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अध्याय 12 आगनिक रसायन - कुछ मूल सिद्धांत एवं तकनीकियाँ

अभ्यास

12.1 निम्नलिखित यौगिकों में प्रत्येक कार्बन परमाणु के हाइब्रिडीकरण अवस्था क्या है? $\mathrm{CH_2}=\mathrm{C}=\mathrm{O}, \mathrm{CH_3} \mathrm{CH}=\mathrm{CH_2}$, $\left(\mathrm{CH_3}\right)_{2} \mathrm{CO}, \mathrm{CH_2}=\mathrm{CHCN}, \mathrm{C_6} \mathrm{H_6}$

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उत्तर

(i) $\stackrel{1}{C} H_2=\stackrel{2}{C}=0$

C- 1 के $s p^{2}$ हाइब्रिडीकरण है।

C- 2 के sp हाइब्रिडीकरण है।

(ii)

$\stackrel{1}{C} H_3-\stackrel{2}{C} H=\stackrel{3}{C} H_2$

C- 1 के $s p^{3}$ हाइब्रिडीकरण है।

C- 2 के $s p^{2}$ हाइब्रिडीकरण है।

C- 3 के $s p^{2}$ हाइब्रिडीकरण है।

(iii)

C-1 और C-3 के sp³ हाइब्रिडीकरण है।

C- 2 के $s p^{2}$ हाइब्रिडीकरण है।

(iv)

C- 1 के $s p^{2}$ हाइब्रिडीकरण है।

C- 2 के $s p^{2}$ हाइब्रिडीकरण है।

C- 3 के $s p$ हाइब्रिडीकरण है।

(v) $C_6 H_6$

बेंजीन में सभी 6 कार्बन परमाणु $s p^{2}$ हाइब्रिडीकरण है।

12.2 निम्नलिखित अणुओं में $\sigma$ एवं $\pi$ बंध दिखाइए : $\mathrm{C_6} \mathrm{H_6}, \mathrm{C_6} \mathrm{H_12}, \mathrm{CH_2} \mathrm{Cl_2}, \mathrm{CH_2}=\mathrm{C}=\mathrm{CH_2}, \mathrm{CH_3} \mathrm{NO_2}, \mathrm{HCONHCH_3}$

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उत्तर

(i) $C_6 H_6$

दिए गए यौगिक में छ: C-C सिग्मा ( ${\sigma _{C-C}}$ ) बंधन, छ: C-H सिग्मा ( ${\sigma _{C-H}}$ ) बंधन, और तीन $C=C$ पाई $({ }^{C-C})$ रेजोनेंस बंधन हैं।

(ii) $C_6 H _{12}$

दिए गए यौगिक में छ: C-C सिग्मा ( $\sigma _{C-C}$ ) बंधन और ग्यारह C-H सिग्मा ( $\sigma _{C-H}$ ) बंधन हैं।

(iii) $CH_2 Cl_2$

दिए गए यौगिक में दो C-H सिग्मा ( $\sigma _{C-H}$ ) बंधन और दो C-Cl सिग्मा ( ${\sigma _{C-Cl}}$ ) बंधन हैं।

(iv) $CH_2=C=CH_2$

दिए गए यौगिक में दो C-C सिग्मा ( ${\sigma _{C-C}}$ ) बंधन, चार C-H सिग्मा ( ${\sigma _{C-H}}$ ) बंधन, और दो $C=C$ पाई ( ${ }^{\pi _{C-C}}$ ) बंधन हैं।

(v) $CH_3 NO_2$

दिए गए यौगिक में तीन C-H सिग्मा ( $\sigma _{C-H})$ बंधन, एक C-N सिग्मा ( $\sigma _{C-N})$ बंधन, एक N-O सिग्मा ( $\sigma _{N-0})$ बंधन, और एक $N=O$ पाई ( $.\pi _{N-O})$ बंधन हैं।

(vi) $HCONHCH_3$

दिए गए यौगिक में दो C-N सिग्मा ( $\sigma _{C-N}$ ) बंध, चार C-H सिग्मा ( $\sigma _{C-H}$ ) बंध, एक N-H सिग्मा बंध और एक $C=O$ पाई ( $\pi _{C-C}$ ) बंध हैं।

12.3 निम्नलिखित के बॉंड लाइन सूत्र लिखें : आइसोप्रोपिल ऐल्कोहॉल, 2,3-डाइमेथिल ब्यूटेनल, हेप्टन-4-ओन।

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उत्तर

दिए गए यौगिकों के बॉंड लाइन सूत्र निम्नलिखित हैं:

(a) आइसोप्रोपिल ऐल्कोहॉल

$\Rightarrow$

(b) 2, 3-डाइमेथिल ब्यूटेनल

$\Rightarrow$

(c) हेप्टन-4-ओन

$ H _3 C-CH _2-CH _2 -\overbrace C^{O}-CH_2-CH_2-CH_3 $

$\Rightarrow$

12.4 निम्नलिखित यौगिकों के IUPAC नाम दीजिए :

image

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उत्तर

(a)

1-phenyl propane

(b)

3-methylpentanenitrile

(c)

2, 5-dimethyl heptane

(d)

3-bromo-3-chloroheptane

(e)

3-chloropropanal

(f) $Cl_2 CHCH_2 OH$

1, 1-dichloro-2-ethanol

12.5 निम्नलिखित में से कौन सा यौगिकों के लिए सही IUPAC नाम का प्रतिनिधित्व करता है ?

(a) 2,2-डाइमेथिलपेंटेन या 2-डाइमेथिलपेंटेन

(b) 2,4,7-ट्राइमेथिलऑक्टेन या 2,5,7-ट्राइमेथिलऑक्टेन

(c) 2-क्लोरो-4-मेथिलपेंटेन या 4-क्लोरो-2-मेथिलपेंटेन

(d) ब्यूट-3-यन-1-ऑल या ब्यूट-4-ऑल-1-यन।

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(a) IUPAC नाम में प्रतिस्थापक समूह के दो एक साथ उपस्थिति को इंगित करने के लिए “डाइ” प्रतिस्थापक का प्रतीक उपयोग किया जाता है। दिए गए यौगिक के मातृ श्रृंखला के C-2 पर दो मेथिल समूह उपस्थित हैं, इसलिए दिए गए यौगिक का सही IPUAC नाम 2, 2-डाइमेथिलपेंटेन है।

(b) लोकंत संख्या 2, 4, 7 कम है 2, 5, 7 से। इसलिए, दिए गए यौगिक का IUPAC नाम 2, 4, 7-त्रिमेथिलऑक्टेन है।

(c) यदि प्राथमिक श्रृंखला के समतुल्य स्थिति में समूह उपस्थित हों, तो वर्णानुक्रम के अनुसार नाम के पहले आने वाले समूह को छोटी संख्या दी जाती है। इसलिए, दिए गए यौगिक का सही IUPAC नाम 2-क्लोरो-4-मेथिलपेंटेन है।

(d) दिए गए यौगिक में दो कार्य करणीय समूह - एल्कोहॉलिक और एल्किन - उपस्थित हैं। मुख्य कार्य करणीय समूह एल्कोहॉलिक समूह है। इसलिए, मूल श्रृंखला के साथ एल एक विस्तारित रूप से जुड़ा होगा। एल्किन समूह मूल श्रृंखला के C-3 पर उपस्थित है। इसलिए, दिए गए यौगिक का सही IUPAC नाम ब्यूट-3-इन-1-ऑल है।

12.6 निम्नलिखित यौगिकों से शुरू होने वाले प्रत्येक समान श्रेणी के पहले पांच सदस्यों के सूत्र बनाइए। (a) $\mathrm{H}-\mathrm{COOH}$ (b) $\mathrm{CH_3} \mathrm{COCH_3}$ (c) $\mathrm{H}-\mathrm{CH}=\mathrm{CH_2}$

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Answer

दिए गए यौगिकों से शुरू होने वाले प्रत्येक समान श्रेणी के पहले पांच सदस्यों को नीचे दिया गया है:

(a)

$H-COOH$ : मेथेनोइक अम्ल

$CH_3-COOH$ : एथेनोइक अम्ल

$CH_3-CH_2-COOH$ : प्रोपेनोइक अम्ल

$CH_3-CH_2-CH_2-COOH$ : ब्यूटेनोइक अम्ल

$CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-COOH$ : पेंटेनोइक अम्ल

(b)

$CH_3 COCH_3$ : प्रोपेनोन

$CH_3 COCH_2 CH_3$ : ब्यूटेनोन

$CH_3 COCH_2 CH_2 CH_3$ : पेंटेन-2-ऑन

$CH_3 COCH_2 CH_2 CH_2 CH_3$ : हेक्सेन-2-ऑन

$CH_3 COCH_2 CH_2 CH_2 CH_2 CH_3$ : हेप्टेन-2-ऑन

(c)

$H-CH=CH_2$ : एथीन

$CH_3-CH=CH_2$ : प्रोपीन

$CH_3-CH_2-CH=CH_2:$ 1-ब्यूटीन

$CH_3-CH_2-CH_2-CH=CH_2$ : 1-पेंटीन

$CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH=CH_2: 1-हेक्सीन$

12.7 संकेंद्रित और बॉंड लाइन संरचना सूत्र दें और यदि कोई हो तो उपस्थित कार्य करणीय समूह की पहचान करें:

(a) 2,2,4-त्रिमेथिलपेंटेन

(b) 2-हाइड्रॉक्सी-1,2,3-प्रोपेनट्रिकार्बोक्सिलिक अम्ल

(c) हेक्सेनडाइअल

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Answer

(a) 2, 2, 4-त्रिमेथिलपेंटेन

संकेंद्रित सूत्र:

$(CH_3)_2 CHCH_2 C(CH_3)_3$

बॉंड लाइन सूत्र:

(b) 2-हाइड्रॉक्सी-1, 2, 3-प्रोपेनट्रिकार्बॉक्सिलिक अम्ल संक्षेपित सूत्र:

$(COOH) CH_2 C(OH)(COOH) CH_2(COOH)$

बॉंड लाइन सूत्र:

दिए गए यौगिक में उपस्थित कार्य के समूह हैं: कार्बॉक्सिलिक अम्ल (-COOH) और ऐल्कोहॉलिक (-OH) समूह।

(c) हेक्सेनडाइअल

संक्षेपित सूत्र:

$(CHO)(CH_2)_4(CHO)$

बॉंड लाइन सूत्र:

दिए गए यौगिक में उपस्थित कार्य के समूह है: एल्डिहाइड $(-CHO)$।

12.8 निम्नलिखित यौगिकों में कार्य के समूह की पहचान करें

image

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Answer

दिए गए यौगिकों में उपस्थित कार्य के समूह हैं:

(a) एल्डिहाइड (-CHO),

हाइड्रॉक्सिल (-OH),

मेथॉक्सी (-OMe),

$C=C$ डबल बॉंड $(-\stackrel{1}{C}=\stackrel{1}{C}-)$

(b) ऐमीनो (- $NH_2$ ); प्राथमिक ऐमीन,

एस्टर (-O-CO-),

ट्राइएथिलऐमीन $(N(C_2 H_5)_2)$; तृतीयक ऐमीन

(c) नाइट्रो (– $NO_2$ ),

$C=C$ डबल बॉंड $(-C=C-)$

12.9 निम्नलिखित में से कौन सा अधिक स्थायी अपेक्षित है: $\mathrm{O_2} \mathrm{NCH_2} \mathrm{CH_2} \mathrm{O}^{-}$ या $\mathrm{CH_3} \mathrm{CH_2} \mathrm{O}^{-}$ और क्यों?

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उत्तर

$NO_2$ समूह एक इलेक्ट्रॉन अपसारी समूह है। इसलिए, यह -I प्रभाव दिखाता है। इलेक्ट्रॉन इसकी ओर खींचकर, $NO_2$ समूह यौगिक पर नकारात्मक चार्ज को कम करता है, जिससे यह स्थायी हो जाता है। दूसरी ओर, एथिल समूह एक इलेक्ट्रॉन विस्तारी समूह है। इसलिए, एथिल समूह +I प्रभाव दिखाता है। यह यौगिक पर नकारात्मक चार्ज को बढ़ाता है, जिससे यह अस्थायी हो जाता है। इसलिए, $O_2 NCH_2 CH_2 O$ को $CH_3 CH_2 O$ की तुलना में अधिक स्थायी माना जाता है।

12.10 एक $\pi$ प्रणाली के साथ जुड़े हुए ऐल्किल समूह के इलेक्ट्रॉन दाता क्यों कार्य करते हैं?

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उत्तर

जब एक ऐल्किल समूह एक $\neg$ प्रणाली के साथ जुड़ा होता है, तो यह एक इलेक्ट्रॉन दाता समूह के रूप में कार्य करता है, इसके लिए हाइपरकंजुगेशन की प्रक्रिया होती है। इस धारणा को बेहतर समझने के लिए, हम प्रोपीन के उदाहरण का अध्ययन कर सकते हैं।

हाइपरकंजुगेशन में, एक ऐल्किल समूह के $C-H$ बंध के सिग्मा इलेक्ट्रॉन विस्थापित हो जाते हैं। यह समूह एक असंतृप्त प्रणाली के परमाणु के सीधे जुड़ा होता है। विस्थापन घटना एक आंशिक $s p^{3}$-ssigma बंध ऑर्बिटल के एक खाली $p$ ऑर्बिटल के साथ अंशिक अधिरोपण के कारण होती है, जो आसन्न कार्बन परमाणु के -$\neg$ बंध के खाली $p$ ऑर्बिटल के साथ होता है।

प्रोपीन में हाइपरकंजुगेशन की प्रक्रिया निम्नलिखित तरीके से दिखाई देती है:

इस प्रकार के अधिरोपण द्वारा -$\neg$ इलेक्ट्रॉन के विस्थापन (जिसे बंध रूपांतर या बंध रूपांतर भी कहा जाता है) होता है, जिससे अणु के अधिक स्थायित्व के लिए योगदान देता है।

IV

III

12.11 निम्नलिखित यौगिकों के अनुनादी संरचनाएँ बनाइए। इलेक्ट्रॉन विस्थापन को वक्र तीर नोटेशन के माध्यम से दिखाइए।

(a) $\mathrm{C_6} \mathrm{H_5} \mathrm{OH}$

(b) $\mathrm{C_6} \mathrm{H_5} \mathrm{NO_2}$

(c) $\mathrm{CH_3} \mathrm{CH}=\mathrm{CHCHO}$

(d) $\mathrm{C_6} \mathrm{H_5}-\mathrm{CHO}$

(e) $\mathrm{C_6} \mathrm{H_5}-\stackrel{+}{\mathrm{C}} \mathrm{H_2}$

(f) $\mathrm{CH_3} \mathrm{CH}=\mathrm{CH} \stackrel{+}{\mathrm{C}} \mathrm{H_2}$

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उत्तर

(a) $C_6 H_5 OH$ की संरचना इस प्रकार है:

फीनॉल की अनुनादी संरचनाएँ इस प्रकार प्रस्तुत की जाती हैं:

(b) $C_6 H_5 NO_2$ की संरचना इस प्रकार है:

नाइट्रोबेंज़ीन की अनुनादी संरचनाएँ इस प्रकार प्रस्तुत की जाती हैं:

(c) $CH_3 CH=CH-CHO$

दिए गए यौगिक की अनुनादी संरचनाएँ इस प्रकार प्रस्तुत की जाती हैं:

1

II

(d) $C_6 H_5 CHO$ की संरचना इस प्रकार है:

बेंजल्डिहाइड के अनुगामी संरचनाएँ इस प्रकार प्रस्तुत की जाती हैं:

(e) $C_6 H_5 CH_2^{-}$

दिए गए यौगिक के अनुगामी संरचनाएँ इस प्रकार हैं:

(f) $CH_3 CH=CHCH_2^{-}$

दिए गए यौगिक के अनुगामी संरचनाएँ इस प्रकार हैं:

12.12 इलेक्ट्रॉनफ़ाइल और न्यूक्लिओफ़ाइल क्या होते हैं? उदाहरण के साथ समझाइए।

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Answer

एक इलेक्ट्रॉनफ़ाइल एक ऐसा अभिकर्मक होता है जो इलेक्ट्रॉन युग्म लेता है। अन्य शब्दों में, इलेक्ट्रॉन खोजने वाला अभिकर्मक इलेक्ट्रॉनफ़ाइल $(E^{+})$ कहलाता है। इलेक्ट्रॉनफ़ाइल इलेक्ट्रॉन अभावग्रस्त होते हैं और एक इलेक्ट्रॉन युग्म ग्रहण कर सकते हैं।

कार्बोकेशन $(CH_3 CH_2^{+})$ और कार्बोनिल समूह जैसे कार्यकारी समूह वाले उदासीन अणु $(https://temp-public-img-folder.s3.ap-south-1.amazonaws.com/sathee.prutor.images/ C=0$ ) इलेक्ट्रॉनफ़ाइल के उदाहरण हैं।

एक न्यूक्लिओफ़ाइल एक ऐसा अभिकर्मक होता है जो इलेक्ट्रॉन युग्म देता है। अन्य शब्दों में, नाभिक खोजने वाला अभिकर्मक न्यूक्लिओफ़ाइल (Nu:) कहलाता है।

उदाहरण के लिए: $OH^{-}, NC^{-} e^{e}$, कार्बानियन $(R_3 C^{-})$ आदि।

उदाहरण के लिए: $H_2-$ और अमोनिया जैसे उदासीन अणु भी न्यूक्लिओफ़ाइल के रूप में कार्य करते हैं क्योंकि उनमें एक अकेला इलेक्ट्रॉन युग्म होता है।

12.13 निम्नलिखित समीकरणों में बोल्ड किए गए अभिकर्मकों को न्यूक्लिओफाइल या इलेक्ट्रॉन अभिकर्मक के रूप में पहचानें:

(a) $\mathrm{CH_3} \mathrm{COOH}+\mathbf{H O}^{-} \rightarrow \mathrm{CH_3} \mathrm{COO}^{-}+\mathrm{H_2} \mathrm{O}$

(b) $\mathrm{CH_3} \mathrm{COCH_3}+\overline{\mathbf{C N}} \rightarrow\left(\mathrm{CH_3}\right)_{2} \mathrm{C}(\mathrm{CN})(\mathrm{OH})$

(c) $\mathrm{C_6} \mathrm{H_6}+\mathbf{C H_3} \stackrel{+}{\mathbf{C}} \mathbf{O} \rightarrow \mathrm{C_6} \mathrm{H_5} \mathrm{COCH_3}$

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उत्तर

इलेक्ट्रॉन-अभाव वाले अभिकर्मक इलेक्ट्रॉन अभिकर्मक कहलाते हैं और वे एक इलेक्ट्रॉन युग्म ले सकते हैं। दूसरी ओर, न्यूक्लिओफाइल इलेक्ट्रॉन-समृद्ध अभिकर्मक होते हैं और वे अपने इलेक्ट्रॉन युग्म दान कर सकते हैं।

(a) $CH_3 COOH+HO^{-} \longrightarrow CH_3 COO^{-}+H_2 O$

यहाँ, $HO^{-}$ एक न्यूक्लिओफाइल के रूप में कार्य करता है क्योंकि यह एक इलेक्ट्रॉन-समृद्ध अभिकर्मक है, अर्थात यह एक नाभिक खोज वाला अभिकर्मक है।

(b) $CH_3 COCH_3+\stackrel{-}{\mathbf{C}} \mathbf{N} \longrightarrow(CH_3)_2 C(CN)+(OH)$

यहाँ, $- CN$ एक न्यूक्लिओफाइल के रूप में कार्य करता है क्योंकि यह एक इलेक्ट्रॉन-समृद्ध अभिकर्मक है, अर्थात यह एक नाभिक खोज वाला अभिकर्मक है। (c) $C_6 H_5+\mathbf{C H}_3 \stackrel{+}{\mathbf{C}} O \longrightarrow C_6 H_5 COCH_3$

यहाँ, $CH_3 \stackrel{+}{C} O$ एक इलेक्ट्रॉन अभिकर्मक के रूप में कार्य करता है क्योंकि यह एक इलेक्ट्रॉन-अभाव वाला अभिकर्मक है।

12.14 इस इकाई में अध्ययन किए गए अभिक्रिया प्रकारों में से एक के रूप में निम्नलिखित अभिक्रियाओं को वर्गीकृत करें।

(a) $\mathrm{CH_3} \mathrm{CH_2} \mathrm{Br}+\mathrm{HS}^{-} \rightarrow \mathrm{CH_3} \mathrm{CH_2} \mathrm{SH}+\mathrm{Br}^{-}$

(b) $\left(\mathrm{CH_3}\right)_2 \mathrm{C}=\mathrm{CH_2}+\mathrm{HCI} \rightarrow\left(\mathrm{CH_3}\right)_2 \mathrm{CIC}-\mathrm{CH_3}$

(c) $\mathrm{CH_3} \mathrm{CH_2} \mathrm{Br}+\mathrm{HO}^{-} \rightarrow \mathrm{CH_2}=\mathrm{CH_2}+\mathrm{H_2} \mathrm{O}+\mathrm{Br}^{-}$

(d) $\left(\mathrm{CH_3}\right)_3 \mathrm{C}-\mathrm{CH_2} \mathrm{OH}+\mathrm{HBr} \rightarrow\left(\mathrm{CH_3}\right)_2 \mathrm{CBrCH_2} \mathrm{CH_2} \mathrm{CH_3}+\mathrm{H_2} \mathrm{O}$

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(a) यह एक प्रतिस्थापन अभिक्रिया का उदाहरण है क्योंकि इस अभिक्रिया में ब्रोमोएथेन में ब्रोमीन समूह को -SH समूह द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।

(b) यह एक योग अभिक्रिया का उदाहरण है क्योंकि इस अभिक्रिया में दो अभिकारक अणु एकल उत्पाद के रूप में संयोजित होते हैं।

(c) यह एक उन्मेषण अभिक्रिया का उदाहरण है क्योंकि इस अभिक्रजा में ब्रोमोएथेन से हाइड्रोजन और ब्रोमीन दूर किए जाते हैं ताकि एथीन प्राप्त हो सके।

(d) इस अभिक्रिया में प्रतिस्थापन के बाद परमाणु और परमाणु समूहों के व्यवस्था में परिवर्तन होता है।

12.15 निम्नलिखित संरचना युग्मों के सदस्यों के बीच संबंध क्या है? क्या वे संरचनात्मक या ज्यामितीय समावयवी हैं या अनुनाद योगदानकर्ता हैं?

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(a) एक ही अणुसूत्र वाले अणु लेकिन अलग-अलग संरचना वाले यौगिकों को संरचनात्मक समावयवी कहते हैं। दिए गए यौगिकों के एक ही अणुसूत्र है लेकिन उनके कार्बोक्सिल समूह (केटोन समूह) के स्थान में अंतर है।

संरचना I में केटोन समूह प्राथमिक शृंखला (हेक्सेन शृंखला) के C-3 पर है और संरचना II में केटोन समूह प्राथमिक शृंखला (हेक्सेन शृंखला) के $C-2$ पर है। अतः दिए गए युग्म संरचनात्मक समावयवी के रूप में प्रस्तुत हैं।

In संरचना I और II में, डीटेरियम (D) और हाइड्रोजन (H) के अंतरिक्ष में संबंधित स्थिति अलग है। इसलिए, दिए गए युग्म जैविक समावयवी को प्रकट करते हैं।

(c) दिए गए संरचना क्षारकीय संरचना या योगदानकरी संरचना हैं। वे सामान्य रूप से अस्तित्व में नहीं हैं और एक अलग अणु को प्रतिनिधित्व नहीं करते हैं। इसलिए, दिए गए युग्म अनुनाद संरचना के रूप में जाने जाते हैं, जिन्हें अनुनाद समावयवी कहा जाता है।

12.16 निम्नलिखित बंधन टूटने के लिए, वक्र बिंदुओं का उपयोग करके इलेक्ट्रॉन प्रवाह दिखाएं और प्रत्येक को होमोलिसिस या हेटरोलिसिस के रूप में वर्गीकृत करें। उत्पादित प्रतिक्रिया मध्यवर्ती को मुक्त रेडिकल, कार्बोकेशन और कार्बानियन के रूप में पहचानें।

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Answer

(a) दिए गए अभिक्रिया के इलेक्ट्रॉन प्रवाह को वक्र बिंदुओं का उपयोग करके दर्शाने के लिए बंधन टूटना निम्नलिखित रूप में दर्शाया जा सकता है

यह होमोलिसिस टूटने का एक उदाहरण है क्योंकि एक सहसंयोजक बंधन में साझा युग्म के एक युग्म बंधित परमाणु के साथ जाता है। उत्पादित अभिक्रिया मध्यवर्ती एक मुक्त रेडिकल है।

(b) दिए गए अभिक्रिया के इलेक्ट्रॉन प्रवाह को वक्र बिंदुओं का उपयोग करके दर्शाने के लिए बंधन टूटना निम्नलिखित रूप में दर्शाया जा सकता है

यह हेटरोलिसिस टूटने का एक उदाहरण है क्योंकि बंधन इस तरह टूटता है कि साझा इलेक्ट्रॉन युग्म प्रोपैनोन के कार्बन के साथ रहता है। उत्पादित अभिक्रिया मध्यवर्ती कार्बानियन है।

(c) बन्ध टूटने को वक्र तीर के द्वारा इलेक्ट्रॉन प्रवाह को दर्शाने के लिए दिए गए अभिक्रिया को निम्नलिखित तरह दर्शाया जा सकता है

यह एक विषम वियोजन बन्ध टूटना है क्योंकि बन्ध इस तरह टूटता है कि साझा इलेक्ट्रॉन युग्म ब्रोमाइड आयन के साथ रह जाता है। बन्ध टूटने के बाद बनने वाला अप्रत्यक्ष मध्यवर्ती एक कार्बोकेशन है।

(d) बन्ध टूटने को वक्र तीर के द्वारा इलेक्ट्रॉन प्रवाह को दर्शाने के लिए दिए गए अभिक्रिया को निम्नलिखित तरह दर्शाया जा सकता है

यह एक विषम वियोजन बन्ध टूटना है क्योंकि बन्ध इस तरह टूटता है कि साझा इलेक्ट्रॉन युग्म एक टुकड़े के साथ रह जाता है। बन्ध टूटने के बाद बनने वाला अप्रत्यक्ष मध्यवर्ती एक कार्बोकेशन है।

12.17 इंडक्टिव और इलेक्ट्रोमेरिक प्रभाव को समझाइए। निम्नलिखित कार्बॉक्सिलिक अम्लों के सही अम्लता के क्रम को समझाने में कौन सा इलेक्ट्रॉन प्रवाह प्रभाव उपयोगी है?

(a) $\mathrm{Cl_3} \mathrm{CCOOH}>\mathrm{Cl_2} \mathrm{CHCOOH}>\mathrm{ClCH_2} \mathrm{COOH}$

(b) $\mathrm{CH_3} \mathrm{CH_2} \mathrm{COOH}>\left(\mathrm{CH_3}\right)_2 \mathrm{CHCOOH}>\left(\mathrm{CH_3}\right)_3 \mathrm{C} . \mathrm{COOH}$

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Answer

इंडक्टिव प्रभाव

जब कोई इलेक्ट्रॉन आकर्षक या इलेक्ट्रॉन दाता समूह उपस्थित होता है तो एक संतृप्त श्रृंखला में सिग्मा ( $\tilde{A} E^{\prime}$ ) इलेक्ट्रॉन के स्थायी विस्थापन को इंडक्टिव प्रभाव कहते हैं।

इंडक्टिव प्रभाव $+I$ प्रभाव या $-I$ प्रभाव हो सकता है। जब कोई परमाणु या समूह अपने के बराबर हाइड्रोजन की तुलना में इलेक्ट्रॉन को अधिक आकर्षित करता है तो इसे $-I$ प्रभाव कहते हैं। उदाहरण के लिए,

$F \longrightarrow CH_2 \longleftarrow CH_2 \backsim CH_2 \backsim CH_3$

जब कोई परमाणु या समूह अपने प्रति बर्बाद करने के लिए हाइड्रोजन के अपेक्षाकृत कम आकर्षण दिखाता है, तो इसे +1 प्रभाव के रूप में कहा जाता है। उदाहरण के लिए,

$CH_3 \longrightarrow CH_2 \to Cl$

विद्युत आयन प्रभाव

इसमें एक आक्रमणकर्ता की उपस्थिति में, द्विबंधित परमाणुओं के बीच शेयर किए गए इलेक्ट्रॉन युग्म के पूर्ण अंतरण के बारे में होता है। उदाहरण के लिए,

विद्युत आयन प्रभाव $+E$ प्रभाव या $-E$ प्रभ विद्युत आयन प्रभाव हो सकता है।

  • E प्रभाव: जब इलेक्ट्रॉन आक्रमणकर्ता के तरफ बहते हैं
  • E प्रभाव: जब इलेक्ट्रॉन आक्रमणकर्ता से दूर बहते हैं

(a) $Cl_3 CCOOH>Cl_2 CHCOOH>ClCH_2 COOH$

अम्लता के क्रम को आगंतुक प्रभाव (- I प्रभाव) के आधार पर समझा जा सकता है। जैसे ही क्लोरीन परमाणुओं की संख्या बढ़ती है, - I प्रभाव बढ़ता है। - I प्रभाव में वृद्धि के साथ, अम्लता भी उतनी ही बढ़ती है।

(b) $CH_3 CH_2 COOH>(CH_3)_2 CHCOOH>(CH_3)_3 C . COOH$

अम्लता के क्रम को आगंतुक प्रभाव (+ I प्रभाव) के आधार पर समझा जा सकता है। जैसे ही एल्किल समूहों की संख्या बढ़ती है, +I प्रभाव भी बढ़ता है। +I प्रभाव में वृद्धि के साथ, अम्लता भी उतनी ही बढ़ती है।

12.18 निम्नलिखित तकनीकों के सिद्धांतों का संक्षिप्त वर्णन करें और प्रत्येक स्थिति में एक उदाहरण दें।

(a) क्रिस्टलीकरण

(b) वाष्पन

(c) वर्णक्रमण

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उत्तर

(a) क्रिस्टलीकरण

क्रिस्टलीकरण ठोस आगंतुक यौगिकों के शुद्धीकरण के लिए सबसे आम तकनीकों में से एक है।

सिद्धांत: यह एक विशिष्ट विलायक में यौगिक और अशुद्धियों के विलेयता में अंतर पर आधारित है। अशुद्ध यौगिक तापमान के बर्बाद करने पर अपेक्षाकृत अल्प विलेय होता है, लेकिन उच्च तापमान पर अधिक विलेय होता है। विलयन को अधिक विलयन के रूप में संकेंद्रित किया जाता है। विलयन को ठंडा करने पर शुद्ध यौगिक क्रिस्टल के रूप में बाहर आता है और छानकर निकाल लिया जाता है।

उदाहरण के लिए, शुद्ध एस्पिरिन को अशुद्ध एस्पिरिन के पुनः क्रिस्टलीकरण द्वारा प्राप्त किया जाता है। लगभग $2-4 g$ अशुद्ध एस्पिरिन को लगभग $20 mL$ एथिल अल्कोहल में घोल लिया जाता है। घोल को गर्म किया जाता है (अगर आवश्यक हो तो) ताकि पूर्ण घोलन हो सके। घोल को फिर अविघटित रखा जाता है तक कि कुछ क्रिस्टल अलग हो जाएं। फिर क्रिस्टल को फ़िल्टर कर लिया जाता है और सूखा कर दिया जाता है।

(b) वाष्पीकरण

इस विधि का उपयोग वाष्पशील तरल पदार्थों को अवाष्पशील अशुद्धियों या उन तरल पदार्थों के मिश्रण से अलग करने के लिए किया जाता है जिनके क्वथनांक में पर्याप्त अंतर होता है।

सिद्धांत: यह तथ्य पर आधारित है कि विभिन्न क्वथनांक वाले तरल पदार्थ विभिन्न तापमान पर वाष्पीकरण करते हैं। वाष्प फिर ठंडा किया जाता है और इस प्रकार बने तरल पदार्ों को अलग-अलग एकत्र किया जाता है।

उदाहरण के लिए, क्लोरोफॉर्म ( $b . p=334 K$ ) और एनिलीन ( $b . p=457 K$ ) के मिश्रण को वाष्पीकरण विधि द्वारा अलग किया जा सकता है। मिश्रण को एक गोल तल फ्लास्क में लिया जाता है जिसमें एक ठंडक नली लगी होती है। फिर इसे गर्म किया जाता है। क्लोरोफॉर्म, जो अधिक वाष्पशील होता है, पहले वाष्प बनकर ठंडक नली में जाता है। ठंडक नली में वाष्प ठंडा होकर क्लोरोफॉर्म नीचे बहने लगता है। गोल तल फ्लास्क में एनिलीन छोड़ दिया जाता है।

(c) च्रोमैटोग्राफी

यह अनुप्रयोग विशेष रूप से अनुप्रयोग विशेष रूप से आगनिक यौगिकों के अलग करने और शुद्ध करने के लिए उपयोगी विधि है।

सिद्धांत: यह तथ्य पर आधारित है कि एक मिश्रण के विभिन्न घटक ठहरे अवस्था के माध्यम से गति करते हैं और गति के अंतर के कारण विभिन्न रूप से चलते हैं।

उदाहरण के लिए, लाल और नीला रंग के इंक के मिश्रण को च्रोमैटोग्राफी द्वारा अलग किया जा सकता है। मिश्रण के एक बूंद को च्रोमैटोग्राफी पर रख दिया जाता है। इंक के घटक, जो च्रोमैटोग्राफी पर कम अवशोषित होते हैं, गति के माध्यम से चलते हैं जबकि कम अवशोषित घटक लगभग स्थिर रहते हैं।

12.20 वाष्पीकरण, निम्न दबाव पर वाष्पीकरण और भाप वाष्पीकरण में क्या अंतर है?

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उत्तर

वाष्पीकरण, निम्न दबाव पर वाष्पीकरण और भाप वाष्पीकरण के बीच अंतर नीचे दिए गए तालिका में दिया गया है।

वाष्पीकरण निम्न दबाव पर वाष्पीकरण भाप वाष्पीकरण
1. यह अस्थायी अशुद्धियों के साथ या उबलने पर अपघटित नहीं होने वाली तरल पदार्थों के शुद्धीकरण के लिए उपयोग किया जाता है। अन्य शब्दों में, वाष्पीकरण का उपयोग वाष्पशील तरल पदार्थों को अवाष्पशील अशुद्धियों से अलग करने के लिए किया जाता है या उन तरल पदार्थों के मिश्रण के बीच उबलने के बिंदु में पर्याप्त अंतर हो। यह विधि उबलने पर अपघटित होने वाली तरल पदार्थ के शुद्धीकरण के लिए उपयोग किया जाता है। दबाव कम होने पर, तरल पदार्थ अपने उबलने के बिंदु से कम तापमान पर उबलता है और इसलिए अपघटित नहीं होता। जल वाष्पशील और पानी में अमिश्रण योग्य यौगिक होता है। भाप के गुजरने पर, यौगिक पानी में ठंडा हो जाता है। कुछ समय बाद, पानी और तरल के मिश्रण के बर्न शुरू हो जाते हैं और ठंडा होकर एक ठंडा हो जाता है और इसके बाद एक अलग करने वाले बर्तन के माध्यम से अलग कर दिया जाता है।

| 2. | पेट्रोल और केरोसिन के मिश्रण को
इस विधि से अलग किया जाता है। | ग्लिसरॉल को इस
विधि से शुद्ध किया जाता है। यह 593 K तापमान पर
विघटन के साथ उबलता है। घनात्मक दबाव पर, यह 453 K तापमान पर
विघटन के बिना उबलता है। | पानी और एनिलीन के मिश्रण को
भाप वियोजन द्वारा अलग किया जाता है। |

12.21 लैसैन टेस्ट के रासायनिक अध्ययन के बारे में चर्चा करें।

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उत्तर

लैसैन टेस्ट

इस टेस्ट का उपयोग एक अम्लीय यौगिक में नाइट्रोजन, सल्फर, हैलोजन और फॉस्फोरस की उपस्थिति का पता लगाने के लिए किया जाता है। ये तत्व एक अम्लीय यौगिक में सहसंयोजक रूप में उपस्थित होते हैं। इन्हें सोडियम धातु के साथ गलन करके आयनिक रूप में परिवर्तित किया जाता है।

$ \begin{aligned} & Na+C+N \xrightarrow{\Delta} NaCN \\ & 2 Na+S \xrightarrow{\Delta} Na_2 S \\ & Na+X \xrightarrow{\Delta} NaX \\ & (X=Cl, Br, I) \end{aligned} $

गलन के बाद बर्फ के पानी में उबालकर निर्मित सोडियम साइनाइड, सल्फाइड और हैलाइड को अलग किया जाता है। इस प्रकार प्राप्त निकासी को लैसैन निकासी कहा जाता है। इस लैसैन निकासी का परीक्षण नाइट्रोजन, सल्फर, हैलोजन और फॉस्फोरस की उपस्थिति के लिए किया जाता है।

(a) नाइट्रोजन के लिए परीक्षण

प्रूसियन ब्लू रंग

(फेरिफेरो साइनाइड)

परीक्षण के रासायनिक अध्ययन

एक अम्लीय यौगिक में नाइट्रोजन के लैसैन टेस्ट में, सोडियम गलन निकासी को आयरन (II) सल्फेट के साथ उबाला जाता है और फिर सल्फ्यूरिक अम्ल से अम्लीकृत किया जाता है। प्रक्रिया में, सोडियम साइनाइड पहले आयरन (II) सल्फेट के साथ अभिक्रिया करता है और सोडियम हेक्सासाइनोफेरेट (II) बनाता है। फिर, सल्फ्यूरिक अम्ल के साथ गर्म करने पर कुछ आयरन (II) ऑक्सीकृत होकर आयरन (III) हेक्सासाइनोफेरेट (II) बनाता है, जो प्रूसियन ब्लू रंग का होता है। अभिक्रिया में शामिल रासायनिक समीकरण निम्नलिखित रूप में प्रस्तुत किए जा सकते हैं:

$ \begin{aligned} & 6 CN^{-}+Fe^{2+} \longrightarrow[Fe(CN)_6]^{4-} \\

& 3[Fe(CN)_6]^{4-}+4 Fe^{3+} \xrightarrow{x H_2 O} Fe_4[Fe(CN)_6]_3 x H_2 O \end{aligned} $

प्रूसियाई नीला रंग

(b) सल्फर का परीक्षण

(i) लैसैन निकाल + पीतल ऐसीटेट $\xrightarrow{\text{ ऐसीटिक अम्ल }}$ काला अवक्षेप

परीक्षण की रसायनिक विज्ञान

एक अम्लीय यौगिक में सल्फर के लैसैन परीक्षण में, सोडियम गलन निकाल को ऐसीटिक अम्ल से अम्लीय कर दिया जाता है और फिर इसमें पीतल ऐसीटेट मिलाया जाता है। काले रंग के पीतल सल्फाइड के अवक्षेप के उत्पादन से यौगिक में सल्फर की उपस्थिति को दर्शाया जाता है।

$S^{2-}+Pb^{2+} \longrightarrow PbS$

(काला)

(ii) लैसैन निकाल + सोडियम नाइट्रोप्रूसाइड $\longrightarrow$ बैगनी रंग

परीक्षण की रसायनिक विज्ञान

सोडियम गलन निकाल को सोडियम नाइट्रोप्रूसाइड के साथ उपचार किया जाता है। बैगनी रंग के उत्पन्न होने से यौगिक में सल्फर की उपस्थिति को दर्शाया जाता है।

$ \begin{aligned} & S^{2-}+[.Fe(CN)_5 NO]^{2-} \longrightarrow \\ &(\text{ बैगनी) } \end{aligned} $

यदि एक यौगिक में दोनों नाइट्रोजन और सल्फर उपस्थित हों, तो नाइट्रोजन के स्थान पर नाइट्रोजन के अपसारण के बजाय NaSCN का निर्माण होता है।

$Na+C+N+S$ Ã

यह NaSCN (सोडियम थायोसाइनेट) खून के लाल रंग देता है। रियल रंग के निर्माण के लिए मुक्त साइनाइड आयन की अनुपस्थिति के कारण प्रूसियाई रंग नहीं बनता है।

$ Fe^{3+}+SCN^{-} \longrightarrow[Fe(SCN)]^{2+} $

(खून के लाल)

(c) हैलोजन का परीक्षण

परीक्षण की रसायनिक विज्ञान

एक यौगिक में हैलोजन के लैसैन परीक्षण में, सोडियम गलन निकाल को नाइट्रिक अम्ल से अम्लीय कर दिया जाता है और फिर इसमें ऐसीटेट नाइट्रेट के साथ उपचार किया जाता है।

$ \begin{aligned} & X^{-}+Ag^{+} \longrightarrow AgX \\ &(X=Cl, Br, I) \end{aligned} $

यदि एक यौगिक में दोनों नाइट्रोजन और सल्फर उपस्थित हों, तो लैसैन निकाल को उबालकर नाइट्रोजन और सल्फर को निकाल दिया जाता है, जो अन्यथा हैलोजन के परीक्षण में बाधा पैदा कर सकते हैं।

12.22 एक अम्लीय यौगिक में नाइट्रोजन के अनुमान के सिद्धांत के बीच (i) डुमस विधि और (ii) क्जेल्डाल विधि के बीच अंतर करें।

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डुमास विधि में, एक ज्ञात मात्रा के नाइट्रोजन समावेशित कार्बनिक यौगिक को कार्बन डाइऑक्साइड के वातावरण में अत्यधिक कॉपर ऑक्साइड के साथ तीव्र ताप पर गरम किया जाता है, जिससे मुक्त नाइट्रोजन के साथ-साथ कार्बन डाइऑक्साइड और पानी उत्पन्न होते हैं। प्रक्रिया में शामिल रासायनिक समीकरण निम्नलिखित रूप में प्रस्तुत किया जा सकता है

$ C x HyNz+(2 x+y / 2) CuO \longrightarrow x CO_2+y / 2 H_2 O+z / 2 N_2+(2 x+y / 2) Cu $

अतिरिक्त रूप से, अभिक्रिया में नाइट्रोजन ऑक्साइड के ट्रेस भी उत्पन्न हो सकते हैं, जिन्हें गैसीय मिश्रण को गरम कॉपर गेज के माध्यम से पार करके डाइनाइट्रोजन में रूपांतरित किया जा सकता है। उत्पन्न डाइनाइट्रोजन को पोटैशियम हाइड्रॉक्साइड के जलीय घोल पर एकत्रित किया जाता है। फिर नाइट्रोजन के उत्पाद के आयतन को कमरे के तापमान और वायुमंडलीय दबाव पर मापा जाता है।

दूसरी ओर, क्जेल्डाल की विधि में, एक ज्ञात मात्रा के नाइट्रोजन समावेशित कार्बनिक यौगिक को तीव्र ताप पर सांद्र सल्फरिक अम्ल के साथ गरम किया जाता है। यौगिक में उपस्थित नाइट्रोजन को अमोनियम सल्फेट में शुद्ध रूप से परिवर्तित किया जाता है। फिर इसे अत्यधिक सोडियम हाइड्रॉक्साइड के साथ उबाला जाता है। इस प्रक्रिया के दौरान उत्सर्जित अमोनिया को एक ज्ञात आयतन के $H_2 SO_4$ में प्रवाहित किया जाता है। प्रक्रिया में शामिल रासायनिक समीकरण निम्नलिखित हैं:

अतिरिक्त अम्ल की मात्रा को आयतन के विश्लेषण (एक मानक क्षार के बराबर विरोध में अपचयन) द्वारा अनुमानित किया जाता है और उत्पन्न अमोनिया की मात्रा निर्धारित की जा सकती है। इस प्रकार, यौगिक में नाइट्रोजन के प्रतिशत का अनुमान लगाया जा सकता है। यह विधि नाइट्रो और एजो समूह वाले यौगिकों और नाइट्रोजन के एक वलय संरचना में उपस्थित यौगिकों में लागू नहीं की जा सकती है।

12.23 एक कार्बनिक यौगिक में वर्णक तत्व, सल्फर और फॉस्फोरस के अनुमान के सिद्धांत के बारे में चर्चा करें।

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वर्णक तत्व के अनुमान

वर्णक तत्व के अनुमान के लिए कैरियस विधि का उपयोग किया जाता है। इस विधि में, एक ज्ञात मात्रा के कार्बनिक यौगिक को एक गरम नाइट्रिक अम्ल में गरम किया जाता है, जिसमें एक कठोर कांच के ट्यूब में शामिल एग्ज़ नाइट्रेट भी होता है, जिसे कैरियस ट्यूब कहा जाता है, जो एक उपकेंद्र में लिया जाता है। यौगिक में उपस्थित कार्बन और हाइड्रोजन को अपचयित करके क्रमशः $CO_2$ और $H_2 O$ बनाया जाता है और यौगिक में उपस्थित वर्णक तत्व को $AgX$ के रूप में परिवर्तित कर दिया जाता है। इस $AgX$ को फिल्टर कर लिया जाता है, धोया जाता है, सूखा जाता है और वजन माप लिया जाता है।

मान लीजिए कि एक आगनिक यौगिक का द्रव्यमान $m g$ है।

$AgX$ के निर्मित द्रव्यमान $=m_1 g$

1 मोल के $AgX$ में 1 मोल के $X$ होते हैं।

इसलिए,

$AgX$ में हैलोजन का द्रव्यमान $m_1 g$ है

$ =\frac{\text{ परमाणु द्रव्यमान } X \times m_1 g}{\text{ अणुक द्रव्यमान } AgX} $

इसलिए, हैलोजन के प्रतिशत $=\frac{\text{ परमाणु द्रव्यमान } X \times m_1 \times 100}{\text{ अणुक द्रव्यमान } AgX \times m}$

सल्फर का अनुमान

इस विधि में, एक ज्ञात मात्रा के आगनिक यौगिक को एक कठोर कांच के ट्यूब में जिसे कैरियस ट्यूब कहते हैं, फ्यूमिंग नाइट्रिक अम्ल या सोडियम पेरॉक्साइड के साथ गरम किया जाता है। यौगिक में उपस्थित सल्फर, सल्फ्यूरिक अम्ल में ऑक्सीकृत हो जाता है। इसमें बारियम क्लोराइड की अतिरिक्त मात्रा मिलाने पर बारियम सल्फेट के अवक्षेपण होता है। इस अवक्षेप को फिर से फ़िल्टर कर लिया जाता है, धोया जाता है, सूखाया जाता है और वजन लिया जाता है।

मान लीजिए कि आगनिक यौगिक का द्रव्यमान $m g$ है।

बारियम सल्फेट के निर्मित द्रव्यमान $=m_1 g$

$1 mol^{2}$ के $BaSO_4=233 g BaSO_4=32 g$ सल्फर के बराबर होता है

इसलिए, $m_1 g$ के $BaSO_4$ में $\frac{32 \times m_1}{233} g$ सल्फर होता है।

इसलिए, सल्फर के प्रतिशत $=\frac{32 \times m_1 \times 100}{233 \times m}$

फॉस्फोरस का अनुमान

इस विधि में, एक ज्ञात मात्रा के आगनिक यौगिक को फ्यूमिंग नाइट्रिक अम्ल के साथ गरम किया जाता है। यौगिक में उपस्थित फॉस्फोरस, फॉस्फोरिक अम्ल में ऑक्सीकृत हो जाता है। घोल में अमोनिया और अमोनियम मोलिब्डेट मिलाने पर फॉस्फोरस को अमोनियम फॉस्फोमोलिब्डेट के रूप में अवक्षेपित किया जा सकता है।

फॉस्फोरस को अपने रूप में $MgNH_4 PO_4$ के रूप में अवक्षेपित करके भी अनुमानित किया जा सकता है, जिसके लिए मैग्नेशियम मिश्रण को मिलाया जाता है, जिसके जलने पर $Mg_2 P_2 O_7$ प्राप्त होता है।

मान लीजिए कि आगनिक यौगिक का द्रव्यमान $m g$ है।

अमोनियम फॉस्फोमोलिब्डेट के निर्मित द्रव्यमान $=m_1 g$

अमोनियम फॉस्फोमोलिब्डेट के मोलर द्रव्यमान $=1877 g$

इसलिए, फॉस्फोरस के प्रतिशत $=\frac{31 \times m_1 \times 100}{1877 \times m} %$

यदि $P$ को $Mg_2 P_2 O_7$ के रूप में अनुमानित किया जाता है,

तो, फॉस्फोरस के प्रतिशत $=\frac{62 \times m_1 \times 100}{222 \times m} %$

12.24 कागज के क्रोमैटोग्राफी के सिद्धांत को समझाइए।

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Answer

कागज च्रोमैटोग्राफी में, च्रोमैटोग्राफी कागज का उपयोग किया जाता है। यह कागज अपने अंदर बंद जल के साथ रहता है, जो स्थैतिक अवस्था के रूप में कार्य करता है। इस च्रोमैटोग्राफी कागज के आधार पर मिश्रण के घोल को छोटे बिंदुओं के रूप में डाला जाता है। फिर कागज की बैंड को उपयुक्त विलायक में लटका दिया जाता है, जो गतिशील अवस्था के रूप में कार्य करता है। यह विलायक कैपिलरी क्रिया के माध्यम से च्रोमैटोग्राफी कागज पर ऊपर चढ़ता है और प्रक्रिया के दौरान यह बिंदुओं पर बहता है। घटक अपने दो अवस्थाओं में अलग-अलग विभाजन के आधार पर कागज पर चुने हुए रूप में बरकरार रहते हैं। विभिन्न घटकों के बिंदु गतिशील अवस्था के साथ अलग-अलग ऊंचाई तक चले जाते हैं। इस प्रकार प्राप्त कागज (दिए गए चित्र में दिखाया गया है) को च्रोमैटोग्राम कहा जाता है।

12.25 नाइट्रिक अम्ल के उपयोग से नाइट्रोजन एवं सल्फर के परीक्षण के लिए सोडियम निष्कर्ष में सिल्वर नाइट्रेट के उपयोग से पहले क्यों जोड़ा जाता है?

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लैसैग्ने के निष्कर्ष के लिए हैलोजन की उपस्थिति के परीक्षण के दौरान, इसे तनु नाइट्रिक अम्ल के साथ उबाला जाता है। इसका कारण यह है कि $NaCN$ को $HCN$ और $Na_2 S$ को $H_2 S$ में विघटित कर देना। अर्थात, यदि कोई नाइट्रोजन और सल्फर $NaCN$ और $Na_2 S$ के रूप में उपस्थित हों, तो उन्हें हटा दिया जाता है। इस अभिक्रिया में शामिल रासायनिक समीकरण निम्नलिखित हैं

$ \begin{aligned} & NaCN+HNO_3 \longrightarrow NaNO_3+HCN \\ & Na_2 S+2 HNO_3 \longrightarrow 2 NaNO_3+H_2 S \end{aligned} $

12.26 नाइट्रोजन, सल्फर और हैलोजन के परीक्षण के लिए एक आगन यौगिक को धातु के सोडियम के साथ मिलाने के कारण को समझाइए।

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नाइट्रोजन, सल्फर और हैलोजन आगन यौगिकों में सहसंयोजी रूप से बंधे होते हैं। उनके पता लगाने के लिए उन्हें पहले आयनिक रूप में परिवर्तित करना पड़ता है। इसके लिए आगन यौगिक को सोडियम धातु के साथ मिलाया जाता है। इसे “लैसैग्ने के परीक्षण” कहा जाता है। इस परीक्षण में शामिल रासायनिक समीकरण निम्नलिखित हैं

$ \begin{aligned} & Na+C+N \longrightarrow NaCN \\ & Na+S+C+N \longrightarrow NaSCN \\ & 2 Na+S \longrightarrow Na_2 S \\ & Na+X \longrightarrow NaX \\ &(X=Cl, Br, I) \end{aligned} $

कार्बन, नाइट्रोजन, सल्फर और हैलोजन अपचायक यौगिकों से आते हैं।

12.27 कैल्शियम सल्फेट और कैम्फ़र के मिश्रण से घटकों को अलग करने के लिए उपयुक्त तकनीक का नाम बताइए।

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कैम्फ़र और कैल्शियम सल्फेट के मिश्रण को अलग करने के लिए उपचारण की प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है। इस प्रक्रिया में, ठोस से वाष्प अवस्था में परिवर्तन होता है बिना तरल अवस्था से गुजरे। कैम्फ़र एक उपचारण योग्य यौगिक है और कैल्शियम सल्फेट एक गैर-उपचारण योग्य ठोस है। अतः, गर्म करने पर कैम्फ़र उपचारण करेगा जबकि कैल्शियम सल्फेट बचा रहेगा।

12,28 कार्बनिक तरल के भाप अलग करने के दौरान इसका क्वथनांक से कम तापमान पर वाष्प बनने के कारण क्या है?

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भाप अलग करने के दौरान, कार्बनिक तरल के वाष्प दबाव के कारण तरल के वाष्प दबाव $(p_1)$ और पानी के वाष्प दबाव $(p_2)$ के योग के बराबर वातावरण दबाव $(p)$ होता है, अर्थात $p = p_1 + p_2$

क्योंकि $p_1 < p_2$, कार्बनिक तरल अपने क्वथनांक से कम तापमान पर वाष्प बनेगा।

12.29 क्या $CCl_4$ के अगर इसे चांदी नाइट्रेट के साथ गर्म करके $AgCl$ के सफेद अवक्षेप का निर्माण करेगा? अपने उत्तर के लिए कारण दीजिए।

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उत्तर

$CCl_4$ के अगर इसे चांदी नाइट्रेट के साथ गर्म करके $AgCl$ के सफेद अवक्षेप का निर्माण नहीं होगा। इसका कारण यह है कि $CCl_4$ में क्लोरीन परमाणु कार्बन के साथ सहसंयोजक बंधन में होते हैं। अवक्षेप प्राप्त करने के लिए इसकी आयनिक रूप में उपलब्धता आवश्यक है और इसके लिए $CCl_4$ के लासैग्ने निकाल कर तैयार करना आवश्यक है।

12.30 कार्बन के मौजूद अपचायक यौगिक के अनुमान के दौरान उत्सर्जित कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करने के लिए पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के घोल का क्या कारण है?

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कार्बन डाइऑक्साइड की प्रकृति अम्लीय होती है और पोटैशियम हाइड्रॉक्साइड एक मजबूत क्षार होता है। इसलिए, कार्बन डाइऑक्साइड पोटैशियम हाइड्रॉक्साइड के साथ अभिक्रिया करके पोटैशियम कार्बोनेट और पानी बनाती है जैसे कि $2 KOH+CO_2 \longrightarrow K_2 CO_3+H_2 O$

इस प्रकार, U-बर्तन में $KOH$ के वजन में वृद्धि होती है। इस U-बर्तन के वजन में वृद्धि कार्बन डाइऑक्साइड के उत्पादन के वजन को दर्शाती है। इस वजन से, अनुगमनीय यौगिक में कार्बन के प्रतिशत का अनुमान लगाया जा सकता है।

12.31 सल्फर के परीक्षण के लिए सोडियम निकास के अम्लीकरण के लिए साइट्रिक अम्ल के बजाय सल्फ्यूरिक अम्ल के उपयोग के कारण क्या है?

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हालांकि सल्फ्यूरिक अम्ल के उपयोग से पीबीएस अम्ल के अवक्षेपण हो सकता है, लेकिन साइट्रिक अम्ल के उपयोग सामान्य आयन प्रभाव के कारण सल्फर के रूप में पीबीएस के अवक्षेपण के लिए सुनिश्चित करता है। इसलिए, सोडियम निकास के अम्लीकरण के लिए साइट्रिक अम्ल के उपयोग के आवश्यकता होती है सल्फर के परीक्षण के लिए पीबीएस अम्ल परीक्षण के लिए।

12.32 एक अनुगमनीय यौगिक में $69 \%$ कार्बन और $4.8 \%$ हाइड्रोजन होता है, शेष ऑक्सीजन होता है। जब इस पदार्थ के $0.20 \mathrm{~g}$ को पूर्ण ज्वलन के लिए उपलब्ध कराया जाता है तो कार्बन डाइऑक्साइड और पानी के उत्पादन के द्रव्यमान की गणना कीजिए।

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उत्तर

अनुगमनीय यौगिक में कार्बन के प्रतिशत $=69 %$

अर्थात, $100 g$ अनुगमनीय यौगिक में $69 g$ कार्बन होता है।

$\therefore 0.2 g$ अनुगमनीय यौगिक में $100=0.138 g$ कार्बन होता है।

$ =\frac{69 \times 0.2}{100}=0.138 g \text{ कार्बन} $

कार्बन डाइऑक्साइड के अणुभार, $CO_2=44 g$

अर्थात, $12 g$ कार्बन $44 g$ कार्बन डाइऑक्साइड में होता है।

$ \text{ इसलिए, } 0.138 g \text{ कार्बन } \frac{44 \times 0.138}{12}=0.506 g \text{ कार्बन डाइऑक्साइड में होता है} $

इस प्रकार, $0.2 g$ अनुगमनीय यौगिक के पूर्ण ज्वलन से $0.506 g$ कार्बन डाइऑक्साइड उत्पन्न होता है।

अनुगमनीय यौगिक में हाइड्रोजन के प्रतिशत 4.8 है।

अर्थात, $100 g$ अनुगमनीय यौगिक में $4.8 g$ हाइड्रोजन होता है।

इसलिए, $0.2 g$ के एक आगनिक यौगिक में

$ \frac{4.8 \times 0.2}{100}=0.0096 g \text{ of } H $

ज्ञात है कि पानी के अणुभार $(H_2 O)$ $18 g$ है।

इसलिए, $18 g$ पानी में $2 g$ हाइड्रोजन होता है। $\therefore 0.0096 g$ हाइड्रोजन $ \frac{18 \times 0.0096}{2}=0.0864 g $ पानी में होगा

इसलिए, $0.2 g$ आगनिक यौगिक के पूर्ण दहन से $0.0864 g$ पानी उत्पन्न होगा।

12.33 एक आगनिक यौगिक के $0.50 \mathrm{~g}$ नमूने को क्जेल्डहल विधि के अनुसार उपचारित किया गया। उत्सर्जित अमोनिया को $50 \mathrm{ml}$ के $0.5 \mathrm{M} \mathrm{H_2} \mathrm{SO_4}$ में अवशोषित किया गया। शेष अम्ल के उदासीनीकरण के लिए $60 \mathrm{~mL}$ के $0.5 \mathrm{M}$ विलयन के $\mathrm{NaOH}$ की आवश्यकता रही। यौगिक में नाइट्रोजन के प्रतिशत की गणना कीजिए।

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दिया गया है कि, आगनिक यौगिक की कुल द्रव्यमान $=0.50 g$

$60 mL$ के $0.5 M$ विलयन के $NaOH$ की आवश्यकता शेष अम्ल के उदासीनीकरण के लिए रही।

$60 mL$ के $0.5 M NaOH$ विलयन $=\frac{60}{2} mL$ के $0.5 M H_2 SO_4=30 mL$ के $0.5 M H_2 SO_4$

$ =\frac{60}{2} mL \text{ of } 0.5 M $

$\therefore$ उत्सर्जित अमोनिया के अवशोषण में उपयोग किया गया अम्ल $ (50 - 30) mL =20 mL$

पुनः, $20 mL$ के $0.5 MH_2 SO_4=40 mL$ के $0.5 MNH_3$

इसके अतिरिक्त, $1000 mL$ के $1 MNH_3$ में $14 g$ नाइट्रोजन होता है,

$\therefore 40 mL$ के $0.5 M NH_3$ में $\frac{14 \times 40}{1000} \times 0.5=0.28 g$ नाइट्रोजन होगा

इसलिए, $0.50 g$ आगनिक यौगिक में नाइट्रोजन का प्रतिशत $=\frac{0.28}{0.50} \times 100=56 %$

12.34 एक आगनिक क्लोरीन यौगिक के $0.3780 \mathrm{~g}$ के नमूने से Carius अनुमान में $0.5740 \mathrm{~g}$ चांदी क्लोराइड प्राप्त हुआ। यौगिक में क्लोरीन के प्रतिशत की गणना कीजिए।

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Answer

दिया गया है कि,

आगनिक यौगिक की द्रव्यमान $0.3780 g$ है।

उत्पन्न $AgCl$ की द्रव्यमान $=0.5740 g$

$1 mol$ के $AgCl$ में $1 mol$ के $Cl$ होता है।

इसलिए, $0.5740 g$ के $AgCl$ में क्लोरीन की द्रव्यमान

$=\frac{35.5 \times 0.5740}{143.32}$

$=0.1421 g$

$\therefore$ क्लोरीन का प्रतिशत $=\frac{0.1421}{0.3780} \times 100=37.59 %$

अतः, दिए गए कार्बनिक क्लोरीन यौगिक में क्लोरीन का प्रतिशत $37.59 %$ है।

12.35 कैरियस विधि द्वारा सल्फर के अपसारण में, 0.468 ग्राम के एक कार्बनिक सल्फर यौगिक से 0.668 ग्राम बेरियम सल्फेट प्राप्त हुआ। दिए गए यौगिक में सल्फर का प्रतिशत ज्ञात कीजिए।

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Answer

कार्बनिक यौगिक की कुल द्रव्यमान $=0.468 g$ [दिया गया]

बेरियम सल्फेट के निर्माण की द्रव्यमान $=0.668 g$ [दिया गया]

$1 mol$ के $BaSO_4 = 233 g$ के $BaSO_4 = 32 g$ के सल्फर

इसलिए, $0.668 g$ के $BaSO_4$ में $\frac{32 \times 0.668}{233} g$ के सल्फर होता है $=0.0917 g$ के सल्फर

अतः, सल्फर का प्रतिशत $=\frac{0.0197}{0.468} \times 100=19.59 %$

अतः, दिए गए यौगिक में सल्फर का प्रतिशत $19.59 %$ है।

12.36 कार्बनिक यौगिक $\mathrm{CH_2}=\mathrm{CH}-\mathrm{CH_2}-\mathrm{CH_2}-\mathrm{C} \equiv \mathrm{CH}$ में, $\mathrm{C_2}-\mathrm{C_3}$ बंध के निर्माण में शामिल होने वाले हाइड्राइडिज्ड ऑर्बिटल के युग्म हैं:

(a) $s p-s p^{2}$

(b) $s p-s p^{3}$

(c) $s p^{2}-s p^{3}$

(d) $s p^{3}-s p^{3}$

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Answer

$\stackrel{6}C_2=\stackrel{5}{C} H-\stackrel{4}C_2-\stackrel{3}C_2-\stackrel{2}{C} \equiv \stackrel{1}{C} H$

दिए गए कार्बनिक यौगिक में, संख्या 1, 2, 3, 4, 5 और 6 के कार्बन परमाणु क्रमशः $s p, s p, s p^{3}, s p^{3}, s p^{2}$ और $s p^{2}$ हाइड्राइडिज्ड हैं। इसलिए, $C_2-C_3$ बंध के निर्माण में शामिल होने वाले हाइड्राइडिज्ड ऑर्बिटल के युग्म $s p-s p^{3}$ हैं।

12.37 लैसैग्ने के परीक्षण में कार्बनिक यौगिक में नाइट्रोजन के अपसारण के लिए, प्रूसियन ब्लू रंग के निर्माण के कारण होता है:

(a) $\mathrm{Na_4}\left[\mathrm{Fe}(\mathrm{CN})_{6}\right]$

(b) $\mathrm{Fe_4}\left[\mathrm{Fe}(\mathrm{CN})_{6}\right]_3$

(c) $\mathrm{Fe_2}\left[\mathrm{Fe}(\mathrm{CN})_{6}\right]$

(डी) $\mathrm{Fe_3}\left[\mathrm{Fe}(\mathrm{CN})_{6}\right]_4$

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लैसैन टेस्ट में एक संगठित यौगिक में नाइट्रोजन के लिए, सोडियम फ्यूजन निकासी को लोहा (II) सल्फेट के साथ कुक कर दिया जाता है और फिर सल्फ्यूरिक अम्ल के साथ अम्लीकृत कर दिया जाता है। प्रक्रिया में, सोडियम साइनाइड पहले लोहा (II) सल्फेट के साथ अभिक्रिया करता है और सोडियम हेक्सासाइनोफेरेट (II) बनाता है। फिर, सल्फ्यूरिक अम्ल के साथ गर्म करने पर कुछ लोहा (II) ऑक्सीकृत होकर लोहा (III) हेक्सासाइनोफेरेट (II) बनाता है, जो प्रूसियन ब्लू के रंग का होता है। अभिक्रिया में शामिल रासायनिक समीकरण निम्नलिखित रूप में प्रस्तुत किए जा सकते हैं

$ \begin{matrix} 6 CN^{-}+Fe^{2+} \longrightarrow[Fe(CN)_6]^{4-} \\ 3[Fe(CN)_6]^{4-}+4 Fe^{3+} \xrightarrow{x H_2 O} Fe_4[Fe(CN)_6]_3 x H_2 O \\ \text{ प्रूसियन ब्लू } \end{matrix} $

इसलिए, प्रूसियन ब्लू रंग के कारण $Fe_4[Fe(CN)_6]_3$ के निर्माण होता है।

12.38 निम्नलिखित में से कौन सा कार्बोकेशन सबसे स्थिर है?

(a) $\left(\mathrm{CH_3}\right)_3 \mathrm{C} \cdot \stackrel{+}{\mathrm{C}} \mathrm{H_2}$

(b) $\left(\mathrm{CH_3}\right)_3 \stackrel{+}{\mathrm{C}}$

(c) $\mathrm{CH_3} \mathrm{CH_2} \stackrel{+}{\mathrm{C}} \mathrm{H_2}$

(d) $\mathrm{CH_3} \stackrel{+}{\mathrm{C}} \mathrm{H} \mathrm{CH_2} \mathrm{CH_3}$

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$(CH_3)_3 \stackrel{+}{C}$

एक तृतीयक कार्बोकेशन है। तृतीयक कार्बोकेशन तीन मेथिल समूहों के इलेक्ट्रॉन विस्तार प्रभाव के कारण सबसे स्थिर कार्बोकेशन होता है। तीन मेथिल समूहों के बढ़े हुए +I प्रभाव द्वारा कार्बोकेशन पर धनात्मक चार्ज को स्थायी बनाए रखता है।

12.39 अपशिष्ट वसा यौगिकों के अलग करने, सफाई और अलग करने के लिए सबसे अच्छा और नवीनतम तकनीक है:

(a) क्रिस्टलीकरण

(b) वाष्पीकरण

(c) उत्सर्जन

(d) चर्म चिकित्सा

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चर्म चिकित्सा अपशिष्ट यौगिकों के अलग करने और सफाई के लिए सबसे उपयोगी और नवीनतम तकनीक है। इसका पहली बार रंगीन पदार्थों के मिश्रण के अलग करने के लिए उपयोग किया गया था।

12.40 प्रतिक्रिया: $\mathrm{CH_3} \mathrm{CH_2} \mathrm{I}+\mathrm{KOH}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{CH_3} \mathrm{CH_2} \mathrm{OH}+\mathrm{KI}$ के रूप में वर्गीकृत किया जाता है:

(a) इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन

(b) न्यूक्लिओफिलिक प्रतिस्थापन

(c) उत्सर्जन

(d) अधिस्वामी

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$CH_3 CH_2 I+KOH _{(a q)} \longrightarrow CH_3 CH_2 OH+KI$

यह एक न्यूक्लिओफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया का उदाहरण है। $KOH(OH^{\text{af }})$ के हाइड्रॉक्सिल समूह के स्वयं के एक अकेले युग्म इलेक्ट्रॉन न्यूक्लिओफिल के रूप में कार्य करते हैं और $CH_3 CH_2$ में आयोडाइड आयन को प्रतिस्थापित करके एथेनॉल के निर्माण के लिए जाते हैं।


सीखने की प्रगति: इस श्रृंखला में कुल 14 में से चरण 12।