AIIMS 2007 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Gujarati

(C) પ્રતિક્રિયાની શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1$. $Toluene$ નું ઓક્સિડેશન થઈને બેન્ઝોઈક એસિડ $(A)$ બને છે: $C_6H_5CH_3 \xrightarrow{[O]} C_6H_5COOH$.
$2$. બેન્ઝોઈક એસિડ $SOCl_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેન્ઝોઈલ ક્લોરાઈડ $(B)$ બનાવે છે: $C_6H_5COOH \xrightarrow{SOCl_2} C_6H_5COCl$.
$3$. બેન્ઝોઈલ ક્લોરાઈડ $NaN_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેન્ઝોઈલ એઝાઈડ $(C)$ બનાવે છે: $C_6H_5COCl \xrightarrow{NaN_3} C_6H_5CON_3$.
$4$. ગરમ કરવા પર,બેન્ઝોઈલ એઝાઈડ કર્ટિયસ પુનઃરચના (Curtius rearrangement) દ્વારા ફિનાઈલ આઈસોસાયનેટ $(D)$ બનાવે છે: $C_6H_5CON_3 \xrightarrow{\text{Heat}} C_6H_5NCO + N_2$.
તેથી,$D$ એ ફિનાઈલ આઈસોસાયનેટ છે.

(A) બંધ લંબાઈ એ બંધ ક્રમાંકના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
$O_2$ માટે બંધ ક્રમાંક $2.0$ છે.
$O_3$ માટે બંધ ક્રમાંક $1.5$ છે (અનુનાદને કારણે).
$O_2^{2-}$ (પેરોક્સાઈડ આયન) માટે બંધ ક્રમાંક $1.0$ છે.
બંધ લંબાઈ $\propto \frac{1}{\text{બંધ ક્રમાંક}}$ હોવાથી,બંધ લંબાઈનો સાચો ક્રમ $O_2 < O_3 < O_2^{2-}$ છે.

(C) સામાન્ય રીતે,મોટાભાગના વાસ્તવિક વાયુઓ સમાન પ્રકારના આઈસોથર્મ દર્શાવે છે. વિભાગ $ab$ વાયુ અવસ્થા દર્શાવે છે. રેખા $bc$,જે આડી રેખા છે,તે પ્રવાહી અને બાષ્પ વચ્ચેનું સંતુલન દર્શાવે છે. રેખા $bc$ ને અનુરૂપ દબાણને પ્રવાહીનું બાષ્પ દબાણ કહેવામાં આવે છે. રેખા $cd$ પ્રવાહી અવસ્થા દર્શાવે છે.

(A) વાયુનું ક્રાંતિક તાપમાન $(T_C)$ એ તાપમાન છે જેની ઉપર વાયુને દબાણ લગાવીને પ્રવાહીમાં ફેરવી શકાતો નથી.
તે $T_C = \frac{8a}{27Rb}$ સંબંધ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જે સૂચવે છે કે $T_C \propto a$,જ્યાં $a$ એ વાન્ડર વાલ્સ અચળાંક છે જે આંતરઆણ્વીય આકર્ષણ બળોનું માપ દર્શાવે છે.
ઉચ્ચ ક્રાંતિક તાપમાન મજબૂત આંતરઆણ્વીય આકર્ષણ બળો સૂચવે છે,જેનાથી વાયુનું પ્રવાહીકરણ સરળ બને છે.
આપેલ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા: $A = 25\,^{\circ}C$,$B = 10\,^{\circ}C$,$C = -80\,^{\circ}C$,અને $D = 15\,^{\circ}C$.
વાયુ $A$ નું ક્રાંતિક તાપમાન $(25\,^{\circ}C)$ સૌથી વધુ હોવાથી,તે સૌથી સરળતાથી પ્રવાહીમાં રૂપાંતરિત થશે.

(A) પર્યાવરણના એન્ટ્રોપીમાં થતો ફેરફાર $\Delta S_{surr} = -\frac{\Delta H_{sys}}{T}$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે.
ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા માટે,પ્રણાલીનો એન્થાલ્પી ફેરફાર $\Delta H_{sys}$ ઋણ હોય છે.
તેથી,$\Delta S_{surr} = -\frac{(\text{ઋણ મૂલ્ય})}{T}$,જે ધન મૂલ્ય આપે છે.
આમ,ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા માટે $\Delta S_{surr}$ હંમેશા ધન હોય છે.

(B) આપેલ છે: $\Delta H = -92.2\, kJ$,$P = 40\, atm$,$\Delta V = -1\, L$.
સંબંધનો ઉપયોગ કરતા: $\Delta H = \Delta U + P\Delta V$
તેથી: $\Delta U = \Delta H - P\Delta V$
પ્રથમ,$P\Delta V$ ને $atm\, L$ માંથી $kJ$ માં રૂપાંતરિત કરો,જ્યાં $1\, atm\, L = 0.101325\, kJ$.
$P\Delta V = 40\, atm \times (-1\, L) = -40\, atm\, L$
$P\Delta V = -40 \times 0.101325\, kJ = -4.053\, kJ$
હવે,$\Delta U$ ની ગણતરી કરો:
$\Delta U = -92.2\, kJ - (-4.053\, kJ)$
$\Delta U = -92.2\, kJ + 4.053\, kJ = -88.147\, kJ$
નજીકના પૂર્ણાંકમાં લેતા,$\Delta U \approx -88\, kJ$ મળે છે.

(A) હેસના નિયમ મુજબ,પ્રક્રિયામાં થતો એન્થાલ્પી ફેરફાર સમાન રહે છે,પછી ભલે તે એક તબક્કામાં થાય કે અનેક તબક્કામાં.
સબ્લિમેશન (ઉર્ધ્વપાતન) એ ઘનનું સીધું બાષ્પમાં રૂપાંતર છે.
આ પ્રક્રિયાને બે તબક્કાની પ્રક્રિયા તરીકે દર્શાવી શકાય છે: ઘન $\rightarrow$ પ્રવાહી (ગલન) ત્યારબાદ પ્રવાહી $\rightarrow$ બાષ્પ (બાષ્પીભવન).
તેથી,$\Delta H_{sublimation} = \Delta H_{fusion} + \Delta H_{vap}$.
આપેલ છે કે $\Delta H_{fusion} = x$ અને $\Delta H_{vap} = y$,તેથી $\Delta H_{sublimation} = x + y$.

(A) નિર્બળ એસિડ $(CH_3COOH)$ અને પ્રબળ બેઇઝ $(NaOH)$ ના ટાઇટ્રેશનમાં,બનતું ક્ષાર $(CH_3COONa)$ એનાયોનિક જળવિભાજન પામે છે,જેના પરિણામે તુલ્યતા બિંદુએ દ્રાવણ બેઝિક બને છે $(pH > 7)$.
તુલ્યતા બિંદુ પછી વધારાના મુક્ત બેઇઝને કારણે,$pH$ માં તીવ્ર વધારો થાય છે,જે ટાઇટ્રેશન વક્રના ઉભા ભાગ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
તેથી,આલેખમાંની ઉભી રેખા તુલ્યતા બિંદુની આલ્કલાઇન પ્રકૃતિ સૂચવે છે.

(B) $NaOH$ (પ્રબળ બેઇઝ) અને $CH_3COOH$ (નિર્બળ એસિડ) વચ્ચેની પ્રક્રિયાથી સોડિયમ એસિટેટ $(CH_3COONa)$ બને છે,જે નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝનો ક્ષાર છે.
$CH_3COOH + NaOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O$
ક્ષારનું જળવિભાજન થવાથી દ્રાવણ બેઝિક બને છે.
નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝના ક્ષાર માટે $pH = \frac{1}{2} (pK_w + pK_a + \log C)$ સૂત્રનો ઉપયોગ થાય છે.
$CH_3COOH$ માટે $pK_a$ આશરે $4.76$ અને $pK_w = 14$ હોવાથી,$pH$ નું મૂલ્ય $7$ કરતા વધારે મળે છે.
તેથી,દ્રાવણનો $pH$ $8$ છે.

(D) એસિડિક બફર એ નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝ સાથેના તેના ક્ષારનું મિશ્રણ છે.
$CH_3COOH$ એ નિર્બળ એસિડ છે,પરંતુ $CH_3COONH_4$ એ નિર્બળ એસિડ $(CH_3COOH)$ અને નિર્બળ બેઇઝ $(NH_4OH)$ નો ક્ષાર છે.
તેથી,$CH_3COOH$ અને $CH_3COONH_4$ નું મિશ્રણ એસિડિક બફર બનાવતું નથી.
આમ,વિધાન ખોટું છે અને કારણમાં આપેલી વ્યાખ્યા પણ ખોટી છે (તે પ્રબળ બેઇઝ સાથેનો ક્ષાર હોવો જોઈએ),તેથી વિધાન અને કારણ બંને ખોટા છે.

(C) સંતુલન અચળાંક ($K_c$ અથવા $K_p$) નું મૂલ્ય ચોક્કસ તાપમાને આપેલ રાસાયણિક પ્રક્રિયા માટે નિશ્ચિત હોય છે.
જો કે,ચોક્કસ તાપમાને અંતિમ સંતુલન મિશ્રણનું બંધારણ (પ્રક્રિયકો અને નીપજોની સાંદ્રતા) પ્રક્રિયકોના શરૂઆતના જથ્થા પર આધાર રાખતું નથી.
તેથી,વિધાન સાચું છે,પરંતુ કારણ ખોટું છે.

(B) સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં વધારાની ઉર્જા કક્ષા ઉમેરાવાને કારણે પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા વધે છે.
જોકે કેન્દ્રીય વીજભાર પણ વધે છે,પરંતુ નવી ઉર્જા કક્ષાના ઉમેરાની અસર પ્રભાવી રહે છે.
પરમાણ્વીય ત્રિજ્યામાં વધારો $Na$ $(Z=11)$ થી $K$ $(Z=19)$ તરફ જતી વખતે સૌથી વધુ નોંધપાત્ર છે,કારણ કે $n=3$ કક્ષામાંથી $n=4$ કક્ષામાં સંક્રમણ થવાથી શીલ્ડિંગ અને કેન્દ્રથી અંતરમાં મોટો વધારો થાય છે.
તેથી,$Na, K$ ની જોડી માટે ત્રિજ્યામાં સૌથી મોટો તફાવત જોવા મળે છે.

(B) સિલિકોન્સ એ ઓર્ગેનોસિલિકોન પોલિમર છે જેમાં $Si-O-Si$ બંધ હોય છે.
તેઓ આલ્કાઈલ અથવા એરાઈલ સબસ્ટીટ્યુટેડ ક્લોરોસિલેન્સ (દા.ત.,$R_2SiCl_2$) ના જળવિભાજન દ્વારા રચાય છે.
રેખીય સિલિકોન્સ માટેનું સામાન્ય સૂત્ર $(R_2SiO)_n$ છે,જ્યાં પુનરાવર્તિત એકમ $-(R_2Si-O)-$ છે.

(A) પ્રોપીનનું હાઇડ્રોબોરેશન-ઓક્સિડેશન દ્વિબંધ પર પાણીના એન્ટી-માર્કોવનીકોવ ઉમેરણને અનુસરે છે.
$3CH_3-CH=CH_2 + BH_3 \rightarrow (CH_3CH_2CH_2)_3B$
$(CH_3CH_2CH_2)_3B + 3H_2O_2 + 3OH^- \rightarrow 3CH_3CH_2CH_2OH + BO_3^{3-}$

(A) ઓક્સિમર્ક્યુરેશન-ડીમર્ક્યુરેશન એ એક પ્રક્રિયા છે જે માર્કોવનીકોવના નિયમ મુજબ દ્વિબંધ પર $H$ અને $OH$ ઉમેરે છે,જેમાં કોઈ પુનઃગોઠવણી થતી નથી.
એલાઈલબેન્ઝીન $(C_6H_5CH_2CH=CH_2)$ માટે,દ્વિબંધ સાઇડ ચેઇનના $C_2$ અને $C_3$ કાર્બન વચ્ચે છે.
માર્કોવનીકોવના નિયમ મુજબ,$OH$ સમૂહ વધુ વિસ્થાપિત કાર્બન $(C_2)$ સાથે જોડાય છે અને $H$ પરમાણુ ઓછા વિસ્થાપિત કાર્બન $(C_3)$ સાથે જોડાય છે.
અંતિમ નીપજ $1$-ફિનાઈલપ્રોપેન-$2$-ઓલ છે,જે $C_6H_5CH_2CH(OH)CH_3$ છે.

(B) બેન્ઝીનના સલ્ફોનેશનમાં,સાંદ્ર $H_2SO_4$ (અથવા ફ્યુમિંગ સલ્ફ્યુરિક એસિડ,$H_2SO_4 + SO_3$) નો ઉપયોગ થાય છે.
બેન્ઝીન રિંગ પર હુમલો કરનાર ઇલેક્ટ્રોફાઇલ સલ્ફર ટ્રાયોક્સાઇડ,$SO_3$ છે.
સાંદ્ર $H_2SO_4$ માં પણ,સક્રિય ઇલેક્ટ્રોફિલિક સ્પીસીઝ $SO_3$ છે.

(D) $trans-but-2-ene$ ની $Br_2$ સાથેની પ્રક્રિયામાં $anti$ ઉમેરણ થાય છે.
$trans-but-2-ene$ માં $Br_2$ નું $anti$ ઉમેરણ થવાથી $meso$ સંયોજન (ખાસ કરીને $2,3-dibromobutane$) બને છે.
આથી,નીપજ $meso$ સંયોજન હોવાથી તે પ્રકાશીય રીતે નિષ્ક્રિય છે અને રેસેમિક મિશ્રણ નથી.
તેથી,વિધાન ખોટું છે.
કારણ પણ ખોટું છે કારણ કે $trans$ આલ્કીનમાં $trans$ ઉમેરણ હંમેશા બે પ્રકારના સ્ટીરિયો આઈસોમર્સ બનાવતું નથી.
આમ,વિધાન અને કારણ બંને ખોટા છે.

(A) એસિટિલીન સોડામાઇડ $(NaNH_2)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ એસિટિલાઇડ અને એમોનિયા બનાવે છે.
$CH\equiv CH + NaNH_2 \rightarrow HC\equiv C^{-}Na^{+} + NH_3$
આ પ્રક્રિયા એટલા માટે થાય છે કારણ કે એસિટિલીનમાં $sp$ સંકરણ પામેલા કાર્બન પરમાણુઓમાં $50\%$ $s$-લક્ષણ હોય છે.
વધારે $s$-લક્ષણને કારણે,ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિયસ દ્વારા વધુ મજબૂતીથી પકડાયેલા રહે છે,જે કાર્બન પરમાણુને નોંધપાત્ર રીતે વિદ્યુતઋણ બનાવે છે.
આ વધેલી વિદ્યુતઋણતા ટર્મિનલ હાઇડ્રોજન પરમાણુને એસિડિક બનાવે છે,જેનાથી તે સોડામાઇડમાંથી સોડિયમ આયન દ્વારા બદલી શકાય છે.
તેથી,વિધાન અને કારણ બંને સાચા છે અને કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી છે.

(B) તમામ અણુઓ ટૂંકા ગાળાના લંડન ડિસ્પર્શન બળો ધરાવે છે,જે વાન ડર વાલ્સ બળોનો એક પ્રકાર છે.
જ્યારે નિષ્ક્રિય વાયુઓને આયોડિનની બાષ્પમાં મિશ્ર કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેમની વચ્ચે આ ટૂંકા ગાળાના લંડન ડિસ્પર્શન બળો અસ્તિત્વ ધરાવે છે.

(C) વિધાન સાચું છે કારણ કે $F$ એ આવર્ત કોષ્ટકનું સૌથી વધુ વિદ્યુતઋણ તત્વ છે.
કારણ ખોટું છે કારણ કે $F$ ની ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી $Cl$ કરતા ઓછી છે.
આનું કારણ $F$ પરમાણુનું નાનું કદ છે,જેના કારણે તેના $2p$ પેટાકોષમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચે આંતર-ઇલેક્ટ્રોનિક અપાકર્ષણ થાય છે,જે $Cl$ ની સરખામણીમાં વધારાનો ઇલેક્ટ્રોન ઉમેરવાનું ઓછું અનુકૂળ બનાવે છે.

(C) કોપર સલ્ફેટનું દ્રાવણ ઝિંકના પાત્રમાં સંગ્રહિત કરવામાં આવતું નથી કારણ કે $Zn$ એ $Cu$ કરતા વધુ સક્રિય છે અને તેના જલીય દ્રાવણમાંથી $Cu$ ને વિસ્થાપિત કરવાની વૃત્તિ ધરાવે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા: $Zn_{(s)} + CuSO_{4(aq)} \to ZnSO_{4(aq)} + Cu_{(s)}$.
$Zn$ એ $CuSO_4$ સાથે સંકીર્ણ બનાવતું નથી. આપેલું કારણ વૈજ્ઞાનિક રીતે ખોટું છે. તેથી,વિધાન સાચું છે,પરંતુ કારણ ખોટું છે.

$(A)$ $N_2$ અણુમાં $N \equiv N$ ત્રિ-બંધ હોય છે, જ્યારે $O_2$ અણુમાં $O = O$ દ્વિ-બંધ હોય છે.
$N \equiv N$ ત્રિ-બંધની બંધ વિયોજન ઉર્જા $O = O$ દ્વિ-બંધ કરતા ઘણી વધારે હોય છે, જે $N_2$ ને સામાન્ય પરિસ્થિતિમાં રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય અથવા ઓછો સક્રિય બનાવે છે.
વધારે બંધ ક્રમાંકને કારણે $N_2$ ની બંધ લંબાઈ $(109.8 \ pm)$ ખરેખર $O_2$ $(121 \ pm)$ કરતા ટૂંકી હોય છે.
કારણ કે ઉચ્ચ બંધ વિયોજન ઉર્જા (ટૂંકા, મજબૂત ત્રિ-બંધનું પરિણામ) એ $N_2$ ની ઓછી સક્રિયતાનું કારણ છે, તેથી કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી આપે છે.
તેથી, $A$ અને $R$ બંને સાચા છે અને $R$ એ $A$ ની સાચી સમજૂતી છે.

(C) $NaCl$ સ્ફટિકમાં $Na^{+}$ અને $Cl^{-}$ આયનો સ્થિર વિદ્યુતીય આકર્ષણ બળો દ્વારા મજબૂત રીતે જોડાયેલા હોય છે.
જ્યારે ક્ષાર ઓગળે છે,ત્યારે આ આયનો સ્ફટિક લેટીસ છોડીને દ્રાવણમાં જાય છે,જેનાથી તેઓ વધુ સ્વતંત્રતા (વધેલી એન્ટ્રોપી) પ્રાપ્ત કરે છે.
થર્મોડાયનેમિક રીતે,પ્રક્રિયા સ્વયંભૂ થવા માટે,ગિબ્સ મુક્ત ઊર્જામાં ફેરફાર,$\Delta G = \Delta H - T\Delta S$,ઋણ હોવો જોઈએ.
$NaCl$ ના ઓગળવા માટે,એન્થાલ્પી ફેરફાર $\Delta H$ ધન (ઉષ્માશોષક) છે,પરંતુ એન્ટ્રોપી ફેરફાર $\Delta S$ ધન છે,જે $T\Delta S$ પદને મોટું અને ધન બનાવે છે.
$T\Delta S > \Delta H$ હોવાથી,$\Delta G$ નું મૂલ્ય ઋણ બને છે,જે પ્રક્રિયાને સ્વયંભૂ બનાવે છે.
કારણનું વિધાન દાવો કરે છે કે $\Delta H$ ખૂબ જ ધન છે અને $T\Delta S$ નીચું ઋણ મૂલ્ય છે,જે ખોટું છે કારણ કે આ પ્રક્રિયા માટે $T\Delta S$ વાસ્તવમાં ધન છે.
આમ,વિધાન સાચું છે,પરંતુ કારણ ખોટું છે.

(B) પોર્ટલેન્ડ સિમેન્ટના બંધારણમાં સામાન્ય રીતે નીચેના મુખ્ય ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે:
$1$. ટ્રાયકેલ્શિયમ સિલિકેટ $(Ca_3SiO_5)$: $50-70\%$
$2$. ડાયકેલ્શિયમ સિલિકેટ $(Ca_2SiO_4)$: $20-30\%$
$3$. ટ્રાયકેલ્શિયમ એલ્યુમિનેટ $(Ca_3Al_2O_6)$: $5-10\%$
$4$. ટેટ્રાકેલ્શિયમ એલ્યુમિનોફેરાઈટ $(Ca_4Al_2Fe_2O_{10})$: $5-15\%$
આપેલા વિકલ્પોની સરખામણી કરતા,$Ca_3SiO_5$ (ટ્રાયકેલ્શિયમ સિલિકેટ) સૌથી વધુ પ્રમાણમાં હાજર હોય છે.

(A) ચેઈન ટ્રાન્સફર એજન્ટો એવા પદાર્થો છે જે વધતી જતી પોલિમર શૃંખલા સાથે પ્રતિક્રિયા આપીને તેની વૃદ્ધિને અટકાવે છે,જેનાથી નવી શૃંખલા શરૂ થાય છે.
આ પ્રક્રિયા પોલિમરના સરેરાશ આણ્વીય દળને મર્યાદિત કરે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$CCl_4$ રેડિકલ પોલિમરાઈઝેશનમાં ચેઈન ટ્રાન્સફર એજન્ટ તરીકે કામ કરે છે કારણ કે $C-Cl$ બંધ પ્રમાણમાં નબળો છે અને તે સરળતાથી હોમોલિટીક વિભાજન પામીને વધતી જતી રેડિકલ શૃંખલામાં ક્લોરિન પરમાણુનું સ્થાનાંતર કરી શકે છે.

(B) $hcp$ (ષટ્કોણીય ક્લોઝ પેકિંગ) રચનામાં,દરેક પરમાણુ તેના પોતાના સ્તરમાં $6$ પરમાણુઓ સાથે,ઉપરના સ્તરમાં $3$ પરમાણુઓ સાથે અને નીચેના સ્તરમાં $3$ પરમાણુઓ સાથે સંપર્કમાં હોય છે.
તેથી,નજીકના સ્પર્શતા પડોશીઓની કુલ સંખ્યા $6 + 3 + 3 = 12$ છે.
આમ,સવર્ગ આંક $12$ છે.

(C) આપેલ છે: $p_{benzene}^o = 0.850 \ bar$,$p_{solution} = 0.845 \ bar$,$W_{benzene} = 39.0 \ g$,$M_{benzene} = 78 \ g/mol$,$w_{solid} = 0.5 \ g$.
અબાષ્પશીલ દ્રાવ્ય માટે રાઉલ્ટના નિયમનો ઉપયોગ કરતા: $\frac{p^o - p}{p^o} = \frac{n_{solid}}{n_{solid} + n_{benzene}} \approx \frac{n_{solid}}{n_{benzene}}$ (મંદ દ્રાવણો માટે).
$n_{benzene} = \frac{39.0 \ g}{78 \ g/mol} = 0.5 \ mol$.
$\frac{0.850 - 0.845}{0.850} = \frac{0.5 / M_{solid}}{0.5}$.
$\frac{0.005}{0.850} = \frac{0.5}{M_{solid} \times 0.5} = \frac{1}{M_{solid}}$.
$M_{solid} = \frac{0.850}{0.005} = 170 \ g/mol$.

(D) ઉત્કલનબિંદુમાં ઉન્નયનનું સૂત્ર $\Delta T_b = i \times K_b \times m$ છે.
દરેક સંયોજનના $1 \ mol$ ને $1 \ L$ દ્રાવણમાં ઓગાળવામાં આવતા હોવાથી,મોલાલિટી $(m)$ બધા માટે સમાન છે.
તેથી,$\Delta T_b$ એ વોન્ટ હોફ અવયવ $(i)$ ના સમપ્રમાણમાં છે.
વોન્ટ હોફ અવયવ $(i)$ એ વિયોજનની માત્રા $(\alpha)$ પર આધાર રાખે છે.
પ્રબળ એસિડ પાણીમાં વધુ સંપૂર્ણ રીતે વિયોજન પામે છે. હાઇડ્રોજન હેલાઇડ્સ માટે એસિડિક પ્રબળતાનો ક્રમ $HI > HBr > HCl > HF$ છે.
આનું કારણ એ છે કે બંધ વિયોજન ઉર્જાનો ક્રમ $HI < HBr < HCl < HF$ છે.
$HI$ ની બંધ વિયોજન ઉર્જા સૌથી ઓછી હોવાથી,તે સૌથી સરળતાથી વિયોજન પામે છે,જેના પરિણામે દ્રાવણમાં આયનોની સંખ્યા સૌથી વધુ હોય છે.
આમ,$HI$ માટે $i$ મહત્તમ છે,જે સૌથી વધુ $\Delta T_b$ મૂલ્ય આપે છે.

(B) ઉદ્દીપક સક્રિયકરણ ઉર્જા $(E_a)$ ઘટાડે છે.
સક્રિયકરણ ઉર્જામાં ઘટાડો થવાથી,પૂરતી ઉર્જા ધરાવતા અણુઓની સંખ્યા વધે છે જે ઉર્જા અવરોધને પાર કરી શકે છે,જેનાથી પુરોગામી અને પ્રતિગામી બંને પ્રક્રિયાઓનો દર સમાન રીતે વધે છે.
તે સંતુલન અચળાંક અથવા પ્રક્રિયાની એકંદર ક્રિયાવિધિમાં ફેરફાર કરતું નથી.

(D) સ્મેલ્ટિંગની પ્રક્રિયામાં,ધાતુના ઓક્સાઇડનું કાર્બન અથવા કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ દ્વારા રિડક્શન કરવામાં આવે છે.
$ZnO$ માટે: $ZnO + C \to Zn + CO$.
$FeO$ માટે: $FeO + C \to Fe + CO$.
$Zn, Fe, Pb,$ અને $Sn$ જેવી ધાતુઓ સામાન્ય રીતે તેમના ઓક્સાઇડ અયસ્કમાંથી કાર્બન રિડક્શન (સ્મેલ્ટિંગ) દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. $FeO$ અને $ZnO$ બંને કાર્બન દ્વારા રિડ્યુસ થતા ઓક્સાઇડના પ્રમાણભૂત ઉદાહરણો છે.

(C) $XeF_6$ નું સંપૂર્ણ જળવિભાજન $XeO_3$ આપે છે.
$XeF_6 + 3H_2O \to XeO_3 + 6HF$

(A) પૃથ્વીના પોપડાના $47\%$ થી થોડો વધુ ભાગ ઓક્સિજનનો બનેલો છે. પૃથ્વીના પોપડાના મોટાભાગના સામાન્ય ખડકોના ઘટકો લગભગ બધા જ ઓક્સાઇડ છે.

(A) આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$CuSO_{4(aq)}$ અને $KCN$ પ્રક્રિયા કરીને અસ્થાયી કોપર $(II)$ સાયનાઈડ બનાવે છે,જે ઝડપથી વિઘટન પામીને કોપર $(I)$ સાયનાઈડ અને સાયનોજન વાયુ આપે છે.
રાસાયણિક સમીકરણો નીચે મુજબ છે:
$2CuSO_{4(aq)} + 4KCN \to 2Cu(CN)_2 + 2K_2SO_4$
$2Cu(CN)_2 \to 2CuCN + (CN)_2 \uparrow$ (સાયનોજન)

(C) વિધાન સાચું છે કારણ કે ઓઝોન $(O_3)$ એ ઓક્સિજનનું અપરરૂપ છે.
કારણ ખોટું છે. પ્રવાહી ઓક્સિજન આછા વાદળી રંગનું હોય છે,પરંતુ તે તેની ટ્રિપ્લેટ અવસ્થામાં તેના એન્ટિબોન્ડિંગ મોલેક્યુલર ઓર્બિટલ્સમાં બે અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનને કારણે પેરામેગ્નેટિક હોય છે. તેની સિંગલેટ અવસ્થામાં,બધા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત હોય છે,તેથી તે ડાયામેગ્નેટિક (પ્રતિચુંબકીય) છે,પેરામેગ્નેટિક નથી.

(D) આપેલા રેડિયોએક્ટિવ આઈસોટોપ્સમાંથી $Co-60$ નો ઉપયોગ કેન્સર વિરોધી તરીકે થાય છે.
તે $\beta$-કણો અને ઉર્જાસભર ગામા કિરણોનું ઉત્સર્જન કરે છે,જેના કારણે તેનો ઉપયોગ રેડિયેશન થેરાપીમાં થાય છે.

(A) $SnI_4$ એ નારંગી રંગનો ઘન પદાર્થ છે.
આ રંગ ચાર્જ ટ્રાન્સફર (વીજભાર સ્થાનાંતરણ) ઘટનાને કારણે ઉદ્ભવે છે.
$SnI_4$ માં,પ્રકાશના શોષણ પર આયોડાઈડ આયન $(I^-)$ માંથી ટીન કેન્દ્ર $(Sn^{4+})$ માં ઈલેક્ટ્રોન સ્થાનાંતરિત થાય છે,જેને લિગાન્ડ-ટુ-મેટલ ચાર્જ ટ્રાન્સફર $(LMCT)$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
દ્રશ્યમાન વર્ણપટના વાદળી વિસ્તારમાં પ્રકાશનું આ શોષણ સંયોજનને નારંગી રંગનું બનાવે છે.

(A) લેન્થેનાઇડ આયનોમાં,$4f$ ઇલેક્ટ્રોન $5s$ અને $5p$ ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા બાહ્ય ક્ષેત્રથી સારી રીતે સુરક્ષિત હોય છે. તેથી,ઇલેક્ટ્રોનની કક્ષીય ગતિની ચુંબકીય અસર નાબૂદ થતી નથી. પરિણામે,ચુંબકીય ચાકમાત્રાની ગણતરી સ્પિન અને કક્ષીય બંને યોગદાનને ધ્યાનમાં લઈને કરવી પડે છે.
ચુંબકીય ચાકમાત્રા $\mu = g\sqrt{J(J+1)}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$Dy^{3+}$ $([Xe]4f^9)$ માટે,$4f$ પેટાકોષ અડધા કરતાં વધુ ભરાયેલ છે. આવા કિસ્સાઓમાં,સ્પિન અને કક્ષીય કોણીય વેગમાન જોડાઈને ઉચ્ચ કુલ કોણીય વેગમાન $J$ આપે છે,જેના પરિણામે લેન્થેનોઇડ્સમાં સૌથી વધુ ચુંબકીય ચાકમાત્રા મળે છે.
તેથી,વિધાન અને કારણ બંને સાચા છે અને કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી છે.

(A) ધાતુ કાર્બોનિલમાં,ધાતુની ભરાયેલી $d$-કક્ષકો અને $CO$ લિગેન્ડની ખાલી $\pi^*$-એન્ટિબોન્ડિંગ કક્ષકોના અતિવ્યાપનથી $\pi$-બંધ બને છે.
આ બેક-બોન્ડિંગ $CO$ ની એન્ટિબોન્ડિંગ કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે,જે મુક્ત $CO$ ની તુલનામાં $C-O$ બંધને નબળો પાડે છે.
પરિણામે,$C-O$ બંધ ક્રમ ઘટે છે અને બંધ લંબાઈ વધે છે.
તેથી,વિધાન અને કારણ બંને સાચા છે અને કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી છે.

(D) ફેરોસીન,$Fe(\eta^5-C_5H_5)_2$,એ ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજનનું એક ઉત્તમ ઉદાહરણ છે.
તે સેન્ડવિચ પ્રકારનું બંધારણ ધરાવે છે જેમાં $Fe$ પરમાણુ બે સમાંતર સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઈલ વલયોની વચ્ચે આવેલો હોય છે.
સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઈલ વલયોમાં $\pi$-ઈલેક્ટ્રોનના વિસ્થાનિકરણને કારણે,બધા જ $Fe-C$ બંધની લંબાઈ સમાન હોય છે.
તે સૌપ્રથમ શોધાયેલા સેન્ડવિચ સંયોજનોમાંનું એક માનવામાં આવે છે,જેણે ઓર્ગેનોમેટાલિક રસાયણશાસ્ત્રને ખૂબ પ્રભાવિત કર્યું છે.
તેથી,આપેલ તમામ વિધાનો સાચા છે.

(D) નિકલ ડાયમિથાઈલગ્લાયોક્સાઈમ,જેને $[Ni(DMG)_2]$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે,તે એક સ્ક્વેર પ્લેનર કોઓર્ડિનેશન સંયોજન છે.
તે એક તટસ્થ,બિન-આયનીય સંકીર્ણ છે જે પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે અને તેનો ઉપયોગ $Ni^{2+}$ આયનોના ગ્રેવિમેટ્રિક અનુમાન માટે થાય છે.

(C) $Cu^{2+}$ ($3d^9$ ઇલેક્ટ્રોન રચના) લિગાન્ડની પ્રકૃતિને ધ્યાનમાં લીધા વિના સમાન ચુંબકીય મોમેન્ટ અને ભૂમિતિ ધરાવતા સંકીર્ણો બનાવે છે.
$Cu^{2+}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^9$ છે. $3d$ પેટાકોષમાં એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
$3d$ પેટાકોષ લગભગ સંપૂર્ણ ભરાયેલ હોવાથી,આવતા લિગાન્ડ $3d$ કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રોનની કોઈ જોડી બનાવી શકતા નથી. તેથી,લિગાન્ડ પ્રબળ હોય કે નિર્બળ,અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $1$ જ રહે છે (ચુંબકીય મોમેન્ટ $\mu = \sqrt{1(1+2)} = \sqrt{3} \approx 1.73 \ BM$).
વધુમાં,$Cu^{2+}$ સંકીર્ણોની ભૂમિતિ સામાન્ય રીતે લિગાન્ડની સંખ્યા દ્વારા નક્કી થાય છે,જે સમાન સંકલન સંખ્યા માટે સ્થિર રહે છે.

(B) સંકીર્ણનો રંગ તે જે પ્રકાશનું શોષણ કરે છે તેના પૂરક રંગનો હોય છે.
લાલ પ્રકાશનું શોષણ થતું હોવાથી,સંકીર્ણ વાદળી-લીલો દેખાશે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$[Cu(NH_3)_4]^{2+}$ એ જાણીતો ઘેરો વાદળી રંગનો સંકીર્ણ છે,જે લાલ રંગના શોષણને અનુરૂપ છે.

(A) જલીય દ્રાવણમાં $[Cu(H_2O)_6]^{2+}$ સંકીર્ણ વાદળી રંગનું હોય છે.
જ્યારે $HCl$ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે $Cl^-$ લિગેન્ડ એક $H_2O$ અણુને દૂર કરીને $[CuCl(H_2O)_5]^+$ બનાવે છે.
આ વિસ્થાપનને કારણે સ્ફટિક ક્ષેત્ર વિભાજન ઉર્જામાં ફેરફાર થાય છે,જેના પરિણામે રંગ વાદળીમાંથી લીલા/પીળાશ પડતા લીલા રંગમાં બદલાય છે.

(C) પ્રતિક્રિયાની શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1$. $Toluene$ નું ઓક્સિડેશન $([O])$ થઈને $Benzoic \ acid$ $(A)$ બને છે.
$2$. $Benzoic \ acid$ ની $SOCl_2$ સાથે પ્રક્રિયા થઈને $Benzoyl \ chloride$ $(B)$ બને છે.
$3$. $Benzoyl \ chloride$ ની $NaN_3$ સાથે પ્રક્રિયા થઈને $Benzoyl \ azide$ $(C)$ બને છે.
$4$. $Benzoyl \ azide$ ને ગરમ કરતા $Curtius \ rearrangement$ દ્વારા $N_2$ વાયુ મુક્ત થાય છે અને $Phenyl \ isocyanate$ $(D)$ બને છે.
તેથી,$D$ એ $Phenyl \ isocyanate$ છે.

(A) ક્લોરલ $(CCl_3CHO)$ ની સાંદ્ર $H_2SO_4$ ની હાજરીમાં ક્લોરોબેન્ઝીન સાથેની પ્રક્રિયા $DDT$ ($p,p'$-ડાયક્લોરોડાયફિનાઈલટ્રાયક્લોરોઈથેન) બનાવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં ક્લોરોબેન્ઝીનના બે અણુઓ અને ક્લોરલના એક અણુનું સંઘનન થાય છે,જેના પરિણામે પાણીનો એક અણુ દૂર થાય છે.
આ પ્રક્રિયાની ક્રિયાવિધિ ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન છે,જેમાં પ્રોટોનેટેડ ક્લોરલ ઇલેક્ટ્રોફાઈલ તરીકે વર્તે છે અને ક્લોરોબેન્ઝીન વલય પર હુમલો કરે છે.
આમ,વિધાન અને કારણ બંને સાચા છે અને કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી છે,તેથી વિકલ્પ $A$ સાચો જવાબ છે.

(C) આલ્કાઈલ ક્લોરાઈડ અથવા આલ્કાઈલ બ્રોમાઈડની એસિટોનમાં $NaI$ સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા આલ્કાઈલ આયોડાઈડ બનાવવાની પ્રક્રિયાને $Finkelstein$ પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે.
રાસાયણિક સમીકરણ: $R-X + NaI \xrightarrow{\text{acetone}} R-I + NaX$ (જ્યાં $X = Cl, Br$).
આ પ્રક્રિયામાં,$NaI$ એસિટોનમાં દ્રાવ્ય છે,જ્યારે $NaCl$ અને $NaBr$ એસિટોનમાં અદ્રાવ્ય છે.
$NaCl$ અથવા $NaBr$ દ્રાવણમાંથી અવક્ષેપિત થતા હોવાથી,$Le$ $Chatelier$ ના સિદ્ધાંત મુજબ સંતુલન આગળની દિશામાં ખસે છે,જે આલ્કાઈલ આયોડાઈડના નિર્માણને સરળ બનાવે છે.
તેથી,વિધાન સાચું છે,પરંતુ કારણ ખોટું છે કારણ કે તે દ્રાવ્યતાના ગુણધર્મોને ઉલટા દર્શાવે છે.

(A) ઈથરની $HI$ સાથેની પ્રક્રિયામાં $C-O$ બંધનું વિભાજન થાય છે.
પ્રથમ ઈથર,$CH_3-O-C_2H_5$ માટે,પ્રક્રિયા $S_N2$ ક્રિયાવિધિને અનુસરે છે,જેમાં આયોડાઈડ આયન ઓછા અવરોધ ધરાવતા આલ્કાઈલ સમૂહ પર હુમલો કરે છે,જેથી $CH_3I + C_2H_5OH$ મળે છે.
બીજા ઈથર,$(CH_3)_3C-O-CH_3$ માટે,પ્રક્રિયા $S_N1$ ક્રિયાવિધિને અનુસરે છે કારણ કે તૃતીયક-બ્યુટાઈલ કાર્બોકેટાયન અત્યંત સ્થાયી છે,જે $(CH_3)_3CI + CH_3OH$ બનાવે છે.

(C) આ પ્રક્રિયા ફ્રાઈસ પુનઃરચના (Fries rearrangement) છે.
જ્યારે ફિનાઈલ એસ્ટરની પ્રક્રિયા નિર્જળ $AlCl_3$ જેવા લુઈસ એસિડ સાથે કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે પુનઃરચના પામીને $o-$હાઈડ્રોક્સીકીટોન અને $p-$હાઈડ્રોક્સીકીટોનનું મિશ્રણ આપે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$Phenyl \ acetate \xrightarrow{AlCl_3, \Delta} o-hydroxyacetophenone + p-hydroxyacetophenone$.

(B) જ્યારે બેન્ઝોઇક એસિડ $(C_6H_5COOH)$ ની પ્રક્રિયા લિથિયમ એલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રાઇડ $(LiAlH_4)$ સાથે કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે પ્રબળ રિડક્શનકર્તા તરીકે કાર્ય કરે છે.
તે કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહ $(-COOH)$ નું પ્રાથમિક આલ્કોહોલ સમૂહ $(-CH_2OH)$ માં રિડક્શન કરે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$C_6H_5COOH + 4[H] \xrightarrow{LiAlH_4} C_6H_5CH_2OH + H_2O$
આમ,મળતી નીપજ બેન્ઝાઇલ આલ્કોહોલ છે.

(A) એસીટામાઈડ $(CH_{3}CONH_{2})$ માં,નાઈટ્રોજન પરમાણુ પાસે અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે જે $C=O$ સમૂહ સાથે સંસ્પંદનમાં ભાગ લે છે. જોકે,ઈથાઈલ એસીટોએસીટેટ $(CH_{3}COCH_{2}COOC_{2}H_{5})$ માં રહેલા $-OC_{2}H_{5}$ સમૂહની સરખામણીમાં $-NH_{2}$ સમૂહ સંસ્પંદન દ્વારા વધુ ઈલેક્ટ્રોન દાતા છે.
નાઈટ્રોજન ઓક્સિજન કરતા ઓછો વિદ્યુતઋણ હોવાથી,નાઈટ્રોજન પરનું અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ કાર્બોનિલ સિસ્ટમમાં વધુ સરળતાથી દાન પામે છે,જે $C=O$ બંધના ઓક્સિજન પરમાણુ પર ઈલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે,જે $C=O$ બંધને વધુ ધ્રુવીય બનાવે છે.
આમ,વિધાન અને કારણ બંને સાચા છે,અને કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી છે.

(C) આપેલા વિધાનોમાંથી માત્ર $(c)$ સાચું છે. મિથાઈલ એમાઈન નાઈટ્રસ એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $N_2$ વાયુ મુક્ત કરે છે:
$CH_3-NH_2 + HNO_2 \to CH_3OH + N_2 + H_2O$.
ટ્રાયમિથાઈલ એમાઈન હિંસબર્ગ પ્રક્રિયક $(C_6H_5SO_2Cl)$ સાથે $KOH$ ની હાજરીમાં પ્રક્રિયા કરતું નથી કારણ કે તેમાં એસિડિક હાઈડ્રોજનનો અભાવ હોય છે અને તે અદ્રાવ્ય રહે છે.
ડાયમિથાઈલ એમાઈન હિંસબર્ગ પ્રક્રિયક સાથે પ્રક્રિયા કરીને સલ્ફોનેમાઈડ બનાવે છે જે $KOH$ માં અદ્રાવ્ય છે.
એઝો ડાય સામાન્ય રીતે ડાયઝોનિયમ ક્ષારની ફિનોલ અથવા એરોમેટિક એમાઈન સાથેની કપલિંગ પ્રક્રિયા દ્વારા બને છે,સામાન્ય દ્વિતીયક એમાઈન દ્વારા નહીં.

(D) બધા જ એલિફેટિક પ્રાથમિક એમાઈન નાઈટ્રસ એસિડ $(NaNO_2 + HCl)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને અસ્થાયી આલ્કાઈલ ડાયઝોનિયમ ક્ષાર બનાવે છે,જે વિઘટન પામીને $N_2$ વાયુ મુક્ત કરે છે.
$RNH_2 + HONO \longrightarrow R-OH + N_2 + H_2O$
આપેલા તમામ વિકલ્પો ($C_2H_5NH_2$,$CH_3NH_2$,અને $(CH_3)_2CHNH_2$) એલિફેટિક પ્રાથમિક એમાઈન હોવાથી,તે બધા જ $N_2$ વાયુ મુક્ત કરશે.

(C) વિધાન સાચું છે: બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્ષાર પાણી સાથે ઉકાળતા ફિનોલ બનાવે છે અને $N_2$ વાયુ મુક્ત થાય છે.
કારણ ખોટું છે: ડાયઝોનિયમ ક્ષારમાં $C-N$ બંધ ધ્રુવીય છે,પરંતુ આ પ્રક્રિયા એટલા માટે થાય છે કારણ કે $N_2$ સમૂહ એક ઉત્તમ લિવિંગ ગ્રુપ (leaving group) છે,માત્ર બંધની ધ્રુવીયતાને કારણે નહીં.

(A) $\alpha$-એમિનો એસિડમાં એસિડિક કાર્બોક્સિલ જૂથ $(-COOH)$ અને બેઝિક એમિનો જૂથ $(-NH_2)$ બંને હોય છે.
જલીય દ્રાવણમાં,કાર્બોક્સિલ જૂથ પ્રોટોન $(H^{+})$ ગુમાવે છે અને એમિનો જૂથ તેને સ્વીકારે છે,જે દ્વિધ્રુવીય આયન બનાવે છે જેને ઝ્વિટર આયન અથવા આંતરિક ક્ષાર કહેવાય છે: $NH_2-CHR-COOH \rightleftharpoons NH_3^+-CHR-COO^-$.
આ એટલા માટે થાય છે કારણ કે એસિડિક અને બેઝિક જૂથો એકબીજાની નજીક હોય છે.
તેથી,વિધાન અને કારણ બંને સાચા છે,અને કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી છે.