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title: "बफ़र और प्रभाविता आरेख"
book: "विद्यालय रसायन विज्ञान — कक्षा 1 से 12"
subject: chemistry
language: hi
chapter: 45
exercises: 15
source: https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/45-buffers-and-predominance-diagrams
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)"
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# अध्याय 45 — बफ़र और प्रभाविता आरेख

रक्त की एक जाँच धमनी-रक्त का [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) बताती है: सामान्यतः 7.38 और 7.42 के बीच। काम करती पेशियाँ रक्त में अम्ल उड़ेलती हैं, फेफड़े उससे कार्बन डाइऑक्साइड बाहर निकालते हैं, भोजन अम्ल और क्षारक लाता है; फिर भी [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) मुश्किल से हिलता है। स्पीशीज़ का एक जोड़ा, एक अम्ल और उसका अपना क्षारक, इन झटकों को सोख लेता है। यह अध्याय दिखाता है कि किसी दिए गए [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) पर किसी युग्म का कौन-सा रूप प्रभावी होता है, किसी रंगीन युग्म की कुछ बूँदें [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) को कैसे प्रकट करती हैं, और किसी अम्ल और उसके क्षारक का [मिश्रण](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/8-pure-substances-and-mixtures#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) को कैसे स्थिर रखता है।

**पहले से ज्ञात.**

[अम्ल–क्षारक युग्म](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/44-ka-pka#def-g12-ka-and-pka-bronsted), $K_a$ और $pK_a$; किसी विलयन का [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) ([अध्याय 44](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/44-ka-pka#ch-g12-ka-and-pka), [अध्याय 18](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#ch-g9-acids-bases-ph))।

![रक्त के नमूने: उनका pH एक संकरे परास में बना रहता है।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-buffers-predominance/img-5cdfaccbd12e.jpg)

*रक्त के नमूने: उनका [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) एक संकरे परास में बना रहता है।*

## 45.1 प्रभाविता आरेख

**प्रतिज्ञप्ति 45.1 (हेंडरसन संबंध).**

युग्म $\ce{HA}$/$\ce{A-}$ वाले किसी भी [जलीय विलयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/9-solutions-and-solubility#def-g6-solutions-and-solubility-solute) में,

$$
\mathrm{pH} = pK_a + \log\frac{[\ce{A-}]}{[\ce{HA}]} .
$$

**उपपत्ति.** $K_a = \dfrac{[\ce{A-}][\ce{H3O+}]}{[\ce{HA}]c^\circ}$ से, दोनों पक्षों का $-\log$ लीजिए: $pK_a = \mathrm{pH} - \log\dfrac{[\ce{A-}]}{[\ce{HA}]}$। ∎

**परिभाषा 45.2 (प्रभाविता और वितरण आरेख).**

किसी युग्म का *प्रभाविता आरेख* $pK_a$ पर विभाजित एक [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) अक्ष है: उसके नीचे अम्ल HA प्रभावी होता है ($[\ce{HA}] > [\ce{A-}]$), ऊपर क्षारक $\ce{A-}$। *वितरण आरेख* [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) के विरुद्ध हर रूप का अंश, $[\ce{HA}]/c$ और $[\ce{A-}]/c$, दिखाता है; दोनों वक्र $\mathrm{pH} = pK_a$ पर एक-दूसरे को काटते हैं।

**विधि 45.3 (प्रभाविता आरेख बनाना).**

1. 0 से 14 तक एक [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) अक्ष बनाइए और युग्म का $pK_a$ चिह्नित कीजिए।
2. अम्ल को $pK_a$ के बाईं ओर और क्षारक को दाईं ओर लिखिए।
3. कई युग्मों वाली स्पीशीज़ (देने के लिए दो हाइड्रोजन वाला अम्ल, कोई ऐमीनो अम्ल) के लिए हर $pK_a$ चिह्नित कीजिए: हर अंतराल एक रूप का होता है।
4. $pK_a$ से एक इकाई दूर ही अनुपात 10 और 1 का हो जाता है: अल्प रूप $10\,\%$ से कम होता है।

![चार युग्मों के प्रभाविता आरेख: अम्ल (बाएँ, लाल) अपने pK_a से नीचे प्रभावी होता है, क्षारक (दाएँ, नीला) उससे ऊपर।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-buffers-predominance/fig-6e70ab8ad5e5.svg)

*चार युग्मों के [प्रभाविता आरेख](#def-g12-buffers-predominance-predominance): अम्ल (बाएँ, लाल) अपने $pK_a$ से नीचे प्रभावी होता है, क्षारक (दाएँ, नीला) उससे ऊपर।*

![pK_a मानों से निकाले गए वितरण आरेख। बाएँ: एथेनोइक अम्ल, वक्र 4.76 पर काटते हैं। दाएँ: ग्लाइसीन, H2N-CH2-COOH, दो युग्मों के साथ (pK_a 2.35 और 9.78): धनायन H3N+-CH2-COOH, ज़्विटर आयन H3N+-CH2-COO- और ऋणायन H2N-CH2-COO-।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-buffers-predominance/fig-5583559e2d06.svg)

![pK_a मानों से निकाले गए वितरण आरेख। बाएँ: एथेनोइक अम्ल, वक्र 4.76 पर काटते हैं। दाएँ: ग्लाइसीन, H2N-CH2-COOH, दो युग्मों के साथ (pK_a 2.35 और 9.78): धनायन H3N+-CH2-COOH, ज़्विटर आयन H3N+-CH2-COO- और ऋणायन H2N-CH2-COO-।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-buffers-predominance/fig-454ac4aff5f3.svg)

*$pK_a$ मानों से निकाले गए [वितरण आरेख](#def-g12-buffers-predominance-predominance)। बाएँ: एथेनोइक अम्ल, वक्र 4.76 पर काटते हैं। दाएँ: ग्लाइसीन, $\ce{H2N-CH2-COOH}$, दो युग्मों के साथ ($pK_a$ 2.35 और 9.78): [धनायन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) $\ce{H3N+-CH2-COOH}$, ज़्विटर [आयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) $\ce{H3N+-CH2-COO-}$ और [ऋणायन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) $\ce{H2N-CH2-COO-}$।*

**उदाहरण 45.4 (शरीर में ग्लाइसीन).**

रक्त के [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph), लगभग 7.4, पर ग्लाइसीन अपने दोनों $pK_a$ मानों के बीच होता है: वह लगभग पूरी तरह ज़्विटर [आयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) रूप में होता है, जिसके नाइट्रोजन पर धनात्मक आवेश और कार्बोक्सिलेट पर ऋणात्मक आवेश होता है, और कुल मिलाकर वह उदासीन होता है। हर ऐमीनो अम्ल इसी तरह व्यवहार करता है।

## 45.2 अम्ल–क्षारक सूचक

**परिभाषा 45.5 (अम्ल–क्षारक सूचक, रंग-परिवर्तन परास).**

*अम्ल–क्षारक सूचक* एक युग्म $\ce{HInd}$/$\ce{Ind-}$ है जिसके दोनों रूपों के रंग भिन्न होते हैं, और जिसे बहुत थोड़ी मात्रा में इस्तेमाल किया जाता है। उसका *रंग-परिवर्तन परास* वह [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) अंतराल है जिस पर रंग बदलता दिखता है, मोटे तौर पर $pK_a - 1$ से $pK_a + 1$ तक: उसके नीचे $\ce{HInd}$ का रंग दिखता है, ऊपर $\ce{Ind-}$ का, और बीच में दोनों का [मिश्रण](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/8-pure-substances-and-mixtures#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture)।

![pH के विरुद्ध चार सूचकों के रंग; छायांकित भाग रंग-परिवर्तन परास हैं। थाइमॉल ब्लू, दो युग्मों के साथ, के दो परास हैं।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-buffers-predominance/fig-2b7f870b1c17.svg)

*[pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) के विरुद्ध चार सूचकों के रंग; छायांकित भाग [रंग-परिवर्तन परास](#def-g12-buffers-predominance-indicator) हैं। थाइमॉल ब्लू, दो युग्मों के साथ, के दो परास हैं।*

**विधि 45.6 (सूचक चुनना).**

यह पता लगाने के लिए कि कोई विलयन किसी दिए गए [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) को कब पार करता है (उदाहरण के लिए, [अनुमापन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/36-titration#def-g11-titration-titration) के अंत का [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph)), ऐसा सूचक चुनिए जिसके [रंग-परिवर्तन परास](#def-g12-buffers-predominance-indicator) में वह [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) हो: तब रंग ठीक वहीं बदलता है।

## 45.3 बफ़र विलयन

**परिभाषा 45.7 (बफ़र विलयन).**

*बफ़र विलयन* वह विलयन है जिसका [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) थोड़ा अम्ल या क्षारक मिलाने पर, या तनु करने पर, बहुत कम बदलता है। यह आम तौर पर एक [दुर्बल अम्ल](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/44-ka-pka#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) और उसके संयुग्मी क्षारक की तुलनीय मात्राओं से बना होता है; तब उसका [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) युग्म के $pK_a$ के निकट होता है।

**प्रतिज्ञप्ति 45.8 (बफ़र प्रतिरोध क्यों करता है).**

$\ce{HA}$ और $\ce{A-}$ के बफ़र में, मिलाया गया [प्रबल अम्ल](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/44-ka-pka#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) $\ce{A-}$ द्वारा ($\ce{A- + H3O+ -> HA + H2O}$) और मिलाया गया [प्रबल क्षारक](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/44-ka-pka#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) $\ce{HA}$ द्वारा ($\ce{HA + OH- -> A- + H2O}$) खपा लिया जाता है; अनुपात $[\ce{A-}]/[\ce{HA}]$, और इसलिए [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph), केवल थोड़ा बदलता है। [तनुकरण](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/26-concentration-and-dilution#def-g10-concentration-and-dilution-dilution) अनुपात को बिल्कुल नहीं बदलता।

**उपपत्ति.** हेंडरसन संबंध के अनुसार [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) केवल अनुपात पर निर्भर करता है। हर रूप के $10\,\mathrm{mmol}$ वाले बफ़र में $1\,\mathrm{mmol}$ अम्ल मिलाने से अनुपात $10/10$ से $9/11$ हो जाता है, और [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) केवल $\log(9/11) = -0.09$ बदलता है। ∎

![शुद्ध पानी में और एथेनोइक अम्ल और सोडियम एथेनोएट (हर एक 0.10\, mol/ L) के बफ़र में हाइड्रोक्लोरिक अम्ल मिलाना। पानी का pH 7 से लगभग 2 तक गिरता है; बफ़र का 4.76 से 4.67 तक।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-buffers-predominance/fig-ce581267d30d.svg)

*शुद्ध पानी में और एथेनोइक अम्ल और सोडियम एथेनोएट (हर एक $0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$) के बफ़र में हाइड्रोक्लोरिक अम्ल [मिलाना](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/2-mixing-and-dissolving#def-g2-mixing-and-dissolving-mix)। पानी का [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 7 से लगभग 2 तक गिरता है; बफ़र का 4.76 से 4.67 तक।*

**विधि 45.9 (बफ़र तैयार करना).**

1. ऐसा युग्म चुनिए जिसका $pK_a$ वांछित [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) से एक इकाई के भीतर हो (आदर्श रूप से उसके निकट)।
2. अनुपात $[\ce{A-}]/[\ce{HA}] = 10^{\mathrm{pH} - pK_a}$ निकालिए।
3. [दुर्बल अम्ल](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/44-ka-pka#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) और उसके क्षारक के किसी लवण को उस अनुपात में मिलाइए, ऐसी सांद्रताओं पर जो अम्ल या क्षारक की मात्राओं को सोखने के लिए पर्याप्त ऊँची हों।

**प्रयोगशाला में — pH 4.8 पर बफ़र तैयार करना.**

$0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ एथेनोइक अम्ल के $50.0\,\mathrm{mL}$ को $0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ सोडियम एथेनोएट के $50.0\,\mathrm{mL}$ के साथ मिलाया जाता है; [pH मीटर](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph-paper) लगभग 4.8 पढ़ता है। $1\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ हाइड्रोक्लोरिक अम्ल की कुछ बूँदें पाठ्यांक को मुश्किल से हिलाती हैं, जबकि वही बूँदें $100\,\mathrm{mL}$ आसुत जल में उसे लगभग 3 तक गिरा देती हैं।

## 45.4 सजीवों में बफ़र

**उदाहरण 45.10 (रक्त का बफ़र).**

रक्त का मुख्य बफ़र घुली हुई कार्बन डाइऑक्साइड और हाइड्रोजनकार्बोनेट [आयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) का युग्म, $\ce{CO2,H2O}$/$\ce{HCO3-}$, है। रक्त में शरीर-क्रिया विज्ञानी इसके लिए संबंध $\mathrm{pH} = 6.1 +
\log\big([\ce{HCO3-}]/[\ce{CO2}]\big)$ का उपयोग करते हैं। फेफड़े कार्बन डाइऑक्साइड हटाते हैं, गुर्दे हाइड्रोजनकार्बोनेट को समायोजित करते हैं: मिलकर वे अनुपात को, और इसलिए [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) को, बनाए रखते हैं।

![स्विमिंग पूल के पानी की जाँच: सूचकों के रंग pH बताते हैं।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-buffers-predominance/img-a2998804630a.jpg)

*स्विमिंग पूल के पानी की जाँच: सूचकों के रंग [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) बताते हैं।*

## 45.5 अभ्यास

**अभ्यास 45.1 ★.**

युग्म $\ce{CH3COOH}$/$\ce{CH3COO-}$ ($pK_a = 4.76$) का कौन-सा रूप [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 2, [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 4.76 और [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 7 पर प्रभावी होता है?

**हल — अभ्यास 45.1.**

[pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 2: $\ce{CH3COOH}$। [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 4.76: दोनों समान मात्राओं में। [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 7: $\ce{CH3COO-}$।

**अभ्यास 45.2 ★.**

एथेनोइक अम्ल के [वितरण आरेख](#def-g12-buffers-predominance-predominance) पर [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 4 और [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 6 पर $\ce{CH3COO-}$ का अंश पढ़िए।

**हल — अभ्यास 45.2.**

[pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 4: $1/(1 + 10^{0.76}) = 0.15$। [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 6: $1/(1 + 10^{-1.24}) = 0.95$।

**अभ्यास 45.3 ★.**

ब्रोमोथाइमॉल ब्लू [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 5 पर कौन-सा रंग दिखाता है? [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 7 पर? [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 9 पर?

**हल — अभ्यास 45.3.**

पीला; हरा (अपने परास के भीतर); नीला।

**अभ्यास 45.4 ★.**

[pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 7.4 वाले विलयन में युग्म $\ce{NH4+}$/$\ce{NH3}$ का कौन-सा रूप प्रभावी होता है? [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 11 पर?

**हल — अभ्यास 45.4.**

[pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 7.4 पर, जो 9.26 से नीचे है: $\ce{NH4+}$। [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 11 पर: $\ce{NH3}$।

**अभ्यास 45.5 ★.**

सूचक बहुत थोड़ी मात्रा में क्यों इस्तेमाल किए जाते हैं?

**हल — अभ्यास 45.5.**

सूचक स्वयं एक [अम्ल–क्षारक युग्म](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/44-ka-pka#def-g12-ka-and-pka-bronsted) है: बड़ी मात्रा में वह उसी [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) को बदल देता जिसे उसे दिखाना है।

**अभ्यास 45.6 ★★.**

[pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 3.76, 4.76 और 5.76 पर अनुपात $[\ce{CH3COO-}]/[\ce{CH3COOH}]$ निकालिए।

**हल — अभ्यास 45.6.**

$10^{\mathrm{pH} - 4.76}$: 0.1; 1; 10।

**अभ्यास 45.7 ★★.**

एक [अनुमापन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/36-titration#def-g11-titration-titration) [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 8.7 पर समाप्त होता है। चित्र के चार सूचकों में से आप कौन-सा चुनेंगे? मेथिल रेड क्यों नहीं?

**हल — अभ्यास 45.7.**

फ़ीनॉल्फ़्थेलीन (8.0–10.0) या थाइमॉल ब्लू (8.0–9.1): उनके परासों में 8.7 आता है। मेथिल रेड 4.2 और 6.3 के बीच बदलता है, 8.7 से बहुत दूर: वह बहुत पहले ही बदल चुका होता।

**अभ्यास 45.8 ★★.**

एक बफ़र में $0.20\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ एथेनोइक अम्ल और $0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ सोडियम एथेनोएट है। उसका [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) निकालिए।

**हल — अभ्यास 45.8.**

$\mathrm{pH} = 4.76 + \log(0.10/0.20) = 4.76 - 0.30 = 4.46$।

**अभ्यास 45.9 ★★.**

ग्लाइसीन आरेख की मदद से [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 1, 6 और 12 पर प्रभावी रूप उसके आवेश के साथ बताइए।

**हल — अभ्यास 45.9.**

[pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 1 पर प्रभावी रूप [धनायन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) $\ce{H3N+-CH2-COOH}$ है, जिसका आवेश $+1$ है। [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 6 पर ज़्विटर [आयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion), जिसका कुल आवेश 0 है। [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 12 पर [ऋणायन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) $\ce{H2N-CH2-COO-}$ है, जिसका आवेश $-1$ है।

**अभ्यास 45.10 ★★.**

अनुक्रिया वक्र पढ़िए: $1.0\,\mathrm{mL}$ अम्ल के बाद पानी का [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) कितना गिरता है? और बफ़र का?

**हल — अभ्यास 45.10.**

पानी: 7.0 से $-\log(1.0 \times 10^{-4}/0.101) = 3.0$ तक, 4 इकाइयों की गिरावट। बफ़र: 4.76 से $4.76 + \log(9.9/10.1) = 4.75$ तक, 0.01 की गिरावट।

**अभ्यास 45.11 ★★.**

[pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 9.5 पर बफ़र बनाने के लिए आप प्रभाविता वाले चित्र का कौन-सा युग्म चुनेंगे? उसके दोनों रूपों को आप किस अनुपात में मिलाएँगे?

**हल — अभ्यास 45.11.**

$\ce{NH4+}$/$\ce{NH3}$ ($pK_a = 9.26$)। अनुपात $[\ce{NH3}]/[\ce{NH4+}] = 10^{9.5 - 9.26} = 1.7$।

**अभ्यास 45.12 ★★★.**

चित्र वाले एथेनोएट बफ़र (हर रूप का $10\,\mathrm{mmol}$) में हाइड्रोक्लोरिक अम्ल मिलाया जाता है। उसका [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) एक इकाई गिरने से पहले वह कितना अम्ल सह सकता है? अधिक सांद्र बफ़र की धारिता अधिक क्यों कही जाती है?

**हल — अभ्यास 45.12.**

[pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) एक इकाई तब गिरता है जब अनुपात $1/10$ तक पहुँचता है: $(10 - n)/(10 + n) = 0.1$, इसलिए $n = 8.2\,\mathrm{mmol}$। जिस बफ़र में हर रूप अधिक हो, वह अनुपात में उसी परिवर्तन के लिए अधिक अम्ल या क्षारक सोख सकता है: उसकी धारिता अधिक होती है।

**अभ्यास 45.13 ★★★.**

[pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 5.0 पर बफ़र पाने के लिए $0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ एथेनोइक अम्ल के $100\,\mathrm{mL}$ में $0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ सोडियम एथेनोएट विलयन का कितना आयतन मिलाना चाहिए?

**हल — अभ्यास 45.13.**

अनुपात $10^{5.0 - 4.76} = 1.74$; अम्ल $10\,\mathrm{mmol}$ है, इसलिए $17.4\,\mathrm{mmol}$ एथेनोएट, अर्थात विलयन के $174\,\mathrm{mL}$।

**अभ्यास 45.14 ★★★.**

थाइमॉल ब्लू के दो [रंग-परिवर्तन परास](#def-g12-buffers-predominance-indicator) हैं। कारण समझाइए, और [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 1, 5 और 10 पर उसका रंग बताइए।

**हल — अभ्यास 45.14.**

इसके दो [अम्ल–क्षारक युग्म](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/44-ka-pka#def-g12-ka-and-pka-bronsted) हैं, दो $pK_a$ के साथ, इसलिए रंग के दो परिवर्तन: [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 1 पर लाल, [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 5 पर पीला, [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 10 पर नीला।

**अभ्यास 45.15 ★★★.**

[pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 4.76 वाले एक बफ़र को आसुत जल से दस गुना तनु किया जाता है। हेंडरसन संबंध के अनुसार उसका नया [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) क्या है? यदि उसी [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) वाले किसी [प्रबल अम्ल](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/44-ka-pka#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) को दस गुना तनु किया जाए तो क्या होता है?

**हल — अभ्यास 45.15.**

[तनुकरण](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/26-concentration-and-dilution#def-g10-concentration-and-dilution-dilution) दोनों सांद्रताओं को 10 से विभाजित करता है: अनुपात, और इसलिए [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) (4.76), नहीं बदलते। दस गुना तनु किए गए [प्रबल अम्ल](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/44-ka-pka#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) का [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) एक इकाई बढ़ जाता है।

## 45.6 समस्या: रक्त का बफ़र

**समस्या 45.1.**

सप्ताहांत समस्या — हाइड्रोजनकार्बोनेट और कार्बन डाइऑक्साइड का कौन-सा अनुपात रक्त को pH 7.4 पर रखता है?

धमनी-रक्त का [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) सामान्यतः 7.38 और 7.42 के बीच होता है। उसका मुख्य बफ़र युग्म $\ce{CO2,H2O}$/$\ce{HCO3-}$ है, जिसके लिए शरीर-क्रिया विज्ञानी $\mathrm{pH} = 6.1 + \log\big([\ce{HCO3-}]/[\ce{CO2}]\big)$ का उपयोग करते हैं। रक्त में हाइड्रोजनकार्बोनेट की सामान्य सांद्रता 22 से $28\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ होती है।

**भाग I — युग्म।**

1. पानी के साथ घुली हुई कार्बन डाइऑक्साइड की वह अभिक्रिया लिखिए जो हाइड्रोजनकार्बोनेट [आयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) देती है।
2. कौन-सी स्पीशीज़ अम्ल है, कौन-सी क्षारक?
3. मान 6.1, $pK_a$ सारणी के 6.37 से भिन्न है। एक कारण बताइए (शरीर के ताप और मौजूद अन्य [आयनों](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) के बारे में सोचिए)।
4. $24\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ पर $5.0\,\mathrm{L}$ रक्त में हाइड्रोजनकार्बोनेट की कितनी मात्रा होती है?

**भाग II — प्रभाविता।**

5. $pK = 6.1$ के साथ युग्म का [प्रभाविता आरेख](#def-g12-buffers-predominance-predominance) बनाइए।
6. रक्त में कौन-सा रूप प्रभावी है?
7. रक्त थोड़ा अम्लीय है या थोड़ा क्षारकीय?

**भाग III — अनुपात।**

8. संबंध की मदद से [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 7.4 पर अनुपात $[\ce{HCO3-}]/[\ce{CO2}]$ निकालिए।
9. $[\ce{HCO3-}] = 24\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ के साथ $[\ce{CO2}]$ निकालिए।
10. सामान्य परास के दोनों सिरों, 7.38 और 7.42, पर अनुपात निकालिए।
11. [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 7.4 पर युग्म का कितना भाग हाइड्रोजनकार्बोनेट रूप में है?
12. बहुत अधिक क्षारकीय रक्त [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 7.6 तक पहुँच सकता है। तब अनुपात क्या है?

**भाग IV — जब संतुलन बिगड़ता है।**

13. तीव्र परिश्रम के दौरान रक्त में अम्ल प्रवेश करते हैं। युग्म का कौन-सा रूप उन्हें खपाता है? अभिक्रिया लिखिए।
14. यदि [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 7.1 तक गिर जाए, तो अनुपात क्या हो जाएगा?
15. हाइड्रोजनकार्बोनेट अपरिवर्तित रहने पर, कार्बन डाइऑक्साइड को कितना बढ़ना पड़ेगा? फेफड़े इसका मुक़ाबला करने के लिए क्या करते हैं?
16. [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) को स्थिर रखने के लिए [प्रबल अम्ल](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/44-ka-pka#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) के बजाय अपने क्षारक के साथ [दुर्बल अम्ल](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/44-ka-pka#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) सही साधन क्यों है?
17. यदि दोनों सांद्रताओं को दो से विभाजित किया जाए तो [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) कितना बदलता है? क्यों?
18. अंतिम उत्तर बताइए: [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 7.4 पर रक्त में हाइड्रोजनकार्बोनेट और कार्बन डाइऑक्साइड का अनुपात क्या है?

**हल — समस्या 45.1.**

**1.** $\ce{CO2 + 2H2O <=> HCO3- + H3O+}$।

**2.** घुली हुई कार्बन डाइऑक्साइड (पानी के साथ) अम्ल है, हाइड्रोजनकार्बोनेट क्षारक।

**3.** सारणी का मान शुद्ध पानी में $25\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ के लिए है; रक्त $37\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ पर है और अन्य [आयनों](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion) से भरा है, जो स्थिरांक को बदलते हैं (और शरीर-क्रिया विज्ञानी सारी घुली हुई कार्बन डाइऑक्साइड गिनते हैं)।

**4.** $24\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ पर, $0.024 \times 5.0 = 0.12\,\mathrm{mol}$।

**5.** 6.1 पर कटा एक [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) अक्ष: नीचे $\ce{CO2}$, ऊपर $\ce{HCO3-}$।

**6.** 7.4 पर, जो 6.1 से ऊपर है: हाइड्रोजनकार्बोनेट।

**7.** थोड़ा क्षारकीय: उसका [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 7 से ऊपर है।

**8.** $10^{7.4 - 6.1} = 10^{1.3} = 20$।

**9.** $24 / 20 = 1.2\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$।

**10.** $10^{1.28} = 19$ और $10^{1.32} = 21$।

**11.** $20/21 = 95\,\%$।

**12.** $10^{7.6 - 6.1} = 10^{1.5} = 32$।

**13.** हाइड्रोजनकार्बोनेट [आयन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/17-ions-and-ionic-solutions#def-g9-ions-ion): $\ce{HCO3- + H3O+ -> CO2 + 2H2O}$।

**14.** $10^{7.1 - 6.1} = 10$।

**15.** $24/20 = 1.2$ से $24/10 = 2.4\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ तक: दोगुनी। फेफड़े अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड को बाहर निकालने के लिए तेज़ और गहरी साँस लेते हैं।

**16.** [दुर्बल अम्ल](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/44-ka-pka#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) और उसका क्षारक, दोनों में से हर एक, जो मिलाया जाए उसे सोख सकता है, और [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) केवल उनके अनुपात पर निर्भर करता है; [प्रबल अम्ल](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/44-ka-pka#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) को केवल एक ही दिशा में धकेलता।

**17.** बिल्कुल नहीं: अनुपात, और इसलिए [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/18-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph), वही रहते हैं।

**18.** लगभग 20।