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Bihar Board Class 12 Chemistry Solutions Chapter 13 ऐमीन Textbook Questions and Answers, Additional Important Questions, Notes.

BSEB Bihar Board Class 12 Chemistry Solutions Chapter 13 ऐमीन

Bihar Board Class 12 Chemistry ऐमीन Text Book Questions and Answers

पाठ्यनिहित प्रश्न एवं उनके उत्तर

प्रश्न 13.1
निम्नलिखित ऐमीनों को प्राथमिक, द्वितीयक अथवा तृतीयक ऐमीनों में वर्गीकृत कीजिए –

(iii) (C₂H₅) CHNH₂
(iv) (C₂H₅)₂ NH
उत्तर:
(i) प्राथमिक ऐमीन
(ii) तृतीयक ऐमीन
(iii) प्राथमिक ऐमीन
(iv) द्वितीयक ऐमीन

प्रश्न 13.2
(i) अणुसूत्र C₄H₁₁N से प्राप्त विभिन्न समावयवी ऐमीनों की संरचना लिखिए।
(ii) सभी समावयवों के आई०यू०पी०ए०सी० नाम लिखिए।
(iii) विभिन्न युग्मों द्वारा कौन-से प्रकार की समावयवता प्रदर्शित होती है।
उत्तर:
(i) अणुसूत्र C₄H₁₁N से प्राप्त विभिन्न समावयव ऐमीन निम्नलिखित हैं –
प्राथमिक ऐमीन –

द्वितीयक ऐमीन –

तृतीयक ऐमीन –

(ii) समावयवों के आई० यी० पी० ए० सी० नाम –
(क) ब्यूटेने-1-ऐमीन
(ख) ब्यूटेन-2-ऐमीन
(ग) 2-मेथिल-1-ऐमीन
(घ) 2-मेथिल प्रोपेन-2-ऐमीन
(ङ) N-एथिल एथेनामीन
(च) N-मेथिल प्रोपेनेमीन
(छ) N-मेथिल, प्रोपेन-2-ऐमीन
(ज) N, N-डाइमेथिल एथेनेमीन

(iii) समावयवता के प्रकार –

श्रृंखला समावयवता:
(क) तथा (ग), (ख) तथा (घ), (क) तथा (घ)

स्थान समावयवता:
(क) तथा (ख),(ङ) तथा (च)

मध्यावयवता:
(ङ) तथा (च)

प्रश्न 13.3
आप निम्नलिखित परिवर्तन कैसे करेंगे?
(i) बेन्जीन से एनिलीन
(ii) बेन्जीन से N, N-डाइमेथिलऐनिलीन
(iii) Cl-(CH₂) – Cl से हेक्सेन-1, 6-डाइऐमीन
उत्तर:

प्रश्न 13.4
निम्नलिखित को उनके बढ़ते हुए क्षारकीय प्रबलता के क्रम में लिखिए –
(i) C₂H₅NH₂, C₆H₅NH₂, NH₃, C₆H₅CH₂NH₂ तथा (C₂H₅)₂NH
(ii) C₂H₅NH₂, (C₂H₅)₂ NH, (C₂H₅)NH₂
(iii) CH₃NH₂, (CH₃)₂ NH, (CH₃)₃ N, C₆H₅NH₂, C₆H₅CH₂NH₂
उत्तर:
(i) C₆H₆NH₂ < NH₃ < C₆H₅CH₂NH₂
< C₂H₅NH₂ < (C₂H₅)₂ NH
(ii) C₆H₅NH₂ < C₂H₅NH₂ < (C₂H₅)₃N < (C₂H₅)₂ NH
(iii) C₆H₅NH₂ < C₆H₅CH₂NH₂ < (CH₃)₃N < CH₃NH₂ < (CH₃NH₂ < (CH₃)₂NH

प्रश्न 13.5
निम्नलिखित अम्ल-क्षारक अभिक्रिया को पूर्ण कीजिए तथा उत्पादों के नाम लिखिए –
(i) CH₃ CH₂ CH₂ NH₂ + HCl →
(ii) (C₂H₅)₃N + HCL →
उत्तर:

प्रश्न 13.6
सोडियम कार्बोनेट विलयन की उपस्थिति में मेथिल आयोडाइड के आधिक्य द्वारा ऐनिलीन के ऐल्किलन में उत्पन्न होने वाले उत्पादों के लिए अभिक्रिया लिखिए।
उत्तर:
ऐनिलीन Na₂CO₃ विलयन की उपस्थिति में मेथिल आयोडाइड आधिक्य में अभिक्रिया करके N, N, N – ट्राइमेथिल ऐनिलीनियम कार्बोनेट बनायेगी।

प्रश्न 13.7
ऐनिलीन की बेन्जोइल क्लोराइड के साथ रासायनिक अभिक्रिया द्वारा उत्पन्न उत्पादों के नाम लिखिए।
उत्तर:
N – फेनिल बेन्जेमाइड बनता है। यह क्रिया जलीयक्षार की उपस्थिति में होती है।

प्रश्न 13.8
अणुसूत्र C₃H₉N से प्राप्त विभिन्न समावयवों की संरचना लिखिए। उन समावयवों के आई० यू० पी० ए० सी० नाम लिखिए, जो नाइट्रस अम्ल के साथ नाइट्रोजन गैस मुक्त करते हैं।
उत्तर:
अणुसूत्र C₃H₉N से चार समावयवी ऐलीफैरिक ऐमीन सम्भव हैं जिनकी संरचना निम्न प्रकार है –

केवल प्राथमिक ऐमीन नाइट्रस अम्ल के साथ अभिक्रिया करके नाइट्रोजन गैस निष्कासित होगी।

प्रश्न 13.9
निम्नलिखित परिवर्तन कीजिए –
(i) 3-मेथिलऐनिलीन से 3-नाइट्रोटॉलूईन
(ii) ऐनिलीन से 1, 3, 5-ट्राइब्रोमोबेन्जीन।
उत्तर:

Bihar Board Class 12 Chemistry ऐमीन Additional Important Questions and Answers

अभ्यास के प्रश्न एवं उनके उत्तर

प्रश्न 13.1
निम्नलिखित यौगिकों को प्राथमिक, द्वितीयक एवं तृतीयक ऐमीनों में वर्गीकृत कीजिए तथा इनके आई० यू० पी० ए०सी० नाम लिखिए –

1. (CH₃)₂CHNH₂
2. CH₃(CH₂)₂NH₂
3. CH₃NHCH(CH₃)₂
4. (CH₃)₃CNH₂
5. C₆H₅NHCH₃
6. (CH₃CH₂)2NCH₃
7. m-BrC₆H₄NH₂

उत्तर:

1. 1-मेथिलएथेनेमीन (प्राथमिक)
2. प्रोपेन-1-ऐमीन (प्राथमिक)
3. N-मेथिल-2-मेथिलएथेनेमीन (द्वितीयक)
4. 2-मेथिलप्रोपेन-2-ऐमीन (तृतीयक)
5. N-मेथिलबेन्जीनेमीन या N-मेथिलऐनिलीन (द्वितीयक)
6. N-एथिल-N- मेथिलएथेनेमीन (तृतीयक)
7. 3-ब्रोमोऐनिलीन या 3-ब्रोमोबेन्जीनेमीन (प्राथमिक)

प्रश्न 13.2
निम्नलिखित युगलों के यौगिकों में विभेद के लिए एक रासायनिक परीक्षण दीजिए –

1. मेथिलऐमीन एवं डाइमेथिलऐमीन
2. द्वितीयक एवं तृतीयक ऐमीन
3. एथिलऐमीन एवं ऐनिलीन
4. ऐनिलीन एवं ऐन्जिलऐमीन
5. ऐनिलीन एवं N-मेथिलऐनिलीन।

उत्तर:
1. मेथिल ऐमीन एवं डाइमेथिल ऐमीनमेथिल ऐमीन एक प्राथमिक ऐमीन है, अत: यह क्लोरोफार्म और ऐल्कोहॉलिक KOH के साथ गर्म करने पर दुर्गंधयुक्त मेथिल आइसोसायनाइड अथवा कर्बिलऐमीन परीक्षण देती है, जबकि डाइमेथिल ऐमीन है और यह परीक्षण नहीं देती।

2. द्वितीयक एवं तृतीयक ऐमीन:
द्वितीयक ऐमीन लिबरमैन नाइट्रोसो ऐमीन परीक्षण देती है जबकि तृतीयक ऐमीन यह परीक्षण नहीं देती है। द्वितीयक ऐमीन HNO₂ से अभिक्रिया करके पीले रंग का N – नाइटोऐमीन बनाती है जो सान्द्र H₂SO₄ तथा फीनॉल के क्रिस्टलों के साथ गर्म करने पर हरा विलयन बनाती है। यह जलीय NaOH विलयन के साथ गाढ़ा नीला रंग देती है, जो तनुकरण करने पर लाल हो जाता है।

3. एथिल ऐमीन तथा ऐनिलीन:
ऐनिलीन NaNO₂ तथा तनु HCl के साथ 273-278 K पर अभिक्रिया करके बेन्जीन डाइऐजोनियम क्लोराइड बनाती है जो β – नेफ्थॉल के क्षारीय विलयन के साथ गहरे नारंगी रंग का रंजक बनता है।

एथिल ऐमीन यह परीक्षण नहीं देती।

4. ऐनिल एवं बेन्जिल ऐमीन:
ऐनिलीन डाइऐजोटीकरण युग्म अभिक्रिया देती है, जबकि बेन्जिल ऐमीन नहीं।

5. ऐनिलीन एवं N-मेथिल ऐनिलीन:
ऐनिलीन कार्बलऐमीन अभिक्रिया देती है, जबकि N – के लिए ऐनिलीन यह परीक्षण नहीं देती।

प्रश्न 13.3
निम्नलिखित के कारण बताइए –

1. ऐनिलीन का pK_b मेथिल ऐमीन की तुलना में अधिक होता है।
2. एथिल ऐमीन जल में विलेय है, जबकि ऐनिलीन नहीं है।
3. मेथिल ऐमीन फेरिक क्लोराइड के साथ जल में अभिक्रिया करने पर जलयोजित फेरिक ऑक्साइड का अवक्षेप देता है।
4. यद्यपि ऐमीनों समूह इलेक्ट्रॉनरागी प्रतिस्थापन अभिक्रियाओं में आर्थो एवं पैरा-निर्देशक होता है, फिर भी ऐनिलीन नाइट्रीकरण द्वारा यथेष्ट मात्रा में मेटानाइट्रोऐनिलीन देती है।
5. ऐनिलीन फ्रीडेल क्राफ्ट्स अभिक्रिया प्रदर्शित नहीं करती।
6. ऐरोमैटिक ऐमीनों के डाइऐजोनियम लवण ऐलीफैटिक ऐमीनों से प्राप्त लवण से अधिक स्थाई होता है।
7. प्राथमिक ऐमीन के संश्लेषण में गैब्रिएल थैलिमाइड संश्लेषण को प्राथमिकता दी जाती है।

उत्तर:
1. चूँकि ऐनिलीन कम क्षारीय होता है, अतः ऐनिलीन की PK_b में मेथिल ऐमीन से अधिक होती है। ऐनिलीन में N – परमाणु पर एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म बेन्जीन रिंग के साथ संयुग्मन में प्रयुक्त होता है। जिससे नाइट्रोजन पर इलेक्ट्रॉन-घट जाता है। मेथिल ऐमीन में CH₃ का +I प्रभाव N-परमाणु पर इलेक्ट्रॉन घनत्व बढ़ा देता है। अतः ऐनिलीन का PK_b मेथिल ऐमीन से अधिक होता है।

2. एथिल ऐमीन हाइड्रोजन आबन्ध के कारण जल में विलेय है जैसा कि निम्न प्रकार प्रदर्शित है –

दूसरी ओर ऐनिलीन में फेनिल समूह बड़े आकार का तथा -I प्रभाव वाला हाता है जिससे जल के साथ हाइड्रोजन आबन्ध घट जाता है। अत: ऐनिलीन जल में अविलेय है।

3. मेथिल ऐमीन जल के साथ घुलनशील हाइड्राक्साइड बनाता है और OH^– आयन मुक्त करती है। ये OH^– आयतन फेरिक क्लोराइड के Fe³⁺ आयनों से संयुक्त होकर जलयोजित फेरिक ऑक्साइड का भूरा अवक्षेप देते हैं।

4. नाइट्रोकरण सान्द्र H₂SO₄ तथा सान्द्र HNO₃ के मिश्रण द्वारा होता है। प्रबल अम्लीय माध्यम में ऐनिलीन प्रोटॉन ग्रहण करके ऐनिलीनियम आयन बनाती है। अब एनिलीन में ऐमीनों (-NH₂) समूह आर्थों एवं पैरा निर्देशक होता है, जबकि ऐनीलियम आयन में मेटा-निर्देशक असक्रिया होता है। अतः नाइट्रोकरण में ऐनिलीन पैरा-नाइट्रोऐनिलीन देता है और ऐनिलीनियम का मैटा-नाइट्रोऐनिलीन देता है।

अतः ऐनिलीन का नाइट्रोकरण ऐमीनों समूह के प्रोटानीकरण द्वारा यथेष्ट मात्रा में मेटा-नाइट्रोऐनिलीन देता है।

5. ऐनिलीन लूइस क्षार होने के कारण AlCl₃ के साथ अभिक्रिया करके एक संकट बनाता है जो एक लूइस अम्ल होता है।

फलतः
ऐनिलीन का N-परमाणु धन आवेश ग्रहाण कर लेता है जो कि इलेक्ट्रॉनरागी प्रतिस्थापन अभिक्रियाओं के लिए सक्रिय कार्य नहीं कर सकता। अतः ऐनिलीन फ्रीडल-क्राफ्ट अभिक्रिया प्रदर्शित नहीं करती।

6. ऐरोमैटिक ऐमीनों के डाइऐजोनियम लवण ऐलिफैटिक ऐमीनों के डाइऐजोनियम लवण से अधिक स्थायी होते हैं क्योंकि ये अनुनादी रूप में स्थाई होते हैं। इन्हें निम्न प्रकार से दर्शाया जा सकता है –

7. गैब्रिएल थैलिमाइड संश्लेषण शुद्ध अवस्था में प्राथमिक ऐमीन देता है। अतः प्राथमिक ऐमीनों के संश्लेषण में गैब्रिएल संश्लेषण को प्राथमिकता दी जाती है।

प्रश्न 13.4
निम्नलिखित को क्रम में लिखिए –
(i) pK_b मान के घटते क्रम में –
C₂H₅NH₂, C₆H₅NHCH₃, (C₂N₅)₂NH एवं C₆H₅NH₂

(ii) क्षारकीय प्राबल्य के घटते क्रम में –
C₆H₅NH₂, C₆H₅N(CH₃)₂, (C₂H₅)₂NH एवं CH₃NH₂

(iii) क्षारकीय प्राबल्य के बढ़ते क्रम में –
(क) ऐनिलीन, पैरा-नाइट्रोऐनिलीन एवं पैरा-टॉलूडीन
(ख) C₆H₅NH₂, C₆H₅NHCH₃, C₆H₅CH₂NH₂

(iv) गैस अवस्था में घटते हुए क्षारकीय प्राबल्य के क्रम में –
C₂H₅NH₂, (C₂H₅)₂NH, (C₂H₅)₃N एवं NH₃

(v) क्वथनांक के बढ़ते क्रम में –
C₂H₅OH, (CH₃)₂ NH, C₂H₅NH₂

(vi) जल में विलेयता के बढ़ते क्रम में –
C₆H₅NH₂, (C₂H₅)₂ NH, C₂H₅NH₂
उत्तर:

प्रश्न 13.5
इन्हें आप कैसे परिवर्तित करेंगे –
(i) एथेनोइक अम्ल को मेथेनेमीन में
(ii) हेक्सेननाइट्राइल को 1-ऐमीनोपेन्टेन में
(iii) मेथेनॉल को एथेनोइक अम्ल में
(iv) एथेनेमीन को मेथेनेमीन में
(v) एथेनोइक अम्ल को प्रोपेनोइक अम्ल में
(vi) मेथेनेमीन को एथेनेमीन में
(vii) नाइट्रोमेथेन को डाइमेथिलऐमीन में
(viii) प्रोपेनाइक अम्ल को एथेनोइक अम्ल में?
उत्तर:

प्रश्न 13.6
प्राथमिक, द्वितीयक एवं तृतीयक ऐमीनों की पहचान की विधि का वर्णन कीजिए। इन अभिक्रियाओं के रासायनिक समीकरण भी लिखिए।
उत्तर:
बेन्जीन सल्फोनिल क्लोराइड (C₆H₅SO₂Cl), जिसे हिन्सबर्ग अभिकर्मक भी कहा जाता है, प्राथमिक और द्वितीयक ऐमीनों से अभिक्रिया करके सल्फोनेमाइड बनाता है।

(i) बेन्जीनसल्फोनिल क्लोराइड और प्राथमिक ऐमीन की अभिक्रिया से N – एथिलबेन्जीन-सल्फोनिल ऐमाइड प्राप्त होते हैं।

सल्फोनेमाइड की नाइट्रोजन से जुड़ी हाइड्रोजन प्रबल इलेक्ट्रॉन खीचने वाले सल्फोनिल समूह की उपस्थिति के कारण प्रबल अम्लीय होती है। अत: यह क्षार में विलेय होते हैं।

(ii) द्वितीयक ऐमीन की अभिक्रिया से N, N – डाइएथिलबेन्जीनसल्फोनेमाइड बनता है।

N, N – डाइएथिल बेन्जीनसल्फोनेमाइड में कोई भी हाइड्रोजन परमाणु नाइट्रोजन परमाणु से नहीं है अतः यह अम्लीय नहीं होता तथा क्षार में अविलेय होता है।

(iii) तृतीयक ऐमीन बेन्जीनसल्फोनिल क्लोराइड से अभिक्रिया नहीं करती। विभिन्न वर्गों के ऐमीन का यह गुण जिसमें वे बेन्जीनसल्फोनिल क्लोराइड से भिन्न-भिन्न प्रकार से अभिक्रिया करती हैं, प्राथमिक द्वितीयक एवं तृतीयक ऐमीनों में विभेद करने एवं इन्हें मिश्रण से पृथक् करने में प्रयुक्त होता है। यद्यपि आजकल बेन्जीनसल्फोनिल क्लोराइड के स्थान पर p – टॉलूईनसल्फोनिल क्लोराइड का प्रयोग होता है।

प्रश्न 13.7
निम्नलिखित पर लघु टिप्पणी लिखिए –
(i) कार्बिलऐमीन अभिक्रिया
(ii) डाइऐजोकरण
(iii) हॉफमान ब्रोमेमाइड अभिक्रिया
(iv) युग्मन अभिक्रिया
(v) अमोनीअपघटन
(vi) ऐसीटिलन
(vii) गैब्रिएल थैलिमाइड संश्लेषण।
उत्तर:
(i) कार्बिल ऐमीन अभिक्रिया-ऐथिल ऐमीन को कलोरोफार्म और ऐल्कोहॉलीय पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के साथ गर्म करने पर ऐथिल आइसो सायनाइड (ऐथिल कार्बिल ऐमीन) बनता है जिसकी गन्ध बहुत अरुचिकर होती है। यह अभिक्रिया काबिल ऐमीन अभिक्रिया कहलाती है।
उदाहरण –

(ii) डाइऐजीकरण अभिक्रिया:
ऐसी अभिक्रिया जिसमें ऐरोमैटिक प्राथमिक ऐमीन NaNO₂ तथा तनु HCl के साथ 273 – 278 K ताप ऐमीनो समूह को डाइएजो समूह में परिवर्तित होने को डाइऐजोकरण अभिक्रिया कहते हैं।

उदाहरण:
ऐनिलीन को NaNO₂ तथा तनु HCl के साथ 273 – 278 K ताप पर अभिक्रिया द्वारा बेन्जीन डाइऐजोनियम क्लोराइड बनता है।

(iii) हॉफमैन ब्रोम-ऐमाइड अभिक्रिया:
इस अभिक्रिया की सहायता से -CONH₂ समूह को -NH₂ समूह में परिवर्तित किया जाता है। जब किसी ऐमाइड को Br₂ तथा कॉस्टिक पोटाश विलयन के साथ गर्म करते हैं तो एमीन बनती है।

इस अभिक्रिया से ऐसेट-प्रोपिऑन-ऐमाइड तथा बेन्जऐमाइड को क्रमशः मेथिल ऐमीन, एथिल एमीन और ऐनिलीन में परिवर्तित किया जा सकता है।
उदाहरण –

(iv) युग्मन अभिक्रिया:
बेन्जीन डाइऐजोनियम क्लोराइड फीनॉल से अभिक्रिया करने पर इसके पैरा स्थान पर युग्मित होकर पैरा हाइड्रॉक्सीऐजोबेन्जीन बनाता है। इसी प्रकार की अभिक्रिया को युग्मन अभिक्रिया कहते हैं। इसी प्रकार से डाइऐजोनियम लवण की ऐनिलीन से अभिक्रिया द्वारा पैरा-ऐमीनोऐजोबेन्जीन बनती है। यह एक इलेक्ट्रॉनरागी अभिक्रिया का उदाहरण है।

(v) अमोनी अपघटन:
ऐल्किल अथवा बेन्जिल हैलाइडों में कार्बन-हैलोजन आबन्ध नाभिकरागी द्वारा सरलता से विदलित हो जाता है, इसलिए ऐल्किल अथवा बेन्जिल हैलाइड अमोनिया के एथेनॉलिक विलयन से नाभिकरागी प्रतिस्थापन अभिक्रिया करते हैं, जिसमें हैलोजन परमाणु ऐमीनो (-NH₂) समूह से प्रतिस्थापित हो जाता है। अमोनिया अणु द्वारा C-X आबन्ध के विदलन की प्रक्रिया को अमोनीअपघटन (ammonolysis) कहते हैं। यह अभिक्रिया 373 K ताप पर सील बन्द नलिका में कराते हैं। इस प्रकार से प्राप्त प्राथमिक ऐमीन नाभिकरागी की तरह व्यवहार करती है और पुनः ऐल्किल हैलाइड से अभिक्रिया करके द्वितीयक एवं तृतीयक ऐमीन तथा अन्तत: चतुष्क, अमोनियम लवण बना सकती है।

इस अभिक्रिया में हैलाइडों को ऐमीनों से अभिक्रियाशीलता का क्रम Ri > RBr > RCl होता है। अमोनियम लवण से मुक्त ऐमीन प्रबल क्षार द्वारा अभिक्रिया से प्राप्त की जा सकती है।

अमोनीअपघटन में यह असुविधा है कि इससे प्राथमिक, द्वितीयक एवं तृतीयक ऐमीन तथा चतुष्क अमोनियम लवण का मिश्रण प्राप्त होता है। यद्यपि अमोनिया आधिक्य में लेने पर प्राप्त मुख्य उत्पाद प्राथमिक ऐमीन हो सकता है।

(vi) ऐसीटिलन या ऐसीटिलीकरण:
OH या NH₂ समूह के हाइड्रोजन परमाणु का ऐसीटिल (CH₃CO) समूह द्वारा विस्थापन ऐसीटिलन या ऐसीटिलीकरण कहलाता है।
उदाहरण –

(vii) गैब्रिएल थैलिमाइड संश्लेषण:
गैब्रिएल संश्लेषण का प्रयोग प्राथमिक ऐमीनों के विरचन के लिए कियाजाता है। थैलिमाइड एथेनॉलिक पोटैशियम हाइड्रॉक्साइड से अभिक्रिया द्वारा थैलिमाइड का पोटैशियम लवण बनाता है जो ऐल्किल हैलाइड के साथ गर्म करने के पश्चात् क्षारीय जलअपघटन द्वारा संगत प्राथमिक ऐमीन उत्पन्न करता है।

ऐरोमैटिक प्राथमिक ऐमीन इस विधि से नहीं बनाई जा सकती; क्योंकि ऐरिल हैलाइड थैलिमाइड से प्राप्त ऋणायन के साथ नाभिकरागी प्रतिस्थापन अभिक्रिया नहीं कर सकते।

प्रश्न 13.8
निम्नलिखित परिवर्तन निष्पादित कीजिए –
(i) नाइट्रोबेन्जीन से बेन्जोइक अम्ल
(ii) बेन्जीन से m-ब्रोमोफीनॉल
(iii) बेन्जोइक अम्ल से ऐनिलीन
(iv) ऐनिलीन से 2, 4, 6-ट्राइब्रोमोफ्लुओरोबेन्जीन
(v) बेन्जिल क्लोराइड से 2-फेनिलएथेनेमीन
(vi) क्लारोबेन्जीन से p-क्लारोऐनिलीन
(vii) ऐनिलीन से p-ब्रोमोऐनिलीन
(viii) बेन्जेमाइड से टॉलूईन
(ix) ऐनिलीन से बेन्जिल ऐल्कोहॉल।
उत्तर:

प्रश्न 13.9
निम्नलिखित अभिक्रियाओं में A, B तथा C की संरचना दीजिए:

उत्तर:

प्रश्न 13.10
एक ऐरोमैटिक यौगिक ‘A’ जलीय अमोनिया के साथ गर्म करने पर यौगिक ‘B’ बनाता है जो Br₂ एवं KOH के साथ गर्म करने पर अणु सूत्र C₆H₇N वाला यौगिक ‘C’ बनाता है। A, B एवं C यौगिकों की संरचना एवं इनके आई०यू०पी०ए०सी० नाम लिखिए।
उत्तर:
चूँकि यौगिक ‘B’को Br₂ व KOH के साथ गर्म करने पर यौगिक ‘C’ (अणुसूत्र C₆H₇N) बनता है, अतः ‘B’ एक ऐमाइड (बेन्जामाइड) तथा ‘C’ एक ऐमीन (ऐनिलीन) होने चाहिए। यौगिक ‘A’ को जलीय अमोनिया के साथ गर्म करने पर यौगिक ‘B’ बनाता है, अत: यौगक ‘A’ एक ऐरोमैटिक अम्ल होना चाहिए। यह बेन्जोइक अम्ल है। इसके लिए अभिक्रियायें निम्न प्रकार हैं –

प्रश्न 13.11
निम्नलिखित अभिक्रियाओं को पूर्ण कीजिए:
(i) C₆H₅NH₂ + CHCl₃ + (ऐल्कोहॉली) KOH →
(ii) C₆H₅N₂Cl + H₃PO₂ + H₂O →
(iii) C₆H₅NH₂ + H₂SO₄ (सान्द्र) →
(iv) C₆H₅N₂Cl + C₂H₅OH →
(v) C₆H₅NH₂ + Br₂(aq) →
(vi) C₆H₅NH₂ + (CH₃CO)₂O →

उत्तर:

प्रश्न 13.12
ऐरोमैटिक प्राथमिक ऐमीन को गैब्रिएल थैलिमाइड संश्लेषण से क्यों नहीं बनाया जा सकता?
उत्तर:
गैब्रिएल थैलिमाइड अभिक्रिया में, थैलिमाइड ऐल्कोहॉलिक KOH से अभिक्रिया द्वारा थैलिमाइड का पोटैशियम लवण बनाता है। यह ऐल्किल हैलाइड के साथ संगत ऐल्किल व्युत्पन्न देता है।

ऐल्किल थैलिमाइड ऐरोमैटिक प्राथमिक ऐमीन इस विधि से नहीं बनाई जा सकती, क्योंकि ऐरिल हैलाइड थैलिमाइड से प्राप्त ऋणायन के साथ नाभिकरागी प्रतिस्थापन, अभिक्रिया नहीं कर सकते।

प्रश्न 13.13
ऐलिफैटिक एवं ऐरोमैटिक प्राथमिक ऐमीनों की नाइट्रस अम्ल से अभिक्रिया लिखिए।
उत्तर:
ऐलीफैटिक प्राथमिक ऐमीन नाइट्रस अम्ल के साथ कम ताप पर अभिक्रिया करके प्राथमिक ऐल्कोहॉल बनाते हैं और N₂ गैस मुक्त होती है। जैसे –

ऐरोमैटिक ऐमीन नाइट्रस अम्ल के साथ अत्यधिक ठंडे ताप अभिक्रिया करके डाइऐजोनियम लवण बनाती है। जैसे –

प्रश्न 13.14
निम्नलिखित में प्रत्येक का सम्भावित कारण बताइए –
(i) समतुल्य अणु द्रव्यमान वाले ऐमीनों की अम्लता ऐल्कोहॉलों से कम होती है।
(ii) प्राथमिक ऐमीनों का क्वथनांक तृतीयक ऐमीनों से अधिक होता है।
(iii) ऐरोमैटिक ऐमीनों की तुलना में ऐलिफैटिक ऐमीन प्रबल क्षारक होते हैं।
उत्तर:
(i) किसी ऐमीन से एक प्रोटॉन निकलने पर ऐमाइड आयन प्राप्त होता है, जबकि ऐल्कोहॉल से एक प्रोटॉन निकलने पर ऐल्कॉक्साइड आयन प्राप्त होता है जैसा कि निम्नवत् दर्शाया गया है –

चूँकि N की तुलना में 0 अधिक विद्युतऋणात्मक है, इसलिए RO^Θ पर ऋणावेश RNH^Θ की तुलना में अधिक सरलता से रह सकता है। दूसरे शब्दों में ऐमीन ऐल्कोहॉल से कम अम्लीय होती हैं।

(ii) प्राथमिक ऐमीनों के N – परमाणुओं पर दो हाइड्रोजन-परमाणुओं की उपस्थिति के कारण ये विस्तीर्ण अन्तराअणुक हाइड्रोजन आबन्ध दर्शाती हैं, जबकि तृतीय एमीन में नाइट्रोजन पर हाइड्रोजन अणुओं के अभाव के कारण अन्तराआण्विक संघन नहीं होता। इसलिए प्राथमिक ऐमीनों का क्वतनांक तृतीयक ऐमीनों से अधिक होता है। उदाहरणार्थ-1-ब्यूटिलऐमीन का क्वथनांक (351 K) तृतीयक ब्यूटिलैमीन (क्वथनांक 319 K) से अधिक होता है।

(iii) ऐरोमैटिक एमीनों की तुलना में ऐलिफैटिक ऐमीन प्रबल क्षारक होते हैं; क्योंकि –
(क) ऐरोमैटिक ऐमीनों में अनुनाद के कारण नाइट्रोजन परमाणु पर एकाकी इलेक्ट्रॉन-युग्म बेन्जीन-वलय पर विस्थानीकृत हो जाते हैं, इसलिए ये प्रोटॉनीकरण के लिए सरलतापूर्वक उपलब्ध हो जाते हैं।
(ख) ऐरिल ऐमीन आयनों का स्थायित्व संगत ऐरिल ऐमीनों की तुलना में कम होता है अर्थात् ऐरोमैटिक ऐमीनों का प्रोटॉनीकरण उपयुक्त नहीं होता है।

Bihar Board Class 12 Chemistry Solutions Chapter 12 ऐल्डिहाइड, कीटोन एवं कार्बोक्सिलिक अम्ल Textbook Questions and Answers, Additional Important Questions, Notes.

BSEB Bihar Board Class 12 Chemistry Solutions Chapter 12 ऐल्डिहाइड, कीटोन एवं कार्बोक्सिलिक अम्ल

Bihar Board Class 12 Chemistry ऐल्डिहाइड, कीटोन एवं कार्बोक्सिलिक अम्ल Text Book Questions and Answers

पाठ्यनिहित प्रश्न एवं उनके उत्तर

प्रश्न 12.1
निम्नलिखित योगिकों की संरचना लिखिए –

1. (i) α – मेथॉक्सीप्रोपिऑनऐल्डिहाइड
2. (ii) 3 – हाइड्रॉक्सीब्यूटेनल
3. (ii) 2 – हाइड्रॉक्सीसाइक्लोपेन्टेन कार्बेल्डिहाइड
4. (iv) 4 – ऑक्सोपेन्टेनलं
5. डाइ – द्वितीयक ब्यूटिल कीटोन
6. 4 – क्लोरोऐसीटोफोनोन

उत्तर:

प्रश्न 12.2
निम्नलिखित अभिक्रियाओं के उत्पादों की संरचना लिखिए –

उत्तर:

प्रश्न 12.3
निम्नलिखित यौगिकों को उनके क्वथनांकों के बढ़ते क्रम में व्यवस्थित कीजिए –
CH₃CHÓ, CH₃CH₂OH, CH₃OCH₃, CH₃CH₂CH₃
उत्तर:
CH₃ – CH₂ – CH₃ < CH₃ – O CH₃ – CH3 < CH₃ – CHO < CH₃ CH₂OH

प्रश्न 12.4
निम्नलिखित यौगिकों को नाभिकरागी योगज अभिक्रियाओं में उनकी बढ़ती हुई अभिक्रियाशीलता के क्रम में व्यवस्थित कीजिए –
(क) एथेनल, प्रोपेनल, प्रोपेनोन, ब्यूटेनोन
(ख) बेन्जैल्डिहाइड, p – टॉलूऐल्डिहाइड, p – नाइट्रोबेन्जैल्डिहाइड, ऐसीटोफीनोन।
उत्तर:
(क) ब्यूटेनोन < प्रोपेनोन < प्रोपेनल < एथेनल
(ख) ऐसीटोफीनोन < n – टॉलूऐल्डिहाइड < बेन्जैल्डिहाइड < p – नाइट्रोबेन्जेल्डिहाइड

प्रश्न 12.5
निम्नलिखित अभिक्रियाओं के उत्पादों को पहचानिए –

उत्तर:

प्रश्न 12.6
निम्नलिखित यौगिकों के आई० यू० पी० ए० सी० नाम दीजिए –
(i) PhCH₂CH₂COOH
(ii) (CH₃)₂C = CHCOOH

उत्तर:
(i) 3-फेनिलप्रोपेनोइक अम्ल
(ii) 3-मेथिलब्यूट-2-इलोइक अम्ल
(iii) 2-मेथिलसाइक्लोपेन्टेनकार्बोक्सिलिक अम्ल
(iv) 2, 4, 6-ट्राइनाइट्रोबेन्जोइक अम्ल

प्रश्न 12.7
निम्नलिखित यौगिकों का बेन्जोइक अम्ल में कैसे परिवर्तित किया जा सकता है?
(i) एथिलबेन्जीन
(ii) ऐसीटोफीनोन
(iii) ब्रोमोबेन्जीन
(iv) फेनिलएथीन (स्टाइरीन)।
उत्तर:

प्रश्न 12.8
नीचे प्रदर्शित अम्लों के प्रत्येक युग्म में कौन-सा अम्ल अधिक प्रबल है?
(i) CH₃CO₂H अथवा CH₂FCO₂H
(ii) CH₂FCO₂H अथवा CH₂ClCO₂H
(iii) CH₂FCH₂CH₂CO₂II अथवा CH₃CHF CH₂CO₂H

उत्तर:
(i) तथा (ii) युग्मों में F परमाणु की – I प्रभाव की उपस्थिति के कारण अम्लीय प्रबलता अधिक है।
(iii) युम में दो अम्लों में F परमाणु के सापेक्ष स्थान के कारण अधिक अम्लीय प्रबलता है। अतः
(i) तथा (ii) में CH₂FCO₂H प्रबल अम्ल है।
(iii) CH₃CH₂FCH₂CO₂H प्रबल अम्ल है।

-CF₃ का -I प्रभाव प्रबल होता है, यह ऋणावेश को फैलाकर कार्बोक्सिलेट आयन को स्थायित्व प्रदान करता है।

-CH₃ का +I प्रभाव दुर्बल होता है, यह ऋणावेश को सघन करके कार्बोक्सिलेट आयन को अस्थायी कर देता है।
इसलिए CH₃ – C₆H₄COO^– (p) आयन से F₃C – C₆H₄ – COO^– (p) आयन के अधिक स्थायी होने के कारण F₃C – C₆H₅ – COOH(p) अधिक प्रबल है।

Bihar Board Class 12 Chemistry ऐल्डिहाइड, कीटोन एवं कार्बोक्सिलिक अम्ल Additional Important Questions and Answers

अभ्यास के प्रश्न एवं उनके उत्तर

प्रश्न 12.1
निम्नलिखित पदों (शब्दों) से आप क्या समझते हैं? प्रत्येक का एक उदाहरण दीजिए।

1. सायनोहाइड्रिन
2. ऐसीटल
3. सेमीकार्बेजोन
4. ऐल्डोल
5. हेमीऐसीटल
6. ऑक्सिम
7. कीटैल
8. इमीन
9. 2, 4 – DNP व्युत्पन्न
10. शिफ-क्षारक।

उत्तर:
1. सायनोहाइड्रिन-ऐल्डिहाइड तथा कीटोन हाइड्रोजन सायनाइड से अभिकृत होकर संगत सायनोहाइड्रिन (cyanohydrins) होते हैं। शुद्ध HCN के साथ यह अभिक्रिया बहुत धीमी होती है; अतः यह क्षार द्वारा उत्प्रेरित की जाती है तथा जनित सायनाइड (CN^–) आयन प्रबल नाभिकस्नेही काबेंनिल यौगिकों पर संयोजित होकर संगत सायनोहाइड्रिन देते हैं। सायनोहाइड्रिन उपयोगी संश्लेषित मध्यवर्ती होते हैं।

2. ऐसीटल:
जैम-डाइऐल्कॉक्सी यौगिक को जिनमें दो ऐल्कॉक्सी समूह टर्मिनल कार्बन पर स्थित हो, ऐसीटल कहते हैं। ये ऐल्डिहाइड की मोनोहाइड्रिक के साथ शुष्क HCl की उपस्थिति में क्रिया द्वारा बनते हैं।

3. सेमीकार्बेजोन:
ये ऐल्डिहाइडों तथा कीटोनों के व्युत्पन्न होते हैं जो उन पर सेमीकार्बेजाइड द्वारा बनते हैं।

सेमी कार्बेजोन का उपयोग ऐल्डिहाइडों तथा कीटोनों की पहचान के लिए किया जाता है।

4. ऐल्डोल:
जिन ऐल्डिहाइडों तथा कीटोनों में कमसे-कम एक α – हाइड्रोजन विद्यमान होता है, वे तनु क्षार के उत्प्रेरक के रूप में उपस्थिति के साथ एक अभिक्रिया द्वारा क्रमशः β – हाइड्रॉक्सी ऐल्डिहाइड (ऐल्डोल) अथवा β – हाइड्रॉक्सी कीटोन (कीटोल) प्रदान करते हैं। इस अभिक्रिया को ऐल्डोल अभिक्रिया (Aldol Reaction) कहते हैं।

उत्पाद में विद्यमान दो प्रकार्यात्मक समूहों, ऐल्डिहाइड व ऐल्कोहॉल के नामों से ऐल्डोल का नाम व्युत्पन्न होता है। ऐल्डोल व कीटोल आसानी से जल निष्कासित करके ,B-असंतृप्त कार्बोनिल यौगिक देते हैं, जो ऐल्डोल संघनन उत्पाद है और यह अभिक्रिया ऐल्डोल संघनन कहलाती है।

5. हेमीऐसीटल:
जैम-ऐल्कॉक्सी ऐल्कोहॉल को हेमीऐसीटल कहते हैं जो मोनोहाइड्रिक ऐल्कोहॉल के साथ शुष्क HCl की उपस्थिति में अभिक्रिया द्वारा बनते हैं।

6. ऑक्सिम:
ऐल्डिहाइडों तथा कीटोनों की हाइड्राक्सिल ऐमीन के साथ अभिक्रिया से बनने वाले यौगिकों को ऑक्सिम कहते हैं।

7. कीटैल:
जैम-ऐल्काक्सीऐल्केन को कीटैल कहते हैं। ये दो ऐल्काक्सी समूह श्रृंखला के कार्बन पर स्थित होते हैं। इन्हें कीटोन को एथिलीन ग्लाइकॉल के साथ शुष्क HCL या p – टालूईन सल्फोनिक (PTS) की उपस्थिति में गर्म करके प्राप्त करते हैं।

कीटैल कीटैल जलीय खनिज अम्लों के साथ जल अपघटित हो कर कीटोन देते हैं। अतः इन्हें कार्बनिक संश्लेषण में कीटों समूह के रक्षण के लिए प्रयुक्त करते हैं।

8. इमीन:
C = NH समूह वाले यौगिकों को इमीन कहते हैं। इन्हें ऐल्हाइडों अथवा कीटोनों की अमोनिया व्युत्पन्नों के साथ अभिक्रिया से बनाते हैं।

9. 2, 4 – DNP व्युत्पन्न:
ऐल्डिहाइड अथवा कीटोन (दुर्बल माध्यम) में 2, 4 – डाइनाइट्रोफेनिलहाइड्राजीन के साथ अभिक्रिया के फलस्वरूप 2, 4 – डाइनाइट्रोफेनिल हाइड्राजोन (2, 4 – DNP व्युत्पन्न) प्राप्त होते हैं।

10. शिफ-क्षारक:
ऐल्डिहाइड अथवा कीटोन प्राथमिक ऐलिफैटिक अथवा ऐरोमैटिक ऐमीनों से अभिक्रिया करके बने यौगिक को शिफ-क्षारक कहते हैं।

प्रश्न 12.2
निम्नलिखित यौगिकों के आई० यू० पी० ए० सी० (IUPAC) नामपद्धति में नाम लिखिए –

1. CH₃CH(CH₃)CH₂CH₂CHO
2. CH₃CH₂COCH(C₂H₅)CH₂CH₂Cl
3. CH₃CH = CHCHO
4. CH₃COCH₂COCH₃
5. CH₃CH(CH₃)CH₂C(CH₃)₂COCH₃
6. (CH₃)₂ CCH₂COOH
7. OHCC₆H₄CHO – p

उत्तर:

1. 4-मेथिलपेन्टेनल
2. 6-क्लोरो-4-एथिलहेक्सेन-3-ओन
3. ब्यूट-2-इनल
4. पेन्टेन-2, 4-डाइओन
5. 3, 3, 5-ट्राइमेथिलहेक्सेन-2-ओन
6. 3, 3-डाइमेथिलब्यूटेनोइक अम्ल
7. बेन्जीन-1, 4-डाइकार्बेल्डिहाइड

प्रश्न 12.3
निम्नलिखित यौगिकों की संरचना बनाइए –

1. 3-मेथिलब्यूटेनल
2. p-नाइट्रोप्रोपिओफीनोन
3. p-मेथिलबेन्जैल्डिहाइड
4. 4-मेथिलपेन्ट-3-ईन-2-ओन
5. 4-क्लोरोपेन्टेन-2-ओन
6. 3-ब्रोमो-4-फेनिल पेन्टेनोइक अम्ल
7. p, P-डाइहाइड्रॉक्सीबेन्जोफीनोन
8. हेक्स-2-ईन-4-आइनोइक अम्ल

उत्तर:

प्रश्न 12.4
निम्नलिखित ऐल्डिहाइडों एवं कीटोनों के आई० यू० पी० ए० सी० (IUPAC) नाम लिखिए और जहाँ सम्भव हो सके साधारण नाम भी दीजिए।
(i) CH₃CO(CH₂)₄ CH₃
(ii) CH₃CH₂CHBrCH₂CH(CH₃)CHO
(iii) CH₃(CH₂)₅ CHO
(iv) Ph – CH = CH – CHO

(vi) PhCOPh
उत्तर:

प्रश्न 12.5
निम्नलिखित व्युत्पन्नों की संरचना बनाइए –
(i) बेन्जैल्डिहाइड का 2, 4-डाइनाइट्रोफेनिलहाइड्रेजोन
(ii) साइक्लोप्रोपेनोन ऑक्सिम
(iii) ऐसीटेल्डिहाइडडाइमेथिलऐसीटल
(iv) साइक्लोब्यूटेनोन का सेमीकार्बेजोन
(v) हेक्सेन-3-ओन का एथिलीन कीटैल
(vi) फॉर्मेल्डिहाइड का मेथिल हेमीऐसीटल।
उत्तर:

प्रश्न 12.6
साइक्लोहेक्सेनकार्बेल्डिहाइड की निम्नलिखित अभिकर्मकों के साथ अभिक्रिया से बनने वाले उत्पादों को पहचानिए –
(i) PhMgBr एवं तत्पश्चात् H₃O⁺
(ii) टॉलेन अभिकर्मक
(iii) सेमीकार्बेजाइड एवं दुर्बल अम्ल
(iv) एथेनॉल का आधिक्य तथा अम्ल
(v) जिंक अमलगम एवं तनु हाइड्रोक्लोरिक अम्ल।
उत्तर:

प्रश्न 12.7
निम्नलिखित में से कौन-से यौगिकों में ऐल्डोल संघनन होगा, किनमें कैनिजारो अभिक्रिया होगी और किनमें उपर्युक्त में से कोई क्रिया नहीं होगी? ऐल्डोल संघनन तथा कैनिजारो अभिक्रिया में सम्भावित उत्पादों की संरचना लिखिए –

1. मेथेनल
2. 2-मेथिलपेन्टेनल
3. बेन्जेल्डिहाइड
4. बेन्जोफीनोन
5. साइक्लोहेक्सेनोन
6. 1-फेनिलप्रोपेनोन
7. फेनिलऐसीटेल्डिहाइड
8. ब्यूटेन-1-ऑल
9. 2, 2-डाइमेथिलब्यूटेनल।

उत्तर:
1. मेथेनल-यह कैनिजारो अभिक्रिया देगा जबकि ऐल्डोल संघनन नहीं देगा। इस यौगिक द्वारा प्रदर्शित कैनिजारो अभिक्रिया तथा सम्भावित उत्पाद की संरचना निम्न प्रकार है –

2. 2-मेथिलपेन्टेनल-यह ऐल्डोल संघनन देगा किन्तु कैनिजारो अभिक्रिया नहीं देगा। इस यौगिक द्वारा ऐल्डोल संघनन अभिक्रिया तथा सम्भावित उत्पाद की संरचना निम्नलिखित है –

3. बेन्जैल्डिहाइड:
यह कैनिजारो देगा, जबकि ऐल्डोल संघनन नहीं देगा।
सम्भावित उत्पाद और उनकी संरचना निम्न प्रकार है –

4. बेन्जोफीनोन:
चूँकि इसमें कोई 2-हाइड्रोजन नहीं है, अतः यह कैनिजारो अभिक्रिया तथा ऐल्डोल संघनन नहीं देगा।

5. साइक्लोहेक्सेनोन:
यह ऐल्डोल संघनन देगा, जबकि कैनिजारो अभिक्रिया नहीं देगा।

इसमें सम्भावित उत्पाद तथा उनकी संरचना निम्नलिखित है –

6. 1-फेनिल प्रोपेनोन-यह ऐल्डोल संघनन देगा, और कैनिजारो अभिक्रिया नहीं देगा। इसमें सम्भावित उत्पाद और उनकी संरचना निम्नलिखित हैं –

7. फेनिल ऐसीटेल्डिहाइड:
यह ऐल्डोल संघनन देगा, जबकि कैनिजारो अभिक्रिया नहीं देगा। सम्भावित उत्पाद और इसकी संरचना निम्नवत् है –

8. ब्यूटेन-1-ऑल:
चूँकि यह एक ऐल्कोहॉल है, अतः यह कैनिजारो अभिक्रिया तथा ऐल्डोल संघनन नहीं देगा।

9. 2, 2-डाइमेथिलब्यूटेनल:
यह कैनिजारो अभिक्रिया देगा जबकि ऐल्डोल संघनन नहीं देगा। सम्भावित उत्पाद और उनकी संरचना निम्न प्रकार है –

प्रश्न 12.8
एथेनल को निम्नलिखित यौगिकों में कैसे परिवर्तित करेंगे?
(i) ब्यूटेन-1, 3-डाइऑल
(ii) ब्यूट-2-ईनल
(iii) ब्यूट-2-ईनोइक अम्ल।
उत्तर:

प्रश्न 12.9
प्रोपेनल एवं ब्यूटेनल के ऐल्डोल संघनन से बनने वाले चार सम्भावित उत्पादों के नाम एवं संरचना सूत्र लिखिए। प्रत्येक में बताइए कि कौन-सा ऐल्डिहाइड नाभिकरागी और कौन-सा इलेक्ट्रॉनरागी होगा?
उत्तर:

प्रश्न 12.10
एक कार्बनिक यौगिक जिसका अणुसूत्र C₉H₁₀O है 2, 4 – DNP व्युत्पन्न बनाता है टॉलेन अभिकर्मक को अपचयित करता है तथा कैनिजारो अभिक्रिया देता है। प्रबल ऑक्सीकरण पर वह 1, 2-बेन्जीनडाइकार्बोक्सिलिक अम्ल बनाता है। यौगिक को पहचानिए।
उत्तर:
1. चूँकि यह 2, 4 – DNP व्युत्पन्न बनाता है तथा टॉलेन अभिकर्मक को अपचयित करता है, अत: यह एक ऐल्डिहाइड है।

2. पुन: चूँकि यह कैनिजारो अभिक्रिया देता है, – CHO समूह सीधे बेन्जीन वलय से जुड़ा हुआ है।

3. चूँकि प्रबल ऑक्सीकरण पर यह 1, 2-बेन्जोनडाइकार्बोक्सिलिक अम्ल देता है, अतः यह एक ऑथों-प्रतिस्थापी बेन्जैल्डिहाइड है। अतः दिये हुए अणुसूत्र वाला यौगिक ऑर्थो-एथिल बेन्जैल्डिहाइड है।

प्रश्न 12.11
एक कार्बनिक यौगिक ‘क’ (आण्विक सूत्र, C₈H₁₆O₂) को तनु सल्फ्यूरिक अम्ल के साथ जलअपघटित करने के उपरान्त एक कार्बोक्सिलिक अम्ल ‘ख’ एवं एक ऐल्कोहॉल ‘ग’ प्राप्त हुए। ‘ग’ को क्रोमिक अम्ल के साथ ऑक्सीकृत करने पर ‘ख’ उत्पन्न होता है। ‘ग’ निर्जलीकरण पर ब्यूट-1-ईन देता है। अभिक्रियाओं में प्रयुक्त होने वाली सभी रासायनिक समीकरणों को लिखिए।
उत्तर:
दिए हुए आँकड़ों से यह पता चलता है कि ‘क’ एक एस्टर है जो जलअपघटन पर अम्ल ‘ख’ तथा ऐल्कोहॉल ‘ग’ देते हैं। ‘ग’ को क्रोमिक अम्ल के साथ ऑक्सीकृत करने पर ‘ख’ बनता है। ‘ग’ निर्जलीकरण पर ब्यूट-1-ईन देता है, अतः यह ब्यूटेन-1-ऑल होगा। अम्ल ‘ख’ जो ‘ग’ के ऑक्सीकरण पर प्राप्त होता है, ब्यूटनोइक अम्ल होगा और एस्टर ‘क’ ब्यूटेनल ब्यूटेनोएट होगा। इसकी अभिक्रियायें निम्न प्रकार से है –

प्रश्न 12.12
निम्नलिखित यौगिकों को उनसे सम्बन्धित (कोष्ठको में दिए गए) गुणधर्मों के बढ़ते क्रम में व्यवस्थित कीजिए –

1. ऐसीटेल्डिहाइड, ऐसीटोन, डाइ-तृतीयक ब्यूटिलकीटोन, मेथिल तृतीयक-ब्यूटिलकीटोन (HCN के प्रति अभिक्रियाशीलता)
2. CH₃CH₂CH(Br)COOH, CH₃ CH(Br) CH₂COOH, (CH₃)₂ CHCOOH, CH₃CH₂CH₂COOH (अम्लता के क्रम में)
3. बेन्जोइक अम्ल; 4-नाइट्रोबेन्जोइक अम्ल; 3, 4-डाइनाइट्रोबेन्जोइक अम्ल; 4-मेथॉक्सी बेन्जाइक अम्ल (अम्लता की सामर्थ्य के क्रम में)।

उत्तर:
1. HCN के प्रति अभिक्रियाशीलता का बढ़ता क्रम निम्नवत् है –
डाइ-तृतीयक-ब्यूटिल कीटोन < मेथिल-तृतीयक- ब्यूटिल कीटोन < ऐसीटोन < ऐसीटेल्डिहाइड

2. अम्लता का बढ़ता क्रम इस प्रकार है –
(CH3)2CHOOH < CH3CH2CH2COOH < CH3 CH(Br) CH2COOH < CH3CH2CH(Br) COOH

3. अम्ल की सामर्थ्य का बढ़ता हुआ निम्नलिखित है –
4-मेथॉक्सीबेन्जोइक अम्ल < बेन्जोइक अम्ल < 4नाइट्रोबेन्जोइक अम्ल < 3,4-ड्राइनाइट्रोबेन्जोइक अम्ल

प्रश्न 12.13
निम्नलिखित यौगिक युगलों में विभेद करने के लिए सरल रासायनिक परीक्षणों को दीजिए –

1. प्रोपेनल एवं प्रोपेनोन
2. ऐसीटोफीनोन एवं बेन्जोफीनोन
3. फीनॉल एवं बेन्जोइक अम्ल
4. बेन्जोइक अम्ल एवं एथिलबेन्जोएट
5. पेन्टेन-2-ऑन एवं पेन्टेन-3-ऑन
6. बेन्जैल्डिहाइड एवं ऐसीटोफीनोन
7. एथेनल एवं प्रोपेनल।

उत्तर:
1. प्रोपेनल एवं प्रोपेनोन:
प्रोपेनल फेहलिंग विलयन के Cu₂O का लाल अवक्षेप देता है और टॉलेन, अभिकर्मक के साथ रजत दर्पण देता है।
प्रोपेनोन क्रिया नहीं करता।

2. ऐसीटोफीनोन एवं बेन्जोफीनोन-ऐसीटोफीनोन आयोडोफॉर्म परीक्षण देता है जबकि बेन्जोफीनोन नहीं देता।

3. फीनॉल एवं बेन्जोइक अम्ल:
बेन्जोइक अम्ल NaHCO₃ के जलीय विलयन से अभिक्रिया करके बुदबुदाहट के साथ CO₂ गैस देता है, परन्तु फीनॉल नहीं देता।

फीनॉल Br₂ जल के साथ 2, 4, 6 ट्राइब्रोमोफीनॉल का सफेद अवक्षेप देता है, जबकि बेन्जोइक अम्ल नहीं देता।

4. बेन्जोइक अम्ल एवं एथिल बेन्जोएट:
बेन्जोइक अम्ल सोडियम बाइकार्बोनेट के साथ अभिक्रिया पर तीव्र बुदबुदाहट के साथ CO₂ गैस देता है। परन्तु एथिल बेन्जोएट नहीं देगा।

5. पेन्टेन-2-ऑन एवं पेन्टेन-3-ऑन:
पेन्टेन2-ऑन आयोडोफार्म परीक्षण देता है, जबकि पेन्टेन-3-ऑन नहीं देता।

6. बेन्जैल्डिहाइड एवं ऐसीटोफीनोन:
ऐसीटोफीनोन आयोडोफॉर्म परीक्षण देता है, जबकि बेन्जैल्डिहाइड अभिक्रिया नहीं करता।

7. एथेनल एवं प्रोपेनल:
एथेनल आयडोफॉर्म परीक्षण देता है, परन्तु प्रोपेनल नहीं।

प्रश्न 12.14
बेन्जीन से निम्नलिखित यौगिकों का विरचन आप किस प्रकार करेंगे? आप कोई भी अकार्बनिक अभिकर्मक एवं कोई भी कार्बनिक अभिकर्मक, जिसमें एक से अधिक कार्बन न हो, का उपयोग कर सकते हैं।
(i) मेथिल बेन्जोएट
(ii) m – नाइट्रोबेन्जोइक अम्ल
(iii) p – नाइट्रोबेन्जोइक अम्ल
(iv) फेनिलऐसीटिक अम्ल
(v) p – नाइट्रोबेन्जैल्डिहाइड।
उत्तर:

प्रश्न 12.15
आप निम्नलिखित रूपान्तरणों को अधिकतम दो चरणों में किस प्रकार से सम्पन्न करेंगे?

1. प्रोपेनोन से प्रोपीन
2. बेन्जोइक अम्ल से बेन्जैल्डिहाइड
3. एथेनॉल से 3-हाइड्रॉक्सीब्यूटेनल
4. बेन्जीन से m-नाइट्रोऐसीटोफीनोन
5. बेन्जेल्डिहाइड से बेन्जोफीनोन
6. ब्रोमोबेन्जीन से 1-फेनिलएथेनॉल
7. बेन्जैल्डिहाइड से 3-फेनिलप्रोपेन-1-ऑल
8. बेन्जैल्डिहाइड से -हाइड्रॉक्सीफेनिल- ऐसीटिक अम्ल
9. बेन्जोइक अम्ल से m-नाइट्रोबेन्जिल ऐल्कोहॉल।

उत्तर:
1. प्रोपेनोन से प्रोपीन:

2. बेन्जोइक अम्ल से बेन्जैल्डिहाइड:

3. एथेनॉल से 3-हाइड्रॉक्सीब्यूटेनल:

4. बेन्जीन से m-नाइट्रोऐसीटोफीनोन:

5. बेन्जैल्डिहाइड से बेन्जोफीनोन:

6. ब्रोमोबेन्जीन से 1-फेनिलएथेनॉल:

7. बेन्जैल्डिहाइड से 3-फेनिलप्रोपेन-1-ऑल:

8. बेन्जैल्डिहाइड से व-हाइड्रॉक्सीफेनिल- ऐसीटिक अम्ल:

9. बेन्जोइक अम्ल से m-नाइट्रोबेन्जिल ऐल्कोहॉल:

प्रश्न 12.16
निम्नलिखित पदों (शब्दों) का वर्णन कीजिए –

1. ऐसीटिलिनन
2. कैनिजारो अभिक्रिया
3. क्रॉस ऐल्डोल संघनन
4. विकार्बोक्सिलन।

उत्तर:
1. ऐसीटिलिनन:
ऐल्कोहॉलों, फीनॉलों या ऐमीनों के एक हाइड्रोजन का एक ऐसिल (-RCO) समूह द्वारा प्रतिस्थापन ऐसीटिलिनन कहलाता है। यह प्रतिस्थापन किसी क्षारक, जैसे पिरीडीन अथवा ड्राइमेथिल ऐमीन की उपस्थिति में कराया जाता है।

उदाहरण:
(क) पिरिडीन की उपस्थिति में ऐसीटिल क्लोराइड की क्रिया से एथिल ऐल्कोहॉल एथिल ऐसीटेट में परिवर्तित हो जाता है।

(ख) पिरिडीन की उपस्थिति में ऐसीटिक ऐनहाइड्राइड की क्रिया से फीनॉल फेनिल ऐसीटेट में परिवर्तित हो जाता है।

2. कैनिजारो अभिक्रिया:
ऐल्डिहाइड, जिनमें α – हाइड्रोजन परमाणु नहीं होते, सान्द्र क्षार की उपस्थिति में स्वऑक्सीकरण व अपचयन (असमानुपातन) की अभिक्रिया प्रदर्शित करते हैं। इस अभिीक्रया में ऐल्डिहाइड का एक अणु ऐल्कोहॉल में अपचयित होता है, जबकि दूसरा अणु कार्बोक्सिलिक अम्ल के लवण में ऑक्सीकृत हो जाता है।

3. क्रॉस ऐल्डोल संघनन:
जब दो भिन्न-भिन्न ऐल्डिहाइड और/या कीटोन के मध्य ऐल्डोल संघनन होता है तो उसे क्रॉस ऐल्डोल संघनन कहते हैं। यदि प्रत्येक में α – हाइड्रोजन हो तो ये चार उत्पादों का मिश्रण देते हैं। इसे निम्नलिखित एथेनल वप्रोपेनल के मिश्रण की ऐल्डोल संघनन अभिक्रिया द्वारा समझाया गया है –

क्रॉस ऐल्डोल उत्पाद क्रॉस ऐल्डोल संघनन में कीटोन भी एक घटक के रूप में प्रयुक्त हो सकते हैं –

4. विकार्बेक्सिलन:
कार्बोक्सिलिक अम्लों के सोडियम लवणों को सोडालाइम (NaOH तथा CaO, 3 : 1 के अनुपात में) के साथ गर्म करने पर कार्बन डाइऑक्साइड निकल जाती है एवं हाइड्रोकार्बन प्राप्त होते हैं। यह अभिक्रिया विकार्बोक्सिलन (Decarboxylation) कहलाती है।

कार्बोक्सिलिक अम्लों के क्षार धातु लवणों के जलीय विलयन का विद्युतअपघटन द्वारा विकार्बोक्सिलन हो जाता है तथा ऐसे हाइड्रोकार्बन निर्मित होते हैं जिसमें कार्बन परमाणुओं की संख्या, अम्ल के ऐल्किल समूह में उपस्थित कार्बन परमाणुओं की संख्या से दुगुनी होती है। इस अभिक्रिया को कोल्बे विद्युत्-अपघटन (Kolbe electrolysis) कहते हैं।

प्रश्न 12.17
निम्नलिखित प्रत्येक संश्लेषण में छूटे हुए प्रारम्भिक पदार्थ, अभिकर्मक अथवा उत्पादों को लिखकर पूर्ण कीजिए –

उत्तर:

(iii) H₂NNHCONH₂ का अधिक नाभिकरागी NH₂NH भाग अभिक्रिया करके सेमीकार्बेजोन बनाता है।

प्रश्न 12.18
निम्नलिखित के सम्भावित कारण दीजिए –
(i) साइक्लोहेक्सेनोन अच्छी लब्धि में सायनोहाइडिन बनाता है, परन्तु 2, 2, 6-ट्राइमेथिलसाइक्लोहेक्सेनोन ऐसा नहीं करता।
(ii) सेमीकार्बेजाइड में दो -NH₂ समूह होते हैं, परन्तु केवल एक -NH₂ समूह ही सेमीकार्बेजोन विरचन में. प्रयुक्त होता है।
(iii) कार्बोक्सिलिक अम्ल एवं ऐल्कोहॉल से अम्ल उत्प्रेरक की उपस्थिति में एस्टर के विरचन के समय जल अथवा एस्टर जैसे ही निर्मित होता है, उसको निकाल दिया जाना चाहिए।
उत्तर:

2, 4, 6-ट्राइमेथिलसाइक्लोहेक्सेनोन – 2, 4, 6-ट्राइमेथिल साइक्लोहेक्सानोन +I प्रभाव के कारण तीन CH₃ समूह इलेक्ट्रॉन मुक्त करते हैं तथा > C = 0 के कार्बन परमाणु पर इलेक्ट्रॉन घनत्व को बढ़ाते हैं और नाभिकरागी अभिक्रिया नहीं हो पाती। साइक्लोहेक्सनोन में, CN^– आयन (नाभिकरागी) का आक्रमण कार्बन परमाणु पर आसानी से हो जाता है तथा साइक्लोहेक्सेनोन सायनोहाइड्रिन उत्पाद के रूप में प्राप्त हो जाता है।

(ii) यद्यपि सेमीकार्बेजाइड में दो:
NH₂ समूह ऋण इलेक्ट्रॉन युग्म रखते हैं परन्तु इनमें एक इलेक्ट्रॉन निकालने वाले >C = 0 समूह संरूपण में होता है और यह नाभिकरागी की भाँति कार्य नहीं कर सकता है। अतः केवल एक -NH₂ समूह सेमीकाबेंजोन के बनने में सम्मिलित होता है।

(iii) एक कार्बोक्सिलिक अम्ल और ऐल्कोहॉल से अम्ल उत्प्रेरक की उपस्थिति में एस्टर बनना एक उत्क्रमणीय अभिक्रिया होती है।

अतः साम्य की अग्रदिशा के लिए उत्पाद के रूप में जल या एस्टर को तुरन्त हटा लेना चाहिए।

प्रश्न 12.19
एक कार्बनिक यौगिक में 69.77% कार्बन, 11.63% हाइड्रोजन तथा शेष ऑक्सीजन है। यौगिक का आण्विक द्रव्यमान 86 है। यह टॉलेन अभिकर्मक को अपचयित नहीं करता, परन्तु सोडियम हाइड्रोजनसल्फाट के साथ योगज यौगिक देता है तथा आयोडोफॉर्म परीक्षण देता है। प्रबल ऑक्सीकरण पर एथेनोइक तथा प्रोपेनोइक अम्ल देता है। यौगिक की सम्भावित संरचना लिखिए।
गणना:
सरल सूत्र की गणना:

मूलानुपाती सूत्र = G₅H₁₀O
मूलानुपाती द्रव्यमान = 5 × 12 + 10 × 1 + 1 × 16 = 86

= \(\frac{86}{86}\) = 1
∴ यौगिक का अणुसूत्र = C₅H₁₀O
चूंकि दिया गया यौगिक सोडियम हाइड्रोजन सल्फाइट के साथ योगज यौगिक बनाता है। अतः एक ऐल्डिहाइड अथवा मेथिल कीटोन होने की सम्भावना है। पुन: चूँकि यह टॉलेन अभिकर्मक नहीं करता तथा आयोडोफार्म परीक्षण देता है, अतः दिया गया यौगिक मेथिल कीटोन है और ऐल्डिहाइड नहीं हो सकता। चूँकि दिया गया यौगिक प्रबल ऑक्सीकरण पर एथेनोइक अम्ल तथा प्रोपेनोइक अम्ल देता है, इसलिए मेथिल कीटोन पेन्टेन-2-ओन है। इसकी संरचना निम्नवत् है।

सम्भावित अभिक्रायें निम्न प्रकार से है –

प्रश्न 12.20
यद्यपि फीनॉक्साइड आयन की अनुनादी संरचनाएँ कार्बोक्सिलेट आयन की तुलना में अधिक हैं, परन्तु कार्बोक्सिलिक अम्ल फीनॉल की अपेक्षा प्रबल अम्ल है। क्यों?
उत्तर:
कार्बोक्सिलेट आयन में ऋणावेश दो आक्सीजन परमाणुओं पर विस्थानित होता है, जबकि फीनॉक्साइड आयन में ऋणावेश एक आक्सीजन परमाणु पर ही विस्थानित होता है; इसलिए फीनॉक्साइड आयन की तुलना में कार्बोक्सिलेट आयन अधिक होता है। फलस्वरूप कार्बोक्सिलिक अम्ल फीनॉल की अपेक्षा प्रबल अम्ल होते हैं।

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Bihar Board Class 12 English Paragraph Writing

1. An ideal Teacher

Mr. Munilal Sinha is an ideal teacher. He is our class-teacher also. He has all the qualities of an ideal teacher. He is very punctual and a strict disciplinarian. He teaches English and Hindi and prepares students for the broad examination. As soon as he comes to our class, he goes round the class¬room to see it is clean. Then he takes roll-call. Then he starts teaching and explaining the lesson well. Outside the class-room, he is very kind and generous. He is always well dressed and never allows any student without uniform. He is respected by teacher, students and guardians because of his ideal qualities.

2. Your Neighbour

I live at Rampur (Nalanda). It is a big village. Mr. Akhileshwar Mahto is my neighbour. He lives just beside my house. He is a teacher. He is an M. A. in Sociology. He is very grave and gentle. Once my father was seriously ill. He daily come to my house. He helped us with money also. He is a good friend, philosopher and guide to us. He has got two sons and a daughter. They are all well behaved. His wife is very noble and gentle. We call her auntie. He is an ideal neighbour.

3. Advantages of living in a town

Town life may have many limitation but its advantages are also great. Modern facilities are within reach. Electricity, water and transport are easily available. Roads are better. Houses are made comfortable. All towns have schools and colleges. There are big hospitals. All kinds of things can be had. It is easier for people to earn .a living. Children have parks to play. Students can go to good libraries. Clubs, playgrounds, etc. help young men in growing up well. So they develop a modem outlook. Yougmen and women are smarter and bolder. Good doctors can be called, in case someone falls ill. In short, town life has both glamour and comfort.

4. Health is wealth

Health is wealth is an old saying. A healthy person is able to produce all wealth for himself and for others. Not only this but he can also enjoy wealth and produce more. Suppose a man has a first class master’s degree, but he has no health. He catches cold. He catches flu. He has T. B . and other such diseases. How can he produce wealth and enjoy it ? Health depends on correct living, pure water and fresh air. It also depends on good food, necessary rest and equally necessary physical work or exercise. If a man cares for all these and has limited desires, he can maintain good health. Then he can produce more wealth and he can enjoy it.

5. Morning walk

Walking is a good exercise. Every one can practise it without any trouble. It brings energy. We can walk both the times, morning and evening. Morning walk is the better of the two. Evening walk is also very useful. It is a very good habit. For this, every one has to get up very early in the morning. He can soon start for the bank of a river, a canal or a pond. He may go to a park in a town. There he gets fresh air. He sees the sun rise. They are very useful to health. His mind gets fresh. He can work very peacefully all day long. Walking costs is nothing. We may walk with our friends and relatives. Our talks should be healthy then. Evening walk also brings sound sleep in the night.

6. The season h ike most

Spring is the best season of the year. It is called the queen of the season. The earth looks very beautiful in this season. Different kinds of flower bloom in the spring. The smiling flowers give us a lot of joy. They make us forget our cares and anxieties. When we walk in the garden we are filled with joy. The cuckoo is mad with joy. Its sweet notes charm us. The days of the spring are very pleasant. The spring brings beautiful sights and charming sounds. It is the season of joy. That is why I like most spring season.

7. The importance of newspaper or Newspaper

Newspapers are necessary for people. A newspaper is must. It plays an important role in the society. It is useful to many ways. It brings us news, people wait for it eagerly in the morning. It is a kind of mental food. Some people read a newspaper for its views. There is comment on current topics in a newspaper. There are articles written by learned persons. Somebody reads a newspaper for advertisement for jobs. There are literary articles. A newspaper covers sports, business, politics etc. It enlightens the public.

8. Aim of your life

The aim of my life is to become a professor, I want to study hard. I like to go England or America for higher education. If I get a job there, I shall accept it. I want to work hard and make name in the world. But I do not want to live in a foreign country. I shall return to India. I like a peaceful and happy life. I want to love and educate my children. I want to earn money. I want to spend some of it on poor people. If I have more and more money, I shall spend more and more on them. In the end I want to serve the people and the nation. This is the aim of my life.

9. A Popular student of your school

I read in Nalanda Collegiate Senior Secondary High school, Bihar Sarif, Nalanda. There are one thousand four hundred students in this school. All are good. But Suresh Mishra is the most popular student of my school. He is very intelligent and deligent. He is tall and handsome. He always stands first in his class. He is very obedient, social, noble, brave and patient. He takes and active part in the game and sports of the school. He is good player of cricket and football specially. He is never absent from the class. All teachers love him most. He is certainly an ideal student.

10. Winter season

Winter is an important season. It starts in November and lasts upto to February. Days are short and nights are long in this season. The days of winter are very fine. We like to sit in the sun and warm our body. On the other hand the nights are cold. We need warm clothes in this season. Water is a season of fruits and flowers. We find many varieties of flowers in this season. This season is good for health. But the poor do not like this season because many of them do not have proper clothes to fight cold.

11. Importance of games and sports

Games and sports are an important part of our life. They keep us healthy. They refresh our weary minds. They are useful both for our mind and body. Physically we become healthy, mentally we become disciplined. They give us courage and make us alert. They make us bold and confident. They develop in us a spirit of co-operation. They teach us to fight in a healthy spirit. A sportsman fights with his rival in the playground. But he has no ill will against him. Thus games and sports help to make us good citizens. Our education is incomplete without games and sports. The government of India is encouraging games and sports in educational institutions.

12. Early rising

There are many advantages of early rising. A man who rises early has more hours for walk. So, he can produce more, earn more and live more happily. A man who gets up late hates himself. He is hated by others, too. Rise early and you are the master of your programme. Get up late and you are late in everything. You are late to Nature’s call, late in bath, late in breakfast and late for your lesson. So, you are a loser. We must try to go to bed early and try to get up early. Early rising is really a very nice thing.

13. The beggar

Beggars can be seen at every public place in India. They are found at railway station, bus stand, picture homes, market place and footpath. He is a very poor person. His dress is dirty and tom. Some are blind, Some are lame, Some cannot even stand but have to crawl on their hands and feet. He has a bag with him. He has a bowl too. Some have stick with them. The beggar begs alms. Some sing pleasant songs. Beggar’s life depends upon the charity. Begging is a crime. They should not be encouraged. In our country there is a gang of unsocial elements. They force little children to beg. They exploit these children. There is no one to take care of beggars.

14. A visit to a circus

It was a happy day. We went to see the great circus. Outside the great top, people were busy buying tickets and gettign in. Inside, the gallery was full. The show started. Artists in colourful dresses showed great feats. Brave acts in air, bold tricks on tight ropes, and the joker all these were amusing. Then came animals. Goats on lion’s back, dogs on horses and the big elephant worshipping Lord Ganesh, how well the animals were trained. Then came the girls doing wonder on bicycles. The man with eyes covered threw knives at a girl. The jeep and motor cycles were exciting. Three hours passed quickly. It was a time full of surprise and joy. How bold and disciplined are the circus men !

15. The postman

The postman is an important employee of the postal department. He is one of the most useful public servant. He wears a khaki uniform. He carries a bag with him. He carries letters, money orders and parcels in it. He brings news and money to us. His duty is very hard. He goes to the post office in the morning. He sorts out the dak for the different areas. He goes from door to door to deliver letters, money orders and parcels. He is not highly educated still he does his duty properly. He is a very honest man. Every one awaits his arrival, though sometimes he brings sad news also. He is a low paid employee though he performs essential duties. We pay him some tips for bringing happy and good news.

16. Television

Television is one of the wonders of science. It is a source of joy and knowledge, information and entertainment. Television is the product of the latest electronic revolution. The names of John. Baird of England and Jenking of America are associated with television. They first of all succeeded in transmitting moving pictures in 1923. It was in 1936 that a public television system was introduced in London. It started with black and white.

Now-a-days coloured television is popular. It is a powerful audio-visual medium. It is seen in all towns and big cities. It has a status-symbol also. It is useful for the people. Its programmes cover a variety of interest. It has great education value too. We learn a lot about development of science, agriculture and medicine.

17. Your school

I read in Senior Secondary High School Machhil, Jahanabad. It is one of the oldest school in the district. It has a good reputation for its teaching and discipline. The headmaster is a kind and learned man. Most of the teachers are very learned and experienced. My class teacher Mr. B. K. Verma is a good disciplinarian. But he is kind too and has love for students. The building of my school is simple, but its campus is calm and calm. Five hundred boys and girls read in this school. Most of the students get first division in the Secondary School Examination. There is a provision for games and sports. All games are played. We take part in it. Annual function is held every year. Good students are rewarded. There is a small garden in front of the school. We are proud of our school.

18. Indian farmer

India is a land of villages. Most of the people here live in villages. Our country is an agricultural country. But the condition of the farmer is miserable. An Indian farmer has a hard life. He lives in a village. Most of the Indian farmers are illiterate. They follow the old method of farming. An Indian farmer gets a low return from his field. His farming depends on nature. Sometimes he has to face flood and drought. He is often in debt. He has to work in hot summer, cold winter and heavy rains. He gets up early and feed his bullocks. He goes to the field with his bullocks. He is not able to get two times meal. The government should pay attention to the defects of the farmers.

19. The book i like most

Books are the treasure of knowledge. They are of much use to us, I have read many books but I like the Bhagwat Gita most. It is a part of the Mahabharat. Lord Krishna throrugh this Bhagwad Gita preached Arjuna. Arjuna did not like to fight in the battle-field. He was disillusioned. Lord Krishna gave him the message of Nishkam karma. He told him that a man must go on doing his duty without any motive to fulfil his desires. He told Arjuna that the soul is immortal whereas this body is perishable. Thus he should not get worried about the death of Drona and Bhishma. Thus the immortality of soul has been very well presented in the Gita. It has rich philosophy. It gives us peace of mind.

20. My school garden

My school has a beautiful garden. The garden is surrounded by the school building. There are many kinds of flowers and plants. There is a gardener also.

He looks after the garden. But students also take care of it. During S. U. P. W. period we water the plants. We also weed out unwanted growth. But trimming and cutting is done by the gardenr. Our teachers and the Headmaster also take keen interest in gardening. There are seasonal as well as evergreen plants. In winter and spring, the garden is beautiful to look at. There are numerous flowers. They dance with the waves of the wind. The garden adds much to the grandeur of our school building. Therefore, our school is called an island of excellence.

21. Picnic

A picnic is a pleasant affairs, some young boys meet. They buy raw food- slaff Ecery thing for lighter feasting is sarried to a selected spot. This spot is a river bank, Forest areas or hilly tops. The selected members or boys go to the selected spot. They begin to prepare food. They eat it. Then they start to sing a song, Play musical instrument and dance. A variety of entertainment is the special features of a picnic, if removes the dulles and monotony of life. It also bring people closer than before. It develops co-operative view. It develops the idea that self help is the best help. It increases the power of tolerance and regard to each other. It gives a new energy and zeal.

22. Your hobby

Every man has got a hobby. My hobby is to read religious books. There are a number of religious books. Of all these books. I like the Ramayan, the Quoran, the Gita, the Mahabharat and the Bible. All of them are full of lessons. They teach us to be good. They are full of Science, Arts, Philosphy and what not. I have learnt much from them and quote their lines time to time to bring about some changes in men. I always attend some religious meetings and listen to the lectures of speeches of great scholars. I put up before them some doubts if any and try to get satisfied with their explanations. I have got full faith in God who has created us and he alone gives us everything for our comforts. I love all who have been created by God. God loves all equally. I go to religious places.

23. Rainy season

The rainy season has got a very important place in our agriculture production. All the food crops depend upon rain. The rainy season starts in the middle of June and last upto August. Sometimes in lasts in the middle of October. Nature present very charming sights in this season. There is water everywhere. Roads and fields are full of water. Farmers are very happy. Rain is essential for all kinds of life and plants all dirty things are washed away. Plants put up new leaves. Some time it rains too much. Then there is flood. It is very fearful. Farmers begin tilling the lands and planting paddy and other crops. So the rainy season is very useful for us.

24. Your headmaster or principal

Mr. Sheo Ratan Pandey is the Headmaster of our school. He wears dhoti and kurta. He is trained M.A. His knowledge is deep. He teaches well. He is a good manager. He keeps the school neat and clean. He has a strong sense of discipline. He obeys rules. Other follow him. So there is peace in the school. Good boys love him. Teachers respected him. People honour him. He punishes bad boy. To spare the rod is to spoil the child. He knows it. Some times he takes the classes. He inspires his teachers for better performance in the class. He is man of plain living and high thinking.

25. The village fair

The fair is generally held in a big, spacious place, outside a village. It is connected by roads leading to all the neighbouring village. It is held on some religious occasions. Shopkeepers from town and village come there to sell their commodities. All the shops are arranged in rows. Vast crowds gather to see the fair and buy things. The fair also provides many kinds of amusements to the villagers. The cinema, the circus, magic shows etc. given them a good deal of entertainment. Women and children all enjoy these shows. The village fair is a necessity for the villagers. It gives an occasion to them to meet friends and relatives.

26. Your village

I live in a village. Its name is Pratappur. It is in the district of Saran. My village is situated on the road side. There are six thousand people in my village. Most of the villagers are farmer. My village has a good library. There are few shops and a small market in my village also. There is a Middle School a High school and newly open college for girls also in my village. About 60% of populations of my village is educated. There is a health centre with very good doctor in my village. Life in the village is simple with little comfort. But people are friendly. They are free from evil habits. Our village people live away from the evils of city life. I like my village. It’s atmosphere is very good.

27. National flag

Flag has got a very important place in the life of a nation. It is a symbol of freedom. Almost all nations have their own flags. After 1947 when India became free from the British rule, tehn it has acepted tri-colours flag. Our national flag has three colours—saffron, white and green. The saffron colour at the top stands for service and sacrifice. The white colour in the middle stands for truth, purity and peace. The green colour at the bottom stands for faith, prosperity and energy. In the middle of white colour there is the Ashoka Chakra which shows that virtues never die. our national flag is our glory. It shows that we are independent. So we have to protect and honour the national flag.

28. A railway station

A railway station is very important for the development. It is cheap and useful means of transportation. The railway station of my town is small. But most of trains of this root stop at this station. At the time of arrival of a train there is a big rush I always go to the station and see the big crowd. There are howkers on the platform who sell fruits, tea and other commodities. There are also some coolies for helping the passengers in carrying their luggage. I see there is a long queue at the booking counter for tickets. My house is near the station. So I feel some disturbance. There is always hue and cry from the morning till late night.

29. The ganga

The Ganga is the most sacred river in the world. Its water is pure. There are many important cities on its banks. The Ganga rises from the Himalayas and flows to the south. The ganga is about 2,410 kilometres long. Its end is in the bay of Bengal. Its banks are always full of people in the morning and evening where people are bathing, praying and giving charity to the needy persons. We believe that after taking a bath in its holy water our sins will be perished. Hindus wish to die at its banks. The land on both sides of the rivers is fertile. The Ganga is full of water all the year. So it is very helpful in our agriculture also. Bathing in the Ganga is good for health also, on religious occasions people come to take bathe in the holy water. It is so sacred that people call it goddess mother.

30. Travelling is a means of education

Education through travelling is the best play-way method. From the moment the journey is planned, children begin to pass sleepless nights. They go on asking their parents when to start. We see new places-historical, geographical, zoological and botanical. A geography lesson may be bomig. But it becomes clear to us whenwe see rivers, mountains etc with our own eyes. Museums, zoological gardens, monuments, coins and picture galleries give us a clear idea of history. We learn manners and behaviour intrains, in hotel, and from fellow passengers through-travelling we leam many things through travelling what we cannot leam in the class-rdom so, travelling is a means of education.

31. Advantages of self study

Self study means the study of the self, by the self and for the self in actual sense of the term. But popularly by self study we mean studies on one’s own through library books or other resources. We cannot inject any amount of knowledge into student’s veins. But they should try to to gain knowledge by the use of observations through their five sense organs. Self study can be done further by reading more and more wisely-written book. Periodicals, weeklies and daily newspapers are there to help us in our self-study. It is much better source of having a background to prepare than the coaching done in masses, in schools and colleges. Self-study enriches our knowledge and also makes us self-confident and self-reliant in life.

32. The importance of student life

Students life is the golden period of life. A student has to make use of it in the best possible way. He has to learn from books, From the family and from the society. He must learn from schools and colleges. He should learn how to live and let others live. He should develop his mind. But he should not neglect his body. He should also develop a sense of duty to our maker. He has to prepare his lessons and take part in games and sports. He should realise that student life is a time for preparation for the rest of life. Hence, it is very important period. In a nut shell it can be said that student life is not a bed of roses but a bed of thorns.

33. Cinema

Cinema is very common now. The cinema has many advantages. It is one of the gifts of science. A film presents the drama of human life. We see new places, big rivers and high mountains in a film. We find in a film what we read on the pages of the book of History, Geography or Science. We learn many other things from a film. Thus teaching pictures is more lasting in the memory A film is a cheap means of entertainment. It gives us Pleasures. It removes our dullness. Beatiful scenes, sweet songs, heart touching music and thrilling dances take us to different world. And for the some time we forget the world around us. These are some of the advantages of the Cinema.

34. Pet animals or domestic animals

God made both men and animals. Some animals are wild; some are domestic. The domestic animals live with or near us. They serve out needs some way or the other. We have the cow, the buffalo and the goat. We have the horse. In the past, people went to distant places on horseback. Even today we ride on the horse. The elephant is very useful to us. The dog is a friend to man. It is faithful to its master. It takes care of him and his property. The cat is another domestic animal which likes to live in the house. It kills rats and plays with children. Monkeys live in trees but help us in different ways. So, all the domestic animals serve us; help us and make our life easy and comfortable.

35. Time is money / the value of time

Money can be paid back but time can never be regained. Time is the most valuable thing in the world. Time that is lost is lost for ever. Anything can wait but time does not wait for anyone. So, we must try to make the best use of time. If we utilise time in a proper way, we can get success in all walks of life. A student who uses his time well fares well at the examination. Time is more important than money. If the train runs late, thousands of passengers waste their time. If time is wasted, all the plans and projects get delayed and the nation has to suffer. We often hear the phrase ‘Indian time’. We should hang our head in shame because even hours have no meaning for us. Let us understand the value of time and get what we really deserve. In fact, time is money.

36. There isanyslip between the cupandthelip

This proverb deals with a situation where we expect to achieve something which may not be achieved ultimately. In our life sometimes it happens that we come to the point of getting our object but in the meantime Somethings happens which upsets our aim, we never imagine that something untoward would happen. So, we should always have their thing in our mind that we should not be over sure of anything, unless we get thing in our hand. We should not exultant. If we keep this thing in oUr mind. We will never feel disappointed in life.

37. Truth alone Triumphs

This saying lays emphasis on the value of truth in life. It is very difficult to follow truth because the path of truth is full of with difficulties. To be false is easier than to be true. Most of us follow the easy path. It requires strength of character to follow truth. To follow truth is paustaking. We are often beared by instant gain in life. We have no patience to see the result of truth. It requires Persererance. In the beginning. Falsehood seems to be victorious but this victory is short lived. The ultimate victory lies with truth. Truth never fails. Falsehood succeeds only temporarily.

38. Astttchin time Savesnine

This proverb is a good lesson for us. It teaches us that we ought to save one and it must double one day. It is our folly to thing that one has got no value before mine. Unless we save one we can’t get nine. What a fine instance was put up here our shirt is as it tom, westitch if then and there we go on using it for some time. If we don’t take any action, the wore shirt will tom to pieces very soon. Nothing is triffling A piece of strand has got some value. It saves our life some times Nothing should be allowed to be wasted. Take care of everything under your possession.

39. Don’t Bewise only after the event

This saying deals with a situation where we learn only after experience. Not all of us are wise people. A wiseman is motivated by his wisdom. He never earns. An ordinary man seldom takes wise decision people learn from experience. Experience is our teacher. It is not possible that everybody of us will be rise at all hours. Though we all cannot be rise, we can take caution to avoid false step. To be wise before the event is certainly better than as to the wise after the event.

40. The duties of your class monitor

Our class monitor has some duties. He maintains the class in absence of the teather. He takes roll-call if the class teacher in absent. He leads his companions to the assembly spot. There he has to make us fall in line quickly. It is his duty to maintain discipline in the class. He sees that students sit on their allotted seats. If two students quarrel, the monitor settles the matter. If any student disobeys him, he reports to the class teacher of the Headmaster. In the period of games, he takes us out to the playground. His name is Anuj. All of us love him. It makes his job easier. The monitor is next to our class teachers for us.

41. Importance of Discipline

Discipline is easy to recognise but difficult to define. It influences every thing that we do in our life. In fact, we never succeed unless we work with a sense of discipline. We move orderly. We act with respect for rules. We follow a system. In fact, discipline is a way of life. That is why it is best learnt in childhood, at home and in school. Study and games both require a sense of discipline. A disciplined society lives in peace. National discipline is necessary for progress. Nature is the best teacher for learning discipline. Discipline is the key to success in every sphere of life. If is also the product of love and peace. We can not force it down on anyone. It flows out of love and regard for rules.

42. Educational value of travelling

Education through travelling is the best play-way method. From the moment the journey is planned, children begin to pass sleepless nights. They go on asking their parents when to start. We see new places historical, geographical, zoological and botanical. A geography lesson may be homing. But it becomes clear to us when we see rivers, mountains etc. with our own eyes. Museums, zoological gardens, monuments, coins and picture galleries give us a clear idea of history. We learn manners and behaviour in trains, in hotels and from fellow passengers through travelling. We learn many things through travelling what we cannot learn in the class-room so travelling is means of education.

43. The game you like most or. my favourite game

Of all the games, I like football most. It is an outdoor game. It is played between twenty two players; eleven in each side. Here is one refree. He refrees the play. All have to obey him. No body can go against his order. He is our master there. This play is an education. ‘It is a ball of discipline, obedience, health, manners and what not. All have to remain cautious all the time. No body can deceive any one here. It is a very good play for our recreation and health. It is a part of education. Recreation is also a part of education. ‘We ought to play it regularly. It is an international game.

44. A great national leader

India has produced a number of great men. Out of all, Mahatma Gandhi is one of them. Of course Mahatma Gandhi was a great leader of India. He was bom on 2nd October, 1869 in Gujarat. He was great right from his childhood. He worked for the freedom of India. He was sent of jail several times. He was kicked and beaten by the British rulers. ButGandhiji wanted India’s is freedom in peaceful way. He was a simple man. He believed in love, truth and non¬violence. He loved all men as his brothers. He worked for the good of Hadzans and other poor people He was killed by NaturanT Godse on 30th January, 1948. His body died but his soul is not dead. Even today he is loved and respected all over the world.

45. The work of street hawker

Street hawkers are a common sight in town. But some of them go into villages too. They sell fruits, vegetables, toys, ice-cream, cosmetics and utensils etc., they bring these necessities of life at our door-steps. They attract their customers by singing and shouting loudly. Their margin of profit is civins. Their articles are cheaper than those sold in big shops. They save us from the trouble of going to distant market. They do not cheat the customers who are known to them. They earn their living by hard labour and honest dealings. They are carring heavy load on head on the day. Their work is hard and arduous. Some hawkers cheat the customers by selling inferior goods. They are expert in hanggling and bargaining. They are useful members of the society.

46. Rickshaw-puller

The life of rickshaw puller is generally miserable. His poor health and tattered clothes tell the story of his wants and miseries. He leads a hard life He works hard from dawn to dusk but he can not live in comfort He pulls the rickshaw in hot, summer, cold winter and heavy rains. In spite of his hard labour he does not earn much His income is small but he has to maintain his family on that income He always runs the risk of being knocked down by speeding truck. He may falla prey to fatal diseaees. He has little money to take care of himself in his illness. How miserable the life of the rickshaw-puller is!

47. A football match

Last week a football natch was played between our school and Town High School, Monghyr. It was played in the playground of our school. The play started at 4 P.M. The match was an exciting one. At the on set the lplayers. were offensive. Our school players passed forward with the half of the centre forward. After abou ten minutes both the teams started playing vigorously. The goal keeper of ’ oth the teams had a very hard time to defend the goal posts. At last our school team scored a goal and defeated the town High school by one goal to nil. Everyone in the side clapped out of joy. The match was thrilling and interesting all along. It was Ramu one of our five towards whose brilliant shot decided the fate. Our Principal was pleased for see the game. He hosted a dinner to all players and teachers of the school in the night.

48. Independence day

India got freedom on August 15, 1947. So August 15th is called the independence day of India. It is a red letter day in the history of India. The British rule came to an end on this day. We got independence after a long struggle. Thousands of people lost their life in the battle for independence. We fought for our freedom under the able leadership of Mahatma Gandhi. He led our freedom movement.

A galaxy of Indian leaders like Bal Gangadhar Tilak, Gopal Krishna Gokhle, Subhash Chandra Bose, Motilal Nehru, Pandit Jawaharlal Nehru, Dr. Rajendra Prasad, Maulana Abul Kalam Azad, Jay Prakash Narayan, Acharya Nrendra Deo, Lala Lajpat Roy and others sacrified a lot for the independence of our country. As the day is a memorable day in the history of India it is celebrated all over the country with great enthusiasm. It is national holiday. The national flag is hoisted on all Government buildings in the country. A big public meeting is held in Delhi. The Prime Minister, unfurls the national flag at the Red Fort. Great homage is paid to those who laid down their lives for the freedom of the country. We should protect our hard won freedom at any costs. The 15th August brings a message for us. It is a message of great sacrifice for the country.

49. The barber

A barber is a person whose trade is shaving and hair cutting. In India, a barber is a necessary and important part of the society. This is more or less a specialized profession which goes by heredity. Every person needs a hair cut from time to time. These days there are luxurious saloons in cities for people of means. The barbers owing saloons call themselves hair-dressers. Nowa-days there are hair-dressing saloons for ladies also. They are being called beauty parlours. But for the large number of common men, there are the road – side barbers. Road-side barbers serve the laboureres and the commoners at cheaper rates. The barber serve the society on ceremony, sacred thread ceremony, marriage ceremony and shradh ceremonies.

50. A village market

The place where things are brought and sold is called a market. The village market is very important for villagers. It is not permanent. It is held twice or thrice a week. It fulfills the needs of several adjoining villages. It is held in an open place where hundreds of people gather to buy and sell their articles. The day is a busy day for the villagers on the market day there is great activity in the villages. Small traders and businessmen come to he market with their articles. The villagers also bring their own products for sale. As there are not any permanent stall for the venders. Most of them sit on the ground with their things of sale. There are rows for different articles. Articles of daily necessities are only sold there. Food grains, vegetables, seeds, clothe agriculture implements utensils and many other things of their needs are sold there. It is a meeting place for many villagers, women also participate in it. It is a boon for villagers. They sell their home made products there. They do not got to the near by towns or cities for these things of their needs. Fish and meat markets have their special attraction.

51. The washerman

The washerman is a useful member of our society as he washes our clothes. He works hard from dawn to dusk but he does not earn much. He collects dirty clothes from different houses. He boils them in a solution of water and soda for some time. Then he takes them to a river or tank and washes them. He spreads them in the sun for drying. Then he irons the washed clothes and returns them to their owners. In spite of his hard labour he does not earn a lot of money. So his condition is miserable. He has little money to maintain his family.

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BSEB Bihar Board 12th English Book 50 Marks Solutions Chapter 1 Our Own Civilization

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Bihar Board Class 12 English Our Own Civilization Text Book Questions and Answers

Question 1.
Show no w a person relies on machinery in his daily life. Give four examples.
Answer:
‘I live at Bhagalpur. The college in which I read starts from 6.45 a.m. I have to wake up early in the morning in order to reach my College in time. This is possible only through an alarm clock which 1 keep by my bed on a table. I take my bath and I use tap-water for it which comes through a pipe line from a distant reservoir duly filtered in a huge complex of machines ran by electricity and pumped to and stored in a large tanker.

I catch a bus regularly at 6.30 a.m. at Dr. R P. Road 9 cross-roads which drops me at the college gate. The bus in which I travel is once again a complex system of engine, and other rhechanical devices, which works by exploding a gas made of petrol and air. My classes are usually held in the sixth floor of the main building. The lift which carries me up is handled arid regulated by electricity which the college gets from the D.V.C. hydel power station. Thus I realy on different small or big machine or mechincal aids for leading a fairly normal ife.

Question 2.
Do mean invent machines because they are lazy ?
Answer:
No, men do not invent machines because they are lazy, they do it because they want to save time and energy for greater things.

Question 3.
Why are order and safety necessary for civilization ?
Answer:
Order and safety are necessary for civilization because in their absence all such activities of mankind which make up civilization could not continue. For instarce the inventor would not be able to invent, the scientist would find it difficult to discover some hidden trubs and the artist would fall to make beautiful things if there are no order and safety.

Question 4.
What do you think this sentence means : Previous civilizaiton were specialised and limited.
Answer:
The sentence quoted above means that ancient civilization were confined to limited areas where particular types of races developed special types of civilizations. They are still known by the areas they belonged to e.g. the civilization which flourished in Greece is knwon as Greek civilization, in Rome as Roman civilization, in Egypt as Egyptian civilization, in Mesppotamia a Mesopotamian civilization and in China an Chinese civilizaiton.

Question 5.
When we go shopping, how do we know that the world is becoming a single place ?
Answer:
When we go shopping, we purchase things imported from different parts of the world. We buy wheat which comes from the U.S.A. we get apple at cheaper rates from Australia watches from Switzerland and Japan, quality cricket bats from England, fine synthetic goods form China, Japan. All there things ate available in one market which show that distance has shrunk between far off lands. Any article can be found in any part of the world. This shows that the world is becoming a single place.

Question 6.
Are all things equally shared by in our world ?
Answer:
No, all things are not shared equally in our world. Some of us enjoy maximum amenties of life and live luxurious live while most, of us find it difficult to make both the ends meet.

Question 7.
What is the greatest danger from political divisions ?
Answer:
The greatest danger from political divisions is of war which unlike previous ones would spread throughout the world.

Question 8.
What is our chief hope for preventing war ?
Answer:
Our chief hope for preventing war is the formation of some sort of world government.

Question 9.
Are machines always easy to control ?
Answer:
No, machines are not always easy to control. Modem men have become so much dependent on machines that they refuse to work or develop mechanical complications or blow up causing vast destruction around them the time men stop taking proper care of them or become negligent towards them.

Question 10.
How should man spend his time and energy ?
Answer:
Man should spend his time and energy in making beautiful things, finding out more and more about the universe, settling disputes and differences between warring nations and discovering new ways to prevent poverty.

Grammetical Questions

General Instructions about 2nd, 3rd and 4th questions.
In exercise 2 to 4 below re-write all the sentences like sentence (ii) below:

Question 1.
(i) If you haven’t got good health, you cannot enjoy anything.
Answer:
(ii) Unless you have good health, you cannot enjoy anything.

(a) If we don’t obey law, civilization will disappear.
Answer:
Unless we obey law, civilization will disappear.

(b) If people don’t use machines, their work will become dull and heavy.
Answer:
Unless people use machines, their work will become dull and heavy.

(c) If we don’t keep the peace, war will destroy us all.
Answer:
Unless we keep the peace, the war will destroy us all.

(d) If he doesn’t come tomorrow, he won’t get his pay.
Answer:
Unless he comes tomorrow, he wont’ get his pay.

Question 2.
(i) We have grown quite used to them. We do not notice them any more.
Answer:
We have grown so used to them that we do not notice them any more.

(a) I have grown used to wear glasses. I don’t notice them any more.
Answer:
I have grown so used to wear glasses that I don’t notice them any more.

(b) He is used to heavy loads. He doesn’t notice the weight.
Answer:
He is so used to heavy loads that he doesn’t notice the weight.

(c) They are used to regular meals. They don’t remember their former poverty.
Answer:
They are so used to regular meals that they don’t remember their former poverty.

(d) He has grown used to walking. He has sold his car.
Answer:
He has grown so used to walking that he has sold his car.

Question 3.
(i) How do we manage our machines ? We don’t know.
Answer:
We don’t know how to manage you machines.

(a) Where do we put clothes ? They haven’t told us.
Answer:
They haven’t told us where to put clothes.

(b) When does he turn the water off ? He doesn’t know.
Answer:
He doesn’t know when to turn the water off.

(c) How do we get to the railway station ? We don’t know.
Answer:
We don’t know how to get to the railway station.

(d) How do we start the engine ? The instructions don’t tell us.
Answer:
The instrucitons don’t tell us how to start the engine.

Question 4.
Put the verbs in brackets in the sentences below in their correct tense.
(a) Nowadays illness is less terrible because anaesthetics (use).
(b) Today a man (live) longer than he did before.
(c) These days food (bring in) from different countries.
(d) In the modern world states still (divide) by frontiers.
Answer:
(a) Nowadays illness is less terrible because anaesthetics are used.
(b) Today a man lives longer than he did before.
(c) These days food brought in from different countries.
(d) In the modem world states still will divided by frontiers.

Question 5.
In the sentences below certain words or phrases are in italics.
Use words or phrases from this extract in their place, so as to give the same meaning (refer to pp. 20-22)
(a) Machines rule our lives.
(b) Rich people often live in great comfort.
(c) Yesterday I saw a terrible street accident.
(d) I can’t spare enough money for a bicycle.
(e) The view from my bedroom window is very pleasant.
(f) In the stores there were large amounts of com.
(g) The whole building was on fire.
(h) Machines make our spare time greater.
(i) My speech had a very strange result; everyone left.
(j) Please look after my rose bushes very carefully.
Answer:
(a) Machines govern our lives.
(b) Rich people often live in luxury.
(c) Yesterday I saw a dread fill street accident.
(d) I can’t spend great quantities of money in a bicycle.
(e) The view from my bedroom window is beautiful.
(f) In the stores there were large quantities of com.
(g) The whole building was ablaze.
(h) Machines have won for us our spare time to finding out more and more about the universe.
(i) My speech had a very strange effect : everyone left.
(j) Please look after my rose bushes very attentively.

Question 6.
use the following words or phrases once only in the sentences beloow:
energetic, ill-health, explode, transmit, praise, relay on, invade, develop, healthy, lifetime, savegery, break into.
(a) He is very ………. he mns a mile every morning.
(b) He used to be very ………. but now he has ……….
(c) In my ………. I have seen two wars. In both of them there was great ……….
(d) People often ………. that boy for this honesty. But in my opinion you can’t ………. him.
(e) Countries often ………. their neighbours.
(f) A thief ………. my car last week.
(g) Electric current was ………. along a wire and the bomb ……….
Answer:
(a) energetic, (b) healthy; ill-health, (c) lifetime; savagery, (d) praise; relay on, (e) invade, (f) broke, (g) transmitted; exploded.

Question 7.
Given an account of the machines which you yourself use in your daily life.
Answer:
I am an early riser. But without the help of an alarm clock it would not have been possible for me up get up early in the morning. The clock is a machine which ticks with a series of interlined wheels.

A cup of tea in the morning refreshes me. I don’t like to give trouble to others and therefore make the tea myself for which I use electric stove. When I am taking tea, I turn my transister on and sweet melody follows. I hear world news from the B.B.C. Is it not wonderful that something is spoken thousands of miles away and within seconds we hear it on our transistor set ? I press my clothes with my electric-iron and save the money of the launderer. In electric stove and electric iron the electrical energy is converted into heat energy which is the process of Science. Their use saves both my labour and time.

Our Own Civilization Word Meanings

Regulated-controlled = अधीन में किया Complicated-complex = उलझा हुआ । Generated-produced = पैदा किया । Transmitted-communicated = संप्रेषित । Amusement-pastime, entertainment = ख़ुशी,आनन्द Crane-a type of huge machine which lifts heavy article with its arm and can put it at another place = बोझा उठानेवाला मशीन Devices-methods = ढंग Disputes-quarrels, conflicts = विवाद Burglars-thieves = चोर Achievement-accomplishment, getting something done =उपलिबध Anaeshetics–Drugs which prevent us from feeling pain = बेहोश करेन वाली रसायन । Savages-uncivilized persons = असभ्य, जंगली । Vigorous-powerful = शक्तिशाली Secure-safe= सुरक्षित Babylon and Assyriatwo civilizations of Mesopotamia = मेसोपोटामिया कालीन शहर Farflung-widely. spread = बहुत दूर तक फैला हुआ Exceedingly very much = अत्यधिक Caliph chief civil and religious muslim ruler = खलीफा Communication-exchange of ideas = विचारों का आदान-प्रदान । Invaded-attached = आक्रमण किया । The Iron Curtain–from communist countries it is difficult to get any information which the concerned government do not wish to communicate to the outside world = लौक पार्द Oases-green patches af the desert with water, frontiers = हरे रंग का घड़ा Haystack-dried grass, a pile of hay = सूखी घास Solomon-a great king in the Holy Bible = सोलेमन नाम का राजा Set a blaze-burn = प्रज्वलित Enormously-greatly = अत्यधिक Igenious clever and skilful = चालाक Survived-continued to live or existed = जीवित Tap-extract or obtain something from somebody something = उद्धारण Universe-whole of the space, with its stars planets etc = भूमंडल ।

Our Own Civilization Summary in Hindi

“Our Own Civilization” सी. ई. एम जोड़ लिखित निबन्ध है । इसमें लेखक ने विज्ञानं हमें क्या दिया है और हम विज्ञान से किस तरह प्रभावित हैं, विवेचना की है।

आज हम लोग विज्ञान के युग में रहते हैं और हमारे चारों तरफ विज्ञान ही है और यह हमारे कार्यों में मदद करता है । हीटर, सिलाई मशीन, समाचार पत्र, टेलीग्राफ, टेलीफोन, घड़ी, ट्रेन, बस, लिफ्ट, स्केलटर आदि जटिल मशीन के आधार पर आधारित हैं । प्लग को मशीन से जोड़ कर स्वीच ऑन एवं ऑफ कर चलाते और बन्द करते हैं । मशीन हमारे जीवन को आसान और आरामदायक बना दिया है। हम मनोरंजन, भ्रमण और अपने कार्य के लिए विज्ञान पर निर्भर हैं। ये मशीन हमारे अच्छे सेवक़ हैं लेकिन हमने इसे खिलौना बना दिया है । ये तभी तक काम करते हैं जबतक इनमें पेट्रोल और पानी है । इन्हें भी अराम चाहिए ।

विज्ञान के अनेक सकारात्मक प्रभाव हमारे समाज में हैं । इसने लोगों की सुरक्षा और अनुशासन में विकास किया है । जहाँ कहीं भी दो व्यक्तियों के बीच झगड़ा होता है, कानून की मदद लेते हैं । कानून मामले का सही मूल्यांकन करता है, न्याय करता है । इस तरह आदमी के झगड़ा में अधिकार शक्ति का स्थान ले लिया है । कानून हमें डकैती, और हिंसा से बचाता है। प्राचीन सभ्यता हिंसा के कारण समाप्त हो गई । इस तरह विज्ञान हमें पूर्णतः हिंसा से छुटकारा ‘ दिला दिया है । द्वितीयंतः इसने हमारे तकलीफों के भय को कम कर दिया है । एनेस्थेटिक और औषधि के प्रयोग से गहरे जख्म में भी हम पीड़ा का अनुभव नहीं करते हैं । विज्ञान की मदद से पुरुष और महिलाएँ न सिर्फ अच्छे स्वास्थ्य का उपयोग करते हैं अपितु पहले की अपेक्षा अधिक दिनों तक जीवित भी रहते हैं । हमारी सभ्यता पूर्व की सम्भ्यता अधिक सुरक्षित है.।

प्राचीन सभ्यताएँ सीमित थीं। आधुनिक सभ्यता विकसित है जिसकी तुलना मरुभूमि में फैली हुई हरियाली से की जा सकती है जो एशिया, अफ्रीका, यूरोप अमेरिका, आस्ट्रेलिया में फैली है। प्रारंभिक सभ्यताएँ सीमित क्षेत्र में सीमित थीं लेकिन आज की सभ्यता पूर्ण विश्व में फैली हुई है । इसमें अनेक सभ्यताओं का संमिश्रण है । संसार एक जगह आज केन्द्रित होकर एकाकार हो गया है।

विज्ञान ने हमें सुरक्षा प्रदान किया है । लेकिन उनसे खतरा भी पैदा हो गया है ।

Our Own Civilization Summary in English

Ours is an age of science. Form morning till we go to sleep, machines, the gifts of science come to our aid. At first it appears that men have become so much lazy, that they cann’t to without machines. But actually they have made machines for saving their time and energy, Machines are, out extra limbs. Man is not lazy at all, he is most restless and energetic of all the created beings. He takes the services of machines only in getting certain boring jobs done so that may save his time and energy for higher things.

Civilizaiton is the sum total of the higher activites performed by mankind upto our own age. Safety and order are two necessary factors for the progress of any civilization. In our own age human civilization has these two facilities which were not there in previous civilizations. Modern men have better medical facilities, they lead healthier and longer lives than men in the past could. Our civilization is much more secure than the previous ones. This is precisely because it is very much widely spread. Most of the civilizations in past came to and end because powerful uncivilized people attacked had destroyed them.

Previous civilizations were confined to certain areas where as modern civilization has spreed over Europe, America, Australia and great parts of Asia and Africa. Most of these continents have such weapons that savage or uncivilized people dare not attack them.

Thus our world has a chance of becoming a single whole unity. International trade and commerce have brought even distant countries together. It does not mean that there exists a friendly and cordial relations among all the nations of the world. Russia and other communist countries are living behind the Iron curtain’. The danger we may expect not from outside and uncivilized people but from within.

Thus our world has a chance of becoming a single whole unit. International trade and commerce have brought even distant countries together. It does not mean that there exists a friendly and cordial relations among all the nations of the world. Russia and other communist countries are living behind the Iron curtain’. The danger we may expect not from outside and uncivilized people but from within.

Now let us examine some of the defects of out civilization. Most of the developed nations have adopted democratic system for governance. There all men are equal before the law and they are free to choose their representatives to rule them.

In our age those is a great danger of war. The world has already suffered a heavy loss of life and property during the two great wars. Our world is sharply divided in two power blocks (now three the third being China) one is led by America and the other by Russia. These power blocks are bitterly opposed to each other. There in a arm race in the world which is because of their mutual fear and lack of trust in each other.

One may argue that mankind has survived in spite of wars in the past. But in our age if there is a nuclear war it will wipe the earth clear not only of human race but also of all the living beings. This may be prevented only through the formation of some sort of world government. Two attempt have already been made in this direction.

Another defect of our civilization is that it does not know what do with its knowledge. Man had initially made machines to be his servants but with his increasing dependence it may be said that very soon they will become his masters. And the machines are very stern masters. They constant vigilence.

But human beings can and should use machines, still as their servants and thus enable themselves to creat beautiful things, think freely live rightly and maintain justice equally between man and man. By making more beautiful things, finding out more and more about the mysterious universe, removing the causes of conflicts and quarrels between nations, discovering new methods of preventing poverty, human beings can make their civilization great and most lasting.

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Bihar Board Class 12 Chemistry Solutions Chapter 1 ठोस अवस्था Textbook Questions and Answers, Additional Important Questions, Notes.

BSEB Bihar Board Class 12 Chemistry Solutions Chapter 1 ठोस अवस्था

Bihar Board Class 12 Chemistry ठोस अवस्था Text Book Questions and Answers

पाठ्यनिहित प्रश्न एवं उनके उत्तर

प्रश्न 1.1
ठोस कठोर क्यों होते हैं?
उत्तर:
ठोसों में अवयवी परमाणुओं अथवा अणुओं अथवा आयनों की स्थितियाँ नियत होती हैं अर्थात् ये गति के लिए स्वतन्त्र नहीं होते हैं। ये केवल अपनी माध्य स्थितियों के चारों ओर दोलन करते हैं। इसका कारण इनके मध्य उपस्थित प्रबल अन्तरपरमाणवीय अथवा अन्तरअणुक अथवा अन्तरआयनिक बलों की उपस्थिति है। इससे ठोसों की कठोरता स्पष्ट होती है।

प्रश्न 1.2
ठोसों का आयतन निश्चित क्यों होता है?
उत्तर:
ठोसों में अवयवी कण अपनी माध्य स्थितियों पर प्रबल संसंजक आकर्षण बलों द्वारा बँधे रहते हैं। नियत ताप पर अन्तरकणीय दूरियाँ अपरिवर्तित रहती हैं जिससे ठोसों का आयतन निश्चित होता है।

प्रश्न 1.3
निम्नलिखित को अक्रिस्टलीय तथा क्रिस्टलीय ठोसों में वर्गीकृत कीजिए –
पॉलियूरिथेन, नैफ्थेलीन, बेन्जोइक अम्ल, टेफ्लॉन, पोटैशियम नाइट्रेट, सेलोफेन, पॉलिवाइनिल क्लोराइड, रेशा काँच, ताँबा।
उत्तर:
अक्रिस्टलीय ठोस:
पॉलियूरिथेन, टेफ्लॉन, सेलोफेन, पॉलिवाइनिल क्लोराइड, रेशा काँच।

क्रिस्टलीय ठोस:
नैफ्थेलीन, बेन्जोइक अम्ल, पोटैशियम नाइट्रेट तथा ताँबा।

प्रश्न 1.4
काँच को अतिशीतित द्रव क्यों माना जाता है?
उत्तर:
काँच एक अक्रिस्टलीय ठोस है। द्रवों के समान इसमें प्रवाह की प्रवृत्ति होती है, यद्यपि यह बहुत मन्द होता है। अत: इसे आभासी ठोस (pseudo solid) अथवा अतिशीतित द्रव (super-cooled liquid) कहा जाता है। इस तथ्य के प्रमाणस्वरूप पुरानी इमारतों की खिड़कियाँ और दरवाजों में जड़े शीशे निरअपवाद रूप से शीर्ष की अपेक्षा अधस्तल में किंचित मोटे पाए जाते हैं। यह इसलिए होता है; क्योंकि काँच अत्यधिक मन्दता से नीचे प्रवाहित होकर अधस्तल भाग को किंचित मोटा कर देता है।

प्रश्न 1.5
एक ठोस के अपवर्तनांक का सभी दिशाओं में समान मान प्रेक्षित होता है। इस ठोस की प्रकृति पर टिप्पणी कीजिए। क्या यह विदलन गुण प्रदर्शित करेगा?
उत्तर:
ठोस के अपवर्तनांक का सभी दिशाओं में समान मान प्रेक्षित होता है। इसका अर्थ है कि यह समदैशिक (isotropic) है तथा इसलिए यह अक्रिस्टलीय (amorphous) है। अक्रिस्टलीय ठोस होने के कारण तेज धार वाले औजार से काटने पर, यह अनियमित सतहों वाले दो टुकड़ों में कट जाएगा। दूसरे शब्दों में यह स्पष्ट विदलन गुण प्रदर्शित नहीं करेगा।

प्रश्न 1.6
उपस्थित अन्तराआण्विक बलों की प्रकृति के आधार पर निम्नलिखित ठोसों को विभिन्न संवर्गों में वर्गीकृत कीजिए –
पोटैशियम सल्फेट, टिन, बेन्जीन, यूरिया, अमोनिया, जल, जिंक सल्फाइड, ग्रेफाइट, रूबीडियम, आर्गन, सिलिकन कार्बाइड।
उत्तर:
आण्विक ठोस:
बेन्जीन, यूरिया, अमोनिया, जल तथा आर्गन।

आयनिक ठोस:
पोटैशियम सल्फेट तथा जिंक सल्फाइड।

धात्विक ठोस:
रूबीडियम तथा टिन।

सहसंयोजक अथवा नेटवर्क ठोस:
ग्रेफाइट तथा सिलिकन कार्बाइड।

प्रश्न 1.7
ठोस A, अत्यधिक कठोर तथा ठोस एवं गलित दोनों अवस्थाओं में विद्युतरोधी है और अत्यन्त उच्च ताप पर पिघलता है। यह किस प्रकार का ठोस है?
उत्तर:
चूँकि यह गलित अवस्था में भी विद्युत का चालन नहीं करता है, अतः यह सहसंयोजक अथवा नेटवर्क ठोस है।

प्रश्न 1.8
आयनिक ठोस गलित अवस्था में विद्युत चालक होते हैं परन्तु ठोस अवस्था में नहीं, व्याख्या कीजिए।
उत्तर:
गलित अवस्था में अथवा जल में घोलने पर ठोस के वियोजन से आयन मुक्त हो जाते हैं, जिससे विद्युत-चालन सम्भव हो जाता है। ठोस अवस्था में आयन गमन के लिए मुक्त नहीं होते और परस्पर विद्युत स्थैतिक आकर्षण बल द्वारा बंधे रहते हैं। अतः ये ठोस अवस्था में विद्युतरोधी होते हैं।

प्रश्न 1.9
किस प्रकार के ठोस विद्युत चालक, आघातवर्ध्य और तन्य होते हैं?
उत्तर:
धात्विक ठोस विद्युत चालक, आघातवर्ध्य तथा तन्य होते हैं।

प्रश्न 1.10
‘जालक बिन्दु’ से आप क्या समझते हैं?
उत्तर:
जालक बिन्दु ठोस के एक अवयवी कण को प्रदर्शित करता है, जो एक परमाणु, अणु अथवा आयन हो सकता है।

प्रश्न 1.11
एकक कोष्ठिका को अभिलक्षणित करने वाले पैरामीटरों के नाम बताइए।
उत्तर:
एकक कोष्ठिका को अभिलक्षणित करने वाले पैरामीटरों के नाम निम्नलिखित हैं –

1. इसके तीनों किनारों की विमाएं a, b और c के द्वारा जो परस्पर लम्बवत् हो भी सकते हैं अथवा नहीं भी अभिलक्षणित किया जा सकता है।
2. किनारों (कोरों) के मध्य को α (b और c के मध्य), β (a और c के मध्य) और γ (a और b द्वारा अभिलक्षणित किया जा सकता है। इस प्रकार एकक कोष्ठिका छ: पैर मीटरों a, b, α, β और द्वारा अभिलक्षणित होती है।

प्रश्न 1.12
निम्नलिखित में विभेद कोना –

1. षट्कोणीय और एकनताक्ष एकक कोष्ठिका
2. फलक-केन्द्रित और अंत्य-केन्द्रित एकक कोष्ठिका।

उत्तर:
1. षट्कोणीय और एकनताक्ष एकक कोष्ठिका (Hexagonal and Monoclinic Unit Cell)

2. फलक-केन्द्रित और अंत्य-केन्द्रित एकक कोष्ठिका (Face – centred and End – centred Unit – Cell)

प्रश्न 1.3
स्पष्ट कीजिए कि एक घनीय एकक कोष्ठिका के –

1. कोने और
2. अन्तः केन्द्र पर उपस्थित परमाणु का कितना भाग सन्निकट कोष्ठिका से सहविभाजित होता है?

उत्तर:
1. एक घनीय एकक कोष्ठिका के कोने का प्रत्येक परमाणु आठ निकटवर्ती एकक कोष्ठिकाओं के मध्य सहविभाजित होता है। चार एकक कोष्ठिकाएँ समान परत में और चार एकक कोष्ठिकाएं ऊपरी अथवा निचली परत की होती हैं। अतः एक परमाणु का वाँ भाग एक विशिष्ट एकक कोष्ठिका से सम्बन्धित रहता है।

2. अन्तः केन्द्र पर उपस्थित परमाणु उस एकक कोष्ठिका से सम्बन्धित होता है। यह किसी सन्निकट कोष्ठिका से सहविभाजित नहीं होता है।

प्रश्न 1.14
एक अणु की वर्ग निविड संकुलित परत में द्विविमीय उप सहसंयोजन संख्या क्या है?
उत्तर:
एक अणु की वर्ग निविड संकुलित परत में प्रत्येक परमाणु चार निकटवर्ती परमाणुओं के सम्पर्क में रहने के कारण इसकी उपसहसंयोजन संख्या 4 है।

प्रश्न 1.15
एक यौगिक षट्कोणीय निविड संकुलित संरचना बनाता है। इसके 0.5 मोल में कुल रिक्तियों की संख्या कितनी है? उनमें से कितनी रिक्तियाँ चतुष्फलकीय हैं?
उत्तर:
निविड संकुलन में परमाणुओं की संख्या
= 0.5 मोल
= 0.5 × 6.022 × 10²³
= 3.011 × 10²³
∵ अष्टफलकीय रिक्तियों की संख्या = निविड संकुलन में परमाणुओं की संख्या
= 3.011 × 10²³
∴ चतुष्फलकीय रिक्तियों की संख्या
= 2 × अष्टफलकीय रिक्तियों की संख्या
= 2 × 3.011 × 10²³
= 6.022 × 10²³
तथा रिक्तियों की कुल संख्या = अष्टफलकीय रिक्तियों की संख्या + चतुष्फलकीय रिक्तियों की संख्या
= 3.011 × 10²³ + 6.022 × 10²³
= 9.033 × 10²³

प्रश्न 1.16
एक योगिक दो तत्वों M और N से बना है। तत्व N, ccp संरचना बनाता है और M के परमाणु चतुष्फलकीय रिक्तियों के \(\frac{1}{3}\) भाग को अध्यासित करते हैं। यौगिक का सूत्र क्या है?
उत्तर:
माना ccp में तत्व N के x परमाणु हैं। तब चतुष्फकीय रिक्तियों की संख्या 2n होगी।
∵ तत्व M के परमाणु चतुष्फलकीय रिक्तियों के \(\frac{1}{3}\) भाग को अध्यासित करते हैं।
∴ उपस्थित M परमाणुओं की संख्या = \(\frac{1}{3}\) × 2n = \(\frac{2n}{3}\)
∴ N तथा M का अनुपात = x : \(\frac{2x}{3}\) = 3:2
अत: यौगिक का सूत्र M₂ N₃ अथवा N₃ M₂ है।

प्रश्न 1.17
निम्नलिखित में किस जालक में उच्चतम संकुलन क्षमता है?

1. सरल घनीय
2. अन्तः केन्द्रित घन और
3. षट्कोणीय निविड संकुलित जालक।

उत्तर:
जालक में संकुलन क्षमताएँ निम्न प्रकार होती हैं –
सरलघनीय = 52.4%, अंत:केन्द्रित घन = 68%, षट्कोणीय निविड संकुलित = 74%
स्पष्ट है कि षट्कोणीय निविड संकुलित जालक में उच्चतम संकुलन क्षमता होती है।

प्रश्न 1.18
एक तत्व का मोलर द्रव्यमान 2.7 × 10^-2 kg mol^-1 है, यह 405 pm लम्बाई की भुजा वाली घनीय एकक कोष्ठिका बनाता है। यदि उसका घनत्व 2.7 × 10³ kg^-3 है तो घनीय एकक कोष्ठिका की प्रकृति क्या है?
हल:
घनत्व,

यहाँ, M (तत्व का मोलर द्रव्यमान)
= 2.7 × 10^-2 kg mol^-1 a (भुजा की लम्बाई)
= 405 pm = 405 × 10^-12
m = 4.05 × 10^-10 m
(घनत्व) = 2.7 × 10³ kg m^-3
N_A (आवोगाद्रो संख्या) = 6.022 × 10²³ mol^-1
इन मानों को उपर्युक्त व्यंजक में प्रतिस्थापित करने पर,

अतः प्रति एकक कोष्ठिका तत्व के 4 परमाणु उपस्थित हैं। अतः घनीय एकक कोष्ठिका फलक-केन्द्रित (fcc) अथवा घनीय निविड संकुलित (ccp) होनी चाहिए।

प्रश्न 1.19
जब एक ठोस को गर्म किया जाता है तो किस प्रकार का दोष उत्पन्न हो सकता है? इससे कौन-से भौतिक गुण प्रभावित होते हैं और किस प्रकार?
उत्तर:
जब एक ठोस को गर्म किया जाता है तो रिक्तिका दोष उत्पन्न हो जाता है। इसका कारण यह है कि गर्म करने पर कुछ जालक स्थल रिक्त हो जाते हैं। चूँकि कुछ परमाणु अथवा आयन क्रिस्टल को पूर्णतया त्याग देते हैं, अतः इस दोष के कारण पदार्थ का घनत्व कम हो जाता है।

प्रश्न 1.20
निम्नलिखित किस प्रकार का स्टॉइकियोमीट्री दोष दर्शाते हैं?

1. ZnS
2. AgBr

उत्तर:

1. चूँकि ZnS के आयनों के आकार में बहुत अधिक अन्तर है, अत: यह फ्रेंकेल दोष दर्शाता है।
2. AgBr फ्रेंकेल तथा शॉट्की दोनों प्रकार के दोष दर्शाता

प्रश्न 1.21
समझाइए कि एक उच्च संयोजी धनायन को अशुद्धि की तरह मिलाने पर आयनिक ठोस में रिक्तिकाएँ किस प्रकार प्रविष्ट होती हैं?
उत्तर:
जब एक उच्च संयोजी धनायन को आयनिक ठोस में अशुद्धि की तरह मिलाया जाता है तो वास्तविक धनायन का कुछ स्थल उच्च संयोजी धनायन द्वारा अध्यासित हो जाता है। प्रत्येक उच्च संयोजी धनायन दो या अधिक वास्तविक धनायनों को प्रतिस्थापित करके एक वास्तविक धनायन के स्थल को अध्यासित कर लेता है तथा अन्य स्थल रिक्त ही रहते हैं।

अध्यासित धनायनी रिक्तिकाएँ = [उच्च संयोजी धनायनों की संख्या × वास्तविक धनायन तथा उच्च संयोजी धनायन की संयोजकताओं का अन्तर]

प्रश्न 1.22
जिन आयनिक ठोसों में धातु आधिक्य दोष के कारण ऋणायनिक रिक्तिका होती हैं; वे रंगीन होते हैं। इसे उपयुक्त उदाहरण की सहायता से समझाइए।
उत्तर:
धातु आधिक्य दोष के कारण ऋणायनिक रिक्तिका वाले आयनक ठोसों में जब धातु परमाणु सतह पर जम जाते हैं, वे आयनन के पश्चात् क्रिस्टल में विसरित हो जाते हैं। धातु आयन धनायनी रिक्तिका को अध्यासित कर लेता है, जबकि इलेक्ट्रॉन ऋणायनिक रिक्तिका को अध्यासित करता है।

ये इलेक्ट्रॉन दृश्य श्वेत प्रकाश से उचित तरंगदैर्घ्य अवशोषित करके उत्तेजित हो जाते हैं तथा उच्च ऊर्जा स्तर पर पहुँच जाते हैं, परिणामस्वरूप रंगीन दिखाई देते हैं। उदाहरणार्थ –

जिंक आक्साइड कमरे के ताप पर सफेद रंग का होता है। गर्म करने पर इसमें से आक्सीजन निकलती है तथा यह पीले रंग का हो जाता है।

अब क्रिस्टल में जिंक आयनों का आधिक्य होता है तथा इसका सूत्र Zn_1+x O बन जाता है। आधिक्य में उपस्थित Zn²⁺ आयन अन्तराकाशी स्थलों में और इलेक्ट्रॉन निकटवर्ती अन्तराकाशी स्थलों में चले जाते हैं। ये इलेक्ट्रॉन ही श्वेत प्रकाश अवशोषित करके जिंक आक्साइड को पीला रंग प्रदान करते हैं।

प्रश्न 1.23
वर्ग 14 के तत्व को n-प्रकार के अर्द्धचालक में उपयुक्त अशुद्धि द्वारा अपमिश्रित करके रूपान्तरित करना है। यह अशुद्धि किस वर्ग से सम्बन्धित होनी चाहिए?
उत्तर:
वर्ग 14 के तत्व को n-प्रकार के अर्द्ध-चालक में रूपान्तरित करने के लिए वर्ग 15 के तत्व के साथ अपमिश्रित करना चाहिए क्योंकि n – प्रकार के अर्द्ध-चालक से ऋणावेशित इलेक्ट्रॉनों के आधिक्य की उपस्थिति के कारण होने वाला चालन होता है।

प्रश्न 1.24
किस प्रकार के पदार्थों से अच्छे स्थायी चुम्बक बनाए जा सकते हैं, लोह-चुम्बकीय अथवा फेरीचुम्बकीय? अपने उत्तर का औचित्य बताइए।
उत्तर:
लोह-चुम्बकीय पदार्थों से अच्छे स्थायी चुम्बक बनाए जा सकते हैं। इसका कारण यह है कि ठोस अवस्था में लोह-चुम्बकीय पदार्थों के धातु आयन छोटे खण्डों में एक साथ समूहित हो जाते हैं, इन्हें डोमेन (Domain) कहा जाता है। इस प्रकार प्रत्येक डोमेन एक छोटे चुम्बक की तरह व्यवहार करता है।

लोह-चुम्बकीय पदार्थ के अचुम्बकीय टुकड़े में डोमेन अनियमित रूप से अभिविन्यसित होते हैं और उनका चुम्बकीय आघूर्ण निरस्त हो जाता है। पदार्थ को चुम्बकीय क्षेत्र में रखने पर सभी डोमेन चुम्बकीय क्षेत्र की दिशा में अभिविन्यसित हो जाते हैं और प्रबल चुम्बकीय प्रभाव उत्पन्न होता है। चुम्बकीय क्षेत्र को हटा लेने पर भी डोमेनों का क्रम बना रहता है और लौह-चुम्बकीय पदार्थ स्थायी चुम्बक बन जाते हैं।

Bihar Board Class 12 Chemistry ठोस अवस्था Additional Important Questions and Answers

अभ्यास के प्रश्न एवं उनके उत्तर

प्रश्न 1.1
‘अक्रिस्टलीय’ पद को परिभाषित कीजिए। अक्रिस्टलीय ठोसों के कुछ उदाहरण दीजिए।
उत्तर:
अक्रिस्टलीय ठोस (ग्रीक अमोरफोस = आकृति का न होना) असमाकृति से बने होते हैं। इन ठोसों में अवयवी कणों (परमाणुओं, अणुओं अथवा आयनों) की व्यवस्था केवल लघु परासी व्यवस्था होती है। ऐसी व्यवस्था में नियमित और आवर्ती पैटर्न केवल अल्प दूरियों तक देखा जाता है। ऐसे मार्ग बिखरे होते हैं और इनके बीच व्यवस्था क्रम अनियमित होते हैं। अक्रिस्टलीय ठोसों की संरचना द्रवों के सदृश होती है। कांच, रबर और प्लास्टिक अक्रिस्टलीय ठोसों के विशिष्ट उदाहरण हैं।

प्रश्न 1.2
कांच, क्वार्ट्ज जैसे ठोस से किस प्रकार भिन्न है? किन परिस्थितियों में क्वार्ट्स को कांच में रूपान्तरित किया जा सकता है?
उत्तर:
कांच एक अक्रिस्टलीय ठोस है जिसके अवयवी कणों में केवल लघु परासी व्यवस्था होती है और दीर्घ परासी व्यवस्था नहीं होती है। क्वार्ट्स के अवयवी कणों में लघु तथा दीर्घ परासी दोनों व्यवस्थाएं होती हैं। पिघलाने तथा तुरन्त ठण्डा करने पर क्वार्ट्ज कांच में रूपान्तरित किया जा सकता है।

प्रश्न 1.3
निम्नलिखित ठोसों का वर्गीकरण आयनिक, धात्विक, आणविक, सहसंयोजक या अक्रिस्टलीय में कीजिए।

1. टेट्रा फॉस्फोरस डेकॉक्साइड (P₄O₁₀)
2. अमोनियम फॉस्फेट (NH₄)₃PO₄
3. SiC
4. I₂
5. P₄
6. प्लास्टिक
7. ग्रेफाइट
8. पीतल
9. Rb
10. LiBr
11. Si

उत्तर:
आयनिक ठोस:
(NH₄)₃, PO₄, LiBr

धात्विक ठोस:
पीतल, Rb

आणविक ठोस:
P₄O₁₀, I₂ P₄

सहसंयोजक ठोस:
ग्रेफाइट, SiC, Si

अक्रिस्टलीय:
प्लास्टिक

प्रश्न 1.4
(i) उप सहसंयोजन संख्या का क्या अर्थ है?
(ii) निम्नलिखित परमाणुओं की उपसहसंयोजन संख्या क्या होती है?
(क) एक घनीय निविड संकुलित संरचना
(ख) एक अन्तः केन्द्रित घनीय संरचना।
उत्तर:
(i) किसी कण के निकटतम गोलों की संख्या को उसकी उपसहसंयोजन संख्या कहते हैं। किसी आयन की उपसहसंयोजन संख्या उसके चारों ओर उपस्थित विपरीत आवेशयुक्त आयनों की संख्या के बराबर होती

(ii)
(क) एक घनीय निविड संकुलित संरचना में परमाणु की उपसहसंयोजन संख्या 12 होती है।
(ख) एक अन्त:केन्द्रित घनीय संरचना में उपसहसंयोजक संख्या 8 होती है।

प्रश्न 1.5
यदि आपको किसी अज्ञात धातु का घनत्व एवं एकक कोष्ठिका की विमाएँ ज्ञात हैं तो क्या आप उसके परमाण्विक द्रव्यमान की गणना कर सकते हैं? स्पष्ट कीजिए।
उत्तर:
एकक कोष्ठिका का घनत्व

किसी अज्ञात धातु का घनत्व एवं एकक कोष्ठिका की विमाएँ ज्ञात होने पर उपर्युक्त सूत्र की सहायता से उसके परमाण्विक द्रव्यमान की गणना की जा सकती है।

प्रश्न 1.6
‘किसी क्रिस्टल की स्थिरता उसके गलनांक के परिमाण द्वारा प्रकट होती है।’ टिप्पणी कीजिए। किसी आँकड़ा पुस्तक से जल, एथिल ऐल्कोहॉल, डाइएथिल ईथर तथा मेथेन के गलनांक एकत्र कीजिए। इन अणुओं के मध्य अन्तराआण्विक बलों के बारे में आप क्या कह सकते हैं?
उत्तर:
गलनांक उच्च होने पर अवयवी कणों को एकसाथ बाँधे रखने वाले बल प्रबल होंगे तथा परिणामस्वरूप स्थायित्व अधिक होगा। आँकड़ा पुस्तक के आधार पर दिए गए पदार्थों के गलनांक निम्नवत् हैं –

जल = 273 K, एथिल ऐल्कोहॉल = 155.7 K,
डाइएथिल ईथर = 156.8 K, मेथेन = 90.5 K

जल तथा एथिल ऐल्कोहॉल में अन्तराआण्विक बल मुख्यत: हाइड्रोजन बन्ध के कारण होते हैं। ऐल्कोहॉल की तुलना में जल का उच्च गलनांक प्रदर्शित करता है; क्योंकि एथिल ऐल्कोहॉल अणुओं में हाइड्रोजन बन्ध जल के समान प्रबल नहीं होता है। डाइएथिल ईथर एक ध्रुवी अणु है। इनमें उपस्थित अन्तराआण्विक बल द्विध्रुव-द्विध्रुव आकर्षण है। मेथेन एक अध्रुवी अणु है। इसमें केवल दुर्बल वान्डर वाल्स बल (लण्डन प्रकीर्णन बल) होते हैं।

प्रश्न 1.7
निम्नलिखित युगलों के पदों (शब्दों) में कैसे विभेद करोगे?

1. षट्कोणीय निविड संकुलन एवं घनीय निविड संकुलन
2. क्रिस्टल जालक एवं एकक कोष्ठिका
3. चतुष्फलकीय रिक्ति एवं अष्टफलकीय रिक्ति।

उत्तर:
(i) षट्कोणीय निविड संकुलन एवं घनीय निविड संकुलन:
ये त्रिविमीय निविड संकुलित संरचनाएँ द्विबिम- षट्कोणीय निविड संकुलित परतों को एक-दूसरे पर रखकर जनित की जा सकती हैं।

षट्कोणीय निविड संकुलन:
जब तृतीय परत को द्वितीय परत पर रखा जाता है तब उत्पन्न एक सम्भावना के अन्तर्गत द्वितीय परत की चतुष्फलकीय रिक्तियों को तृतीय परत के गोलों द्वारा आच्छादित किया जा सकता है। इस स्थिति में तृतीय परत के गोले प्रथम परत के गोलों के साथ पूर्णत: संरेखित होते हैं।

इस प्रकार गोलों का पैटर्न एकान्तर परतों में पुनरावृत होता है। इस पैटर्न को प्राय: ABAB …. पैटर्न लिखा जाता है। इस संरचना को षट्कोणीय निविड संकुलित (hcp) संरचना कहते हैं। चित्र में इस प्रकार की परमाणुओं की व्याख्या कई धातुओं जैसे मैंग्नीशियम और जिंक में पाई जाती है।



चित्र:
(क) षट्कोणीय घनीय निविड संकुलन का खण्डित दृश्य गोलों की परतों का संकुलन दर्शाते हुए।
(ख) प्रत्येक स्थिति में चार परतें स्तम्भ के रूप में।
(ग) संकुलन की ज्यामिति

घनीय निविड संकुलन:
इसके लिए, तीसरी परत दूसरी परत के ऊपर इस प्रकार रखते हैं कि उसके गोले अष्टफलकीय

चित्र:
(क) परतों की ABCABC …. व्यवस्था जब अष्टफलकीय रिक्तियाँ आच्छादित होती हैं।

(ख) इस व्यवस्था द्वारा निर्मित होने वाली संरचना का अंश जिसके परिणामस्वरूप घनीय निविड संकुलित (ccp) अथवा फलक-केन्द्रित घनीय (fcc) संरचना बनती है। रिक्तियों को आच्छादित करते हों। इस प्रकार से रखने पर तीसरी परत के गोले प्रथम अथवा द्वितीय किसी भी परत के साथ संरक्षित नहीं होते। इस व्यवस्था को ‘C’ प्रकार कहा जाता है। केवल चौथी परत रखने पर उसके गोले प्रथम परत के गोलों के साथ संरेक्षित होते हैं, जैसा चित्र में दिखाया गया है।

इस प्रकार के पैटर्न को प्राय: ABCABC … लिखा जाता है। इस संरचना को घनीय निविड संकुलित संरचना (ccp) अथवा फलक केन्द्रित घनीय (fcc) संरचना कहा जाता है। धातु, जैसे-ताँबा तथा चाँदी, इस संरचना में क्रिस्टलीकृत होते हैं। उपर्युक्त दोनों प्रकार के निविड संकुलन अति उच्च क्षमता वाले होते हैं और क्रिस्टल का 74% स्थान सम्पूरित रहता है। इन दोनों में, प्रत्येक गोला बारह गोलों के सम्पर्क में रहता है। इस प्रकार इन दोनों संरचनाओं में उपसहसंयोजन संख्या 12 है।

(ii) क्रिस्टल जालक एवं एकक कोष्ठिका:

क्रिस्टल जालक:
क्रिस्टलीय ठोसों का मुख्य अभिलक्षण अवयवी कणों का नियमित और पुनरावृत्त पैटर्न है। यदि क्रिस्टल में अवयवी कणों की त्रिविमीय व्यवस्था को आरेख के रूप में निरूपित किया जाए, जिसमें प्रत्येक बिन्दु को चित्रित किया गया हो, तो व्यवस्था को क्रिस्टल जालक कहते हैं। इस प्रकार, “दिकस्थान (space) में बिन्दुओं की नियमित त्रिविमीय व्यवस्था को क्रिस्टल जालक कहते हैं।” क्रिस्टल जालक के एक भाग को चित्र में दिखाया गया है। केवल 14 त्रिविमीय जालक सम्भव हैं।

चित्र – क्रिस्टल जालक का एक भाग और उसकी एकक कोष्ठिका।

एकक कोष्ठिका:
एकक कोष्ठिका क्रिस्टल जालक का लघुतम भाग है, इसे जब विभिन्न दिशाओं में पुनरावृत्त किया जाता है तो पूर्ण जालक की उत्पत्ति होती है।

(iii) चतुष्फलकीय रिक्ति एवं अष्टफलकीय रिक्ति:

चतुष्फलकीय रिक्ति:
ये रिक्तियाँ चार गोलों द्वारा घिरी रहती

चित्र – निविड संकुलित गोलों की दो परतों का एक स्तम्भ और उनमें जनित होने वाली रिक्तियाँ

हैं जो एक नियमित चतुष्फलक के शीर्ष पर स्थित होते हैं। इस प्रकार जब भी द्वितीय परत का एक गोला प्रथम परत की रिक्ति के ऊपर होता है, तब एक चतुष्फलकीय रिक्ति बनती है। इन रिक्तियों को चतुष्फलकीय रिक्तियाँ इसलिए कहा जाता है; क्योंकि जब इन चार गोलों के केन्द्रों को मिलाया जाता है तब एक चतुष्फलक बनता है। चित्र में इन्हें “T” से अंकित किया गया है। ऐसी एक रिक्ति को अलग से चित्र में दिखाया गया है।

अष्टफलकीय रिक्ति:
ये रिक्तियाँ सम्पर्क में स्थित तीन गोलों द्वारा संलग्नित रहती हैं। इस प्रकार द्वितीय परत की त्रिकोणीय रिक्तियाँ प्रथम परत की त्रिकोणीय रिक्तियों के ऊपर होती हैं और इनकी त्रिकोणीय आकृतियाँ अतिव्यापित नहीं होती। उनमें से एक में त्रिकोण का शीर्ष ऊर्ध्वमुखी और दूसरे में अधोमुखी होता है। इन रिक्तियों को चित्र में ‘O’ से अंकित किया गया है। ऐसी रिक्तियाँ छह गोलों से घिरी होती हैं। ऐसी एक रिक्ति को अलग से चित्र में दिखाया गया है।

प्रश्न 1.8
निम्नलिखित जालकों में से प्रत्येक की एकक कोष्ठिका में कितने जालक बिन्दु होते हैं?

1. फलक – केन्द्रित घनीय
2. फलक – केन्द्रित चतुष्कोणीय
3. अन्तः केन्द्रता।

उत्तर:
1. फलक:
केन्द्रित घनीय जालक में एकक कोष्ठिका में जालक बिन्दु अथवा अवयवी कणों की संख्या निम्न प्रकार होगी –
8 कोने के परमाणु × \(\frac{1}{8}\) परमाणु प्रति एकक कोष्ठिका
= 8 × \(\frac{1}{8}\) = 1 परमाणु
6 फलक – केन्द्रित परमाणु × \(\frac{1}{2}\) – परमाणु प्रति
एकक कोष्ठिका = 6 × \(\frac{1}{2}\) = 3 परमाणु
अतः प्रति एकक कोष्ठिका जालक बिन्दुओं की कुल संख्या = 1 + 3 = 4

2. फलक – केन्द्रित चतुष्कोणीय जालक की एकक कोष्ठिका में जालक बिन्दुओं की संख्या भी उपर्युक्त के समान होगी।
∴ अभीष्ट जालक बिन्दुओं की संख्या = 4

3. अन्तः केन्द्रित जालक की एकक कोष्ठिका में जालक बिन्दुओं की संख्या निम्न प्रकार होगी –
8 कोने × \(\frac{1}{8}\) प्रति कोना परमाणु = 8 × \(\frac{1}{8}\) = 1 परमाणु
तथा एक अन्त:केन्द्र परमाणु = 1 परमाणु
अतः प्रति एकक जालक बिन्दुओं की संख्या = 1 + 1 = 2 परमाणु

प्रश्न 1.9
समझाइए –

1. धात्विक एवं आयनिक क्रिस्टलों में समानता एवं विभेद का आधार।
2. आयनिक ठोस कठोर एवं भंगुर होते हैं।

उत्तर:
1. समानताएँ (Similarities):
(i) आयनिक तथा धात्विक दोनों क्रिस्टलों में स्थिर विद्युत आकर्षण बल विद्यमान होता है। आयनिक क्रिस्टलों में यह विपरीत आवेशयुक्त आयनों के मध्य होता है। धातुओं में यह संयोजी इलेक्ट्रॉनों तथा करनैल (kernels) के मध्य होता है। इसी कारण से दोनों के गलनांक उच्च होते हैं।

2. दोनों स्थितियों में बन्द अदैशिक (non-directional) होता है।

विभेद (Differences):
(i) आयनिक क्रिस्टलों में आयन गति के लिए स्वतन्त्र नहीं होते हैं। अत: ये ठोस अवस्था में विद्युत का चालन नहीं करते। ये ऐसा केवल गलित अवस्था या जलीय विलयन में करते हैं। धातुओं में संयोजी इलेक्ट्रॉन बँधे नहीं होते, अपितु मुक्त रहते हैं। अतः ये ठोस अवस्था में भी विद्युत का चालन करते हैं।

(ii) आयनिक बन्ध स्थिर विद्युत आकर्षण के कारण प्रबल होते हैं। धात्विक बन्ध दुर्बल भी हो सकता है या प्रबल भी; यह संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या तथा करनैल के आकार पर निर्भर करता है।

(iii) आयनिक क्रिस्टल कठोर होते हैं; क्योंकि इनमें विपरीत आवेशयुक्त आयनों के मध्य प्रबल स्थिर विद्युत आकर्षण बल उपस्थित होता है। ये भंगुर होते हैं; क्योंकि आयनिक बन्ध अदिशात्मक होता है।

प्रश्न 1.10
निम्नलिखित के लिए धातु के क्रिस्टल में संकुलन क्षमता की गणना कीजिए।

1. सरल घनीय
2. अन्तः केन्द्रित घनीय
3. फलक केन्द्रित घनीय।। (यह मानते हुए कि परमाणु एक-दूसरे के सम्पर्क में हैं।)

उत्तर:
1. सरल घनीय जालक में संकुलन क्षमतासरल घनीय में, परमाणु केवल घन के कोनों पर उपस्थित होते हैं। घन के किनारों (कोरों) पर कण एक-दूसरे के सम्पर्क में होते हैं (चित्र)। इसलिए घन के कोर अथवा भुजा की लम्बाई ‘a’ और प्रत्येक कण का अर्द्धव्यास, निम्नलिखित प्रकार से सम्बन्धित है –
a = 2r
घनीय एकक कोष्ठिका का आयतन = a³ = (2r)³
= 8r³

चित्र-सरल घनीय एकक कोष्ठिका। घन के कोर की दिशा में गोले एक-दूसरे के सम्पर्क में हैं। चूँकि सरल घनीय एकक कोष्ठिका में केवल 1 परमाणु होता है, अतः
अध्यासित दिक्स्थान का आयतन = \(\frac{4}{3}\) πr³

2. अन्तः केन्द्रित घनीय जालक में संकुलन क्षमता:
संलग्न चित्र से यह स्पष्ट है कि केन्द्र पर स्थित परमाणु विकर्ण पर व्यवस्थित अन्य दो परमाणओं के सम्पर्क में हैं।
∆EFD में, b² = a² + a² = 2a²
b = 9\(\sqrt{2}\)
अब ∆AFD में,
c² = a² + b² = a² + (9\(\sqrt{2}\)) = 3a²
c = \(\sqrt{3a}\)
काय विकर्ण ‘c’ की लम्बाई 4r के बराबर है, जहाँ r गोले (परमाणु) का अर्द्धव्यास है, क्योंकि विकर्ण पर उपस्थित तीनों गोले एक-दूसरे के सम्पर्क में हैं। अतः
\(\sqrt{3a}\) = 4r
a = \(\frac{4 r}{\sqrt{3}}\)
अतः यह भी लिख सकते हैं कि r = \(\frac{\sqrt{3}}{4}\) a

चित्र-अन्तः-केन्द्रित घनीय एकक कोष्ठिका (काय विकर्ण पर उपस्थित गोलों को ठोस परिसीमा द्वारा दर्शाया गया है)।
इस प्रकार की संरचना में परमाणु की कुल संख्या 2 है तथा उनका आयतन 2 × (4/3)πr³ है।
घन का आयतन a³ = \(\left(\frac{4}{\sqrt{3}} r\right)^{3}\)

3. फलक-केन्द्रित घनीय जालक में संकलन क्षमता:
∆ABC में,
AC² = b² = BC² + AB²
= a² + a² = 2a²
या b = 9\(\sqrt{2}\)
यदि गोले का अर्द्धव्यास r हो तो
b = 4r = 9\(\sqrt{2}\)
a = \(\frac{4 r}{\sqrt{2}}\) = 2 \(\sqrt{2r}\)
r = \(\frac{a}{2 \sqrt{2}}\)

चित्र-फलक केन्द्रित घनीय एकक कोष्ठिका संकुलन क्षमता

प्रश्न 1.11
चांदी का क्रिस्टलीकरण fcc जालक में होता है। यदि इसकी कोष्ठिका के कोरों की लम्बाई 4.07 × 10^-8 cm है तथा घनत्व 10.5 g cm^-3 हो तो चांदी का परमाण्विक द्रव्यमान ज्ञात कीजिए।
गणना:
एकक कोष्ठिका का घनत्व
(d) = \(\frac{Z \times M}{\alpha_{3} \times N A}\)
जहाँ M = ठोस का मोलर द्रव्यमान तथा
α = एकक कोष्ठिका कोर की लम्बाई

प्रश्न 1.12
एक घनीय ठोस दो तत्वों P और Q से बना है। घन के कोणों पर Q परमाणु एवं अन्तः केन्द्र पर P परमाणु स्थित हैं। इस यौगिक का सूत्र क्या है? P एवं Q की उपसहसंयोजन संख्या क्या है?
गणना : प्रति एकक कोष्ठिका P परमाणुओं की संख्या
= 1 × 1 = 1
तथा प्रति एकक कोष्ठिका Q परमाणुओं की संख्या
= 8 × \(\frac{1}{8}\) = 1
अतः यौगिक का सूत्र = PQ
तथा P एवं Q में प्रत्येक की उपसहसंयोजन संख्या = 8

प्रश्न 1.13
निओबियम का क्रिस्टलीकरण अन्तःकेन्द्रित घनीय संरचना में होता है। यदि इसका घनत्व 8.55 g cm^-3 हो तो इसके परमाण्विक द्रव्यमान 93 u का प्रयोग करके परमाणु त्रिज्या की गणना कीजिए।
हल:
अन्त:केन्द्रित घनीय संरचना तत्व (निओबियम) के लिए,
Z = 2, d = 8.55 g cm^-3,
M = 93 u, r = ?

प्रश्न 1.14
यदि अष्टफलकीय रिक्ति की त्रिज्या हो तथा निविड संकुलन में परमाणुओं की त्रिज्या R हो तो एवं R में सम्बन्ध स्थापित कीजिए।
उत्तर:
अष्टफलकीय रिक्ति में स्थित गोला चित्र में छायांकित वृत्त द्वारा प्रदर्शित है। रिक्ति के ऊपर तथा नीचे उपस्थित गोले चित्र में प्रदर्शित नहीं हैं। अब चूँकि ABC एक समकोण त्रिभुज है; अतः पाइथागोरस सिद्धान्त लागू करने पर,

प्रश्न 1.15
कॉपर fcc जालक रूप में क्रिस्टलीकृत होता है जिसके कोर की लम्बाई 3.61 × 10^-8 cm है। यह दर्शाइए कि गणना किए गए घनत्व के मान तथा मापे गये घनत्व 8.92 g में समानता है। गणना : हम जानते हैं कि –
एकक कोष्ठिका का घनत्व (d) = \(\frac{Z \times M}{\alpha^{3} \times \mathrm{Na}}\)
प्रश्नानुसार
कॉपर fcc जाल के लिए Z = 4,
कॉपर का परमाणविक द्रव्यमान (M) = 635 g mol^-1,

जो कि मापे गये घनत्व के मान के लगभग समान है।

प्रश्न 1.16
विश्लेषण द्वारा ज्ञात हुआ कि निकिल ऑक्साइड का सूत्र Ni_0.98O_1.00 निकिल आयनों का कितना अंश Ni⁺² और Ni⁺³ के रूप में विद्यमान है?
उत्तर:
गणना:
स्पष्ट है कि 98 Ni – परमाणु 100 O^– के परमाणुओं के सहसंयोजित है।
माना Ni⁺² के रूप में x निकिल आयन हैं। तब
Ni³⁺ के रूप में (98 – n) निकिल आयन होंगे।
∴ x Ni²⁺ तथा (98 – x) पर कुल आवेश = 100 O^2- आयनों पर आवेश
या x × 2 + (98 – n) × 3 = 100 × 2
या 2x + 196 – 3x = 200
या x = 94
∴ Ni²⁺ के रूप में निकिल आयनों का अंश
= \(\frac{94}{98}\) × 100
= 96%
तथा Ni³⁺ के रूप में निकिल आयनों का अंश
= \(\frac{4}{98}\) × 100
= 4%

प्रश्न 1.17
अर्द्ध-चालक क्या होते हैं? दो मुख्य अर्द्धचालकों का वर्णन कीजिए एवं चालकता क्रियाविधि में विभेद कीजिए।
उत्तर:
ऐसे ठोस जिनकी चालकता 10^-6 से 10⁴ ohm^-1 m^-1 तक के मध्यवर्ती परास में होती है, अर्द्धचालक कहलाते हैं।

अर्द्ध:
चालकों में संयोजक बैंड एवं चालक बैन्ड के मध्य ऊर्जा – अन्तराल कम होता है। अत: कुछ इलेक्ट्रॉन चालक बैंड में लांघ सकते हैं और अल्प-चालकता प्रदर्शित कर सकते हैं। ताप बढ़ने के संयोजक बैण्ड साथ अर्द्धचालकों में विद्युत-चालकता बढ़ती है क्योंकि अधिक संख्या में इलेक्ट्रॉन चालक बैण्ड में देखे जा लघ ऊर्जा अन्तर सकते हैं।

सिलिकन एवं जर्मेनियम जैसे पदार्थ इस प्रकार का व्यवहार प्रदर्शित करते हैं। इनमें उचित अशुद्धि को चालक बैण्ड उपयुक्त मात्रा में मिलाने से इनकी चालकता बढ़ जाती है। इस आधार पर दो प्रकार के अर्द्धचालक तथा उनकी छायांकित भाग चालकता-क्रियाविधि का वर्णन चालकता बैण्ड को निम्नवत् है –

(i) n – प्रकार के अर्द्धचालक:
सिलिकन तथा जर्मेनियम आवर्त सारणी के वर्ग 14 से सम्बन्धित हैं और प्रत्येक में चार संयोजक इलेक्ट्रॉन हैं। क्रिस्टलों में इनका प्रत्येक परमाणु अपने निकटस्थ परमाणुओं के साथ चार सहसंयोजक बन्ध बनाता है। [चित्र (क)]। जब वर्ग 15 के तत्व जैसे-P अथवा As जिनमें पाँच संयोजक इलेक्ट्रॉन होते हैं, को अपमिश्रित किया जाता है तो सिलिकन अथवा जर्मेनियम के क्रिस्टल में कुछ चालक स्थलों में आ जाते हैं। चित्र (ख)]।

पाँच में से चार इलेक्ट्रॉनों का उपयोग चार सन्निकट सिलिकन परमाणुओं के साथ सहसंयोजक बन्ध बनाने में होता है। पाँचवाँ अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन विस्थापित हो जाता है। यहाँ विस्थापित इलेक्ट्रॉन अपमिश्रित सिलिकन (अथवा जर्मेनियम) की चालकता में वृद्धि करते हैं। यहाँ चालकता में वृद्धि ऋणावेशित इलेक्ट्रॉन के कारण होती है, अतः इलेक्ट्रॉन-धनी अशुद्धि से अपमिश्रित सिलिकन को n – प्रकार का अर्द्ध चालक कहा जाता है।


चित्र – n – और p – प्रकार के अर्द्धचालकों की सष्टि

(ii) p – प्रकार के अर्द्धचालक:
सिलिकन अथवा जर्मेनियम को वर्ग 13 के तत्वों जैसे:
B, Al अथवा Ga के साथ भी अपमिश्रित किया जा सकता है जिनमें केवल तीन संयोजक इलेक्ट्रॉन होते हैं। वह स्थान जहाँ चौथा इलेक्ट्रॉन नहीं होता, इलेक्ट्रॉन रिक्ति या इलेक्ट्रॉन छिद्र कहलाता है [चित्र (ग)]| निकटवर्ती परमाणु से इलेक्ट्रॉन आकर इलेक्ट्रॉन छिद्र को भर सकता है, परन्तु ऐसा करने पर वह अपने मूल स्थान पर इलेक्ट्रॉन छिद्र छोड़ जाता है।

यदि ऐसा हो तो यह प्रतीत होगा जैसे कि इलेक्ट्रॉन छिद्र जिस इलेक्ट्रॉन द्वारा यह भरा गया है, उसके विपरीत दिशा में चल रहा है। विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में इलेक्ट्रॉन, इलेक्ट्रॉन छिद्रों में से धनावेशित प्लेट की ओर चलेंगे, परन्तु ऐसा प्रतीत होगा जैसे इलेक्ट्रॉन छिद्र धनावेशित हैं और ऋणावेशित प्लेट की ओर चल रहे हैं। इस प्रकार के अर्द्धचालकों को p – प्रकार के अर्द्धचालक कहते हैं।

प्रश्न 1.18
नॉनस्टॉइकियोमीट्री क्यूपस ऑक्साइड, Cu₂O प्रयोगशाला में बनाया जा सकता है। इसमें कॉपर तथा ऑक्सीजन का अनुपात 2 : 1 से कुछ कम है। क्या आप इस तथ्य की व्याख्या कर सकते हैं कि वह पदार्थ p – प्रकार का अर्द्धचालक है?
उत्तर:
क्यूप्रस ऑक्साइड Cu₂O में कॉपर तथा ऑक्सीजन का अनुपात 2 : 1 से कुछ कम होता है। इससे यह प्रदर्शित होता है कि कुछ क्यूप्रस आयन Cu⁺, क्यूप्रिक Cu²⁺ आयनों से प्रतिस्थापित हो जाते हैं। विद्युत उदासीनता को बनाए रखने के लिए प्रत्येक दो Cu<sup+ आयन एक Cu²⁺ आयन से प्रतिस्थापित होंगे जिससे एक छिद्र बनेगा। चूँकि चालन इन धनावेशित छिद्रों की उपस्थिति के कारण होता है, अत: यह पदार्थ p – प्रकार का अर्द्धचालक है।

प्रश्न 1.19
फेरिक ऑक्साइड, ऑक्साइड आयन के षट्कोणीय निविड संकुलन में क्रिस्टलीकृत होता है जिसकी तीन अष्टफलकीय रिक्तियों में से दो पर फेरिक आयन होते हैं। फेरिक ऑक्साइड का सूत्र ज्ञात कीजिए।
उत्तर:
माना संकुलन में ऑक्साइड आयनों (O^2-) की संख्या N है, तब
अष्टफलकीय रिक्तियों की संख्या = N
∵ दो – तिहाई अष्टफलकीय रिक्तियाँ फेरिक आयनों द्वारा अध्यासित हैं।
∴ उपस्थित फेरिक आयनों (Fe³⁺) की संख्या = \(\frac{2}{3}\) × N = \(\frac{2N}{3}\)
Fe³⁺ तथा O^2- आयनों का अनुपात = \(\frac{2N}{3}\) : N = 2 : 3
अतः फेरिक ऑक्साइड का सूत्र Fe₂O₃ है।

प्रश्न 1.20
निम्नलिखित को p – प्रकार या n – प्रकार के अर्द्धचालकों में वर्गीकृत कीजिए –

1. In से डोपित Ge
2. Si से डोपित B

उत्तर:

1. Ge आवर्त सारणी के वर्ग 14 का तत्व है तथा In वर्ग 13 का तत्व हैं। अत: Ge को In से डोपित करने पर एक इलेक्ट्रॉन-न्यून छिद्र बन जाता है। यह p – प्रकार का अर्द्धचालक है।
2. B वर्ग 13 तथा Si वर्ग 14 के तत्व हैं। Si से डोपित B में एक मुक्त इलेक्ट्रॉन होगा। अतः यह n – प्रकार का अर्द्धचालक है।

प्रश्न 1.21
सोना (परमाणु त्रिज्या = 0.144 nm) फलक केन्द्रित एकक कोष्ठिका में क्रिस्टलीकृत होता है। – इसकी कोष्ठिका के कोर की लम्बाई ज्ञात कीजिए।
हल:
यदि परमाणु त्रिज्या r हो, तो फलक-केन्द्रित घनीय (fcc) के लिए एकक कोष्ठिक के कोर की लम्बाई (α)
= 2\(\sqrt{2r}\)
= 2\(\sqrt{2}\) × 0.144
= 2 × 1.414 × 0144
= 0.407 nm

प्रश्न 1.22
बैण्ड सिद्धान्त के आधार पर (i) चालक एवं रोधी, (ii) चालक एवं अर्द्धचालक में क्या अन्तर होता है?
उत्तर:
(i) चालक एवं रोधी में अन्तर (Difference between conductor and insulator):
अचालक अथवा रोधी में संयोजक बैण्ड तथा चालक बैण्ड के मध्य ऊर्जा-अन्तर बहुत अधिक होता है, जबकि चालक में ऊर्जा-अन्तर अत्यन्त कम होता है या संयोजक बैण्ड तथा चालक बैण्ड के बीच अतिव्यापन होता है।

(ii) चालक एवं अर्द्धचालक में अन्तर (Difference between Conductor and Semi-conductor):
चालक में संयोजक बैण्ड तथा चालक बैण्ड के बीच ऊर्जा-अन्तर अत्यन्त कम होता है अथवा अतिव्यापन होता है, जबकि अर्द्धचालकों में ऊर्जा अन्तर सदैव कम ही होता है।

प्रश्न 1.23
उचित उदाहरणों द्वारा निम्नलिखित पदों को परिभाषित कीजिए:

1. शॉट्की दोष
2. फ्रेंकेल दोष
3. अन्तराकांशी दोष
4. F – केन्द्र

उत्तर:
1. शॉट्की दोष:
यह आधारभूत रूप से आयनिक ठोसों का रिक्तिका दोष है। जब एक परमाणु अथवा आयन अपनी सामान्य (वास्तविक) स्थिति से लुप्त हो जाता है तो एक जालक रिक्तता निर्मित हो जाती है। इसे शॉटकी दोष कहते हैं। विद्युत उदासीनता को बनाए रखने के लिए लुप्त होने वाले धनायनों और ऋणायनों की संख्या बराबर होती है। शॉट्की दोष उन आयनिक पदार्थों द्वारा दिखाया जाता है जिनमें धनायन और ऋणायन लगभग समान आकार के होते हैं। उदाहरण के लिए – NaCl, KCl, CsCl और AgBr शाट्की दोष दिखाते है।

2. फ्रेंकेल दोष:
यह दोष आयनिक ठोसों द्वारा दिखाया जाता है। लघुतर आयन (साधारणतया धनायन) अपने वास्तविक स्थान से विस्थापित होकर अन्तराकाश में चला जाता है। यह वास्तविक स्थान पर रिक्तिका दोष और नए स्थान पर अन्तराकाशी दोष उत्पन्न करता है। फ्रेंकेल दोष को विस्थापन दोष भी कहते हैं। यह ठोस के घनत्व को परिवर्तित नहीं करता। फ्रेंकेल दोष उन आयनिक पदार्थों द्वारा दिखाया जाता है जिनमें आयनों के आकार में अधिक अन्तर होता है। उदाहरण के लिए – ZnS, AgCl, AgBr और Agl में यह दोष Zn²⁺ और Ag⁺ आयन के लघु आकार के कारण होता है।

3. अन्तराकाशी दोषं:
जब कुछ अवयवी कण (परमाणु अथवा अणु अन्तराकाशी स्थल पर पाए जाते हैं तब उत्पन्न दोष अन्तरकाशी दोष कहलाता है। यह दोष पदार्थ के घनत्व को बढ़ाता है। यह दोष अनआयनिक ठोसों में पाया जाता है। आयनिक ठोसों में सदैव विद्युत उदासीनता बनी रहनी चाहिए।

4. F – केन्द्र:
जब क्षारकीय हेलाइड; जैसे – NaCl को क्षार धातु (जैसे-सोडियम को वाष्प के वातावरण में गर्म किया जाता है तो सोडियम परमाणु क्रिस्टल की सतह पर जम जाते हैं। Cl^– आयन क्रिस्टल की सतह में विघटित हो जाते हैं और परमाणुओं के साथ जुड़कर NaCl देते हैं। ऐसा Na⁺ आयन बनाने के लिए Na परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन के निकल जाने से होता है।

निर्मुक्त इलेक्ट्रॉन विसरित होकर क्रिस्टल के ऋणायनिक स्थान को अध्यासित करते हैं, परिणामस्वरूप अब क्रिस्टल में सोडियम का आधिक्य होता है, आकस्मिक इलेक्ट्रॉनों द्वारा भरी जाने वाली इन ऋणायनिक ऋक्तिकाओं को F – केन्द्र कहते हैं। ये NaCl क्रिस्टलों को नीला रंग प्रदान करते हैं। यह रंग इन इलेक्ट्रॉनों द्वारा क्रिस्टल पर पड़ने वाले प्रकाश से ऊर्जा अवशोषित करके उत्तेजित होने के फलस्वरूप दिखता है।

प्रश्न 1.24
एलुमिनियम घनीय निविड संकुलित संरचना में क्रिस्टलीकृत होता है। उसका धात्विक अर्द्धव्यास 125 pm है।

1. एकक कोशिका के कोर की लम्बाई ज्ञात कीजिए।
2. 1.0 cm³ एलुमिनियम में कितनी एकक कोष्ठिकाएँ होंगी?

उत्तर:
1. एक fcc एकक कोष्ठिका के लिए त्रिज्या
r = \(\frac{a}{2 \sqrt{2}}\)
या एकक कोष्ठिका कोर की लम्बाई α = 2\(\sqrt{2r}\)
= 2 × 1.414 × 125
= 353.5 pm

2. एकक कोष्ठिका का आयतन
(a³) = (3.535 × 10^-8 cm)³
= 442 × 10^-25 cm³

प्रश्न 1.25
यदि NaCl को SrCl, के 10^-3 मोल% से डोपित किया जाए तो धनायनों की रिक्तियों का सान्द्रण क्या होगा?
हल:
प्रश्नानुसार, NaCl को SrCl₂ के 10^-3 मोल % से डोपित किया जाता है।
100 मोल NaCl को SrCl₂ के 10^-3 मोल से डोपित किया जाता है –
∴ 1 मोल NaCl को SrCl₂ से डोपित किया जाएगा
= \(\frac{10^{-3}}{100}\) mol
∵ प्रत्येक Sr²⁺ आयन एक रिक्ति उत्पन्न करता है।
∴ धनायनिक रिक्तियों की सान्द्रता

प्रश्न 1.26
निम्नलिखित को उचित उदाहरणों से समझाइए:

1. लोहचुम्बकत्व
2. अनुचुम्बकत्व
3. फेरीचुम्बकत्व
4. प्रतिलोहचुम्बकत्व
5. 12-16 और 13-15 वर्गों के यौगिक।

उत्तर:
1. लोहचुम्बकत्व:
कुछ पदार्थ; जैसे-लोहा, कोबाल्ट, निकिल, गैडोलिनियम और CrO₂, बहुत प्रबलता से चुम्बकीय क्षेत्र की ओर आकर्षित होते हैं। ऐसे पदार्थों को लोहचुम्बकीय पदार्थ कहा जाता है। प्रबल आकर्षणों के अतिरिक्त ये स्थायी रूप से चुम्बकित किए जा सकते हैं। ठोस अवस्था में लोहचुम्बकीय पदार्थों के धातु आयन छोटे खण्डों में एक साथ समूहित हो जाते हैं, इन्हें डोमेन कहा जाता है इस प्रकार प्रत्येक डोमेन एक छोटे चुम्बक की भाँति व्यवहार करता है।

लोहचुम्बकीय पदार्थ के अचुम्बकीय टुकड़े में डोमेन अनियमित रूप से अभिविन्यासित होते हैं और उनका चुम्बकीय आघूर्ण निरस्त हो जाता है। पदार्थ को चुम्बकीय क्षेत्र में रखने पर सभी डोमन चुम्बकीय क्षेत्र की दिशा में अभिविन्यासित हो जाते हैं (चित्र-क) और प्रबल चुम्बकीय प्रभाव उत्पन्न होता है। चुम्बकीय क्षेत्र को हटा लेने पर भी डोमेनों का क्रम बना रहता है और लोहचुम्बकीय पदार्थ स्थायी चुम्बक बन जाते हैं। चुम्बकीय पदार्थों की यह प्रवृत्ति लोहचुम्बकत्व कहलाती है।

2. अनुचुम्बकत्व:
वे पदार्थ जो चुम्बकीय क्षेत्र द्वारा आकर्षित होते हैं, अनुचुम्बकीय पदार्थ कहलाते हैं। इन पदार्थों की यह प्रवृत्ति अनुचुम्बकत्व कहलाती है। अनुचुम्बकीय पदार्थ चुम्बकीय क्षेत्र की ओर दुर्बल रूप से आकर्षित होते हैं। ये चुम्बकीय क्षेत्र की दिशा में ही चुम्बकित हो जाते हैं।

ये चुम्बकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति में अपना चुम्बकत्व खो देते हैं। अनुचुम्बकत्व का कारण एक अथवा अधिक अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति है, जो कि चुम्बकीय क्षेत्र की ओर आकर्षित होते हैं। O₂, Cu²⁺, Fe³⁺, Cr³⁺ ऐसे पदार्थों के कुछ उदाहरण हैं।

चित्र – चुम्बकीय आघूर्ण का व्यवस्थित संरेखण

3. फेरीचुम्बकत्व:
जब पदार्थ में डोमेनों के चुम्बकीय आघूर्णों का संरेखण समान्तर एवं प्रतिसमान्तर दिशाओं में असमान होता है, तब पदार्थ में फेरीचुम्बकत्व देखा जाता है (चित्र-(ग))। ये लोहचुम्बकत्व की तुलना में चुम्बकीय क्षेत्र द्वारा दुर्बल रूप से आकर्षित होते हैं। Fe₃O₄ (मैग्नेटाइट) और फेराइट जैसे – MgFe₂O₄, ZnFe₂O₄ ऐसे पदार्थों के उदाहरण हैं। ये पदार्थ गर्म करने पर फेरीचुम्बकत्व खो देते हैं और अनुचुम्बकीय बन जाते हैं।

4. प्रतिलोहचुम्बकत्व:
प्रतिलोहचुम्बकत्व प्रदर्शित करने वाले पदार्थ जैसे – MnO में डोमेन संरचना लोह-चुम्बकीय पदार्थ के समान होती है, परन्तु उनके डोमेन एक-दूसरे के विपरीत अभिविन्यासित होते हैं तथा एक-दूसरे के चुम्बकीय आघूर्ण को निरस्त कर देते हैं (चित्र (ख))। इस प्रकार जब चुम्बकीय आघूर्ण इस प्रकार अभिविन्यासित होते हैं कि नेट चुम्बकीय आघूर्ण शून्य हो जाता है तब चुम्बकत्व प्रतिलोहचुम्बकत्व कहलाता है।

5. 12 – 16 और 13 – 15 वर्गों के यौगिक:
वर्ग 12 के तत्वों और वर्ग-16 के तत्वों से बने यौगिक 12-16 यौगिक कहलाते हैं। जैसे – ZnS, HgTe आदि। वर्ग-13 के तत्त्वों और वर्ग 15 के तत्वों के बने यौगिक 13-15 यौगिक कहलाते हैं। जैसे – GaAs, Al आदि।

Bihar Board Class 12 Chemistry Solutions Chapter 2 विलयन Textbook Questions and Answers, Additional Important Questions, Notes.

BSEB Bihar Board Class 12 Chemistry Solutions Chapter 2 विलयन

Bihar Board Class 12 Chemistry विलयन Text Book Questions and Answers

पाठ्यनिहित प्रश्न एवं उनके उत्तर

प्रश्न 2.1
यदि 22 g बेन्जीन में 22 g कार्बन टेट्राक्लोराइड घुली हो तो बेन्जीन एवं कार्बन टेट्राक्लोराइड के द्रव्यमान प्रतिशत की गणना कीजिए।
गणना : विलयन का द्रव्यमान = बेन्जीन का द्रव्यमान + कार्बन टेट्राक्लोराइड का द्रव्यमान
22 g + 22 g = 44 g
बेन्जीन का द्रव्यमान प्रतिशत

= \(\frac{22 g}{44 g}\) × 100 = 50%
कार्बन टेट्राक्लोराइड का द्रव्यमान प्रतिशत

= 50%
वैकल्पिक रूप में,
कार्बन टेट्राक्लोराइड का द्रव्यमान प्रतिशत = 100 – बेन्जीन का द्रव्यमान प्रतिशत
= 100 – 50.00
= 50%

प्रश्न 2.2
एक विलयन में बेन्जीन का 30 द्रव्यमान % कार्बन टेट्राक्लोराइड में घुला हुआ हो तो बेन्जीन के मोल-अंश की गणना कीजिए।
गणना:
माना विलयन का द्रव्यमान = 100 g
अत: बेन्जीन का द्रव्यमान = 30 g
कार्बन टेट्राक्लोराइड का द्रव्यमान = 100 – 30 = 70 g
बेन्जीन के मोलों की संख्या

= \(\frac{30 \mathrm{g}}{78 \mathrm{g} \mathrm{mol}^{-1}}\) = 0.385 mol
इसी प्रकार CCl₄ के मोलों की संख्या
= \(\frac{70 \mathrm{g}}{154 \mathrm{g} \mathrm{mol}^{-1}}\) = 0.455 mol
बेन्जीन के मोल-अंश

= \(\frac{0.385}{0.385+0.455}\) = 0.458
कार्बन टेट्राक्लोराइड के मोल – अंश = 1 – 0.458
= 0.542

प्रश्न 2.3
निम्नलिखित प्रत्येक विलयन की मोलरता की गणना कीजिए –
(क) 30g, Co(NO₃)₂.6H₂O₄.3 लीटर विलयन में घुला हुआ हो
(ख) 30 mL 0.5 MH₂SO₄ को 500 mL तनु करने पर।
गणना:
(क) Co(NO₃)₂.6H₂O का मोलर द्रव्यमान
= [58.7 + 2(14 + 48) + 6 × 18] g mol^-1
= 290.7 g mol^-1
CO (NO₃)₂.6H₂O के मोल की संख्या

= 0.103
विलयन का आयतन = 4.3 L

(ख) विलयन का आयतन = 500 mL = 0.500 L 30mL 0.5M – H₂SO₄ में मोलों की संख्या
= \(\frac{0.5}{1000}\) × 30 mL = 0.015 mol

= \(\frac{0.015 mol}{0.500 L}\) = 0.03M

प्रश्न 2.4
यूरिया (NH₂CONH₂) के 0.25 मोलर, 2.5 kg जलीय विलयन को बनने के लिए आवश्यक यूरिया के द्रव्यमान की गणना कीजिए।
गणना:
यूरिया (NH₂CONH₂) के 0.25 विलयन का अर्थ है,
यूरिया के मोल = 0.25 mol
विलायक (जल) का द्रव्यमान = 1 kg = 1000 g
यूरिया (NH₂CONH₂) का मोलर द्रव्यमान
=1 4 + 2 + 12 + 16 + 14 + 2
= 60 g mol^-1
∴ यूरिया के 0.25 मोल = 0.25 mol × 60 g mol^-1
= 15g
विलयन का कुल द्रव्यमान = 1000 + 15 g
= 1015 g = 1.015 kg
अत: 1.015 kg विलयन में यूरिया है = 15 g
∴ 2.5 kg विलयन में आवश्यक यूरिया
= \(\frac{15 g}{1.015 kg}\) × 2.5 kg
= 37g

प्रश्न 2.5
20% (w/w) जलीय KI का घनत्व 1.202g mL^-1 हो तो KI विलयन की –
(क) मोललता
(ख) मोलरता
(ग) मोल-अंश की गणना कीजिए।
गणना:
20% (w/w) जलीय KI विलयन का अर्थ हैं,
KI का द्रव्यमान = 20g
जल में विलयन का द्रव्यमान = 100 g
∴ विलायक का द्रव्यमान (जल)
100 – 20 = 80 g = 0.080 kg

(क) मोललता की गणना –
KI का मोलर द्रव्यमान = 39 + 127 = 166 g mol^-1
∴KI के मोल = \(\frac{20 \mathrm{g}}{166 \mathrm{g} \mathrm{mol}^{-1}}\) = 0.120 mol

= \(\frac{0.120 mol}{0.008 kg}\)
= 1.5 mol kg^-1

(ख) मोलरता की गणना –
विलयन का घनत्व = 1.202 g mL^-1
विलयन का आयतन = \(\frac{100 \mathrm{g}}{1.202 \mathrm{g} \mathrm{mL}^{-1}}\)
= 83.2 mL = 0.0832 L

= \(\frac{0.120 mol}{0.0832 L}\) = 1.44 M

(ग) KI के मोल – अंश की गणना –
KI के मोलों की संख्या = 0.120

= \(\frac{80 \mathrm{g}}{18 \mathrm{g} \mathrm{mol}^{-1}}\) = 4.44 mol

= \(\frac{0.120}{0.120 + 4.44}\) = \(\frac{0.120}{4.560}\) = 0.0263

प्रश्न 2.6
सड़े हुए अण्डे जैसी गन्ध वाली विषैली गैस H₂S गुणात्मक विश्लेषण में उपयोग की जाती है। यदि H₂S गैस की जल में STP पर विलेयता 0.195 M हो तो हेनरी स्थिरांक की गणना कीजिए।
गणना:
H₂S गैस की विलेयता = 0.195 M = 0.195 mol, विलायक (जल) के 1 kg में,
1 kg विलायकक (जल)
= 1000 g = \(\frac{1000 \mathrm{g}}{18 \mathrm{g} \mathrm{mol}^{-1}}\) = 55.55 mol
∴ विलयन में H₂S गैस के मोल – अंश
(x) = \(\frac{0.195}{0.195 + 55.55}\) = \(\frac{0.195}{55.745}\)
= 0.0035
STP पर दाब = 0.987 bar
हेनरी का नियम लागू करने पर,

= 282 bar

प्रश्न 2.7
298 K पर CO₂ गैस की जल में विलेयता के लिए हेनरी स्थिरांक का मान 1.67 × 10⁸ Pa है। 500 mL सोडा जल 2.5 atm दाब पर बन्द किया गया। 298 K ताप पर घुली हुई CO₂ की मात्रा की गणना कीजिए।
गणना:
KH = 1.67 × 10⁸ × Pa
PCO₂ = 2.5 atm
= 2.5 × 101325 Pa
हेनरी नियम लागू करने पर,

सोडा जल के 500 mL के लिए,
उपस्थित जल = 500 mL
= 500 mg
या = \(\frac{500}{18}\) = 27.78 mol
nH₂O = 27.78 mol
∴\(\frac{n_{\mathrm{CO}_{2}}}{27.78}\) = 1.517 × 10^-3
nCO₂ = 42.14 × 10^-3 mol
= 42.14 × 10^-3 × 44 g
= 1.854g

प्रश्न 2.8
350 K पर शुद्ध द्रवों A एवं B के वाष्पदाब क्रमशः 450 एवं 750 mm Hg हैं। यदि कुल वाष्प दाब 600 mm Hg हो तो द्रव मिश्रण का संघटन ज्ञात कीजिए। साथ ही वाष्प प्रावस्था का संघटन भी ज्ञात कीजिए।
हल:
\(p_{A}^{0}\) = 450 mm
\(p_{B}^{0}\) = 750 mm Hg
p = \(p_{A}^{0}\) x_A + \(p_{B}^{0}\) x_B
600 = 450 (x_A) + 750 (1 – x_A)
600 = 450 (x_A) + 750 – 750 (x_A)
300 (x_A) = 150
x_A = \(\frac{150}{300}\) = 0.5
x_B = 1 – 0.5 = 0.5
वाष्प प्रावस्था में,
P_A = 0.5 × 450 = 225 mm Hg
P_B = 0.5 × 750 = 375 mm Hg
y_A = \(\frac{225}{225+375}\)
= \(\frac{225}{600}\) = 0.375
y_B = \(\frac{375}{225+375}\) = \(\frac{375}{600}\) = 0.625

प्रश्न 2.9
298 K पर शुद्ध जल का वाष्प दाब 23.8 mm Hg है। 850g जल में 50g यूरिया (NH₂ CONH₂) घोला जाता है। इस विलयन के लिए जल के वाष्प दाब एवं इसके आपेक्षिक अवनमन का परिकलन कीजिए।
हल:
दिया है:
P⁰ = 23.8 mm
w₂ = 50 g M₂ (यूरिया) = 60 g mol^-1
w₁ = 850 g M₁ (जल) = 18 g mol^-1
हमें जल के वाष्प दाब, p_s तथा आपेक्षिक अवनमन (P⁰ – p_s)/P⁰ की गणना करती है।
राउल्ट का नियम लागू करने पर,

अतः वाष्प दाब का आपेक्षिक अवनमन = 0.017

या 23.8 – p_s = 0.017 p_s
या 1.017 p_s = 23.8
या p_s = \(\frac{23.8}{1.017}\) = 23.40 mm
अतः विलयन में जल का वाष्प दाब 23.40 mm है।

प्रश्न 2.10
750 mm Hg दाब पर जल का क्वथनांक 99.63°C है। 500g जल में कितना सुक्रोस मिलाया जाए कि इसका 100°C पर क्वथन हो जाए।
हल:
सुक्रोस (C₁₂H₂₂O₁₁) का आण्विक द्रव्यमान
= 12 × 12 + 22 × 1 + 11 × 16
= 342 g mol^-1
यहाँ

= 0.122 kg = 122g

प्रश्न 2.11
ऐस्कॉर्बिक अम्ल (विटामिन C, C₆H₈O₆) के उस द्रव्यमान का परिकलन कीजिए, जिसे 75g ऐसीटिक अम्ल में घोलने पर उसके हिमांक में 1.5°C की कमी हो जाए। K_f = 3.9 K kg mol^-1
हल:
ऐस्कॉर्बिक अम्ल का आण्विक द्रव्यमान
= 6 × 12 + 8 × 1 + 6 × 16
= 176 g mol^-1

प्रश्न 2.12
1,85,000 मोलर द्रव्यमान वाले एक बहुलक के 1.0g को 37°C पर 450 mL जल में घोलने से उत्पन्न विलयन के परासरण दाब का पास्कल में परिकलन कीजिए।
हल:
प्रश्नानुसार, V = 450 mL = 0.450 L
T = 37°C = 37 + 273 = 310 K
R = 8.314 k Pa LK^-1 mol^-1
= 8.314 × 10³ Pa LK^-1 mol^-1
यहाँ घुलनशील विलेय के मोलों की संख्या

∴ परासरण दाब (π) = \(\frac{n}{V}\) RT

= 30.96 Pa

Bihar Board Class 12 Chemistry विलयन Additional Important Questions and Answers

अभ्यास के प्रश्न एवं उनके उत्तर

प्रश्न 2.1
विलयन को परिभाषित कीजिए। कितने प्रकार के विभिन्न विलयन सम्भव हैं? प्रत्येक प्रकार के विलयन के सम्बन्ध में एक उदाहरण देकर संक्षेप में लिखिए।
उत्तर:
विलयन:
विलयन दो या दो से अधिक अवयवो का समांगी मिश्रण होता है जिसका संघटन निश्चित परिसीमाओं के अन्तर्गत ही परिवर्तित हो सकता है। समांगी मिश्रण से तात्पर्य यह है कि मिश्रण में सभी स्थानों पर पर इसका संघटन व गुण समान होते हैं। किसी विलयन में उपस्थित अवयवों की कुल संख्या के आधार पर द्विअंगी विलयन (दो अवयव), त्रिअंगी विलयन (तीन अवयव), चतुरंगी विलयन (चार अवयव) आदि कहलाते हैं।

सामान्यतः जो अवयव अधिक मात्रा में उपस्थित होता है, वह विलायक कहलाता है, जबकि कम मात्रा में उपस्थित अन्य अवयव विलेय कहलाता है। दूसरे शब्दों में, विलेय वह पदार्थ है, जो घुलता है तथा विलायक वह पदार्थ है, जिसमें यह विलेय घुलता है। उदाहरणार्थ-यदि नमक को जल से भरे बीकर में डाला जाता है, तो ये जल में घुलकर विलयन बना लेते हैं। इस स्थिति में नमक विलेय तथा जल विलायक है।

विलयन के प्रकार:
विलेय तथा विलायक की भौतिक अवस्था के आधार पर, विलयनों को निम्नलिखित प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है –

उपर्युक्त नौ प्रकार के विलयनों में से तीन विलयन – द्रव में ठोस, द्रव में गैस तथा द्रव में द्रव अतिसामान्य विलयन हैं। ऐसे विलयन जिनमें जल विलायक के रूप में होता है, जलीय विलयन कहलाते हैं तथा जिन विलयनों में जल विलायक के रूप में नहीं होता, निर्जलीय विलयन कहलाते हैं। सामान्य निर्जलीय विलायकों के उदाहरण हैं-ईथर, बेन्जीन, कार्बन टेट्राक्लोराइड आदि।

विलयन के प्रकारों की व्याख्या निम्नलिखित है –

1. गैसीय विलयन (Gaseous solution):
सभी गैसें तथा वाष्प समांगी मिश्रण बनाती हैं तथा इन्हें विलयन कहा जाता है। वायु गैसीय विलयन का एक सामान्य उदाहरण है।

2. द्रव विलयन (Liquid solution):
ये विलयन ठोसों अथवा गैसों को द्रवों में मिश्रित करने पर अथवा दो द्रवों को मिश्रित करने पर बनते हैं। उदाहरणार्थ : साधारण ताप पर सोडियम तथा पोटैशियम धातुओं की सममोलर मात्राएँ मिश्रित करने पर द्रव विलयन प्राप्त होता है।

3. ठोस विलयन (Solid solution):
ठोसों के मिश्रणों की स्थिति में ये विलयन अत्यन्त सामान्य होते हैं। उदाहरणार्थ : गोल्ड तथा कॉपर ठोस विलयन बनाते हैं क्योंकि गोल्ड परमाणु कॉपर क्रिस्टल में कॉपर परमाणुओं को प्रतिस्थापित कर देते हैं। दो अथवा दो से अधिक धातुओं की मिश्र धातुएँ ठोस विलयन होती हैं।

प्रश्न 2.2
एक ऐसे ठोस विलयन का उदाहरण दीजिए जिसमें विलेय कोई गैस हो।
उत्तर:
अध्यापक की सहायता से करें।

प्रश्न 2.3
निम्न पदों को परिभाषित कीजिए –

1. मोल-अंश
2. मोललता
3. मोलरता
4. द्रव्यमान-प्रतिशत

उत्तर:
1. मोल-अंश:
विलयन में उपस्थित किसी एक घटक या अवयव के मोलों की संख्या तथा विलेय एवं विलायक के कुल मोलों की संख्या के अनुपात को उस अवयव का मोल-अंश कहते हैं। इसे x से व्यक्त करते हैं।

माना एक विलयन में विलेय तथा विलायक के क्रमशः मोल n_A और n_B हों तो –
विलेय के मोल अंश (x_A) = \(\frac{n_{A}}{n_{A}+n_{B}}\) …………….. (1)
विलायक के मोल-अंश (x_B) = \(\frac{n_{B}}{n_{A}+n_{B}}\) …………….. (2)
विलयन के उपस्थित अवयवों के मोल-अंशों का योग इकाई होता है।
∴ x_A + x_B = \(\frac{n_{A}}{n_{A}+n_{B}}\) + \(\frac{n_{B}}{n_{A}+n_{B}}\) = 1
अतः यदि किसी द्विअंगी विलयन के एक अवयव के मोल-अंश ज्ञात हों तो दूसरे अवयव के मोल अंश ज्ञात कर सकते हैं। मोल-अंश विलयन के ताप पर निर्भर नहीं करते हैं।

2. मोललता:
किसी विलयन के 1 किग्रा में घुले विलेय के मोलों की संख्या को विलयन की मोललता कहते हैं। इसे m से व्यक्त करते हैं।

अतः मोललता की इकाई मोल/किग्रा होती है।

3. मोलरता:
किसी विलयन के एक लीटर में घुले हुए विलेय के मोलों की संख्या को उस विलयन की मोलरता कहते हैं।

इसे M से व्यक्त करते हैं।
मोलरता की इकाई मोल प्रति लीटर (mol L^-1) या मोल प्रतिघन डेसीमीटर (mol d m^-3) होती है।
विलेय के मोल निम्न प्रकार ज्ञात कर सकते हैं:

मोलरता ताप के साथ परिवर्तित हो जाती है क्योंकि द्रव का प्रसार अथवा संकुचन हो जाता है।

4. द्रव्यमान-प्रतिशत:
किसी विलयन के 100 ग्राम में घुले विलेय की ग्राम में मात्रा द्रव्यमान प्रतिशत कहलाती है।

इसे w/w से व्यक्त करते हैं।

उदाहरणार्थ:
यदि किसी विलयन की सान्द्रता 10% है तो इसका अर्थ यह है कि विलयन के 100 g में 10 g विलेय घुला है तथा 90g विलायक है।

प्रश्न 2.4
प्रयोगशाला कार्य के लिए प्रयोग में लाया जाने वाला सान्द्र नाइट्रिक अम्ल द्रव्यमान की दृष्टि से नाइट्रिक अम्ल का 68% जलीय विलयन है। यदि इस विलयन का घनत्व 1.504g mL^-1 हो तो अम्ल के इन नमूने की मोलरता क्या होगी?
हल:
द्रव्यमान की दृष्टि से नाइट्रिक अम्ल के 68% जचलीय विलयन से तात्पर्य यह है कि –
नाइट्रिक अम्ल का द्रव्यमान = 68g
विलयन का द्रव्यमान = 100 g
नाइट्रिक अम्ल (HNO₃) का मोलर द्रव्यमान
= 1 + 14 + 48 = 64 g mol^-1
∴ 68 g HNO₃ = \(\frac{68}{63}\) mol = 1.079 mol
विलयन का घनत्व = 1.504 g mL^-1
∴ विलयन का आयतन = \(\frac{100 \mathrm{g}}{1,504 \mathrm{g} \mathrm{mL}^{-1}}\)

= \(\frac{1.079 mol}{0.0665 L}\) = 16.23 M

प्रश्न 2.5
ग्लूकोस का एक जलीय विलयन 10% (w/w) है। विलयन की मोललता तथा विलयन में प्रत्येक घटक का मोल-अंश क्या है? यदि विलयन का घनत्व 1.2g mL^-1 हो तो विलयन की मोलरता क्या होगी?
हल:
10% (w/w) ग्लूकोस के जलीय विलयन का अर्थ है कि 10 g ग्लूकोस 100 g विलयन अर्थात् 90 g जल (= 0.090 kg) में उपस्थित है।
10 g ग्लूकोस = \(\frac{10}{180}\) mol = 0.0555 mol
90 g H₂O = \(\frac{90}{18}\) = 5 मोल
मोललता = \(\frac{0.0555 mol}{0.090 kg}\) = 0.617 m
x (ग्लूकोस) = \(\frac{0.0555}{5+0.0555}\) = 0.01
x (H₂O) = 1 – 0.01 = 0.99
100 g विलयनन = \(\frac{100}{1.2}\) mL = 83.33 mL = 30.08333L
मोलरता = \(\frac{0.0555}{0.08333}\) = 0.67 M

प्रश्न 2.6
यदि 1g मिश्रण में Na₂CO₃ एवं NaHCO₃ के मोलों की संख्या समान हो तो इस मिश्रण से पूर्णतः क्रिया करने के लिए 0.1 M – HCl के कितने mL की आवश्यकता होगी?
हल:
मिश्रण में अवयवों के मोलों की संख्या ज्ञात करना-माना मिश्रण में Na₂CO₃ के x g उपस्थित हैं।
∴ मिश्रण में उपस्थित NaHCO₃ = (1 – x) g
Na₂CO₃ का मोलर द्रव्यमान = 2 × 23 + 12 + 3 × 16
= 84 g mol^-1
NaHCO₃ का मोलर द्रव्यमान = 23 + 1 + 12 + 3 × 16
= 84 g mol^-1
∴ x g में Na₂CO₃ के मोल = \(\frac{x}{106}\)
तथा (1 – x) g में NaHCO₃ के मोल = \(\frac{1-x}{84}\)
चूँकि मिश्रण में दोनों के मोलों की संख्या समान है; अत:
\(\frac{x}{106}\) = \(\frac{1-x}{84}\)
या 106 – 106 x = 84 x
या x = \(\frac{106}{109}\) g
= 0.558 g
अतः Na₂CO₃ के मोलों की संख्या
= \(\frac{0.558}{106}\) = 0.00526
NaHCO₃ के मोललों की संख्या = \(\frac{1-0.558}{84}\)
= \(\frac{0.442}{84}\) = 0.00526
आवश्यक HCI के मोल ज्ञात करना –
Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + CO₂↑
NaHCO₃ + HCl → NaCl + H₂O + CO₂↑
उपर्युक्त अभिक्रिया-समीकरणों से स्पष्ट है कि –
1 मोल Na₂CO₃ के लिए आवश्यक HCl = 2 mol
∴ 0.00526 मोल Na₂CO₃ के लिए आवश्यक HCl = 0.00526 × 2 mol
= 0.01052 mol
1 मोल NaHCO₃ के लिए आवश्यक HCl = 1 mol
∴ 0.00526 मोल NaHCO₃ के लिए आवश्यक HCl = 0.00526 × 1 mol
= 0.00526 mol
∴ कुल आवश्यक HCl = 0.01052 + 0.00526
= 0.01578 mol
0.1 M – HCI का आयतन ज्ञात करना –
0.1 M – HCI के 0.1 mol उपस्थित हैं = 1000 mL HCl में
0.01578 mol 0.1 M – HCI उपस्थित होंगे
\(\frac{1000}{0.1}\) × 0.01578 mL HCl में
= 157.8 mL

प्रश्न 2.7
द्रव्यमान की दृष्टि से 25% विलयन के 300g एवं 40% के 400g को आपस में मिलाने पर प्राप्त मिश्रण का द्रव्यमान प्रतिशत साद्रण निकालिए।
हल:
विलेय की कुल मात्रा = 75 + 160 = 235g
40% विलयन के 400 g में उपस्थित विलेय
= \(\frac{40}{100}\) × 100
= 160 g
विलयन का कुल द्रव्यमान = 300 + 400 = 700 g
25% विलयन के 300 g में उपस्थित विलेय
= \(\frac{25}{100}\) × 300 = 75 g
परिणामी विलयन में विलेय का प्रतिशत = \(\frac{235}{700}\) × 100
= 33.57%
उत्तर विलयन में विलायक का प्रतिशत = 100 – 33.57
= 66.43%

प्रश्न 2.8
222.6g एथिलीन ग्लाइकॉल, C₂H₄ (OH)₂ तथा 200 g जल को मिलाकर प्रतिहिम मिश्रण बनाया गया। विलयन की मोललता की गणना कीजिए। यदि विलयन का घनत्व 1.072 g mL^-1 हो तो विलयन की मोलरता निकालिए।
हल:
विलेय C₂H₄ (OH)₂ का द्रव्यमान = 222.6 g
C₂H₄ (OH)₂ का मोलर द्रव्यमान = 62 g mol^-1
∴ विलेय के मोल = \(\frac{222.6 \mathrm{g}}{62 \mathrm{g} \mathrm{mol}^{-1}}\)
= 3.59
विलायक का द्रव्यमान = 200 g = 0.200 kg
मोललता = \(\frac{3.59 mol}{0.200 kg}\) = 17.59 mol kg^-1
विलयन का कुल द्रव्यमान = (222.6 + 200) g = 422.6 g
विलयन का आयतन = \(\frac{422.6 \mathrm{g}}{1.072 \mathrm{g} \mathrm{mL}^{-1}}\)
= 394.2 mL = 0.3942 L
मोलरता = \(\frac{3.59 mol}{0.3942 L}\) = 9.1 mol L^-1

प्रश्न 2.9
एक पेय जल का नमूना क्लोरोफॉर्म (CHCl₃) से, कैंसरजन्य समझे जाने की सीमा तक बहुत अधिक संदूषित है। इसमें संदूषण की सीमा 15 ppm (द्रव्यमान में) है –

1. इसे द्रव्यमान प्रतिशत में व्यक्त कीजिए।
2. जल के नमूने में क्लोरोफॉर्म की मोललता ज्ञात कीजिए।

हल:
1. विलयन में प्रति मिलियन (10⁶) भागों में 15 भाग हैं।
∴ द्रव्यमान प्रतिशत = \(\frac{15}{10^{6}} \times 100\)
= 1.5 × 10^-3

2. विलयन के 10⁶ g में 15g क्लोरोफॉर्म विलायक का द्रव्यमान = 10⁶ g = 10³ kg
क्लोरोफॉर्म (CHCl₃) का मोलर द्रव्यमान = 12 + 1 + 3 × 35.5
= 119.5g mol^-1
अत: क्लोरोफार्म की मोललता = \(\frac{15 / 119 \cdot 5}{10^{3}} \times 100\)
= 1.25 × 10^-4 m

प्रश्न 2.10
ऐल्कोहॉल एवं जल के एक विलयन में आण्विक अन्योन्य क्रिया की क्या भूमिका है?
उत्तर:
ऐल्कोहॉल में प्रबल हाइड्रोजन बन्ध होता है। चूंकि जल तथा ऐल्कोहॉल को मिश्रण करने पर आण्विक अन्योन्य क्रिया दुर्बल हो जाती है; अतः ये धनात्मक विलयन प्रदर्शित करते हैं। इसके फलस्वरूप जल तथा ऐल्कोहॉल की तुलना में विलयन का वाष्प-दाब उच्च तथा क्वथनांक कम होगा।

प्रश्न 2.11
ताप बढ़ाने पर गैसों की द्रवों की विलेयता में हमेशा कमी आने की प्रवृत्ति क्यों होती है?
उत्तर:
द्रव में गैस का घुलना एक ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया है, अत: ताप बढ़ाने पर साम्य पश्च दिशा स्थानान्तरित होता है और दाब में कमी हो जाती है। फलत: विलेयता में सदैव कमी आने की प्रवृत्ति होती है।

प्रश्न 2.12
हेनरी का नियम तथा इसके कुछ महत्त्वपूर्ण अनुप्रयोग लिखिए।
उत्तर:
हेनरी का नियम:
सर्वप्रथम गैस की विलायक में विलेयता तथा दाब के मध्य मात्रात्मक सम्बन्ध हेनरी ने दिया। इसे हेनरी का नियम कहते हैं। इसके अनुसार, स्थिर ताप पर विलायक के प्रति एकांक आयतन में घुला गैस का द्रव्यमान विलयन के साथ साम्यावस्था में गैस के दाब के समानुपाती होता है।

डाल्टन, जो हेनरी के समकालीन थे, ने भी स्वतन्त्र रूप से निष्कर्ष निकाला कि किसी द्रवीय विलयन में गैस की विलेयता गैस के आंशिक दाब पर निर्भर करती है। यदि हम विलयन में गैस के मोल-अंश को उसकी विलेयता का माप मानें तो यह कहा जा सकता है कि किसी विलयन में गैस का मोल-अंश उस विलयन के ऊपर उपस्थित गैस के आंशिक दाब के समानुपाती होता है।

अत: विकल्पतः हेनरी के नियम को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है –
किसी गैस का वाष्प-अवस्था में आंशिक दाब (p), उस विलयन में गैस के मोल-अंश (x) के समानुपाती होता है।
p ∝ x
या p = K_H·x
यहाँ K_H हेनरी स्थिरांक है।
समान ताप पर भिन्न-भिन्न गैसों के लिए K_H का मान भिन्न-भिन्न होता है। K_H का मान गैस की प्रकृति पर निर्भर करता है।

हेनरी नियम के अनुप्रयोग:
हेनरी नियम के उद्योगों में अनेक अनुप्रयोग हैं एवं यह कुछ जैविक घटनाओं को समझने में सहायक होता है।

इसके कुछ महत्त्वपूर्ण अनुप्रयोग निम्नलिखित प्रकार हैं –

1. सोडा-जल एवं शीतल पेयों में CO₂ की विलेयता बढ़ाने के लिए बोतल को अधिक दाब पर बन्द किया जाता है।

2. गहरे समुद्र में श्वास लेते हुए गोताखोरों को अधिक दाब पर गैसों की अधिक घुलनशीलता का सामना करना पड़ सकता है। अधिक बाहरी दाब के कारण श्वास के साथ ली गई वायुमण्डलीय गैसों की विलेयता रुधिर में अधिक हो जाती है।

जब गोताखोर सतह की ओर आते हैं, बाहरी दाब धीरे-धीरे कम होने लगता है। इसके कारण घुली हुई गैसें बाहर निकलती हैं, इससे रुधिर में नाइट्रोजन के बुलबुले बन जाते हैं। यह केशिकाओं में अवरोध उत्पन्न कर देता है और एक चिकित्सीय अवस्था उत्पन्न कर देता है जिसे बेंड्स (Bends) कहते हैं।

यह अत्यधिक पीड़ादायक एवं जानलेवा होता है। बेंड्स से तथा नाइट्रोजन की रुधिर में अधिक मात्रा के जहरीले प्रभाव से बचने के लिए, गोताखोरों द्वारा श्वास लेने के लिए उपयोग किए जाने वाले टैंकों में, हीलियम मिलाकर तनु की गई वायु को भरा जाता है (11.7% हीलियम, 56.2% नाइट्रोजन तथा 32.1% ऑक्सीजन)।

3. अधिक ऊँचाई वाली जगहों पर ऑक्सीजन का आंशिक दाब सतही स्थानों से कम होता है अतः इन जगहों पर रहने वाले लोगों एवं आरोहकों के रुधिर और ऊतकों में ऑक्सीजन की सान्द्रता निम्न हो जाती है। इसके कारण आरोहक कमजोर हो जाते हैं और स्पष्टतया सोच नहीं पाते। इन लक्षणों को ऐनॉक्सिया कहते हैं।

प्रश्न 2.13
6.56 × 10^-3 g एथेनयुक्त एक संतृप्त विलयन में एथेन का आंशिक दाब 1 bar है। यदि विलयन में 5.00 × 10^-2 g एथेन हो तो गैस का आंशिक दाब क्या होगा?
हल:
सम्बन्ध M = K_H × p से,
प्रथम स्थिति से, 656 × 10^-3 g = KH × 1 bar
K_H = 6.56 × 10^-3 g bar^-1
द्वितीय स्थिति में,
5.00 × 10^-2 g = (6.56 × 10^-2 g bar^-1) × p
या = \(\frac{5.00 \times 10^{-2} \mathrm{g}}{6.56 \times 10^{-2} \mathrm{g} \mathrm{bar}^{-1}}\)
= 0.762 bar

प्रश्न 2.14
राउल्ट के नियम से धनात्मक एवं ऋणात्मक विचलन का क्या अर्थ है तथा ∆_{मित्रण} के चिह्न इन विचलनों से कैसे सम्बन्धित हैं?
उत्तर:
जब कोई विलयन सभी सान्द्रताओं पर राउल्ट के नियम का पालन नहीं करता तो वह अनादर्श विलयन (Non – ideal solution) कहलाता है। इस प्रकार के विलयनों का वाष्प-दाब राउल्ट के नियम द्वारा निर्धारित किए गए वाष्प-दाब से या तो अधिक होता है या कम। यदि यह अधिक होता है तो यह विलयन राउल्ट नियम से धनात्मक विचलन प्रदर्शित करता है और यदि यह कम होता है तो यह ऋणात्मक विचलन प्रदर्शित करता है।

1. राउल्ट नियम से धनात्मक विचलन प्रदर्शित करने वाले अनादर्श विलयन:
राउल्ट नियम से धनात्मक विचलन की स्थिति में A – B अन्योन्यक्रियाएँ A – A तथा B – B अन्योन्यक्रियाओं की तुलना में कमजोर होती हैं अर्थात् विलेय-विलायक अणुओं के मध्य अन्तराआण्विक आकर्षण बल विलेय-विलेय और या विलायक-विलायक अणुओं की तुलना में कमजोर होते हैं। इस प्रकार के विलयनों में से A अथवा B के अणु शुद्ध अवयव की तुलना में सरलता से पलायन कर सकते हैं। इसके फलस्वरूप वाष्प-दाब में वृद्धि होती है जिससे धनात्मक विघटन होता है।

2. राउल्ट नियम से ऋणात्मक विचलन प्रदर्शित करने वाले अनादर्श विलयन:
इस प्रकार के विलयनों में A – A व B – B के बीच अन्तराआण्विक आकर्षण बल A – B की तुलना में कमजोर होता है; अत: इस प्रकार के विलयनों में A तथा B अणुओं की पलायन प्रवृत्ति शुद्ध अवयव की तुलना में कम होती है। इसके फलस्वरूप विलयन के प्रत्येक अवयव का वाष्प-दाब राउल्ट नियम के आधार पर अपेक्षित वाष्प-दाब से कम होता है।

प्रश्न 2.15
विलायक के सामान्य क्वथनांक पर एक अवाष्पशील विलेय का 2% जलीय विलयन का 1.004 bar वाष्य दाब है। विलेय का मोलर द्रव्यमान क्या है?
हल:
क्वथनांक पर शुद्ध जल का वाष्प दाब
(p⁰) = 1 atm = 1.013 bar
विलयन का वाष्प दाब (p_s) = 1.004 bar
विलयन का द्रव्यमान = 100 g
विलायक का द्रव्यमान = 98 g
तनु विलयन (2%) के लिए राउल्ट का नियम लागू करने पर,

प्रश्न 2.16
हेप्टेन एवं आक्टेन एक आदर्श विलयन बनाते हैं। 373 K पर दोनों द्रव घटकों के वाष्य दाब क्रमशः 105.2 kPa तथा 46.8 kPa हैं। 26.0 g हेप्टेन एवं 35.0g आक्टेन के मिश्रण का वाष्य दाब क्या होगा?
हल:
हेप्टेन (C₇H₁₆) का मोलर द्रव्यमान
= 100 g mol^-1
आक्टेन (C₈H₁₈) का मोलर द्रव्यमान = 114 g mol^-1

x_{ऑकटेन} = 1 – 0.456 = 0.544
p_{हेणटेन} = 0.456 × 105.2 kPa
= 47.97 kPa
P_{ऑकटेन} = 0.544 × 46.8 kPa
= 25.46 kPa
P_कुल = 47.97 + 25.46
= 73.43 kPa

प्रश्न 2.17
300 K पर जल का वाष्प दाब 12.3 kPa है। इसमें बने अवाष्पशील विलेय के एक मोलल विलयन का वाष्प दाब ज्ञात कीजिए।
हल:
एक मोलल विलयन का अर्थ है, विलायक के 1 kg में उपस्थित विलेय के 1 mol,
अतः विलायक के मोलों की संख्या
= \(\frac{1000 g}{18 g}\) = 55.5
विलेय के मोल-अंश = \(\frac{1}{1+55.5}\) = \(\frac{1}{56.5}\)
= 0.0177

प्रश्न 2.18
114 g ऑक्टेन में किसी अवाष्पशील विलेय (मोलर द्रव्यमान 40g mol^-1) की कितनी मात्रा घोली जाए कि आक्टेन का वाष्प दाब घटकर मूल का 80% रह जाए?
हल:
माना अवाष्पशील विलेय (मोलर. द्रव्यमान 40g mol^-1) की आवश्यक मात्रा = Wg
अत: विलेय के मोल = \(\frac{w}{10}\) mol
विलेय के मोल-अंश = \(\frac{w/40}{w/40+1}\)
(∵ विलायक के मोल = \(\frac{114 g}{114 g m o l^{-1}}\) = 1 mol)

प्रश्न 2.19
एक विलयन जिसे एक अवाष्पशील ठोस के 30g को 90 g जल में विलीन करके बनाया गया है। उसका 298 K पर वाध्य दाब 2.8 kPa है। विलयन में 18g जल और मिलाया जाता है जिससे नया वाष्य दाब 298 K पर 2.9 kPa हो जाता है। निम्नलिखित की गणना कीजिए –

1. विलेय का मोलर द्रव्यमान
2. 298 K पर जल का वाष्प दाब।

गणना:
1. माना विलेय का मोलर द्रव्यमान = M g mol^-1
विलेय के मोलों की संख्या (n₂) = \(\frac{30}{M}\) mol
विलायक के मोलों की संख्या

18 g जल मिलाने के पश्चात्
n (H₂O)) अर्थात् n₁ = 6 mol

समीकरण (1) को समीकरण (2) से भाग देने पर,

2. 298 K पर जल का वाष्प दाब ज्ञात करने के लिए, M = 23 को समीकरण (1) में रखने पर,

प्रश्न 2.20
शक्कर के 5% (द्रव्यमान)जलीय विलयन का हिमांक 271 K है। यदि शुद्ध जल का हिमांक 273.15 K है तो ग्लूकोस के 5% जलीय विलयन के हिमांक की गणना कीजिए।
गणना:
शक्कर विलयन के लिए

(∵ शक्कर (C₁₂H₂₂O₁₁) का मोलर द्रव्यमान
= 342 g mol^-1)
= 13.97 K Kg mol^-1
अब ग्लूकोस विलयन के लिए ∆T_f = K_f × m
= \(\frac{13.97 \times 5 \times 100}{180 \times 95}\)
जल में 5% ग्लूकोस के विलयन का हिमांक
= 273.15 – 4.8
= 269.07K

प्रश्न 2.21
दो तत्व A एवं B मिलकर AB एवं AB₂ सूत्र वाले दो यौगिक बनाते हैं। 20g बेन्जीन में घोलने पर 1g AB₂ हिमांक को 2.3 K अवनमित करता है, जबकि 1.0g AB₄ से 1.3 K का अवनमन होता है। बेन्जीन के लिए मोलर अवनमन स्थिरांक 5.1 K kg mol^-1 है। A एवं B के परमाण्वीय द्रव्यमान की गणना कीजिए।
हल:
माना तत्व A का परमाणु द्रव्यमान ‘a’ तथा तत्व B का परमाणु द्रव्यमान ‘b’ है।
यौगिक AB₂ के लिए –
20 g बेन्जीन में 1 g यौगिक AB₂ का अर्थ है कि 1000g बेन्जीन में 500 g AB₂ है।
∴ बेन्जीन में AB₂ की मोललता (m) = \(\frac{50}{a+2b}\)
यहाँ a + 2b, AB₂ का मोलर द्रव्यमान है।
∆T_f = 2.3 K
बेन्जीन के लिए, K_f = 5.1 K kg mol^-1

यौगिक AB₄ के लिए
∆T_f’ = 1.3 K
बेन्जीन में ABA की मोललता (m’) = \(\frac{50}{a+4b}\)
जहाँ a + 4b, AB₄ का मोलर द्रव्यमान है।
अब

समीकरण (1) को (2) में से घटाने पर,
2b = 85.28
या b = 42.64
b का मान समीकरण (1) में रखने पर,
α + 2 × 42.64 = 110.87
a = 110.87 – 85.28
= 25.59
अतः तत्व A का परमाणु द्रव्यमान = 25.59
तथा तत्व B का परमाणु द्रव्यमान = 42.64

प्रश्न 2.22
300 K पर 36 g प्रति लीटर सान्द्रता वाले ग्लूकोस के विलयन का परासरण दाब 4.98 bar है। यदि इसी ताप पर विलयन का परासरण दाब 1.52 bar हो तो उसकी सान्द्रता क्या होगी?
हल:
IT = 4.98 bar, T = 300 K,
V = 1 L,
ग्लकोस का भार w₂ = 36 g
ग्लूकोस (C₆H₁₂O₆) का मोलर द्रव्यमान
= 6 × 12 +1 × 12 + 6 × 16
= 72 + 12 + 96
= 180 g mol^-1
ग्लूकोस के मोलों की संख्या = n_B = \(\frac{360}{180}\) = 0.2

दूसरे विलयन के लिए,

अतः विलयन की सान्द्रता = 0.061 mol L^-1

प्रश्न 2.23
निम्नलिखित युग्मों में उपस्थित सबसे महत्त्वपूर्ण अन्तरआण्विक आकर्षण बलों का सुझाव दीजिए –

1. n – हेक्सेन व n – ऑक्टेन
2. I₂ तथा CCl₄
3. NaClO₄ तथा H₂O
4. मेथेनॉल तथा ऐसीटोन
5. ऐसीटोनाइट्राइल (CH₃CN) तथा ऐसीटोन (C₃H₆O)

उत्तर:

1. इन दोनों में अन्तरआण्विक अन्योन्य क्रियायें लण्डन प्रकीर्ण बल है क्यों ये दोनों अधूवी हैं।
2. इनके मध्य लण्डन प्रकीर्ण बल हैं।
3. NaClO₄ तथा H₂O में अन्तराआण्विक अन्योन्य क्रियायें आयन-द्विध्रुव अन्योन्यक्रियायें क्योंकि NaClO₄ विलयन Na⁺ तथा ClO₄^– आयन देता हैं और जलध्रुवी है।
4. चूँकि दोनों ध्रुवी अणु हैं, अत: इनमें अन्तराआण्विक अन्योन्य क्रियायें द्विध्रुव-द्विध्रुव अन्योन्य – क्रियायें है।
5. इन दोनों के मध्य द्विध्रुव-द्विध्रुव अन्योन्य क्रियायें हैं।

प्रश्न 2.24
विलेय-विलायक आकर्षण के आधार पर निम्नलिखित को n – ऑक्टेन की विलेयता के बढ़ते क्रम में व्यवस्थित कीजिए –
KCl, CH₃OH, CH₃ CN, साइक्लोहेक्सेन।
उत्तर:
चूँकि KCl एक आयनिक यौगिक है और nऑक्टेन अध्रुवी है, अत: KCl n – ऑक्टेन में अघुलनशील है। साइक्लोहेक्सेन तथा n – ऑक्टेन दोनों अध्रुवी हैं, अतः ये दोनों पूर्णतया मिश्रित हो जाते हैं। CH₃OH तथा CH₃CN दोनों अध्रुवी हैं परन्तु CH₃CN, CH₃OH से कम ध्रुवी हैं, अतः n – ऑक्टेन में CH₃CN की घुलनशीलता अधिक है क्योंकि विलायक अध्रुवी है। विलेयता का क्रम निम्नलिखित है –
KCl < CH₃OH < CH₃ CN < साइक्लोहेक्सेन

प्रश्न 2.25
पहचानिए कि निम्नलिखित यौगिकों में से कौन-से जल में अत्यधिक विलेय, आंशिक रूप से विलेय तथा अविलेय हैं –

1. फिनॉल
2. टॉलूईन
3. फॉर्मिक अम्ल
4. एथिलीन ग्लाइकॉल
5. क्लोरोफार्म
6. पेन्टेनॉल।

उत्तर:

1. फिनॉल जल में आंशिक रूप से विलेय है क्योंकि फिनॉल में ध्रुवी – OH समूह होता है और अध्रुवी ऐरोमैटिक फेनिल (CH₆H₅) समूह होने से यह जल में अत्यधिक विलेय नहीं है।
2. चूँकि टालूईन अध्रुवी है तथा जलध्रुवी है, अत: यह जल में अविलेय है।
3. फार्मिक अम्ल जल में अत्यधिक विलेय है, क्योंकि फॉर्मिक अम्ल जल के साथ हाइड्रोजन बन्ध बना सकता है।
4. चूँकि एथिलीन ग्लाइकॉल जल के साथ हाइड्रोजन बन्ध बनाता है, अतः यह जल में अत्यधिक विलेय है।
5. चूँकि क्लोरोफार्म एक कार्बनिक द्रव है, अतः यह जल में अविलेय है।
6. चूँकि पेन्टेनॉल में – OH समूह ध्रुवी है और हाइड्रोकार्बन भाग (C₅H₁₁-) अध्रुवी होता है, अतः यह जल में आंशिक रूप से विलेय है।

प्रश्न 2.26
यदि किसी झील के जल के घनत्व 1.25 gmL^-1 है तथा उसमें 92 gNa⁺ आयन प्रति किलो जल में उपस्थित हैं। तो झील में Na⁺ आयन की मोललता ज्ञात कीजिए।
हल:
92 g Na⁺ आयनों में मोलों की संख्या
= \(\frac{92 \mathrm{g}}{23 \mathrm{g} \mathrm{mol}^{-1}}\) = 4 mol
(∴ Na का परमाणु द्रव्यमान = 23)
∴ 4 mol Na⁺ आयन 1 kg जल में उपस्थित हैं।
∴ झील में Na⁺ आयन की मोललता = 4 m

प्रश्न 2.27
अगर Cus का विलेयता गुणनफल 6 × 10^-16 है तो जलीय विलयन में उसकी अधिकतम मोलरता ज्ञात कीजिए।
गणना:
यदि Cus की mol L^-1 में विलेयता S हो, तो

प्रश्नानुसार,
Cus का विलेयता गुणनफल (K_sp) = 6 × 10^-16

प्रश्न 2.28
जब 6.5 g ऐस्पिरीन (C₉H₈O₄) को 450g ऐसीटोनाइट्राइल (CH₃CN) में घोला जाये तो ऐस्पिरीन का ऐसीनाइट्राइल में भार प्रतिशत ज्ञात कीजिए।
हल:
ऐस्पिरीन का भार प्रतिशत

= 1.424%

प्रश्न 2.29
नैलॉर्फीन (CH₁₉H₂₁NO₃) जो कि मॉर्फीन जैसी होती है, का उपयोग स्वापक उपभोक्ताओं द्वारा स्वापक छोड़ने से उत्पन्न लक्षणों को दूर करने में किया जाता है। सामान्यतया नैलॉफीन की 1.5 mg खुराक दी जाती है। उपर्युक्त खुराक के लिए 1.5 × 10^-3 m जलीय विलयन का कितना द्रव्यमान आवश्यक होगा?
हल:
1.5 × 10^-3 m विलयन का अर्थ है कि नैलॉर्फीन के 1.5 × 10^-3 mol जल के 1 kg में घुले हैं।
नैलॉर्फीन (C₁₉H₂₁NO₃) का मोलर द्रव्यमान
= 19 × 12 + 21 × 1 + 14 + 3 × 16
= 228 + 21 + 14 + 48
= 311 g mol^-1
∴ 1.5 × 10^-3 mol C₁₉H₂₁NO₃
= 1.5 × 10^-3 × 311 g = 0.467 g = 467 mg
∴ विलयन का द्रव्यमान
= 1000 g + 0.467 g
= 1000.467g
चूँकि नैलॉर्फीन के 467 mg के लिए आवश्यक विलयन = 1000.467g
इसलिए 1.5 mg नैलॉर्फीन के लिए आवश्यक विलयन
= \(\frac{1000.467 g}{467}\) × 1.5
= 3.21g

प्रश्न 2.30
बेन्जोइक अम्ल का मेथेनॉल में 0.15 m विलयन बनाने के लिए आवश्यक मात्रा की गणना कीजिए।
गणना:
0.15 m विलयन से तात्पर्य यह है कि बेन्जोइक अम्ल के 0.15 mole विलायक के 1 kg में उपस्थित हैं।
बेन्जोइक अम्ल (C₆H₅COOH) का मोलर द्रव्यमान
= 6 × 12 + 5 × 1 + 12 + 2 × 16 + 1
= 72 + 5 + 12 + 32 + 1
= 122 g mol^-1
∵ बेन्जोइक अम्ल के 0.15 mol
0.15 × 122 g
= 18.3 g
∴ 1 kg विलयन में बेन्जोइक अम्ल = 18.3 g
∴ बेन्जोइक अम्ल के 0.15 mol के 1 किलो में उपस्थित है।
अतः बेन्जोइक अम्ल का मेथेनॉल में 0.15 m विलयन बनाने के लिए आवश्यक बेनजोइक अम्ल
= 18.3g प्रति किलो

प्रश्न 2.31
ऐसीटिक अम्ल, ट्राइक्लोरोऐसीटिक अम्ल एवं ट्राइफ्लुओरो ऐसीटिक अम्ल की समान मात्रा से जल के हिमांक में अवनमन इनके उपर्युक्त दिए गए क्रम में बढ़ता है। संक्षेप में समझाइए।
उत्तर:
हिमांक में अवनमन का क्रम निम्नलिखित प्रकार हैं –

फ्लुओरीन, अत्यधिक विद्युत ऋणी है जिससे इसमें उच्च इलेक्ट्रॉन प्रतिकर्षी प्रेरकीय प्रभाव होता है। इसके फलस्वरूप ऐसीटिक अम्ल सबसे दुर्बल अम्ल है और ट्राइफ्लुओरोऐसीटिक अम्ल सबसे प्रबल अम्ल है।

अतः ऐसीटिक अम्ल जल में अल्प मात्रा में आयनीकृत होता है और ट्राइफ्लुओरोऐसीटिक अम्ल जल में अत्यधिक आयनित होता है। अधिक आयनित होने पर हिमांक में अवनमन अधिक होता है। अतः ऐसीटिक अम्ल के लिए हिमांक में अवनमन न्यूनतम होगा और ट्राइफ्लुओरोऐसीटिक अम्ल के लिए हिमांक में अवनमन अधिकतम होगा।

प्रश्न 2.32
CH₃ – CH₂ – CHCl – COOH के 10g को 250 g जल में मिलाने से होने वाले हिमांक का अवनमन परिकलित कीजिए।
(Ka = 1.4 × 100^-3, K_f = 1.86 Kkg mol^-1)
हल:
CH₃ – CH₂ – CHCl – COOH का मोलर द्रव्यमान
= 12 + 3 + 12 + 2 + 12 + 1 + 35.5 + 12 + 32 + 1
= 122.5 g mol^-1

वान्ट हॉफ गुणक (i) की गणना –

प्रारम्भिक मोल 1
साम्यावस्था पर मोल 1 – α
i = \(\frac{1+α}{1}\) = 1 + α
= 1 + 0.065
= 1.065
∆T_f = iK_fm
= 1.065 × 1.86 × 0.3264
= 0.65 K

प्रश्न 2.33
CH₂FCOOH के 19.5 g को 500 g H₂O में घोलने पर जल के हिमांक में 1.0°C का अवनमन देखा गया। फ्लुओरोएसीटिक अम्ल का वान्ट हॉफ गुणक तथा वियोजन स्थिरांक परिकलित कीजिए।
हल:
प्रश्नानुसार,

प्रश्न 2.34
293 K पर जल का वाष्य दाब 17 535 mm Hg है। यदि 25g ग्लूकोस को 450g जल में घोलें तो 293 K पर जल का वाष्य दाब परिकलित कीजिए।
हल:
प्रश्नानुसार
p⁰ = 17.535 mm Hg,
W₂ = 25 g,
W₁ = 450g
ग्लूकोस, (C₆H₁₂O₆) का मोलर द्रव्यमान
(M₂) = 180 g mol^–
(जल, H₂O) का मोलर द्रव्यमान (M₁) = 18g mol^-1
राउल्ट का नियम लागू करने पर,

प्रश्न 2.35
298 K पर मेथेन की बेन्जीन पर मोललता का हेनरी स्थिरांक 4.27 × 10⁵ mm Hg है। 298 K तथा 760 mm Hg दाब पर मेथेन की बेन्जीन में विलेयता परिकलित कीजिए।
हल:
यहाँ K_H = 4.27 × 10⁵ mm Hg
p = 760 mm Hg
हेनरी का नियम लागू करने पर,
p = K_H गैस

प्रश्न 2.36
100 g द्रव A (मोलर द्रव्यमान 140 g mol^-1) को 1000 g द्रव B (मोलर द्रव्यमान 180 g mol^-1) में घोला गया। शुद्ध द्रव B का वाष्प दाब 500 Torr पाया गया। शुद्ध द्रव A को वाष्प दाब तथा विलयन में उसका वाष्प दाब परिकलित कीजिए यदि विलयन का कुल वाष्प दाब 475 Torr हो।
हल:
द्रव A (विलेय) के मोलों की संख्या

द्रव B (विलायक) के मोलों की संख्या

विलयन में द्रव A के मोल-अंश

∴ विलयन में द्रव B के (x_B) = 1 – 0.114 = 0.886 ,
दिया है –

प्रश्न 2.37
328 K पर शुद्ध ऐसीटोन एवं क्लोरोफॉर्म के वाष्प दाब क्रमशः 741.8 mm Hg तथा 632.8 mm Hg हैं। यह मानते हुए कि संघटन के सम्पूर्ण परास में ये आदर्श विलयन बनाते हैं, image 53 को फलन के रूप में आलेखित कीजिए। मिश्रण के विभिन्न संघटनों के प्रेक्षित प्रायोगिक आँकड़े निम्नलिखित हैं –

उपर्युक्त आँकड़ों को भी उसी ग्राफ में आलेखित कीजिए और इंगित कीजिए कि क्या इसमें आदर्श विलयन से धनात्मक अथवा ऋणात्मक विचलन है?
हल:


चूँकि p कल के लिए वक्र नीचे की ओर गिरता है; अत: विलयन आदर्श व्यवहार से ऋणात्मक विचलन प्रदर्शित करता है।

प्रश्न 2.38
संघटनों के सम्पूर्ण परास में बेन्जीन तथा टॉलूईन आदर्श विलयन बनाते हैं। 300 K शुद्ध बेन्जीम तथा नैफ्थेलीन का वाष्प दाब क्रमशः 50.71 mm Hg तथा 32.06 mm Hg है। यदि 80 g बेन्जीन को 100 g नैफ्थेलीन में मिलाया जाए तो वाष्प अवस्था में उपस्थित बेन्जीन के मोल-अंश परिकलित कीजिए।
हल:
बेन्जीन (C₆H₆) का मोलर द्रव्यमान
= 78 g mol^-1
टॉलूईन (C₆H₅ CH₃) का मोलर द्रव्यमान
= 92 g mol^-1
∴ बेन्जीन के 80 g में मोलों की संख्या
= \(\frac{80 g}{78 g m o l^{-1}}\) = 1.026 mol
∴ टॉलूईन के 100 g में मोलों की संख्या = \(\frac{100 g}{92 g m o l^{-1}}\)
∴ विलयन में बेन्जीन के मोल-अंश = \(\frac{1.026}{1.026+1.087}\)
= \(\frac{1.026}{2.113}\) = 0.486
टॉलूईन के मोल-अंश = 1 – 0.486 = 0.514

राउल्ट का नियम लागू करने पर,

वाष्प अवस्था में बेन्जीन के मोल-अंश

प्रश्न 2.39
वायु अनेक गैसों की मिश्रण है। 298 K पर आयतन में मुख्य घटक ऑक्सीजन और नाइट्रोजन लगभग 20% एवं 79% के अनुपात में हैं। 10 वायुमण्डल दाब पर जल वायु के साथ साम्य में है। 298 K पर यदि ऑक्सीजन तथा नाइट्रोजन के हेनरी स्थिरांक क्रमशः 3.30 × 10^-7 mm तथा 6.517 × 10⁷ mm है, तो जल में इन गैसों का संघटन ज्ञात कीजिए।
हल:
प्रश्नानुसार,
K_F (O₂) = 3.30 × 10⁷ mm
तथा K_H (N₂) = 6.51 × 10⁷ mm
साम्यावस्था में जल के साथ वायु का कुल दाब = 10 atm.
आयतन की दृष्टि से वायु में 20% ऑक्सीजन तथा 79% नाइट्रोजन है,
∴ ऑक्सीजन का आंशिक दाब

तथा नाइट्रोजन का आंशिक दाब

अब हेनरी का नियम से,

प्रश्न 2.40
यदि जल का परासरण दाब 27°C पर 0.75 वायुमण्डल हो तो 2.5 लीटर जल में घुले CaCl₂ (i = 2.47) की मात्रा परिकलित कीजिए।
हल:

CaCl₂ का मोलर द्रव्यमान
= 40 + 2 × 35.5
= 111 g mol^-1
घुली मात्रा = 0.0308 × 111 g
= 3.42g

प्रश्न 2.41
2 लीटर जल में 25°C पर K₂SO₄ के 25 mg को घोलने पर बनने वाले विलयन का परासरण दाब, यह मानते हुए ज्ञात कीजिए कि K₂SO₄ पूर्णतः वियोजित हो गया है।
हल:
घुला हुआ K₂SO₄ = 25 mg = 0.025 g
विलयन का आयतन = 2 L
T = 25°C = 25 + 273 = 298 K
K₂SO₄ का मोलर द्रव्यमान = 2 × 39 + 32 + 4 × 16
= 174 g mol^-1
चूँकि K₂SO₄ निम्नलिखित प्रकार पूर्णतया वियोजित हो – जाता है –

Bihar Board Class 12 Chemistry Solutions Chapter 4 रासायनिक बलगतिकी Textbook Questions and Answers, Additional Important Questions, Notes.

BSEB Bihar Board Class 12 Chemistry Solutions Chapter 4 रासायनिक बलगतिकी

Bihar Board Class 12 Chemistry रासायनिक बलगतिकी Text Book Questions and Answers

पाठ्यनिहित प्रश्न एवं उनके उत्तर

प्रश्न 4.1
R → P, अभिक्रिया के लिए अभिकारक की सान्द्रता 0.03 M से 25 मिनट में परिवर्तित होकर 0.02 M हो जाती है। औसत वेग की गणना सेकण्ड तथा मिनट दोनों इकाइयों में कीजिए।
गणना:

दिया है,
R₂ = 0.02 M; R₁ = 0.03 M
t₂ – t₁ = 25 min
अतः औसत वेग = \(\frac{0.02 M – 0.03 M}{25 min}\)
= \(\frac{-0.01 M}{25 min}\)
= 4 × 10^-4 M min^-1
= 6.66 × 10^-6 Ms^-1

प्रश्न 4.2
2A → उत्पाद, अभिक्रिया में A की सान्द्रता 10 मिनट में 0.5 mol L^-1 से घटकर 0.4 mol L^-1 रह जाती है। इस समयान्तराल के लिए अभिक्रिया वेग की गणना कीजिए।
गणना:
अभिक्रिया वेग = A के ह्रास होने का वेग

= 0.005 mol L^-1 min^-1

प्रश्न 4.3
एक अभिक्रिया A + B → उत्पाद के लिए वेग नियमा = k[A]^1/2 [B]² से दिया गया है। अभिक्रिया की कोटि क्या है?
हल:
r = k [A]^1/2B²
∵ अभिक्रिया की कोटि = \(\frac{1}{2}\) + 2 = 2 \(\frac{1}{2}\)

प्रश्न 4.4
अणु X का Y के रूपान्तरण द्वितीय कोटि की बलगतिका के अनुरूप होता है। यदि x की सान्द्रता तीन गुनी कर दी जाये तो Y का निर्माण होने के वेग पर क्या प्रभाव पड़ेगा?
उत्तर:
∵ अणु X का Y में रूपान्तरण द्वितीय कोटि की बलगति के अनुरूप होता है।
∴ अभिक्रिया का वेग = k[x]² ……………….. (i)
∵ X की सान्द्रता तीन गुनी कर दी जाती है,
∴ अभिक्रिया की कोटि = k[3X]²
= 9k[X]²
समी० (i) तथा (ii) से स्पष्ट है X की सान्द्रता तीन गुनी करने पर Y के निर्माण का वेग नौ गुना हो जायेगा।

प्रश्न 4.5
एक प्रथम कोटि की अभिक्रिया का वेग स्थिरांक 1.15 × 10^-3s^-1 है। इस अभिक्रिया में अभिकारक की 5g मात्रा को घटकर 3g होने में कितना समय लगेगा?
हल:
प्रश्नानुसार, अभिकारक की प्रारम्भिक मात्रा [A]₀ = 5g
अभिकारक की अन्तिम मात्रा [A] = 3g
तथा वेग स्थिरांक (k) = 1.15 × 10^-3s^-1
प्रथम कोटि की अभिक्रिया के लिए

= 2.0 × 10³ log \(\frac{10}{6}\)
= 2.0 × 10³ [log 10 – log 2 – log 3]
= 2.0 × 10³ [1 – 3010 – 4.771]
= 2.0 × 10³ × 0.2219
= 443.8 ≅ 444s

प्रश्न 4.6
SO₂Cl₂ को अपनी प्रारम्भिक मात्रा से आधी मात्रा में वियोजन होने में 60 मिनट का समय लगता है। यदि अभिक्रिया प्रथम कोटि की हो तो वेग स्थिरांक की गणना कीजिए।
गणना:
हम जानते हैं कि प्रथम कोटि अभिक्रिया के लिए,
k = \(\frac{0.693}{t_{1 / 2}}\)
= \(\frac{0.693}{(60×60 से०)}\)
(∵ t_1/2 = 60 मिनट = 60 × 60 से०
= 1.925 × 10^-4 प्रति से०

प्रश्न 4.7
ताप का वेग स्थिरांक पर क्या प्रभाव होगा?
उत्तर:
किसी रासायनिक अभिक्रिया में 10° ताप वृद्धि से वेग स्थिरांक में लगभग दुगनी वृद्धि होती है। वेग स्थिरांक की ताप की निर्भरता की व्याख्या आरेनियस समीकरण
k = Ae^-Ea/RT
से भली-भाँति की जा सकती है।
जहाँ A = आरेनियस गुणांक अथवा आवृति गुणांक
R = गैस नियतांक,
E_a = सक्रिय ऊर्जा।

प्रश्न 4.8
परमताप, 298 K में 10 K की वृद्धि होने पर रासायनिक अभिक्रिया का वेग दुगुना हो जाता है। इस अभिक्रिया के लिए E_a की गणना कीजिए।
गणना:

= 52898 J mol^-1
= 52.9 KJ mol^-1

प्रश्न 4.9
581 K ताप पर अभिक्रिया 2 HI(g) → H₂(g) + I₂ (g) के लिए सक्रियण ऊर्जा का मान 209.5 kJ mol^-1 है। अणुओं के उस अंश की गणना कीजिए जिसका ऊर्जा सक्रियण ऊर्जा के बराबर अथवा इससे अधिक है।
हल:
सक्रियण ऊर्जा से अधिक या बराबर ऊर्जा वाले अणुओं का अंश

= – 18.8323
∴ x = – 2.303 RT
= Antilog \(\bar{19}\).1677
= 1.471 × 10^-19

Bihar Board Class 12 Chemistry रासायनिक बलगतिकी Additional Important Questions and Answers

अभ्यास के प्रश्न एवं उनके उत्तर

प्रश्न 4.1
निम्नलिखित अभिक्रियाओं के वेग व्यंजकों से इनकी अभिक्रिया कोटि तथा वेग स्थिरांकों की इकाइयाँ ज्ञात कीजिए –

1. 3NO(g) → N₂O(g) + NO₂ (g) वेग = k [NO]²
2. H₂O₂ (aq) + 3I^– (aq) + 2H⁺ → 2H₂O(l) + I^–₃ वेग = k [H₂O₂] [I^–]
3. CH₃CHO (g) → CH₄ (g) + CO (g) वेग = k[CH₃CHO]^3/2
4. C₂H₅Cl(g) → C₂H₄ (g) + HCl (g) वेग = k[C₂H₅Cl]

उत्तर:
1. 3NO(g) → N₂O(g) + NO₂ (g) वेग = k [NO]²
अभिकारक NO की कोटि = 2
अभिक्रिया कोटि = 2 वेग
स्थिरांक (k) की इकाई

= L mol^-1 s^-1

2. H₂O₂ (aq) + 3I^– (aq) + 2H⁺ → 2H₂O(l) + I₃^– वेग = k [[H₂O₂] [I^–]
अभिक्रिया की कोटि = अभिकारक (H₂O₂) की कोटि + अभिकारक (I^–) की कोटि।
= 1 + 1
= 2
वेग स्थिरांक (k) की इकाई

= L mol^-1s^-1

3. CH₃CHO (g) → CH₄ (g) + CO(g)
वेग = k [CH₃CHO]^3/2
अभिक्रिया की कोटि = \(\frac{3}{2}\)
वेग स्थिरांक (k) की इकाई

अभिक्रिया कोटि = 1
वेग स्थिरांक (k) की इकाई

= s^-1

प्रश्न 4.2
अभिक्रिया 2A + B → A₂B के लिए वेग = k [A][B]² यहाँ k का मान 2.0 × 10^-6 mol^-2L²s^-1 है। प्रारम्भिक वेग की गणना कीजिए; जब [A] = 0.1mol L^-1 एवं [B] = 0.2 molL^-1 हो तथा अभिक्रिया वेग की गणना कीजिए; जब [A] घटकर 0.06 mol L^-1 रह जाए।
गणना:
प्रश्नानुसार [A] = 0.1 mol L^-1
तथा [B] = 0.2 mol
L^-1 तथा k = 0.2 mol^-1 L² s^-1
प्रारम्भिक वेग = k [A] [B]
= 2.0 × 10^-6 mol^-2 L² s^-1)
(0.1 mol L^-1) (0.2 mol L^-1)²
= 8.0 × 10^-9 mol L^-1s^-1
जब [A] 0.10 mol L^-1 से घटकर 0.06 mol L^-1 रह जाता है अर्थात् 0.04 mol L^-1 A
अभिकृत हो जाता है तब अभिकृत [B] = \(\frac{1}{2}\) × 0.04 mol L^-1
= 0.02 mol L^-1
∴ [B] = 0.2 – 0.02 = 0.18 mol L^-1
अतः वेग = (2.0 × 10^-6 mol^-2 L^-2 s^-1)
(0.06 mol L^-1) (0.18mol L^-1)²
= 3.89 × 10⁹ mol L^-1L^-1s^-1

प्रश्न 4.3
प्लैटिनम सतह पर NH₃ का अपघटन शून्य कोटि की अभिक्रिया है। N₂ एवं H₂ के उत्पादन की दर क्या होगी जबk का मान 2.5 × 10^-4 mol L^-1 s^-1 हो?
हल:
प्लैटिनम की सतह पर अमोनिया का अपघटन निम्न प्रकार से है –
NH₃ → \(\frac{1}{2}\)N₂ + \(\frac{3}{2}\) H₂

∵ शून्य कोटि अभिक्रिया के लिए, वेग = k

= 2.5 × 10^-4 mol L^-1s^-1

प्रश्न 4.4
डाइमेथिल ईथर के अपघटन से CH₄, H₂ तथा CO बनते हैं। इस अभिक्रिया का वेग निम्न समीकरण द्वारा दिया जाता है –
वेग = k [CH₃OCH₃]^3/2
अभिक्रिया के वेग का अनुगमन बन्द पात्र में बढ़ते दाब द्वारा किया जाता है, अत: वेग समीकरण को डाइमेथिल ईथर के आंशिक दाब के पद में भी दिया जा सकता है।
अतः वेग = k (PCH₃OCH₃)^3/2\
यदि दाब को bar में तथा समय को मिनट में मापा जाये तो अभिक्रिया के वेग एवं वेग स्थिरांक की इकाइयाँ क्या होंगी?
उत्तर:
वेग की दाब के पदों की इकाई = bar min^-1

प्रश्न 4.5
रासायनिक अभिक्रिया के वेग पर प्रभाव डालने वाले कारकों का उल्लेख कीजिए।
उत्तरः
अभिक्रिया के वेग को प्रभावित करने वाले कारक:

1. सान्द्रण का प्रभाव:
निश्चित ताप पर अभिकारकों की सान्द्रता बढ़ाने से अभिक्रिया का वेग बढ़ता है क्योंकि अभिकारक अणुओं का सान्द्रण बढ़ जाने से अणुओं के मध्य कारकों की संख्या बढ़ जाती है।

2. ताप का प्रभाव:
ताप की वृद्धि से सक्रिय अणुओं तथा प्रभावी टक्करों की संख्या बढ़ जाती है, जिससे अभिक्रिया का वेग बढ़ जाता है।

3. दाब का प्रभाव:
दाब बढ़ने से गैसीय अणु निकट आ जाते हैं, जिससे उनके परस्पर टकराने की सम्भावना बढ़ जाती है अर्थात् वेग बढ़ जाता है।

4. उत्प्रेरक का प्रभाव:
उत्प्रेरक अभिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा (E_a) का मान कम कर देता है जिससे सक्रिय अणुओं की संख्या बढ़ जाती है, अत: उत्प्रेरक की उपस्थिति में अभिक्रिया का वेग बढ़ जाता है।

5. अभिकारकों के पृष्ठ क्षेत्रफल का प्रभाव:
अभिकारक अणुओं का पृष्ठ क्षेत्रफल अधिक होने पर अभिक्रिया का वेग अधिक होता है।

6. अभिकारकों की प्रकृति का प्रभाव:
यदि अभिकारक आयनिक है, तो अभिक्रिया का वेग अधिक होगा।

7. प्रकाश का प्रभाव:
प्रकाश की उपस्थिति में अभिक्रिया का वेग बढ़ जाता है।

प्रश्न 4.6
किसी अभिकारक के लिए एक अभिक्रिया द्वितीय कोटि की है। अभिक्रिया का वेग कैसे प्रभावित होगा; यदि अभिकारक की सान्द्रता –

1. दुगनी कर दी जाए
2. आधी कर दी जाए?

उत्तर:
वेग = k [A]² = ka²
1. ∵ [A] = 2a
∴ वेग = k(2a)² = 4k² = चार गुना

2. ∵A = \(\frac{1}{2}\) a
∴ वेग = k\(\frac{a}{2}\)² = \(\frac{1}{4}\)² = एक चौथाई

प्रश्न 7.
वेग स्थिरांक पर ताप का क्या प्रभाव पड़ता है? ताप के इस प्रभाव को मात्रात्मक रूप में कैसे प्रदर्शित कर सकते हैं?
उत्तर:
किसी रासायनिक अभिक्रिया में 10°C ताप – वृद्धि से वेग स्थिरांक में लगभग दुगुनी वृद्धि होती है। वेग स्थिरांक की ताप पर निर्भरता की मात्रात्मक रूप में व्याख्या आरेनिअस समीकरण से भली-भाँति की जा सकती है। इसके अनुसार,
k = Ae^Ea/RT

प्रश्न 4.8
जल में एस्टर के छदम प्रथम कोटि के जल-अपघटन के निम्नलिखित आँकड़े प्राप्त हुए –

1. 30 से 60 सेकण्ड समय अन्तराल में औसत वेग की गणना कीजिए।
2. एस्टर के जल-अपघटन के लिए छद्म प्रथम कोटि अभिक्रिया वेग स्थिरांक की गणना कीजिए।

उत्तर:
1. t₁ से t₂ सेकण्ड समय अन्तराल में औसत वेग
= \(\frac{C_{2}-C_{1}}{t_{2}-t_{1}}\)
∴ 30 से 60 s समय-अन्तराल में औसत वेग
= \(\frac{0.31-0.17}{60-30}\) = \(\frac{0.14}{30}\)
= 4.67 × 10^-3 molL^-1s^-1

2. ∵ छद्म प्रथम कोटि अभिक्रिया वेग स्थिरांक

= 1.98 × 10^-2 s^-1

प्रश्न 4.9
एक अभिक्रिया A के प्रति प्रथम तथा B के प्रति द्वितीय कोटि की है।

1. अवकल वेग समीकरण लिखिए।
2. B की सान्द्रता तीन गुनी करने से वेग पर क्या प्रभाव पड़ेगा?
3. A तथा B दोनों की सान्द्रता दुगनी करने से वेग पर क्या प्रभाव पड़ेगा?

उत्तर:
1. अवकल वेग समीकरण निम्नलिखित है –
\(\frac{dx}{dt}\) = k [A] [B]²

2. माना A की सान्द्रता a तथा B की सान्द्रता b है, तब
वेग = k ab²
B की सान्द्रता तीन गुनी कर देने पर,
वेग = ka(3b)²
= 9k ab²
= 9 गुना

3. [A] तथा [B] दोनों की सान्द्रता दुगनी करने पर
वेग = k(2a) (2b)²
= 8k ab²
= 8 गुना

प्रश्न 4.10
A और B के मध्य अभिक्रिया में A और B की विभिन्न प्रारम्भिक सान्द्रताओं के लिए प्रारम्भिक वेग (r₀) नीचे दिए गए हैं। A और B के प्रति अभिक्रिया की कोटि क्या है?

हल:
माना A की कोटि m तथा B की कोटि n है। तब हम जानते हैं कि –
प्रारम्भिक वेग (r₀) = [A]^m [B]ⁿ
उपर्युक्त तालिका से
(r₀)₁ = 5.07 × 10^-5 = (0.20)^m (0.30)ⁿ ……………….. (i)
(r₀)₂ = 5.07 × 10^-5 = (0.20)^m (010)ⁿ …………………. (ii)
(r₀)₃ = 14.3 × 10^-5 = (0.40)^m (0.05)ⁿ …………………….. (iii)
समीकरण (i) को समीकरण (ii) से भाग देने पर –

अतः A के प्रति अभिक्रिया की कोटि (m) = 0.5
B के प्रति अभिक्रिया की कोटि (n) = 0

प्रश्न 4.11
2A + B → C + D अभिक्रिया की बलगतिकी अध्ययन करने पर निम्नलिखित परिणाम प्राप्त हुए। अभिक्रिया के लिए वेग नियम तथा वेग स्थिरांक ज्ञात कीजिए।

हल:
माना A की कोटि m तथा B की कोटि n है। तब
वेग = k [A]^m [B]ⁿ
उपर्युक्त तालिका से
6.0 × 10^-3 = k (0.1)^m (0.1)ⁿ ………………… (1)
7.2 × 10^-2 = k (0.3)^m (0. 2)ⁿ ………………… (2)
2.88 × 10^-1 = k (0.3)^m (0.4)ⁿ ……………………. (3)
2.40 × 10^-2 = k (0.4)^m (0.1)ⁿ
समीकरण (1) को समीकरण (4) से भाग देने पर,

अब समीकरण (2) को समीकरण (3) से भाग देने पर,

∴ वेग नियम = k [A] [B]²
वेग स्थिरांक की गणना
∵ वेग = k [A]^m [B]ⁿ

प्रश्न में दी गई तालिका से,

∴ वेग स्थिरांक = 6.0 mol^-2L² min^-1

प्रश्न 4.12
A तथा B के मध्य अभिक्रिया A के प्रति प्रथम तथा B के प्रति शून्य कोटि की है। निम्न तालिका में रिक्त स्थान भरिए।

हल:
वेग = k [A]¹ [B]⁰ = k [A]
प्रयोग I के लिए: 2.0 × 10^-2 mol L^-1 min^-1 = k(0.1 M)
k = 0.2 min^-1

प्रयोग II के लिए:
4.0 × 10^-2 mol L^-1 min^-1
= (0.2 min^-1) [A]
या [A] = 0.2 min^-1

प्रयोग III के लिए: वेग
= (0. 2 min^-1) (0.4 mol L^-1)
= 0.08 mol L^-1 min^-1

प्रयोग IV के लिए:
2.0 × 10^-2 mol L^-1 min^-1
= 0.2 min^-1 [A]
या [A] = 0.1mol L^-1

प्रश्न 4.13
नीचे दी गई प्रथम कोटि की अभिक्रियाओं के वेग स्थिरांक से अर्द्ध-आयु की गणना कीजिए –

1. 200 s^-1
2. 2 min^-1
3. 4 year^-1

गणना:
प्रथम कोटि अभिक्रिया की अर्द्ध-आयु (t_1/2) तथा वेग स्थिरांक (K) में निम्न सम्बन्ध हैं –
t_1/2 = \(\frac{0.693}{k}\)

1. t_1/2 = \(\frac{0.693}{200 s^{-1}}\)
= 34.6 × 10^-3 s

2. t_1/2 = \(\frac{0.693}{2 min ^{-1}}\)
= 34.6 × 10^-1 s

3. t_1/2 = \(\frac{0 \cdot 693}{4 \text { year }^{-1}}\)
= 1.73 × 10^-1 year

प्रश्न 4.14
¹⁴ C के रेडियोएक्टिव क्षय की अर्द्ध-आयु 5730 वर्ष है। एक पुरातत्व कलाकृति की लकड़ी में, जीवित वृक्ष की लकड़ी की तुलना में 80% ¹⁴ C की मात्रा है। नमूने की आयु का परिकलन कीजिए।
हल:
क्षय नियतांक (k) = \(\frac{0.693}{t_{1 / 2}}\)
= \(\frac{0.693}{5730}\) प्रतिवर्ष
अब t = \(\frac{2.303}{k}\) log \(\frac{[\mathrm{A}]_{0}}{[\mathrm{A}]}\)

= 1845 वर्ष

प्रश्न 4.15
गैस प्रावस्था में 318 K पर N₂O₅ के अपघटन की [2N₂O₅ → 4NO₂ + O₂] अभिक्रिया के आँकड़े नीचे दिए गए हैं –

1. [N₂O₅] एवं t के मध्य आलेख खींचिए।
2. अभिक्रिया के लिए अर्द्ध-आयु की गणना कीजिए।
3. log [N₂O₅] एवं t के मध्य ग्राफ खींचिए।
4. अभिक्रिया के लिए वेग नियम क्या है?
5. वेग स्थिरांक की गणना कीजिए।
6. k की सहायता से अर्द्ध-आयु की गणना कीजिए तथा इसकी तुलना (ii) से कीजिए।

गणना:

1. [N₂O₅] तथा समय (t) के मध्य आलेख

2. [N₂O₅] का प्रारम्भिक सान्द्रण
= 1.63 × 10^-2 M
इस सान्द्रण का आधा = 0.815 × 10^-2 M
इस सान्द्र से सम्बन्धित समय = 1440 s
अतः t_1/2 = 1440 s

3. log [N₂O₅] तथा t के मध्य ग्राफ –

4. चूँकि log [N₂O₅] तथा समय (t) के मध्य ग्राफ एक सरल रेखा है; अत: यह एक प्रथम कोटि अभिक्रिया है;
अतः वेग नियम है –
वेग = k [N₂O₅]

5. रेखा की ढाल = – \(\frac{k}{2.303}\)

6.

जबकि (ii) में अर्द्ध-आयु 1440 s है।

प्रश्न 4.16
प्रथम कोटि की अभिक्रिया के लिए वेग स्थिरांक 60s^-1 है। अभिक्रिया को अपनी प्रारम्भिक सान्द्रता \(\frac{1}{16}\) वाँ भाग रह जाने में कितना समय लगेगा?
हल:
प्रथम कोटि अभिक्रिया के लिए,
t = \(\frac{2.303}{k}\) log \(\frac{[\mathrm{A}]_{0}}{[\mathrm{A}]}\)
यदि प्रारम्भिक सान्द्रता R₀ हो तो

प्रश्न 4.17
नाभिकीय विस्फोट का 28.1 वर्ष अर्द्ध-आयु वाला एक उत्पाद ⁹⁰Sr होता है। यदि कैल्सियम के स्थान पर lµg, ⁹⁰Sr नवजात शिशु की अस्थियों में अवशोषित हो जाए और उपापचयन से ह्रास न हो तो इसकी 10 वर्ष एवं 60 वर्ष पश्चात् कितनी मात्रा रह जाएगी?
हल:
रेडियोऐक्टिव क्षय प्रथम कोटि बलगतिकी का अनुसरण करता है।
⁹⁰ sr का क्षय नियतांक (k) = \(\frac{0 \cdot 693}{t_{1 / 2}}\)

= 2.446 × 10^-2 प्रतिवर्ष
प्रश्नानुसार,
a = 1µg, = 10 वर्ष, k = 2.466 × 10^-2 प्रतिवर्ष^-1
∴k = \(\frac{2.303}{t}\) log \(\frac{a}{a-k}\) ……………. (i)
या 2.466 × 10^-2 = \(\frac{2.303}{10}\) log \(\frac{1}{(a-x)}\)
या 2.466 × 10^-2 = 2.2303 [log1 – log (a – x)]
या 2.466 × 10^-2 = -0.2303 log (a – x)
या log (a – x) = \(\frac{2.466 \times 10^{-2}}{0.2303}\)
= – 01071
या 10 वर्ष पश्चात शेष मात्रा (a – x)
Antilog \(\bar{1}\).8929 = 0.7814 µg
अब 60 वर्ष पश्चात् शेष मात्रा के लिए

या (a – x) = Antilog \(\bar{1}\).3575 = 0.2278 µg
अतः 60 वर्ष पश्चात् शेष मात्रा = 0.2278 µg.

प्रश्न 4.18
दर्शाइए कि प्रथम कोटि की अभिक्रिया में 99% अभिक्रिया पूर्ण होने में लगा समय 90% अभिक्रिया पूर्ण होने में लगने वाले समय से दुगना होता है।
हल:
प्रथम कोटि अभिक्रिया के लिए,
t = \(\frac{2.303}{k}\) log \(\frac{a}{a-x}\)
∴ x = a का 99% = 0.99a

अब x = a का 90% = 0.90a

समीकरण (i) को (ii) से भाग देने पर,

अतः 99% अभिक्रिया पूर्ण होने में लगा समय 90% अभिक्रिया पूर्ण होने में लगने वाला समय का दुगना है।

प्रश्न 4.19
एक प्रथम कोटि की अभिक्रिया में 30% वियोजन होने में 40 मिनट लगते हैं। t_1/2 की गणना कीजिए।
गणना:
∵ वियोजन 30% होता है।
∴ x = a का 30%
= 0.30 a
प्रथम कोटि अभिक्रिया के लिए,

= 77.7 min

प्रश्न 4.20
543 K ताप पर एजोआइसोप्रोपेन के हेक्सेन तथा नाइट्रोजन में विघटन के निम्न आँकड़े प्राप्त हुए। वेग स्थिरांक की गणना कीजिए।

गणना:
अभिक्रिया का समीकरण निम्नवत् है –

∵ एजोआइसोप्रोपेन का विघटन एक प्रथम कोटि अभिक्रिया है –

प्रश्न 4.21
स्थिर आयतन पर, SO₂Cl₂ के प्रथम कोटि के ताप अपघटन पर निम्न आँकड़े हुए –
SO₂Cl₂(g) → S0₂ (g) + Cl₂ (g)
अभिक्रिया वेग की गणना कीजिए जब कुल दाब 0.65 atm हो।

गणना:

∵ SO₂Cl₂ का विघटन एक प्रथम कोटि अभिक्रिया है।

∵ P_t = 0.65 atm, तथा P₀ + p = 0.65 atm
∴ p = 0.65 – P₀
= 0.65 – 0.50
= 0.15 atm
∴ SO₂Cl₂ का समय है पर दाब, = P₀ – p
= 0.50 – 0.15 atm
= 0.35 atm
अतः अभिक्रिया का वेग
= (2.2316 × 10^-3 s^-1) (0.35 atm)
= 7.8 × 10^-5 atm s^-1

प्रश्न 4.22
विभिन्न तापों पर N₂O₅ के अपघटन के लिए वेग स्थिरांक नीचे दिए गए हैं –

In k एवं 1/T के मध्य ग्राफ खींचिए तथा A एवं E_a की गणना कीजिए। 30°C तथा 50°C पर वेग स्थिरांक को प्रायुक्त कीजिए।
हल:
log k तथा 1/T के मध्य ग्राफ खींचने के लिए, हम दिए गए आँकड़ों को निम्नलिखित प्रकार लिख सकते हैं –

उपर्युक्त मानों पर आधारित ग्राफ निम्नलिखित चित्र में प्रदर्शित है –

हम जानते हैं कि
log k = log A – \(\frac{E_{a}^{*}}{2.303 R T}\)
या logk = (-\(\frac{E}{2.303 R}\)) \(\frac{1}{T}\) + log A
इस समीकरण की तुलना y = mx + c से करते हैं जो अन्त:खण्ड रूप में रेखा की समीकरण है।
log A = y – अक्ष पर अर्थात् k अक्ष पर अन्त:खण्ड का मान
= (-1 + 7.2) = 6.2 [y₂ – y₁ = – 1 – (-7.2)]
आवृत्ति गुणक A = antilog 6.2
= 1585000
= 1.585 × 10⁶ collisions s^-1
वेग स्थिरांक k के मान ग्राफ से निम्नलिखित प्रकार प्राप्त किए जा सकते हैं –

प्रश्न 4.23
546 K ताप पर हाइड्रोकार्बन के अपघटन में वेग स्थिरांक 2.418 × 10^-5 s^-1 है। यदि सक्रियण ऊर्जा 179.9 kJ/mol हो तो पूर्व-घातांकी गुणन का मान क्या होगा?
हल:
दिया है:
k = 2.418 × 10^-5 s^-1, E_a = 179.9 kJ mol^-1, T = 546 K
आरेनिअस समीकरण के अनुसार

प्रश्न 4.24
किसी अभिक्रिया A → उत्पाद के लिए k = 2.0 × 10^-2 s^-1 है। यदि A की प्रारम्भिक सान्द्रता 1.0 mol L^-1 हो तो 100 s के पश्चात् इसकी सान्द्रता क्या रह जाएगी?
हल:
प्रश्न में दी गई k की इकाई से प्रदर्शित होता है कि अभिक्रिया प्रथम कोटि की है। अतः

log [A] = – 0.8684
∴ [A] = Antilog (-0.8684)
= Antilog (\(\bar{1}\).1316)
= 00.1354 mol L^-1

प्रश्न 4.25
अम्लीय माध्यम में सुक्रोस का ग्लूकोस एवं फ्रक्टोस में विघटन प्रथम कोटि की अभिक्रिया है। इस अभिक्रिया की अर्द्ध-आयु 3.0 घण्टे है। 8 घण्टे बाद नमूने में सुक्रोस का कितना अंश बचेगा?
हल:

∵ सुक्रोस का ग्लूकोस एवं फ्रक्टोस में विघटन प्रथम कोटि की अभिक्रिया है।

प्रश्न 4.26
हाइड्रोकार्बन का विघटन निम्नांकित समीकरण के अनुसार होता है। E_a की गणना कीजिए।
k = (4.5 × 10¹¹ s^-1)e^{-28000 K/T}
गणना:
आरेनिअस समीकरण से,
k = Ae^-Ea/RT

दोनों ओर e की घातों की तुलना करने पर,
– \(\frac{28000 K}{T}\) = –\(\frac{E_{a}}{R T}\)
या E_a = 28000 K × R
= 28000 K × 8.314J K^-1 mol^-1
= 232.79kJ mol^-1

प्रश्न 4.27
H₂O₂ के प्रथम कोटि के विघटन को निम्नांकित समीकरण द्वारा लिख सकते हैं –
logk = 14.34 – 1.25 × 10⁴ K/T
इस अभिक्रिया के लिए E_a की गणना कीजिए। कितने ताप पर इस अभिक्रिया की अर्द्ध-आयु 256 मिनट होगी?
गणना:
आरेनिअस समीकरण से,

इस समीकरण की तुलना प्रश्न में दी गई समीकरण से करने पर,

प्रश्न 4.28
10°C ताप पर A के उत्पाद में विघटन के लिए k का मान 4.5 × 10³ s^-1 तथा मिश्रण ऊर्जा 60 kJ mol^-1 है। किस ताप पर k का मान 1.5 × 10⁴ s^-1 होगा?
हल:
k₁ = 4.5 × 10^-3 s^-1, T₁ = 10 + 273 = 283 K
k₂ = 1.5 × 10⁴ s^-1, T₂ = ?
E_a = 60 kJ mol^-1
आरेनिअस समीकरण से

प्रश्न 4.29
298 K ताप पर प्रथम कोटि की अभिक्रिया के 10% पूर्ण होने का समय 308 K ताप पर 25% अभिक्रिया पूर्ण होने में लगे समय के बराबर है। यदि A का मान 4 × 10¹⁰ s^-1 हो तो 318 K ताप तथा E_a की गणना कीजिए।
गणना:
298 K ताप पर अभिक्रिया की प्रारम्भिक सान्द्रता a (माना) को 10% वियोजित (अर्थात् ϕa) होने में लगने वाला समय = t₁, तब

इसी प्रकार 308 K पर,

अब आरेनिअस समीकरण से,

या k = Antilog (- 2.0022)
= Antilog (\(\bar{3}\).9978) = 9.949 × 10^-3 s^-1

प्रश्न 4.30
ताप में 293 K से 313 K तक वृद्धि करने पर किसी अभिक्रिया का वेग चार गुना हो जाता है। इस अभिक्रिया के लिए सक्रियण ऊर्जा की गणना यह मानते हुए कीजिए कि इसका मान ताप के साथ परिवर्तित नहीं होता।
गणना:
माना 293 K पर अभिक्रिया का वेग k₁ तथा 313 K पर k₂ है, तब प्रश्नानुसार,

Bihar Board Class 12 Chemistry Solutions Chapter 3 वैद्युतरसायन Textbook Questions and Answers, Additional Important Questions, Notes.

BSEB Bihar Board Class 12 Chemistry Solutions Chapter 3 वैद्युतरसायन

Bihar Board Class 12 Chemistry वैद्युतरसायन Text Book Questions and Answers

पाठ्यनिहित प्रश्न एवं उनके उत्तर

प्रश्न 3.1
निकाय Mg²⁺ | Mg का मानक इलेक्ट्रोड विभव आप किस प्रकार ज्ञात करेंगे?
उत्तर:
निकाय M²⁺ | Mg का मानक इलेक्ट्रोड विभव ज्ञात करने के लिए एक सेल स्थापित करते हैं, जिसमें एक इलेक्ट्रोड Mg | MgSO₄ (1M), एक मैग्नीशियम के तार को IM MgSO₄ विलयन में डुबोकर व्यवस्थित करते हैं तथा मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड Pt. H₂ (1 atm) | H⁺ (1M) को दूसरे इलेक्ट्रोड की भाँति व्यवस्थित करते हैं (चित्र)।

सेल का वि० वा० बल मापते हैं तथा वोल्टमीटर में विक्षेप की दिशा को भी नोट करते हैं। विक्षेप की दिशा प्रदर्शित करती है कि इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह मैग्नीशियम इलेक्ट्रोड से हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड की ओर है अर्थात् मैग्नीशियम इलेक्ट्रोड पर आक्सीकरण तथा हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड पर अपचयन होता है। अतः सेल को निम्नवत् व्यक्त किया जा सकता है –

प्रश्न 3.2
क्या आप एक जिंक के पात्र में कॉपर सल्फेट का विलयन रख सकते हैं?
उत्तर:

अब हम यह जाँच करेंगे कि निम्नलिखित अभिक्रिया होगी अथवा नहीं –
Zn(s) + CuSO₄ (aq) → ZnSO₄ (aq) + Cu(s)
सेल को इस प्रकार प्रदर्शित किया जा सकता है –

चूँकि \(\boldsymbol{E}_{\mathbf{1}}^{\Theta}\) धनात्मक है; अतः अभिक्रिया होगी तथा हम जिंक के पात्र में कॉपर सल्फेट नहीं रख सकते हैं।

प्रश्न 3.3
मानक इलेक्ट्रोड विभव की तालिका का निरीक्षण कर तीन ऐसे पदार्थ बताइए जो अनुकूल परिस्थितियों में फेरस आयनों को आक्सीकृत कर सकते हैं।
उत्तर:
फेरस आयनों के आक्सीकरण का अर्थ है –

केवल वे पदार्थ Fe²⁺ को Fe³⁺ में आक्सीकृत कर सकते हैं जो प्रबल आक्सीकरण हों तथा जिनका धनात्मक अपचायक विभव 0.77 V से अधिक हो जिससे सेल अभिक्रिया का वि०वा० बल धनात्मक प्राप्त हो सके। यह स्थिति उन तत्वों पर लागू हो सकती है जो विद्युत-रासायनिक श्रेणी में Fe³⁺ | Fe²⁺ से नीचे स्थित हैं; उदाहरणार्थ – Br, Cl तथा I.

प्रश्न 3.4
pH = 10 के विलयन के सम्पर्क वाले हाइड्रोजन इलैक्ट्रोड के विभव का परिकलन कीजिए।
उत्तर:
हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड के लिए,
H⁺ + e^– → \(\frac{1}{2}\) H₂
अब नर्नस्ट समीकरण के अनुसार,

प्रश्न 3.5
एक सेल के emf का परिकलन कीजिए, जिसमें निम्नलिखित अभिक्रिया होती है।
दिया गया है:

गणना:
सेल अभिक्रिया:
Ni(s) + 2Ag⁺ (0.02 M) →Ni²⁺ (0.160 M) + 2Ag(s) के लिए नस्ट समीकरण से –

प्रश्न 3.6
एक सैल जिसमें निम्नलिखित अभिक्रिया होती है,
2Fe⁺³ (aq) + 2I^– (aq) → 2Fe²⁺ (aq) + I₂ (s) का 298 K ताप पर E⁰(_cell) = 0.236 V है। सैल अभिक्रिया की मानक गिब्ज ऊर्जा एवं साम्य स्थिरांक का परिकलन कीजिए।
हल:

हम जानते हैं कि

प्रश्न 3.7
किसी विलयन की चालकता तनुता के साथ क्यों घटती है?
उत्तर:
विलयन के एकांक आयतन में उपस्थित आयनों की संख्या को चालकता कहते हैं। विलयन की तनुता के साथ प्रति एकांक आयतन आयनों की संख्या घटती है जिससे चालकता भी घटती है।

प्रश्न 3.8
जल की \(\Lambda^{\circ} m\) ज्ञात करने का एक तरीका बताइए।
उत्तर:
अनन्त तनुता पर NaOH, HCl तथा NaCl मोलर चालकताएँ ज्ञात होने पर अनन्त तनुता पर जल की A°m ज्ञात की जा सकती है।

प्रश्न 3.9
0.025 mol L^-1 मेथेनोइक अम्ल की चालकता 46.1 S cm² mol^-1 हैं। इसकी वियोजन मात्रा एवं वियोजन स्थिरांक का परिकलन कीजिए। दिया गया है कि –

हल:

= 349.6 + 54.6
= 404.2 S cm mol^-1
दिया है:

प्रश्न 3.10
यदि एक धात्विक तार में 0.5 ऐम्पियर की धारा 2 घंटों के लिए प्रवाहित होती है तो तार में से कितने इलेक्ट्रॉन प्रवाहित होंगे?
हल:
Q (कूलॉम) = i (ऐम्पियर) × t(s)
= (0.5 ऐम्पियर) × (2 × 60 × 60s)
= 3600 C
996500C का प्रवाह 1 मोल इलेक्ट्रॉन अर्थात् 6.02 × 10²³ इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह के तुल्य होता है।
∴ 3600 C के तुल्य इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह
\(\frac{6.02 \times 10^{23}}{96500}\) × 3600
= 2.246 × 10²² इलेक्ट्रॉन

प्रश्न 3.11
उन धातुओं की एक सूची बनाइए जिनका वैद्युत अपघटनी निष्कर्षण होता है।
उत्तर:
Na, Ca, Mg तथा Al.

प्रश्न 3.12
निम्नलिखित अभिक्रिया में \(\mathrm{Cr}_{2} \mathrm{O}_{7}^{2-}\) आयनों के एक मोल के अपचयन के लिए कूलॉम में विद्युत की कितनी मात्रा की आवश्यकता होगी?
\(\mathrm{Cr}_{2} \mathrm{O}_{7}^{2-}\) + 14H⁺ + 6e^– → 2Cr³⁺ + 7H₂O
उत्तर:
दी हुई अभिक्रिया से,
\(\mathrm{Cr}_{2} \mathrm{O}_{7}^{2-}\) आयनों के एक मोल को 6 इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है।
∴ F = 6 × 96500 C
= 579000 C
अत: Cr³⁺ में अपचयन के लिए आवश्यक विद्युत
= 579000C

प्रश्न 3.13
चार्जिंग के दौरान प्रयुक्त पदार्थों का विशेष उल्लेख करते हुए लेड-संचायक सैल की चार्जिंग क्रियाविधि का वर्णन रासायनिक अभिक्रियाओं की सहायता से कीजिए।
उत्तर:
चार्जिंग के दौरान सैल वैद्युत अपघटनी सेल की भाँति कार्य करती है। रिचार्जिंग के दौरान निम्न अभिक्रियायें होती हैं –
कैथोड पर:
PbSO₄(s) + 2e^– → Pb(s) + SO₄^2- (aq)

ऐनोड पर:
PbSO₄ (s) + 2H₂O (l) → PbO₂ (s) + SO₄^2- (aq) + 4H⁺ (aq) + 2e ^–

परिणामी अभिक्रिया:
2PbSO₄(s) + 2H₂O(l) → Pb(s) + PbO₂ (s) + 4H⁺ (aq) + 2SO₄^2- (aq)

प्रश्न 3.14
हाइड्रोजन को छोड़कर ईंधन सेलों में प्रयुक्त किए जा सकने वाले दो अन्य पदार्थ सुझाइए।
उत्तर:
मेथेन (CH₄), मेथेनॉल (CH₃OH)।

प्रश्न 3.15
समझाइए कि कैसे लोहे पर जंग लगने का कारण एक विद्युत रासायनिक सेल बनना माना जाता है।
उत्तर:
लोहे की सतह पर उपस्थित जल की परत वायु के अम्लीय ऑक्साइडों, जैसे : CO₂, SO₂ आदि को घोलकर अम्ल बना लेती है जो वियोजित होकर H⁺ आयन देते हैं:
H₂O + CO₂ → H₂CO₃ ⇄ 2H⁺ + CO₃^2- आयनों की उपस्थिति में, लोहा कुछ स्थलों पर से इलेक्ट्रॉन खोना प्रारम्भ कर देता है तथा फेरस आयन बना लेता है। अतः ये स्थल ऐनोड का कार्य करते हैं –
Fe(s) → Fe²⁺ (aq) 2e^–
इस प्रकार धातु से उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन अन्य स्थलों पर पहुँच जाते हैं। जहाँ H⁺ आयन तथा घुली हुई ऑक्सीजन इन इलेक्ट्रॉनों को ग्रहण कर लेती है तथा अपचयन अभिक्रिया हो जाती है। अतः ये स्थल कैथोड की भाँति कार्य करते हैं –
O₂(g) + 4H⁺ (aq) 4e^– → 2H₂O (l)
सम्पूर्ण अभिक्रिया इस प्रकार दी जाती है –
2Fe_(s) = O₂(g) + 4H⁺ (aq) → 3Fe²⁺(aq) + 2H₂O (l)
इस प्रकार लोहे की सतह पर विद्युत रासायनिक सेल बन जाता है। फेरस आयन पुनः वायुमण्डलीय ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकृत होकर फेरिक आयनों में परिवर्तित हो जाते हैं जो जल अणुओं से संयुक्त होकर जलीय फेरिक ऑक्साइड Fe₂O₃. xH₂O बनाते हैं। यह जंग कहलाता है।

Bihar Board Class 12 Chemistry वैद्युतरसायन Additional Important Questions and Answers

अभ्यास के प्रश्न एवं उनके उत्तर

प्रश्न 3.1
निम्नलिखित धातुओं को उस क्रम में व्यवस्थित कीजिए जिसमें वे एक-दूसरे को उनके लवणों के विलयनों में से प्रतिस्थापित करती हैं।
Al, Cu, Fe, Mg एवं Zn
उत्तर:
Mg, Al, Zn, Fe, Cu

प्रश्न 3.2
नीचे दिए गए मानक इलेक्ट्रोड विभवों के आधार पर धातुओं को उनकी बढ़ती हुई अपचायक क्षमता के क्रम में व्यवस्थित कीजिए।
K⁺|K = – 2.93V, Ag⁺ | Ag = 0.80V,
Hg²⁺ | Hg = 0.79V
Mg²⁺ | Mg = – 2.37V, Cr³⁺ | Cr = – 0.74V
उत्तर:
ऑक्सीकरण विभव उच्च होने से यह तात्पर्य है कि उस धातु का सरलता से ऑक्सीकरण हो जाएगा अर्थात उसकी अपचायक क्षमता अधिक होगी। अत: धातुओं की अपचायक क्षमता का बढ़ता क्रम निम्नलिखित है –
Ag < Hg < Cr < Mg < K

प्रश्न 3.3
उस गैल्वेनी सेल को दर्शाइए जिसमें निम्नलिखित अभिक्रिया होती है –
Zn(s) + 2Ag⁺ (aq) → zn²⁺ (aq) + 2Ag(s) अब बताइए –

1. कौन-सा इलेक्ट्रॉड ऋणात्मक अवेशित है।
2. सेल में विद्युत-धारा के वाहक कौन से हैं।
3. प्रत्येक इलेक्ट्रोड पर होने वाली अभिक्रिया क्या

उत्तर:
सेल को निम्नांकित चित्र के अनुसार व्यवस्थित करते हैं। सेल को निम्नलिखित प्रकार दर्शाया जाएगा –

1. ऐनोड (जिंक इलेक्ट्रोड) ऋणावेशित होगा।
2. सेल में विद्युत धारा के वाहक इलेक्ट्रॉन हैं।
3. इलेक्ट्रोडों पर होने वाली अभिक्रियाएँ निम्नलिखित हैं –
   

प्रश्न 3.4
निम्नलिखित अभिक्रियाओं वाले गैल्वेनी सेल का मानक सेल-विभव परिकलित कीजिए।

1. 2Cr(s) + 3Cd²⁺ (aq) → 2Cr⁺ (aq) + 3Cd
2. Fe²⁺ (aq) + Ag⁺ (aq) → Fe³⁺ (aq) + Ag(s)

उपरोक्त अभिक्रियाओं के लिए \(\Delta_{r} G^{\Theta}\) एवं साम्य स्थिरांकों की भी गणना कीजिए।
गणना –

= -0.40 V – (-0.74 V)
= + 0.34 V
Δ_rG^Θ = – nFE^Θ_(सेल)
= – 6mol × 96500 C mol^-1
= -196860 J mol^-1
= -196.86 KJ mol^-1
Δ_rG^Θ = 2.303 RT log K_c
K_c = Antilog 34.5014
= 3.173 × 10⁴

2.

= -2985 CV mol^-1mol-1
= -2895 J mol^-1
= -2895 KJ mol^-1
Δ_rG^Θ = – 2.303 RT log K_c
= -2895 = -2.303 × 8.314 × 298 × log K_c
log K_c = 0.50704
K_c = Antilog (0.5074)
= 3.22

प्रश्न 3.5
निम्नलिखित सेलों की 298K पर नेर्नस्ट समीकरण एवं emf लिखिए।

1. Mg(s) | Mg²⁺ (0.001 M) || Cu²⁺ (0.0001 M) | Cu(s)
2. Fe(s) | Fe²⁺ (0.001 M) || H⁺ (1 M) | H₂ (g)(1 bar) | Pt(s)
3. Sn(s) | Sn²⁺ (0.050 M) || H⁺ (0.020 M) | H₂(g) (1 bar) | Pt(s)
4. Pt(s) | Br₂(1) | Br^– (0.010 M) || H² + (0.030 M) | H₂(g) (1 bar) | Pt (s)

हल:
1. सेल अभिक्रिया:
Mg + Cu²⁺ → Mg²⁺ + Cu (n = 2)
नेन्स्ट समीकरण:

2. सेल अभिक्रिया:

3. सेल अभिक्रिया:

4. सेल अभिक्रिया:
2Br^– + 2H⁺ → Br₂ + H₂

नेस्ट समीकरण:

इस प्रकार ऑक्सीकरण हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड पर आक्सीकरण पर तथा अपचयन Br₂ इलेक्ट्रोड होगा।
E_(सेल) = 1.2887

प्रश्न 3.6
घड़ियों एवं अन्य युक्तियों में अत्यधिक उपयोग में आने वाली बटन सेलों में निम्नलिखित अभिक्रिया होती है –
Zn(s) + Ag₂O (s) + H₂O (l) → Zn²⁺ (aq) + 2Ag(s) + 2OH^– (aq)
अभिक्रिया के लिए ∆_rG^Θ एवं E^Θ ज्ञात कीजिए।
हल:
Zn ऑक्सीकृत तथा Ag₂O अपचयित होता है। (Ag⁺ आयन, Ag में परिवर्तित होते हैं)

= 0.344 + 0.76
= 1.104
तथा ∆G^Θ = -nFE^Θ_(सेल)
= – 2 × 96500 × 1.104 J
= -2,13 × 10⁵ J

प्रश्न 3.7
किसी विद्युतअपघट्य के विलयन की चालकता एवं मोलर चालकता की परिभाषा दीजिए। सान्द्रता के साथ इनके परिवर्तन की विवेचना कीजिए।
उत्तर:
विद्युतअपघट्य के विलयन की चालकता : यह प्रतिरोध R का व्युत्क्रम होता है तथा उस सरलता के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जिससे धारा किसी चालक में प्रवाहित होती है।
c = \(\frac{1}{R}\) = \(\frac{A}{ρl}\) (∵R = ρ \(\frac{A}{l}\))
k = \(\frac{A}{l}\)
यह k विशिष्ट चालकत्व है।
चालकता का SI मात्रक सीमेन्ज है जिसे प्रतीक ‘S’ से निरूपित किया जाता है तथा यह ohm^-1 या Ω^-1 के तुल्य होता है।

मोलर चालकता (Molar conductivity):
वह चालकता जो 1 मोल विद्युतअपघट्य को विलयन में घोलने पर समस्त आयनों द्वारा दर्शाई जाती है, मोलर चालकता कहलाती है, इसे \(\Lambda_{m}\) (लैम्ब्डा) से व्यक्त किया जाता है। यदि विद्युत अपघट्य विलयन के V cm³ में विद्युतअपघट्य के 1 मोल हों, तब
A_m = K × V

इसकी इकाई ohm^-1 cm² mol^-1 या δ cm² mol^-1 है।

सान्द्रता के साथ चालकता तथा मोलर चालकता में परिवर्तन –
विद्युतअपघट्य की सान्द्रता में परिवर्तन के साथ-साथ चालकता एवं मोलर चालकता दोनों में परिवर्तन होता है। दुर्बल एवं प्रबल दोनों प्रकार के विद्युतअपघट्यों की सान्द्रता घटाने पर चालकता सदैव घटती है। इसकी इस तथ्य से व्याख्या की जा सकती है कि तनुकरण करने पर प्रति इकाई आयतन में विद्युतधारा ले जाने वाले आयनों की संख्या घट जाती है।

किसी भी सान्द्रता पर विलयन की चालकता उस विलयन के इकाई आयतन का चालकत्व होता है, जिसे परस्पर इकाई दूरी पर स्थित एवं इकाई अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल वाले दो प्लैटिनम इलेक्ट्रोडों के मध्य रखा गया हो। यह निम्नलिखित समीकरण से स्पष्ट है –

G = \(\frac{k A}{l}\) = k (A एवं l दोनों ही उपयुक्त इकाइयों m या cm में हैं) किसी दी गई सान्द्रता पर एक विलयन की मोलर चालकता उस विलयन के V आयतन का चालकत्व है, जिसमें विद्युतअपघट्य का एक मोल घुला हो तथा जो एक-दूसरे से इकाई दूरी पर स्थित, A अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल वाले दो इलेक्ट्रोडों के मध्य रखा गया हो। अतः
\(\Lambda_{m}\) = \(\frac{k A}{l}\)

चित्र – जलीय विलयन में ऐसीटिक अम्ल (दुर्बल विद्युत अपघट्य) एवं पोटैशियम क्लोराइड (प्रबल विद्युतअपघट्य) के लिए मोलर चालकता के विपरीत c^1/2 का आलेख
चूँकि l = 1 तथा A = V (आयतन, जिसमें विद्युतअपघट्य का. एक मोल घुला है।)
\(\Lambda_{m}\) = KV

सान्द्रता घटने के साथ मोलर चालकता बढ़ती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि वह कुल आयतन (V) भी बढ़ जाता है जिसमें एक मोल विद्युतअपघट्य उपस्थित होता है। यह पाया गया है कि विलयन के तनुकरण पर आयतन में वृद्धि K में होने वाली कमी की तुलना में कहीं अधिक होती है।

प्रबल विद्युतअपघट्य – प्रबल विद्युतअपघट्यों के लिए, \(\Lambda_{m}\) का मान तनुता के साथ धीरे-धीरे बढ़ता है एवं इसे निम्नलिखित समीकरण द्वारा निरूपित किया जा सकता है –
\(\Lambda_{m}\) = \(\Lambda_{m}^{0}\) – A c^1/2

यह देखा जा सकता है कि यदि \(\Lambda_{m}\) को c^1/2 के विपरीत आरेखित किया जाए (चित्र) तो हमें, एक सीधी रेखा प्राप्त होती है जिसका अंत: खंड \(\Lambda_{m}^{0}\) एवं ढाल – ‘A’ के बराबर है।

दिए गए विलायक एवं ताप पर स्थिरांक ‘A’ का मान विद्युतअपघट्य के प्रकार, अर्थात् विलयन में विद्युतअपघट्य के वियोजन से उत्पन्न धनायन एवं ऋणायन के आवेशों पर निर्भर करता है। अतः, NaCl, CaCl₂, MgSO₄ क्रमश: 1-1, 2-1 एवं 2-2 विद्युतअपघट्य के रूप में जाने जाते हैं। एक प्रकार के सभी विद्युतअपघट्यों के लिए ‘A’ का मान समान होता है।

प्रश्न 3.8
298K पर 0.20M KCI विलयन की चालकता 0.0248 S cm^-1 है। इसकी मोलर चालकता का परिकलन कीजिए।
हल:
प्रश्नानुसार, मोलरता 0.20 M, चालकता (K) = 0.0248 S cm^-1

प्रश्न 3.9
298 K पर एक चालकता सेल जिसमें 0.001 M KCI विलयन है, का प्रतिरोध 1500 Ω है। यदि 0.001 M KCI विलयन की चालकता 298K पर 0.146 × 10^-3 s cm^-1 हो तो सेल स्थिरांक क्या है?
हल:
हम जानते हैं कि सेल स्थिरांक = चालकता × प्रतिरोध
= (0.146 × 10^-3 S cm^-1) × (1500 Ω)
= 0.219 cm^-1

प्रश्न 3.10
298 K पर सोडियम क्लोराइड की विभिन्न सान्द्रताओं पर चालकता का मापन किया गया जिसके आँकड़े निम्नलिखित हैंसान्द्रता –

सभी सान्द्रताओं के लिए \(\Lambda_{m}\) का परिकलन कीजिए एवं \(\Lambda_{m}\) तथा c^1/2 के मध्य एक आलेख खींचिए। \(\Lambda_{m}^{0}\) का मान ज्ञात कीजिए।
हल:
सभी सान्द्रताओं के लिए Am का परिकलन आगे तालिका में दिखाया गया है –


= 124.0 Scm²mol^-1

प्रश्न 3.11
0.00241 M ऐसीटिक अम्ल की चालकता 7.896 × 10^-5 S cm^-1 है। इसकी मोलर चालकता को परिकलित कीजिए। यदि ऐसीटिक अम्ल के लिए \(\Lambda_{m}^{0}\) का मान 390.5 S cm² mol^-1 हो तो इसका वियोजन स्थिरांक क्या है?
हल:

वियोजन स्थिरांक

प्रश्न 3.12
निम्नलिखित के अपचयन के लिए कितने आवेश की आवश्यकता होगी?

1. 1 मोल Al³⁺ को Al में
2. 1 मोल Cu²⁺ को Cu में
3. 1 मोल MnO₄^– को Mn²⁺ में

हल:
1. इलेक्ट्रोड अभिक्रिया निम्न प्रकार से दी जा – सकती है
Al³⁺ + 3e^– → Al
अतः 1mol Al³⁺ को Al में अपचयन के लिए आवश्यक आवेश की मात्रा = 3 फैराड,
= 3 × 96500C
= 289500C

2. इलेक्ट्रोड अभिक्रिया इस प्रकार से दी जा सकती है –
Cu²⁺ + 2e^– → Cu
अतः 1 mol Cu²⁺ को Cu में के अपचयन के लिए आवश्यक आवेश की मात्रा = 2 फैराडे
= 2 × 96500 C
= 193000C

3. इलेक्ट्रोड अभिक्रिया इस प्रकार से दी जा सकती है –
MnO₄^– → Mn²⁺
Mn⁷⁺ + 5e^– → Mn²⁺
अतः 1 mol MnO₄^– के अपचयन के लिए आवश्यक आवेश की मात्रा = 5 F
= 5 × 96500 C
= 482500C

प्रश्न 3.13
निम्नलिखित को प्राप्त करने के लिए कितने फैराडे विद्युत की आवश्यकता होगी?

1. गलित CaCl₂ से 20.0 g Ca
2. गलित Al₂O₃ से 40.0 g Al

हल:
1. Ca²⁺ + 2^– → Ca
चूँकि 1 mol Ca अर्थात् 40 g Ca को विद्युत की आवश्यकता है = 2F
∴ 20g Ca को विद्युत की आवश्यकता होगी = 1F

2. Al³⁺ + 3e^– → Al
चूँकि 1 mol Al अर्थात् 27 g Al की विद्युत की आवश्यकता है% 3F
∴ 40 g Al को विद्युत की आवश्यकता होगी = \(\frac{3}{27}\) × 40
= 4.44 F

प्रश्न 3.14
निम्नलिखित को ऑक्सीकृत करने के लिए कितने कूलॉम विद्युत आवश्यक है?

1. 1 मोल H₂O को O₂ में।
2. 1 मोल Fe0 को Fe₂O₃ में।

गणना:
1. 1 mol H₂O₂ के लिए इलेक्ट्रोड अभिक्रिया इस प्रकार दी जाती है –
H₂O → H₂ + \(\frac{1}{2}\)O₂
अर्थात् O^2- → \(\frac{1}{2}\)O₂ + 2e^–
∴ आवश्यक विद्युत की मात्रा = 2 फैराडे
= 2 × 96500C
= 193000C

2. 1 मोल Feo के लिए इलेक्ट्रोड अभिक्रिया इस प्रकार से दी जाती है –
FeO → \(\frac{1}{2}\)Fe₂O₃
अब Fe²⁺ → Fe³⁺ + e^–
अतः अभीष्ट विद्युत की मात्रा = 1 फैराडे
= 96500C

प्रश्न 3.15
Ni(NO₃)₂ के एक विलयन का प्लैटिनम इलेक्ट्रोडों के बीच 5 ऐम्पियर की धारा प्रवाहित करते हुए 20 मिनट तक विद्युत-अपघटन किया गया। Ni की कितनी मात्रा कैथोड पर निक्षेपित होगी?
हल:
प्रवाहित की गई विद्युत की मात्रा
= (5 A) × (20 × 60 s)
= 6000 C
Ni²⁺ + 2e^– → Ni
अब चूँकि 2F अर्थात् 2 × 96500C, Ni निक्षेपित करता है = 1 mol
= 58.7g
∴ 6000 C, Ni निक्षेपित करेगा
= \(\frac{58.7}{2 \times 96500}\) × 6000 = 1.825 g

प्रश्न 3.16
ZnSO₄, AgNO₃, एवं CuSO₄ विलयन वाले तीन विद्युत-अपघटनी सेलों A, B, C को श्रेणीबद्ध किया गया एवं 1.5 ऐम्पियर की विद्युत धारा, सेल B के कैथोड पर 1.45 g सिल्वर निक्षेपित होने तक लगातार प्रवाहित की गई। विद्युत धारा कितने समय तक प्रवाहित हुई? निक्षेपित कॉपर एवं जिंक का द्रव्यमान क्या होगा?
हल:
Ag⁺ + e^– → Ag
108g Ag निक्षेपित होता है = 1F = 96500C
∴ 1.45 g Ag निक्षेपित होगा = \(\frac{96500}{108}\) × 1.45
= 1295.6 × C
या t = \(\frac{Q}{I}\) = \(\frac{1295.6}{1.5}\)
= 863.75
= 14 min 24s
Cu²⁺ + 2e^– → Cu
अर्थात् 2 × 96500C, Cu निक्षेपित करता है = 63.5 g
अतः 1295.6C. Cu निक्षेपित करेगा = \(\frac{63.5 \times 1295.6}{2 \times 96500}\)
= 0.4263g
इसी प्रकार, Zn²⁺ + 2e^– → Zn
निक्षेपित जिंक का द्रव्यमान = \(\frac{65.4 \times 1295.6}{2 \times 96,500}\)
= 0.44g

प्रश्न 3.17
तालिका 3.1 (पाठ्य पुस्तक) में दिए गए मानक इलैक्ट्रोड विभवों की सहायता से अनुमान लगाइए कि क्या निम्नलिखित अभिकर्मकों के बीच अभिक्रिया संभव है?

1. Fe³⁺ (aq) और I^– (aq)
2. Ag⁺ (aq) और Cu(s)
3. Fe³⁺ (aq) और Br^– (aq)
4. Ag(s) और Fe³⁺ (aq)
5. Br₂ (aq) और Fe³⁺ (aq)

उत्तर:

सेल अभिक्रिया का वि० वा० बल धनात्मक होगा।
1. Fe³⁺ (aq) + I^– (aq) → Fe²⁺(aq) + \(\frac{1}{2}\)I₂
सेल को निम्न प्रकार से निरूपित कर सकते हैं –

= 0.54 – 0.77V
= – 0.23V
∴ अभिक्रिया का वि० वा० बल ऋणात्मक है
∴ अभिक्रिया सम्भव नहीं है।

2. Ag⁺ (aq) + Cu → Ag(s) + Cu²⁺ (aq)
निम्न प्रकार से निरूपित कर सकते हैं –
अर्थात् Cu | Cu²⁺ (aq) || Ag⁺ (aq) | Ag

= 0.80V – 0.34V
= 0.46V
∵ अभिक्रिया का वि० वा० बल धनात्मक है।
∵ अभिक्रिया सम्भव है।

3. Fe³⁺ (aq) + Br^– (aq) → Fe²⁺ (aq) + \(\frac{1}{2}\)Br₂
निम्न प्रकार से निरूपित कर सकते हैं –
अर्थात् Br₂ (aq) | Br^– (aq) || Fe²⁺ (aq) | Fe³⁺ (aq)

= 0.77V – 1.09V
= 0.32V
∵ अभिक्रिया का वि० वा०बल ऋणात्मक है
∵ अभिक्रिया सम्भव नहीं है।

4. Ag(s) + Fe³⁺ + (aq) → Ag⁺ (aq) + Fe²⁺ (aq)
सेल को निम्न प्रकार से निरूपित कर कर सकते हैं –
अर्थात् Ag⁺ (aq) | Ag(s) || Fe²⁺ (aq) | Fe³⁺ (aq)

= 0.77V – 0.80V
= – 0.03V
∵ अभिक्रिया का वि० वा० बल ऋणात्मक है
∵ अभिक्रिया सम्भव नहीं है।

5. \(\frac{1}{2}\)Br₂ (aq) + Fe²⁺ (aq) || Br^– + Fe³⁺
निम्न प्रकार से निरूपित कर सकते हैं –

= 1.09V – 0.77
= 0.32V
∵ अभिक्रिया का वि० वा० बल धनात्मक है
∵ अभिक्रिया सम्भव है।

प्रश्न 3.18
निम्नलिखित में से प्रत्येक के लिए विद्युतअपघटन से प्राप्त उत्पाद बताइए:

1. सिल्वर इलैक्ट्रोडों के साथ AgNO₃ का जलीय विलयन
2. प्लैटिनम इलैक्ट्रोडों के साथ AgNO₃ का जलीय विलयन
3. प्लैटिनम इलैक्ट्रोडों के साथ H₂SO₄ का तनु विलयन
4. प्लैटिनम इलैक्ट्रोडों के साथ CuCl₂ का जलीय विलयन

उत्तर:
1. सिल्वर इलैक्ट्रोडों के साथ AgNO₃ के जलीय विलयन का विद्युतअपघटन

कैथोड पर:
चूँकि Ag⁺ आयनों का डिस्चार्ज विभव H⁺ आयनों से कम होता है, अत: H⁺ आयनों का निक्षेपणन होकर Ag⁺ आयन Ag की भांति निक्षेपित होंगे।

ऐनोड पर: Ag → Ag⁺ + e^–
ऐनोड का Ag घुलकर विलयन में Ag⁺ आयन देगा।

2. प्लैटिनम इलैक्ट्रोडों के साथ AgNO₃ के जलीय विलयन का विद्युतअपघटन
कैथोड पर:
उपर्युक्त खण्ड (i) की भांति Ag⁺ आयदन Ag की तरह निक्षेपित होंगे।

ऐनोड पर:
OH^– (aq) → OH + e^–
4OH → 2H₂O(l) + O₂ (g)
NO^–₃ आयनों की तुलना में OH^– आयन डिस्चार्ज होंगे जो विघटित होकर O₂ देते हैं।

3. प्लैटिनम इलैक्ट्रोडों के साथ H₂SO₄ के तनु विलयन का विद्युत अपघटन
H₂SO₄ (aq) → 2H⁺ (aq) + SO^2-₄ (aq)
H₂O H⁺ + OH^–

कैथोड पर:
H⁺ + e^– → H
H + H → H₂(g)

ऐनोड पर:
OH^– → OH^– + e^–
4OH → 2H₂O(l) + O₂(g)
अतः कैथोड पर H₂ तथा ऐनोड पर O₂ मुक्त होगी।

4. प्लैटिनम इलेक्ट्रोडों के साथ Cucl₂ के जलीय विलयन का विद्युतअपघटन
CuCl₂ (s) + (aq) → Cu²⁺ (aq) + 2Cl^– (aq)
H₂O H⁺ + OH^–

कैथोड पर:
Cu²⁺ + 2e^– → Cu²⁺ (aq) + 2Cl^– (aq)
H₂O H⁺ + OH^–

ऐनोड पर:
अत: कैथोड पर Cu निक्षेपित होगा तथा ऐनोड पर Cl₂ मुक्त होगी।