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title: "अम्ल और क्षारक: Ka और pKa"
book: "विद्यालय रसायन विज्ञान — कक्षा 1 से 12"
subject: chemistry
language: hi
chapter: 44
exercises: 15
source: https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/44-ka-pka
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)"
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# अध्याय 44 — अम्ल और क्षारक: Ka और pKa

अनेक चींटियाँ मेथेनोइक अम्ल से अपनी रक्षा करती हैं, और त्वचा पर यह जलन पैदा करता है। मेथेनोइक अम्ल एक छोटा [कार्बोक्सिलिक अम्ल](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/33-functional-groups-and-families#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid) है। उसी सांद्रता पर हाइड्रोक्लोरिक अम्ल कहीं अधिक जलाता। दोनों अम्ल हैं; दोनों 7 से कम [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) वाला विलयन देते हैं; फिर भी वे एक ही ढंग से अम्लीय नहीं हैं। किसी अम्ल का पूरा वर्णन करने के लिए दो संख्याएँ चाहिए: उसकी कितनी मात्रा है, यानी उसकी सांद्रता, और वह कितनी आसानी से अपना हाइड्रोजन [आयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) दे देता है, यानी उसका [अम्लता स्थिरांक](#def-g12-ka-and-pka-ka)।

**पहले से ज्ञात.**

अम्लीय, क्षारकीय और [उदासीन विलयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-acidic); [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) पैमाना, 0 से 14 तक, जो हाइड्रोजन [आयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) अधिक होने पर कम होता है ([अध्याय 18](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#ch-g9-acids-bases-ph))। [अभिक्रिया भागफल](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/43-chemical-equilibrium-quotient-and-constant#def-g12-equilibrium-quotient) $Q$ और [साम्य स्थिरांक](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/43-chemical-equilibrium-quotient-and-constant#def-g12-equilibrium-constant) $K$ ([अध्याय 43](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/43-chemical-equilibrium-quotient-and-constant#ch-g12-equilibrium))। [वक्र तीर](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/40-reaction-mechanisms-curly-arrows#def-g12-curly-arrows-curly-arrow) [इलेक्ट्रॉनों](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/16-inside-the-atom#def-g9-inside-the-atom-nucleus) के एक युग्म की गति दिखाता है ([अध्याय 40](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/40-reaction-mechanisms-curly-arrows#ch-g12-curly-arrows))।

![जंगल की लाल चींटियाँ: अनेक चींटियों की तरह वे मेथेनोइक अम्ल से अपनी रक्षा करती हैं।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-ka-and-pka/img-0622cdc5eea6.jpg)

*जंगल की लाल चींटियाँ: अनेक चींटियों की तरह वे मेथेनोइक अम्ल से अपनी रक्षा करती हैं।*

## 44.1 ब्रॉन्स्टेड अम्ल और क्षारक

**परिभाषा 44.1 (ब्रॉन्स्टेड अम्ल और क्षारक, अम्ल–क्षारक युग्म).**

*ब्रॉन्स्टेड अम्ल* वह स्पीशीज़ है जो हाइड्रोजन [आयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) $\ce{H+}$ दे सकती है; *ब्रॉन्स्टेड क्षारक* वह स्पीशीज़ है जो उसे ले सकती है। अम्ल HA और वह क्षारक $\ce{A-}$ जो वह $\ce{H+}$ खोकर बनता है, मिलकर एक *अम्ल–क्षारक युग्म* बनाते हैं, जिसे $\ce{HA}$/$\ce{A-}$ लिखा जाता है: $\ce{HA} \rightleftharpoons \ce{A-} + \ce{H+}$।

**परिभाषा 44.2 (ऑक्सोनियम आयन, उभयधर्मी).**

पानी में हाइड्रोजन [आयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) कभी अकेला नहीं रहता: उसे पानी का एक [अणु](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) ले लेता है, जिससे *ऑक्सोनियम आयन* $\ce{H3O+}$ बनता है। जो स्पीशीज़ एक युग्म का अम्ल और दूसरे का क्षारक हो, वह *उभयधर्मी* है; पानी ऐसा ही है, युग्म $\ce{H2O}$/$\ce{OH-}$ का अम्ल और युग्म $\ce{H3O+}$/$\ce{H2O}$ का क्षारक।

**उदाहरण 44.3 (पानी में एक अम्ल).**

जब एथेनोइक अम्ल [घुलता](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/2-mixing-and-dissolving#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) है, तो पानी के एक [अणु](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) का [एकाकी युग्म](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/24-lewis-structures-and-the-shape-of-molecules#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair) उसके $\ce{O-H}$ का हाइड्रोजन ले लेता है, और $\ce{O-H}$ युग्म अम्ल के ऑक्सीजन पर ही रह जाता है:

$$
\ce{CH3COOH + H2O <=> CH3COO- + H3O+} .
$$

दो युग्म एक हाइड्रोजन [आयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) का आदान-प्रदान करते हैं: $\ce{CH3COOH}$/$\ce{CH3COO-}$ उसे देता है, $\ce{H3O+}$/$\ce{H2O}$ उसे लेता है। अब से, जब भी पानी [विलायक](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/9-solutions-and-solubility#def-g6-solutions-and-solubility-solute) हो, पहले के अध्यायों के हाइड्रोजन [आयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) $\ce{H3O+}$ लिखे जाएँगे।

![एक हाइड्रोजन आयन अम्ल से पानी में जाता है: पानी का एक एकाकी युग्म नया O-H आबंध बनाता है (नारंगी), और पुराना O-H युग्म एथेनोएट आयन के ऑक्सीजन पर रह जाता है (नीला)।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-ka-and-pka/fig-016661e8750a.svg)

*एक हाइड्रोजन [आयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) अम्ल से पानी में जाता है: पानी का एक [एकाकी युग्म](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/24-lewis-structures-and-the-shape-of-molecules#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair) नया $\ce{O-H}$ आबंध बनाता है (नारंगी), और पुराना $\ce{O-H}$ युग्म एथेनोएट [आयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) के ऑक्सीजन पर रह जाता है (नीला)।*

**इतिहास — आरेनियस से ब्रॉन्स्टेड तक, 1887–1923.**

1887 में स्वांते आरेनियस ने प्रस्ताव रखा कि अम्ल पानी में हाइड्रोजन [आयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) देते हैं और क्षारक हाइड्रॉक्साइड [आयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion)। 1923 में योहानेस ब्रॉन्स्टेड ने, और स्वतंत्र रूप से थॉमस लोरी ने, इस विचार को व्यापक बनाया: अम्ल वह कोई भी स्पीशीज़ है जो हाइड्रोजन [आयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) देती है, क्षारक वह कोई भी स्पीशीज़ जो उसे लेती है, पानी में हो या न हो। अमोनिया का [अणु](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule), जिसमें कोई हाइड्रॉक्साइड नहीं, अन्य क्षारकों की तरह ही एक क्षारक बन गया।

![स्वांते आरेनियस (1859–1927)।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-ka-and-pka/img-6d1cbc935e6b.jpg)

*स्वांते आरेनियस (1859–1927)।*

## 44.2 pH, मात्रात्मक रूप से

**परिभाषा 44.4 (pH, सटीक रूप से).**

किसी तनु [जलीय विलयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/9-solutions-and-solubility#def-g6-solutions-and-solubility-solute) में [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) इस प्रकार परिभाषित है:

$$
\mathrm{pH} = -\log\frac{[\ce{H3O+}]}{c^\circ},
  \qquad\text{अर्थात}\qquad
  [\ce{H3O+}] = c^\circ \times 10^{-\mathrm{pH}} ,
$$

जहाँ $\log$ दाशमिक लघुगणक है।

**प्रतिज्ञप्ति 44.5 (दस गुना तनुकरण, एक इकाई).**

यदि $[\ce{H3O+}]$ को 10 से विभाजित किया जाए, तो [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 1 बढ़ जाता है; यदि उसे 10 से गुणा किया जाए, तो [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 1 घट जाता है।

**उपपत्ति.** $-\log\big([\ce{H3O+}]/10c^\circ\big) = -\log\big([\ce{H3O+}]/c^\circ\big)
+ \log 10 = \mathrm{pH} + 1$। ∎

**परिभाषा 44.6 (प्रबल और दुर्बल अम्ल और क्षारक).**

*प्रबल अम्ल* पानी से पूर्ण रूप से अभिक्रिया करता है: विलयन में अम्ल का कुछ भी अपने मूल रूप में नहीं बचता। *दुर्बल अम्ल* आंशिक रूप से अभिक्रिया करता है: पानी के साथ उसकी अभिक्रिया एक साम्य तक पहुँचती है। इसी प्रकार *प्रबल क्षारक* पानी से पूर्ण रूप से अभिक्रिया करता है, *दुर्बल क्षारक* आंशिक रूप से।

**प्रतिज्ञप्ति 44.7 (प्रबल अम्ल का pH).**

सांद्रता $c$ (बहुत तनु नहीं) वाले [प्रबल अम्ल](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) के विलयन में $[\ce{H3O+}] = c$ और $\mathrm{pH} = -\log(c/c^\circ)$ होता है।

**उपपत्ति.** अभिक्रिया $\ce{HA + H2O -> A- + H3O+}$ पूर्ण है: अम्ल का हर [अणु](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) एक [ऑक्सोनियम आयन](#def-g12-ka-and-pka-oxonium) देता है। स्वयं पानी से आने वाले [आयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) नगण्य हैं जब तक $c$ $10^{-7}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ से बहुत बड़ा है। ∎

**उदाहरण 44.8 (हाइड्रोक्लोरिक अम्ल).**

$0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ पर हाइड्रोक्लोरिक अम्ल: $[\ce{H3O+}] = 0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ और $\mathrm{pH} = -\log 0.010 = 2.0$। दस गुना तनु करने पर [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 3.0।

## 44.3 पानी और आयनिक गुणनफल

**परिभाषा 44.9 (जल का आयनिक गुणनफल).**

पानी स्वयं से बहुत थोड़ी अभिक्रिया करता है, $\ce{2H2O <=> H3O+ + OH-}$। इस अभिक्रिया का [साम्य स्थिरांक](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/43-chemical-equilibrium-quotient-and-constant#def-g12-equilibrium-constant) *जल का आयनिक गुणनफल* है:

$$
K_e = \frac{[\ce{H3O+}]\,[\ce{OH-}]}{(c^\circ)^2},
  \qquad pK_e = -\log K_e .
$$

**प्रतिज्ञप्ति 44.10 (उदासीन पानी और प्रबल क्षारक).**

$25\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ पर $K_e = 1.0 \times 10^{-14}$ और $pK_e = 14.0$। शुद्ध पानी में $[\ce{H3O+}] = [\ce{OH-}] = 1.0 \times 10^{-7}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$: [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 7.0। सांद्रता $c$ वाला [प्रबल क्षारक](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) $[\ce{OH-}] = c$ देता है, इसलिए $[\ce{H3O+}] = K_e (c^\circ)^2 / c$ और $\mathrm{pH} = 14.0 + \log(c/c^\circ)$।

**उपपत्ति.** शुद्ध पानी में दोनों [आयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) जोड़ों में आते हैं, इसलिए वे बराबर हैं, और उनका गुणनफल $1.0 \times 10^{-14}$ है: हर एक $1.0 \times 10^{-7}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ है। क्षारक के लिए, विलयन में $K_e$ अब भी लागू रहता है: $-\log([\ce{H3O+}]/c^\circ) = -\log K_e + \log(c/c^\circ)$। ∎

**उदाहरण 44.11 (सोडियम हाइड्रॉक्साइड).**

$0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ सांद्रता वाला सोडियम हाइड्रॉक्साइड: इसमें $[\ce{OH-}] = 0.010$, इसलिए $[\ce{H3O+}] = 1.0 \times 10^{-14}/0.010 = 1.0 \times 10^{-12}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ और [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 12.0।

## 44.4 अम्लता स्थिरांक

**परिभाषा 44.12 (अम्लता स्थिरांक, pKapK_apKa​).**

किसी युग्म $\ce{HA}$/$\ce{A-}$ का *अम्लता स्थिरांक* $K_a$ पानी के साथ अम्ल की अभिक्रिया, $\ce{HA + H2O <=> A- + H3O+}$, का [साम्य स्थिरांक](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/43-chemical-equilibrium-quotient-and-constant#def-g12-equilibrium-constant) है:

$$
K_a = \frac{[\ce{A-}]\,[\ce{H3O+}]}{[\ce{HA}]\,c^\circ} .
$$

युग्म का *pKa* है $pK_a = -\log K_a$।

**प्रतिज्ञप्ति 44.13 (pKapK_apKa​ जितना छोटा, अम्ल उतना प्रबल).**

समान सांद्रता वाले दो [दुर्बल अम्लों](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) में से, जिसका $K_a$ बड़ा है, यानी $pK_a$ छोटा है, वह पानी से अधिक अभिक्रिया करता है और कम [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) देता है; उसका संयुग्मी क्षारक अधिक दुर्बल होता है।

**उपपत्ति.** बड़े $K_a$ का अर्थ है साम्य पर अधिक $\ce{A-}$ और $\ce{H3O+}$, उसी $\ce{HA}$ के लिए। जो युग्म अपना हाइड्रोजन [आयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) आसानी से छोड़ देता है, उसका क्षारक $\ce{A-}$ उसे अनिच्छा से वापस लेता है। ∎

![25\, C पर अपने pK_a के अनुसार रखे गए कुछ युग्म, अम्ल बाईं ओर, उनके क्षारक दाईं ओर। पैमाने पर कोई युग्म जितना नीचे हो, उसका अम्ल उतना ही प्रबल; जितना ऊपर, उसका क्षारक उतना ही प्रबल।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-ka-and-pka/fig-b1108731d6a7.svg)

*$25\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ पर अपने $pK_a$ के अनुसार रखे गए कुछ युग्म, अम्ल बाईं ओर, उनके क्षारक दाईं ओर। पैमाने पर कोई युग्म जितना नीचे हो, उसका अम्ल उतना ही प्रबल; जितना ऊपर, उसका क्षारक उतना ही प्रबल।*

**विधि 44.14 (दुर्बल अम्ल का pH).**

सांद्रता $c$ और स्थिरांक $K_a$ वाले [दुर्बल अम्ल](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) के लिए:

1. प्रति लीटर $\ce{HA + H2O <=> A- + H3O+}$ की [प्रगति सारणी](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/27-the-reaction-progress-table#def-g10-reaction-progress-table-extent) लिखिए, $x = [\ce{H3O+}]$ के साथ: $[\ce{HA}] = c - x$ , $[\ce{A-}] = x$ (पानी के अपने [आयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) नगण्य मानकर)।
2. $\dfrac{x^2}{(c - x)\,c^\circ} = K_a$ हल कीजिए, यानी द्विघात समीकरण $x^2 + K_a c^\circ x - K_a c^\circ c = 0$ , धनात्मक मूल रखते हुए।
3. $\mathrm{pH} = -\log(x/c^\circ)$ ; जाँचिए कि $x$ $10^{-7}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ से बहुत बड़ा है।

**उदाहरण 44.15 (0.010 mol/L0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}0.010mol/L पर एथेनोइक अम्ल).**

$pK_a = 4.76$, इसलिए $K_a = 10^{-4.76} = 1.74 \times 10^{-5}$। तब $x^2 + 1.74 \times 10^{-5}\,x - 1.74 \times 10^{-7} = 0$ से $x = 4.1 \times 10^{-4}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ और [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 3.39 मिलता है। अम्ल का केवल $4.1 \times 10^{-4}/0.010 =
4.1\,\%$ ही पानी से अभिक्रिया कर पाया है; उसी सांद्रता पर हाइड्रोक्लोरिक अम्ल, [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 2.0, पूरी तरह अभिक्रिया कर चुका है।

![समान सांद्रता पर एक प्रबल और एक दुर्बल अम्ल का क्या होता है: प्रबल अम्ल पूरी तरह आयनों में बदल जाता है, दुर्बल अम्ल लगभग बिल्कुल नहीं। इसीलिए pH का अंतर, 2.0 के मुक़ाबले 3.4।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-ka-and-pka/fig-027cc62ff9a7.svg)

*समान सांद्रता पर एक प्रबल और एक [दुर्बल अम्ल](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) का क्या होता है: [प्रबल अम्ल](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) पूरी तरह [आयनों](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) में बदल जाता है, [दुर्बल अम्ल](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) लगभग बिल्कुल नहीं। इसीलिए [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) का अंतर, 2.0 के मुक़ाबले 3.4।*

**सुरक्षा.**

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-ka-and-pka/fig-f133bcfe28d0.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-ka-and-pka/fig-2ebfb929f83d.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-ka-and-pka/fig-11944cae5055.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-ka-and-pka/fig-b782e593bcff.svg)

सांद्र मेथेनोइक अम्ल ज्वलनशील है, त्वचा और आँखों को गंभीर रूप से जलाता है, और उसकी वाष्प विषैली है। इसे केवल शिक्षक, धूम-हुड के नीचे, संभालते हैं; अभ्यासों के तनु विलयनों के लिए भी चश्मा चाहिए।

## 44.5 अभ्यास

**अभ्यास 44.1 ★.**

इनका संयुग्मी क्षारक बताइए: $\ce{HCOOH}$, $\ce{NH4+}$, $\ce{H2O}$, $\ce{HCO3-}$; और इनका संयुग्मी अम्ल: $\ce{NH3}$, $\ce{OH-}$, $\ce{H2O}$, $\ce{HCO3-}$। कौन-सी स्पीशीज़ [उभयधर्मी](#def-g12-ka-and-pka-oxonium) हैं?

**हल — अभ्यास 44.1.**

संयुग्मी क्षारक: $\ce{HCOO-}$, $\ce{NH3}$, $\ce{OH-}$, $\ce{CO3^{2-}}$। संयुग्मी अम्ल: $\ce{NH4+}$, $\ce{H2O}$, $\ce{H3O+}$, $\ce{CO2,H2O}$। [उभयधर्मी](#def-g12-ka-and-pka-oxonium): $\ce{H2O}$ और $\ce{HCO3-}$।

**अभ्यास 44.2 ★.**

$0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$, $0.0010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ और $5.0 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ पर हाइड्रोक्लोरिक अम्ल का [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) निकालिए।

**हल — अभ्यास 44.2.**

[pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 1.0; 3.0; $-\log(5.0 \times 10^{-3}) = 2.30$।

**अभ्यास 44.3 ★.**

एक विलयन का [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 4.5 है। $[\ce{H3O+}]$ निकालिए। एक विलयन का [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 11.2 है: $25\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ पर $[\ce{H3O+}]$ और $[\ce{OH-}]$ निकालिए।

**हल — अभ्यास 44.3.**

$10^{-4.5} = 3.2 \times 10^{-5}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$। [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 11.2 पर: $[\ce{H3O+}] = 6.3 \times 10^{-12}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ और $[\ce{OH-}] = 1.0 \times 10^{-14}/6.3 \times 10^{-12} = 1.6 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$।

**अभ्यास 44.4 ★.**

मेथेनोइक अम्ल और अमोनियम [आयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) के लिए पानी के साथ अभिक्रिया और $K_a$ का व्यंजक लिखिए।

**हल — अभ्यास 44.4.**

$\ce{HCOOH + H2O <=> HCOO- + H3O+}$, $K_a = \dfrac{[\ce{HCOO-}][\ce{H3O+}]}{[\ce{HCOOH}]\,c^\circ}$; $\ce{NH4+ + H2O <=> NH3 + H3O+}$, $K_a = \dfrac{[\ce{NH3}][\ce{H3O+}]}{[\ce{NH4+}]\,c^\circ}$।

**अभ्यास 44.5 ★.**

कौन-सा अम्ल अधिक प्रबल है: मेथेनोइक अम्ल ($pK_a = 3.74$) या एथेनोइक अम्ल ($pK_a = 4.76$)? कौन-सा क्षारक अधिक प्रबल है: $\ce{HCOO-}$ या $\ce{CH3COO-}$?

**हल — अभ्यास 44.5.**

मेथेनोइक अम्ल (छोटा $pK_a$)। अधिक [प्रबल क्षारक](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) $\ce{CH3COO-}$ है, जो अधिक [दुर्बल अम्ल](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) का क्षारक है।

**अभ्यास 44.6 ★★.**

$0.050\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ पर [दुर्बल अम्ल](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) HA के एक विलयन का [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 3.0 है। $[\ce{A-}]$, $[\ce{HA}]$, फिर $K_a$ और $pK_a$ निकालिए।

**हल — अभ्यास 44.6.**

$[\ce{A-}] = [\ce{H3O+}] = 1.0 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$; $[\ce{HA}] = 0.050 - 0.001 = 0.049\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$; $K_a = 1.0 \times 10^{-6}/0.049 = 2.0 \times 10^{-5}$; $pK_a = 4.69$।

**अभ्यास 44.7 ★★.**

$0.020\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ पर बेंज़ोइक अम्ल ($pK_a = 4.20$) का [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) निकालिए।

**हल — अभ्यास 44.7.**

$K_a = 6.31 \times 10^{-5}$; $x^2 + 6.31 \times 10^{-5}\,x - 1.26 \times 10^{-6} = 0$ से $x = 1.09 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ मिलता है: [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 2.96।

**अभ्यास 44.8 ★★.**

$2.0 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ पर सोडियम हाइड्रॉक्साइड विलयन का [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) निकालिए।

**हल — अभ्यास 44.8.**

$\mathrm{pH} = 14.0 + \log(2.0 \times 10^{-3}) = 14.0 - 2.70 = 11.3$।

**अभ्यास 44.9 ★★.**

$pK_a$ पैमाने की मदद से दिखाए गए युग्मों के अम्लों को सबसे प्रबल से सबसे दुर्बल के क्रम में रखिए। $\ce{HCl}$ जैसा [प्रबल अम्ल](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) कहाँ होगा?

**हल — अभ्यास 44.9.**

$\ce{HF}$, $\ce{HCOOH}$, ऐस्कॉर्बिक अम्ल, $\ce{C6H5COOH}$, $\ce{CH3COOH}$, $\ce{CO2,H2O}$, $\ce{NH4+}$, $\ce{HCO3-}$। [प्रबल अम्ल](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) बहुत नीचे, पैमाने के छोर से भी परे, होता है: वह पानी से पूर्ण रूप से अभिक्रिया करता है।

**अभ्यास 44.10 ★★.**

पानी में घुली कार्बन डाइऑक्साइड उसे थोड़ा अम्लीय बना देती है (युग्म $\ce{CO2,H2O}$/$\ce{HCO3-}$, $pK_a = 6.37$)। [वायु](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/4-air-a-mixture-of-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) के संपर्क वाले वर्षा-जल के एक नमूने का [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 5.6 पाया जाता है। $[\ce{H3O+}]$ निकालिए, और शुद्ध पानी से तुलना कीजिए।

**हल — अभ्यास 44.10.**

$[\ce{H3O+}] = 10^{-5.6} = 2.5 \times 10^{-6}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$, शुद्ध पानी ($1.0 \times 10^{-7}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$) से 25 गुना अधिक।

**अभ्यास 44.11 ★★.**

दिखाइए कि युग्म $\ce{NH4+}$/$\ce{NH3}$ के लिए $pK_a = pK_e - pK_b$, जहाँ $K_b = 1.8 \times 10^{-5}$ अभिक्रिया $\ce{NH3 + H2O <=> NH4+ + OH-}$ का स्थिरांक है। $pK_a$ निकालिए।

**हल — अभ्यास 44.11.**

$K_a K_b = \dfrac{[\ce{NH3}][\ce{H3O+}]}{[\ce{NH4+}]c^\circ} \times
\dfrac{[\ce{NH4+}][\ce{OH-}]}{[\ce{NH3}]c^\circ} = K_e$, इसलिए $pK_a = pK_e - pK_b = 14.0 - 4.74 = 9.26$।

**अभ्यास 44.12 ★★★.**

$0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ पर एथेनोइक अम्ल का [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 3.39 है। दस गुना [तनुकरण](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/26-concentration-and-dilution#def-g10-concentration-and-dilution-dilution) के बाद [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) निकालिए। क्या यह [प्रबल अम्ल](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) की तरह एक इकाई बढ़ता है? समझाइए।

**हल — अभ्यास 44.12.**

$0.0010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ पर: $x^2 + 1.74 \times 10^{-5}\,x - 1.74 \times 10^{-8} = 0$, $x = 1.24 \times 10^{-4}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$, [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 3.91: 0.52 की वृद्धि, 1 की नहीं। तनु होने पर [दुर्बल अम्ल](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) पानी से अधिक अनुपात में अभिक्रिया करता है (यहाँ $4\,\%$ के मुक़ाबले $12\,\%$), जो [तनुकरण](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/26-concentration-and-dilution#def-g10-concentration-and-dilution-dilution) की आंशिक भरपाई कर देता है।

**अभ्यास 44.13 ★★★.**

हाइड्रोजनकार्बोनेट [आयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) [उभयधर्मी](#def-g12-ka-and-pka-oxonium) है। $pK_a$ पैमाने की मदद से पानी के साथ उसकी दोनों अभिक्रियाएँ और उनके स्थिरांक लिखिए। कौन-सा बड़ा है? इससे सोडियम हाइड्रोजनकार्बोनेट विलयन के [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) के बारे में क्या संकेत मिलता है?

**हल — अभ्यास 44.13.**

अम्ल के रूप में: $\ce{HCO3- + H2O <=> CO3^{2-} + H3O+}$, $K = 10^{-10.33}$। क्षारक के रूप में: $\ce{HCO3- + H2O <=> H2CO3 + OH-}$ ($\ce{H2CO3}$ यहाँ $\ce{CO2,H2O}$ को दर्शाता है), $K = K_e/K_a = 10^{-14.0+6.37}
= 10^{-7.63}$। क्षारक अभिक्रिया का स्थिरांक बड़ा है: विलयन थोड़ा क्षारकीय है।

**अभ्यास 44.14 ★★★.**

$1.0 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ पर हाइड्रोक्लोरिक अम्ल को हज़ार गुना तनु किया जाता है, फिर से हज़ार गुना। एक लापरवाह नियम [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 6, फिर [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 9 देता है। तनु अम्ल के लिए [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 9 असंभव क्यों है? अत्यंत तनु विलयन किस [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) की ओर बढ़ता है?

**हल — अभ्यास 44.14.**

कोई अम्ल, कितना भी तनु हो, विलयन को क्षारकीय नहीं बना सकता। जब अम्ल के अपने [ऑक्सोनियम आयन](#def-g12-ka-and-pka-oxonium) पानी द्वारा दिए जाने वाले $1 \times 10^{-7}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ से कम हो जाते हैं, तो पानी के [आयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) हावी हो जाते हैं: [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) नीचे से 7 की ओर बढ़ता है और उसे कभी पार नहीं करता।

**अभ्यास 44.15 ★★★.**

ऐस्कॉर्बिक अम्ल (विटामिन C, $pK_a = 4.04$, $M = 176.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$): $500\,\mathrm{mg}$ की एक गोली $200\,\mathrm{mL}$ पानी में घोली जाती है। [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) निकालिए (केवल पहली अम्लता पर विचार कीजिए)।

**हल — अभ्यास 44.15.**

$n = 0.500 / 176.0 = 2.84 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}$, $c = 0.0142\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$; $K_a = 9.12 \times 10^{-5}$; $x^2 + 9.12 \times 10^{-5}\,x - 1.30 \times 10^{-6} = 0$ से $x = 1.09 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ मिलता है: [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 2.96।

## 44.6 समस्या: चींटी का विष

**समस्या 44.1.**

सप्ताहांत समस्या — चींटी के विष का मेथेनोइक अम्ल 0.010 mol/L पर कौन-सा pH देता है, और खाने का सोडा उसकी जलन को कैसे शांत करता है?

मेथेनोइक अम्ल, $\ce{HCOOH}$, चींटियों के विष में पाया जाता है। $25\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ पर उसका $pK_a$ 3.74 है। हम $0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ के एक विलयन का अध्ययन करते हैं और उसकी तुलना हाइड्रोक्लोरिक अम्ल से करते हैं।

**भाग I — अम्ल।**

1. मेथेनोइक अम्ल की [लुइस संरचना](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/24-lewis-structures-and-the-shape-of-molecules#def-g10-lewis-and-shape-lewis-structure) बनाइए और वह हाइड्रोजन घेरिए जो वह देता है।
2. उसका युग्म और पानी के साथ उसकी अभिक्रिया लिखिए।
3. $K_a$ लिखिए और उसका मान निकालिए।
4. युग्म को $pK_a$ पैमाने पर रखिए: क्या मेथेनोइक अम्ल एथेनोइक अम्ल से अधिक प्रबल है या अधिक दुर्बल?
5. विलयन के $1.0\,\mathrm{L}$ में मेथेनोइक अम्ल का द्रव्यमान निकालिए।

**भाग II — [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph)।**

6. $x = [\ce{H3O+}]$ के साथ प्रति लीटर [प्रगति सारणी](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/27-the-reaction-progress-table#def-g10-reaction-progress-table-extent) भरिए।
7. समीकरण $Q_{eq} = K_a$ लिखिए।
8. उसे हल कीजिए।
9. [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) निकालिए।
10. अम्ल का कितना भाग पानी से अभिक्रिया कर चुका है?
11. जाँचिए कि पानी से आने वाले [आयनों](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) की उपेक्षा की जा सकती है।

**भाग III — तुलना।**

12. $0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ पर हाइड्रोक्लोरिक अम्ल का [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) क्या है?
13. उसमें मेथेनोइक अम्ल विलयन की तुलना में कितने गुना अधिक [ऑक्सोनियम आयन](#def-g12-ka-and-pka-oxonium) हैं?
14. प्रबल और दुर्बल शब्दों का उपयोग करते हुए अंतर समझाइए।

**भाग IV — खाने का सोडा।**

15. खाने का सोडा सोडियम हाइड्रोजनकार्बोनेट है। मेथेनोइक अम्ल और हाइड्रोजनकार्बोनेट [आयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) के बीच की अभिक्रिया लिखिए (वह मेथेनोएट और $\ce{CO2,H2O}$ देती है)।
16. दिखाइए कि उसका स्थिरांक $K = K_a(\ce{HCOOH}) / K_a(\ce{CO2,H2O})$ है, और उसे निकालिए।
17. क्या अभिक्रिया अनुकूल है? कौन-सी गैस दिखाई देती है?
18. त्वचा पर हाइड्रॉक्साइड से कहीं [दुर्बल क्षारक](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) , जैसे हाइड्रोजनकार्बोनेट, क्यों पसंद किया जाता है?
19. अंतिम उत्तर बताइए: $0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ मेथेनोइक अम्ल विलयन का [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) क्या है?

**हल — समस्या 44.1.**

**1.** $\ce{H-C(=O)-O-H}$: दिया जाने वाला हाइड्रोजन $\ce{O-H}$ का है।

**2.** $\ce{HCOOH}$/$\ce{HCOO-}$; $\ce{HCOOH + H2O <=> HCOO- + H3O+}$।

**3.** $K_a = \dfrac{[\ce{HCOO-}][\ce{H3O+}]}{[\ce{HCOOH}]c^\circ} =
10^{-3.74} = 1.82 \times 10^{-4}$।

**4.** एथेनोइक अम्ल से नीचे ($3.74 < 4.76$): अधिक प्रबल।

**5.** $M = 46.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$: $0.010 \times 46.0 = 0.46\,\mathrm{g}$।

**6.** $\ce{HCOOH}$: $0.010 - x$; $\ce{HCOO-}$: $x$; $\ce{H3O+}$: $x$।

**7.** $\dfrac{x^2}{0.010 - x} = 1.82 \times 10^{-4}$।

**8.** $x^2 + 1.82 \times 10^{-4}\,x - 1.82 \times 10^{-6} = 0$: $x = 1.26 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$।

**9.** $\mathrm{pH} = -\log(1.26 \times 10^{-3}) = 2.90$।

**10.** $1.26 \times 10^{-3}/0.010 = 12.6\,\%$।

**11.** $1.26 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$, $1 \times 10^{-7}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ के दस हज़ार गुने से भी अधिक है: पानी के अपने [आयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) नगण्य हैं।

**12.** [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 2.0।

**13.** $0.010 / 1.26 \times 10^{-3} \approx 8$ गुना अधिक।

**14.** हाइड्रोक्लोरिक अम्ल एक [प्रबल अम्ल](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) है, जो पूरी तरह [आयनों](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) में बदल जाता है; मेथेनोइक अम्ल दुर्बल है: पानी के साथ उसकी अभिक्रिया एक साम्य पर रुक जाती है जहाँ उसका अधिकांश $\ce{HCOOH}$ के रूप में बचा रहता है।

**15.** $\ce{HCOOH + HCO3- -> HCOO- + CO2 + H2O}$।

**16.** इस व्यंजक

$$
K = \frac{[\ce{HCOO-}]\,[\ce{CO2}]}{[\ce{HCOOH}]\,[\ce{HCO3-}]}
$$

के अंश और हर को $[\ce{H3O+}]$ से गुणा करने पर $K = K_a(\ce{HCOOH}) / K_a(\ce{CO2,H2O}) =
1.82 \times 10^{-4}/4.3 \times 10^{-7} \approx 420$ मिलता है।

**17.** हाँ, $K \gg 1$; कार्बन डाइऑक्साइड बुलबुलों के रूप में निकलती है।

**18.** हाइड्रॉक्साइड एक [प्रबल क्षारक](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) है और स्वयं त्वचा पर आक्रमण करता; हाइड्रोजनकार्बोनेट एक [दुर्बल क्षारक](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) है जो अम्ल को उदासीन करता है और किसी भी अधिकता में सौम्य रहता है।

**19.** [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 2.9।