RBSE Class 12th 2018 Chemistry-SS-41-2018 Previous Year Papers
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Paper details
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| Board | RBSE |
|---|---|
| Class | Class 12th |
| Exam year | 2018 |
| Subject | Chemistry-SS-41-2018 |
| Resource type | Previous Year Papers |
| Category | RBSE Previous Year Question Papers |
| Website | RBSE Solution |
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RBSE Class 12th 2018 Chemistry-SS-41-2018
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Rajasthan Board Class 12th Chemistry-SS-41-2018 2018 solved Previous Year Question Papers
उच्च माध्यमिक परीक्षा, 2018
SENIOR SECONDARY EXAMINATION, 2018
रसायन विज्ञान
CHEMISTRY
समय : 3¼ घण्टे पूर्णांक : 56
नोट : समीकरणों को आवश्यक शर्तों सहित संतुलित रूप में लिखिए।
परीक्षार्थियों के लिए सामान्य निर्देश :
GENERAL INSTRUCTIONS TO THE EXAMINEES :
- परीक्षार्थी सर्वप्रथम अपने प्रश्न पत्र पर नामांक अनिवार्यतः लिखें।
Candidate must write first his/her Roll No. on the question paper compulsorily. - सभी प्रश्न हल करने अनिवार्य हैं।
All the questions are compulsory. - प्रत्येक प्रश्न का उत्तर दी गई उत्तर-पुस्तिका में ही लिखें।
Write the answer to each question in the given answer-book only. - जिन प्रश्नों में आन्तरिक खण्ड हैं, उन सभी के उत्तर एक साथ ही लिखें।
For questions having more than one part the answers to those parts are to be written together in continuity. - प्रश्न पत्र के हिन्दी व अंग्रेजी रूपान्तर में किसी प्रकार की त्रुटि / अन्तर / विरोधाभास होने पर हिन्दी भाषा के प्रश्न को सही मानें।
If there is any error/ difference/ contradiction in Hindi & English versions of the question paper, the question of Hindi version should be treated valid.
SS-41-Chem. 070 [ Turn Over
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TEAR HERE TO OPEN THE QUESTION PAPER
खण्ड - अ / SECTION - A
1. जर्मेनियम में आर्सेनिक मिलाने पर किस प्रकार का अर्धचालक बनता है? [1]
Which type of semiconductor is formed when Arsenic is doped with Germanium?
उत्तर / Answer: n-प्रकार का अर्धचालक (n-type semiconductor) बनता है, क्योंकि आर्सेनिक (As) में 5 संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो जर्मेनियम (Ge) के 4 संयोजी इलेक्ट्रॉनों से अधिक है। अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन चालकता बढ़ाता है।
2. परासरण दाब की परिभाषा लिखिए। [1]
Write definition of osmotic pressure.
उत्तर / Answer: परासरण दाब वह न्यूनतम दाब है जो किसी विलयन पर लगाया जाए तो विलायक के अणुओं का अर्धपारगम्य झिल्ली के माध्यम से विलयन में प्रवेश रुक जाता है। दूसरे शब्दों में, यह विलयन और शुद्ध विलायक के बीच परासरण को रोकने के लिए आवश्यक दाब है।
Osmotic pressure is the minimum pressure that needs to be applied to a solution to prevent the inward flow of solvent molecules across a semipermeable membrane. It is the pressure required to stop osmosis between the solution and pure solvent.
3. कोलॉइडी विलयनों के शुद्धिकरण की अपोहन विधि का नामांकित चित्र बनाइए।
Draw a labelled diagram of dialysis method, for purification of colloidal solutions.
Solution: In dialysis, a colloidal solution is placed in a semi-permeable membrane bag (e.g., parchment paper or cellophane) which is suspended in a vessel containing pure water. The impurities (crystalloids) diffuse out through the membrane into the water, while the colloidal particles remain inside the bag. The water is changed periodically to enhance purification.
(A labelled diagram should show: a beaker with water, a semi-permeable membrane bag containing colloidal solution, and arrows indicating diffusion of impurities outwards.)
4. क्रोमियम (Z = 24) का इलैक्ट्रॉनिक विन्यास लिखिए।
Write electronic configuration of Chromium (Z = 24).
Answer: The electronic configuration of Chromium (Cr) is: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵ 4s¹ (or [Ar] 3d⁵ 4s¹). This is an exception to the Aufbau principle due to the extra stability of half-filled d-subshell.
5. एक परायूरेनियम तत्व का नाम एवं प्रतीक लिखिए।
Write name and symbol of one transuranic element.
Answer: One transuranic element is Plutonium (Pu) (atomic number 94). Other examples: Neptunium (Np), Americium (Am), Curium (Cm).
6. लेन्थेनाइडो की सामान्य ऑक्सीकरण अवस्था लिखिए।
Write general oxidation state of Lanthanoids.
Answer: The most common and general oxidation state of lanthanoids is +3. Some lanthanoids also exhibit +2 and +4 oxidation states (e.g., Eu²⁺, Ce⁴⁺), but +3 is the most stable and prevalent.
7. निम्नलिखित संकुल यौगिक का IUPAC नाम लिखिए।
K₃[Fe(C₂O₄)₃]
Write IUPAC name of the following complex compound: K₃[Fe(C₂O₄)₃]
Answer: The IUPAC name is Potassium trioxalatoferrate(III).
Explanation: The complex anion is [Fe(C₂O₄)₃]³⁻. Oxalate (C₂O₄²⁻) is a bidentate ligand, so three oxalates coordinate to Fe³⁺. The oxidation state of iron is +3. The cation is potassium (K⁺).
8. वुर्टज अभिक्रिया का रासायनिक समीकरण लिखिए।
Write chemical equation of Wurtz reaction.
Answer: The Wurtz reaction involves coupling of alkyl halides with sodium metal in dry ether to give higher alkanes.
General equation: 2R–X + 2Na → R–R + 2NaX
Example: 2CH₃–Br + 2Na → CH₃–CH₃ + 2NaBr (ethane is formed from methyl bromide)
9. डी. डी. टी. का पूरा नाम लिखिए।
Write full name of DDT.
Answer: The full name of DDT is Dichlorodiphenyltrichloroethane.
10. एसीटोन का रासायनिक सूत्र एवं IUPAC नाम लिखिए।
Write IUPAC name and chemical formula of Acetone.
Answer:
- Chemical formula: CH₃COCH₃ (or C₃H₆O)
- IUPAC name: Propan-2-one (or Propanone)
11. बहुलकों का भार औसत अणुभार ज्ञात करने का सूत्र लिखिए।
Write the formula to determine ‘weight average molecular weight’ of polymers.
Answer: The weight average molecular weight (M̅w) is given by:
M̅w = Σ (Ni Mi²) / Σ (Ni Mi)
Where Ni is the number of molecules of molecular weight Mi.
खण्ड - ब (SECTION - B)
प्रश्न 2 (Question 2)
ऐरिथ्रोस शर्करा का फिशर प्रक्षेपण सूत्र लिखिए।
Write Fischer Projection Formula of erythrose sugar.
उत्तर: ऐरिथ्रोस एक टेट्रोस शर्करा है जिसमें 4 कार्बन परमाणु होते हैं। इसका फिशर प्रक्षेपण सूत्र निम्न है:
CHO
|
H—C—OH
|
H—C—OH
|
CH₂OH
Explanation: Fischer projection of D-erythrose shows the aldehyde group (CHO) at the top, hydroxyl groups on the right side of C-2 and C-3, and CH₂OH at the bottom.
प्रश्न 3 (Question 3)
नर कस्तूरी मृग द्वारा उत्सर्जित कस्तूरी में कौनसा रासायनिक पदार्थ पाया जाता है?
Which chemical substance is found in musk, excreted by male musk deer?
उत्तर: नर कस्तूरी मृग द्वारा उत्सर्जित कस्तूरी में मस्कोन (Muskone) नामक रासायनिक पदार्थ पाया जाता है। यह एक कीटोन यौगिक है जिसका आणविक सूत्र C₁₆H₃₀O है।
Explanation: Muskone is a macrocyclic ketone responsible for the characteristic odor of musk.
प्रश्न 4 (Question 4)
(a) ब्लास्ट फर्नेस का स्वच्छ एवं नामांकित चित्र बनाइए।
Draw a neat and labelled diagram of "blast furnace".
उत्तर: ब्लास्ट फर्नेस का चित्र निम्नलिखित है (विवरण):
ब्लास्ट फर्नेस एक ऊँची भट्टी होती है जिसमें निम्न भाग होते हैं:
- शीर्ष (Top): अयस्क, कोक और चूना पत्थर डालने का द्वार
- कंठ (Throat): गैसों के निकास के लिए
- स्टैक (Stack): मध्य भाग जहाँ पदार्थ नीचे गिरते हैं
- बोश (Bosh): सबसे चौड़ा भाग
- हर्थ (Hearth): निचला भाग जहाँ पिघला हुआ धातु और स्लैग एकत्र होता है
- ट्यूयर (Tuyeres): गर्म हवा डालने के लिए नोजल
Explanation: The blast furnace is used for the extraction of iron from its ore. Hot air is blown through tuyeres, and coke burns to produce CO which reduces iron oxide to molten iron.
(b) कॉपर के धातुकर्म में सिलिका की क्या भूमिका है?
What is the role of Silica in the copper metallurgy?
उत्तर: कॉपर के धातुकर्म में सिलिका (SiO₂) का उपयोग फ्लक्स (Flux) के रूप में किया जाता है। यह अयस्क में उपस्थित आयरन ऑक्साइड (FeO) के साथ अभिक्रिया करके आयरन सिलिकेट (FeSiO₃) बनाता है, जो स्लैग के रूप में पृथक हो जाता है।
अभिक्रिया: FeO + SiO₂ → FeSiO₃ (स्लैग)
Explanation: Silica removes iron impurities by forming fusible slag, thus purifying copper.
प्रश्न 5 (Question 5)
(a) कॉपर ठोस एवं गलित दोनों अवस्थाओं में विद्युत का चालन दर्शाता है जबकि कॉपर क्लोराइड केवल जलीय विलयन में ही विद्युत का चालन दर्शाता है। कारण दीजिए।
Copper shows electrical conductance in solid as well as molten state whereas copper chloride shows electrical conductance only in molten state. Give reason.
उत्तर:
- कॉपर (Cu): यह एक धातु है जिसमें मुक्त इलेक्ट्रॉन (delocalized electrons) होते हैं जो ठोस और गलित दोनों अवस्थाओं में विद्युत का चालन करते हैं।
- कॉपर क्लोराइड (CuCl₂): यह एक आयनिक यौगिक है। ठोस अवस्था में आयन स्थिर होते हैं और गति नहीं कर सकते, इसलिए चालन नहीं होता। गलित या जलीय अवस्था में आयन मुक्त होकर गति करते हैं, जिससे विद्युत चालन होता है।
Explanation: Metals conduct due to free electrons; ionic compounds conduct only when ions are mobile (molten or aqueous).
(b) वर्गाकार द्विविमीय निबिड़ संकुलन का चित्र बनाइए।
Draw a diagram of "two dimension square closed packing".
उत्तर: वर्गाकार द्विविमीय निबिड़ संकुलन में गोलों को एक पंक्ति में रखा जाता है और दूसरी पंक्ति के गोले पहली पंक्ति के गोलों के ठीक ऊपर रखे जाते हैं। इस प्रकार प्रत्येक गोला चार अन्य गोलों से घिरा होता है (समन्वय संख्या 4)।
● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●
Explanation: In square close packing, spheres are arranged in rows and columns, forming a square lattice with coordination number 4.
प्रश्न 6 (Question 6)
(a) सामान्यतः ताप बढ़ाने पर गैसों की द्रवों में विलेयता घटती है, कारण दीजिए।
Generally solubility of gases in liquids decreases as increasing temperature, Give reason.
उत्तर: ताप बढ़ाने पर गैसों की द्रवों में विलेयता घटने का कारण यह है कि गैसों का द्रवों में विलयन एक ऊष्माक्षेपी (exothermic) प्रक्रिया है। ले-शातेलिए सिद्धांत के अनुसार, ताप बढ़ाने पर साम्य विपरीत दिशा में विस्थापित होता है, जिससे गैस के अणु द्रव से बाहर निकलते हैं और विलेयता घटती है।
Explanation: Dissolution of gases is exothermic; increasing temperature shifts equilibrium backward, reducing solubility.
(b) 5% (w/v) NaCl के 200 mL जलीय विलयन बनाने हेतु कितने ग्राम NaCl की आवश्यकता होगी?
How many gram of NaCl is required to make 200 mL aqueous solution of 5% (w/v) NaCl?
उत्तर:
5% (w/v) का अर्थ है कि 100 mL विलयन में 5 ग्राम NaCl घुला है।
200 mL विलयन के लिए आवश्यक NaCl की मात्रा = (5 ग्राम / 100 mL) × 200 mL = 10 ग्राम
अतः 10 ग्राम NaCl की आवश्यकता होगी।
Explanation: 5% w/v means 5 g per 100 mL; for 200 mL, multiply by 2 to get 10 g.
7. (अ) 'मानक हाइड्रोजन इलैक्ट्रोड' का नामांकित चित्र बनाइए ।
A) Draw a labelled diagram of ‘Standard Hydrogen Electrode’.
Standard Hydrogen Electrode (SHE):
- It consists of a platinum electrode coated with platinum black, immersed in 1 M H⁺ solution (e.g., HCl).
- Hydrogen gas at 1 atm pressure is bubbled through the solution at 25°C.
- The half-cell reaction is: 2H⁺(aq) + 2e⁻ → H₂(g)
- Its electrode potential is taken as 0.00 V by convention.
(Note: A labelled diagram would show: Pt electrode, H₂ gas inlet, 1 M H⁺ solution, and the salt bridge connection.)
7. (ब) ईंधन सेल, अन्य सेलो की तुलना में श्रेष्ठ होते है । कोई दो कारण दीजिए ।
B) Fuel Cells are better than other cells. Give any two reasons.
- High efficiency: Fuel cells convert chemical energy directly into electrical energy with efficiency up to 60-70%, much higher than conventional cells (30-40%).
- Continuous operation: Unlike primary cells, fuel cells can operate continuously as long as fuel (e.g., hydrogen) and oxidant (e.g., oxygen) are supplied, without needing recharging.
8. संयोजकता बंध सिद्धान्त के आधार पर संकुल [CoF₆]³⁻ की आक्सीकरण अवस्था, संकरण, ज्यामिति एवं चुम्बकीय प्रकृति को समझाइए ।
On the basis of valence bond theory explain the oxidation state, hybridisation, geometry and magnetic nature of metal in complex [CoF₆]³⁻.
- Oxidation state of Co: Let oxidation state of Co be x. For [CoF₆]³⁻, x + 6(-1) = -3 ⇒ x = +3. So, Co is in +3 oxidation state.
- Electronic configuration of Co³⁺: Co (Z=27): [Ar] 3d⁷ 4s²; Co³⁺: [Ar] 3d⁶.
- Hybridisation: F⁻ is a weak field ligand, so no pairing occurs. The 3d electrons remain unpaired. The complex uses outer d-orbitals: sp³d² hybridisation (outer orbital complex).
- Geometry: Octahedral geometry.
- Magnetic nature: With 4 unpaired electrons (3d⁶ configuration: t₂g⁴ eₜ²), it is paramagnetic.
9. (अ) निम्नलिखित एल्किल हैलाइडो को SN¹ क्रिया के प्रति क्रियाशीलता के आरोही क्रम में व्यवस्थित कीजिए ।
A) Arrange the following alkyl halides in ascending order of their reactivity towards SN¹ reaction.
CH₃X, CH₃–CH₂–X, CH₃–CH–CH₃ (with X at middle carbon), CH₃–C–X (with three CH₃ groups) (X = Same)
Explanation: SN¹ reaction depends on carbocation stability. The order of carbocation stability is: tertiary > secondary > primary > methyl.
Ascending order of reactivity (least to most reactive):
- CH₃X (methyl halide)
- CH₃–CH₂–X (primary halide)
- CH₃–CH–CH₃ (secondary halide, with X at middle carbon)
- CH₃–C–X (tertiary halide, with three CH₃ groups)
9. (ब) निम्नलिखित रासायनिक क्रियाओ को पूर्ण कीजिए एवं उत्पाद लिखिए ।
B) Complete the following chemical reactions and write the products.
i) CH₃–CH₂–Cl + KOH (Alc.) → ?
Product: CH₂=CH₂ (Ethene) + KCl + H₂O
(This is a dehydrohalogenation reaction; alcoholic KOH favours elimination.)
ii) R–CH=CH₂ + HBr (Peroxide) → ?
Product: R–CH₂–CH₂–Br (Anti-Markovnikov addition)
(In presence of peroxide, HBr adds via free radical mechanism, giving the anti-Markovnikov product where Br attaches to the less substituted carbon.)
10. कॉपर सल्फेट के विलयन को 0.5 एम्पियर की धारा से 20 मिनट तक वैद्युत अपघटन किया गया । कैथोड पर निक्षेपित कॉपर का द्रव्यमान ज्ञात करो । (F = 96500 C)
A solution of copper sulphate electrolysed for 20 minute with a current of 0.5 Ampere. Calculate the mass of copper deposited at the cathode. (F = 96500 C)
Given: Current (I) = 0.5 A, Time (t) = 20 min = 20 × 60 = 1200 s, F = 96500 C/mol, Atomic mass of Cu = 63.5 g/mol
Step 1: Calculate total charge (Q) passed.
Q = I × t = 0.5 × 1200 = 600 C
Step 2: Determine the number of moles of electrons (n).
n = Q / F = 600 / 96500 ≈ 0.006217 mol e⁻
Step 3: Write the cathode reaction.
Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu (s)
So, 2 moles of electrons deposit 1 mole of Cu.
Step 4: Calculate moles of Cu deposited.
Moles of Cu = (0.006217) / 2 ≈ 0.0031085 mol
Step 5: Calculate mass of Cu deposited.
Mass = moles × atomic mass = 0.0031085 × 63.5 ≈ 0.1974 g
Final Answer: Mass of copper deposited = 0.197 g (approximately).
21. a) निम्नलिखित यौगिकों को नाभिकस्नेही प्रतिस्थापन क्रियाओं के प्रति क्रियाशीलता के घटते क्रम में व्यवस्थित कीजिए।
CH₃CHO, HCHO, CH₃COCH₃
उत्तर: नाभिकस्नेही प्रतिस्थापन क्रियाओं के प्रति क्रियाशीलता का घटता क्रम:
HCHO > CH₃CHO > CH₃COCH₃
कारण: नाभिकस्नेही प्रतिस्थापन क्रियाओं में क्रियाशीलता कार्बोनिल कार्बन पर इलेक्ट्रॉनिक प्रभावों पर निर्भर करती है। HCHO में कोई इलेक्ट्रॉन दान करने वाला समूह नहीं है, जिससे कार्बोनिल कार्बन अधिक धनावेशित होता है और नाभिकस्नेही के प्रति अधिक क्रियाशील होता है। CH₃CHO में एक मिथाइल समूह (+I प्रभाव) कार्बोनिल कार्बन पर इलेक्ट्रॉन घनत्व बढ़ाता है, जिससे क्रियाशीलता कम हो जाती है। CH₃COCH₃ में दो मिथाइल समूह (+I प्रभाव) कार्बोनिल कार्बन पर और अधिक इलेक्ट्रॉन घनत्व बढ़ाते हैं, जिससे यह सबसे कम क्रियाशील होता है।
21. b) एल्केनोइक अम्लों के क्वथनांक उच्चतम होते हैं, समझाइए।
उत्तर: एल्केनोइक अम्लों के क्वथनांक समान आण्विक द्रव्यमान वाले अन्य कार्बनिक यौगिकों (जैसे एल्कोहॉल, एल्डिहाइड, कीटोन) की तुलना में उच्चतम होते हैं। इसका कारण यह है कि एल्केनोइक अम्लों में प्रबल अंतराआण्विक हाइड्रोजन बंध (द्विबंध) पाए जाते हैं। ये अम्ल दो अणुओं के बीच दो हाइड्रोजन बंध बनाकर डाइमर बनाते हैं, जिससे अणुओं को पृथक करने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जिसके परिणामस्वरूप क्वथनांक उच्च होता है।
अथवा
21. b) निम्नलिखित कार्बोक्सिलिक अम्लों को अम्लता के आरोही क्रम में व्यवस्थित कीजिए।
बेन्जोइक अम्ल, 4-मेथॉक्सीबेन्जोइक अम्ल, 4-नाइट्रोबेन्जोइक अम्ल
उत्तर: अम्लता का आरोही क्रम:
4-मेथॉक्सीबेन्जोइक अम्ल < बेन्जोइक अम्ल < 4-नाइट्रोबेन्जोइक अम्ल
कारण: 4-मेथॉक्सीबेन्जोइक अम्ल में -OCH₃ समूह इलेक्ट्रॉन दान करने वाला (+R प्रभाव) होता है, जो कार्बोक्सिलेट आयन को अस्थिर करता है, जिससे अम्लता कम हो जाती है। 4-नाइट्रोबेन्जोइक अम्ल में -NO₂ समूह इलेक्ट्रॉन आकर्षित करने वाला (-R और -I प्रभाव) होता है, जो कार्बोक्सिलेट आयन को स्थिर करता है, जिससे अम्लता बढ़ जाती है। बेन्जोइक अम्ल में कोई प्रबल इलेक्ट्रॉन दान या आकर्षण समूह नहीं है, इसलिए इसकी अम्लता इन दोनों के बीच होती है।
22. a) रासायनिक परीक्षण द्वारा एल्डिहाइड एवं कीटोन में कैसे विभेद करेंगे?
उत्तर: एल्डिहाइड और कीटोन में विभेद करने के लिए निम्नलिखित रासायनिक परीक्षणों का उपयोग किया जा सकता है:
- टॉलेन परीक्षण (Tollen's Test): एल्डिहाइड टॉलेन अभिकर्मक (अमोनियम सिल्वर नाइट्रेट) को अपचयित करके सिल्वर दर्पण बनाते हैं, जबकि कीटोन इस परीक्षण में कोई अभिक्रिया नहीं देते।
- फेलिंग परीक्षण (Fehling's Test): एल्डिहाइड फेलिंग विलयन (Cu²⁺ आयन) को अपचयित करके लाल अवक्षेप (Cu₂O) बनाते हैं, जबकि कीटोन इस परीक्षण में कोई अभिक्रिया नहीं देते।
- शिफ अभिकर्मक (Schiff's Reagent): एल्डिहाइड शिफ अभिकर्मक के साथ गुलाबी-बैंगनी रंग देते हैं, जबकि कीटोन रंगहीन रहते हैं।
22. b) नॉन-स्टिक सतह से लेपित बर्तनों में प्रयुक्त बहुलक की एकलक इकाई का नाम लिखिए। समबहुलक एवं सहबहुलक के एक-एक उदाहरण दीजिए।
उत्तर:
एकलक इकाई का नाम: नॉन-स्टिक सतह से लेपित बर्तनों में प्रयुक्त बहुलक टेफ्लॉन (PTFE) है, जिसकी एकलक इकाई टेट्राफ्लुओरोएथीन (CF₂=CF₂) है।
समबहुलक का उदाहरण: पॉलिथीन (एकलक: एथीन)
सहबहुलक का उदाहरण: नायलॉन-6,6 (एकलक: हेक्सामेथिलीनडाइएमीन और एडिपिक अम्ल)
23. a) ऐथेन के सॉहार्स प्रक्षेपण सूत्र में से कौन से संरूप की ऊर्जा अधिक होती है और क्यों?
उत्तर: ऐथेन के सॉहार्स प्रक्षेपण सूत्र में अस्पष्ट (Eclipsed) संरूप की ऊर्जा अधिक होती है।
कारण: अस्पष्ट संरूप में दोनों कार्बन परमाणुओं पर उपस्थित हाइड्रोजन परमाणु एक-दूसरे के सबसे निकट होते हैं, जिसके कारण उनके बीच प्रबल प्रतिकर्षण (टॉर्शनल स्ट्रेन) उत्पन्न होता है। इसके विपरीत, क्रांतिक (Staggered) संरूप में हाइड्रोजन परमाणु अधिकतम दूरी पर होते हैं, जिससे प्रतिकर्षण न्यूनतम होता है और ऊर्जा कम होती है।
23. b) रेसेमिक मिश्रण प्रकाशिक रूप से अक्रिय होता है। कारण दीजिए।
उत्तर: रेसेमिक मिश्रण प्रकाशिक रूप से अक्रिय होता है क्योंकि इसमें दो प्रकाशिक समावयवों (एनैन्टियोमरों) के बराबर मात्रा (50:50) उपस्थित होती है। एक एनैन्टियोमर समतल-ध्रुवित प्रकाश को दक्षिणावर्त दिशा में घुमाता है, जबकि दूसरा समान मात्रा में वामावर्त दिशा में घुमाता है। इस प्रकार, दोनों के घूर्णन प्रभाव एक-दूसरे को निरस्त कर देते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कुल घूर्णन शून्य हो जाता है और मिश्रण प्रकाशिक रूप से अक्रिय होता है।
24.
a) एम्प्रिन को खाली पेट नहीं लेना चाहिए, क्यों?
a) Aspirin should not be taken in empty stomach, why?
एस्पिरिन (एसिटाइलसैलिसिलिक अम्ल) एक अम्लीय दवा है। खाली पेट लेने पर यह आमाशय की अम्लीयता बढ़ा देती है, जिससे आमाशय की परत में जलन, अल्सर या रक्तस्राव हो सकता है। इसलिए इसे भोजन के बाद या दूध के साथ लेना चाहिए।
Aspirin (acetylsalicylic acid) is an acidic drug. When taken on an empty stomach, it increases stomach acidity, causing irritation, ulcers, or bleeding in the stomach lining. Hence, it should be taken after food or with milk.
b) रंजक एवं वर्णक में कोई दो अंतर लिखिए।
B) Write any two differences between dyes and pigments.
| क्रमांक | रंजक (Dyes) | वर्णक (Pigments) |
|---|---|---|
| 1. | ये जल या किसी विलायक में विलेय होते हैं। | ये जल या विलायक में अविलेय होते हैं। |
| 2. | ये तंतु में प्रवेश करके रासायनिक बंध बनाते हैं। | ये सतह पर चिपक जाते हैं, रासायनिक बंध नहीं बनाते। |
25.
दिये गये उद्धरण को पढ़कर अधोलिखित प्रश्नों के उत्तर दीजिए:
जब कोई ठोस पदार्थ द्रव अथवा गैस के सम्पर्क में रखा जाता है तो ठोस की सतह पर द्रव या गैस स्थूल की अपेक्षा अधिक संचित होते हैं। यह प्रक्रिया अधिशोषण कहलाती है। यह अवशोषण से भिन्न होती है। कई गैसीय क्रियाएँ ठोस उत्प्रेरक की उपस्थिति में सम्पन्न होती हैं। उत्प्रेरक एक रासायनिक पदार्थ होता है जो अभिक्रिया की दर को परिवर्तित कर देता है तथा स्वयं अपरिवर्तित रहता है। यह घटना उत्प्रेरण कहलाती है।
When any solid substance is kept in contact with liquid or gas, then liquid or gas are more adsorbed on the surface of solid rather than bulk. The process is known as adsorption. It is different from absorption. Many gaseous reactions occur in the presence of solid catalyst. Catalyst is a chemical substance which changes the rate of reaction without undergoing itself change. This phenomenon is known as catalysis.
A) अवशोषण एवं अधिशोषण में कोई दो अंतर लिखिए।
A) Write any two differences between Absorption and Adsorption.
| क्रमांक | अवशोषण (Absorption) | अधिशोषण (Adsorption) |
|---|---|---|
| 1. | पदार्थ पूरे आयतन में समान रूप से वितरित होता है। | पदार्थ केवल सतह पर संचित होता है। |
| 2. | यह एक स्थूल प्रक्रिया है। | यह एक पृष्ठीय प्रक्रिया है। |
ब) विषमांगी उत्प्रेरण की कोई एक रासायनिक समीकरण लिखिए।
B) Write any chemical equation of heterogeneous catalysis.
हैबर विधि में नाइट्रोजन एवं हाइड्रोजन से अमोनिया का निर्माण:
N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) (उत्प्रेरक: Fe, प्रवर्तक: Mo)
यहाँ Fe ठोस उत्प्रेरक है तथा अभिकारक गैसीय हैं, अतः यह विषमांगी उत्प्रेरण है।
स) एल्कोहॉल को पैट्रोल में परिवर्तित करने वाले जिओलाइट उत्प्रेरक का नाम लिखिए।
C) Write the name of Zeolite catalyst used to convert Alcohol to Petrol.
ZSM-5 (जिओलाइट सोसाइटी ऑफ मोबिल-5) उत्प्रेरक का उपयोग एल्कोहॉल (मेथनॉल) को पैट्रोल (गैसोलीन) में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है।
प्रश्न 26
दिये गये उद्धरण को पढ़कर अधोलिखित प्रश्नों के उत्तर लिखिए।
प्रोटीन सजीवों की वृद्धि, विकास एवं मरम्मत के लिए अति-आवश्यक होता है। प्रोटीन α-एमीनो अम्लों के प्राकृतिक बहुलक होते हैं। एमीनो अम्ल एक निश्चित क्रम में जुड़कर एक विशिष्ट प्रोटीन बनाते हैं। दो या दो से अधिक एमीनो अम्ल जुड़कर पेप्टाइड बंध का निर्माण करते हैं। प्रोटीन पॉलीपेप्टाइड होते हैं जिनमें भौतिक अथवा रासायनिक परिवर्तन कर देने से प्रोटीन अपनी जैविक सक्रियता खो देता है।
Read the given paragraph and write answers of the following questions.
Protein is very essential for the growth, development and maintenance of living systems. Proteins are natural polymer of α-amino acids. A definite sequence of amino acids form a specific protein. Two or more than two amino acids bind to give peptide bond. Proteins are polypeptide, which loses its biological activity by physical or chemical changes.
A) आवश्यक एवं अनावश्यक एमीनो अम्लों को उदाहरण सहित समझाइए।
Explain essential and non-essential amino acid with example.
आवश्यक एमीनो अम्ल (Essential Amino Acids): ये वे एमीनो अम्ल हैं जिन्हें मानव शरीर स्वयं संश्लेषित नहीं कर सकता और इन्हें भोजन के माध्यम से प्राप्त करना आवश्यक होता है। उदाहरण: लाइसिन, ट्रिप्टोफैन, वेलिन, ल्यूसीन, आइसोल्यूसीन, मेथियोनीन, थ्रेओनीन, फेनिलएलानिन, हिस्टिडीन (बच्चों के लिए) और आर्जिनिन (बच्चों के लिए)।
अनावश्यक एमीनो अम्ल (Non-essential Amino Acids): ये वे एमीनो अम्ल हैं जिन्हें मानव शरीर स्वयं संश्लेषित कर सकता है, अतः इन्हें बाहर से प्राप्त करना अनिवार्य नहीं है। उदाहरण: ग्लाइसिन, एलानिन, ग्लूटामिक अम्ल, एस्पार्टिक अम्ल, सेरीन, सिस्टीन, टायरोसिन, प्रोलिन, एस्पेरेजीन, ग्लूटामाइन।
ब) प्रोटीन के विकृतिकरण को समझाइए।
Explain denaturation of protein.
प्रोटीन का विकृतिकरण (Denaturation) वह प्रक्रिया है जिसमें प्रोटीन की द्वितीयक, तृतीयक और चतुर्थक संरचना नष्ट हो जाती है, जबकि प्राथमिक संरचना (एमीनो अम्ल अनुक्रम) बनी रहती है। यह भौतिक (जैसे ताप, विकिरण, झटका) या रासायनिक (जैसे अम्ल, क्षार, भारी धातु लवण, कार्बनिक विलायक) कारकों के कारण होता है। विकृतिकरण के परिणामस्वरूप प्रोटीन अपनी जैविक सक्रियता खो देता है, जल में विलेयता कम हो जाती है, और कभी-कभी अवक्षेपित हो जाता है। उदाहरण: अंडे की सफेदी को गर्म करने पर एल्बुमिन प्रोटीन का विकृतिकरण होता है और वह ठोस हो जाता है।
प्रश्न 27
अ) निम्नलिखित अभिक्रियाओं को पूरा कीजिए एवं A और B को पहचानिए।
C₆H₅NH₂ + Br₂ + KOH → [A] + CHCl₃ + KOH → [B]
पूर्ण अभिक्रियाएँ:
C₆H₅NH₂ + 3Br₂ + 3KOH → C₆H₂Br₃NH₂ (2,4,6-ट्राइब्रोमोएनिलीन) + 3KBr + 3H₂O
[A] = 2,4,6-ट्राइब्रोमोएनिलीन (C₆H₂Br₃NH₂)
C₆H₂Br₃NH₂ + CHCl₃ + 3KOH → C₆H₂Br₃NC (2,4,6-ट्राइब्रोमोफेनिल आइसोसायनाइड) + 3KCl + 3H₂O
[B] = 2,4,6-ट्राइब्रोमोफेनिल आइसोसायनाइड (C₆H₂Br₃NC)
व्याख्या: पहली अभिक्रिया एनिलीन का ब्रोमीनीकरण है जो क्षारीय माध्यम में 2,4,6-ट्राइब्रोमोएनिलीन देती है। दूसरी अभिक्रिया कार्बिलएमीन अभिक्रिया (आइसोसायनाइड परीक्षण) है, जिसमें प्राथमिक एमीन क्लोरोफॉर्म और KOH के साथ अभिक्रिया कर दुर्गंधयुक्त आइसोसायनाइड बनाती है।
ब) यूरिया की अनुनादी संरचनाएँ बनाइए।
यूरिया (NH₂CONH₂) की तीन अनुनादी संरचनाएँ निम्नलिखित हैं:
- H₂N—C(=O)—NH₂ (मुख्य संरचना, जिसमें C=O द्विबंध है)
- H₂N—C⁺(—O⁻)—NH₂ (जहाँ ऑक्सीजन पर ऋणावेश और कार्बन पर धनावेश है)
- H₂N—C(—O⁻)—NH₂⁺ (जहाँ एक नाइट्रोजन पर धनावेश और ऑक्सीजन पर ऋणावेश है)
ये अनुनादी संरचनाएँ यूरिया में कार्बोनिल समूह और एमीनो समूहों के बीच इलेक्ट्रॉनों के विस्थानीकरण को दर्शाती हैं, जिससे यूरिया की स्थिरता बढ़ती है।
अथवा
अ) निम्नलिखित अभिक्रियाओं को पूरा कीजिए एवं A और B को पहचानिए।
C₆H₅NO₂ → [A] → NaNO₂ + HCl → [B]
पूर्ण अभिक्रियाएँ:
C₆H₅NO₂ + 3H₂ → C₆H₅NH₂ (एनिलीन) + 2H₂O (अपचयन)
[A] = एनिलीन (C₆H₅NH₂)
C₆H₅NH₂ + NaNO₂ + 2HCl → C₆H₅N₂⁺Cl⁻ (बेंजीन डाइएज़ोनियम क्लोराइड) + NaCl + 2H₂O
[B] = बेंजीन डाइएज़ोनियम क्लोराइड (C₆H₅N₂⁺Cl⁻)
व्याख्या: पहली अभिक्रिया नाइट्रोबेंजीन का अपचयन है जो Sn/HCl या Fe/HCl द्वारा एनिलीन देता है। दूसरी अभिक्रिया डाइएज़ोटीकरण है, जिसमें एनिलीन को 0-5°C पर NaNO₂ और HCl से अभिकृत करने पर बेंजीन डाइएज़ोनियम क्लोराइड बनता है।
ब) एनीलीन की अनुनादी संरचनाएँ बनाइए।
एनिलीन (C₆H₅NH₂) की पाँच अनुनादी संरचनाएँ निम्नलिखित हैं:
- बेंजीन वलय के साथ NH₂ समूह जुड़ा हुआ (मुख्य संरचना)
- NH₂ समूह से इलेक्ट्रॉन युग्म वलय में विस्थानित होकर ऑर्थो स्थिति पर ऋणावेश उत्पन्न करता है
- पैरा स्थिति पर ऋणावेश उत्पन्न होता है
- दूसरी ऑर्थो स्थिति पर ऋणावेश उत्पन्न होता है
- नाइट्रोजन पर धनावेश और वलय पर ऋणावेश का विस्थानीकरण
ये अनुनादी संरचनाएँ दर्शाती हैं कि एनिलीन में NH₂ समूह का एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म बेंजीन वलय के साथ अनुनाद में भाग लेता है, जिससे एनिलीन की क्षारकता कम हो जाती है और यह ऑर्थो/पैरा निर्देशक होता है।
28. a) Complete the following equations and identify A and B.
Equation 1:
R – C ≡ N NH₃ → [A] KOH → [B]
Identification:
- A = R – C(=NH) – NH₂ (Amidine)
- B = R – CO – NH₂ (Amide)
Explanation: Nitrile reacts with ammonia to form amidine, which on hydrolysis with KOH gives amide.
Equation 2:
C₆H₅NO₂ Sn/HCl → [A] NaNO₂ + HCl → [B]
Identification:
- A = C₆H₅NH₂ (Aniline)
- B = C₆H₅N₂⁺Cl⁻ (Benzenediazonium chloride)
Explanation: Nitrobenzene is reduced to aniline by Sn/HCl, then aniline reacts with NaNO₂/HCl at 0-5°C to form diazonium salt.
Draw the resonating structures of Urea.
Resonating structures of Urea (NH₂–CO–NH₂):
Structure I: H₂N – C(=O) – NH₂ (major contributor)
Structure II: H₂N – C⁺(–O⁻) – NH₂ (charge separation, C⁺ and O⁻)
Structure III: H₂N – C⁺(–O⁻) – NH₂ (alternate representation with double bond to N)
Note: The actual structure is a hybrid of these, with partial double bond character in C–N bonds.
OR
Draw the resonating structures of Aniline.
Resonating structures of Aniline (C₆H₅NH₂):
Structure I: Benzene ring with –NH₂ group (lone pair on N)
Structure II: Positive charge on N, negative charge on ortho carbon
Structure III: Positive charge on N, negative charge on para carbon
Structure IV: Positive charge on N, negative charge on other ortho carbon
Explanation: The lone pair on nitrogen delocalizes into the benzene ring, making aniline more reactive towards electrophilic substitution.
खण्ड - द (Section - D)
1. अभिक्रिया की कोटि की परिभाषा लिखिए।
अभिक्रिया की कोटि (Order of Reaction): किसी रासायनिक अभिक्रिया में अभिकारकों की सांद्रता के घातांकों का योग, जो वेग नियम में प्रकट होता है, अभिक्रिया की कोटि कहलाता है।
उदाहरण: यदि वेग = k [A]^m [B]^n, तो कोटि = m + n
2. संघट्ट सिद्धान्त के अनुसार, किसी रासायनिक अभिक्रिया हेतु दो मुख्य अवरोधकों के नाम लिखिए।
दो मुख्य अवरोधक (Two main barriers):
- ऊर्जा अवरोध (Energy Barrier): अभिकारकों को अभिक्रिया करने के लिए सक्रियण ऊर्जा (Ea) प्राप्त करनी होती है।
- दिशात्मक अवरोध (Orientation Barrier): अणुओं का उचित अभिविन्यास (proper orientation) होना आवश्यक है ताकि प्रभावी संघट्ट हो सके।
3. दर्शाइए कि प्रथम कोटि अभिक्रिया के 99.9% पूर्ण होने में लगा समय अर्धायु का 10 गुना होता है। (log 10 = 1)
हल:
प्रथम कोटि अभिक्रिया के लिए, समाकलित वेग समीकरण:
t = (2.303/k) log [R₀]/[R]
जहाँ [R₀] = प्रारंभिक सांद्रता, [R] = समय t पर सांद्रता
99.9% पूर्ण होने पर, [R] = [R₀] - 0.999[R₀] = 0.001[R₀]
t₉₉.₉ = (2.303/k) log ([R₀] / 0.001[R₀]) = (2.303/k) log 1000 = (2.303/k) × 3
अर्धायु काल (t₁/₂) = 0.693/k
अतः t₉₉.₉ / t₁/₂ = [(2.303 × 3)/k] / (0.693/k) = (6.909) / 0.693 ≈ 9.97 ≈ 10
इस प्रकार, 99.9% पूर्ण होने में लगा समय अर्धायु का लगभग 10 गुना होता है।
अथवा
1. अभिक्रिया की अणुसंख्यता की परिभाषा लिखिए।
अभिक्रिया की अणुसंख्यता (Molecularity of Reaction): किसी प्रारंभिक अभिक्रिया में भाग लेने वाले अभिकारक अणुओं की संख्या को अभिक्रिया की अणुसंख्यता कहते हैं।
उदाहरण: एक-अणुक (unimolecular), द्वि-अणुक (bimolecular), त्रि-अणुक (termolecular)
2. संघट्ट सिद्धान्त के अनुसार, उन दो कारकों के नाम लिखिए जो ताप बढ़ाने पर अभिक्रिया के वेग को बढ़ाते हैं।
दो कारक:
- संघट्ट आवृत्ति में वृद्धि (Increase in collision frequency): ताप बढ़ने पर अणुओं की गति बढ़ जाती है, जिससे प्रति सेकंड संघट्टों की संख्या बढ़ जाती है।
- सक्रिय अणुओं का अंश बढ़ना (Increase in fraction of activated molecules): ताप बढ़ने पर अधिक अणु सक्रियण ऊर्जा प्राप्त कर लेते हैं, जिससे प्रभावी संघट्टों की संख्या बढ़ जाती है।
3. दर्शाइए कि एक प्रथम कोटि अभिक्रिया के 75% पूर्ण होने में लगा समय अर्धायु का दो गुना होता है। (log 2 = 0.3010)
हल:
प्रथम कोटि अभिक्रिया के लिए:
t = (2.303/k) log [R₀]/[R]
75% पूर्ण होने पर, [R] = [R₀] - 0.75[R₀] = 0.25[R₀]
t₇₅ = (2.303/k) log ([R₀] / 0.25[R₀]) = (2.303/k) log 4 = (2.303/k) × 2 log 2
t₇₅ = (2.303/k) × 2 × 0.3010 = (2.303 × 0.6020)/k
अर्धायु काल (t₁/₂) = 0.693/k
अतः t₇₅ / t₁/₂ = [(2.303 × 0.6020)/k] / (0.693/k) = (1.386) / 0.693 = 2
इस प्रकार, 75% पूर्ण होने में लगा समय अर्धायु का दो गुना होता है।
प्रश्न 28 (वैकल्पिक प्रश्न)
विकल्प A
A) अभिक्रिया की कोटि (Order of Reaction) की परिभाषा लिखिए।
अभिक्रिया की कोटि: किसी अभिक्रिया के वेग व्यंजक में सांद्रता पदों (जैसे [A], [B] आदि) पर लगे घातांकों (exponents) के योग को अभिक्रिया की कोटि कहते हैं। यह एक प्रायोगिक राशि है जो शून्य, पूर्णांक या भिन्नात्मक हो सकती है।
B) संघट्ट सिद्धांत के अनुसार, किसी रासायनिक अभिक्रिया के लिए दो मुख्य बाधाएं लिखिए।
संघट्ट सिद्धांत के अनुसार, किसी रासायनिक अभिक्रिया के लिए दो मुख्य बाधाएं निम्नलिखित हैं:
- ऊर्जा बाधा (Energy Barrier): अभिकारक अणुओं के मध्य प्रभावी संघट्ट (effective collision) के लिए आवश्यक है कि उनमें न्यूनतम ऊर्जा (सक्रियण ऊर्जा, Ea) हो।
- अभिविन्यास बाधा (Orientation Barrier): संघट्ट के समय अभिकारक अणुओं का अभिविन्यास (orientation) सही होना चाहिए ताकि अभिक्रिया हो सके।
C) दर्शाइए कि प्रथम कोटि की अभिक्रिया में 99.9% अभिक्रिया पूर्ण होने में लगा समय अर्ध-आयु काल का 10 गुना होता है। (log 2 = 0.3010, log 10 = 1)
हल:
प्रथम कोटि की अभिक्रिया के लिए समाकलित वेग समीकरण:
\( k = \frac{2.303}{t} \log \frac{[R]_0}{[R]} \)
जहाँ, \([R]_0\) = प्रारंभिक सांद्रता, \([R]\) = समय t पर सांद्रता।
99.9% पूर्ण होने पर: यदि प्रारंभिक सांद्रता 100 है, तो 99.9% अभिक्रिया के बाद शेष सांद्रता = 100 - 99.9 = 0.1
अतः, \( \frac{[R]_0}{[R]} = \frac{100}{0.1} = 1000 \)
समय \( t_{99.9\%} = \frac{2.303}{k} \log 1000 = \frac{2.303}{k} \times 3 \)
अर्ध-आयु काल (Half-life): \( t_{1/2} = \frac{0.693}{k} \) (चूंकि log 2 = 0.3010, 0.693 = 2.303 × 0.3010)
अब, \( \frac{t_{99.9\%}}{t_{1/2}} = \frac{ (2.303 \times 3) / k }{ 0.693 / k } = \frac{2.303 \times 3}{0.693} \)
\( \frac{2.303 \times 3}{0.693} = \frac{6.909}{0.693} \approx 9.97 \approx 10 \)
अतः, \( t_{99.9\%} = 10 \times t_{1/2} \) (लगभग 10 गुना)।
विकल्प B
A) अभिक्रिया की अणुकता (Molecularity of Reaction) की परिभाषा लिखिए।
अभिक्रिया की अणुकता: किसी प्राथमिक अभिक्रिया (elementary reaction) में भाग लेने वाले अभिकारक अणुओं की संख्या को अभिक्रिया की अणुकता कहते हैं। यह हमेशा एक पूर्णांक (1, 2, 3) होती है और ऋणात्मक या शून्य नहीं हो सकती।
B) संघट्ट सिद्धांत के अनुसार, तापमान बढ़ने पर अभिक्रिया की दर बढ़ाने वाले दो कारकों के नाम लिखिए।
संघट्ट सिद्धांत के अनुसार, तापमान बढ़ने पर अभिक्रिया की दर बढ़ाने वाले दो कारक:
- संघट्ट आवृत्ति में वृद्धि (Increase in Collision Frequency): तापमान बढ़ने से अणुओं की गतिज ऊर्जा बढ़ती है, जिससे प्रति सेकंड संघट्टों की संख्या बढ़ जाती है।
- सक्रिय अणुओं की संख्या में वृद्धि (Increase in Number of Activated Molecules): तापमान बढ़ने से सक्रियण ऊर्जा (Ea) से अधिक ऊर्जा वाले अणुओं का अनुपात बढ़ जाता है, जिससे प्रभावी संघट्टों की संख्या बढ़ती है।
C) दर्शाइए कि प्रथम कोटि की अभिक्रिया में 75% अभिक्रिया पूर्ण होने में लगा समय अर्ध-आयु काल का दोगुना होता है। (log 2 = 0.3010, log 4 = 0.6020)
हल:
प्रथम कोटि की अभिक्रिया के लिए समाकलित वेग समीकरण:
\( k = \frac{2.303}{t} \log \frac{[R]_0}{[R]} \)
75% पूर्ण होने पर: यदि प्रारंभिक सांद्रता 100 है, तो 75% अभिक्रिया के बाद शेष सांद्रता = 100 - 75 = 25
अतः, \( \frac{[R]_0}{[R]} = \frac{100}{25} = 4 \)
समय \( t_{75\%} = \frac{2.303}{k} \log 4 = \frac{2.303}{k} \times 0.6020 \)
अर्ध-आयु काल (Half-life): \( t_{1/2} = \frac{2.303}{k} \log 2 = \frac{2.303}{k} \times 0.3010 \)
अब, \( \frac{t_{75\%}}{t_{1/2}} = \frac{ (2.303 \times 0.6020) / k }{ (2.303 \times 0.3010) / k } = \frac{0.6020}{0.3010} = 2 \)
अतः, \( t_{75\%} = 2 \times t_{1/2} \)
प्रश्न 29 (वैकल्पिक प्रश्न)
विकल्प A
अ) ऑक्सीजन का अणुसूत्र O₂ होता है जबकि सल्फर का S₈ क्यों?
ऑक्सीजन (O) और सल्फर (S) दोनों ही वर्ग 16 (ऑक्सीजन परिवार) के तत्व हैं। ऑक्सीजन का अणुसूत्र O₂ होने का कारण यह है कि ऑक्सीजन परमाणु आकार में छोटा होता है और यह द्विबंध (double bond) बनाकर स्थायी अणु (O=O) बनाता है। दूसरी ओर, सल्फर परमाणु आकार में बड़ा होता है और यह द्विबंध बनाने में असमर्थ होता है। सल्फर एकल बंधों (single bonds) द्वारा आठ परमाणुओं का एक चक्रीय अणु (S₈) बनाता है, जो अधिक स्थायी होता है।
ब) रासायनिक समीकरण द्वारा समझाइए - क्या होता है जब बुझा हुआ चूना (Ca(OH)₂), Cl₂ से क्रिया करता है?
जब बुझा हुआ चूना (कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड, Ca(OH)₂) क्लोरीन गैस (Cl₂) से क्रिया करता है, तो विरंजक चूर्ण (ब्लीचिंग पाउडर) बनता है। यह एक विस्थापन अभिक्रिया है।
रासायनिक समीकरण:
\( 2Ca(OH)_2 + 2Cl_2 \rightarrow Ca(OCl)_2 + CaCl_2 + 2H_2O \)
या सरल रूप में: \( Ca(OH)_2 + Cl_2 \rightarrow CaOCl_2 + H_2O \)
(यहाँ CaOCl₂ विरंजक चूर्ण है, जो कैल्शियम हाइपोक्लोराइट और कैल्शियम क्लोराइड का मिश्रण है।)
स) निम्नलिखित अभिक्रिया को पूर्ण कीजिए:
C₂H₅OH + PCl₅ → ?
पूर्ण अभिक्रिया:
\( C_2H_5OH + PCl_5 \rightarrow C_2H_5Cl + POCl_3 + HCl \)
इस अभिक्रिया में एथिल अल्कोहल (इथेनॉल) फॉस्फोरस पेंटाक्लोराइड से अभिक्रिया करके एथिल क्लोराइड (क्लोरोएथेन), फॉस्फोरस ऑक्सीक्लोराइड और हाइड्रोजन क्लोराइड बनाता है।
द) XeO₃ की संरचना बनाइए।
XeO₃ की संरचना: ज़ेनॉन ट्राइऑक्साइड (XeO₃) एक पिरामिडीय (pyramidal) संरचना रखता है। इसमें ज़ेनॉन (Xe) केंद्रीय परमाणु है, जो तीन ऑक्सीजन परमाणुओं से द्विबंध (double bond) द्वारा जुड़ा होता है। ज़ेनॉन पर एक एकल इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) भी उपस्थित होता है, जो इसे पिरामिडीय आकार प्रदान करता है।
संरचना:
O
//
Xe
/ \
O O
(ध्यान दें: Xe पर एक एकल इलेक्ट्रॉन युग्म भी है, जो संरचना को पिरामिडीय बनाता है।)
विकल्प B
अ) H₂S गैस है जबकि H₂O द्रव, क्यों?
H₂O (जल) द्रव अवस्था में होता है जबकि H₂S (हाइड्रोजन सल्फाइड) गैस अवस्था में होने का मुख्य कारण अंतर-आण्विक हाइड्रोजन बंध (intermolecular hydrogen bonding) है। ऑक्सीजन परमाणु का आकार छोटा और विद्युत ऋणात्मकता अधिक होती है, जिसके कारण H₂O अणुओं के बीच प्रबल हाइड्रोजन बंध बनते हैं, जो अणुओं को एक साथ बांधे रखते हैं और इसे द्रव अवस्था में रखते हैं। दूसरी ओर, सल्फर का आकार बड़ा और विद्युत ऋणात्मकता कम होती है, जिसके कारण H₂S अणुओं के बीच हाइड्रोजन बंध नहीं बन पाते, केवल दुर्बल वैन डर वाल्स बल होते हैं, जिससे यह गैस अवस्था में रहता है।
ब) रासायनिक समीकरण द्वारा समझाइए - क्या होता है जब श्वेत फास्फोरस को अत्यंत उच्च दाब तथा 473K ताप पर ग
प्रश्न 30 (a)
प्रश्न: ऑक्सीजन का अणुसूत्र O₂ है जबकि सल्फर का S₈ है, क्यों?
(Molecular formula of oxygen is O₂, while sulphur is S₈, why?)
उत्तर: ऑक्सीजन (O) और सल्फर (S) दोनों ही आवर्त सारणी के समूह 16 (चॉल्कोजन) के तत्व हैं। ऑक्सीजन का परमाणु आकार छोटा होने के कारण यह pπ-pπ बंध बनाकर द्विपरमाणुक (O₂) अणु बनाता है, जो अधिक स्थायी होता है। वहीं, सल्फर का परमाणु आकार बड़ा होने के कारण यह pπ-pπ बंध नहीं बना पाता, बल्कि एकल बंधों द्वारा आठ परमाणुओं का एक चक्रीय अणु (S₈) बनाता है, जो इसके लिए अधिक स्थायी विन्यास है।
प्रश्न: रासायनिक समीकरण सहित समझाइए – जब बुझा हुआ चूना (स्लेक्ड लाइम) क्लोरीन से अभिक्रिया करता है तो क्या होता है?
(Explain with chemical equation - what happens when slaked lime reacts with chlorine?)
उत्तर: जब बुझा हुआ चूना (Ca(OH)₂) क्लोरीन गैस (Cl₂) से अभिक्रिया करता है, तो विरंजक चूर्ण (ब्लीचिंग पाउडर) बनता है। यह एक महत्वपूर्ण औद्योगिक अभिक्रिया है।
रासायनिक समीकरण:
Ca(OH)₂ + Cl₂ → CaOCl₂ + H₂O
(कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड + क्लोरीन → कैल्शियम हाइपोक्लोराइट (विरंजक चूर्ण) + जल)
प्रश्न: निम्नलिखित अभिक्रिया को पूरा कीजिए:
C₂H₅OH + PCl₅ → ?
उत्तर: एथेनॉल (C₂H₅OH) की फॉस्फोरस पेंटाक्लोराइड (PCl₅) से अभिक्रिया करने पर क्लोरोएथेन (एथिल क्लोराइड) बनता है, साथ में फॉस्फोरस ऑक्सीक्लोराइड और हाइड्रोजन क्लोराइड गैस निकलती है।
पूर्ण अभिक्रिया:
C₂H₅OH + PCl₅ → C₂H₅Cl + POCl₃ + HCl
प्रश्न: XeO₃ की संरचना बनाइए।
(Draw structure of XeO₃)
उत्तर: XeO₃ (जेनॉन ट्राइऑक्साइड) की संरचना पिरामिडीय (pyramidal) होती है। इसमें जेनॉन (Xe) केंद्रीय परमाणु है, जो तीन ऑक्सीजन परमाणुओं से द्विबंध (double bond) द्वारा जुड़ा होता है और जेनॉन पर एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) उपस्थित होता है। इसका आकार त्रिकोणीय पिरामिड (trigonal pyramidal) होता है।
O
//
Xe
/ \
O O
(एकाकी युग्म Xe पर)
अथवा (OR)
प्रश्न: H₂S गैस है जबकि H₂O द्रव है, क्यों?
(H₂S is gas while H₂O is liquid. Why?)
उत्तर: जल (H₂O) में ऑक्सीजन परमाणु की उच्च विद्युत ऋणात्मकता और छोटे आकार के कारण प्रबल अंतराअणुक हाइड्रोजन बंध (hydrogen bonding) बनते हैं, जिससे अणु एक-दूसरे से मजबूती से जुड़े रहते हैं और यह द्रव अवस्था में रहता है। वहीं, हाइड्रोजन सल्फाइड (H₂S) में सल्फर की विद्युत ऋणात्मकता कम होने और आकार बड़ा होने के कारण हाइड्रोजन बंध बहुत दुर्बल होते हैं, जिससे अणुओं के बीच आकर्षण बल कम होता है और यह गैस अवस्था में रहता है।
प्रश्न: रासायनिक समीकरण सहित समझाइए – जब श्वेत फॉस्फोरस (white phosphorus) को 473 K ताप और अत्यधिक उच्च दाब पर गर्म किया जाता है तो क्या होता है?
(Explain with chemical equation - what happens when white phosphorus is heated at 473K and very high pressure?)
उत्तर: श्वेत फॉस्फोरस (P₄) को 473 K ताप और अत्यधिक उच्च दाब पर गर्म करने पर यह लाल फॉस्फोरस (red phosphorus) में परिवर्तित हो जाता है। यह एक बहुरूपी (allotropic) परिवर्तन है।
रासायनिक समीकरण:
P₄ (श्वेत) → 473 K, उच्च दाब → लाल फॉस्फोरस (बहुलकीय संरचना)
प्रश्न: निम्नलिखित अभिक्रिया को पूरा कीजिए:
XeF₆ + 2H₂O → ?
उत्तर: जेनॉन हेक्साफ्लोराइड (XeF₆) जल (H₂O) से अभिक्रिया करके जेनॉन ट्राइऑक्साइड (XeO₃) और हाइड्रोजन फ्लोराइड (HF) बनाता है।
पूर्ण अभिक्रिया:
XeF₆ + 3H₂O → XeO₃ + 6HF
प्रश्न: HClO₄ की संरचना बनाइए।
(Draw structure of HClO₄)
उत्तर: परक्लोरिक अम्ल (HClO₄) की संरचना चतुष्फलकीय (tetrahedral) होती है। इसमें क्लोरीन (Cl) केंद्रीय परमाणु है, जो तीन ऑक्सीजन परमाणुओं से द्विबंध (double bond) द्वारा और एक ऑक्सीजन परमाणु से एकल बंध (single bond) द्वारा जुड़ा होता है, जो आगे हाइड्रोजन (H) से जुड़ा होता है।
O
//
Cl = O
/ \
O O-H
प्रश्न 30 (b)
प्रश्न: ऐथेनॉल के निर्जलीकरण से एथीन बनने की क्रियाविधि लिखिए।
(Write the mechanism of dehydration of ethanol to form ethene.)
उत्तर: एथेनॉल का निर्जलीकरण (dehydration) सांद्र H₂SO₄ या H₃PO₄ की उपस्थिति में 443 K ताप पर करने पर एथीन बनती है। यह एक निराकरण (elimination) अभिक्रिया है, जो निम्नलिखित चरणों में होती है:
- प्रोटॉनीकरण (Protonation): एथेनॉल के OH समूह पर अम्ल (H⁺) से प्रोटॉन जुड़ता है, जिससे एक अच्छा निर्गम समूह (H₂O) बनता है।
CH₃CH₂OH + H⁺ → CH₃CH₂OH₂⁺ - जल का निष्कासन (Loss of water): प्रोटॉनीकृत एथेनॉल से जल का अणु निकलता है, जिससे एक कार्बोकैटायन (एथिल कैटायन) बनता है।
CH₃CH₂OH₂⁺ → CH₃CH₂⁺ + H₂O - प्रोटॉन का निष्कासन (Deprotonation): कार्बोकैटायन से एक प्रोटॉन (H⁺) निकलता है, जिससे एथीन (द्विबंध) बनता है और उत्प्रेरक (H⁺) पुनः मुक्त हो जाता है।
CH₃CH₂⁺ → CH₂=CH₂ + H⁺
कुल अभिक्रिया: CH₃CH₂OH → (सांद्र H₂SO₄, 443 K) → CH₂=CH₂ + H₂O
प्रश्न: ग्लूकोस को ऐथेनॉल में परिवर्तित करने वाले एन्जाइम का नाम दीजिए।
(Give the name of