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

(A) $pH$ पैमाना किसी विलयन की अम्लता या क्षारीयता को मापता है।
$7$ से कम $pH$ मान अम्लीय विलयन को दर्शाता है,जबकि $7$ से अधिक $pH$ मान क्षारीय विलयन को दर्शाता है।
चूंकि विलयन $A$ का $pH$ $6$ $(< 7)$ है,इसलिए यह अम्लीय है।
चूंकि विलयन $B$ का $pH$ $8$ $(> 7)$ है,इसलिए यह क्षारीय है।
हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता $[H^+]$,$pH$ मान के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
इसलिए,कम $pH$ $(6)$ वाले विलयन $A$ में अधिक $pH$ $(8)$ वाले विलयन $B$ की तुलना में हाइड्रोजन आयन की सांद्रता अधिक होती है।

(A) विलयन की प्रकृति सीधे $H^+_{(aq)}$ आयनों की सांद्रता पर निर्भर करती है।
$1$. जब $H^+_{(aq)}$ आयनों की सांद्रता बढ़ती है,तो विलयन अधिक अम्लीय हो जाता है।
$2$. इसके विपरीत,जब $H^+_{(aq)}$ आयनों की सांद्रता कम होती है,तो $OH^-$ आयनों की सापेक्ष सांद्रता बढ़ जाती है,जिससे विलयन अधिक क्षारीय हो जाता है।

(C) क्षारक लाल लिटमस को नीला कर देते हैं,जबकि अम्ल नीले लिटमस को लाल कर देते हैं।
क्षारीय विलयन का $pH$ मान $7$ से अधिक होता है।
चूंकि दिया गया विलयन लाल लिटमस को नीला कर देता है,इसलिए यह प्रकृति में क्षारीय है।
अतः,इसका $pH$ संभवतः $10$ होगा (क्योंकि $10 > 7$)।

(A) उदासीन: विलयन $D$ $(pH = 7)$।
$(b)$ प्रबल क्षारीय: विलयन $C$ $(pH = 11)$।
$(c)$ प्रबल अम्लीय: विलयन $B$ $(pH = 1)$।
$(d)$ दुर्बल अम्लीय: विलयन $A$ $(pH = 4)$।
$(e)$ दुर्बल क्षारीय: विलयन $E$ $(pH = 9)$।
हाइड्रोजन-आयन सांद्रता $[H^+]$,$pH$ मान के व्युत्क्रमानुपाती होती है। अतः,हाइड्रोजन-आयन सांद्रता का बढ़ता क्रम इस प्रकार है:
$pH \, 11 < pH \, 9 < pH \, 7 < pH \, 4 < pH \, 1$ (अर्थात $C < E < D < A < B$)।

(N/A) ताजे दूध का $pH$ $6$ होता है। जैसे ही दूध दही में बदलता है,इस प्रक्रिया में $Lactobacillus$ जैसे बैक्टीरिया द्वारा लैक्टोज शर्करा का लैक्टिक एसिड में किण्वन (fermentation) होता है। चूंकि लैक्टिक एसिड प्रकृति में अम्लीय होता है,इसलिए घोल में हाइड्रोजन आयनों $(H^+)$ की सांद्रता बढ़ जाती है। परिणामस्वरूप,जैसे-जैसे दूध अधिक अम्लीय होता जाता है,$pH$ का मान $6$ से कम हो जाता है।

(D) किसी पदार्थ की अम्लीय शक्ति उसके जलीय विलयन में $H^+$ आयनों को दान करने की क्षमता पर निर्भर करती है।
$1$. हाइड्रोक्लोरिक अम्ल $(HCl)$ एक प्रबल अम्ल है जो जल में पूर्णतः वियोजित हो जाता है।
$2$. एसिटिक अम्ल $(CH_3COOH)$ एक दुर्बल कार्बनिक अम्ल है जो आंशिक रूप से वियोजित होता है।
$3$. जल $(H_2O)$ उदासीन होता है और दूसरों की तुलना में बहुत ही दुर्बल अम्ल के रूप में कार्य करता है।
अतः, अम्लीय शक्ति का सही बढ़ता क्रम: $\text{जल} < \text{एसिटिक अम्ल} < \text{हाइड्रोक्लोरिक अम्ल}$ है।

(B) $pH$ स्केल जलीय विलयन की अम्लता या क्षारीयता को मापता है।
अम्लों के लिए,$pH$ का मान हाइड्रोजन आयनों $(H^+)$ की सांद्रता के व्युत्क्रमानुपाती होता है। कम $pH$ का अर्थ है $H^+$ आयनों की उच्च सांद्रता,जिसका अर्थ है कि अम्ल प्रबल है। इसलिए,कथन $(ii)$ सही है: $pH$ जितना अधिक,अम्ल उतना ही दुर्बल।
क्षारों के लिए,$pH$ का मान हाइड्रॉक्साइड आयनों $(OH^-)$ की सांद्रता के समानुपाती होता है। उच्च $pH$ का अर्थ है $OH^-$ आयनों की उच्च सांद्रता,जिसका अर्थ है कि क्षार प्रबल है। इसके विपरीत,कम $pH$ का अर्थ है $OH^-$ आयनों की कम सांद्रता,जिसका अर्थ है कि क्षार दुर्बल है। इसलिए,कथन $(iv)$ सही है: $pH$ जितना कम,क्षार उतना ही दुर्बल।
अतः,कथन $(ii)$ और $(iv)$ सही हैं।

(C) आमाशय की दीवारें जठर रस का स्राव करती हैं,जिसमें हाइड्रोक्लोरिक अम्ल $(HCl)$ होता है।
$HCl$ एक प्रबल अम्ल है जो भोजन के पाचन में सहायता करता है और पेप्सिन जैसे एंजाइमों के कार्य करने के लिए अम्लीय वातावरण प्रदान करता है।
चूंकि जठर रस अम्लीय होता है,इसलिए इसका $pH$ मान हमेशा $7$ से कम होता है।

(C) एक अम्लीय पदार्थ वह है जिसका $pH$ मान $7$ से कम होता है।
$1$. चूने का पानी कैल्शियम हाइड्रोक्साइड का घोल है,जो प्रकृति में क्षारीय (बेसिक) होता है।
$2$. मानव रक्त थोड़ा क्षारीय होता है,जिसका $pH$ मान लगभग $7.35$ से $7.45$ के बीच होता है।
$3$. नींबू के रस में साइट्रिक एसिड होता है,जो इसे अम्लीय प्रकृति प्रदान करता है $(pH < 7)$।
$4$. एंटासिड क्षारीय पदार्थ होते हैं जिनका उपयोग पेट के अतिरिक्त एसिड को बेअसर (तटस्थ) करने के लिए किया जाता है।
इसलिए,नींबू का रस सही उत्तर है।

(B) हाइड्रोक्लोरिक अम्ल $(HCl)$ एक प्रबल अम्ल है और सोडियम हाइड्रॉक्साइड $(NaOH)$ एक प्रबल क्षार है।
जब समान सांद्रता वाले $HCl$ और $NaOH$ के समान आयतन को मिलाया जाता है,तो वे उदासीनीकरण अभिक्रिया करके सोडियम क्लोराइड $(NaCl)$ और जल $(H_2O)$ बनाते हैं।
रासायनिक समीकरण इस प्रकार है: $HCl(aq) + NaOH(aq) \rightarrow NaCl(aq) + H_2O(l)$.
चूंकि दोनों प्रबल हैं और समान मात्रा में हैं,इसलिए परिणामी विलयन उदासीन होता है,जिसका $pH$ $7$ होता है।
दिए गए $pH$ रंग चार्ट के अनुसार,$7$ का $pH$ मान पीले-हरे रंग के अनुरूप होता है।

(N/A) प्रबल अम्ल वे होते हैं जो जलीय विलयन में पूर्णतः आयनित होकर हाइड्रोनियम आयनों $(H_3O^+)$ की उच्च सांद्रता प्रदान करते हैं।
दुर्बल अम्ल वे होते हैं जो जलीय विलयन में आंशिक रूप से आयनित होते हैं,और समान मोलर सांद्रता वाले प्रबल अम्लों की तुलना में $H_3O^+$ आयनों की बहुत कम सांद्रता प्रदान करते हैं।
प्रबल अम्ल: हाइड्रोक्लोरिक अम्ल $(HCl)$,सल्फ्यूरिक अम्ल $(H_2SO_4)$,नाइट्रिक अम्ल $(HNO_3)$।
दुर्बल अम्ल: साइट्रिक अम्ल,एसिटिक अम्ल $(CH_3COOH)$,फॉर्मिक अम्ल $(HCOOH)$।

(A) $(i)$ विलयन $A$ जिसका $pH = 0$ है,उसमें $H^{+}$ आयनों की सांद्रता सबसे अधिक है क्योंकि $pH$,$H^{+}$ आयनों की सांद्रता के व्युत्क्रमानुपाती होता है $(pH = -\log[H^{+}])$।
$(ii)$ विलयन $C$ जिसका $pH = 5$ है,उसमें $H^{+}$ आयनों की सांद्रता सबसे कम है क्योंकि दिए गए विलयनों में इसका $pH$ मान सबसे अधिक है।

(B) $pH$ शब्द में,अक्षर $p$ जर्मन शब्द 'potenz' के लिए है,जिसका अर्थ शक्ति या क्षमता होता है।
$H$ विलयन में हाइड्रोजन आयन $(H^+)$ की सांद्रता को दर्शाता है।
इसलिए,$pH$ को हाइड्रोजन आयन सांद्रता के ऋणात्मक लघुगणक (negative logarithm) के रूप में परिभाषित किया जाता है,जो हाइड्रोजन की शक्ति को दर्शाता है।

(A) $3.5 - 4.5$ की $pH$ सीमा यह दर्शाती है कि पानी अत्यधिक अम्लीय है।
लेड बैटरी निर्माण कारखाने आमतौर पर अपनी उत्पादन प्रक्रियाओं में सल्फ्यूरिक एसिड $(H_2SO_4)$ का उपयोग करते हैं।
यदि इन कारखानों से निकलने वाले अपशिष्ट को उचित उपचार के बिना नदी में छोड़ दिया जाता है,तो अम्लीय कचरा पानी के $pH$ को काफी कम कर देता है।
साबुन और डिटर्जेंट कारखाने आमतौर पर क्षारीय (alkaline) अपशिष्ट उत्पन्न करते हैं।
प्लास्टिक कप निर्माण और अल्कोहल डिस्टिलरी आमतौर पर बैटरी निर्माण की तुलना में मुख्य अपशिष्ट उत्पाद के रूप में प्रबल खनिज एसिड का उत्सर्जन नहीं करते हैं।
इसलिए,लेड बैटरी निर्माण कारखाना अम्लीय प्रदूषण का सबसे संभावित कारण है।

(B) मीठे पानी के अधिकांश जीव,जिनमें पौधे और जानवर शामिल हैं,तटस्थ के करीब की $pH$ सीमा में पनपते हैं।
यह सीमा आमतौर पर $6.5$ से $7.5$ के बीच होती है।
यदि $pH$ $5.5$ से नीचे (अम्लीय) गिर जाता है या $8.5$ से काफी ऊपर (क्षारीय) हो जाता है,तो यह कई जलीय प्रजातियों के लिए हानिकारक या घातक हो सकता है।
इसलिए,मीठे पानी के जीवन के अस्तित्व के लिए इष्टतम $pH$ सीमा $6.5 - 7.5$ है।

(B) $pH$ स्केल $0$ से $14$ तक होता है।
जिन पदार्थों का $pH$ मान $7$ से कम होता है,वे अम्लीय होते हैं।
जिन पदार्थों का $pH$ मान $7$ होता है,वे उदासीन होते हैं।
जिन पदार्थों का $pH$ मान $7$ से अधिक और $14$ तक होता है,वे क्षारीय (basic) होते हैं।
अतः,क्षारक की पहचान के लिए सीमा $7-14$ है।

(B) विलयन में $H^{+}(aq)$ आयनों की सांद्रता बढ़ने पर विलयन का $pH$ घट जाता है।
इसका कारण यह है कि $pH$ को हाइड्रोजन आयन सांद्रता के ऋणात्मक लघुगणक (negative logarithm) के रूप में परिभाषित किया गया है,जिसे $pH = -\log[H^{+}]$ के रूप में व्यक्त किया जाता है।
जैसे-जैसे $H^{+}(aq)$ आयनों की सांद्रता बढ़ती है,ऋणात्मक लघुगणक का मान बढ़ता है,जिसके परिणामस्वरूप गणितीय रूप से $pH$ का मान कम हो जाता है।
अतः,$H^{+}(aq)$ की उच्च सांद्रता अधिक अम्लता और कम $pH$ मान को दर्शाती है।

(N/A) जब किसी अम्ल को तनु किया जाता है,तो प्रति इकाई आयतन में हाइड्रोजन आयनों $(H^+)$ की सांद्रता कम हो जाती है।
चूंकि $pH$ को हाइड्रोजन आयन सांद्रता के ऋणात्मक लघुगणक के रूप में परिभाषित किया गया है $(pH = -\log[H^+])$,इसलिए $H^+$ आयनों की सांद्रता में कमी आने से विलयन का $pH$ मान बढ़ जाता है।

(A) सामान्य वर्षा जल का $pH$ लगभग $5.6$ होता है,जो वायुमंडलीय $CO_2$ के घुलने से बनने वाले दुर्बल कार्बोनिक अम्ल के कारण होता है।
जब वर्षा जल का $pH$ $5.6$ से कम हो जाता है,तो इसे अम्लीय वर्षा (acid rain) कहा जाता है।
यह वायुमंडल में सल्फर और नाइट्रोजन के ऑक्साइड जैसे प्रदूषकों की उपस्थिति के कारण होता है।

(N/A) सार्वत्रिक सूचक कई सूचकों का एक मिश्रण होता है जो $pH$ मानों की एक विस्तृत श्रृंखला पर विभिन्न रंग प्रदर्शित करता है।
इसका उपयोग विलयन में उपस्थित हाइड्रोजन आयनों $(H^+)$ की सांद्रता को दर्शाकर किसी अम्ल या क्षारक की प्रबलता निर्धारित करने के लिए किया जाता है।
प्राप्त रंग की तुलना मानक $pH$ रंग चार्ट के साथ करके,विलयन के अनुमानित $pH$ मान का पता लगाया जा सकता है।

(N/A) दांतों का इनेमल $Calcium \text{ } phosphate$ (मुख्य रूप से $Hydroxyapatite$) से बना होता है।
जब मुंह का $pH$ $5.5$ से नीचे गिर जाता है, तो यह संक्षारित होने लगता है।
मुंह में मौजूद बैक्टीरिया भोजन के बाद मुंह में बचे शर्करा और खाद्य कणों के अपघटन द्वारा अम्ल उत्पन्न करते हैं।
दांतों की सड़न को रोकने के लिए, टूथपेस्ट का उपयोग करना चाहिए, जो आमतौर पर क्षारीय (basic) होता है, ताकि मुंह में उत्पन्न अतिरिक्त अम्ल को उदासीन किया जा सके।

(N/A) $(i)$ क्षारक के लिए $pH$ का परास $7$ से $14$ तक होता है।
$(ii)$ क्षारक की प्रबलता विलयन में उत्पन्न $OH^{-}$ आयनों की संख्या पर निर्भर करती है। इसलिए,$OH^{-}$ आयनों की सांद्रता बढ़ाकर क्षारीय विलयन की प्रबलता को बढ़ाया जा सकता है।

(N/A) $(i)$ $pH$ स्केल विकसित करने का उद्देश्य किसी विलयन में $H^{+}$ या $OH^{-}$ आयनों की सांद्रता को मापना था।
$(ii)$ अम्लीय विलयनों के लिए $pH$ परास $0$ से $7$ से कम होता है।
$(iii)$ जब वर्षा के जल का $pH$ मान $5.6$ से कम हो जाता है,तो उसे अम्ल वर्षा कहा जाता है। जब यह अम्लीय जल नदियों और झीलों में मिलता है,तो यह जलीय पर्यावरण के $pH$ को कम कर देता है,जिससे जलीय जीवों का जीवित रहना कठिन हो जाता है।

(B) $NH_4Cl$ लवण का $pH$ $7$ से कम होता है।
इसका कारण यह है कि $NH_4Cl$ एक प्रबल अम्ल $(HCl)$ और दुर्बल क्षारक $(NH_4OH)$ से बना लवण है।
प्रबल अम्ल पानी में पूरी तरह से आयनित हो जाते हैं,जबकि दुर्बल क्षारक पूरी तरह से आयनित नहीं होते हैं।
परिणामस्वरूप,विलयन में हाइड्रोजन आयनों $(H^+)$ की अधिकता के कारण विलयन अम्लीय हो जाता है,जिससे इसका $pH$ मान $7$ से कम हो जाता है।

(A) $(i)$ विलयन का $pH$ जितना कम होता है,हाइड्रोजन आयन की सांद्रता उतनी ही अधिक होती है। अतः,विलयन $A$ $(pH = 6)$ में विलयन $B$ $(pH = 8)$ की तुलना में हाइड्रोजन आयन की सांद्रता अधिक है।
$(ii)$ विलयन $A$ अम्लीय है क्योंकि इसका $pH < 7$ है,जबकि विलयन $B$ क्षारीय है क्योंकि इसका $pH > 7$ है।

(D) $pH$ मान को हाइड्रोजन आयन सांद्रता के ऋणात्मक लघुगणक (negative logarithm) के रूप में परिभाषित किया जाता है,जिसे सूत्र $pH = -\log[H^+]$ द्वारा दर्शाया जाता है।
जैसे-जैसे हाइड्रोजन आयनों $[H^+]$ की सांद्रता बढ़ती है,$\log[H^+]$ का मान भी बढ़ता है।
चूंकि $pH$ इस मान का ऋणात्मक है,इसलिए $[H^+]$ में वृद्धि होने से $pH$ मान में कमी आती है।
अतः,हाइड्रोजन आयनों की उच्च सांद्रता अधिक अम्लीय विलयन को दर्शाती है,जो कम $pH$ मान के अनुरूप होता है।

(A) $pH$ स्केल का उपयोग किसी विलयन की अम्लता या क्षारीयता को मापने के लिए किया जाता है।
- $pH$ मान $1$ एक प्रबल अम्ल को दर्शाता है,जो $pH$ पेपर को लाल रंग में बदल देता है।
- $pH$ मान $7$ एक उदासीन विलयन को दर्शाता है,जो $pH$ पेपर को हरे रंग में बदल देता है।
- $pH$ मान $14$ एक प्रबल क्षार को दर्शाता है,जो $pH$ पेपर को नीले रंग में बदल देता है।
अतः,$pH$ मान $1, 7,$ और $14$ के अनुरूप रंग क्रमशः लाल,हरा और नीला हैं।

(B) प्रबल अम्ल वह अम्ल है जो जलीय विलयन में अपने आयनों में पूरी तरह से वियोजित हो जाता है।
$H_2SO_4$ (सल्फ्यूरिक अम्ल) एक खनिज अम्ल है और इसे एक प्रबल अम्ल माना जाता है क्योंकि यह पानी में पूरी तरह से आयनित हो जाता है।
एथेनोइक अम्ल $(CH_3COOH)$,टार्टरिक अम्ल और साइट्रिक अम्ल कार्बनिक अम्ल हैं,जो आमतौर पर दुर्बल अम्ल होते हैं क्योंकि वे पानी में केवल आंशिक रूप से ही वियोजित होते हैं।

(D) $pH$ पैमाना किसी विलयन की अम्लता या क्षारीयता को मापता है।
अम्लों के लिए,जैसे-जैसे $H^+$ आयनों की सांद्रता बढ़ती है,$pH$ का मान घटता जाता है। इसलिए,कम $pH$ एक प्रबल अम्ल को दर्शाता है और अधिक $pH$ एक दुर्बल अम्ल को दर्शाता है। अतः,कथन $(ii)$ सही है।
क्षारकों के लिए,जैसे-जैसे $OH^-$ आयनों की सांद्रता बढ़ती है,$pH$ का मान बढ़ता जाता है। इसलिए,अधिक $pH$ एक प्रबल क्षारक को दर्शाता है और कम $pH$ एक दुर्बल क्षारक को दर्शाता है। अतः,कथन $(iv)$ सही है।
इस प्रकार,कथन $(ii)$ और $(iv)$ सही हैं।

(C) $1$. $pH$ पेपर का पीले-नारंगी रंग में बदलना यह दर्शाता है कि मिट्टी का विलयन अम्लीय है (आमतौर पर $pH$ सीमा $5-6$ होती है)।
$2$. $pH$ पेपर के रंग को हरे-नीले रंग में बदलने के लिए,हमें एक क्षारीय (basic) पदार्थ की आवश्यकता होती है,क्योंकि क्षारीय विलयन $pH$ पेपर को नीले/हरे रंग की ओर ले जाते हैं $(pH > 7)$।
$3$. नींबू का रस और सिरका अम्लीय होते हैं। साधारण नमक $(NaCl)$ उदासीन होता है।
$4$. एंटासिड एक हल्का क्षार है जिसका उपयोग पेट के अतिरिक्त एसिड को बेअसर करने के लिए किया जाता है,इसलिए यह $pH$ को क्षारीय सीमा की ओर ले जाने के लिए सही विकल्प है।

(D) किसी पदार्थ की अम्लीय शक्ति उसके जलीय विलयन में $H^+$ आयन देने की क्षमता पर निर्भर करती है।
$1$. हाइड्रोक्लोरिक अम्ल $(HCl)$ एक प्रबल अम्ल है जो जल में पूर्णतः वियोजित हो जाता है।
$2$. एसिटिक अम्ल $(CH_3COOH)$ एक दुर्बल कार्बनिक अम्ल है जो जल में आंशिक रूप से वियोजित होता है।
$3$. जल $(H_2O)$ उभयधर्मी है और दूसरों की तुलना में बहुत दुर्बल अम्ल के रूप में कार्य करता है।
अतः,अम्लीय शक्ति का सही बढ़ता क्रम है: जल < एसिटिक अम्ल < हाइड्रोक्लोरिक अम्ल।

(B) यह कथन असत्य है।
सार्वत्रिक सूचक कई सूचकों का एक मिश्रण होता है जो विलयन में हाइड्रोजन आयनों $(H^+)$ की विभिन्न सांद्रताओं पर अलग-अलग रंग दर्शाता है।
यह पूरे $pH$ स्केल पर रंग बदलता है,जिससे हमें किसी अम्ल या क्षारक की प्रबलता निर्धारित करने में मदद मिलती है।

(TRUE) सत्य। $pH$ स्केल एक लघुगणकीय (logarithmic) पैमाना है जिसका उपयोग जलीय विलयन की अम्लता या क्षारीयता को निर्दिष्ट करने के लिए किया जाता है। यह आमतौर पर $0$ से $14$ तक होता है,जहाँ $pH < 7$ अम्लीय विलयन को दर्शाता है,$pH = 7$ उदासीन विलयन को दर्शाता है,और $pH > 7$ क्षारीय विलयन को दर्शाता है।

(FALSE) यह कथन असत्य है।
किसी विलयन का $pH$,हाइड्रोनियम आयन सांद्रता के ऋणात्मक लघुगणक के रूप में परिभाषित किया जाता है,जिसे $pH = -\log[H_3O^+]$ द्वारा दर्शाया जाता है।
ऋणात्मक चिह्न के कारण,जैसे-जैसे हाइड्रोनियम आयन $[H_3O^+]$ की सांद्रता बढ़ती है,$pH$ का मान घटता जाता है।
अतः,उच्च हाइड्रोनियम आयन सांद्रता कम $pH$ मान के अनुरूप होती है।

(TRUE) यह कथन सत्य है।
प्रबल अम्ल वे होते हैं जो जलीय विलयन में पूरी तरह से वियोजित होकर $H^+$ आयनों की उच्च सांद्रता प्रदान करते हैं।
दुर्बल अम्ल वे होते हैं जो जलीय विलयन में केवल आंशिक रूप से वियोजित होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप $H^+$ आयनों की सांद्रता कम प्राप्त होती है।

(FALSE) यह कथन असत्य है।
अम्ल वर्षा को उस वर्षा के जल के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसका $pH$ $5.6$ से कम होता है। यह अम्लता मुख्य रूप से वायुमंडलीय प्रदूषकों जैसे सल्फर डाइऑक्साइड $(SO_2)$ और नाइट्रोजन के ऑक्साइड $(NO_x)$ की उपस्थिति के कारण होती है,जो पानी के साथ प्रतिक्रिया करके क्रमशः सल्फ्यूरिक एसिड और नाइट्रिक एसिड बनाते हैं।

(C) $25^{\circ}C$ पर जलीय विलयन में,हाइड्रोनियम आयनों $[H_3O^+]$ और हाइड्रॉक्साइड आयनों $[OH^-]$ की सांद्रता जल के वियोजन स्थिरांक $K_w = [H_3O^+][OH^-] = 10^{-14}$ द्वारा संबंधित होती है।
उदासीन विलयन के लिए,$[H_3O^+] = [OH^-] = 10^{-7} \; M$ होता है।
अम्लीय विलयन वह विलयन है जिसमें हाइड्रोनियम आयनों की सांद्रता हाइड्रॉक्साइड आयनों की सांद्रता से अधिक होती है।
इसलिए,अम्लीय विलयन के लिए $[H_3O^+] > 10^{-7} \; M$ और $[H_3O^+] > [OH^-]$ सही है।

(C) $pH$ पैमाना $0$ से $14$ तक होता है।
$7$ से कम $pH$ मान वाले विलयन अम्लीय होते हैं,जबकि $7$ से अधिक $pH$ मान वाले विलयन क्षारीय होते हैं।
$7$ से ऊपर $pH$ का मान जितना अधिक होगा,विलयन उतना ही अधिक क्षारीय होगा।
दिए गए मानों की तुलना करने पर: $11.5 > 10.6 > 9.3 > 8.2$।
अतः,$pH = 11.5$ वाला विलयन सबसे अधिक क्षारीय है।

(C) $pH$ पैमाना किसी विलयन में हाइड्रोजन आयन सांद्रता का माप है।
$S.P.L. Sorensen$ ने $1909$ में $pH$ पैमाना प्रस्तुत किया था।
यह पैमाना सामान्यतः $25^{\circ}C$ पर $0$ से $14$ के बीच होता है।
$pH$ पैमाना विशेष रूप से जलीय विलयनों के लिए परिभाषित है,जहाँ जल विलायक के रूप में कार्य करता है।
अतः,यह कथन कि $pH$ पैमाना केवल गैर-जलीय विलयनों पर लागू होता है,गलत है।

(C) जलीय विलयन का $pH$ हाइड्रोजन आयन सांद्रता का एक माप है।
जबकि $pH$ पेपर और सार्वत्रिक सूचक रंग परिवर्तन के माध्यम से एक अनुमानित मान प्रदान करते हैं,उनमें रंग की व्याख्या में मानवीय त्रुटि की संभावना होती है।
$pH$ मीटर एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जो विलयन में डूबे हुए दो इलेक्ट्रोड के बीच विभवांतर को मापता है।
यह $pH$ मान का सटीक,डिजिटल और सही पठन प्रदान करता है,जो इसे सटीक माप के लिए मानक उपकरण बनाता है।

(D) किसी विलयन का $pH$,$pH = -\log[H^+]$ के रूप में परिभाषित होता है।
$pH \, 8$ वाले विलयन के लिए,हाइड्रोजन आयन की सांद्रता $[H^+]_1 = 10^{-8} \, M$ है।
$pH \, 11$ वाले विलयन के लिए,हाइड्रोजन आयन की सांद्रता $[H^+]_2 = 10^{-11} \, M$ है।
$25^{\circ}C$ पर $pH + pOH = 14$ होता है,इसलिए $pOH$ के मान इस प्रकार हैं:
$pH \, 8$ के लिए,$pOH = 14 - 8 = 6$,अतः $[OH^-]_1 = 10^{-6} \, M$ है।
$pH \, 11$ के लिए,$pOH = 14 - 11 = 3$,अतः $[OH^-]_2 = 10^{-3} \, M$ है।
क्षारीयता का अनुपात हाइड्रॉक्साइड आयन सांद्रता का अनुपात है: $\frac{[OH^-]_2}{[OH^-]_1} = \frac{10^{-3}}{10^{-6}} = 10^3 = 1000$ है।
अतः,$pH \, 11$ वाला विलयन $pH \, 8$ वाले विलयन की तुलना में $1000$ गुना अधिक क्षारीय है।

(C) प्रबल अम्ल वह अम्ल है जो जलीय विलयन में पूरी तरह से अपने आयनों में वियोजित हो जाता है।
दिए गए विकल्पों में से,एसिटिक अम्ल $(CH_3COOH)$,साइट्रिक अम्ल और ऑक्सेलिक अम्ल कार्बनिक अम्ल हैं,जो आमतौर पर दुर्बल अम्ल होते हैं।
नाइट्रिक अम्ल $(HNO_3)$ एक खनिज अम्ल है जो पानी में पूरी तरह से वियोजित हो जाता है,जिससे यह एक प्रबल अम्ल बन जाता है।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(C) $25^{\circ}C$ तापमान पर जल का आयनिक गुणनफल $(K_w)$ इस प्रकार दिया जाता है:
$K_w = [H^+][OH^-] = 10^{-14}$.
दोनों पक्षों का ऋणात्मक लघुगणक (negative logarithm) लेने पर:
$-\log(K_w) = -\log([H^+][OH^-]) = -\log(10^{-14})$.
$pK_w = -(\log[H^+] + \log[OH^-]) = 14$.
चूंकि $pH = -\log[H^+]$ और $pOH = -\log[OH^-]$,इसलिए हमें प्राप्त होता है:
$pH + pOH = 14$.

(A) विलयन का $pH$ ज्ञात करने का सूत्र $pH = -\log[H^+]$ है।
$pH = 2$ के लिए,हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता $[H^+]$ का मान $10^{-2} \, M = 0.01 \, M$ होना चाहिए।
$(A)$ $0.01 \, M \, HCl$: $HCl$ एक प्रबल मोनोप्रोटिक अम्ल है,इसलिए $[H^+] = 0.01 \, M$ होगा। अतः,$pH = -\log(0.01) = 2$ होगा।
$(B)$ $0.02 \, M \, HCl$: $[H^+] = 0.02 \, M$,इसलिए $pH = -\log(0.02) \approx 1.7$ होगा।
$(C)$ $0.01 \, M \, H_2SO_4$: $H_2SO_4$ एक प्रबल डाइप्रोटिक अम्ल है,इसलिए $[H^+] = 2 \times 0.01 = 0.02 \, M$ होगा। अतः,$pH = -\log(0.02) \approx 1.7$ होगा।
$(D)$ $0.02 \, M \, H_2SO_4$: $[H^+] = 2 \times 0.02 = 0.04 \, M$,इसलिए $pH = -\log(0.04) \approx 1.4$ होगा।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(B) दिया गया है कि विलयन का $pH = 8$ है।
हम जानते हैं कि $25^{\circ}C$ पर $pH + pOH = 14$ होता है।
इसलिए,$pOH = 14 - pH = 14 - 8 = 6$।
$pOH$ और $[OH^{-}]$ के बीच का संबंध $pOH = -\log[OH^{-}]$ द्वारा दिया जाता है।
अतः,$6 = -\log[OH^{-}]$,जिसका अर्थ है कि $\log[OH^{-}] = -6$।
एंटीलॉग लेने पर,हमें $[OH^{-}] = 10^{-6} \, M$ या $1 \times 10^{-6} \, M$ प्राप्त होता है।

(C) $pH$ मान हाइड्रोजन आयनों $[H^+]$ की सांद्रता के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
जैसे-जैसे $pH$ मान घटता है,$[H^+]$ आयनों की सांद्रता बढ़ती है,जिसका अर्थ है कि विलयन की अम्लता बढ़ती है।
दिए गए $pH$ मान हैं: $A = 1.9, B = 2.5, C = 2.1, D = 3.0$।
इन मानों की तुलना करने पर: $1.9 < 2.1 < 2.5 < 3.0$।
चूंकि कम $pH$ उच्च अम्लता को दर्शाता है,इसलिए अम्लता का क्रम $A > C > B > D$ होगा।
इसे $D < B < C < A$ के रूप में भी लिखा जा सकता है।

(B) यदि किसी विलयन का $pH > 7$ है,तो वह विलयन क्षारीय होता है।
$pH$ की गणना $pH = -\log[H_{3}O^{+}]$ सूत्र का उपयोग करके की जाती है।
विकल्प $A$ के लिए: $pH = -\log(10^{-5}) = 5$ (अम्लीय)।
विकल्प $B$ के लिए: $pH = -\log(10^{-12}) = 12$ (क्षारीय)।
विकल्प $C$ के लिए: $pH = -\log(10^{-7}) = 7$ (उदासीन)।
विकल्प $D$ के लिए: $pH = -\log(10^{-4}) = 4$ (अम्लीय)।
चूंकि $12 > 7$ है,इसलिए $[H_{3}O^{+}] = 10^{-12} \; M$ वाला विलयन क्षारीय है।

(C) एक प्रबल अम्ल वह अम्ल है जो जलीय विलयन में पूरी तरह से अपने आयनों में वियोजित हो जाता है।
$HCl$ (हाइड्रोक्लोरिक अम्ल),$H_{2}SO_{4}$ (सल्फ्यूरिक अम्ल),और $HNO_{3}$ (नाइट्रिक अम्ल) सभी प्रबल खनिज अम्लों के उदाहरण हैं।
$CH_{3}COOH$ (एसिटिक अम्ल) एक दुर्बल कार्बनिक अम्ल है क्योंकि यह जलीय विलयन में केवल आंशिक रूप से ही आयनों में वियोजित होता है।
इसलिए,$CH_{3}COOH$ एक प्रबल अम्ल नहीं है।

(C) $pH$ पैमाना डेनिश रसायनज्ञ $S.P.L. Sorensen$ द्वारा $1909$ में प्रस्तुत किया गया था।
यह एक लघुगणकीय (logarithmic) पैमाना है जिसका उपयोग जलीय विलयन की अम्लता या क्षारीयता को निर्दिष्ट करने के लिए किया जाता है।

(B) $25^{\circ}C$ पर जलीय विलयन में हाइड्रोनियम आयनों और हाइड्रॉक्साइड आयनों की सांद्रता का गुणनफल स्थिर होता है,जिसे $[H_3O^+][OH^-] = 10^{-14}$ द्वारा दर्शाया जाता है।
उदासीन विलयन के लिए,$[H_3O^+] = [OH^-] = 10^{-7} \; M$ होता है।
क्षारीय विलयन के लिए,हाइड्रॉक्साइड आयनों की सांद्रता हाइड्रोनियम आयनों की सांद्रता से अधिक होती है,अर्थात $[OH^-] > [H_3O^+]$।
चूंकि $[H_3O^+][OH^-] = 10^{-14}$,यदि $[OH^-] > 10^{-7} \; M$ है,तो $[H_3O^+] < 10^{-7} \; M$ होगा।
अतः,क्षारीय विलयन के लिए सही संबंध $[OH^-] > 10^{-7} \; M$ है।