0.15 M 15 mL CH₃COOH (K_a=1.8×10^-5) এর সাথে  0.15 M 10 mL NaOH  মিশ্রিত করলে-

1.  মিশ্রনে এসিড অবশিষ্ট থাকে 0.03 mol
2. মিশ্রনের pH=4.744
3. মিশ্রনকে প্রশমিত করতে 7.5 mL ডেসিমোলার KOH প্রয়োজন

নিচের কোনটি সঠিক?

প্রশ্নের উত্তর: ii ও iii

এখন আমরা তিনটি বিকল্পের সত্যতা যাচাই করব।

প্রথমত: বিবরণ ও তথ্যসমূহ

• অ্যাসিড: 0.15 M CH₃COOH, পরিমাণ: 15 mL
• অ্যাল্কালি: 0.15 M NaOH, পরিমাণ: 10 mL
• অ্যাসিডের পরিমাণ: মোল = সমাধানের ঘনত্ব × ঘনত্বের পরিমাণ
  • CH₃COOH: 0.15 M × 0.015 লিটার = 0.00225 mol
• NaOH: 0.15 M × 0.010 লিটার = 0.0015 mol
• অ্যাসিডের অবশিষ্টের জন্য: অ্যাসিডের মোট পরিমাণ থেকে NaOH এর পরিমাণ বিয়োগ করলে অবশিষ্ট অ্যাসিডের মোল সংখ্যা পাওয়া যাবে।

দ্বিতীয়ত: বিকল্প (i) — "মিশ্রনে এসিড অবশিষ্ট থাকে 0.03 mol"

অ্যাসিডের মোট মোল সংখ্যা: 0.00225 mol
NaOH এর মোল সংখ্যা: 0.0015 mol
অ্যাসিডের অবশিষ্টের জন্য: 0.00225 mol - 0.0015 mol = 0.00075 mol
এটি 0.03 mol এর চেয়ে বেশি। সুতরাং, এই বিকল্পটি ভুল।

তৃতীয়ত: বিকল্প (ii) — "মিশ্রণের pH=4.744"

অ্যাসিডের পরিমাণ: 0.00075 mol, এবং এটি অর্ধেকের বেশি বা কম হতে পারে।
অ্যাসিড ও সোডিয়াম অ্যাসিটেটের সমন্বয়ে হাইব্রিড ফেজ তৈরি হয়।
pH নির্ণয় করতে পারি অ্যাসিডের অবশিষ্টের উপর ভিত্তি করে।

প্রথমে, অ্যাসিডের অবশিষ্টের মোল সংখ্যা: 0.00075 mol
সমাধানের মোট ভলিউম: 15 mL + 10 mL = 25 mL = 0.025 L
অ্যাসিডের অবশিষ্টের ঘনত্ব: 0.00075 mol / 0.025 L = 0.03 M

এখন, অ্যাসিডের অবশিষ্টের জন্য হাইব্রিড হাইব্রিড সমীকরণ ব্যবহার করে pH নির্ণয় করব। অ্যাসিডের কনজুগেটের (অ্যাকসেটেট) ঘনত্ব হবে:

 
[CH₃COO⁻] ≈ 0.03 M
[CH₃COOH] = (অ্যাসিডের অবশিষ্টের মোল সংখ্যা) / মোট ভলিউম = 0.00075 mol / 0.025 L = 0.03 M

pKa = -log Ka = -log(1.8×10^-5) ≈ 4.744.

pH = pKa + log([A^-]/[HA])
pH = 4.744 + log(0.03/0.03) = 4.744 + 0 = 4.744

চতুর্থত: বিকল্প (iii) — "মিশ্রনকে প্রশমিত করতে 7.5 mL ডেসিমোলার KOH প্রয়োজন"

প্রশমনের জন্য প্রয়োজনীয় KOH পরিমাণ নির্ণয় করি।

অ্যাসিডের অবশিষ্টের মোল সংখ্যা: 0.00075 mol
প্রয়োজনীয় KOH: এই অবশিষ্ট অ্যাসিডের জন্য সম্পূর্ণ প্রশমনের জন্য সমান মোল পরিমাণে KOH লাগবে।

ভলিউম: 7.5 mL = 0.0075 L
প্রয়োজনীয় KOH এর মোল সংখ্যা: 0.15 M × 0.0075 L = 0.001125 mol

অ্যাসিডের অবশিষ্টের মোল সংখ্যা: 0.00075 mol
অতএব, প্রয়োজনীয় KOH এর মোল সংখ্যা (0.001125 mol) > অবশিষ্ট অ্যাসিডের মোল সংখ্যা (0.00075 mol)। এই পরিমাণ KOH দিয়ে সম্পূর্ণ অ্যাসিড প্রশমিত হবে।

অতএব, বিকল্প (iii) সত্য।

সারাংশ:

• অ্যাসিডের অবশিষ্টের মোল সংখ্যা: 0.00075 mol (সঠিক)।
• pH: 4.744 (সঠিক)।
• প্রয়োজনীয় KOH: 7.5 mL ডেসিমোলার (সত্য)।

অতএব, উত্তর: ii ও iii