AIPMT 2010 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Gujarati

(B) બાયોફોર્ટીફિકેશન એ પાકની પોષણક્ષમતા વધારવા માટે કરવામાં આવતી સંવર્ધન પ્રક્રિયા છે. આમાં જાહેર સ્વાસ્થ્યમાં સુધારો કરવા અને કુપોષણ સામે લડવા માટે વિટામિન્સ,ખનીજતત્વો,પ્રોટીન અને તંદુરસ્ત ચરબીના સ્તરમાં વધારો કરવાનો સમાવેશ થાય છે.

(D) સાચો જવાબ $D$ છે.
$1$. પેરિએટલ કોષો (જેને ઓક્સિન્ટિક કોષો તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ $(HCl)$ અને ઇન્ટ્રિન્સિક ફેક્ટરના સ્ત્રાવ માટે જવાબદાર છે.
$2$. આ કોષો દ્વારા સ્ત્રવિત $HCl$ જઠરના $pH$ ને એસિડિક શ્રેણી $(1.8 - 3.5)$ માં ઘટાડે છે,જે પ્રોએન્ઝાઇમ પેપ્સિનોજનને તેના સક્રિય સ્વરૂપ,પેપ્સિનમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે જરૂરી છે.
$3$. પેપ્સિન એક પ્રોટીઓલિટીક ઉત્સેચક છે જે પ્રોટીનનું પ્રોટીઓઝ અને પેપ્ટોન્સ જેવા નાના પેપ્ટાઇડ્સમાં જળવિભાજન કરે છે.
$4$. જો પેરિએટલ કોષો બિનકાર્યક્ષમ બની જાય,તો $HCl$ નો સ્ત્રાવ ઘટશે અથવા બંધ થઈ જશે,જેના પરિણામે પેપ્સિનોજનનું પેપ્સિનમાં રૂપાંતર નિષ્ફળ જશે.
$5$. પરિણામે,જઠરમાં પ્રોટીનનું પાચન ગંભીર રીતે ક્ષતિગ્રસ્ત થશે.

(B) $0.1 \ mol$ વાયુમાં અણુઓની સંખ્યા $= 0.1 \times N_A = 0.1 \times 6.02 \times 10^{23} = 6.02 \times 10^{22}$ અણુઓ.
વાયુ ત્રિ-પરમાણ્વીય હોવાથી,દરેક અણુમાં $3$ પરમાણુઓ હોય છે.
તેથી,પરમાણુઓની કુલ સંખ્યા $= 3 \times 6.02 \times 10^{22} = 1.806 \times 10^{23}$ પરમાણુઓ.

(C) ડી-બ્રોગ્લી સમીકરણ મુજબ,તરંગલંબાઈ $\lambda$ નીચે મુજબ મળે છે:
$\lambda = \frac{h}{mv}$
આપેલ છે:
$h = 6.6 \times 10^{-34} \ J \ s$
$m = 0.66 \ kg$
$v = 100 \ m/s$
કિંમતો મૂકતા:
$\lambda = \frac{6.6 \times 10^{-34}}{0.66 \times 100} = \frac{6.6 \times 10^{-34}}{66} = 0.1 \times 10^{-34} = 1.0 \times 10^{-35} \ m$

(C) આઈસોઈલેક્ટ્રોનિક સ્પીસીઝ માટે,જેમ પરમાણુ ક્રમાંક (કેન્દ્રીય વીજભાર) વધે તેમ આયનિક ત્રિજ્યા ઘટે છે.
આપેલ તમામ સ્પીસીઝ $(S^{2-}, Cl^{-}, K^{+}, Ca^{2+})$ માં $18$ ઈલેક્ટ્રોન છે.
તેમના પરમાણુ ક્રમાંક છે: $S (16), Cl (17), K (19), Ca (20)$.
જેમ કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે,તેમ કેન્દ્ર અને ઈલેક્ટ્રોન વચ્ચેનું આકર્ષણ બળ વધે છે,જે ઈલેક્ટ્રોન ક્લાઉડને કેન્દ્રની નજીક ખેંચે છે,પરિણામે આયનિક ત્રિજ્યા નાની થાય છે.
તેથી,આયનિક ત્રિજ્યાનો ઘટતો ક્રમ $S^{2-} > Cl^{-} > K^{+} > Ca^{2+}$ છે.

(B) ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી સામાન્ય રીતે આવર્તમાં ડાબેથી જમણે જતાં વધે છે અને સમૂહમાં ઉપરથી નીચે જતાં ઘટે છે.
જોકે,$3^{rd}$ આવર્તના સભ્યોની ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી $2^{nd}$ આવર્તના સભ્યો કરતા વધારે હોય છે,કારણ કે તેમનું કદ મોટું હોય છે,જે આંતર-ઇલેક્ટ્રોનિક અપાકર્ષણ ઘટાડે છે.
$O$ અને $S$ એ સમૂહ $16$ ના તત્વો છે,જ્યારે $F$ અને $Cl$ એ સમૂહ $17$ ના તત્વો છે.
તેથી,$F$ અને $Cl$ ની ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી $O$ અને $S$ કરતા વધારે છે.
સમૂહમાં સરખામણી કરતા,$Cl > F$ અને $S > O$ થાય છે,કારણ કે $F$ અને $O$ પરમાણુઓનું કદ નાનું હોવાથી આવતા ઇલેક્ટ્રોન માટે વધુ અપાકર્ષણ અનુભવાય છે.
તેથી,ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પીનો સાચો વધતો ક્રમ $O < S < F < Cl$ છે.

(B) આવર્તમાં ડાબેથી જમણી તરફ જતાં અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધવાને કારણે પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા ઘટે છે,જ્યારે સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં નવી કક્ષા ઉમેરાવાને કારણે ત્રિજ્યા વધે છે.
ઇલેક્ટ્રોનિક રચનાઓ:
$Mg (Z=12): [Ne] 3s^2$
$P (Z=15): [Ne] 3s^2 3p^3$
$Cl (Z=17): [Ne] 3s^2 3p^5$
$Ca (Z=20): [Ar] 4s^2$
$Mg, P$ અને $Cl$ એ $3^{rd}$ આવર્તનાં તત્વો છે. એક જ આવર્તમાં,$Z$ વધવાની સાથે પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા ઘટે છે: $Mg > P > Cl$.
$Ca$ એ $4^{th}$ આવર્તનું તત્વ છે,તેથી તેની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા $3^{rd}$ આવર્તના તત્વો કરતા વધારે છે.
તેથી,પરમાણ્વીય ત્રિજ્યાનો વધતો ક્રમ $Cl < P < Mg < Ca$ છે.

(B) કેટાયન અને એનાયન કદનો ગુણોત્તર $\frac{r_{+}}{r_{-}}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આ ગુણોત્તરને મહત્તમ કરવા માટે,આપણે સૌથી મોટો કેટાયન $(r_{+})$ અને સૌથી નાનો એનાયન $(r_{-})$ જોઈએ.
કેટાયનોની સરખામણી કરતા: $Li^{+} < Na^{+} < Cs^{+}$. આમ,$Cs^{+}$ સૌથી મોટો કેટાયન છે.
એનાયનોની સરખામણી કરતા: $F^{-} < I^{-}$. આમ,$F^{-}$ સૌથી નાનો એનાયન છે.
તેથી,$CsF$ માટે ગુણોત્તર સૌથી વધુ છે.

(B) $sp^{2}$ સંકરણ માટે,સ્ટેરિક નંબર ($\sigma$-બંધ અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનો સરવાળો) $3$ હોવો જોઈએ.
$(I)$ $NO_{2}^{-}$: મધ્યસ્થ $N$ પરમાણુ $2$ $\sigma$-બંધ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે,તેથી સ્ટેરિક નંબર $= 3$,જે $sp^{2}$ સંકરણ સૂચવે છે.
$(II)$ $NH_{3}$: મધ્યસ્થ $N$ પરમાણુ $3$ $\sigma$-બંધ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે,તેથી સ્ટેરિક નંબર $= 4$,જે $sp^{3}$ સંકરણ સૂચવે છે.
$(III)$ $BF_{3}$: મધ્યસ્થ $B$ પરમાણુ $3$ $\sigma$-બંધ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે,તેથી સ્ટેરિક નંબર $= 3$,જે $sp^{2}$ સંકરણ સૂચવે છે.
$(IV)$ $NH_{2}^{-}$: મધ્યસ્થ $N$ પરમાણુ $2$ $\sigma$-બંધ અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે,તેથી સ્ટેરિક નંબર $= 4$,જે $sp^{3}$ સંકરણ સૂચવે છે.
$(V)$ $H_{2}O$: મધ્યસ્થ $O$ પરમાણુ $2$ $\sigma$-બંધ અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે,તેથી સ્ટેરિક નંબર $= 4$,જે $sp^{3}$ સંકરણ સૂચવે છે.
આમ,$BF_{3}$ અને $NO_{2}^{-}$ ની જોડી $sp^{2}$ સંકરણ ધરાવે છે.

(B) $Be_2$ સ્પીસીઝ સામાન્ય પરિસ્થિતિમાં અસ્તિત્વ ધરાવતી નથી.
$Be_2$ ($Z=4$,કુલ $8$ ઇલેક્ટ્રોન) ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના: $\sigma 1s^2 \sigma^* 1s^2 \sigma 2s^2 \sigma^* 2s^2$ છે.
બંધ ક્રમાંક (Bond order) ની ગણતરી: $\text{Bond order} = \frac{N_b - N_a}{2} = \frac{4 - 4}{2} = 0$.
બંધ ક્રમાંક $0$ હોવાથી,અણુ અસ્થિર છે અને અસ્તિત્વ ધરાવતો નથી.

(C) મધ્યસ્થ પરમાણુનું સંકરણ $H = \frac{1}{2} [V + X - C + A]$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરી શકાય છે.
$1. SF_4: H = \frac{1}{2} [6 + 4] = 5 \rightarrow sp^3d$
$2. I_3^-: H = \frac{1}{2} [7 + 2 + 1] = 5 \rightarrow sp^3d$
$3. PCl_5: H = \frac{1}{2} [5 + 5] = 5 \rightarrow sp^3d$
$4. SbCl_5^{2-}: H = \frac{1}{2} [5 + 5 + 2] = 6 \rightarrow sp^3d^2$
આમ,$SbCl_5^{2-}$ નું સંકરણ $(sp^3d^2)$ અન્ય કરતા અલગ છે.

(B) સંકર કક્ષકોની સંખ્યા $(H)$ નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવે છે: $H = \frac{1}{2} [V + M - C + A]$,જ્યાં $V$ એ મધ્યસ્થ પરમાણુના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે,$M$ એ એકસંયોજક પરમાણુઓની સંખ્યા છે,$C$ એ કુલ ધન વીજભાર છે,અને $A$ એ ઋણ વીજભાર છે.
$CH_4$ માટે: $H = \frac{1}{2} [4 + 4 - 0 + 0] = 4$,જે $sp^3$ સંકરણ દર્શાવે છે.
$SF_4$ માટે: $H = \frac{1}{2} [6 + 4 - 0 + 0] = 5$,જે $sp^3d$ સંકરણ દર્શાવે છે.
$BF_4^-$ માટે: $H = \frac{1}{2} [3 + 4 - 0 + 1] = 4$,જે $sp^3$ સંકરણ દર્શાવે છે.
$NH_4^+$ માટે: $H = \frac{1}{2} [5 + 4 - 1 + 0] = 4$,જે $sp^3$ સંકરણ દર્શાવે છે.
આમ,$SF_4$ માં મધ્યસ્થ પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવતું નથી.

(A) $NO_{3}^{-}$ માટે,સંકર કક્ષકોની સંખ્યા $H = \frac{1}{2} [5 + 0 - 0 + 1] = 3$ છે. આમ,મધ્યસ્થ પરમાણુ $N$ એ $sp^{2}$ સંકરણ ધરાવે છે અને તે ત્રિકોણીય સમતલીય ભૂમિતિ ધરાવે છે.
$H_{3}O^{+}$ માટે,સંકર કક્ષકોની સંખ્યા $H = \frac{1}{2} [6 + 3 - 1 + 0] = 4$ છે. આમ,મધ્યસ્થ પરમાણુ $O$ એ $sp^{3}$ સંકરણ ધરાવે છે અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે તે પિરામિડલ ભૂમિતિ ધરાવે છે.
તેથી,તેઓ સંકરણ અને બંધારણ બંનેમાં અસમાન છે.

(C) કદ,$V = 0.03 \ m^3$
તાપમાન,$T = 129 + 273 = 402 \ K$
મિથેનનું દળ,$w = 6.0 \ g$
મિથેનનું મોલર દળ,$M = 12.01 + 4 \times 1.01 = 16.05 \ g \ mol^{-1}$
આદર્શ વાયુ સમીકરણ $pV = nRT$ નો ઉપયોગ કરતા,જ્યાં $n = \frac{w}{M}$
$p = \frac{wRT}{MV} = \frac{6.0 \times 8.314 \times 402}{16.05 \times 0.03}$
$p = \frac{20065.392}{0.4815} \approx 41672.67 \ Pa$
આપેલા વિકલ્પો મુજબ,સાચો જવાબ $41648 \ Pa$ છે.

(A) પ્રક્રિયા $\frac{1}{2} X_2 + \frac{3}{2} Y_2 \rightleftharpoons XY_3$ છે.
પ્રથમ,પ્રક્રિયાની એન્ટ્રોપીમાં ફેરફાર $\Delta S^{\circ}_{rxn}$ ગણો:
$\Delta S^{\circ}_{rxn} = S^{\circ}(XY_3) - [\frac{1}{2} S^{\circ}(X_2) + \frac{3}{2} S^{\circ}(Y_2)]$
$\Delta S^{\circ}_{rxn} = 50 - [(\frac{1}{2} \times 60) + (\frac{3}{2} \times 40)] \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}$
$\Delta S^{\circ}_{rxn} = 50 - [30 + 60] = 50 - 90 = -40 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}$.
સંતુલન સમયે,$\Delta G = 0$,જેનો અર્થ છે કે $\Delta H = T \Delta S$.
આપેલ છે $\Delta H = -30 \ kJ = -30000 \ J$.
$-30000 = T \times (-40)$.
$T = \frac{-30000}{-40} = 750 \ K$.

(C) $A. K_p > Q$: પ્રક્રિયા ભાગફળ $Q$ એ સંતુલન અચળાંક $K_p$ કરતા ઓછું હોવાથી,પ્રક્રિયા પુરોગામી દિશામાં આગળ વધે છે,જે તેને સ્વયંસ્ફુરિત બનાવે છે. $(A-(iv))$
$B. \Delta G^\circ < RT \ln Q$: $\Delta G = \Delta G^\circ + RT \ln Q$ સંબંધનો ઉપયોગ કરતા,જો $\Delta G^\circ < RT \ln Q$ હોય,તો તે $\Delta G > 0$ સૂચવે છે,જે બિન-સ્વયંસ્ફુરિત પ્રક્રિયા છે. $(B-(i))$
$C. K_p = Q$: પ્રણાલી સંતુલનમાં છે. $(C-(ii))$
$D. T > \frac{\Delta H}{\Delta S}$: ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયા $(\Delta H > 0)$ માટે,જો $T > \frac{\Delta H}{\Delta S}$ હોય,તો $T \Delta S > \Delta H$,પરિણામે $\Delta G = \Delta H - T \Delta S < 0$,જેનો અર્થ છે કે પ્રક્રિયા સ્વયંસ્ફુરિત અને ઉષ્માશોષક છે. $(D-(iii))$

(D) વાયુના વિસ્તરણ દરમિયાન થયેલું કાર્ય $W = -P_{ext} \Delta V$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે.
વાયુ શૂન્યાવકાશમાં વિસ્તરતો હોવાથી,બાહ્ય દબાણ $P_{ext} = 0$ છે.
તેથી,થયેલું કાર્ય $W = -0 \times \Delta V = 0 \ J$ થશે.

(C) ગિબ્સ સમીકરણ મુજબ:
$\Delta G = \Delta H - T \Delta S$
જ્યારે $\Delta G = 0$ હોય,ત્યારે સિસ્ટમ સંતુલનમાં હોય છે,તેથી:
$\Delta H = T \Delta S$
આપેલ છે:
$\Delta H = 40.63 \ kJ \ mol^{-1} = 40.63 \times 10^{3} \ J \ mol^{-1}$
$\Delta S = 108.8 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}$
કિંમતો મૂકતા:
$T = \frac{\Delta H}{\Delta S}$
$T = \frac{40.63 \times 10^{3} \ J \ mol^{-1}}{108.8 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}}$
$T \approx 373.43 \ K$
આમ,તાપમાન આશરે $373.4 \ K$ છે.

(D) આપેલી પ્રક્રિયાઓ:
$(I) \ Fe_2O_{3(s)} + 3CO_{(g)} \rightarrow 2Fe_{(s)} + 3CO_{2(g)}; \Delta H_1 = -26.8 \ kJ$
$(II) \ FeO_{(s)} + CO_{(g)} \rightarrow Fe_{(s)} + CO_{2(g)}; \Delta H_2 = -16.5 \ kJ$
આપણે નીચેની પ્રક્રિયા માટે $\Delta H$ શોધવાનું છે:
$(III) \ Fe_2O_{3(s)} + CO_{(g)} \rightarrow 2FeO_{(s)} + CO_{2(g)}$
પ્રક્રિયા $(III)$ મેળવવા માટે,આપણે $(I) - 2 \times (II)$ કરીએ છીએ:
$\Delta H = \Delta H_1 - 2(\Delta H_2)$
$\Delta H = -26.8 - 2(-16.5)$
$\Delta H = -26.8 + 33.0 = +6.2 \ kJ$

(C) આપેલ છે,$Ba(OH)_2$ નો $pH = 12$.
$pH + pOH = 14$ હોવાથી,$pOH = 14 - 12 = 2$.
તેથી,$[OH^-] = 10^{-pOH} = 10^{-2} \, M$.
$Ba(OH)_2$ નું વિયોજન: $Ba(OH)_2 \rightleftharpoons Ba^{2+} + 2OH^-$.
સ્ટોઇકિયોમેટ્રી મુજબ,$[OH^-] = 2S$,જ્યાં $S$ એ $Ba(OH)_2$ ની દ્રાવ્યતા છે.
તેથી,$S = \frac{[OH^-]}{2} = \frac{10^{-2}}{2} = 0.5 \times 10^{-2} \, M$.
દ્રાવ્યતા ગુણાકાર $K_{sp} = [Ba^{2+}][OH^-]^2 = (S)(2S)^2 = 4S^3$.
$S$ ની કિંમત મૂકતા: $K_{sp} = 4 \times (0.5 \times 10^{-2})^3 = 4 \times (0.125 \times 10^{-6}) = 0.5 \times 10^{-6} = 5.0 \times 10^{-7} \, M^3$.

(D) આ દ્રાવણમાં નિર્બળ એસિડ $(CH_3COOH)$ અને તેનો સંયુગ્મી ક્ષાર $(CH_3COONa)$ છે,જે એસિડિક બફર બનાવે છે.
એસિડિક બફર માટે $[H^{+}]$ ની સાંદ્રતા હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ દ્વારા મળે છે:
$[H^{+}] = K_a \times \frac{[acid]}{[salt]}$
આપેલ છે:
$K_a = 1.8 \times 10^{-5}$
$[acid] = [CH_3COOH] = 0.10\, M$
$[salt] = [CH_3COONa] = 0.20\, M$
કિંમતો મૂકતા:
$[H^{+}] = 1.8 \times 10^{-5} \times \frac{0.10}{0.20}$
$[H^{+}] = 1.8 \times 10^{-5} \times 0.5$
$[H^{+}] = 0.9 \times 10^{-5} = 9.0 \times 10^{-6}\, mol/L$

(D) મુખ્ય વિચાર: $K_p$ અને $K_c$ વચ્ચેનો સંબંધ $K_p = K_c(RT)^{\Delta n_g}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $\Delta n_g$ એ વાયુરૂપ ઘટકોના મોલની સંખ્યામાં થતો ફેરફાર છે.
જ્યારે $\Delta n_g \neq 0$ હોય ત્યારે $K_p$ અને $K_c$ સમાન હોતા નથી.
$(a)$ $\Delta n_g = (1+1) - 2 = 0$,તેથી $K_p = K_c$.
$(b)$ $\Delta n_g = (1+1) - (1+1) = 0$,તેથી $K_p = K_c$.
$(c)$ $\Delta n_g = 2 - (1+1) = 0$,તેથી $K_p = K_c$.
$(d)$ $\Delta n_g = 2 - 1 = 1$,તેથી $K_p = K_c(RT)^1$,જેનો અર્થ છે કે $K_p \neq K_c$.

(D) બેઝિક બફર દ્રાવણ માટે,$pOH$ હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ દ્વારા આપવામાં આવે છે:
$pOH = pK_b + \log \frac{[salt]}{[base]}$
અહીં $[salt] = [B^{-}]$ અને $[base] = [HB]$ છે,અને તેમની સાંદ્રતા સમાન હોવાથી $\frac{[B^{-}]}{[HB]} = 1$ થાય.
$pK_b = -\log(K_b) = -\log(10^{-10}) = 10$.
આ કિંમતો સમીકરણમાં મૂકતા:
$pOH = 10 + \log(1) = 10 + 0 = 10$.
$25^{\circ}C$ તાપમાને $pH + pOH = 14$ હોવાથી:
$pH = 14 - pOH = 14 - 10 = 4$.

(B) પ્રક્રિયા $2A_{(g)} + B_{(g)} \rightleftharpoons 3C_{(g)} + D_{(g)}$ છે.
શરૂઆતની સાંદ્રતા: $[A] = 1.00 \ M$,$[B] = 1.00 \ M$,$[C] = 0 \ M$,$[D] = 0 \ M$.
સંતુલન સમયે,$[D] = 0.25 \ M$. $D$ નો તત્વયોગમિતિય ગુણાંક $1$ હોવાથી,$D$ માં સાંદ્રતાનો ફેરફાર $+0.25 \ M$ થશે.
તત્વયોગમિતિનો ઉપયોગ કરતા:
$[A]_{eq} = 1.00 - 2(0.25) = 0.50 \ M$
$[B]_{eq} = 1.00 - 0.25 = 0.75 \ M$
$[C]_{eq} = 3(0.25) = 0.75 \ M$
$[D]_{eq} = 0.25 \ M$
સંતુલન અચળાંકનું સૂત્ર $K_c = \frac{[C]^3[D]}{[A]^2[B]}$ છે.
કિંમતો મૂકતા: $K_c = \frac{(0.75)^3(0.25)}{(0.50)^2(0.75)}$.

(A) ભારે પાણી $(D_2O)$ નો ઉપયોગ પરમાણુ રિએક્ટરમાં ઝડપી ન્યુટ્રોનની ગતિને ધીમી કરવા માટે મોડરેટર તરીકે થાય છે.
ભારે પાણીનું ઉત્કલન બિંદુ $(374.42 \ K)$ સામાન્ય પાણી $(373 \ K)$ કરતા વધારે છે,જે દર્શાવે છે કે તે મજબૂત આંતરઆણ્વિય બળોને કારણે વધુ એસોસિએટેડ છે.
સામાન્ય પાણીનો ડાયઇલેક્ટ્રિક અચળાંક ભારે પાણી કરતા વધારે હોય છે,તેથી સામાન્ય પાણી એ ભારે પાણી કરતા વધુ સારું દ્રાવક છે.
તેથી,વિધાનો $(i)$ અને $(ii)$ સાચા છે.

(B) આલ્કલાઇન અર્થ મેટલ સલ્ફેટની દ્રાવ્યતા જલીયકરણ એન્થાલ્પી અને લેટીસ એન્થાલ્પી વચ્ચેના સંતુલન પર આધાર રાખે છે.
જેમ કેશનનું કદ વધે છે તેમ જલીયકરણ એન્થાલ્પી ઘટે છે,જ્યારે સલ્ફેટ આયનના મોટા કદને કારણે આ સલ્ફેટ્સ માટે લેટીસ એન્થાલ્પી લગભગ અચળ રહે છે.
આયનીય કદનો ક્રમ $Be^{2+} < Mg^{2+} < Ca^{2+} < Sr^{2+} < Ba^{2+}$ છે.
$Be^{2+}$ સૌથી નાનો આયન હોવાથી,તેની જલીયકરણ એન્થાલ્પી સૌથી વધુ છે.
$BeSO_4$ એ વિકલ્પોમાં એકમાત્ર સલ્ફેટ છે જ્યાં જલીયકરણ એન્થાલ્પી લેટીસ એન્થાલ્પીને દૂર કરવા માટે પૂરતી વધારે છે,જે તેને પાણીમાં અત્યંત દ્રાવ્ય બનાવે છે.

(A) આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓમાં સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં,હાઇડ્રોક્સાઇડ માટે લેટીસ ઉર્જાની સરખામણીમાં જલીયકરણ ઉર્જા (hydration energy) વધુ ઝડપથી ઘટે છે,જેના પરિણામે પાણીમાં તેમના હાઇડ્રોક્સાઇડની દ્રાવ્યતા વધે છે.
તેનાથી વિપરીત,સલ્ફેટની દ્રાવ્યતા સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં ઘટે છે.
પરમાણુ કદમાં વધારાને કારણે આયનીકરણ ઉર્જા અને વિદ્યુતઋણતા પણ સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં ઘટે છે.

(B) પેરોક્સાઇડમાં $O$ નો ઓક્સિડેશન આંક $-1$ હોય છે અને તેમાં પેરોક્સાઇડ બંધ $(-O-O-)$ હોય છે. તેઓ મંદ એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $H_2O_2$ આપે છે.
$KO_2$ માટે: ધારો કે $O$ નો ઓક્સિડેશન આંક $x$ છે. તો $1 + 2x = 0$,તેથી $x = -\frac{1}{2}$. આ સુપરઓક્સાઇડ છે.
$BaO_2$ માટે: ધારો કે $O$ નો ઓક્સિડેશન આંક $x$ છે. તો $2 + 2x = 0$,તેથી $x = -1$. આ પેરોક્સાઇડ છે.
$MnO_2$ અને $NO_2$ માટે: આ ડાયોક્સાઇડ છે જેમાં $O$ નો ઓક્સિડેશન આંક $-2$ છે. તેથી,તેઓ પેરોક્સાઇડ નથી.
આમ,$BaO_2$ સાચો જવાબ છે.

(A) પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$A \xrightarrow{\Delta} \text{રંગહીન વાયુ} (CO_2) + \text{અવશેષ} (CaO)$
$\text{અવશેષ} (CaO) + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 (B)$
$Ca(OH)_2 + \text{વધારાનો } CO_2 \rightarrow Ca(HCO_3)_2 (C)$
$Ca(HCO_3)_2 \xrightarrow{\Delta} CaCO_3 (A) + H_2O + CO_2$
આમ,સંયોજન $A$ એ $CaCO_3$ છે.

(C) ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપ ધરાવતા અણુઓ લુઈસ એસિડ તરીકે વર્તે છે.
આપેલા અણુઓમાંથી,માત્ર ડાયબોરેન $(B_2H_6)$ ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપ ધરાવે છે,એટલે કે તેનું અષ્ટક પૂર્ણ નથી.
આથી,તે લુઈસ એસિડ તરીકે વર્તે છે.
$NH_3$ અને $H_2O$ ઇલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ અણુઓ છે અને લુઈસ બેઇઝ તરીકે વર્તે છે.

(B) બોરોન ટ્રાયહેલાઈડ્સની લુઈસ એસિડ પ્રબળતા હેલોજન પરમાણુથી બોરોન પરમાણુ તરફના $p\pi - p\pi$ બેક બોન્ડિંગ પર આધાર રાખે છે.
$BF_3$ માં,$F$ પરમાણુના નાના કદને કારણે $2p - 2p$ બેક બોન્ડિંગ સૌથી વધુ અસરકારક હોય છે,જે બોરોનની ઈલેક્ટ્રોન ઉણપને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે.
જેમ હેલોજનનું કદ $F$ થી $Cl$ અને $Br$ તરફ વધે છે,તેમ $p\pi - p\pi$ બેક બોન્ડિંગની અસરકારકતા ઘટે છે $(F > Cl > Br)$.
પરિણામે,બોરોન પરમાણુ પર ઈલેક્ટ્રોનની ઉણપ $BF_3 < BCl_3 < BBr_3$ ના ક્રમમાં વધે છે.
તેથી,લુઈસ એસિડ પ્રબળતાનો ક્રમ $BBr_3 > BCl_3 > BF_3$ થાય છે.

(C) ઇલેક્ટ્રોન-અનુરાગી એ ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપ ધરાવતી સ્પીસીઝ છે જે ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સ્વીકારીને લુઈસ એસિડ તરીકે વર્તે છે.
$Cl^{\oplus}$,$BH_3$,અને $NO_2^{\oplus}$ ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપ ધરાવે છે અને ઇલેક્ટ્રોન-અનુરાગી તરીકે વર્તે છે.
$H_3O^{\oplus}$ માં,ઓક્સિજન પરમાણુ પાસે અષ્ટક પૂર્ણ છે અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે તે દાન કરી શકે છે.
તેથી,$H_3O^{\oplus}$ ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપ ધરાવતું નથી અને તે ઇલેક્ટ્રોન-અનુરાગી તરીકે વર્તતું નથી.

(B) આપેલ સંયોજન $CH_3-CH=CH-C\equiv CH$ છે.
$IUPAC$ નિયમો મુજબ,કાર્બન શૃંખલાનું નંબરિંગ તે છેડેથી શરૂ થાય છે જે બહુબંધોને સૌથી ઓછો ક્રમ આપે છે.
જો દ્વિબંધ અને ત્રિબંધ વચ્ચે પસંદગી હોય,તો દ્વિબંધને નીચા નંબર માટે પ્રાધાન્ય આપવામાં આવે છે.
અહીં,દ્વિબંધ $C-3$ પર અને ત્રિબંધ $C-1$ પર શરૂ થાય છે.
તેથી,સાચું નામ pent$-3-$en$-1-$yne છે.

(C) બંધારણ $CH \equiv C-CH=CH_2$ છે.
દ્વિબંધ અને ત્રિબંધ બંને ધરાવતા હાઇડ્રોકાર્બનના નામકરણ માટેના $IUPAC$ નિયમો મુજબ,જો બંને છેડાથી સમાન સ્થાન પર હોય,તો નંબરિંગમાં દ્વિબંધને અગ્રતા આપવામાં આવે છે.
જમણેથી ડાબે નંબરિંગ કરતા: $CH_2(1)=CH(2)-C(3) \equiv CH(4)$.
દ્વિબંધ $1$ નંબર પર અને ત્રિબંધ $3$ નંબર પર છે.
તેથી,નામ બ્યુટ$-1-$ઈન$-3-$આઇન છે.

(B) સંરૂપણની સ્થિરતા પાસપાસેના કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલા સમૂહો વચ્ચેના અવકાશીય અપાકર્ષણને ઘટાડવા પર આધાર રાખે છે.
$n-$બ્યુટેનના $anti$ સંરૂપણમાં,બે મોટા $-CH_{3}$ સમૂહો $180^{\circ}$ ના ડાયહેડ્રલ ખૂણે હોય છે,જે તેમની વચ્ચેનું મહત્તમ શક્ય અંતર છે. આ અવકાશીય અપાકર્ષણ અને ટોર્સનલ તાણને ઘટાડે છે,જે તેને સૌથી વધુ સ્થાયી સંરૂપણ બનાવે છે.
તેથી,$anti$ સંરૂપણ સૌથી વધુ સ્થાયી છે.

(B) નીચા હાઇડ્રોકાર્બન વાયુ અવસ્થામાં હોય છે,જ્યારે ઉચ્ચ હાઇડ્રોકાર્બન પ્રવાહી અથવા ઘન અવસ્થામાં હોય છે.
ક્રેકિંગ અથવા પાયરોલિસિસ દ્વારા,ઉચ્ચ આણ્વીય દળ ધરાવતો હાઇડ્રોકાર્બન નીચા આણ્વીય દળ ધરાવતા હાઇડ્રોકાર્બનના મિશ્રણમાં વિભાજિત થાય છે.
તેથી,ક્રેકિંગની પ્રક્રિયા દ્વારા પ્રવાહી હાઇડ્રોકાર્બનને વાયુરૂપ હાઇડ્રોકાર્બનના મિશ્રણમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે.

(C) ઇથિલિન ગ્લાયકોલનું ગોશ (gauche) કન્ફોર્મર સૌથી વધુ સ્થાયી કન્ફોર્મર છે. આનું કારણ બે હાઇડ્રોક્સિલ $(-OH)$ જૂથો વચ્ચે આંતર-આણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધનું નિર્માણ છે,જે જૂથો વચ્ચેના અવકાશી અપાકર્ષણ (steric repulsion) છતાં આ વિશિષ્ટ કન્ફોર્મેશનને સ્થિર કરે છે.

(D) $P$ નો ઓક્સિડેશન આંક $(x)$ નીચે મુજબ ગણવામાં આવે છે:
$H_{4}P_{2}O_{5}$ માટે: $4(+1) + 2x + 5(-2) = 0$ $\Rightarrow 2x - 6 = 0$ $\Rightarrow x = +3$
$H_{4}P_{2}O_{6}$ માટે: $4(+1) + 2x + 6(-2) = 0$ $\Rightarrow 2x - 8 = 0$ $\Rightarrow x = +4$
$H_{4}P_{2}O_{7}$ માટે: $4(+1) + 2x + 7(-2) = 0$ $\Rightarrow 2x - 10 = 0$ $\Rightarrow x = +5$
આમ,ઓક્સિડેશન આંક $+3, +4, +5$ છે.

(D) બંધકોણ નક્કી કરવા માટે,આપણે સંકરણ અને મધ્યસ્થ પરમાણુ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યાનું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ:
$1$. $ClO_2^-$: મધ્યસ્થ $Cl$ પરમાણુ પાસે $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. બંધકોણ આશરે $111^\circ$ છે.
$2$. $Cl_2O$: મધ્યસ્થ $O$ પરમાણુ પાસે $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. $O$ ની સરખામણીમાં $Cl$ ની ઓછી વિદ્યુતઋણતાને કારણે,બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ મધ્યસ્થ પરમાણુથી દૂર રહે છે,પરિણામે બંધકોણ આશરે $110.9^\circ$ થાય છે.
$3$. $ClO_2$: મધ્યસ્થ $Cl$ પરમાણુ પાસે $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. ઓછા અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મને કારણે,અપાકર્ષણ ઓછું હોય છે,જે $117.5^\circ$ જેટલો મોટો બંધકોણ આપે છે.
આમ,બંધકોણના વધતા ક્રમનો સાચો વિકલ્પ $ClO_2^- < Cl_2O < ClO_2$ છે.

(A) $P_4O_{10}$ ની રચનામાં,ચતુષ્ફલકના ખૂણાઓ પર ચાર ફોસ્ફરસ પરમાણુઓ હોય છે. દરેક ફોસ્ફરસ પરમાણુ દ્વિબંધ $(P=O)$ દ્વારા એક ટર્મિનલ ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ હોય છે.
વધુમાં,છ ઓક્સિજન પરમાણુઓ છે જે ફોસ્ફરસ પરમાણુઓ વચ્ચે બ્રિજ તરીકે કાર્ય કરે છે,જે $P-O-P$ જોડાણો બનાવે છે.
તેથી,$P_4O_{10}$ માં બ્રિજિંગ ઓક્સિજન પરમાણુઓની કુલ સંખ્યા $6$ છે.

(B) જે આયનોમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય છે તે $d-d$ અથવા $f-f$ સંક્રમણને કારણે જલીય દ્રાવણમાં રંગ દર્શાવે છે.
$Ti^{3+} (Z = 22)$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^{1}$ છે,જેમાં $1$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે. તેથી,તે રંગ દર્શાવે છે.
$Sc^{3+} (Z = 21)$ ની રચના $[Ar] 3d^{0}$ છે,એટલે કે તેમાં કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન નથી.
$La^{3+} (Z = 57)$ ની રચના $[Xe] 4f^{0}$ છે અને $Lu^{3+} (Z = 71)$ ની રચના $[Xe] 4f^{14}$ છે. બંનેમાં $f$-કક્ષકમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનનો અભાવ હોવાથી $f-f$ સંક્રમણ શક્ય નથી.
આમ,માત્ર $Ti^{3+}$ રંગીન છે.

(D) ફ્રુક્ટોઝ એ કીટોઝ છે. બેઇઝની હાજરીમાં,તે ઇનોલાઇઝેશન દ્વારા ઇનેડિઓલ મધ્યવર્તી સંયોજન બનાવે છે,જે ત્યારબાદ ટોટોમેરાઇઝેશન દ્વારા આલ્ડોઝ (ગ્લુકોઝ અને મેનોઝ) માં રૂપાંતરિત થાય છે. આ આલ્ડોઝમાં $-CHO$ સમૂહ હોય છે,જે ટોલેન્સ પ્રક્રિયકનું રિડક્શન કરીને સિલ્વર મિરર કસોટી આપે છે.

(A) માનવ વંશાવળી વિશ્લેષણમાં,વિવિધ વ્યક્તિઓ અને તેમના સંબંધોને દર્શાવવા માટે પ્રમાણિત સંજ્ઞાઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે:
$1$. ચોરસ નરને દર્શાવે છે.
$2$. વર્તુળ માદાને દર્શાવે છે.
$3$. ચોરસ અને વર્તુળને જોડતી આડી રેખા પ્રજનન (mating) દર્શાવે છે.
$4$. ચોરસ અને વર્તુળને જોડતી બેવડી આડી રેખા સગા વચ્ચે પ્રજનન (consanguineous mating) દર્શાવે છે.
$5$. સંજ્ઞામાં છાયાંકિત અથવા ભરેલો ભાગ એ દર્શાવે છે કે વ્યક્તિ અભ્યાસ હેઠળના લક્ષણ અથવા રોગથી પ્રભાવિત છે.
$6$. તેથી,બેવડી આડી રેખા દ્વારા જોડાયેલ ચોરસ અને વર્તુળની સંજ્ઞા 'સગા વચ્ચે પ્રજનન' ને યોગ્ય રીતે દર્શાવે છે.

(C) પ્રભુત્વનો નિયમ જણાવે છે કે વિષમયુગ્મી સજીવમાં,માત્ર એક જ વૈકલ્પિક કારક (પ્રભાવી) તેનું લક્ષણ દર્શાવે છે,જ્યારે બીજું (પ્રચ્છન્ન) દબાયેલું રહે છે.
વિકલ્પ $A$ કારકો (જનીનો) ના ખ્યાલનું વર્ણન કરે છે.
વિકલ્પ $B$ પ્રભુત્વના મુખ્ય સિદ્ધાંતનું વર્ણન કરે છે.
વિકલ્પ $D$ કારકોની જોડીમાં હોવાનું વર્ણન કરે છે.
વિકલ્પ $C$ વિશ્લેષણના નિયમ (અથવા જન્યુઓની શુદ્ધતા) નું વર્ણન કરે છે,જે જણાવે છે કે વૈકલ્પિક કારકો મિશ્રિત થતા નથી અને જન્યુ નિર્માણ દરમિયાન અલગ પડે છે,જેના કારણે $F_2$ પેઢીમાં બંને લક્ષણો ફરીથી દેખાય છે. આ ઘટના વિશ્લેષણના નિયમ દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે,પ્રભુત્વના નિયમ દ્વારા નહીં.

(A) નાઈટ્રોજન સ્થાપન એ વાતાવરણીય નાઈટ્રોજન $(N_2)$ ને એમોનિયા $(NH_3)$ માં રૂપાંતરિત કરવાની પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયા નાઈટ્રોજનેઝ ઉત્સેચક દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે.
નાઈટ્રોજનેઝ એ એક જટિલ મેટાલોપ્રોટીન છે જેને તેની ઉદ્દીપકીય પ્રવૃત્તિ માટે $Mo$ (મોલિબ્ડેનમ) અને $Fe$ (આયર્ન) બંનેની આવશ્યક કો-ફેક્ટર તરીકે જરૂર હોય છે.
તેથી,મોલિબ્ડેનમ એ વનસ્પતિઓમાં,ખાસ કરીને કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓમાં નાઈટ્રોજન સ્થાપન માટે એક આવશ્યક તત્વ છે.

(D) ગોબ્લેટ કોષો એ પાચન અને શ્વસન માર્ગના શ્લેષ્મ સ્તરમાં જોવા મળતા વિશિષ્ટ અધિચ્છદ કોષો છે.
તેમનું મુખ્ય કાર્ય શ્લેષ્મ (mucus) નો સ્ત્રાવ કરવાનું છે,જે ગ્લાયકોપ્રોટીનથી સમૃદ્ધ પદાર્થ છે.
પાચન માર્ગમાં,આ શ્લેષ્મ એક લુબ્રિકન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે,જે આંતરડાની દીવાલને યાંત્રિક ઘર્ષણથી બચાવે છે અને આંતરડામાં ખોરાકની (કાઈમ) સરળ ગતિને સુનિશ્ચિત કરે છે.
જો ગોબ્લેટ કોષો બિન-કાર્યક્ષમ બની જાય,તો શ્લેષ્મના અભાવને કારણે ઘર્ષણ વધશે,જેનાથી ખોરાકના વહનમાં મુશ્કેલી પડશે અને આંતરડાના અસ્તરને નુકસાન થઈ શકે છે.

(D) ટ્રાયકસપિડ વાલ્વ માનવ હૃદયના જમણા કર્ણક અને જમણા ક્ષેપક વચ્ચે આવેલો હોય છે.
કોર્ડે ટેન્ડિની એ તંતુમય દોરીઓ છે જે વાલ્વના ફ્લેપ્સને પેપિલરી સ્નાયુઓ સાથે જોડે છે,જે ક્ષેપકના સંકોચન (ventricular systole) દરમિયાન વાલ્વને કર્ણકમાં પાછા પડતા અટકાવે છે.
જો ટ્રાયકસપિડ વાલ્વના કોર્ડે ટેન્ડિની ક્ષતિગ્રસ્ત અથવા બિનકાર્યક્ષમ હોય,તો ક્ષેપકના સંકોચન દરમિયાન વાલ્વ યોગ્ય રીતે બંધ થશે નહીં.
આના પરિણામે રુધિર જમણા ક્ષેપકમાંથી પાછું જમણા કર્ણકમાં વહેશે.
જમણું ક્ષેપક રુધિરને પલ્મોનરી ધમનીમાં પંપ કરે છે,તેથી ટ્રાયકસપિડ વાલ્વની નિષ્ફળતાને કારણે પલ્મોનરી ધમનીમાં પંપ થતા રુધિરના જથ્થામાં ઘટાડો થશે.
તેથી,સાચો જવાબ $D$ છે.

(A) સ્વાદુપિંડમાં લેંગરહેન્સના ટાપુઓ આવેલા હોય છે, જે વિવિધ પ્રકારના કોષોના બનેલા હોય છે:
$1$. આલ્ફા ($\alpha$) કોષો ગ્લુકાગોનનો સ્ત્રાવ કરે છે.
$2$. બીટા ($\beta$) કોષો ઇન્સ્યુલિનનો સ્ત્રાવ કરે છે.
$3$. ડેલ્ટા ($\delta$) કોષો સોમેટોસ્ટેટિનનો સ્ત્રાવ કરે છે.
વિકલ્પ $A$ માં, ગ્લુકાગોન બીટા કોષો દ્વારા સ્ત્રવિત થાય છે તેમ દર્શાવેલ છે, જે ખોટું છે કારણ કે બીટા કોષો ઇન્સ્યુલિનનો સ્ત્રાવ કરે છે. તેથી, જોડી $A$ ખોટી રીતે જોડાયેલ છે.

(B) પટલમય અંગિકાઓ (જેમ કે કણાભસૂત્ર,હરિતકણ,અંતઃકોષરસજાળ અને કોષકેન્દ્ર) સુકોષકેન્દ્રી કોષોની લાક્ષણિકતા છે.
$Saccharomyces$ (ઈસ્ટ) એ ફૂગ છે,$Chlamydomonas$ એ લીલ છે અને $Plasmodium$ એ પ્રજીવ છે; આ બધા જ સુકોષકેન્દ્રી સજીવો છે.
$Streptococcus$ એ બેક્ટેરિયા છે,જે મોનેરા સૃષ્ટિમાં આવે છે.
બેક્ટેરિયા એ આદિકોષકેન્દ્રી સજીવો છે જેમાં સુવિકસિત કોષકેન્દ્ર અને પટલમય અંગિકાઓનો અભાવ હોય છે.
તેથી,સાચો જવાબ $Streptococcus$ છે.

(B) પગલું $1$: $Na_2CO_3$ દ્રાવણની મોલારિટી ગણો.
મોલારિટી $(M) = \frac{25.3}{106 \times 0.250} = 0.955 \ M$
પગલું $2$: વિયોજનનું સમીકરણ લખો.
$Na_2CO_3 \rightarrow 2Na^{+} + CO_3^{2-}$
પગલું $3$: આયનોની સાંદ્રતા નક્કી કરો.
$[Na^{+}] = 2 \times 0.955 \ M = 1.910 \ M$
$[CO_3^{2-}] = 0.955 \ M$

(C) ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયામાં,પ્રક્રિયકોની ઊર્જા નીપજો કરતા ઓછી હોય છે.
ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયા માટેના સ્થિતિ ઊર્જા આલેખ પરથી,પુરોગામી પ્રક્રિયાની સક્રિયકરણ ઊર્જા $(E_a)$,પ્રતિગામી પ્રક્રિયાની સક્રિયકરણ ઊર્જા $(E_a')$ અને પ્રક્રિયાની એન્થાલ્પી $(\Delta H)$ વચ્ચેનો સંબંધ નીચે મુજબ છે:
$E_a = E_a' + \Delta H$
કારણ કે પ્રતિગામી પ્રક્રિયાની સક્રિયકરણ ઊર્જા $(E_a')$ હંમેશા ધન મૂલ્ય $(E_a' > 0)$ હોવી જોઈએ,તેથી:
$E_a > \Delta H$
તેથી,$E_a$ નું ન્યૂનતમ મૂલ્ય $\Delta H$ કરતા વધારે હોય છે.

(C) $1$. જ્યારે ટોલ્યુઈન $FeCl_3$ જેવા લુઈસ એસિડ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં $Cl_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે વલય પર ઈલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન (ન્યુક્લિયર હેલોજીનેશન) થાય છે,જેના પરિણામે $X$ તરીકે $o-$ અને $p-$ક્લોરોટોલ્યુઈન મળે છે.
$2$. જ્યારે ટોલ્યુઈન પ્રકાશ $(hv)$ ની હાજરીમાં $Cl_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે સાઈડ ચેઈન પર મુક્ત મુલક વિસ્થાપન (સાઈડ ચેઈન હેલોજીનેશન) થાય છે,જેના પરિણામે $Y$ તરીકે બેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ,બેન્ઝલ ક્લોરાઈડ અને અંતે ટ્રાયક્લોરોમિથાઈલ બેન્ઝીન મળે છે.

(C) $1$. ઓક્સિડેશન: ઇથાઇલબેન્ઝીન આલ્કલાઇન $KMnO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેન્ઝોઇક એસિડ $(B)$ બનાવે છે. આલ્કાઇલ ગ્રુપનું $-COOH$ ગ્રુપમાં ઓક્સિડેશન થાય છે.
$2$. બ્રોમિનેશન: બેન્ઝોઇક એસિડ મેટા-ડાયરેક્ટિંગ ગ્રુપ છે. $Br_2/FeCl_3$ સાથેની પ્રક્રિયાથી $3-$બ્રોમોબેન્ઝોઇક એસિડ $(C)$ મળે છે.
$3$. એસ્ટરિફિકેશન: $3-$બ્રોમોબેન્ઝોઇક એસિડ એસિડ ઉદ્દીપક $(H^+)$ ની હાજરીમાં ઇથેનોલ $(C_2H_5OH)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઇથાઇલ $3-$બ્રોમોબેન્ઝોએટ $(D)$ બનાવે છે.

(A) બોડી-સેન્ટર્ડ ક્યુબિક $(bcc)$ લેટીસ માટે, બે વિરુદ્ધ વીજભારિત આયનો વચ્ચેનું અંતર $(d)$ નીચે મુજબ છે:
$d = \frac{\sqrt{3}}{2} a$
અહીં $a = 387 \ pm$ આપેલ છે,
$d = \frac{1.732 \times 387}{2} \ pm$
$d = 0.866 \times 387 \ pm$
$d \approx 335.14 \ pm$
તેથી, નજીકની કિંમત $335 \ pm$ છે.

(D) દ્રાવણનું બાષ્પ દબાણ દ્રાવ્યના કણોની સાંદ્રતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
$KI$ ના જલીય દ્રાવણમાં પાણી ઉમેરવાથી દ્રાવણ મંદ થાય છે,જેનાથી દ્રાવ્યના કણોની સાંદ્રતા ઘટે છે.
રાઉલ્ટના નિયમ મુજબ,દ્રાવ્યની સાંદ્રતામાં ઘટાડો થવાથી દ્રાવકનું બાષ્પ દબાણ વધે છે.
તેનાથી વિપરીત,$NaCl$,$Na_2SO_4$ અથવા વધુ $KI$ ઉમેરવાથી દ્રાવ્યના કણોની કુલ સંખ્યા વધે છે,જે બાષ્પ દબાણમાં ઘટાડો કરે છે.

(A) આપેલ છે: $w_2 = 68.5 \, g$,$M_2 = 342 \, g \, mol^{-1}$,$w_1 = 1000 \, g = 1 \, kg$,$K_f = 1.86 \, K \, kg \, mol^{-1}$.
$\Delta T_f = K_f \times m = K_f \times \frac{w_2}{M_2 \times w_1(kg)}$
$\Delta T_f = 1.86 \times \frac{68.5}{342 \times 1} = 0.3725 \, K$ અથવા $^oC$.
દ્રાવણનું ઠારબિંદુ $T_f = T_f^o - \Delta T_f = 0 \, ^oC - 0.3725 \, ^oC = -0.3725 \, ^oC \approx -0.37 \, ^oC$.

(A) પ્રમાણિત ગિબ્સ ઉર્જા ફેરફારનું સૂત્ર: $\Delta G^{\circ} = -nFE^{\circ}_{cell}$
કોષ પ્રક્રિયા: $2 Ag^{+} + Cu \rightarrow Cu^{2+} + 2 Ag$
અહીં,સ્થાનાંતરિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા,$n = 2$ છે.
આપેલ છે,$E^{\circ}_{cell} = + 0.46 \ V$ અને $F = 96500 \ C \ mol^{-1}$.
કિંમતો મૂકતા: $\Delta G^{\circ} = -2 \times 96500 \times 0.46 \ J \ mol^{-1}$
$\Delta G^{\circ} = -88780 \ J \ mol^{-1}$
$kJ \ mol^{-1}$ માં રૂપાંતર કરતા: $\Delta G^{\circ} = -88.78 \ kJ \ mol^{-1}$
નજીકના મૂલ્યમાં રાઉન્ડ ઓફ કરતા,$\Delta G^{\circ} \approx -89.0 \ kJ \ mol^{-1}$ મળે છે.

(A) પ્રબળ વિદ્યુતવિભાજ્ય માટે,આયનોની સંખ્યા પહેલેથી જ નિશ્ચિત હોય છે કારણ કે તે તમામ સાંદ્રતા પર સંપૂર્ણપણે વિયોજિત હોય છે.
તુલ્ય વાહકતા $(\lambda_{eq})$ ને $\lambda_{eq} = \kappa \times V$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે,જ્યાં $\kappa$ એ વિશિષ્ટ વાહકતા છે અને $V$ એ વિદ્યુતવિભાજ્યના $1 \ g$-તુલ્ય ધરાવતું કદ છે.
મંદન પર,આંતર-આયનીય આકર્ષણો ઘટે છે,જે આયનોની આયનિક ગતિશીલતામાં વધારો તરફ દોરી જાય છે.
પ્રબળ વિદ્યુતવિભાજ્ય માટે આયનોની સંખ્યા અચળ રહેતી હોવાથી,તુલ્ય વાહકતામાં વધારો મુખ્યત્વે આયનિક ગતિશીલતામાં વધારાને કારણે થાય છે.

(A) કોઈપણ વિદ્યુતવિભાજ્યની અનંત મંદતાએ તુલ્ય વાહકતા $(\Lambda_{eq}^{\infty})$ એ તેના ઘટક આયનોની તુલ્ય વાહકતાનો સરવાળો છે.
વ્યાખ્યા મુજબ,અનંત મંદતાએ કોઈપણ વિદ્યુતવિભાજ્યની તુલ્ય વાહકતા એ તેના ધન આયન અને ઋણ આયનની તુલ્ય વાહકતાનો સરવાળો છે.
તેથી,$Al_2(SO_4)_3$ માટે,અનંત મંદતાએ તુલ્ય વાહકતા નીચે મુજબ છે:
$\Lambda_{eq}^{\infty} = \Lambda_{Al^{3+}}^o + \Lambda_{SO_4^{2-}}^o$
આનું કારણ એ છે કે આયનની તુલ્ય વાહકતાને મોલર વાહકતા ભાગ્યા તેના વીજભાર (સંયોજકતા પરિબળ) તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે,જે ક્ષારના તત્વયોગમિતિને ધ્યાનમાં લે છે.

(D) કોષનો $EMF$ નીચે મુજબ વ્યાખ્યાયિત થાય છે:
$EMF_{cell} = E_{cathode} (\text{reduction}) - E_{anode} (\text{reduction})$
કારણ કે $E_{anode} (\text{reduction}) = -E_{anode} (\text{oxidation})$,આપણે લખી શકીએ:
$EMF_{cell} = E_{cathode} (\text{reduction}) + E_{anode} (\text{oxidation})$
તે જ રીતે,$E_{cathode} (\text{reduction}) = -E_{cathode} (\text{oxidation})$ હોવાથી,આપણે લખી શકીએ:
$EMF_{cell} = E_{anode} (\text{oxidation}) - E_{cathode} (\text{oxidation})$
આ સંબંધોને આપેલા વિકલ્પો સાથે સરખાવતા:
$(ii)$ કોષનો $EMF$ = (એનોડનો ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ) $+$ (કેથોડનો રિડક્શન પોટેન્શિયલ) સાચું છે.
$(iv)$ કોષનો $EMF$ = (એનોડનો ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ) $-$ (કેથોડનો ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ) સાચું છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(B) પ્રક્રિયાનો દર આ મુજબ છે: $-\frac{d[N_{2}O_{5}]}{dt} = \frac{1}{2} \frac{d[NO_{2}]}{dt} = 2 \frac{d[O_{2}]}{dt}$.
આપેલ છે,$-\frac{d[N_{2}O_{5}]}{dt} = 6.25 \times 10^{-3} \ mol \ L^{-1} \ s^{-1}$.
$NO_{2}$ ના નિર્માણ માટે: $\frac{d[NO_{2}]}{dt} = 2 \times (-\frac{d[N_{2}O_{5}]}{dt}) = 2 \times 6.25 \times 10^{-3} = 1.25 \times 10^{-2} \ mol \ L^{-1} \ s^{-1}$.
$O_{2}$ ના નિર્માણ માટે: $\frac{d[O_{2}]}{dt} = \frac{1}{2} \times (-\frac{d[N_{2}O_{5}]}{dt}) = \frac{6.25 \times 10^{-3}}{2} = 3.125 \times 10^{-3} \ mol \ L^{-1} \ s^{-1}$.

(D) ધારો કે $A$ ની સાપેક્ષે પ્રક્રિયાનો ક્રમ $x$ છે અને $B$ ની સાપેક્ષે $y$ છે.
દર નિયમ: $\text{Rate} = k[A]^x[B]^y$
આપેલ ડેટાનો ઉપયોગ કરતા:
$I. \ 6.0 \times 10^{-3} = k(0.1)^x(0.1)^y$
$II. \ 7.2 \times 10^{-2} = k(0.3)^x(0.2)^y$
$III. \ 2.88 \times 10^{-1} = k(0.3)^x(0.4)^y$
$IV. \ 2.40 \times 10^{-2} = k(0.4)^x(0.1)^y$
સમીકરણ $(I)$ ને સમીકરણ $(IV)$ વડે ભાગતા:
$\frac{6.0 \times 10^{-3}}{2.40 \times 10^{-2}} = \left(\frac{0.1}{0.4}\right)^x \left(\frac{0.1}{0.1}\right)^y$
$0.25 = (0.25)^x \implies x = 1$
સમીકરણ $(II)$ ને સમીકરણ $(III)$ વડે ભાગતા:
$\frac{7.2 \times 10^{-2}}{2.88 \times 10^{-1}} = \left(\frac{0.3}{0.3}\right)^x \left(\frac{0.2}{0.4}\right)^y$
$0.25 = (0.5)^y \implies (0.5)^2 = (0.5)^y \implies y = 2$
તેથી,દર નિયમ: $\text{Rate} = k[A]^1[B]^2 = k[A][B]^2$.

(A) વેગ અચળાંક $k$ એ આપેલ તાપમાને પ્રક્રિયાનો લાક્ષણિક ગુણધર્મ છે.
તે પ્રક્રિયકોની સાંદ્રતા પર આધારિત નથી.
આર્હેનિયસ સમીકરણ $k = Ae^{-E_a/RT}$ મુજબ,તાપમાનમાં વધારો થવાથી વેગ અચળાંક $k$ વધે છે.

(D) તટસ્થ પરમાણુઓનું ઇલેક્ટ્રોનિક બંધારણ નીચે મુજબ છે:
$Mn (25) = [Ar] 3d^5 4s^2$
$Fe (26) = [Ar] 3d^6 4s^2$
$Co (27) = [Ar] 3d^7 4s^2$
$Ni (28) = [Ar] 3d^8 4s^2$
આયનો માટે:
$Ni^{3+} = [Ar] 3d^7$
$Mn^{3+} = [Ar] 3d^4$
$Fe^{3+} = [Ar] 3d^5$
$Co^{3+} = [Ar] 3d^6$
આમ,$Co^{3+}$ પાસે $[Ar] 3d^6$ ઇલેક્ટ્રોનિક બંધારણ છે.

(C) સામાન્ય રીતે,સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં પરમાણ્વીય અને આયનીય ત્રિજ્યા વધે છે.
જો કે,દ્વિતીય સંક્રાંતિ શ્રેણીના તત્વો $(Zr, Nb, Mo, \dots)$ અને તૃતીય સંક્રાંતિ શ્રેણીના તત્વો $(Hf, Ta, W, \dots)$ લગભગ સમાન ત્રિજ્યા ધરાવે છે.
આ ઘટના લેન્થેનોઇડ સંકોચનને કારણે થાય છે,જે એક $4f$ ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા બીજાના અપૂર્ણ શીલ્ડિંગને કારણે ઉદ્ભવે છે,જેના પરિણામે $4d$ થી $5d$ શ્રેણીમાં જતાં કદમાં અપેક્ષા કરતા ઓછો વધારો થાય છે.
તેથી,$Zr^{4+}$ અને $Hf^{4+}$ લગભગ સમાન આયનીય ત્રિજ્યા ધરાવે છે.

(D) સાચી જોડી નીચે મુજબ છે:
$A$. સલ્ફ્યુરિક એસિડ $iv$. સંપર્ક પ્રક્રિયા દ્વારા બનાવવામાં આવે છે.
$B$. સ્ટીલ $ii$. બેસેમર પ્રક્રિયા દ્વારા બનાવવામાં આવે છે.
$C$. સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ ઐતિહાસિક રીતે $iii$. લેબ્લાન્ક પ્રક્રિયા દ્વારા બનાવવામાં આવતું હતું.
$D$. એમોનિયા $i$. હેબર પ્રક્રિયા દ્વારા બનાવવામાં આવે છે.
તેથી,સાચી જોડી $A-iv, B-ii, C-iii, D-i$ છે.

(D) લેન્થેનોઇડ્સ દ્વારા દર્શાવવામાં આવતી સૌથી સામાન્ય ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+3$ છે.

(A) સંક્રાંતિ ધાતુનું સંકીર્ણ દ્રશ્ય પ્રકાશનું શોષણ ત્યારે જ કરે છે જો તેની પાસે અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય,જે $d-d$ સંક્રાંતિ માટે જવાબદાર છે.
$1$. $[Ni(CN)_4]^{2-}$ માં,$Ni$ એ $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે $(3d^8)$. $CN^-$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ હોવાથી,તે $3d$ કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરે છે,પરિણામે કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન રહેતા નથી.
$2$. $[Cr(NH_3)_6]^{3+}$ માં $Cr^{3+}$ $(3d^3)$ છે,જેમાં $3$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
$3$. $[Fe(H_2O)_6]^{2+}$ માં $Fe^{2+}$ $(3d^6)$ છે,જેમાં $4$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
$4$. $[Ni(H_2O)_6]^{2+}$ માં $Ni^{2+}$ $(3d^8)$ છે,જેમાં $2$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
આમ,$[Ni(CN)_4]^{2-}$ માં કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ન હોવાથી,તે દ્રશ્ય પ્રકાશનું શોષણ કરતું નથી.

(D) અષ્ટફલકીય સંકીર્ણમાં,$d$-કક્ષકો $t_{2g}$ (ઓછી ઉર્જા) અને $e_g$ (વધારે ઉર્જા) સેટમાં વિભાજિત થાય છે.
હાઈ સ્પિન $d^4$ કોન્ફિગરેશન માટે,ઈલેક્ટ્રોન હન્ડના નિયમ મુજબ ગોઠવાય છે કારણ કે ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્પ્લિટિંગ એનર્જી $\Delta_o$ એ પેરિંગ એનર્જી $P$ કરતા ઓછી હોય છે.
ઈલેક્ટ્રોનિક કોન્ફિગરેશન $t_{2g}^3 e_g^1$ છે.
ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્ટેબિલાઈઝેશન એનર્જી $(CFSE)$ ની ગણતરી નીચે મુજબ છે:
$CFSE = (n_{t_{2g}} \times -0.4 \Delta_o) + (n_{e_g} \times 0.6 \Delta_o)$
$CFSE = (3 \times -0.4 \Delta_o) + (1 \times 0.6 \Delta_o)$
$CFSE = -1.2 \Delta_o + 0.6 \Delta_o = -0.6 \Delta_o$.

(D) $[MA_4B_2]$ પ્રકારના સંકીર્ણો ભૌમિતિક સમઘટકતા દર્શાવે છે.
સંકીર્ણ $[Co(NH_3)_4Cl_2]^+$ એ $[MA_4B_2]$ પ્રકારનું સંકીર્ણ છે અને તેથી,તે ભૌમિતિક સમઘટકતા દર્શાવવા માટે જરૂરી શરતો પૂર્ણ કરે છે.
આથી,તેના બે ભૌમિતિક સમઘટકો (cis અને trans) અલગ અલગ રંગના હોય છે.
બંધન સમઘટકતા માટે,ઉભયદંતી લિગેન્ડની હાજરી જરૂરી છે.
સવર્ગ સમઘટકતા માટે,સંકીર્ણના ધન આયન અને ઋણ આયન બંને સંકીર્ણ આયનો હોવા જોઈએ.
આયનીકરણ સમઘટકતા માટે,લિગેન્ડથી અલગ ઋણ આયન સવર્ગ સ્તરની બહાર હાજર હોવો જોઈએ.
આ સંકીર્ણ દ્વારા આ તમામ શરતો સંતોષાતી નથી. તેથી,તે અન્ય આપેલી સમઘટકતાઓ દર્શાવતું નથી.

(C) $[Ni(NH_3)_2Cl_2]$ સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ ધરાવે છે,કારણ કે $Ni^{2+}$ એ $d^8$ આયન છે અને અહીં $NH_3$ અને $Cl^-$ નિર્બળ ક્ષેત્રના લિગેન્ડ છે,જે $sp^3$ સંકરણ તરફ દોરી જાય છે.
$[M(A)_2(B)_2]$ પ્રકારના સમચતુષ્ફલકીય સંકીર્ણો ભૌમિતિક સમઘટકતા દર્શાવતા નથી કારણ કે સમચતુષ્ફલકમાં તમામ સ્થાન એકબીજાની સાપેક્ષમાં સમાન હોય છે.
તેનાથી વિપરીત,$[Pt(NH_3)_2Cl_2]$ એ સમતલીય ચોરસ સંકીર્ણ છે જે ભૌમિતિક સમઘટકતા દર્શાવે છે.
$[Ni(NH_3)_4(H_2O)_2]^{2+}$ એ અષ્ટફલકીય સંકીર્ણ છે જે ભૌમિતિક સમઘટકતા દર્શાવે છે.
$[Ni(en)_3]^{2+}$ એ અષ્ટફલકીય સંકીર્ણ છે જે પ્રકાશીય સમઘટકતા દર્શાવે છે.

(C) મુખ્ય વિચાર: $S_{N}1$ પ્રક્રિયા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીના નિર્માણ દ્વારા આગળ વધે છે. કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા આલ્કાઈલ/એરાઈલ હેલાઈડની પ્રતિક્રિયાત્મકતા નક્કી કરે છે; વધુ સ્થિરતા એટલે વધુ પ્રતિક્રિયાત્મકતા.
આપેલ હેલાઈડ્સમાંથી બનતા કાર્બોકેટાયન નીચે મુજબ છે:
$1$. $C_6H_5CH(C_6H_5)Br \rightarrow (C_6H_5)_2CH^+ + Br^-$
$2$. $C_6H_5CH(CH_3)Br \rightarrow C_6H_5CH^+(CH_3) + Br^-$
$3$. $C_6H_5C(CH_3)(C_6H_5)Br \rightarrow (C_6H_5)_2C^+(CH_3) + Br^-$
$4$. $C_6H_5CH_2Br \rightarrow C_6H_5CH_2^+ + Br^-$
આ કાર્બોકેટાયનનો સ્થિરતાનો ક્રમ: $(C_6H_5)_2C^+(CH_3) > (C_6H_5)_2CH^+ > C_6H_5CH^+(CH_3) > C_6H_5CH_2^+$.
કાર્બોકેટાયન $(C_6H_5)_2C^+(CH_3)$ સૌથી વધુ સ્થિર છે. તેથી,$C_6H_5C(CH_3)(C_6H_5)Br$ એ $S_{N}1$ પ્રક્રિયા માટે સૌથી વધુ સક્રિય છે.

(A) $C-X$ બંધની ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રત્યેની પ્રતિક્રિયાત્મકતા તેની ક્રિયાવિધિ ($S_N1$ અથવા $S_N2$) પર આધાર રાખે છે.
$1$. આલ્કાઈલ હેલાઈડ ($III$ અને $IV$) સામાન્ય રીતે એરાઈલ હેલાઈડ ($I$ અને $II$) કરતા વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે,કારણ કે એરાઈલ હેલાઈડમાં સંસ્પંદનને કારણે $C-X$ બંધ આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા ધરાવે છે.
$2$. આલ્કાઈલ હેલાઈડમાં,$3^o$ હેલાઈડ $(III)$ એ $2^o$ હેલાઈડ $(IV)$ કરતા $S_N1$ પ્રક્રિયામાં વધુ સ્થાયી કાર્બોકેટાયન બનવાને કારણે વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ છે.
$3$. એરાઈલ હેલાઈડમાં,ઈલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહો $(-NO_2)$ ની હાજરી ન્યુક્લિયોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રત્યે પ્રતિક્રિયાત્મકતા વધારે છે. તેથી,$II$ એ $I$ કરતા વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ છે.
$4$. આમ,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો સાચો ક્રમ $I < II < IV < III$ છે.

(C) પ્રક્રિયા નીચે મુજબ થાય છે:
$1$. $C_6H_5CH_2Br$ એ શુષ્ક ઈથરની હાજરીમાં $Mg$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $C_6H_5CH_2MgBr$ બનાવે છે.
$2$. ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $C_6H_5CH_2MgBr$ નું $H_3O^{+}$ સાથે જળવિભાજન થતા $C_6H_5CH_3$ (ટોલ્યુઈન) મળે છે.
તેથી,નીપજ $X$ એ $C_6H_5CH_3$ છે.

(A) એસિડિક પ્રબળતા પ્રોટોન $(H^+)$ ગુમાવ્યા પછી બનતા સંયુગ્મી બેઝની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$2,4,6-$ટ્રાયનાઈટ્રોફિનોલ $(III)$ સૌથી વધુ એસિડિક છે કારણ કે ફિનોક્સાઈડ આયન ત્રણ $-NO_2$ સમૂહોની પ્રબળ $-I$ અને $-M$ અસરો દ્વારા ખૂબ જ સ્થિર થાય છે.
એસિટિક એસિડ $(II)$ એ ફિનોલ $(IV)$ કરતા વધુ એસિડિક છે કારણ કે કાર્બોક્સિલેટ આયન બે વિદ્યુતઋણમય ઓક્સિજન પરમાણુઓ વચ્ચેના સંસ્પંદન દ્વારા સ્થિર થાય છે,જ્યારે ફિનોક્સાઈડ આયન એરોમેટિક વલયની અંદરના સંસ્પંદન દ્વારા સ્થિર થાય છે.
ફિનોલ $(IV)$ એ સાયક્લોહેક્ઝેનોલ $(I)$ કરતા વધુ એસિડિક છે કારણ કે ફિનોક્સાઈડ આયન સંસ્પંદન-સ્થિર છે,જ્યારે સાયક્લોહેક્ઝોક્સાઈડ આયનમાં આવી કોઈ સ્થિરતા હોતી નથી.
સાયક્લોહેક્ઝેનોલ $(I)$ સૌથી ઓછું એસિડિક છે કારણ કે આલ્કાઈલ સમૂહ ઈલેક્ટ્રોન-દાતા ($+I$ અસર) છે,જે આલ્કોક્સાઈડ આયનને અસ્થિર બનાવે છે.
તેથી,એસિડિક પ્રબળતાનો ઘટતો ક્રમ $III > II > IV > I$ છે.

(B) સંયોજનની એસિડિકતા તેના સંયુગ્મી બેઝની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$1$. ફિનોલ $(C_6H_5OH)$ પ્રોટોન ગુમાવ્યા પછી ફિનોક્સાઈડ આયન $(C_6H_5O^-)$ બનાવે છે. આ ફિનોક્સાઈડ આયન બેન્ઝીન રિંગ દ્વારા ખૂબ જ રેઝોનન્સ સ્થિરતા પ્રાપ્ત કરે છે,જે ફિનોલને આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી વધુ એસિડિક બનાવે છે.
$2$. બેન્ઝાઈલ આલ્કોહોલ $(C_6H_5CH_2OH)$ બેન્ઝાઈલઓક્સાઈડ આયન $(C_6H_5CH_2O^-)$ બનાવે છે,જેમાં ઋણ વીજભાર ઓક્સિજન પરમાણુ પર કેન્દ્રિત હોય છે અને તે બેન્ઝીન રિંગ દ્વારા રેઝોનન્સ સ્થિરતા પ્રાપ્ત કરતું નથી.
$3$. સાયક્લોહેક્ઝેનોલ અને ડાયસાયક્લોહેક્ઝાઈલમિથેનોલ એલિફેટિક આલ્કોહોલ છે. $-OH$ સમૂહ ધરાવતા કાર્બન સાથે જોડાયેલા આલ્કાઈલ સમૂહો ઇલેક્ટ્રોન-રિલીઝિંગ ($+I$ અસર) હોય છે,જે આલ્કોક્સાઈડ આયનને અસ્થિર બનાવે છે અને એસિડિકતા ઘટાડે છે.
તેથી,ફિનોલ સૌથી વધુ એસિડિક સંયોજન છે.

(A) ફિનોલની એસિડિકતા પ્રોટોન ગુમાવ્યા પછી બનતા ફિનોક્સાઈડ આયનની સ્થિરતા દ્વારા નક્કી થાય છે.
ઈલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહો $(EWG)$,જેમ કે $-NO_2$,$-I$ અને $-M$ અસર દ્વારા ફિનોક્સાઈડ આયનને સ્થિર કરે છે,જેનાથી એસિડિકતા વધે છે.
ઈલેક્ટ્રોન મુક્ત કરતા સમૂહો $(ERG)$,જેમ કે $-CH_3$,$+I$ અને $+H$ અસર દ્વારા ફિનોક્સાઈડ આયનને અસ્થિર કરે છે,જેનાથી એસિડિકતા ઘટે છે.
સંયોજનોની સરખામણી:
$1$. $(iv)$ પેરા-નાઈટ્રોફિનોલ: $-NO_2$ પેરા સ્થાન પર $-I$ અને $-M$ બંને અસરો દર્શાવે છે,જે મહત્તમ સ્થિરતા આપે છે.
$2$. $(iii)$ મેટા-નાઈટ્રોફિનોલ: $-NO_2$ મેટા સ્થાન પર માત્ર $-I$ અસર દર્શાવે છે,જે પેરા કરતા ઓછી સ્થિરતા આપે છે.
$3$. $(i)$ ફિનોલ: સંદર્ભ સંયોજન.
$4$. $(ii)$ મિથાઈલ ફિનોલ: $-CH_3$ સમૂહ $+I$ અને $+H$ અસરો દર્શાવે છે,જે ફિનોક્સાઈડ આયનને અસ્થિર કરે છે.
આમ,એસિડિકતાનો સાચો ક્રમ $(iv) > (iii) > (i) > (ii)$ છે.

(B) જ્યારે ગ્લિસરોલની પ્રક્રિયા વધારાના $HI$ સાથે કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે $2$-આયોડોપ્રોપેન ઉત્પન્ન કરે છે. આ પ્રક્રિયા નીચેના તબક્કાઓ દ્વારા થાય છે:
$1.$ ગ્લિસરોલ $3$ મોલ $HI$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને અસ્થિર ટ્રાયઆયોડાઈડ બનાવે છે: $CH_2(OH)CH(OH)CH_2(OH) + 3HI \rightarrow [CH_2I-CHI-CH_2I] + 3H_2O$.
$2.$ અસ્થિર ટ્રાયઆયોડાઈડ $I_2$ ગુમાવીને એલાઈલ આયોડાઈડ બનાવે છે: $[CH_2I-CHI-CH_2I] \rightarrow CH_2=CH-CH_2I + I_2$.
$3.$ $HI$ વધારામાં હોવાથી,એલાઈલ આયોડાઈડ આગળ પ્રક્રિયા કરીને $1,2$-ડાયઆયોડોપ્રોપેન બનાવે છે,જે $I_2$ ગુમાવીને પ્રોપીન બનાવે છે: $CH_2=CH-CH_2I + HI$ $\rightarrow [CH_3-CHI-CH_2I]$ $\rightarrow CH_3-CH=CH_2 + I_2$.
$4.$ અંતે,પ્રોપીન $HI$ સાથે (માર્કોવનીકોવ ઉમેરણ) પ્રક્રિયા કરીને $2$-આયોડોપ્રોપેન આપે છે: $CH_3-CH=CH_2 + HI \rightarrow CH_3-CHI-CH_3$.

(C) આયોડોફોર્મ કસોટી એવા સંયોજનો દ્વારા આપવામાં આવે છે જેમાં કાં તો મિથાઈલ કીટો ગ્રુપ $(CH_3-CO-)$ અથવા મિથાઈલ હાઈડ્રોક્સી ગ્રુપ $(CH_3-CH(OH)-)$ હોય છે,જેનું ઓક્સિડેશન મિથાઈલ કીટો ગ્રુપમાં થઈ શકે છે.
$(i) CH_3-CH_2-OH$ (ઈથેનોલ) નું ઓક્સિડેશન $CH_3-CHO$ માં થાય છે,જે આયોડોફોર્મ કસોટી આપે છે.
$(ii) CH_3-CO-CH_3$ (એસીટોન) માં $CH_3-CO-$ ગ્રુપ હોય છે.
$(iii) CH_3-CH(OH)-CH_3$ (પ્રોપેન$-2-$ઓલ) નું ઓક્સિડેશન $CH_3-CO-CH_3$ માં થાય છે.
$(iv) CH_3-OH$ (મિથેનોલ) માં જરૂરી ગ્રુપ હોતું નથી.
તેથી,$(i), (ii)$ અને $(iii)$ હકારાત્મક આયોડોફોર્મ કસોટી આપશે.

(C) $A. \ CH_3(CH_2)_3NH_2$ એ પ્રાથમિક એમાઈન છે,જે $KOH$ (alc.) અને $CHCl_3$ સાથે કાર્બાઈલેમાઈન કસોટી આપે છે અને દુર્ગંધયુક્ત આઈસોસાયનાઈડ બનાવે છે $(ii)$.
$B. \ CH_3C\equiv CH$ એ ટર્મિનલ આલ્કાઈન છે,જે એમોનિયાયુક્ત $AgNO_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સિલ્વર એસીટાઈલાઈડના સફેદ અવક્ષેપ બનાવે છે $(iii)$.
$C. \ CH_3CH_2COOCH_3$ એ એસ્ટર છે,જે આલ્કલાઇન જળવિભાજન દ્વારા આલ્કોહોલ અને કાર્બોક્સિલેટ ક્ષાર બનાવે છે $(i)$.
$D. \ CH_3CH(OH)CH_3$ એ દ્વિતીયક આલ્કોહોલ છે,જે લુકાસ પ્રક્રિયક $(ZnCl_2 + conc. HCl)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $5-10 \ minutes$ માં ધૂંધળાપણું ઉત્પન્ન કરે છે $(iv)$.
આમ,સાચી જોડ $A-(ii), B-(iii), C-(i), D-(iv)$ છે.

(B) $Reimer-Tiemann$ પ્રક્રિયામાં,એરોમેટિક રિંગ અને ફોર્મિલ ગ્રુપ વચ્ચે નવો $C-C$ બંધ બને છે.
$Cannizzaro$ પ્રક્રિયામાં,$\alpha$-હાઈડ્રોજન વગરનું આલ્ડિહાઈડ અસમાનુપાતીકરણ (disproportionation) પામીને આલ્કોહોલ અને કાર્બોક્સિલિક એસિડનો ક્ષાર બનાવે છે. આ પ્રક્રિયામાં કોઈ નવો $C-C$ બંધ બનતો નથી.
$2HCHO \xrightarrow{\text{Conc. } NaOH} CH_3OH + HCOONa$
$Wurtz$ પ્રક્રિયામાં,બે આલ્કાઈલ હેલાઈડ સોડિયમની હાજરીમાં પ્રક્રિયા કરીને ઉચ્ચ આલ્કેન બનાવે છે,જેમાં નવો $C-C$ બંધ રચાય છે.
$Friedel-Crafts$ એસિલેશનમાં,એરોમેટિક રિંગમાં એસિલ ગ્રુપ દાખલ થાય છે,જે રિંગ અને એસિલ ગ્રુપ વચ્ચે નવો $C-C$ બંધ બનાવે છે.
તેથી,$Cannizzaro$ પ્રક્રિયા સાચો જવાબ છે.

(A) જે પ્રક્રિયા એમાઈડ $(-CONH_2)$ ને એક કાર્બન ઓછા ધરાવતા પ્રાથમિક એમાઈન $(-NH_2)$ માં રૂપાંતરિત કરે છે તેને $Hofmann$ બ્રોમામાઈડ ડિગ્રેડેશન પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે.
આપેલા પ્રક્રિયકોમાંથી,$NaOH + Br_2$ (બ્રોમિનનું આલ્કલાઇન દ્રાવણ) આ રૂપાંતરણ માટે વપરાતો વિશિષ્ટ પ્રક્રિયક છે.
એસીટામાઈડ $(CH_3CONH_2)$ એ $NaOH$ અને $Br_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને મિથાઈલ એમાઈન $(CH_3NH_2)$ આપે છે.
રાસાયણિક સમીકરણ: $CH_3CONH_2 + 4NaOH + Br_2 \rightarrow CH_3NH_2 + Na_2CO_3 + 2NaBr + 2H_2O$.

(D) કાર્બોનિલ સમૂહની ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલા પ્રત્યેની સંવેદનશીલતા કાર્બોનિલ કાર્બનની ઇલેક્ટ્રોફિલીસીટી પર આધાર રાખે છે.
આ ઇલેક્ટ્રોફિલીસીટી કાર્બોનિલ કાર્બન સાથે જોડાયેલા ઇલેક્ટ્રોન-ખેંચનાર સમૂહની હાજરી દ્વારા વધે છે.
આપેલા વ્યુત્પન્નોમાં,ક્લોરાઇડ આયન $(Cl^-)$ સૌથી નિર્બળ બેઇઝ છે અને તેથી તે સૌથી સારો લિવિંગ ગ્રુપ છે.
$Cl$ અત્યંત વિદ્યુતઋણ હોવાથી અને સારો લિવિંગ ગ્રુપ હોવાથી,તે પ્રબળ ઇન્ડક્ટિવ અસર દર્શાવે છે,જે $CH_3COCl$ માં કાર્બોનિલ કાર્બનને સૌથી વધુ ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપવાળો બનાવે છે અને તેથી તે ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલા માટે સૌથી વધુ સંવેદનશીલ બને છે.

(C) આલ્કોહોલના નિર્જલીકરણમાં કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી સંયોજનની રચના થાય છે. કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા નિર્જલીકરણની સરળતા નક્કી કરે છે. કાર્બોકેટાયન જેટલું વધુ સ્થિર,તેટલું નિર્જલીકરણ સરળ.
આપેલા સંયોજનોમાં,હાઇડ્રોક્સિલ જૂથ કાર્બોનિલ જૂથની સાપેક્ષમાં અલગ-અલગ સ્થાનો પર છે.
વિકલ્પ $C$ ($4$-હાઇડ્રોક્સીપેન્ટેન-$2$-ઓન) માટે,$-OH$ જૂથના દૂર થયા પછી બનતો કાર્બોકેટાયન દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન છે જે તેના સ્થાનને કારણે પ્રમાણમાં વધુ સ્થિર છે,જે સંયુગ્મિત એનોન સિસ્ટમની સરળ રચના માટે પરવાનગી આપે છે.
મધ્યવર્તી કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાની તુલના કરતા:
$(b)$ અને $(d)$ કાર્બોનિલ જૂથની બાજુમાં દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે (જે કાર્બોનિલ જૂથની ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક અસરને કારણે અસ્થિર બને છે).
$(a)$ કાર્બોનિલ જૂથની બાજુમાં દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
$(c)$ $4$-સ્થાન પર દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક કાર્બોનિલ જૂથથી દૂર છે,જે તેને અન્ય કરતા વધુ સ્થિર બનાવે છે.
તેથી,વિકલ્પ $C$ માં આપેલ સંયોજન સૌથી સરળતાથી નિર્જલીકરણ પામે છે.

(B) $1$. $273-278 \ K$ તાપમાને એનિલીનની $NaNO_{2}/HCl$ સાથેની પ્રતિક્રિયાથી બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઇડ $(X)$ બને છે.
$2$. બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઇડ $(X)$ ત્યારબાદ નિર્બળ એસિડિક માધ્યમમાં $N,N-dimethylaniline$ સાથે ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટિટ્યુશન પ્રતિક્રિયા (કપલિંગ પ્રતિક્રિયા) આપે છે.
$3$. આ કપલિંગ $N,N-dimethylaniline$ ના પેરા-સ્થાન પર થાય છે,જેનાથી $p-(dimethylamino)azobenzene$ $(Y)$ બને છે,જે પીળા-નારંગી રંગનો ડાય છે.
$4$. $Y$ નું બંધારણ $C_6H_5-N=N-C_6H_4-N(CH_3)_2$ છે.

(C) $(i)$ ઈલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહની હાજરી બેઝિકતા ઘટાડે છે,જ્યારે $-CH_{3}, -C_{2}H_{5}$ જેવા ઈલેક્ટ્રોન મુક્ત કરતા સમૂહની હાજરી બેઝિકતા વધારે છે.
$(ii)$ $HNO_{2}$ એલિફેટિક એમાઈન્સના $-NH_{2}$ સમૂહને $-OH$ (આલ્કોહોલ) માં રૂપાંતરિત કરે છે,જ્યારે તે એરોમેટિક એમાઈન્સને નીચા તાપમાને $(0-5\,^{\circ}C)$ ડાયઝોનિયમ ક્ષારમાં રૂપાંતરિત કરે છે.
$(iii)$ આલ્કાઈલ સમૂહની ઈલેક્ટ્રોન મુક્ત કરવાની અસરને કારણે આલ્કાઈલ એમાઈન્સ એમોનિયા કરતા વધુ બેઝિક છે,જ્યારે ફિનાઈલ રિંગની ઈલેક્ટ્રોન આકર્ષક પ્રકૃતિને કારણે એરાઈલ એમાઈન્સ એમોનિયા કરતા ઓછા બેઝિક છે.
$(iv)$ આલ્કાઈલ એમાઈન્સ માટેની પ્રક્રિયા: $R-NH_{2} \xrightarrow{HNO_{2}} R-OH + N_{2} + H_{2}O$.
$(v)$ એરાઈલ એમાઈન્સ માટેની પ્રક્રિયા: $C_{6}H_{5}NH_{2} \xrightarrow{NaNO_{2} + HCl, 273-278\,K} C_{6}H_{5}N_{2}^{+}Cl^{-}$.
તેથી,એરાઈલ એમાઈન્સ નાઈટ્રસ એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ફિનોલ બનાવે છે તે વિધાન ખોટું છે,કારણ કે આ પરિસ્થિતિઓમાં તેઓ ડાયઝોનિયમ ક્ષાર બનાવે છે.

(A) મ્યુટારોટેશન એ રિડ્યુસિંગ શર્કરાના તાજા બનાવેલા દ્રાવણોમાં જોવા મળતી ઓપ્ટિકલ રોટેશનમાં ફેરફારની ઘટના છે.
આ ગુણધર્મ એવી શર્કરા દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે જે મુક્ત હેમિયાસેટલ અથવા હેમિકેટલ જૂથ ધરાવે છે,જે તેમને તેમના ઓપન-ચેઈન આલ્ડિહાઈડ $(-CHO)$ અથવા કીટોન $(>C=O)$ સ્વરૂપો સાથે સંતુલનમાં રહેવા દે છે.
$(+)$ સુક્રોઝ એ નોન-રિડ્યુસિંગ શર્કરા છે કારણ કે તેનું ગ્લાયકોસિડિક જોડાણ ગ્લુકોઝ અને ફ્રુક્ટોઝના એનોમેરિક કાર્બન વચ્ચે બનેલું હોય છે,જેમાં કોઈ મુક્ત આલ્ડિહાઈડ અથવા કીટોન જૂથ બાકી રહેતું નથી.
તેથી,$(+)$ સુક્રોઝ મ્યુટારોટેશન દર્શાવતું નથી.

(A) નિયોપ્રીન એ ક્લોરોપ્રીન ($2$-ક્લોરો-$1,3$-બ્યુટાડાઈન) ના ફ્રી રેડિકલ પોલિમરાઈઝેશન દ્વારા ઉત્પાદિત કૃત્રિમ રબર છે.
નિયોપ્રીનનું પુનરાવર્તિત એકમ $CH_2=C(Cl)-CH=CH_2$ ના પોલિમરાઈઝેશન દ્વારા રચાય છે.
પરિણામી રચના $[-CH_2-C(Cl)=CH-CH_2-]_n$ છે.

(B) ટ્રાન્ક્વીલાઈઝર એવા રાસાયણિક પદાર્થો છે જે ચિંતા અને માનસિક તણાવ ઘટાડે છે.
તેમને ઘણીવાર સાયકોથેરાપ્યુટિક દવાઓ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
સામાન્ય રીતે વપરાતી ટ્રાન્ક્વીલાઈઝર દવાઓના ઉદાહરણોમાં $Equanil$,$Valium$ અને $Serotonin$ નો સમાવેશ થાય છે.

(C) ટોલેન્સ પ્રક્રિયક $(AgNO_3 + NH_4OH)$ છે અને તે બેઝિક માધ્યમ પૂરું પાડે છે. ફ્રુક્ટોઝ એ કીટો-હેક્ઝોઝ હોવા છતાં,તે ટોલેન્સ પ્રક્રિયકનું રિડક્શન કરી શકે છે. આનું કારણ એ છે કે બેઝિક માધ્યમમાં,તે ઇનોલાઇઝેશન અને પુનઃરચના (Lobry de-Bruyn-van Ekenstein transformation) પામીને આલ્ડોઝ (જેમ કે $D$-ગ્લુકોઝ અથવા $D$-મેનોઝ) બનાવે છે,જેમાં આલ્ડિહાઇડ સમૂહ હોય છે. સંતુલનમાં ઇનેડાયોલ મધ્યવર્તી સંયોજનનું નિર્માણ થાય છે.

(B) આયનો તેમના $d$-કક્ષકોમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે જલીય દ્રાવણમાં રંગ દર્શાવે છે,જે $d-d$ સંક્રમણ માટે જવાબદાર છે.
ઇલેક્ટ્રોનિક રચનાઓ:
$La^{3+} (Z=57): [Xe] 4f^0 5d^0$ (કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન નથી).
$Ti^{3+} (Z=22): [Ar] 3d^1$ (એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન).
$Lu^{3+} (Z=71): [Xe] 4f^{14}$ (કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન નથી).
$Sc^{3+} (Z=21): [Ar] 3d^0$ (કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન નથી).
$Ti^{3+}$ પાસે એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી,તે જલીય દ્રાવણમાં રંગ દર્શાવશે.

(C) $P_4O_{10}$ ની રચનામાં ચાર ફોસ્ફરસ પરમાણુઓની ટેટ્રાહેડ્રલ ગોઠવણી હોય છે.
દરેક ફોસ્ફરસ પરમાણુ એક ટર્મિનલ ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે દ્વિબંધ $(P=O)$ દ્વારા જોડાયેલ હોય છે.
ત્યાં છ ઓક્સિજન પરમાણુઓ છે જે ફોસ્ફરસ પરમાણુઓ વચ્ચે બ્રિજ તરીકે કાર્ય કરે છે,જે $P-O-P$ જોડાણો બનાવે છે.
તેથી,બ્રિજિંગ ઓક્સિજન પરમાણુઓની કુલ સંખ્યા $6$ છે.