GUJCET 2025 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Gujarati

(A) એસિડિક દ્રાવણમાં,મેંગેનેટ આયન $(MnO_4^{2-})$ અસ્થાયી હોય છે અને તે અસમાનતા (disproportionation) પ્રક્રિયા અનુભવે છે.
તેનું રૂપાંતર પરમેંગેનેટ આયન $(MnO_4^-)$ અને મેંગેનીઝ ડાયોક્સાઇડ $(MnO_2)$ માં થાય છે.
આ પ્રક્રિયા માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$3MnO_4^{2-} + 4H^+ \to 2MnO_4^- + MnO_2 + 2H_2O$.

(A) શૂન્ય ક્રમની પ્રક્રિયા માટે, વેગ અચળાંક $k$ અને અર્ધ-આયુષ્ય $t_{1/2}$ વચ્ચેનો સંબંધ $t_{1/2} = \frac{[A]_0}{2k}$ છે.
આપેલ છે કે $t_{1/2} = 10 \text{ min}$, તેથી આપણે પ્રારંભિક સાંદ્રતાને $k$ ના સંદર્ભમાં મેળવી શકીએ: $[A]_0 = 2k \times t_{1/2} = 2k \times 10 = 20k$.
પ્રક્રિયા પૂર્ણ થવા $(100\%)$ માટે જરૂરી સમયનું સૂત્ર $t_{100\%} = \frac{[A]_0}{k}$ છે.
$[A]_0$ ની કિંમત મૂકતા, આપણને $t_{100\%} = \frac{20k}{k} = 20 \text{ min}$ મળે છે.
તેથી, પ્રક્રિયા $20 \text{ મિનિટમાં}$ પૂર્ણ થાય છે.

(B) રેડિયોએક્ટિવ ક્ષય પ્રથમ ક્રમની ગતિશાસ્ત્રને અનુસરે છે: $k = \frac{2.303}{t} \log \frac{[N]_0}{[N]_t}$.
રેડિયોએક્ટિવ ક્ષય માટે,વેગ અચળાંક $k$ એ અર્ધ-આયુષ્ય $(t_{1/2})$ સાથે $k = \frac{0.693}{t_{1/2}}$ તરીકે સંબંધિત છે.
અહીં $t_{1/2} = 5730 \text{ વર્ષ}$,$[N]_0 = 100$,અને $[N]_t = 80$ આપેલ છે.
આ કિંમતોને પ્રથમ ક્રમના સમીકરણમાં મૂકતા: $t = \frac{2.303}{k} \log \frac{[N]_0}{[N]_t} = \frac{2.303 \times 5730}{0.693} \log \frac{100}{80}$.
કારણ કે $\frac{2.303}{0.693} \approx \frac{1}{0.3}$,તેથી સમીકરણ $t = \frac{5730}{0.3} \log \frac{100}{80}$ માં પરિણમે છે.

(C) આર્હેનિયસ સમીકરણ $k = Ae^{-E_a/RT}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયાનો દર વેગ અચળાંક $k$ ના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
જેમ તાપમાન $(T)$ વધે છે,તેમ ઘાતાંકીય પદ $-E_a/RT$ ઓછું ઋણ બને છે (શૂન્યની નજીક),જે $e^{-E_a/RT}$ નું મૂલ્ય વધારે છે અને પરિણામે $k$ માં વધારો થાય છે.
તે જ રીતે,જેમ સક્રિયકરણ ઊર્જા $(E_a)$ ઘટે છે,તેમ ઘાતાંકીય પદ $-E_a/RT$ ઓછું ઋણ બને છે,જે $e^{-E_a/RT}$ નું મૂલ્ય વધારે છે અને $k$ માં વધારો કરે છે.
તેથી,તાપમાનમાં વધારો અથવા સક્રિયકરણ ઊર્જામાં ઘટાડો કરવાથી પ્રક્રિયાનો દર વધે છે.

(B) સામાન્ય રાસાયણિક પ્રક્રિયા $aA + bB \to cC + dD$ માટે,પ્રક્રિયાનો દર નીચે મુજબ દર્શાવવામાં આવે છે:
$\text{rate} = -\frac{1}{a} \frac{d[A]}{dt} = -\frac{1}{b} \frac{d[B]}{dt} = \frac{1}{c} \frac{d[C]}{dt} = \frac{1}{d} \frac{d[D]}{dt}$.
આપેલ દરના સમીકરણને સામાન્ય સ્વરૂપ સાથે સરખાવતા:
$-\frac{1}{6} \frac{d[A]}{dt} = -\frac{1}{a} \frac{d[A]}{dt} \implies a = 6$.
$-\frac{1}{4} \frac{d[B]}{dt} = -\frac{1}{b} \frac{d[B]}{dt} \implies b = 4$.
$\frac{1}{3} \frac{d[C]}{dt} = \frac{1}{c} \frac{d[C]}{dt} \implies c = 3$.
$\frac{1}{4} \frac{d[D]}{dt} = \frac{1}{d} \frac{d[D]}{dt} \implies d = 4$.
આ તત્વયોગમિતિય સહગુણકોને સામાન્ય પ્રક્રિયાના સમીકરણમાં મૂકતા,આપણને મળે છે:
$6A + 4B \to 3C + 4D$.

(D) ઓક્સિજન સંક્રાંતિ ધાતુઓ સાથે $ppi-dpi$ બહુબંધ બનાવવાની ક્ષમતા ધરાવે છે,જે ધાતુની ઉચ્ચ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓને સ્થિર કરે છે. ફ્લોરિન માત્ર એકલ બંધ જ બનાવી શકે છે અને તે મધ્યસ્થ ધાતુ પરમાણુની આસપાસ અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) દ્વારા મર્યાદિત છે. આમ,$Mn$ ઓક્સિજન સાથે ફ્લોરિન $(+4)$ કરતા ઉચ્ચ ઓક્સિડેશન અવસ્થા $(+7)$ પ્રાપ્ત કરી શકે છે.

(B) સ્પિન-ઓન્લી ચુંબકીય ચાકમાત્રાનું સૂત્ર $\mu = \sqrt{n(n+2)} \text{ BM}$ છે,જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
આપેલ છે કે $\mu = \sqrt{35} \text{ BM}$,તેથી $\sqrt{n(n+2)} = \sqrt{35}$,જેનો અર્થ છે કે $n(n+2) = 35$.
$n$ માટે ઉકેલતા,આપણને $n^2 + 2n - 35 = 0$ મળે છે,જેના અવયવો $(n+7)(n-5) = 0$ થાય છે. $n$ ધન હોવો જોઈએ,તેથી $n = 5$.
$Mn^{2+}$ આયનની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar]3d^5$ છે,જેમાં $5$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
તેથી,$Mn^{2+}$ માટે,$\mu = \sqrt{5(5+2)} = \sqrt{35} \text{ BM}$ થાય છે.

(C) ઝિગલર-નાટા ઉદ્દીપક સામાન્ય રીતે ટાઇટેનિયમ ટેટ્રાક્લોરાઇડ $(TiCl_4)$ અને ટ્રાયઇથાઇલ એલ્યુમિનિયમ $(Al(C_2H_5)_3)$ નું મિશ્રણ છે.
$TiCl_4$ માં,ટાઇટેનિયમ $(Ti)$ નો ઓક્સિડેશન આંક નીચે મુજબ ગણવામાં આવે છે:
ધારો કે $Ti$ નો ઓક્સિડેશન આંક $x$ છે.
ક્લોરિન $(Cl)$ નો ઓક્સિડેશન આંક $-1$ છે.
$x + 4(-1) = 0$
$x - 4 = 0$
$x = +4$.
તેથી,ઝિગલર-નાટા ઉદ્દીપકમાં $Ti$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+4$ છે.

(D) ફેસિયલ $(fac)$ અને મેરિડિયોનલ $(mer)$ સમઘટકતા એ $MA_3B_3$ સામાન્ય સૂત્ર ધરાવતા અષ્ટફલકીય સંકીર્ણોમાં જોવા મળતી ભૌમિતિક સમઘટકતાનો એક વિશિષ્ટ પ્રકાર છે.
આ પ્રકારની સમઘટકતામાં,ત્રણ સમાન લિગેન્ડ્સ કાં તો અષ્ટફલકની એક બાજુ (ફેસિયલ સમઘટક) અથવા ધાતુ પરમાણુમાંથી પસાર થતા સમતલ (મેરિડિયોનલ સમઘટક) પર ગોઠવાયેલા હોય છે.
આપેલ સંકીર્ણ $[Co(NH_3)_x(NO_2)_y]$ માટે,$fac$ અને $mer$ સમઘટકતા દર્શાવવા માટે,સવર્ગ આંક $6$ હોવો જોઈએ અને તેનું બંધારણ $MA_3B_3$ પ્રકારનું હોવું જોઈએ.
તેથી,$x = 3$ અને $y = 3$ હોવા જોઈએ,જેના પરિણામે $[Co(NH_3)_3(NO_2)_3]$ સંકીર્ણ બને છે.

(B) $Ni^{2+}$ આયન $3d^8$ ઇલેક્ટ્રોનિક રચના ધરાવે છે.
$[NiCl_4]^{2-}$ માં,$Cl^-$ એ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે. તે $3d$ કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરતું નથી. તેથી,આ સંકીર્ણ $sp^3$ સંકરણ અનુભવે છે,જેમાં $4s$ અને $4p$ કક્ષકોનો ઉપયોગ થાય છે,જે તેને બાહ્ય કક્ષકીય સંકીર્ણ બનાવે છે.
$[Ni(CN)_4]^{2-}$ માં,$CN^-$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે. તે $3d$ કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ પ્રેરે છે,જેનાથી એક $3d$ કક્ષક ખાલી થાય છે. તેથી,આ સંકીર્ણ $dsp^2$ સંકરણ અનુભવે છે,જેમાં $3d$,$4s$ અને $4p$ કક્ષકોનો ઉપયોગ થાય છે,જે તેને આંતરિક કક્ષકીય સંકીર્ણ બનાવે છે.

(A) પોટેશિયમ ટ્રાયોક્સાલેટોએલ્યુમિનેટ $(III)$ નું રાસાયણિક સૂત્ર $K_3[Al(C_2O_4)_3]$ છે.
જ્યારે તે જલીય દ્રાવણમાં સંપૂર્ણપણે વિયોજન પામે છે,ત્યારે તે નીચે મુજબ છૂટું પડે છે:
$K_3[Al(C_2O_4)_3] \rightarrow 3K^+ + [Al(C_2O_4)_3]^{3-}$.
સંયોજનના એક સૂત્ર એકમમાંથી ઉત્પન્ન થતા આયનોની કુલ સંખ્યા $3 + 1 = 4$ છે.
તેથી,વોન્ટ હોફ અવયવ $(i)$,જે દ્રાવ્યના કણોની સંખ્યા દર્શાવે છે જેમાં તે વિભાજિત થાય છે,તેનું મૂલ્ય $4$ છે.

(C) સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી મુજબ,ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્પ્લિટિંગ એનર્જી $(\Delta_o)$ લિગેન્ડના સ્વભાવ પર આધાર રાખે છે.
પ્રબળ ક્ષેત્રના લિગેન્ડ વધુ સ્પ્લિટિંગ (વિભાજન) પેદા કરે છે.
આપેલા લિગેન્ડ્સ માટે ક્ષેત્રની પ્રબળતાનો ક્રમ $CN^- > NH_3 > H_2O > Cl^-$ છે.
આપેલા સંકીર્ણોમાં,$[Co(CN)_6]^{3-}$ માં પ્રબળ ક્ષેત્રનો લિગેન્ડ $CN^-$ રહેલો છે,જે મહત્તમ ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્પ્લિટિંગ એનર્જી $(\Delta_o)$ આપે છે.

(D) એલાઈલિક હેલાઈડ એ એવું સંયોજન છે જેમાં હેલોજન પરમાણુ એવા કાર્બન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ હોય છે જે $sp^3$ સંકરણ ધરાવતો હોય અને કાર્બન-કાર્બન દ્વિબંધની બાજુમાં હોય.
$1$-બ્રોમો-$2$-મિથાઈલબ્યુટ-$2$-ઈનમાં,બ્રોમીન દ્વિબંધની બાજુના કાર્બન પર છે ($sp^3$ સંકરણ),તેથી તે એલાઈલિક છે.
$1$-બ્રોમોબ્યુટ-$2$-ઈનમાં,બ્રોમીન દ્વિબંધની બાજુના કાર્બન પર છે ($sp^3$ સંકરણ),તેથી તે એલાઈલિક છે.
$3$-બ્રોમો-$2$-મિથાઈલબ્યુટ-$1$-ઈનમાં,બ્રોમીન દ્વિબંધની બાજુના કાર્બન પર છે ($sp^3$ સંકરણ),તેથી તે એલાઈલિક છે.
$2$-બ્રોમો-$2$-મિથાઈલબ્યુટ-$2$-ઈનમાં,બ્રોમીન પરમાણુ સીધો જ દ્વિબંધનો ભાગ હોય તેવા કાર્બન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ છે ($sp^2$ સંકરણ),જે તેને વિનાઈલિક હેલાઈડ તરીકે વર્ગીકૃત કરે છે,એલાઈલિક હેલાઈડ તરીકે નહીં.

(B) કોઈપણ અણુ પ્રકાશીય સમઘટકતા દર્શાવે તે માટે તે કાયરલ (chiral) હોવો જોઈએ,એટલે કે તેમાં ઓછામાં ઓછું એક કાયરલ કેન્દ્ર હોવું જરૂરી છે.
કાયરલ કેન્દ્ર એ એવો કાર્બન પરમાણુ છે જે ચાર અલગ-અલગ સમૂહો સાથે જોડાયેલો હોય છે.
મોનોહેલોઆલ્કેન $(C_nH_{2n+1}X)$ ના કિસ્સામાં,આપણે એવી સૌથી નાની આલ્કેન શૃંખલા શોધવાની છે જેમાં કાયરલ કેન્દ્ર હોઈ શકે.
$n=1$ (ક્લોરોમિથેન) અને $n=2$ (ક્લોરોઈથેન) માટે,બધા કાર્બન ઓછામાં ઓછા બે સમાન હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલા છે.
$n=3$ (ક્લોરોપ્રોપેન) માટે,$1$-ક્લોરોપ્રોપેનમાં કોઈ કાયરલ કેન્દ્ર નથી અને $2$-ક્લોરોપ્રોપેનમાં મધ્યસ્થ કાર્બન સાથે બે સમાન મિથાઈલ સમૂહો જોડાયેલા છે.
$n=4$ માટે,$2$-ક્લોરોબ્યુટેન $(CH_3-CHCl-CH_2-CH_3)$ માં $C-2$ સ્થાન પર કાયરલ કેન્દ્ર છે કારણ કે તે ચાર અલગ-અલગ સમૂહો સાથે જોડાયેલ છે: $-H$,$-Cl$,$-CH_3$,અને $-CH_2CH_3$.
તેથી,જરૂરી કાર્બન પરમાણુઓની ન્યૂનતમ સંખ્યા $4$ છે.

(D) $S_N2$ પ્રતિક્રિયાઓ પ્રત્યે આલ્કાઈલ હેલાઈડની પ્રતિક્રિયાત્મકતા મુખ્યત્વે અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) દ્વારા નક્કી થાય છે.
$S_N2$ પ્રતિક્રિયાઓ એક સંક્રાંતિ અવસ્થા દ્વારા આગળ વધે છે જ્યાં ન્યુક્લિયોફાઈલ કાર્બન પરમાણુ પર લિવિંગ ગ્રુપની વિરુદ્ધ બાજુથી હુમલો કરે છે.
જેમ જેમ પ્રતિક્રિયાશીલ કાર્બનની નજીક અવકાશી અવરોધ વધે છે,તેમ $S_N2$ પ્રતિક્રિયાનો દર ઘટે છે.
પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ માટે પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ આ મુજબ છે: $CH_3X > R-CH_2X > R_2CH-CH_2X > R_3C-CH_2X$.
આપેલા વિકલ્પોની સરખામણી કરતા:
$(A)$ $1$-બ્રોમો-$3$-મિથાઈલબ્યુટેન: $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_2Br$ (પ્રાથમિક,પરંતુ $\gamma$-સ્થાન પર શાખિત).
$(B)$ $1$-બ્રોમો-$2,2$-ડાયમિથાઈલપ્રોપેન: $(CH_3)_3C-CH_2Br$ (પ્રાથમિક,પરંતુ $\beta$-સ્થાન પર ખૂબ જ અવરોધિત).
$(C)$ $1$-બ્રોમો-$2$-મિથાઈલબ્યુટેન: $CH_3-CH_2-CH(CH_3)-CH_2Br$ (પ્રાથમિક,પરંતુ $\beta$-સ્થાન પર શાખિત).
$(D)$ $1$-બ્રોમોબ્યુટેન: $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2Br$ (સીધી શૃંખલા ધરાવતો પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ).
$1$-બ્રોમોબ્યુટેનમાં આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી ઓછો અવકાશી અવરોધ હોવાથી,તે $S_N2$ પ્રતિક્રિયા પ્રત્યે સૌથી વધુ પ્રતિક્રિયાત્મકતા દર્શાવે છે.

(A) ટ્રાયક્લોરોમિથેન,જેને સામાન્ય રીતે ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_3)$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,તે પ્રકાશની હાજરીમાં વાતાવરણીય ઓક્સિજન દ્વારા ધીમે ધીમે ઓક્સિડેશન પામીને કાર્બોનિલ ક્લોરાઇડ બનાવે છે,જેને ફોસજીન $(COCl_2)$ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,જે અત્યંત ઝેરી છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2CHCl_3 + O_2 \xrightarrow{\text{light}} 2COCl_2 + 2HCl$

(B) ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(R'''MgX)$ ની કીટોન $(R'R''C=O)$ સાથેની પ્રક્રિયાથી તૃતીયક આલ્કોહોલ મળે છે.
$2-methylbutane-2-ol$ નું બંધારણ $CH_3-C(OH)(CH_3)-CH_2-CH_3$ છે.
આ તૃતીયક આલ્કોહોલ કીટોનમાં ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકના ન્યુક્લિયોફિલિક યોગશીલ પ્રક્રિયા દ્વારા બને છે.
જો આપણે બ્યુટેન$-2-$ઓન $(CH_3-CO-C_2H_5)$ ની મિથાઈલમેગ્નેશિયમ બ્રોમાઈડ $(CH_3MgBr)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીએ,તો મિથાઈલ સમૂહ $(CH_3)$ કાર્બોનિલ કાર્બન પર હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે $2-methylbutane-2-ol$ મળે છે.
આને સામાન્ય પ્રક્રિયા $R'R''C=O + R'''MgX \rightarrow R'R''C(OH)R'''$ સાથે સરખાવતા,આપણે $R'=CH_3$,$R''=C_2H_5$ અને $R'''=CH_3$ મેળવીએ છીએ.

(C) આ પ્રક્રિયા શ્રેણી ફીનોલ બનાવવા માટેની ઔદ્યોગિક ક્યુમીન પદ્ધતિ છે.
પગલું $1$: બેન્ઝીન $(C_6H_6)$ એ નિર્જળ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં આઈસોપ્રોપાઈલ ક્લોરાઈડ $(CH_3CH(Cl)CH_3)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને (ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઈલેશન) આઈસોપ્રોપાઈલબેન્ઝીન (ક્યુમીન) બનાવે છે.
પગલું $2$: ક્યુમીનનું $O_2$ દ્વારા ઓક્સિડેશન થઈને ક્યુમીન હાઈડ્રોપેરોક્સાઈડ બને છે,જેનું એસિડિક જળવિભાજન $(H^+)$ કરવાથી ફીનોલ $(C_6H_5OH)$ $Y$ તરીકે અને એસિટોન $(CH_3COCH_3)$ $Z$ તરીકે મળે છે.
તેથી,$X = CH_3CH(Cl)CH_3$,$Y = C_6H_5OH$,અને $Z = CH_3COCH_3$ છે.

(D) ગ્લુકોઝનું ઇથેનોલ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડમાં આથવણ ઝાયમેઝ તરીકે ઓળખાતા ઉત્સેચક સંકુલ દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે,જે યીસ્ટમાંથી મેળવવામાં આવે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$C_6H_{12}O_6(aq) \xrightarrow{\text{Zymase}} 2C_2H_5OH(aq) + 2CO_2(g)$.

(A) $413 \ K$ તાપમાને સાંદ્ર $H_2SO_4$ ની હાજરીમાં ઇથેનોલનું ઇથરમાં આંતરઆણ્વિય નિર્જલીકરણ એ આલ્કોહોલમાંથી ઇથર બનાવવાની પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયા $S_N2$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા થાય છે.
પ્રથમ તબક્કામાં,આલ્કોહોલનું એસિડ દ્વારા પ્રોટોનેશન થાય છે.
બીજા તબક્કામાં,ઇથેનોલનો બીજો અણુ ન્યુક્લિયોફાઇલ તરીકે વર્તે છે અને પ્રોટોનેટેડ આલ્કોહોલ પર હુમલો કરે છે,જેનાથી પાણીનો અણુ દૂર થાય છે અને ડાયઇથાઇલ ઇથર બને છે.
વેગ નિર્ણાયક તબક્કામાં બે અણુઓનો સમાવેશ થતો હોવાથી,આ દ્વિ-આણ્વિય ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન $(S_N2)$ પ્રક્રિયા છે.

(B) વેનિલીન $(4\text{-\text{હાઇડ્રોક્સી}-}3\text{-\text{મિથોક્સીબેન્ઝાલ્ડિહાઇડ}})$ એ $C_8H_8O_3$ આણ્વીય સૂત્ર ધરાવતું કાર્બનિક સંયોજન છે.
બંધારણીય રીતે,તેમાં બેન્ઝીન વલય સાથે જોડાયેલ એક આલ્ડિહાઇડ સમૂહ $(-CHO)$,એક ફિનોલિક હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ $(-OH)$ અને એક મિથોક્સી સમૂહ $(-OCH_3)$ હોય છે.
આમ,ક્રિયાશીલ સમૂહોનો સાચો સેટ $-CHO, -OH, -OCH_3$ છે.

(C) આ પ્રક્રિયા પ્રાથમિક આલ્કોહોલ (સાયક્લોહેક્સાઇલમિથેનોલ) નું આલ્ડિહાઇડ (સાયક્લોહેક્સેનકાર્બાલ્ડિહાઇડ) માં ઓક્સિડેશન દર્શાવે છે.
પિરિડિનિયમ ક્લોરોક્રોમેટ $(C_5H_5NH^+CrO_3Cl^-)$,જેને સામાન્ય રીતે $PCC$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,તે એક મંદ ઓક્સિડેશનકર્તા છે.
તે પ્રાથમિક આલ્કોહોલનું પસંદગીયુક્ત રીતે આલ્ડિહાઇડમાં ઓક્સિડેશન કરે છે અને તેને કાર્બોક્સિલિક એસિડમાં વધુ ઓક્સિડેશન થતું અટકાવે છે.
$KMnO_4$ જેવા અન્ય પ્રક્રિયકો પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે જે પ્રાથમિક આલ્કોહોલનું સીધું જ કાર્બોક્સિલિક એસિડમાં ઓક્સિડેશન કરી નાખે છે.

(D) એસીટોફેનોન $(C_6H_5COCH_3)$ માં મિથાઈલ કીટોન સમૂહ $(-COCH_3)$ હોય છે,જે $NaOI$ (સોડિયમ હાઈપોઆયોડાઈટ) સાથે આયોડોફોર્મ કસોટી આપે છે અને આયોડોફોર્મ $(CHI_3)$ ના પીળા અવક્ષેપ બનાવે છે.
બેન્ઝોફેનોન $(C_6H_5COC_6H_5)$ માં કાર્બોનિલ કાર્બન સાથે જોડાયેલ મિથાઈલ સમૂહ હોતો નથી,તેથી તે આયોડોફોર્મ કસોટી આપતું નથી.
આમ,આ બે સંયોજનોને અલગ પાડવા માટે $NaOI$ યોગ્ય પ્રક્રિયક છે.

(B) $pK_a$ નું મૂલ્ય સંયોજનની એસિડિકતા સાથે વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે. ઉચ્ચ $pK_a$ એટલે ઓછી એસિડિકતા.
એસિડિકતાનો આધાર સંયુગ્મી બેઇઝની સ્થિરતા પર રહેલો છે,જે $-COOH$ સમૂહ સાથે જોડાયેલા વિસ્થાપકોની પ્રેરક અસર (inductive effect) દ્વારા નક્કી થાય છે.
ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહો ($-I$ અસર) એસિડિકતા વધારે છે,જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન દાતા સમૂહો ($+I$ અસર) એસિડિકતા ઘટાડે છે.
આપેલા સંયોજનોની સરખામણી:
$1$. $HCOOH$ (ફોર્મિક એસિડ): કોઈ આલ્કાઇલ સમૂહ જોડાયેલ નથી.
$2$. $CH_3CH_2COOH$ (પ્રોપેનોઇક એસિડ): ઇથાઇલ સમૂહ ધરાવે છે,જે ઇલેક્ટ્રોન દાતા ($+I$ અસર) છે.
$3$. $C_6H_5CH_2COOH$ (ફિનાઇલ એસિટિક એસિડ): ફિનાઇલ સમૂહ ધરાવે છે,જે ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક ($-I$ અસર) છે.
$4$. $ClCH_2CH_2COOH$ ($3$-ક્લોરોપ્રોપેનોઇક એસિડ): ક્લોરિન પરમાણુ ધરાવે છે,જે પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક ($-I$ અસર) છે.
$CH_3CH_2COOH$ માં ઇથાઇલ સમૂહ ઇલેક્ટ્રોન દાતા હોવાથી,તે કાર્બોક્સિલેટ આયનને અસ્થિર બનાવે છે,જેના કારણે તે આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી ઓછો એસિડિક છે. તેથી,$CH_3CH_2COOH$ નું $pK_a$ મૂલ્ય સૌથી વધુ છે.

(C) દર્શાવેલ પ્રક્રિયા $2$-મિથાઈલબેન્ઝેમાઈડની $NaOBr$ નો ઉપયોગ કરીને હોફમેન બ્રોમામાઈડ વિઘટન પ્રક્રિયા છે,જે નીપજ "$X$" તરીકે $2$-મિથાઈલએનિલીન (o-ટોલ્યુઈડિન) આપે છે.
$2$-મિથાઈલએનિલીન એ પ્રાથમિક એરોમેટિક એમાઈન $(Ar-NH_2)$ છે.
$1$. તે હિન્સબર્ગ પ્રક્રિયક (બેન્ઝીનસલ્ફોનાઈલ ક્લોરાઈડ) સાથે પ્રક્રિયા કરીને સલ્ફોનેમાઈડ બનાવે છે,જે આલ્કલીમાં દ્રાવ્ય છે.
$2$. તે $0-5^{\circ}C$ તાપમાને નાઈટ્રસ એસિડ $(HNO_2)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ડાયઝોનિયમ ક્ષાર બનાવે છે,જે $\beta$-નેપ્થોલ સાથે ધન એઝો ડાય કસોટી આપે છે.
$3$. તે પ્રાથમિક એમાઈન છે,અને તેનું $2^\circ$ એમાઈન સમઘટક $N$-મિથાઈલએનિલીન $(C_6H_5NHCH_3)$ છે.
$4$. પ્રાથમિક એરોમેટિક એમાઈન સામાન્ય રીતે જલીય $NaOH$ માં અદ્રાવ્ય હોય છે કારણ કે તે સ્વભાવે બેઝિક છે,એસિડિક નથી.
તેથી,સાચું વિધાન એ છે કે તે $2^\circ$ એમાઈનનું એક સમઘટક ધરાવે છે,જે $N$-મિથાઈલએનિલીન છે.

(A) $HCl$ પ્રત્યેની પ્રતિક્રિયાશીલતા એમાઈનની બેઝિકતા (બેઝિક ગુણધર્મ) પર આધાર રાખે છે.
એમાઈન નાઈટ્રોજન પરમાણુ પર રહેલી અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મનું $H^+$ આયનને દાન કરીને બેઝ તરીકે કાર્ય કરે છે.
એલિફેટિક એમાઈન એરોમેટિક એમાઈન કરતા વધુ બેઝિક હોય છે કારણ કે આલ્કાઈલ સમૂહો ઈલેક્ટ્રોન-દાન કરનાર પ્રેરક અસર ($+I$ અસર) દર્શાવે છે,જે નાઈટ્રોજન પરમાણુ પર ઈલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે.
જલીય દ્રાવણમાં,એલિફેટિક એમાઈનની બેઝિકતા પ્રેરક અસર,સોલ્વેશન અસર અને અવકાશી અવરોધના સંયોજન દ્વારા નક્કી થાય છે.
ડાયમિથાઈલ એમાઈન $((CH_3)_2NH)$ માટે,આ પરિબળોનું સંતુલન તેને આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી વધુ બેઝિક બનાવે છે,જેનાથી તે મંદ $HCl$ પ્રત્યે સૌથી વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ બને છે.

(B) આયર્ન સ્ક્રેપ અને $HCl$ નો ઉપયોગ કરીને નાઈટ્રો સંયોજનોના રિડક્શનમાં,આયર્ન $HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $FeCl_2$ અને હાઈડ્રોજન વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે.
બનેલા $FeCl_2$ નું પાણીની હાજરીમાં જળવિભાજન થાય છે,જેનાથી $Fe_3O_4$ બને છે અને $HCl$ પુનઃપ્રાપ્ત થાય છે.
આ પુનઃપ્રાપ્ત થયેલ $HCl$ વધુ આયર્ન સાથે પ્રક્રિયા કરીને રિડક્શન પ્રક્રિયાને ચાલુ રાખે છે.
તેથી,પ્રક્રિયા શરૂ કરવા માટે માત્ર ઉદ્દીપકીય માત્રામાં $HCl$ ની જરૂર પડે છે.
આમ,વિધાન અને કારણ બંને સાચા છે અને કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી આપે છે.

(A) કપલિંગ પ્રક્રિયામાં ડાયઝોનિયમ ક્ષાર ફિનોલ પર હુમલો કરે છે.
ફિનોલ એક નિર્બળ એસિડ છે,અને તે આલ્કલાઇન માધ્યમમાં ફિનોક્સાઇડ આયન બનાવે છે.
ફિનોક્સાઇડ આયન તટસ્થ ફિનોલની સરખામણીમાં ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન (electrophilic aromatic substitution) માટે વધુ સક્રિય હોય છે,જે ડાયઝોનિયમ ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી સાથેની પ્રક્રિયાને ઝડપી અને વધુ કાર્યક્ષમ બનાવે છે.

(D) $RNA$ માં નાઇટ્રોજનયુક્ત બેઝ એડેનાઇન,ગ્વાનિન,સાયટોસિન અને યુરેસિલ હોય છે.
થાઇમિન એ $DNA$ માં જોવા મળતો બેઝ છે,પરંતુ $RNA$ માં તેને યુરેસિલ દ્વારા બદલવામાં આવે છે.
તેથી,થાઇમિન ધરાવતા ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ કુદરતી રીતે $RNA$ માં હાજર હોતા નથી.

(C) પ્રોટીનનું પ્રાથમિક બંધારણ એ પોલીપેપ્ટાઈડ શૃંખલામાં એમિનો એસિડના ચોક્કસ રેખીય ક્રમ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત થાય છે જે પેપ્ટાઈડ બંધ દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે. આ ક્રમ પ્રોટીનના ઉચ્ચ-સ્તરના બંધારણો (દ્વિતીયક,તૃતીયક,ચતુર્થક) માં આગળના ફોલ્ડિંગને નિર્ધારિત કરે છે.

(B) સ્કર્વી એ શરીરમાં કોલેજનના વિઘટન દ્વારા લાક્ષણિકતા ધરાવતો રોગ છે,જે મુખ્યત્વે વિટામિન $C$ ની ઉણપને કારણે થાય છે,જેને એસ્કોર્બિક એસિડ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. તેથી,વિકલ્પ $(B)$ સાચો છે.

(B) ગ્લુકોઝમાં આલ્ડિહાઈડ સમૂહ $(-CHO)$ હોય છે.
આલ્ડિહાઈડ હાઈડ્રોક્સિલએમાઈન $(NH_2OH)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઓક્સાઇમ બનાવે છે.
સામાન્ય પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $RCHO + NH_2OH \rightarrow RCH=N-OH + H_2O$.
તેથી,ગ્લુકોઝ $NH_2OH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ગ્લુકોઝ ઓક્સાઇમ બનાવે છે.
આમ,વિકલ્પ $(B)$ સાચો પ્રક્રિયક છે.

(B) ધારો કે $NaOH$ ના મોલ $= 0.2$ અને $H_2O$ ના મોલ $= 0.8$ છે (કારણ કે મોલ અંશનો સરવાળો $1$ થાય છે).
$NaOH$ નું દળ $= \text{મોલ} \times \text{મોલર દળ} = 0.2 \times 40 = 8 \text{ g}$.
$H_2O$ નું દળ $= \text{મોલ} \times \text{મોલર દળ} = 0.8 \times 18 = 14.4 \text{ g}$.
$NaOH$ નું દળ ટકાવાર પ્રમાણ $= \frac{NaOH \text{ નું દળ}}{NaOH \text{ નું દળ} + H_2O \text{ નું દળ}} \times 100$.
દળ ટકાવાર પ્રમાણ $= \frac{8}{8 + 14.4} \times 100 = \frac{8}{22.4} \times 100 \approx 35.71\%$.
આમ, વિકલ્પ $(B)$ સાચો છે.

(C) જે મિશ્રણો $\Delta_{mix} H > 0$ દર્શાવે છે તે રાઉલ્ટના નિયમથી ધન વિચલન દર્શાવે છે.
આવા મિશ્રણોમાં,દ્રાવ્ય-દ્રાવક વચ્ચેના આંતરક્રિયાઓ શુદ્ધ ઘટકોમાં રહેલી દ્રાવ્ય-દ્રાવ્ય અને દ્રાવક-દ્રાવક આંતરક્રિયાઓ કરતા નબળી હોય છે.
આના પરિણામે મિશ્રણ કરતી વખતે ઉષ્માનું શોષણ થાય છે,જે પ્રક્રિયાને ઉષ્માશોષક $(\Delta_{mix} H > 0)$ બનાવે છે.
વિકલ્પ $(A)$ $(CHCl_3 + CH_3COCH_3)$ મજબૂત હાઇડ્રોજન બંધને કારણે ઋણ વિચલન દર્શાવે છે.
વિકલ્પ $(B)$ $(C_6H_5NH_2 + C_6H_5OH)$ એસિડ-બેઝ આંતરક્રિયાને કારણે ઋણ વિચલન દર્શાવે છે.
વિકલ્પ $(C)$ $(C_2H_5OH + CH_3COCH_3)$ ધન વિચલન દર્શાવે છે કારણ કે જ્યારે એસિટોન ઉમેરવામાં આવે છે ત્યારે શુદ્ધ ઇથેનોલમાં રહેલા મજબૂત હાઇડ્રોજન બંધ તૂટી જાય છે અને નવી આંતરક્રિયાઓ નબળી હોય છે.
વિકલ્પ $(D)$ $(C_6H_6 + C_6H_5CH_3)$ આદર્શ દ્રાવણ બનાવે છે જેમાં $\Delta_{mix} H \approx 0$ હોય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(C)$ છે.

(A) $n$-ઓક્ટેન એ અધ્રુવીય દ્રાવક છે. 'જેવું દ્રાવ્ય તેવું દ્રાવક' (like dissolves like) ના સિદ્ધાંત મુજબ,અધ્રુવીય દ્રાવ્ય પદાર્થો અધ્રુવીય દ્રાવકોમાં વધુ દ્રાવ્ય હોય છે.
આપેલા સંયોજનોની ધ્રુવીયતાનો ક્રમ આ મુજબ છે: $KCl$ (આયનીય) > $CH_3OH$ (ધ્રુવીય) > $CH_3CN$ (ધ્રુવીય) > સાયક્લોહેક્ઝેન (અધ્રુવીય).
જેમ જેમ દ્રાવ્યની ધ્રુવીયતા ઘટે છે,તેમ $n$-ઓક્ટેન જેવા અધ્રુવીય દ્રાવકમાં તેની દ્રાવ્યતા વધે છે. તેથી,દ્રાવ્યતાનો સાચો ક્રમ $II < III < IV < I$ છે.

(D) માનવ રક્તકણો માટે આઈસોટોનિક (સમપરાસરી) સાંદ્રતા $0.9\% \text{ W/V NaCl}$ છે.
$0.9\% \text{ W/V NaCl}$ કરતા વધારે સાંદ્રતા ધરાવતું દ્રાવણ રક્તકણની અંદરના પ્રવાહીના સંદર્ભમાં હાઈપરટોનિક ગણાય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$1.2\% \text{ W/V NaCl}$ ની સાંદ્રતા $0.9\% \text{ W/V NaCl}$ કરતા વધારે છે.
તેથી,$1.2\% \text{ W/V NaCl}$ એ હાઈપરટોનિક દ્રાવણ છે. વિકલ્પ $(D)$ સાચો છે.

(B) કોહલરાઉસના આયનોના સ્વતંત્ર અભિગમનનો નિયમ મુજબ,અનંત મંદને વિદ્યુતવિભાજ્યની મોલર વાહકતા તેના ઘટક આયનોની મોલર વાહકતાના સરવાળા બરાબર હોય છે.
પાણી $(H_2O)$ માટે,વિયોજન $H_2O \rightleftharpoons H^+ + OH^-$ છે.
તેથી,$\Lambda^0_{m(H_2O)} = \lambda^0_{H^+} + \lambda^0_{OH^-}$.
આપણે પ્રબળ વિદ્યુતવિભાજ્યોને જોડીને આ મેળવી શકીએ છીએ:
$\Lambda^0_{m(HCl)} = \lambda^0_{H^+} + \lambda^0_{Cl^-}$
$\Lambda^0_{m(NaOH)} = \lambda^0_{Na^+} + \lambda^0_{OH^-}$
$\Lambda^0_{m(NaCl)} = \lambda^0_{Na^+} + \lambda^0_{Cl^-}$
$\Lambda^0_{m(HCl)} + \Lambda^0_{m(NaOH)} - \Lambda^0_{m(NaCl)}$ ની ગણતરી કરતા,આપણને મળે છે:
$(\lambda^0_{H^+} + \lambda^0_{Cl^-}) + (\lambda^0_{Na^+} + \lambda^0_{OH^-}) - (\lambda^0_{Na^+} + \lambda^0_{Cl^-}) = \lambda^0_{H^+} + \lambda^0_{OH^-} = \Lambda^0_{m(H_2O)}$.
આમ,વિકલ્પ $(B)$ સાચો છે.

(A) પ્રમાણિત કોષ પોટેન્શિયલ $(E^0_{cell})$ અને સંતુલન અચળાંક $(K_c)$ વચ્ચેનો સંબંધ $298 \ K$ તાપમાને નર્ન્સ્ટ સમીકરણ દ્વારા આપવામાં આવે છે: $E^0_{cell} = \frac{0.059}{n} \log K_c$.
ડેનિયલ કોષ માટે,કોષ પ્રક્રિયા $Zn(s) + Cu^{2+}(aq) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + Cu(s)$ છે,જેમાં સ્થાનાંતરિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $n = 2$ છે.
સૂત્રમાં કિંમતો મૂકતા: $1.1 = \frac{0.059}{2} \log K_c$.
બંને બાજુ $2$ વડે ગુણતા,આપણને $2.2 = 0.059 \log K_c$ મળે છે.
તેથી,$\log K_c = \frac{2.2}{0.059}$.
લોગેરિધમિક સ્વરૂપમાંથી ઘાતાંકીય સ્વરૂપમાં ફેરવતા,આપણને $K_c = 10^{2.2/0.059}$ મળે છે.
આમ,વિકલ્પ $(A)$ સાચો છે.

(C) માત્રાત્મક ગુણધર્મ (Extensive property) એવો ગુણધર્મ છે જે સિસ્ટમમાં હાજર પદાર્થના જથ્થા પર આધાર રાખે છે. $\Delta G$ (ગિબ્સ મુક્ત ઊર્જા) એ પ્રક્રિયકોના મોલની સંખ્યાના પ્રમાણમાં હોય છે,તેથી તે માત્રાત્મક ગુણધર્મ છે.
વિશિષ્ટ ગુણધર્મ (Intensive property) એવો ગુણધર્મ છે જે પદાર્થના જથ્થાથી સ્વતંત્ર હોય છે. $E_{cell}$ (ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ) એ પોટેન્શિયલ તફાવત છે જે કોષના કદ કે જથ્થા પર આધાર રાખતો નથી,તેથી તે વિશિષ્ટ ગુણધર્મ છે.
તેથી,$\Delta G$ માત્રાત્મક છે અને $E_{cell}$ વિશિષ્ટ છે. આમ,વિકલ્પ $(C)$ સાચો છે.