নিচের কোন দ্রবণটির pH মান বেশি?

কোনো দ্রবণের pH মান তার হাইড্রোজেন আয়ন (H+) এর ঘনত্বের উপর নির্ভর করে। pH এর সংজ্ঞা হলো:

\(pH = -\log_{10}[H^+]\)

যেখানে \([H^+]\) হলো হাইড্রোজেন আয়ন বা প্রোটনের মোলার ঘনত্ব।

pH স্কেলে, 7 এর কম মান নির্দেশ করে অম্লীয় দ্রবণ, 7 নিরপেক্ষ এবং 7 এর বেশি মান ক্ষারীয় দ্রবণ নির্দেশ করে। হাইড্রোজেন আয়নের ঘনত্ব যত বেশি হবে, pH মান তত কম হবে এবং অম্লতা তত বেশি হবে। বিপরীতভাবে, হাইড্রোজেন আয়নের ঘনত্ব যত কম হবে, pH মান তত বেশি হবে এবং অম্লতা তত কম হবে (বা ক্ষারীয়তা বেশি হবে)।

এখানে প্রদত্ত সবগুলো দ্রবণই \(0.01 \text{ M}\) ঘনত্বের। এখন আমরা প্রতিটি বিকল্প বিশ্লেষণ করব:

১.

0.01 M HCl:

হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড (HCl) একটি শক্তিশালী অ্যাসিড। শক্তিশালী অ্যাসিডগুলো জলীয় দ্রবণে সম্পূর্ণরূপে বিয়োজিত হয়। তাই, \(0.01 \text{ M}\) HCl দ্রবণে \([H^+]\) এর ঘনত্ব হবে \(0.01 \text{ M}\) বা \(10^{-2} \text{ M}\)।

pH = \(-\log(10^{-2}) = 2\)

২.

0.01 M HNO₃:

নাইট্রিক অ্যাসিড (HNO₃) একটি শক্তিশালী অ্যাসিড। এটি জলীয় দ্রবণে সম্পূর্ণরূপে বিয়োজিত হয়। তাই, \(0.01 \text{ M}\) HNO₃ দ্রবণে \([H^+]\) এর ঘনত্ব হবে \(0.01 \text{ M}\) বা \(10^{-2} \text{ M}\)।

pH = \(-\log(10^{-2}) = 2\)

৩.

0.01 M HClO₄:

পারক্লোরিক অ্যাসিড (HClO₄) একটি অত্যন্ত শক্তিশালী অ্যাসিড। এটিও জলীয় দ্রবণে সম্পূর্ণরূপে বিয়োজিত হয়। তাই, \(0.01 \text{ M}\) HClO₄ দ্রবণে \([H^+]\) এর ঘনত্ব হবে \(0.01 \text{ M}\) বা \(10^{-2} \text{ M}\)।

pH = \(-\log(10^{-2}) = 2\)

৪.

0.01 M CH₃COOH:

অ্যাসিটিক অ্যাসিড (CH₃COOH) একটি দুর্বল অ্যাসিড। দুর্বল অ্যাসিডগুলো জলীয় দ্রবণে আংশিকভাবে বিয়োজিত হয়, সম্পূর্ণরূপে নয়। এর অর্থ হলো, \(0.01 \text{ M}\) CH₃COOH দ্রবণে \([H^+]\) এর ঘনত্ব \(0.01 \text{ M}\) এর চেয়ে কম হবে।

যেহেতু \([H^+]\) এর ঘনত্ব \(10^{-2} \text{ M}\) এর চেয়ে কম, তাই এর pH মান 2 এর চেয়ে বেশি হবে। (যেমন, অ্যাসিটিক অ্যাসিডের \(K_a\) মান প্রায় \(1.8 \times 10^{-5}\) হলে, এর pH প্রায় 3.37 হবে)।

উপসংহার:

প্রথম তিনটি অ্যাসিড (HCl, HNO₃, HClO₄) শক্তিশালী অ্যাসিড হওয়ায় তাদের pH মান প্রায় 2 হবে। কিন্তু অ্যাসিটিক অ্যাসিড (CH₃COOH) একটি দুর্বল অ্যাসিড হওয়ায় এটি আংশিকভাবে বিয়োজিত হয় এবং তাই এর \([H^+]\) ঘনত্ব শক্তিশালী অ্যাসিডের তুলনায় কম হয়, যার ফলে এর pH মান 2 এর চেয়ে বেশি হবে।

সুতরাং, \(0.01 \text{ M}\) CH₃COOH দ্রবণের pH মান সবচেয়ে বেশি হবে।