அயனிச் சமநிலை (12ஆம் வகுப்பு வேதியியல், சமச்சீர் கல்வி) அத்தியாயத்தின் ஒவ்வொரு புத்தகப் பயிற்சி வினாவும் இங்கே — சரியான விடை தனித்துக் காட்டப்பட்டு, தெளிவான படிப்படியான விளக்கத்துடன். தமிழிலும் ஆங்கிலத்திலும் இலவசமாகப் படிக்கலாம்.
Q1
ஒரு \(Ag_2C_2O_4\) இன் தெவிட்டிய கரைசலில் உள்ள \(Ag^+\) அயனிகளின் செறிவு \(2.24 \times 10^{-4}\text{ mol L}^{-1}\) எனில், \(Ag_2C_2O_4\) இன் கரைதிறன் பெருக்க மதிப்பு (NEET – 2017)
- A. \(2.42 \times 10^{-8}\text{ mol}^3\text{L}^{-3}\)
- B. \(2.66 \times 10^{-12}\text{ mol}^3\text{L}^{-3}\)
- C. \(4.5 \times 10^{-11}\text{ mol}^3\text{L}^{-3}\)
- D. \(5.619 \times 10^{-12}\text{ mol}^3\text{L}^{-3}\)சரி
விளக்கம். \(Ag_2C_2O_4 \rightleftharpoons 2Ag^+ + C_2O_4^{2-}\) என்பதால், வெள்ளி அயனிச் செறிவு \(2s\) ஐக் குறிக்கிறது. இதிலிருந்து \(s\) மதிப்பைக் கண்டறிந்து \(K_{sp} = 4s^3\) என்ற வாய்ப்பாட்டில் பிரதியிட, கரைதிறன் பெருக்க மதிப்பு கிடைக்கிறது.
Q2
வெவ்வேறு செறிவுகளைக் கொண்ட NaOH மற்றும் HCl கரைசல்களை, வெவ்வேறு கனஅளவுகளில் கலந்து பின்வரும் கரைசல்கள் தயாரிக்கப்பட்டன. (NEET – 2018)
i. 60 mL \(\frac{M}{10}\) HCl + 40mL \(\frac{M}{10}\) NaOH
ii. 55 mL \(\frac{M}{10}\) HCl + 45 mL \(\frac{M}{10}\) NaOH
iii. 75 mL \(\frac{M}{5}\) HCl + 25mL \(\frac{M}{5}\) NaOH
iv. 100 mL \(\frac{M}{10}\) HCl + 100 mL \(\frac{M}{10}\) NaOH
அவற்றில் எந்த கரைசலின் pH மதிப்பு 1 ஆக இருக்கும்?
- A. iv
- B. i
- C. ii
- D. iiiசரி
விளக்கம். pH = 1 எனில் ஹைட்ரஜன் அயனிச் செறிவு \(0.1M\) ஆகும். நடுநிலையாக்கலுக்குப் பின் மீதமுள்ள அமிலச் செறிவைக் கணக்கிடும்போது, மூன்றாவது கலவையில் (iii) அது சரியாக \(0.1M\) ஆக உள்ளது.
Q3
298K ல், நீரில் \(BaSO_4\) இன் கரைதிறன் \(2.42 \times 10^{-3}\text{ gL}^{-1}\) எனில் அதன் கரைதிறன் பெருக்க \(K_{sp}\) மதிப்பு (NEET -2018). (\(BaSO_4\) இன் மோலார் நிறை \(= 233\text{g mol}^{-1}\))
- A. \(1.08 \times 10^{-14}\text{ mol}^2\text{ L}^{-2}\)
- B. \(1.08 \times 10^{-12}\text{ mol}^2\text{ L}^{-2}\)
- C. \(1.08 \times 10^{-10}\text{ mol}^2\text{ L}^{-2}\)சரி
- D. \(1.08 \times 10^{-8}\text{ mol}^2\text{ L}^{-2}\)
விளக்கம். முதலில் மோலார் நிறையைப் பயன்படுத்தி, கிராம்/லிட்டர் அலகிலுள்ள கரைதிறனை மோல்/லிட்டர் அலகிற்கு மாற்ற வேண்டும். இந்த உப்பு இரண்டு அயனிகளாகப் பிரிவதால், மோலார் கரைதிறனின் இருமடியே கரைதிறன் பெருக்க மதிப்பாகும்.
Q4
தெவிட்டிய \(Ca(OH)_2\) கரைசலின் pH மதிப்பு 9 எனில், \(Ca(OH)_2\) இன் கரைதிறன் பெருக்க (\(K_{sp}\)) மதிப்பு
- A. \(0.5 \times 10^{-15}\)சரி
- B. \(0.25 \times 10^{-10}\)
- C. \(0.125 \times 10^{-15}\)
- D. \(0.5 \times 10^{-10}\)
விளக்கம். pH மதிப்பிலிருந்து \([OH^-]\) செறிவைக் கண்டறியலாம். காரத்தின் கரைதிறன் மற்றும் அதன் அயனிகளின் செறிவுகளுக்கிடையேயான தொடர்பைப் பயன்படுத்தி \(K_{sp}\) கணக்கிடப்படுகிறது.
Q5
\(H_2O\) மற்றும் HF ஆகிய பிரான்ஸ்டட் அமிலங்களின் இணை காரங்கள் முறையே
- A. \(OH^-\) மற்றும் \(H_2F^+\)
- B. \(H_3O^+\) மற்றும் \(F^-\)
- C. \(OH^-\) மற்றும் \(F^-\)சரி
- D. \(H_3O^+\) மற்றும் \(H_2F^+\)
விளக்கம். பிரான்ஸ்டட் கொள்கையின்படி, ஒரு அமிலம் ஒரு புரோட்டானை இழந்த பிறகு உருவாவது அதன் இணை காரம் ஆகும். நீர் மற்றும் HF முறையே \(OH^-\) மற்றும் \(F^-\) அயனிகளைத் தருகின்றன.
Q6
எது காரத் தாங்கல் கரைசலை உருவாக்கும்?
- A. 50 mL of 0.1M NaOH + 25 mL of 0.1M \(CH_3COOH\)
- B. 100 mL of 0.1M \(CH_3COOH\) + 100 mL of 0.1M \(NH_4OH\)
- C. 100 mL of 0.1M HCl + 200 mL of 0.1M \(NH_4OH\)சரி
- D. 100 mL of 0.1M HCl + 100 mL of 0.1M NaOH
விளக்கம். ஒரு வலிமை குறைந்த காரமும் அதன் உப்பும் கலந்த கலவை காரத் தாங்கல் ஆகும். மூன்றாவது வாய்ப்பில் HCl உடன் அதிகளவு அம்மோனியம் ஹைட்ராக்சைடு வினைபுரிந்து இக்கலவையை உருவாக்குகிறது.
Q7
பின்வரும் புளூரைடு சேர்மங்களில் லூயிகாரமாக செயல்படக்கூடியது எது?
- A. \(BF_3\)
- B. \(PF_3\)சரி
- C. \(CF_4\)
- D. \(SiF_4\)
விளக்கம். லூயி காரம் என்பது தனித்த எலக்ட்ரான் இணையை வழங்கக்கூடியது. \(PF_3\) மூலக்கூறில் பாஸ்பரஸ் அணுவின் மீது ஒரு தனித்த எலக்ட்ரான் இணை இருப்பதால் அது லூயி காரமாகும்.
Q8
பின்வருவனவற்றுள் லூயி காரமாக செயல்படாதது எது?
- A. \(BF_3\)சரி
- B. \(PF_3\)
- C. CO
- D. \(F^-\)
விளக்கம். எலக்ட்ரான் குறைபாடுள்ள சேர்மங்கள் லூயி அமிலங்களாகச் செயல்படும். \(BF_3\) மூலக்கூறில் போரான் அணு எலக்ட்ரான் குறைபாடு உடையதால் அது லூயி காரமாகச் செயல்படாது.
Q9
பொதுத் தேர்வில் கேட்கப்பட்டது:
மார்ச் 2020
சோடியம் ஃபார்மேட், அனிலீனியம் குளோரைடு மற்றும் பொட்டாசியம் சயனைடு ஆகியவற்றின் நீர்க்கரைசல்கள் முறையே
- A. அமிலம், அமிலம், காரம்
- B. காரம், அமிலம், காரம்சரி
- C. காரம், நடுநிலை, காரம்
- D. இவற்றுள் ஏதுமில்லை
விளக்கம். உப்புக்களின் நீராற்பகுப்பின் விளைவாக உருவாகும் அமிலம் அல்லது காரத்தின் வலிமையைப் பொறுத்து கரைசலின் தன்மை அமையும். கொடுக்கப்பட்ட உப்புக்கள் முறையே கார, அமில மற்றும் காரத் தன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன.
Q10
0.10M செறிவுடைய நீரிய பிரிடின் கரைசலில், பிரிடினியம் அயனியை (\(C_5H_5NH^+\)) உருவாக்கக்கூடிய பிரிடின் (\(C_5H_5N\)) மூலக்கூறுகளின் சதவீதம் (\(C_5H_5N\) க்கு \(K_b = 1.7 \times 10^{-9}\))
- A. 0.006%
- B. 0.013%சரி
- C. 0.77%
- D. 1.6%
விளக்கம். வலிமை குறைந்த காரத்தின் பிரிகை வீத வாய்ப்பாட்டைப் (\(\alpha = \sqrt{K_b/c}\)) பயன்படுத்தி அயனியாதல் சதவீதத்தைக் கணக்கிடலாம்.
Q11
சம கனஅளவுடைய, 1, 2 மற்றும் 3 எனும் pH மதிப்புகளைக் கொண்ட மூன்று அமில கரைசல்கள் ஒரு கலனில் கலக்கப்படுகின்றன. கலவையில் உள்ள \(H^+\) அயனிச் செறிவு என்ன?
- A. \(3.7 \times 10^{-2}\)சரி
- B. \(10^{-6}\)
- C. 0.111
- D. இவை எதுவுமல்ல
விளக்கம். வெவ்வேறு pH மதிப்புள்ள கரைசல்களைக் கலக்கும் போது, அவற்றின் மொத்த \(H^+\) மோல் எண்ணிக்கையை மொத்த கனஅளவால் வகுத்து சராசரிச் செறிவைக் கண்டறியலாம்.
Q12
0.1M NaCl கரைசலில், கரைதிறன் பெருக்க மதிப்பு \(1.6 \times 10^{-10}\) கொண்ட AgCl(s) திடத்தின் கரைதிறன் மதிப்பு
- A. \(1.26 \times 10^{-5} M\)
- B. \(1.6 \times 10^{-9} M\)சரி
- C. \(1.6 \times 10^{-11} M\)
- D. பூஜ்ஜியம்
விளக்கம். பொது அயனி விளைவினால் AgCl இன் கரைதிறன் NaCl கரைசலில் குறைகிறது. NaCl வழங்கும் குளோரைடு அயனிச் செறிவைக் கொண்டு புதிய கரைதிறனைக் கணக்கிடலாம்.
Q13
லெட் அயோடைடின் கரைதிறன் பெருக்க மதிப்பு $3.2 \times 10^{-8}$ எனில், அதன் கரைதிறன் மதிப்பு
- A. $2 \times 10^{-3} M$சரி
- B. $4 \times 10^{-4} M$
- C. $1.6 \times 10^{-5} M$
- D. $1.8 \times 10^{-5} M$
விளக்கம். லெட் அயோடைடு சிதைவுறுதலில் கரைதிறன் பெருக்கம் $K_{sp} = 4s^3$. கொடுக்கப்பட்டுள்ள மதிப்பை பிரதியிட $3.2 \times 10^{-8} = 4s^3$ என அமைகிறது. இதிலிருந்து $s = 2 \times 10^{-3} M$ எனக் கணக்கிடப்படுகிறது.
Q14
அறை வெப்பநிலையில் $MY$ மற்றும் $NY_3$ ஆகிய கரையாத உப்புகள் $6.2 \times 10^{-13}$ என்ற சமமான $K_{sp}$ மதிப்புகளைக் கொண்டுள்ளன. $MY$ மற்றும் $NY_3$ ஆகியவற்றைப் பொறுத்தவரையில் எந்தக் கூற்று உண்மையானது?
- A. $MY$ மற்றும் $NY_3$ உப்புகள் தூய நீரை விட 0.5M KY கரைசலில் அதிகம் கரைகின்றன
- B. $MY$ மற்றும் $NY_3$ இன் தொங்கலில் KY உப்பைச் சேர்ப்பது அவற்றின் கரைதிறனில் எவ்வித விளைவையும் ஏற்படுத்தாது
- C. நீரில் $MY$ மற்றும் $NY_3$ இன் மோலார் கரைதிறன்கள் சமம்
- D. நீரில் $MY$ இன் மோலார் கரைதிறன் $NY_3$ ஐ விடக் குறைவுசரி
விளக்கம். $MY$ உப்பிற்கு கரைதிறன் $s = \sqrt{K_{sp}}$ எனவும், $NY_3$ உப்பிற்கு $s = (K_{sp}/27)^{1/4}$ எனவும் அமையும். கணக்கீட்டின்படி $NY_3$ உப்பின் கரைதிறன் $MY$ உப்பை விட அதிகமாக உள்ளது.
Q15
சம கனஅளவுள்ள 0.1M NaOH மற்றும் 0.01M HCl கரைசல்களை ஒன்றாக கலக்கும்போது கிடைக்கும் கரைசலின் pH மதிப்பு என்ன?
- A. 2.0
- B. 3
- C. 7.0
- D. 12.65சரி
விளக்கம். கலவையில் காரம் அதிகமாக உள்ளது. மீதமுள்ள \([OH^-]\) செறிவு \((0.1 - 0.01) / 2 = 0.045 M\). எனவே \(pOH = -\log(0.045) \approx 1.35\), மேலும் \(pH = 14 - 1.35 = 12.65\).
Q16
ஒரு வலிமை குறைந்த அமிலத்தின் பிரிகை மாறிலி மதிப்பு \(1 \times 10^{-3}\). pH = 4 எனும் மதிப்பு கொண்ட ஒரு தாங்கல் கரைசலை தயாரிக்க தேவையான [அமிலம்]/[உப்பு] விகிதம்
- A. 4:3
- B. 3:4
- C. 10:1
- D. 1:10சரி
விளக்கம். ஹென்டர்சன் – ஹேசல்பாக் சமன்பாட்டின்படி \(pH = pK_a + \log([Salt]/[Acid])\). இங்கு \(pH=4\), \(pK_a=3\) என்பதால் \(1 = \log([Salt]/[Acid])\); எனவே [உப்பு]/[அமிலம்] = 10, அதாவது [அமிலம்]/[உப்பு] = 1:10.
Q17
\(10^{-5}\) M KOH கரைசலின் pH மதிப்பு
- A. 9சரி
- B. 5
- C. 19
- D. இவை எதுவுமல்ல
விளக்கம். \(10^{-5} M\) KOH கரைசலில் \([OH^-] = 10^{-5}\). எனவே \(pOH = 5\). \(pH + pOH = 14\) என்பதால் \(pH = 14 - 5 = 9\).
Q18
\(H_2PO_4^-\) ஆனது எதன் இணை காரம்?
- A. \(PO_4^{3-}\)
- B. \(P_2O_5\)
- C. \(H_3PO_4\)சரி
- D. \(HPO_4^{2-}\)
விளக்கம். ஒரு அமிலம் புரோட்டானை (\(H^+\)) வழங்கும்போது அதன் இணை காரம் உருவாகிறது. \(H_3PO_4\) ஒரு புரோட்டானை இழந்து அதன் இணை காரமான \(H_2PO_4^-\) ஆக மாறுகிறது.
Q19
பொதுத் தேர்வில் கேட்கப்பட்டது:
மே 2022
பின்வருவனவற்றுள் எது லௌரி – ப்ரான்ஸ்டட் அமிலமாகவும், காரமாகவும் செயல்பட முடியும்?
- A. HCl
- B. \(SO_4^{2-}\)
- C. \(HPO_4^{2-}\)சரி
- D. \(Br^-\)
விளக்கம். \(HPO_4^{2-}\) போன்ற இருதன்மை கொண்ட அயனி, தன்னிடமுள்ள புரோட்டானை வழங்கி \(PO_4^{3-}\) ஆக மாறும்போது அமிலமாகவும், ஒரு புரோட்டானை ஏற்று \(H_2PO_4^-\) ஆக மாறும்போது காரமாகவும் செயல்படுகிறது.
Q20
பொதுத் தேர்வில் கேட்கப்பட்டது:
துணைத்தேர்வு 2021
ஒரு நீரிய கரைசலின் pH மதிப்பு பூஜ்ஜியம், எனில் அந்த கரைசல்
- A. சிறிதளவு அமிலத்தன்மை கொண்டது
- B. அதிக அமிலத்தன்மை கொண்டதுசரி
- C. நடுநிலைத் தன்மை கொண்டது
- D. காரத் தன்மை கொண்டது
விளக்கம். pH = 0 எனில் ஹைட்ரோனியம் அயனிச் செறிவு \(10^0 = 1 M\) ஆகும். இது மிகச் செறிவான அமிலக் கரைசலைக் குறிப்பதால், கரைசல் அதிக அமிலத்தன்மை கொண்டது.
Q21
பின்வருவனவற்றுள் அமிலத் தாங்கல் கரைசலின் $[H^+]$ அயனிச் செறிவைக் கணக்கிட உதவும் சரியான தொடர்பு எது?
- A. $[H^+] = K_a \frac{[அமிலம்]}{[உப்பு]}$சரி
- B. $[H^+] = K_a [உப்பு]$
- C. $[H^+] = K_a [அமிலம்]$
- D. $[H^+] = K_a \frac{[உப்பு]}{[அமிலம்]}$
விளக்கம். ஹெண்டர்சன் - ஹஸ்சல்பெக் சமன்பாட்டின் அடிப்படை வடிவம் $[H^+] = K_a \frac{[அமிலம்]}{[உப்பு]}$ ஆகும். இது அமிலத் தாங்கல் கரைசலின் ஹைட்ரஜன் அயனிச் செறிவைத் தீர்மானிக்கிறது.
Q22
பின்வருவனவற்றுள் அம்மோனியம் அசிட்டேட்டின் நீராற்பகுத்தல் வீதத்தை குறிப்பிடும் சரியான தொடர்பு எது?
- A. \(h = \sqrt{\frac{K_h}{C}}\)
- B. \(h = \sqrt{\frac{K_a}{K_b}}\)
- C. \(h = \sqrt{\frac{K_w}{K_a \cdot K_b}}\)சரி
- D. \(h = \sqrt{\frac{K_a \cdot K_b}{K_w}}\)
விளக்கம். அம்மோனியம் அசிட்டேட் என்பது வலிமை குறைந்த அமிலம் மற்றும் வலிமை குறைந்த காரத்தின் உப்பாகும். இதன் நீராற்பகுத்தல் வீதம் \(h\) செறிவைச் சார்ந்ததல்ல; அது \(h = \sqrt{\frac{K_w}{K_a \cdot K_b}}\) என்ற தொடர்பால் \(K_w, K_a,\) மற்றும் \(K_b\) உடன் தொடர்புடையது.
Q23
$NH_4OH$-ன் பிரிகை மாறிலி மதிப்பு $1.8 \times 10^{-5}$ எனில், $NH_4Cl$-ன் நீராற்பகுப்பு மாறிலி மதிப்பு
- A. $1.8 \times 10^{-19}$
- B. $5.55 \times 10^{-10}$சரி
- C. $5.55 \times 10^{-5}$
- D. $1.80 \times 10^{-5}$
விளக்கம். வலிமைமிகு அமிலம் மற்றும் வலிமை குறைந்த காரத்தின் உப்பிற்கு நீராற்பகுப்பு மாறிலி $K_h = K_w / K_b$ ஆகும். $10^{-14} / (1.8 \times 10^{-5})$ என பிரதியிட $5.55 \times 10^{-10}$ என விடை கிடைக்கிறது.
