપક્રમ જલીય દ્રાવણની એસિડિકતા અથવા બેઝિકતા માપે છે.
એસિડ માટે,$pH$ નું મૂલ્ય હાઇડ્રોજન આયનો $(H^+)$ ની સાંદ્રતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે. ઓછી $pH$ એ $H^+$ આયનોની ઊંચી સાંદ્રતા સૂચવે છે,જેનો અર્થ છે કે એસિડ પ્રબળ છે. તેથી,વિધાન $(ii)$ સાચું છે: $pH$ જેટલી વધારે,તેટલો એસિડ નિર્બળ.
બેઝ માટે,$pH$ નું મૂલ્ય હાઇડ્રોક્સાઇડ આયનો $(OH^-)$ ની સાંદ્રતાના સમપ્રમાણમાં હોય છે. વધારે $pH$ એ $OH^-$ આયનોની ઊંચી સાંદ્રતા સૂચવે છે,જેનો અર્થ છે કે બેઝ પ્રબળ છે. તેનાથી વિપરીત,ઓછી $pH$ એ $OH^-$ આયનોની ઓછી સાંદ્રતા સૂચવે છે,જેનો અર્થ છે કે બેઝ નિર્બળ છે. તેથી,વિધાન $(iv)$ સાચું છે: $pH$ જેટલી ઓછી,તેટલો બેઝ નિર્બળ.
આમ,વિધાન $(ii)$ અને $(iv)$ સાચા છે.

(C) જઠરની દીવાલ જઠરરસનો સ્ત્રાવ કરે છે,જેમાં હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ $(HCl)$ હોય છે.
$HCl$ એ એક પ્રબળ એસિડ છે જે ખોરાકના પાચનમાં મદદ કરે છે અને પેપ્સિન જેવા ઉત્સેચકો માટે એસિડિક માધ્યમ પૂરું પાડે છે.
જઠરરસ એસિડિક હોવાથી,તેનું $pH$ મૂલ્ય હંમેશા $7$ થી ઓછું હોય છે.

(C) એસિડિક પદાર્થ તે છે જેનું $pH$ મૂલ્ય $7$ કરતા ઓછું હોય છે.
$1$. ચૂનાનું પાણી એ કેલ્શિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડનું દ્રાવણ છે,જે પ્રકૃતિમાં બેઝિક (બેઝ) છે.
$2$. માનવ રુધિર થોડું બેઝિક હોય છે,જેનો $pH$ આશરે $7.35$ થી $7.45$ ની વચ્ચે હોય છે.
$3$. લીંબુના રસમાં સાઇટ્રિક એસિડ હોય છે,જે તેને એસિડિક પ્રકૃતિ આપે છે $(pH < 7)$.
$4$. એન્ટાસિડ એ બેઝિક પદાર્થો છે જેનો ઉપયોગ પેટમાં વધારાના એસિડને તટસ્થ કરવા માટે થાય છે.
તેથી,લીંબુનો રસ સાચો જવાબ છે.

(B) હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ $(HCl)$ એ પ્રબળ એસિડ છે અને સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(NaOH)$ એ પ્રબળ બેઇઝ છે.
જ્યારે સમાન સાંદ્રતા ધરાવતા $HCl$ અને $NaOH$ ના સમાન કદને મિશ્ર કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેમની વચ્ચે તટસ્થીકરણની પ્રક્રિયા થાય છે,જેનાથી સોડિયમ ક્લોરાઇડ $(NaCl)$ અને પાણી $(H_2O)$ બને છે.
રાસાયણિક સમીકરણ આ મુજબ છે: $HCl(aq) + NaOH(aq) \rightarrow NaCl(aq) + H_2O(l)$.
બંને પ્રબળ હોવાથી અને સમાન જથ્થામાં હોવાથી,પરિણામી દ્રાવણ તટસ્થ બને છે,જેની $pH$ $7$ હોય છે.
આપેલ $pH$ રંગ ચાર્ટ મુજબ,$7$ $pH$ મૂલ્ય પીળાશ પડતા લીલા રંગને અનુરૂપ છે.

(N/A) પ્રબળ એસિડ એવા એસિડ છે જે જલીય દ્રાવણમાં સંપૂર્ણપણે આયનીકરણ પામે છે અને હાઇડ્રોનિયમ આયનો $(H_3O^+)$ ની ઊંચી સાંદ્રતા આપે છે.
નિર્બળ એસિડ એવા એસિડ છે જે જલીય દ્રાવણમાં આંશિક રીતે આયનીકરણ પામે છે,જે સમાન મોલર સાંદ્રતા ધરાવતા પ્રબળ એસિડની તુલનામાં $H_3O^+$ આયનોની ઘણી ઓછી સાંદ્રતા આપે છે.
પ્રબળ એસિડ: હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ $(HCl)$,સલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_2SO_4)$,નાઇટ્રિક એસિડ $(HNO_3)$.
નિર્બળ એસિડ: સાઇટ્રિક એસિડ,એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$,ફોર્મિક એસિડ $(HCOOH)$.

(A) $(i)$ દ્રાવણ $A$ જેનો $pH = 0$ છે,તેમાં $H^{+}$ આયનોની સાંદ્રતા સૌથી વધુ છે કારણ કે $pH$ એ $H^{+}$ આયનોની સાંદ્રતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે $(pH = -\log[H^{+}])$.
$(ii)$ દ્રાવણ $C$ જેનો $pH = 5$ છે,તેમાં $H^{+}$ આયનોની સાંદ્રતા સૌથી ઓછી છે કારણ કે આપેલા દ્રાવણોમાં તેનું $pH$ મૂલ્ય સૌથી વધુ છે.

(B) $pH$ શબ્દમાં,અક્ષર $p$ એ જર્મન શબ્દ 'potenz' માટે વપરાય છે,જેનો અર્થ શક્તિ અથવા ક્ષમતા થાય છે.
$H$ એ દ્રાવણમાં રહેલા હાઇડ્રોજન આયન $(H^+)$ ની સાંદ્રતા દર્શાવે છે.
આમ,$pH$ ને હાઇડ્રોજન આયનની સાંદ્રતાના ઋણ લઘુગણક (negative logarithm) તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે,જે હાઇડ્રોજનની શક્તિ દર્શાવે છે.

(A) $3.5 - 4.5$ ની $pH$ રેન્જ સૂચવે છે કે પાણી અત્યંત એસિડિક છે.
લેડ બેટરી ઉત્પાદન ફેક્ટરીઓ સામાન્ય રીતે તેમની ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં સલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_2SO_4)$ નો ઉપયોગ કરે છે.
જો આ ફેક્ટરીઓમાંથી નીકળતું પ્રદૂષિત પાણી યોગ્ય સારવાર વિના નદીમાં છોડવામાં આવે,તો એસિડિક કચરો પાણીના $pH$ ને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે.
સાબુ અને ડિટર્જન્ટ ફેક્ટરીઓ સામાન્ય રીતે આલ્કલાઇન (બેઝિક) કચરો ઉત્પન્ન કરે છે.
પ્લાસ્ટિક કપ ઉત્પાદન અને આલ્કોહોલ ડિસ્ટિલરીઓ સામાન્ય રીતે બેટરી ઉત્પાદનની સરખામણીમાં મુખ્ય કચરા તરીકે પ્રબળ ખનિજ એસિડ છોડતી નથી.
તેથી,લેડ બેટરી ઉત્પાદન ફેક્ટરી એસિડિક પ્રદૂષણ માટેનું સૌથી સંભવિત કારણ છે.

(B) મીઠા પાણીના મોટાભાગના સજીવો,જેમાં વનસ્પતિઓ અને પ્રાણીઓનો સમાવેશ થાય છે,તે તટસ્થની નજીકની $pH$ શ્રેણીમાં સારી રીતે જીવી શકે છે.
આ શ્રેણી સામાન્ય રીતે $6.5$ થી $7.5$ ની વચ્ચે હોય છે.
જો $pH$ $5.5$ થી નીચે (એસિડિક) જાય અથવા $8.5$ થી નોંધપાત્ર રીતે ઉપર (આલ્કલાઇન) જાય,તો તે ઘણા જળચર સજીવો માટે હાનિકારક અથવા જીવલેણ બની શકે છે.
તેથી,મીઠા પાણીના જીવનના અસ્તિત્વ માટે શ્રેષ્ઠ $pH$ શ્રેણી $6.5 - 7.5$ છે.

(B) $pH$ માપક્રમ $0$ થી $14$ સુધીનો હોય છે.
જે પદાર્થોનું $pH$ મૂલ્ય $7$ કરતા ઓછું હોય તે એસિડિક હોય છે.
જે પદાર્થોનું $pH$ મૂલ્ય $7$ હોય તે તટસ્થ હોય છે.
જે પદાર્થોનું $pH$ મૂલ્ય $7$ થી વધુ અને $14$ સુધી હોય તે બેઝિક (આલ્કલાઇન) હોય છે.
તેથી,બેઇઝની ઓળખ માટેની શ્રેણી $7-14$ છે.

(B) દ્રાવણમાં $H^{+}(aq)$ આયનોની સાંદ્રતા વધવાથી દ્રાવણનો $pH$ ઘટે છે.
આનું કારણ એ છે કે $pH$ ને હાઇડ્રોજન આયન સાંદ્રતાના ઋણ લઘુગણક (negative logarithm) તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે,જે $pH = -\log[H^{+}]$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
જેમ $H^{+}(aq)$ આયનોની સાંદ્રતા વધે છે,તેમ ઋણ લઘુગણકનું મૂલ્ય વધે છે,જે ગાણિતિક રીતે $pH$ ના મૂલ્યમાં ઘટાડો કરે છે.
તેથી,$H^{+}(aq)$ ની ઊંચી સાંદ્રતા એ વધુ એસિડિકતા અને ઓછું $pH$ મૂલ્ય સૂચવે છે.

(N/A) જ્યારે એસિડને મંદ કરવામાં આવે છે,ત્યારે એકમ કદ દીઠ હાઇડ્રોજન આયનો $(H^+)$ ની સાંદ્રતા ઘટે છે.
$pH$ એ હાઇડ્રોજન આયનની સાંદ્રતાના ઋણ લઘુગણક તરીકે વ્યાખ્યાયિત હોવાથી $(pH = -\log[H^+])$,$H^+$ આયનોની સાંદ્રતામાં ઘટાડો થવાથી દ્રાવણના $pH$ મૂલ્યમાં વધારો થાય છે.

(A) સામાન્ય વરસાદના પાણીનો $pH$ લગભગ $5.6$ હોય છે,જે વાતાવરણમાં રહેલા $CO_2$ ના ઓગળવાથી બનતા નબળા કાર્બોનિક એસિડને કારણે હોય છે.
જ્યારે વરસાદના પાણીનો $pH$ $5.6$ થી નીચે જાય છે,ત્યારે તેને એસિડ વર્ષા (acid rain) કહેવામાં આવે છે.
આ વાતાવરણમાં સલ્ફર અને નાઇટ્રોજનના ઓક્સાઇડ જેવા પ્રદૂષકોની હાજરીને કારણે થાય છે.

(N/A) સાર્વત્રિક સૂચક એ ઘણા બધા સૂચકોનું મિશ્રણ છે જે $pH$ મૂલ્યોની વિશાળ શ્રેણી પર વિવિધ રંગો દર્શાવે છે.
તેનો ઉપયોગ દ્રાવણમાં રહેલા હાઇડ્રોજન આયનો $(H^+)$ ની સાંદ્રતા દર્શાવીને એસિડ અથવા બેઇઝની પ્રબળતા નક્કી કરવા માટે થાય છે.
ઉત્પન્ન થયેલા રંગની સરખામણી પ્રમાણિત $pH$ રંગ ચાર્ટ સાથે કરીને,દ્રાવણનું આશરે $pH$ મૂલ્ય જાણી શકાય છે.

(N/A) દાંતનું ઇનેમલ $Calcium \text{ } phosphate$ (મુખ્યત્વે $Hydroxyapatite$) નું બનેલું છે.
જ્યારે મોઢાની $pH$ $5.5$ થી નીચે જાય ત્યારે તેનું ક્ષારણ થાય છે.
મોઢામાં રહેલા બેક્ટેરિયા ખોરાક ખાધા પછી મોઢામાં રહી ગયેલા ખાંડ અને ખોરાકના કણોનું વિઘટન કરીને એસિડ ઉત્પન્ન કરે છે.
દાંતનો સડો અટકાવવા માટે, ટૂથપેસ્ટનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ, જે સામાન્ય રીતે બેઝિક (આલ્કલાઇન) હોય છે, જે મોઢામાં ઉત્પન્ન થયેલા વધારાના એસિડને તટસ્થ કરે છે.

(N/A) $(i)$ બેઝ માટે $pH$ ની રેન્જ $7$ થી $14$ ની વચ્ચે હોય છે.
$(ii)$ બેઝની પ્રબળતા દ્રાવણમાં ઉત્પન્ન થતા $OH^{-}$ આયનોની સંખ્યા પર આધાર રાખે છે. તેથી,$OH^{-}$ આયનોની સાંદ્રતા વધારીને બેઝિક દ્રાવણની પ્રબળતા વધારી શકાય છે.

(N/A) $(i)$ $pH$ સ્કેલ વિકસાવવાનો મુખ્ય હેતુ દ્રાવણમાં રહેલા $H^{+}$ અથવા $OH^{-}$ આયનોની સાંદ્રતાને માપવાનો હતો.
$(ii)$ એસિડિક દ્રાવણો માટે $pH$ ની રેન્જ $0$ થી $7$ કરતા ઓછી હોય છે.
$(iii)$ જ્યારે વરસાદના પાણીનો $pH$ $5.6$ કરતા ઓછો હોય,ત્યારે તેને એસિડ વર્ષા કહેવામાં આવે છે. જ્યારે આ એસિડિક પાણી નદીઓ અને તળાવોમાં ભળે છે,ત્યારે તે જલીય પર્યાવરણનો $pH$ ઘટાડે છે,જેના કારણે જલીય સજીવોનું અસ્તિત્વ ટકાવી રાખવું મુશ્કેલ બને છે.

(B) $NH_4Cl$ ક્ષારનો $pH$ $7$ કરતા ઓછો હોય છે.
આનું કારણ એ છે કે $NH_4Cl$ એ પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ અને નિર્બળ બેઇઝ $(NH_4OH)$ વચ્ચેની પ્રક્રિયાથી બનેલો ક્ષાર છે.
પ્રબળ એસિડ પાણીમાં સંપૂર્ણપણે આયનીકરણ પામે છે,જ્યારે નિર્બળ બેઇઝનું સંપૂર્ણ આયનીકરણ થતું નથી.
પરિણામે,દ્રાવણમાં હાઇડ્રોજન આયનો $(H^+)$ ની સાંદ્રતા વધી જાય છે,જેના કારણે દ્રાવણ એસિડિક બને છે અને તેનો $pH$ $7$ કરતા ઓછો રહે છે.

(A) $(i)$ દ્રાવણનો $pH$ જેટલો ઓછો,તેટલી હાઇડ્રોજન આયનની સાંદ્રતા વધુ. તેથી,દ્રાવણ $A$ $(pH = 6)$ માં દ્રાવણ $B$ $(pH = 8)$ ની સરખામણીમાં હાઇડ્રોજન આયનની સાંદ્રતા વધુ છે.
$(ii)$ દ્રાવણ $A$ એસિડિક છે કારણ કે તેનો $pH < 7$ છે,જ્યારે દ્રાવણ $B$ બેઝિક છે કારણ કે તેનો $pH > 7$ છે.

(D) $pH$ મૂલ્યને હાઇડ્રોજન આયન સાંદ્રતાના ઋણ લઘુગણક (negative logarithm) તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે,જેનું સૂત્ર છે: $pH = -\log[H^+]$.
જેમ જેમ હાઇડ્રોજન આયનોની સાંદ્રતા $[H^+]$ વધે છે,તેમ $\log[H^+]$ નું મૂલ્ય પણ વધે છે.
કારણ કે $pH$ એ આ મૂલ્યનું ઋણ છે,તેથી $[H^+]$ માં વધારો થવાથી $pH$ મૂલ્યમાં ઘટાડો થાય છે.
તેથી,હાઇડ્રોજન આયનોની ઊંચી સાંદ્રતા વધુ એસિડિક દ્રાવણ સૂચવે છે,જે નીચા $pH$ મૂલ્યને અનુરૂપ છે.

(A) $pH$ સ્કેલનો ઉપયોગ દ્રાવણની એસિડિકતા અથવા બેઝિકતા માપવા માટે થાય છે.
- $pH$ મૂલ્ય $1$ એ પ્રબળ એસિડ સૂચવે છે,જે $pH$ પેપરને લાલ રંગમાં ફેરવે છે.
- $pH$ મૂલ્ય $7$ એ તટસ્થ દ્રાવણ સૂચવે છે,જે $pH$ પેપરને લીલા રંગમાં ફેરવે છે.
- $pH$ મૂલ્ય $14$ એ પ્રબળ બેઝ સૂચવે છે,જે $pH$ પેપરને વાદળી રંગમાં ફેરવે છે.
તેથી,$pH$ મૂલ્ય $1, 7,$ અને $14$ ને અનુરૂપ રંગો અનુક્રમે લાલ,લીલો અને વાદળી છે.

(B) પ્રબળ એસિડ એ એસિડ છે જે જલીય દ્રાવણમાં તેના આયનોમાં સંપૂર્ણપણે વિયોજિત થાય છે.
$H_2SO_4$ (સલ્ફ્યુરિક એસિડ) એક ખનિજ એસિડ છે અને તેને પ્રબળ એસિડ ગણવામાં આવે છે કારણ કે તે પાણીમાં સંપૂર્ણપણે આયનીકરણ પામે છે.
ઇથેનોઇક એસિડ $(CH_3COOH)$,ટાર્ટરિક એસિડ અને સાઇટ્રિક એસિડ એ કાર્બનિક એસિડ છે,જે સામાન્ય રીતે નિર્બળ એસિડ હોય છે કારણ કે તેઓ પાણીમાં આંશિક રીતે જ વિયોજિત થાય છે.

(D) $pH$ માપક્રમ દ્રાવણની એસિડિકતા અથવા બેઝિકતા માપે છે.
એસિડ માટે,જેમ $H^+$ આયનોની સાંદ્રતા વધે છે,તેમ $pH$ નું મૂલ્ય ઘટે છે. તેથી,ઓછી $pH$ એ પ્રબળ એસિડ સૂચવે છે અને વધારે $pH$ એ નિર્બળ એસિડ સૂચવે છે. આમ,વિધાન $(ii)$ સાચું છે.
બેઝ માટે,જેમ $OH^-$ આયનોની સાંદ્રતા વધે છે,તેમ $pH$ નું મૂલ્ય વધે છે. તેથી,વધારે $pH$ એ પ્રબળ બેઝ સૂચવે છે અને ઓછી $pH$ એ નિર્બળ બેઝ સૂચવે છે. આમ,વિધાન $(iv)$ સાચું છે.
આમ,વિધાનો $(ii)$ અને $(iv)$ સાચા છે.

(C) $1$. $pH$ પેપરનું પીળાશ પડતા નારંગી રંગમાં પરિવર્તન સૂચવે છે કે માટીનું દ્રાવણ એસિડિક છે (સામાન્ય રીતે $pH$ નો વિસ્તાર $5-6$ હોય છે).
$2$. $pH$ પેપરનો રંગ લીલાશ પડતા વાદળી રંગમાં બદલવા માટે,આપણે બેઝિક (આલ્કલાઇન) પદાર્થની જરૂર છે,કારણ કે બેઝિક દ્રાવણો $pH$ પેપરને વાદળી/લીલા રંગ તરફ ફેરવે છે $(pH > 7)$.
$3$. લીંબુનો રસ અને વિનેગર એસિડિક છે. સામાન્ય મીઠું $(NaCl)$ તટસ્થ છે.
$4$. એન્ટાસિડ એ એક મંદ બેઝ છે જે પેટમાં વધારાના એસિડને તટસ્થ કરવા માટે વપરાય છે,તેથી તે $pH$ ને બેઝિક શ્રેણી તરફ લઈ જવા માટેનો સાચો વિકલ્પ છે.

(D) પદાર્થની એસિડિક પ્રબળતા તેના જલીય દ્રાવણમાં $H^+$ આયનો મુક્ત કરવાની ક્ષમતા પર આધાર રાખે છે.
$1$. હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ $(HCl)$ એ પ્રબળ એસિડ છે જે પાણીમાં સંપૂર્ણપણે આયનીકરણ પામે છે.
$2$. એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ એ નિર્બળ કાર્બનિક એસિડ છે જે પાણીમાં આંશિક રીતે આયનીકરણ પામે છે.
$3$. પાણી $(H_2O)$ ઉભયગુણી છે અને અન્યની સરખામણીમાં ખૂબ જ નિર્બળ એસિડ તરીકે વર્તે છે.
તેથી,એસિડિક પ્રબળતાનો સાચો ચડતો ક્રમ: પાણી < એસિટિક એસિડ < હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ છે.

(B) આ વિધાન ખોટું છે.
સાર્વત્રિક સૂચક એ ઘણા સૂચકોનું મિશ્રણ છે જે દ્રાવણમાં હાઇડ્રોજન આયનો $(H^+)$ ની વિવિધ સાંદ્રતા પર અલગ-અલગ રંગો દર્શાવે છે.
તે સંપૂર્ણ $pH$ સ્કેલ પર રંગ બદલે છે,જે આપણને એસિડ અથવા બેઝની પ્રબળતા નક્કી કરવામાં મદદ કરે છે.

(TRUE) ખરું. $pH$ માપક્રમ એ જલીય દ્રાવણની એસિડિકતા અથવા બેઝિકતા દર્શાવવા માટે વપરાતો લઘુગણકીય (logarithmic) માપક્રમ છે. તે સામાન્ય રીતે $0$ થી $14$ સુધીનો હોય છે,જેમાં $pH < 7$ એસિડિક દ્રાવણ સૂચવે છે,$pH = 7$ તટસ્થ દ્રાવણ સૂચવે છે અને $pH > 7$ બેઝિક (આલ્કલાઇન) દ્રાવણ સૂચવે છે.

(FALSE) આ વિધાન ખોટું છે.
દ્રાવણની $pH$ ને હાઈડ્રોનિયમ આયનના સંકેન્દ્રણના ઋણ લઘુગણક તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે,જે $pH = -\log[H_3O^+]$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
ઋણ ચિહ્નને કારણે,જેમ હાઈડ્રોનિયમ આયન $[H_3O^+]$ નું સંકેન્દ્રણ વધે છે,તેમ $pH$ નું મૂલ્ય ઘટે છે.
તેથી,હાઈડ્રોનિયમ આયનનું ઊંચું સંકેન્દ્રણ નીચા $pH$ મૂલ્યને અનુરૂપ છે.

(TRUE) આ વિધાન ખરું છે.
પ્રબળ એસિડ એવા એસિડ છે જે જલીય દ્રાવણમાં સંપૂર્ણપણે આયનીકરણ પામીને $H^+$ આયનોની વધુ સાંદ્રતા આપે છે.
નિર્બળ એસિડ એવા એસિડ છે જે જલીય દ્રાવણમાં આંશિક રીતે જ આયનીકરણ પામે છે,જેના પરિણામે $H^+$ આયનોની સાંદ્રતા ઓછી મળે છે.

(FALSE) આ વિધાન ખોટું છે.
એસિડ વર્ષા એટલે એવું વરસાદનું પાણી કે જેની $pH$ $5.6$ કરતા ઓછી હોય છે. આ એસિડિકતા મુખ્યત્વે વાતાવરણમાં રહેલા પ્રદૂષકો જેવા કે સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ $(SO_2)$ અને નાઇટ્રોજનના ઓક્સાઇડ્સ $(NO_x)$ ના કારણે હોય છે,જે પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને અનુક્રમે સલ્ફ્યુરિક એસિડ અને નાઇટ્રિક એસિડ બનાવે છે.

(C) $25^{\circ}C$ તાપમાને જલીય દ્રાવણમાં,હાઇડ્રોનિયમ આયનો $[H_3O^+]$ અને હાઇડ્રોક્સાઇડ આયનો $[OH^-]$ ની સાંદ્રતા પાણીના વિયોજન અચળાંક $K_w = [H_3O^+][OH^-] = 10^{-14}$ દ્વારા સંબંધિત છે.
તટસ્થ દ્રાવણ માટે,$[H_3O^+] = [OH^-] = 10^{-7} \; M$ હોય છે.
એસિડિક દ્રાવણ એટલે એવું દ્રાવણ જેમાં હાઇડ્રોનિયમ આયનોની સાંદ્રતા હાઇડ્રોક્સાઇડ આયનોની સાંદ્રતા કરતા વધારે હોય.
તેથી,એસિડિક દ્રાવણ માટે $[H_3O^+] > 10^{-7} \; M$ અને $[H_3O^+] > [OH^-]$ સાચું છે.

(C) $pH$ માપક્રમ $0$ થી $14$ સુધીનો હોય છે.
$7$ કરતા ઓછી $pH$ ધરાવતા દ્રાવણો એસિડિક હોય છે,જ્યારે $7$ કરતા વધુ $pH$ ધરાવતા દ્રાવણો બેઝિક હોય છે.
$7$ થી ઉપર $pH$ નું મૂલ્ય જેટલું વધારે,તે દ્રાવણ તેટલું જ વધુ બેઝિક હોય છે.
આપેલા મૂલ્યોની સરખામણી કરતા: $11.5 > 10.6 > 9.3 > 8.2$.
તેથી,$pH = 11.5$ ધરાવતું દ્રાવણ સૌથી વધુ બેઝિક છે.

(C) $pH$ માપક્રમ એ દ્રાવણમાં હાઇડ્રોજન આયન સાંદ્રતાનું માપ છે.
$S.P.L. Sorensen$ એ $1909$ માં $pH$ માપક્રમ રજૂ કર્યો હતો.
આ માપક્રમ સામાન્ય રીતે $25^{\circ}C$ તાપમાને $0$ થી $14$ ની વચ્ચે હોય છે.
$pH$ માપક્રમ ખાસ કરીને જલીય દ્રાવણો માટે વ્યાખ્યાયિત થયેલ છે,જ્યાં પાણી દ્રાવક તરીકે કાર્ય કરે છે.
તેથી,એ વિધાન કે $pH$ માપક્રમ ફક્ત બિન-જલીય દ્રાવણો માટે જ લાગુ પડે છે,તે ખોટું છે.

(C) જલીય દ્રાવણનો $pH$ એ હાઇડ્રોજન આયન સાંદ્રતાનું માપ છે.
જ્યારે $pH$ પેપર અને સાર્વત્રિક સૂચકો રંગ પરિવર્તન દ્વારા આશરે મૂલ્ય આપે છે,ત્યારે તેમાં રંગના અર્થઘટનમાં માનવીય ભૂલ થવાની શક્યતા રહે છે.
$pH$ મીટર એ એક ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણ છે જે દ્રાવણમાં ડૂબેલા બે ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેના પોટેન્શિયલ તફાવતને માપે છે.
આ $pH$ મૂલ્યનું સચોટ,ડિજિટલ અને ચોક્કસ વાંચન આપે છે,જે તેને ચોક્કસ માપન માટેનું પ્રમાણભૂત સાધન બનાવે છે.

(D) દ્રાવણનો $pH$ એ $pH = -\log[H^+]$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે.
$pH \, 8$ ધરાવતા દ્રાવણ માટે,હાઇડ્રોજન આયનની સાંદ્રતા $[H^+]_1 = 10^{-8} \, M$ છે.
$pH \, 11$ ધરાવતા દ્રાવણ માટે,હાઇડ્રોજન આયનની સાંદ્રતા $[H^+]_2 = 10^{-11} \, M$ છે.
$25^{\circ}C$ તાપમાને $pH + pOH = 14$ હોવાથી,$pOH$ ના મૂલ્યો નીચે મુજબ છે:
$pH \, 8$ માટે,$pOH = 14 - 8 = 6$,તેથી $[OH^-]_1 = 10^{-6} \, M$.
$pH \, 11$ માટે,$pOH = 14 - 11 = 3$,તેથી $[OH^-]_2 = 10^{-3} \, M$.
બેઝિકતાનો ગુણોત્તર એ હાઇડ્રોક્સાઇડ આયનની સાંદ્રતાનો ગુણોત્તર છે: $\frac{[OH^-]_2}{[OH^-]_1} = \frac{10^{-3}}{10^{-6}} = 10^3 = 1000$.
તેથી,$pH \, 11$ વાળું દ્રાવણ એ $pH \, 8$ વાળા દ્રાવણ કરતા $1000$ ગણું વધુ બેઝિક છે.

(C) પ્રબળ ઍસિડ એવો ઍસિડ છે જે જલીય દ્રાવણમાં સંપૂર્ણપણે તેના આયનોમાં વિયોજિત થાય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,એસિટિક ઍસિડ $(CH_3COOH)$,સાઇટ્રિક ઍસિડ અને ઓક્ઝેલિક ઍસિડ એ કાર્બનિક ઍસિડ છે,જે સામાન્ય રીતે નિર્બળ ઍસિડ હોય છે.
નાઈટ્રિક ઍસિડ $(HNO_3)$ એ ખનિજ ઍસિડ છે જે પાણીમાં સંપૂર્ણપણે વિયોજિત થાય છે,તેથી તે એક પ્રબળ ઍસિડ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(C) $25^{\circ}C$ તાપમાને પાણીનો આયનીય ગુણાકાર $(K_w)$ નીચે મુજબ દર્શાવી શકાય છે:
$K_w = [H^+][OH^-] = 10^{-14}$.
બંને બાજુ ઋણ લઘુગણક (negative logarithm) લેતા:
$-\log(K_w) = -\log([H^+][OH^-]) = -\log(10^{-14})$.
$pK_w = -(\log[H^+] + \log[OH^-]) = 14$.
અહીં $pH = -\log[H^+]$ અને $pOH = -\log[OH^-]$ હોવાથી,આપણને મળે છે:
$pH + pOH = 14$.

(A) દ્રાવણની $pH$ ગણવા માટેનું સૂત્ર $pH = -\log[H^+]$ છે.
$pH = 2$ માટે,હાઇડ્રોજન આયનોની સાંદ્રતા $[H^+]$ એ $10^{-2} \, M = 0.01 \, M$ હોવી જોઈએ.
$(A)$ $0.01 \, M \, HCl$: $HCl$ એ પ્રબળ મોનોપ્રોટિક એસિડ છે,તેથી $[H^+] = 0.01 \, M$. આમ,$pH = -\log(0.01) = 2$.
$(B)$ $0.02 \, M \, HCl$: $[H^+] = 0.02 \, M$,તેથી $pH = -\log(0.02) \approx 1.7$.
$(C)$ $0.01 \, M \, H_2SO_4$: $H_2SO_4$ એ પ્રબળ ડાયપ્રોટિક એસિડ છે,તેથી $[H^+] = 2 \times 0.01 = 0.02 \, M$. આમ,$pH = -\log(0.02) \approx 1.7$.
$(D)$ $0.02 \, M \, H_2SO_4$: $[H^+] = 2 \times 0.02 = 0.04 \, M$,તેથી $pH = -\log(0.04) \approx 1.4$.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(B) આપેલ છે કે દ્રાવણનો $pH = 8$ છે.
આપણે જાણીએ છીએ કે $25^{\circ}C$ તાપમાને $pH + pOH = 14$ થાય છે.
તેથી,$pOH = 14 - pH = 14 - 8 = 6$.
$pOH$ અને $[OH^{-}]$ વચ્ચેનો સંબંધ $pOH = -\log[OH^{-}]$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
તેથી,$6 = -\log[OH^{-}]$,જેનો અર્થ છે કે $\log[OH^{-}] = -6$.
એન્ટિલોગ લેતા,આપણને $[OH^{-}] = 10^{-6} \, M$ અથવા $1 \times 10^{-6} \, M$ મળે છે.

(C) $pH$ મૂલ્ય એ હાઇડ્રોજન આયનો $[H^+]$ ની સાંદ્રતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
જેમ $pH$ મૂલ્ય ઘટે છે,તેમ $[H^+]$ આયનોની સાંદ્રતા વધે છે,જેનો અર્થ છે કે દ્રાવણની એસિડિકતા વધે છે.
આપેલ $pH$ મૂલ્યો છે: $A = 1.9, B = 2.5, C = 2.1, D = 3.0$.
આ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા: $1.9 < 2.1 < 2.5 < 3.0$.
જેમ કે ઓછું $pH$ વધુ એસિડિકતા સૂચવે છે,તેથી એસિડિકતાનો ક્રમ $A > C > B > D$ થશે.
આને $D < B < C < A$ તરીકે પણ લખી શકાય છે.

(B) જો દ્રાવણનો $pH > 7$ હોય,તો તે દ્રાવણ બેઝિક હોય છે.
$pH$ ની ગણતરી $pH = -\log[H_{3}O^{+}]$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે.
વિકલ્પ $A$ માટે: $pH = -\log(10^{-5}) = 5$ (એસિડિક).
વિકલ્પ $B$ માટે: $pH = -\log(10^{-12}) = 12$ (બેઝિક).
વિકલ્પ $C$ માટે: $pH = -\log(10^{-7}) = 7$ (તટસ્થ).
વિકલ્પ $D$ માટે: $pH = -\log(10^{-4}) = 4$ (એસિડિક).
અહીં $12 > 7$ હોવાથી,$[H_{3}O^{+}] = 10^{-12} \; M$ વાળું દ્રાવણ બેઝિક છે.

(C) પ્રબળ એસિડ એ એસિડ છે જે જલીય દ્રાવણમાં સંપૂર્ણપણે તેના આયનોમાં વિયોજિત થાય છે.
$HCl$ (હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ),$H_{2}SO_{4}$ (સલ્ફ્યુરિક એસિડ),અને $HNO_{3}$ (નાઈટ્રિક એસિડ) એ બધા પ્રબળ ખનિજ એસિડના ઉદાહરણો છે.
$CH_{3}COOH$ (એસિટિક એસિડ) એ નિર્બળ કાર્બનિક એસિડ છે કારણ કે તે જલીય દ્રાવણમાં માત્ર આંશિક રીતે જ આયનોમાં વિયોજિત થાય છે.
તેથી,$CH_{3}COOH$ એ પ્રબળ એસિડ નથી.

(C) $pH$ માપક્રમ ડેનિશ રસાયણશાસ્ત્રી $S.P.L. Sorensen$ દ્વારા $1909$ માં આપવામાં આવ્યો હતો.
તે એક લઘુગણકીય (logarithmic) માપક્રમ છે જેનો ઉપયોગ જલીય દ્રાવણની એસિડિકતા અથવા બેઝિકતા દર્શાવવા માટે થાય છે.

(B) $25^{\circ}C$ તાપમાને જલીય દ્રાવણમાં હાઇડ્રોનિયમ આયનો અને હાઇડ્રોક્સાઇડ આયનોની સાંદ્રતાનો ગુણાકાર અચળ હોય છે,જે $[H_3O^+][OH^-] = 10^{-14}$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
તટસ્થ દ્રાવણ માટે,$[H_3O^+] = [OH^-] = 10^{-7} \; M$ હોય છે.
બેઝિક દ્રાવણ માટે,હાઇડ્રોક્સાઇડ આયનોની સાંદ્રતા હાઇડ્રોનિયમ આયનોની સાંદ્રતા કરતા વધારે હોય છે,એટલે કે $[OH^-] > [H_3O^+]$.
કારણ કે $[H_3O^+][OH^-] = 10^{-14}$,જો $[OH^-] > 10^{-7} \; M$ હોય,તો $[H_3O^+] < 10^{-7} \; M$ થાય.
તેથી,બેઝિક દ્રાવણ માટે સાચો સંબંધ $[OH^-] > 10^{-7} \; M$ છે.