यदि किसी घोल का pH 4 है, तो घोल में हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता $[H^+]$ क्या है?

Question

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The correct answer is A: $10^{-4}$ मोल/लीटर. pH को एक घोल में हाइड्रोजन‑आयन सांद्रता के नकारात्मक बेस‑10 लघुगणक के रूप में परिभाषित किया गया है। pH मान 4 के लिए, सांद्रता $[H^{+}] = 10^{-4}\ 	ext{mol/L}$ है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
pH को एक घोल में हाइड्रोजन‑आयन सांद्रता के नकारात्मक बेस‑10 लघुगणक के रूप में परिभाषित किया गया है। pH मान 4 के लिए, सांद्रता $[H^{+}] = 10^{-4}\ 	ext{mol/L}$ है।

Working Principle: संबंध $pH = -\log[H^{+}]$ लॉगरिदम की परिभाषा और बहुत छोटी आयन सांद्रताओं को व्यक्त करने के लिए एक सुविधाजनक स्केल की आवश्यकता से उत्पन्न होता है। पुनर्व्यवस्थापन से $[H^{+}] = 10^{-pH}$ मिलता है, जो pH को आयन सांद्रता से सीधे जोड़ता है।

Key Formulas: $pH = -\log[H^{+}]$ — pH को परिभाषित करता है; $[H^{+}] = 10^{-pH}$ — pH से हाइड्रोजन‑आयन सांद्रता की गणना करता है

Key Points: pH में एक इकाई की कमी का मतलब है कि $[H^{+}]$ दस गुना बढ़ जाता है।; 25°C पर शुद्ध पानी का तटस्थ pH 7 है, जो $[H^{+}] = 10^{-7}\ 	ext{mol/L}$ के बराबर है।

Advantages: बहुत पतली अम्लता की तुलना के लिए एक सरल लघुगणकीय स्केल प्रदान करता है

Disadvantages: वास्तविक अम्ल की मात्रा नहीं दर्शाता, केवल $H^{+}$ की गतिविधि दिखाता है

Applications: अम्ल‑क्षार टाइट्रेशन गणनाएँ; पर्यावरणीय जल गुणवत्ता की निगरानी

Additional Info: मानक तटस्थ pH 7 है, 0 या 14 नहीं।. विकल्प B ($10^{-3}$) pH 3 के बराबर होगा, न कि 4; विकल्प C एक बड़ी सांद्रता है जो pH 4 के लिए अवास्तविक है; विकल्प D अत्यधिक अधिक है और pH –4 का संकेत देगा।

Answer: A सही है — pH 4 के लिए हाइड्रोजन‑आयन सांद्रता $10^{-4}$ mol/L है।

Exam Tip: याद रखें कि pH में प्रत्येक इकाई परिवर्तन $[H^{+}]$ में दस‑गुना परिवर्तन दर्शाता है, जो परीक्षा में त्वरित अनुमान के लिए एक उपयोगी ट्रिक है।

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Option B: $10^{-3}$ मोल/लीटर

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Option C: $4 \times 10^{-1}$ मोल/लीटर

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Option D: $10^{4}$ मोल/लीटर

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