ప్ర‌శ్న‌లు - జ‌వాబులు

4 మార్కుల ప్రశ్నలు

1. బ్రాన్‌స్టెడ్ - లౌరి ఆమ్ల, క్షార సిద్ధాంతాన్ని వివరించండి. 
జ:  బ్రాన్‌స్టెడ్ ఆమ్లం: వేరొక పదార్థానికి ప్రోటాన్‌ని దానం చేసే పదార్థం. ఉదా: HCl, HNO₃.
బ్రాన్‌స్టెడ్ క్షారం: వేరొక పదార్థం నుంచి ప్రోటాన్‌ని స్వీకరించే పదార్థం. ఉదా: NH₃, Cl^-, HSO₄^-.
కాంజుగేట్ ఆమ్ల - క్షార జంట: ఒక ప్రోటాన్ తేడా ఉన్న ఆమ్ల క్షార జంట.
NH₃ + H₂O   NH₄⁺+ OH^-
H₂O  &  OH^-  ; NH₄⁺&  NH₃ లు ఆమ్ల క్షార (కాంజుగేట్) జంటలు.

2. లూయీస్ ఆమ్ల, క్షార సిద్ధాంతాన్ని వివరించండి.
జ: లూయీ ఆమ్లం: ఎలక్ట్రాన్ జంటను స్వీకరించి సమన్వయ సమయోజనీయ బంధాన్ని ఏర్పరచగల పదార్థం. 
     ఉదా: BF₃, BCl₃

లూయిస్ ఆమ్లాల్లో రకాలు:
* అన్ని కేటయాన్లు: CO, Fe
* ఎలక్ట్రాన్ షష్టి మూలకాలు: O, S
* బహుబంధాలుండే అణువులు: CO₂, SO₂.
* ఖాళీ d - ఆర్బిటాళ్లుండే అణువులు: SF₄, SiF₄.
* అసంపూర్తి అష్టకం ఉండే అణువులు: AlF₃, BF₃.
లూయీస్ క్షారం: ఎలక్ట్రాన్ జంటను దానం చేసి సమన్వయ సమయోజనీయ బంధాన్ని ఏర్పరచగల పదార్థం.
                     ఉదా: H₂O, NH₃.
లూయీస్ క్షారాల్లో రకాలు:
* అన్ని ఆనయాన్లు: F^- , Cl^-
* ఒంటరి జంటలున్న అణువులు: ROH, NH₃
* బహుబంధాలుండే అణువులు: C₂H₂, C₂H₄
         బ్రాన్‌స్టెడ్ క్షారాలన్నీ లూయీస్ క్షారాలే. ఉదాహరణకు NH₃ ప్రోటాన్‌ను స్వీకరించి NH₄ ⁺ అవుతుంది. కాబట్టి అది బ్రాన్‌స్టెడ్ క్షారం, NH₃ ఒక ఎలక్ట్రాన్ జంటను దానం చెయ్యగలదు కాబట్టి అది లూయీస్ క్షారం. కానీ లూయీస్ ఆమ్లాలన్నీ బ్రాన్‌స్టెడ్ ఆమ్లాలు కానక్కరల్లేదు (ప్రోటాన్లు ఉండవు కాబట్టి). ఉదా: Fe⁺³, Cu⁺², SO₂.

3. pH అంటే ఏమిటి? 0.05 M Ba(OH)₂ జలద్రావణ pH ని కనుక్కోండి.
జ: H⁺ అయాన్ గాఢత (మోల్స్/లీటర్) సంవర్గమానం రుణాత్మక విలువనే pH అంటారు.
                             pH = -log10 [H⁺]
              నార్మాలిటీ = N = [OH^-] = 2 × 0.05 = 0.1 = 10^-1
               pOH = -log10 [OH^-) = -log[10^-1] = - (-1) = 1
                 pH = 14 - pOH = 14 - 1 = 13.

4. బఫర్ ద్రావణాలంటే ఏమిటి? సోదాహరణంగా వర్గీకరించండి.
జ: బఫర్ ద్రావణం: కొన్ని మి.లీ.ల బలమైన ఆమ్లాన్ని లేదా బలమైన క్షారాన్ని కలిపినా pH లో మార్పును నిరోధించే ద్రావణాలను బఫర్ ద్రావణాలు అంటారు.
ఆమ్ల బఫర్ ద్రావణాలు: బలహీనమైన ఆమ్లానికి, దాని బలమైన క్షారంతో తయారైన లవణ ద్రావణం కలిపితే ఏర్పడే ద్రావణం.
ఉదా: CH₃COOH + CH₃COONa
క్షార బఫర్ ద్రావణాలు: బలహీనమైన క్షారానికి, దాని బలమైన ఆమ్లంతో తయారైన లవణ ద్రావణాన్ని కలిపితే ఏర్పడే ద్రావణం.
ఉదా: NH₄OH + NH₄Cl

5. ఆమ్ల బఫర్, క్షార బఫర్ ద్రావణాలు పని చేసే విధానాన్ని తెలపండి.
జ: ఆమ్ల బఫర్ ద్రావణం పనిచేసే విధానం: ఆమ్ల బఫర్ ద్రావణానికి
     (ఉదా: CH₃COOH + CH₃COONa) కొద్ది చుక్కల బలమైన ఆమ్లాన్ని కలిపితే, ఆమ్లం నుంచి వచ్చిన H⁺ అయాన్లు, CH₃COO^- తో కలిసి బలహీనమైన ఆమ్లం ఏర్పడుతుంది.
            CH₃COO^- + H⁺ → CH₃COOH
    H అయాన్ గాఢతలో మార్పు లేనందువల్ల బఫర్ pH మారదు. బఫర్‌కి కొద్ది చుక్కల బలమైన క్షారాన్ని కలిపితే, క్షారం నుంచి వచ్చే OH^- అయాన్లు ఆమ్లంలోని H⁺ అయాన్లతో కలసి H₂O ని ఇస్తాయి.
      CH₃ COOH + OH^-  →  CH₃COO^- + H₂O
      OH^- అయాన్ గాఢతలో మార్పు లేనందువల్ల బఫర్ pH మారదు.
క్షార బఫర్ ద్రావణం పనిచేసే విధానం: క్షార బఫర్ ద్రావణానికి (ఉదా: NH₄OH + NH₄Cl) కొద్ది చుక్కల బలమైన ఆమ్లాన్ని కలిపితే, ఆమ్లం నుంచి వచ్చిన H⁺ అయాన్లు, క్షారంలోని OH^- అయాన్లతో కలసి, స్పల్పంగా విఘటనం చెందే నీటిని ఇస్తుంది. H⁺ అయాన్ గాఢతలో మార్పులేనందు వల్ల, బఫర్ pH మారదు.
           NH₄OH + H⁺  →  NH₄⁺ + H₂O

         క్షార బఫర్‌కి కొద్ది చుక్కల బలమైన ఆమ్లాన్ని కలిపితే, క్షారం నుంచి వచ్చే OH^- అయాన్లు, NH₄⁺ అయాన్లతో కలసి NH₄OH ను ఇస్తాయి. 
          NH₄⁺ + OH^-  →  NH₄OH
          OH అయాన్ గాఢతలో మార్పు లేనందువల్ల, బఫర్ pH మారదు.
 

6. లవణ జలవిశ్లేషణ అంటే ఏమిటి? అమ్మోనియం క్లోరైడ్ జలద్రావణానికి pH విలువ 7 కంటే తక్కువగా ఉండటానికి కారణం ఏమిటి?
జ: లవణానికి చెందిన కేటయాన్ లేదా ఆనయాన్ లేదా రెండూ నీటితో చర్య జరిపి H⁺ అయాన్లు లేదా OH^-అయాన్లు లేదా రెండూ ఏర్పడే దృగ్విషయాన్ని ''లవణ జలవిశ్లేషణ'' అంటారు.
NH₄Cl జల విశ్లేషణ: NH₄Cl లవణం బలహీన క్షారమైన NH₄OH, బలమైన ఆమ్లమైన HCl వల్ల ఏర్పడింది. అంటే NH₄⁺ కాంజుగేట్ అయాన్ బలమైన ఆమ్లం. ఇది కేటయాన్ జల విశ్లేషణ చెంది H⁺  అయాన్‌లను ఇస్తుంది. కాబట్టి NH₄Cl  జల ద్రావణానికి ఆమ్ల స్వభావం ఉంటుంది. pH < 7.

7. (a) సోడియం ఎసిటేట్ (b) అమ్మోనియం ఎసిటేట్ జలద్రావణాల స్వభావాన్ని వివరించండి.
జ: CH3COONa జల విశ్లేషణ:
CH₃COONa లవణం CH₃COOH అనే బలహీన ఆమ్లం, NaOH అనే బలమైన క్షారం వల్ల ఏర్పడింది. కాబట్టి CH₃COO^- కాంజుగేట్ అయాన్ బలమైన క్షారం, ఇది ఆనయాన్ జల విశ్లేషణం చెంది OH^- అయాన్‌లను ఇస్తుంది. CH₃COONa జలద్రావణానికి క్షార స్వభావం ఉంటుంది. pH > 7.

                 
CH₃COONH₄ జలవిశ్లేషణ:
          CH₃COONH₄ లవణం CH₃COOH అనే బలహీన ఆమ్లం, NH₄OH అనే బలహీన క్షారం వల్ల ఏర్పడింది. CH₃COO^-, NH₄⁺ కాంజుగేట్ అయాన్లు వరుసగా బలమైన క్షారం, బలమైన ఆమ్లం. ఇవి ఆనయాన్, కేటయాన్ జలవిశ్లేషణ చెంది OH^-, H⁺ అయాన్‌లను ఇస్తాయి. బలహీన ఆమ్లం లేదా బలహీన క్షారం విఘటనా తీవ్రతలను బట్టి ద్రావణ స్వభావం తటస్థంగా లేదా ఆమ్ల లేదా క్షార స్వభావంతో ఉంటుంది.  

8. ఉమ్మడి అయాన్ ప్రభావం అంటే ఏమిటి? దాని ప్రాముఖ్యతను తెలపండి.
జ: ఉమ్మడి అయాన్ ప్రభావం లేదా ఉభయ సామాన్య అయాన్ ప్రభావం:
        ఒక బలహీన విద్యుద్విశ్లేష్యకానికి, ఉమ్మడి కేటయాన్ ఉన్న బలమైన విద్యుద్విశ్లేష్యకాన్ని కలిపితే, బలహీన విద్యుద్విశ్లేష్యకం ద్రావణీయత తగ్గిపోయే ప్రక్రియను ''ఉమ్మడి అయాన్ ప్రభావం'' అంటారు.
ఉమ్మడి అయాన్ ప్రభావం అనువర్తనాలు:
* NaCl ద్రావణంలోకి, HCl వాయువును పంపితే శుద్ధమైన NaCl అవక్షేపితమవుతుంది.
* బఫర్ ద్రావణాల H⁺ అయాన్ గాఢతను నియంత్రించడానికి
* విశ్లేషణాత్మక రసాయనశాస్త్రంలో
* గుణాత్మక విశ్లేషణలో లవణంలోని కేటయాన్‌ను గుర్తించడానికి ఉపయోగిస్తారు.
 

9. ద్రావణీయతా లబ్ధం అంటే ఏమిటి? దాని అనువర్తనాలను తెలపండి.
జ: ద్రావణీయతా లబ్ధం (K_sp): ఒక సంతృప్త లవణ ద్రావణంలో ఉన్న కేటయాన్, ఆనయాన్ గాఢతల లబ్ధాన్ని ద్రావణీయతా లబ్ధం అంటారు. A_x B_y అనే లవణానికి ద్రావణీయతా లబ్ధాన్ని కింది విధంగా వివరించవచ్చు.

            A_x B_y      xA⁺ + yB^-

ద్రావణీయతా లబ్ధం అనువర్తనాలు:
* III గ్రూపు హైడ్రాక్సైడ్‌లు, II, IV వ గ్రూపు సల్ఫైడ్లను అవక్షేపించడం.
* సోడియం బై కార్పొనేట్‌ను పారిశ్రామికంగా తయారుచేయడంలో.
 

10. (a) AB లవణం ద్రావణీయత 10^-10 మోల్స్/లీటర్². అయితే ఆ లవణం ద్రావణీయత ఎంత?
       (b) A₂B లవణం ద్రావణీయత 2 × 10^-3 మోల్స్/లీటర్. అయితే ఆ లవణం ద్రావణీయతా లబ్ధం ఎంత?
జ: (a) K_SP = [A⁺][B-] = S × S = S_²
          ద్రావణీయత (S) =  = 10^-5 మోల్స్/లీటర్
               (b) S = ద్రావణీయత = 2 × 10^-3 మోల్స్/లీటర్
                  K_SP = [A⁺]² [B^-]² = (2S)² × S = 4S³
        K_SP = 4(2 × 10^-3)³ = 32 × 10^-9 మోల్స్³/లీటర్³