The pH of a solution formed by mixing equal volumes of two solutions A and B of a strong acid having pH 6 and pH 4 respectively is (given $\log 5$ is $0.699$) :
प्रबल अम्लों के दो विलयनों A और B, जिनका pH क्रमशः 6 और 4 है, की समान मात्राओं को मिलाकर बनने वाले विलयन का pH है (दिया गया है $\log 5 = 0.699$) :
EXPLANATION
pH की अवधारणा एवं बफर विलयन
- Solution A with $\text{pH} = 6$ has $[H^+]_A = 10^{-6}\text{ M}$. Solution B with $\text{pH} = 4$ has $[H^+]_B = 10^{-4}\text{ M}$.
- When equal volumes $V$ of both solutions are mixed, the total volume becomes $2V$ and the resultant hydrogen ion concentration is:
$$[H^+]_{\text{mix}} = \frac{[H^+]_A \times V + [H^+]_B \times V}{2V} = \frac{10^{-6} + 10^{-4}}{2}$$ - Factoring out $10^{-4}$:
$$[H^+]_{\text{mix}} = \frac{10^{-4}(0.01 + 1)}{2} = \frac{1.01 \times 10^{-4}}{2} \approx 5.05 \times 10^{-5}\text{ M}$$ - Taking negative logarithm:
$$\text{pH} = -\log(5.05 \times 10^{-5}) = 5 - \log 5.05 \approx 5 - 0.70 = 4.30$$
Since $4.30$ lies strictly between 4 and 5, option 3 is correct.
- विलयन A का $\text{pH} = 6$ होने पर $[H^+]_A = 10^{-6}\text{ M}$ तथा विलयन B का $\text{pH} = 4$ होने पर $[H^+]_B = 10^{-4}\text{ M}$ है।
- दोनों के समान आयतन $V$ मिलाने पर कुल आयतन $2V$ हो जाता है:
$$[H^+]_{\text{mix}} = \frac{10^{-6} + 10^{-4}}{2} = \frac{1.01 \times 10^{-4}}{2} \approx 5.05 \times 10^{-5}\text{ M}$$ - मिश्रण का pH मान:
$$\text{pH} = -\log(5.05 \times 10^{-5}) = 5 - \log 5 \approx 5 - 0.699 = 4.30$$ - यह मान स्पष्टतः 4 और 5 के मध्य है, अतः सही उत्तर विकल्प 3 है।
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