GUJCET 2015 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Gujarati

(A) આઇસોપ્થેલિક એસિડ એ બેન્ઝિન-$1,3$-ડાયકાર્બોક્સિલિક એસિડનું સામાન્ય નામ છે.
આ બંધારણમાં,બે કાર્બોક્સિલિક એસિડ જૂથો $(-COOH)$ બેન્ઝિન રિંગ સાથે $1$ અને $3$ સ્થાન પર જોડાયેલા હોય છે.
તેથી,સાચું $IUPAC$ નામ બેન્ઝિન-$1,3$-ડાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ છે.
સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(B) ફિનોલ એક ખૂબ જ નિર્બળ એસિડ છે $(K_a \approx 10^{-10})$ અને તે સોડિયમ કાર્બોનેટ $(Na_2CO_3)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્ષાર બનાવતું નથી કે $CO_2$ વાયુ મુક્ત કરતું નથી.
તેથી,ફિનોલ સોડિયમ કાર્બોનેટ દ્વારા તટસ્થ થાય છે તે વિધાન ખોટું છે.
$o$-નાઈટ્રોફિનોલમાં આંતઃઆણ્વીય હાઈડ્રોજન બંધ જોવા મળે છે,જ્યારે $p$-નાઈટ્રોફિનોલમાં આંતરઆણ્વીય હાઈડ્રોજન બંધ જોવા મળે છે,જેના કારણે $o$-નાઈટ્રોફિનોલનું ઉત્કલનબિંદુ $p$-નાઈટ્રોફિનોલ કરતા ઓછું હોય છે.
ફિનોલનો ઉપયોગ એસ્પિરિન (પીડાશામક) જેવી દવાઓના સંશ્લેષણમાં થાય છે.
ફિનોલ પાણીના અણુઓ સાથે હાઈડ્રોજન બંધ બનાવવાની ક્ષમતાને કારણે ક્લોરોબેન્ઝીન કરતા પાણીમાં વધુ દ્રાવ્ય છે.

(B) મિથાઈલ ફિનાઈલ ઈથર (એનિસોલ) એ $-OCH_3$ સમૂહની $+M$ અસરને કારણે ઈલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ એરોમેટિક સંયોજન છે.
એનિસોલમાં ઈલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન સરળતાથી થાય છે.
બ્રોમિનેશન માટે,પ્રક્રિયક તરીકે એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ માં $Br_2$ નો ઉપયોગ થાય છે.
ધ્રુવીય દ્રાવક $CH_3COOH$ એ $Br-Br$ બંધનું ધ્રુવીભવન કરે છે,જેથી પ્રક્રિયા $FeBr_3$ જેવા પ્રબળ લુઈસ એસિડ ઉદ્દીપકની જરૂર વગર આગળ વધે છે.

(B) $Picric \ Acid$ (પિક્રિક એસિડ) નું રાસાયણિક સૂત્ર $2,4,6-trinitrophenol$ છે.
તેમાં ફિનોલિક $-OH$ સમૂહ અને ત્રણ નાઇટ્રો $(-NO_2)$ સમૂહ બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલા હોય છે,પરંતુ તેમાં કાર્બોક્સિલિક એસિડ $(-COOH)$ સમૂહ હોતો નથી.
ઇથેનોઇક એસિડ $(CH_3COOH)$,બેન્ઝોઇક એસિડ $(C_6H_5COOH)$,અને સેલિસિલિક એસિડ $(C_6H_4(OH)COOH)$ બધામાં $-COOH$ સમૂહ હોય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(C) કાર્બોક્સિલિક એસિડની એસિડિક પ્રબળતા સંયુગ્મી બેઝ (કાર્બોક્સિલેટ આયન) ની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે. ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઇંગ ગ્રુપ $(EWG)$ ઋણ વીજભારને સ્થિર કરીને એસિડિટી વધારે છે,જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ગ્રુપ $(EDG)$ એસિડિટી ઘટાડે છે.
$A$. $Cl_3C-COOH > Cl_2CH-COOH > ClCH_2-COOH$: સાચું છે,જેમ $EWG$ $(Cl)$ ની સંખ્યા વધે છે,તેમ એસિડિટી વધે છે.
$B$. $CH_3CH_2CH(Cl)COOH > CH_3CH(Cl)CH_2COOH > CH_2(Cl)CH_2CH_2COOH$: સાચું છે,જેમ $EWG$ નું $-COOH$ ગ્રુપથી અંતર વધે છે,તેમ ઇન્ડક્ટિવ અસર ઘટે છે,તેથી એસિડિટી ઘટે છે.
$C$. $HCOOH > CH_3COOH > C_6H_5COOH$: આ ક્રમ ખોટો છે. સાચો ક્રમ $HCOOH > C_6H_5COOH > CH_3COOH$ છે. $C_6H_5COOH$ એ $CH_3COOH$ કરતા વધુ એસિડિક છે કારણ કે ફિનાઇલ ગ્રુપ રેઝોનન્સ દ્વારા ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઇંગ અસર દર્શાવે છે,જ્યારે મિથાઇલ ગ્રુપ ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ($+I$ અસર) છે.
$D$. $CH_3COOH > CH_3CH_2COOH > (CH_3)_2CHCOOH$: સાચું છે,જેમ આલ્કાઇલ ગ્રુપ $(EDG)$ ની સંખ્યા વધે છે,તેમ $+I$ અસર વધે છે,જે કાર્બોક્સિલેટ આયનને અસ્થિર કરે છે અને એસિડિટી ઘટાડે છે.

(D) $Maltose$ માં,બે $\alpha-D-glucose$ એકમો $C_1-C_4$ ગ્લાયકોસિડિક બંધ દ્વારા જોડાયેલા છે.
$Lactose$ માં,$\beta-D-galactose$ અને $\beta-D-glucose$ એ $C_1-C_4$ ગ્લાયકોસિડિક બંધ દ્વારા જોડાયેલા છે.
$Cellulose$ માં,$\beta-D-glucose$ એકમો $C_1-C_4$ ગ્લાયકોસિડિક બંધ દ્વારા જોડાયેલા છે.
$Amylopectin$ એ $\alpha-D-glucose$ એકમોનો શાખિત શૃંખલા ધરાવતો પોલિમર છે. તેની રેખીય શૃંખલા $C_1-C_4$ ગ્લાયકોસિડિક બંધ દ્વારા બને છે,પરંતુ શાખા $C_1-C_6$ ગ્લાયકોસિડિક બંધને કારણે રચાય છે. તેથી,બધા એકમો $C_1-C_4$ બંધ દ્વારા જોડાયેલા નથી.

(A) લીવર એ $B_2$,$B_{12}$ અને $H$ (બાયોટિન) સહિત ઘણા વિટામિન્સનો સમૃદ્ધ સ્ત્રોત છે.
જોકે,$B_1$ (થાયમીન) મુખ્યત્વે આખા અનાજ,કઠોળ અને બદામમાં જોવા મળે છે,અને અન્યની સરખામણીમાં લીવરમાં તેનો નોંધપાત્ર સ્ત્રોત ગણાતો નથી.
આમ,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) બહુ-તબક્કાની પ્રક્રિયામાં,સમગ્ર પ્રક્રિયાનો વેગ સૌથી ધીમા તબક્કા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે,જેને વેગ-નિર્ધારક તબક્કો કહેવામાં આવે છે.
આપેલ પ્રક્રિયાતંત્ર:
$(i)$ $ClO^{-} + ClO^{-} \xrightarrow{K_{1}} ClO_{2}^{-} + Cl^{-}$ (ધીમો તબક્કો)
$(ii)$ $ClO_{2}^{-} + ClO^{-} \xrightarrow{K_{2}} ClO_{3}^{-} + Cl^{-}$ (ઝડપી તબક્કો)
પ્રક્રિયાનો વેગ ધીમા તબક્કા $(i)$ દ્વારા નક્કી થાય છે.
તેથી,વેગનું સમીકરણ: $\text{Rate} = K_{1}[ClO^{-}][ClO^{-}] = K_{1}[ClO^{-}]^{2}$.

(C) પ્રક્રિયા માટે વેગ નિયમ $Rate = K[X]^m[Y]^n$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આપેલ છે કે પ્રક્રિયાનો કુલ ક્રમ $3$ છે,તેથી $m + n = 3$.
$X$ ની સાપેક્ષે પ્રક્રિયાનો ક્રમ $m = 2$ છે.
સમીકરણ $2 + n = 3$ માં $m = 2$ મૂકતા,આપણને $n = 1$ મળે છે.
તેથી,વેગ સમીકરણ $Rate = K[X]^2[Y]^1$ થાય.
પ્રક્રિયાનો વેગ $-\frac{d[X]}{dt}$ તરીકે દર્શાવી શકાય છે,તેથી વિકલનીય વેગ સમીકરણ $-\frac{d[X]}{dt} = K[X]^2[Y]$ છે.

(A) $[Ni(CO)_4]$ માં,$Ni$ નો ઓક્સિડેશન આંક $0$ છે. $Ni$ $(Z=28)$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^8 4s^2$ છે. $CO$ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ હોવાથી,તે ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરે છે,પરિણામે $3d^{10}$ રચના પ્રાપ્ત થાય છે. સંકરણ $sp^3$ (ચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ) છે.
$[Ni(CN)_4]^{2-}$ માં,$Ni$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+2$ છે. $Ni^{2+}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^8$ છે. $CN^-$ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે,જે $3d$ કક્ષકોમાં રહેલા બે અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનને યુગ્મિત થવા માટે મજબૂર કરે છે. આ એક ખાલી $3d$ કક્ષક બનાવે છે,જે $dsp^2$ સંકરણ (સમચોરસ સમતલીય ભૂમિતિ) માટે વપરાય છે.
તેથી,સંકરણના પ્રકારો અનુક્રમે $sp^3$ અને $dsp^2$ છે.

(D) ચુંબકીય સ્વભાવ નક્કી કરવા માટે,આપણે દરેક સંકીર્ણમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા ગણીએ છીએ:
$1$. $[Co(NH_3)_6]^{3+}$ માં,$Co^{3+}$ એ $d^6$ છે. $NH_3$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે,જે ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરે છે. બધા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત હોવાથી તે ડાયામેગ્નેટિક છે.
$2$. $[Ni(CO)_4]$ માં,$Ni$ એ $d^8 s^2$ છે. $CO$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે,જે $4s$ ના ઇલેક્ટ્રોનને $3d$ માં યુગ્મિત કરે છે. બધા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત હોવાથી તે ડાયામેગ્નેટિક છે.
$3$. $[Ni(CN)_4]^{2-}$ માં,$Ni^{2+}$ એ $d^8$ છે. $CN^-$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે,જે $3d$ કક્ષકોમાં યુગ્મીકરણ કરે છે. બધા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત હોવાથી તે ડાયામેગ્નેટિક છે.
$4$. $[NiCl_4]^{2-}$ માં,$Ni^{2+}$ એ $d^8$ છે. $Cl^-$ એ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે,તેથી યુગ્મીકરણ થતું નથી. $3d$ કક્ષકોમાં $2$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી તે પેરામેગ્નેટિક છે.

(A) સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી એ લિગાન્ડ્સની ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્પ્લિટિંગ એનર્જી $(\Delta_o)$ ના વધતા ક્રમમાં ગોઠવણી છે.
આપેલા લિગાન્ડ્સ માટે ક્ષેત્રની શક્તિનો સાચો વધતો ક્રમ: $SCN^{-} < F^{-} < NH_3 < en < CO$ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(C) ચુંબકીય ચાકમાત્રાની ગણતરી $\mu = \sqrt{n(n+2)} \text{ BM}$ સૂત્ર દ્વારા કરવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$1$. $V^{3+}$ $([Ar] 3d^2)$ માટે: $n = 2$,$\mu = \sqrt{8} \approx 2.83 \text{ BM}$.
$2$. $Mn^{3+}$ $([Ar] 3d^4)$ માટે: $n = 4$,$\mu = \sqrt{24} \approx 4.90 \text{ BM}$.
$3$. $Fe^{3+}$ $([Ar] 3d^5)$ માટે: $n = 5$,$\mu = \sqrt{35} \approx 5.92 \text{ BM}$.
$4$. $Cu^{3+}$ $([Ar] 3d^8)$ માટે: $n = 2$,$\mu = \sqrt{8} \approx 2.83 \text{ BM}$.
આમ,$Fe^{3+}$ પાસે સૌથી વધુ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન $(n=5)$ હોવાથી તે મહત્તમ ચુંબકીય ચાકમાત્રા દર્શાવે છે.

(A) લેન્થેનોઇડ સંકોચનને કારણે લેન્થેનોઇડ શ્રેણીમાં $Ln^{3+}$ આયનની આયનીય ત્રિજ્યા ઘટવાની સાથે લેન્થેનોઇડ ઓક્સાઇડ $(Ln_2O_3)$ ની બેઝિકતા ઘટે છે.
જેમ આપણે $Pr$ $(Z=59)$ થી $Lu$ $(Z=71)$ તરફ જઈએ છીએ,તેમ આયનીય ત્રિજ્યા ઘટે છે.
તેથી,બેઝિક ગુણધર્મનો ક્રમ આ મુજબ છે: $Pr_2O_3 > Sm_2O_3 > Gd_2O_3 > Lu_2O_3$.
આમ,$Pr_2O_3$ ની બેઝિકતા સૌથી વધુ છે.

(B) ચુંબકીય ચાકમાત્રા $(\mu)$ ની ગણતરી $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$1$. $Cr^{3+}$ $([Ar] 3d^3)$ માટે: $n = 3$,$\mu = \sqrt{15} \approx 3.87 \ BM$.
$2$. $Fe^{3+}$ $([Ar] 3d^5)$ માટે: $n = 5$,$\mu = \sqrt{35} \approx 5.92 \ BM$.
$3$. $Ti^{3+}$ $([Ar] 3d^1)$ માટે: $n = 1$,$\mu = \sqrt{3} \approx 1.73 \ BM$.
$4$. $Co^{3+}$ $([Ar] 3d^6)$ માટે: હાઇ સ્પિનમાં,$n = 4$,$\mu = \sqrt{24} \approx 4.90 \ BM$.
આ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા,$Fe^{3+}$ માં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા મહત્તમ $(n=5)$ છે,તેથી તેની સૈદ્ધાંતિક ચુંબકીય ચાકમાત્રા મહત્તમ છે.

(D) $KMnO_4$ એ સ્ફટિકમય પદાર્થ છે,અસ્ફટિકમય નથી. તે ઘેરા જાંબલી રંગના ઓર્થોરોમ્બિક સ્ફટિકો બનાવે છે. તેથી,તે અસ્ફટિકમય પદાર્થ છે તેવું વિધાન ખોટું છે. અન્ય વિધાનો સાચા છે: તે એન્ટિસેપ્ટિક તરીકે કામ કરે છે,એક મજબૂત ઓક્સિડેશનકર્તા છે અને કાપડ ઉદ્યોગોમાં બ્લીચિંગ માટે વપરાય છે.

(B) ફેરાડેના વિદ્યુતવિભાજનના બીજા નિયમ મુજબ,જ્યારે શ્રેણીમાં જોડાયેલા વિવિધ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સમાંથી સમાન પ્રમાણમાં વિદ્યુત પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે જમા થયેલા પદાર્થોના દળ તેમના તુલ્ય દળના પ્રમાણમાં હોય છે.
$\frac{\text{Ni નું દળ}}{\text{Al નું દળ}} = \frac{\text{Ni નું તુલ્ય દળ}}{\text{Al નું તુલ્ય દળ}}$
$Ni$ નું તુલ્ય દળ $= \frac{58.5}{2} = 29.25 \ g/eq$
$Al$ નું તુલ્ય દળ $= \frac{27}{3} = 9 \ g/eq$
ધારો કે $Ni$ નું દળ $w$ છે.
$\frac{w}{18} = \frac{29.25}{9}$
$w = 18 \times \frac{29.25}{9} = 58.5 \ g$
તેથી,મળેલ નિકલનું વજન $58.5 \ g$ છે.

(C) ધાતુની રિડક્શન ક્ષમતા તેના પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(E^0)$ ના મૂલ્યના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
ઓછા (વધુ ઋણ) $E^0$ મૂલ્યો ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાની વધુ વૃત્તિ દર્શાવે છે,જે ધાતુને વધુ સારો રિડક્શન કર્તા બનાવે છે.
આપેલ મૂલ્યો: $E^0_A = 0.34 \ V$,$E^0_B = -0.80 \ V$,અને $E^0_C = -0.46 \ V$ છે.
આ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા: $-0.80 \ V < -0.46 \ V < 0.34 \ V$.
તેથી,રિડક્શન ક્ષમતાનો સાચો ક્રમ $B > C > A$ છે.

(B) $NaCl$ ના સાંદ્ર જલીય દ્રાવણ (બ્રાઈન) ના વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન નીચે મુજબની પ્રક્રિયાઓ થાય છે:
કેથોડ પર: $2H_2O(l) + 2e^- \rightarrow H_2(g) + 2OH^-(aq)$
એનોડ પર: $2Cl^-(aq) \rightarrow Cl_2(g) + 2e^-$
કુલ પ્રક્રિયા: $2NaCl(aq) + 2H_2O(l) \rightarrow 2NaOH(aq) + Cl_2(g) + H_2(g)$
$NaOH$ એ પ્રબળ બેઇઝ હોવાથી,મળતું દ્રાવણ બેઝિક સ્વભાવનું હોય છે.
તેથી,તે લાલ લિટમસને ભૂરા બનાવે છે.

(B) ઇથાઇલ ક્લોરાઇડના ડિહાઇડ્રોહેલોજિનેશન માટેની રાસાયણિક પ્રક્રિયા:
$CH_3CH_2Cl + KOH \xrightarrow{\text{Ethanol}, \Delta} CH_2=CH_2 + KCl + H_2O$
$CH_3CH_2Cl$ નું મોલર દળ $= (2 \times 12) + (5 \times 1) + 35.5 = 64.5 \ g \ mol^{-1}$.
મુખ્ય નીપજ,ઇથીન $(CH_2=CH_2)$ નું મોલર દળ $= (2 \times 12) + (4 \times 1) = 28 \ g \ mol^{-1}$.
સ્ટોઇકિયોમેટ્રી મુજબ,$64.5 \ g$ $CH_3CH_2Cl$ માંથી $28 \ g$ ઇથીન મળે છે.
તેથી,$6.45 \ g$ $CH_3CH_2Cl$ માંથી સૈદ્ધાંતિક રીતે મળતું વજન:
$\text{દળ} = \frac{6.45 \ g}{64.5 \ g \ mol^{-1}} \times 28 \ g \ mol^{-1} = 2.8 \ g$ ઇથીન.
અહીં માત્ર $50\%$ રિએજન્ટનો ઉપયોગ થતો હોવાથી,મળતી નીપજનું વાસ્તવિક વજન:
$2.8 \ g \times 0.5 = 1.4 \ g$.

(B) આપેલ પ્રક્રિયા $CH_3CH_2Cl + NaI \xrightarrow{\text{acetone}} CH_3CH_2I + NaCl$ છે.
આ હેલોજન વિનિમય પ્રક્રિયા છે જેમાં આલ્કાઈલ ક્લોરાઈડ એસિટોનની હાજરીમાં સોડિયમ આયોડાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને આલ્કાઈલ આયોડાઈડ બનાવે છે.
આ વિશિષ્ટ પ્રક્રિયાને $Finkelstein$ પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(D) એલાઈલિક હેલાઈડ એ એવું સંયોજન છે જેમાં હેલોજન પરમાણુ કાર્બન-કાર્બન દ્વિબંધ $(C=C)$ ની બાજુના $sp^3$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ હોય છે.
$A$. બેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ $(C_6H_5CH_2Cl)$ એ બેન્ઝાઈલિક હેલાઈડ છે.
$B$. $1-$બ્રોમોઈથાઈલબેન્ઝીન $(C_6H_5CH(Br)CH_3)$ એ બેન્ઝાઈલિક હેલાઈડ છે.
$C$. બ્રોમોબેન્ઝીન $(C_6H_5Br)$ એ એરાઈલ હેલાઈડ છે.
$D$. $3-$ક્લોરોસાયક્લોહેક્સ$-1-$ઈનમાં ક્લોરીન પરમાણુ એવા કાર્બન સાથે જોડાયેલ છે જે $C=C$ દ્વિબંધની બાજુમાં છે,તેથી તે એલાઈલિક હેલાઈડ છે.