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यदि एक विलयन का pH 3 है, तो विलयन में हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता क्या है?

3×10⁻² M

1×10⁻³ M

3×10⁻³ M

1×10⁻² M

Correct Answer

🔬 SC • Science संकल्पना और सिद्धांतGeneral ScienceChemistry

1×10⁻³ M

Quick Summary:

किसी विलयन के pH को हाइड्रोजन आयन सांद्रता, जिसे $[H^+]$ द्वारा दर्शाया जाता है, के ऋणात्मक लघुगणक (negative logarithm) के रूप में परिभाषित किया जाता है। $pH = 3$ दिए जाने पर, हम $10^{-pH}$ व्युत्क्रम लघुगणकीय संबंध का उपयोग करके सांद्रता की गणना करते हैं, जिसका परिणाम $1 \times 10^{-3} M$ होता है।

🔬SCScience Solutionसंकल्पना और सिद्धांत

💡 Explanation

💡 Everyday Analogy (Real-World Intuition)

pH पैमाने को भूकंप के लिए रिक्टर पैमाने की तरह समझें; जिस तरह भूकंप की तीव्रता प्रत्येक अंक के साथ 10 के गुणक से बढ़ती है, उसी तरह हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता प्रत्येक pH इकाई के लिए 10 के गुणक से बदलती है।

🧠 Memory Mnemonic / Shortcut Aid

pH = Power of Hydrogen (यहाँ 'p' का अर्थ power और 'H' का अर्थ Hydrogen है, जहाँ घातांक ऋणात्मक pH होता है)।

🔢 Key Formulas

$pH = -\log_{10}[H^+]$ — pH की परिभाषा

$[H^+] = 10^{-pH}$ — pH से सांद्रता की गणना

⚙️ Working Principle

pH पैमाना एक लघुगणकीय पैमाना है जिसका उपयोग जलीय विलयन की अम्लता या क्षारीयता को मापने के लिए किया जाता है। गणितीय रूप से, $pH = -\log_{10}[H^+]$ । pH ज्ञात होने पर सांद्रता $[H^+]$ ज्ञात करने के लिए, हम सूत्र को $[H^+] = 10^{-pH}$ के रूप में पुनर्व्यवस्थित करते हैं। चूँकि पैमाना लघुगणकीय है, pH में प्रत्येक इकाई परिवर्तन हाइड्रोजन आयन सांद्रता में दस गुना परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करता है।

📌 Key Points

▸
pH पैमाना आमतौर पर 0 से 14 तक होता है।
▸
7 का pH उदासीन होता है, 7 से कम अम्लीय होता है, और 7 से अधिक क्षारीय होता है।
▸
अम्ल पानी में हाइड्रोजन आयन $[H^+]$ छोड़ते हैं, जबकि क्षार हाइड्रॉक्साइड आयन $[OH^-]$ छोड़ते हैं।

✅ Advantages

▸
यह कई परिमाणों (orders of magnitude) में आयनों की उच्च या निम्न सांद्रता को व्यक्त करने का एक सरल और मानक तरीका प्रदान करता है।

❌ Disadvantages / Limitations

▸
यह अत्यधिक सांद्रित विलयनों में आयनों के सक्रियता गुणांक (activity coefficient) को ध्यान में नहीं रखता है।

🛠️ Applications / Uses

▸
चिकित्सीय निदान में रक्त pH की निगरानी।
▸
कृषि दक्षता के लिए मिट्टी की अम्लता का परीक्षण।

📄 Additional Information

▸
यदि $pH = 3$ है, तो $[H^+] = 10^{-3} = 0.001 M$ होगा।
▸
विकल्प A और C गणितीय रूप से गलत हैं क्योंकि वे 3 के गुणांक का सुझाव देते हैं, जिससे एक अलग pH मान ( $-\log(3 \times 10^{-3}) \approx 2.52$ ) प्राप्त होगा।

📊 Diagram / Illustration

✅

B सही है — सूत्र $[H^+] = 10^{-pH}$ का उपयोग करने पर, 3 का pH $1 \times 10^{-3} M$ की हाइड्रोजन आयन सांद्रता देता है।

Core Concepts Used

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लघुगणक (Logarithms) अम्ल और क्षार (Acids and Bases) मोलरता (Molarity)

💡 EXAM TIP

हमेशा याद रखें कि pH मान सांद्रता का घातांक होता है जब उसे 10 की घात के रूप में व्यक्त किया जाता है; गुणांक को तब तक नजरअंदाज करें जब तक कि pH एक पूर्ण संख्या न हो।

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