JEE Main 2024 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Gujarati

(A) કાર્બોકેટાયનમાં,ધન વીજભારિત કાર્બન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે.
તે અન્ય ત્રણ પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે અને તેની પાસે કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોતું નથી.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,મધ્યસ્થ પરમાણુની આસપાસ ત્રણ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની ગોઠવણીને કારણે તે ત્રિકોણીય સમતલીય ભૂમિતિ ધરાવે છે,જેમાં બંધકોણ આશરે $120^{\circ}$ હોય છે.

(C) $1$. સૌથી લાંબી કાર્બન શૃંખલા ઓળખો: સૌથી લાંબી શૃંખલામાં $8$ કાર્બન પરમાણુઓ છે,તેથી મુખ્ય આલ્કેન ઓક્ટેન છે.
$2$. શૃંખલાને ક્રમ આપો: શૃંખલાને એ છેડેથી ક્રમ આપો જ્યાંથી વિસ્થાપકોને સૌથી ઓછો ક્રમ મળે. ડાબેથી જમણે ક્રમ આપતા વિસ્થાપકો $2, 5,$ અને $6$ સ્થાન પર મળે છે.
$3$. વિસ્થાપકો ઓળખો: $2, 5,$ અને $6$ સ્થાન પર ત્રણ મિથાઇલ સમૂહો છે.
$4$. નામકરણ: સાચું નામ $2,5,6-$ટ્રાયમિથાઇલઓક્ટેન છે.

(B) આપેલ સંતુલન $Cr_2O_7^{2-} + H_2O \rightleftharpoons 2CrO_4^{2-} + 2H^{+}$ છે.
લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,જો આપણે પ્રણાલીમાં બેઝ ($OH^-$ આયનો) ઉમેરીએ,તો $OH^-$ આયનો પ્રક્રિયામાં ઉત્પન્ન થતા $H^+$ આયનો સાથે પ્રક્રિયા કરીને પાણી $(H^+ + OH^- \rightarrow H_2O)$ બનાવશે.
નીપજ બાજુથી $H^+$ આયનો દૂર થવાથી $H^+$ ની સાંદ્રતા ઘટે છે,જેના કારણે સંતુલન વધુ $H^+$ આયનો ઉત્પન્ન કરવા માટે જમણી તરફ ખસે છે.
તેથી,બેઝિક માધ્યમમાં સંતુલન જમણી તરફ ખસે છે.

(A) બફર દ્રાવણ એ નિર્બળ એસિડ અને તેના સંયુગ્મી બેઝ અથવા નિર્બળ બેઝ અને તેના સંયુગ્મી એસિડનું ચોક્કસ પ્રમાણમાં મિશ્રણ છે,માત્ર કોઈપણ જથ્થામાં નહીં.
વિધાન $I$ ખોટું છે કારણ કે તે સૂચવે છે કે ક્ષાર અને એસિડ/બેઝનો કોઈપણ જથ્થો કામ કરે છે,જ્યારે બફરની અસર ચોક્કસ ગુણોત્તર પર આધાર રાખે છે.
રુધિર એ કુદરતી રીતે બનતી બફર સિસ્ટમ છે જે $H_2CO_3 / HCO_3^{-}$ જોડી દ્વારા જળવાય છે,જે $pH$ ને સ્થિર રાખે છે.
વિધાન $II$ સાચું છે.
તેથી,વિધાન $I$ ખોટું છે પરંતુ વિધાન $II$ સાચું છે.

(B) વિધાન $(A)$ સાચું છે: અધાતુઓ તેમની નાની કદ અને ઉચ્ચ અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભારને કારણે ધાતુઓની તુલનામાં વધુ વિદ્યુતઋણતા ધરાવે છે.
વિધાન $(B)$ ખોટું છે: અધાતુઓ ધાતુઓ કરતા વધુ આયનીકરણ એન્થાલ્પી ધરાવે છે કારણ કે તેઓ તેમના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનને વધુ મજબૂતીથી પકડી રાખે છે.
વિધાન $(C)$ સાચું છે: અત્યંત સક્રિય ધાતુઓ (ઓછી વિદ્યુતઋણતા) અને અત્યંત સક્રિય અધાતુઓ (ઉચ્ચ વિદ્યુતઋણતા) વચ્ચે વિદ્યુતઋણતાના મોટા તફાવતને કારણે આયનીય સંયોજનો બને છે.
વિધાન $(D)$ ખોટું છે: અધાતુઓના ઓક્સાઇડ સામાન્ય રીતે એસિડિક સ્વભાવના હોય છે.
વિધાન $(E)$ ખોટું છે: ધાતુઓના ઓક્સાઇડ સામાન્ય રીતે બેઝિક સ્વભાવના હોય છે.
તેથી,વિધાનો $(A)$ અને $(C)$ સાચા છે.

(A) જેલ્ડાલ પદ્ધતિ પિરિડિન જેવા વલયમાં નાઈટ્રોજન ધરાવતા સંયોજનો માટે લાગુ પડતી નથી,કારણ કે વલયમાં રહેલા નાઈટ્રોજન પરમાણુને જેલ્ડાલ પદ્ધતિની પરિસ્થિતિઓમાં સરળતાથી એમોનિયમ સલ્ફેટ $(NH_4)_2SO_4$ માં રૂપાંતરિત કરી શકાતો નથી.
તેથી,વિધાન $I$ અને વિધાન $II$ બંને ખોટા છે.

(A) બાષ્પીભવનની પ્રક્રિયા: $H_2O(\ell) \rightarrow H_2O(g)$.
અહીં,વાયુમય મોલનો ફેરફાર $\Delta n_g = 1 - 0 = 1$.
તાપમાન $T = 100^{\circ} C = 373.15 \ K$.
સૂત્ર: $\Delta H = \Delta U + \Delta n_g RT$.
$\Delta H = 40.49 \ kJ \ mol^{-1} = 40490 \ J \ mol^{-1}$.
કિંમતો મૂકતા: $40490 = \Delta U + (1 \times 8.3 \times 373.15)$.
$\Delta U = 40490 - 3097.145 = 37392.855 \ J \ mol^{-1} \approx 37.39 \ kJ \ mol^{-1}$.
નજીકના પૂર્ણાંકમાં જવાબ $38 \ kJ \ mol^{-1}$ મળે છે.

(B) બંધક્રમાંક ગણવાનું સૂત્ર: $\text{B.O.} = \frac{N_b - N_a}{2}$.
$C_2$ $(12 \ e^-)$: $\text{B.O.} = \frac{8-4}{2} = 2$.
$O_2$ $(16 \ e^-)$: $\text{B.O.} = \frac{10-6}{2} = 2$.
$Be_2, Li_2, Ne_2, N_2, He_2$ નો બંધક્રમાંક અનુક્રમે $0, 1, 0, 3, 0$ છે.
આમ,માત્ર $C_2$ અને $O_2$ નો બંધક્રમાંક $2$ છે. કુલ સંખ્યા $2$ છે.

(C) પ્રકાશિત સક્રિય સંયોજનોની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે,આપણે કાઈરલ કેન્દ્રોની હાજરી અને સમપ્રમાણતાના સમતલ $(POS)$ અથવા સમપ્રમાણતાના કેન્દ્ર $(COS)$ ની ગેરહાજરી તપાસીએ છીએ.
$1$. $2,3$-બ્યુટેનડાયોલ (પ્રથમ બંધારણ): દર્શાવેલ બંધારણ મીસો સ્વરૂપ છે (સમપ્રમાણતાના સમતલને કારણે),તેથી તે પ્રકાશિત નિષ્ક્રિય છે.
$2$. $2,3,4$-હેક્ઝેનટ્રાયોલ (બીજું બંધારણ): આ અણુમાં $C2, C3,$ અને $C4$ પર કાઈરલ કેન્દ્રો છે. તેમાં સમપ્રમાણતાનું સમતલ કે કેન્દ્ર નથી,તેથી તે પ્રકાશિત સક્રિય છે.
$3$. $1$-બ્યુટેનોલ $(CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-OH)$: કોઈ કાઈરલ કેન્દ્ર નથી,પ્રકાશિત નિષ્ક્રિય છે.
$4$. $2$-ક્લોરોબ્યુટેન $(CH_3-CH_2-CHCl-CH_3)$: આ અણુમાં $C2$ પર કાઈરલ કેન્દ્ર છે. તે પ્રકાશિત સક્રિય છે.
$5$. $1$-ક્લોરોબ્યુટેન $(CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-Cl)$: કોઈ કાઈરલ કેન્દ્ર નથી,પ્રકાશિત નિષ્ક્રિય છે.
$6$. $1$-ક્લોરો-$3$-મિથાઈલબ્યુટેન $((CH_3)_2CH-CH_2-CH_2-Cl)$: કોઈ કાઈરલ કેન્દ્ર નથી,પ્રકાશિત નિષ્ક્રિય છે.
આમ,આપેલ યાદીમાં $2$ પ્રકાશિત સક્રિય સંયોજનો છે.

(A) આપેલ સંયોજનોની એરોમેટિકતા નક્કી કરવા માટે,આપણે હ્યુકેલના નિયમ ($4n+2$ $\pi$ ઇલેક્ટ્રોન),સમતલતા અને ચક્રીય સંયુગ્મન તપાસીએ છીએ:
$1$. $1,4$-ડાયહાઇડ્રોનેપ્થલીન: નોન-એરોમેટિક (સંપૂર્ણ સંયુગ્મિત નથી).
$2$. ફુલવેલીન: નોન-એરોમેટિક (સંપૂર્ણ સંયુગ્મિત નથી).
$3$. સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઇલ કેટાયન: એરોમેટિક ($2$ $\pi$ ઇલેક્ટ્રોન,$n=0$,સમતલીય,ચક્રીય,સંયુગ્મિત).
$4$. સાયક્લોઓક્ટાટેટ્રાએન: નોન-એરોમેટિક (ટબ આકારનું,અસમતલીય,$8$ $\pi$ ઇલેક્ટ્રોન).
$5$. પિરિડિન: એરોમેટિક ($6$ $\pi$ ઇલેક્ટ્રોન,$n=1$,સમતલીય,ચક્રીય,સંયુગ્મિત).
$6$. સાયક્લોહેપ્ટાટ્રાયન: નોન-એરોમેટિક ($sp^3$ કાર્બન હાજર છે).
આમ,કુલ $2$ એરોમેટિક સંયોજનો છે (સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઇલ કેટાયન અને પિરિડિન).

(A) તરંગસંખ્યા $(\bar{\nu})$ એ તરંગલંબાઈ $(\lambda)$ નો વ્યસ્ત છે:
$\bar{\nu} = \frac{1}{\lambda}$
આપેલ છે $\lambda = 5800 \ \mathring{A} = 5800 \times 10^{-8} \ cm = 5.8 \times 10^{-5} \ cm$.
$\bar{\nu} = \frac{1}{5.8 \times 10^{-5} \ cm} = 17241.37 \ cm^{-1}$.
આપણને આપેલ છે $\bar{\nu} = x \times 10 \ cm^{-1}$.
તેથી,$x \times 10 = 17241.37$.
$x = 1724.137 \approx 1724$.

(C) કાર્બનિક સંયોજનો માટે શુદ્ધિકરણની પદ્ધતિની પસંદગી સંયોજનના ગુણધર્મો અને મિશ્રણમાં હાજર અશુદ્ધિઓના સ્વભાવ બંને પર આધાર રાખે છે.

(A) સંકરણ નક્કી કરવા માટે,આપણે સ્ટેરિક નંબરની ગણતરી કરીએ છીએ: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [V + M - C + A]$.
$1. BF_3$: સ્ટેરિક નંબર = $\frac{1}{2} [3 + 3] = 3$ ($sp^2$ સંકરણ).
$2. NO_2^{-}$: સ્ટેરિક નંબર = $\frac{1}{2} [5 + 0 + 1] = 3$ ($sp^2$ સંકરણ).
$3. NH_2^{-}$: સ્ટેરિક નંબર = $\frac{1}{2} [5 + 2 + 1] = 4$ ($sp^3$ સંકરણ).
$4. H_2O$: સ્ટેરિક નંબર = $\frac{1}{2} [6 + 2] = 4$ ($sp^3$ સંકરણ).
$5. NO_2$: નાઈટ્રોજન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે.
આમ,$BF_3$ અને $NO_2^{-}$ બંને $sp^2$ સંકરણ દર્શાવે છે.

(A) દાંતની સપાટી પરનું ઇનેમલ હાઇડ્રોક્સીએપેટાઇટનું બનેલું હોય છે,જે $[3(Ca_3(PO_4)_2) \cdot Ca(OH)_2]$ છે.
જ્યારે પીવાના પાણીમાં $F^{-}$ આયનો હાજર હોય છે,ત્યારે તેઓ હાઇડ્રોક્સીએપેટાઇટ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને ફ્લોરોએપેટાઇટ બનાવે છે,જે વધુ સખત અને સડો સામે વધુ પ્રતિરોધક હોય છે.
ફ્લોરોએપેટાઇટનું રાસાયણિક સૂત્ર $[3(Ca_3(PO_4)_2) \cdot CaF_2]$ છે.

(B) $(1)$ તટસ્થ બંધારણો વીજભારિત બંધારણો કરતા વધુ સ્થિર હોય છે. તેથી,બંધારણ $I$ એ બંધારણ $II$ અને $III$ કરતા વધુ સ્થિર છે.
$(2)$ વીજભારિત બંધારણોમાં,ઓછા વિદ્યુતઋણતા ધરાવતા પરમાણુ પર ધન વીજભાર વધુ સ્થિર હોય છે. બંધારણ $II$ માં,ધન વીજભાર કાર્બન પરમાણુ $(C^{\oplus})$ પર છે,જ્યારે બંધારણ $III$ માં,ધન વીજભાર ઓક્સિજન પરમાણુ $(O^{\oplus})$ પર છે. કાર્બન એ ઓક્સિજન કરતા ઓછી વિદ્યુતઋણતા ધરાવતું હોવાથી,બંધારણ $II$ એ બંધારણ $III$ કરતા વધુ સ્થિર છે.
$\therefore$ સ્થિરતાનો ક્રમ $I > II > III$ છે.

(D) વિધાન $(I)$ ખોટું છે કારણ કે ઓક્સિડેશન અવસ્થા ઇલેક્ટ્રોન ગેઇન એન્થાલ્પીને બદલે વિદ્યુતઋણતાના આધારે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
વિધાન $(II)$ સાચું છે કારણ કે બીજા આવર્તના તત્વો (જેમ કે $C, N, O$) ના કદ નાના હોય છે,જે $2p$ કક્ષકોના અસરકારક પાર્શ્વ-વ્યાપન (side-on overlap) ને મંજૂરી આપે છે,જેનાથી મજબૂત $p\pi-p\pi$ બંધ બને છે.
તેથી,વિધાન $(I)$ ખોટું છે પરંતુ વિધાન $(II)$ સાચું છે.

(A) મલ્ટી-ઇલેક્ટ્રોન સિસ્ટમમાં ઓર્બિટલની ઊર્જા $(n+\ell)$ ના નિયમ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
$1$. દરેક સેટ માટે $(n+\ell)$ ની ગણતરી કરો:
$A: 4+1 = 5$
$B: 4+2 = 6$
$C: 3+1 = 4$
$D: 3+2 = 5$
$E: 4+0 = 4$
$2$. $(n+\ell)$ મૂલ્યોની સરખામણી કરો: $6 (B) > 5 (A, D) > 4 (C, E)$.
$3$. સમાન $(n+\ell)$ મૂલ્ય ધરાવતી ઓર્બિટલ્સ માટે,જેનું $n$ મૂલ્ય વધારે હોય તેની ઊર્જા વધારે હોય છે.
$A (n=4)$ અને $D (n=3)$ ની સરખામણી: $A > D$.
$E (n=4)$ અને $C (n=3)$ ની સરખામણી: $E > C$.
$4$. આથી,ઊર્જાનો ક્રમ: $(B) > (A) > (D) > (E) > (C)$ છે.

(C) $(1)$ પ્રોપીનનું એસિડ-ઉદ્દીપકીય જલીયકરણ માર્કોવનીકોવના નિયમને અનુસરે છે,જેમાં ઇલેક્ટ્રોફાઇલ $H^+$ ટર્મિનલ કાર્બન પર ઉમેરાઈને વધુ સ્થાયી દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન $(CH_3-CH^+-CH_3)$ બનાવે છે,જે ત્યારબાદ $H_2O$ દ્વારા હુમલો પામીને મુખ્ય નીપજ $A$ તરીકે પ્રોપેન-$2$-ઓલ બનાવે છે.
$(2)$ પ્રોપીનનું હાઇડ્રોબોરેશન-ઓક્સિડેશન એન્ટી-માર્કોવનીકોવના નિયમને અનુસરે છે,જેમાં બોરોન પરમાણુ ટર્મિનલ કાર્બન પર ઉમેરાય છે અને ત્યારબાદ $H_2O_2/OH^-$ સાથેના ઓક્સિડેશન દ્વારા બોરોનનું સ્થાન $-OH$ સમૂહ લે છે,પરિણામે મુખ્ય નીપજ $B$ તરીકે પ્રોપેન-$1$-ઓલ મળે છે.

(A) આપેલ પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$(1)$ $CuSO_4(s) + 5H_2O(l) \rightarrow CuSO_4 \cdot 5H_2O(s) \quad \Delta H = -x \ kJ \ mol^{-1}$
$(2)$ $CuSO_4 \cdot 5H_2O(s) + aq \rightarrow CuSO_4(aq) \quad \Delta H = +12 \ kJ \ mol^{-1}$
$(3)$ $CuSO_4(s) + aq \rightarrow CuSO_4(aq) \quad \Delta H = -70 \ kJ \ mol^{-1}$
હેસના નિયમ મુજબ,નિર્જળ $CuSO_4$ ની દ્રાવણ ઉષ્મા એ જલીયકરણ ઉષ્મા અને જલીય ક્ષારની દ્રાવણ ઉષ્માનો સરવાળો છે:
$\Delta H_3 = \Delta H_1 + \Delta H_2$
$-70 = -x + 12$
$x = 12 + 70$
$x = 82$
તેથી,$x$ નું મૂલ્ય $82$ છે.

(C) ત્રણેય અસરો (પ્રેરક,મેસોમેરિક અને હાઇપરકોન્જુગેશન) દર્શાવવા માટે,સંયોજન પાસે નીચે મુજબની લાક્ષણિકતાઓ હોવી જોઈએ:
$1$. ઇલેક્ટ્રોન-નેગેટિવ પરમાણુ અથવા સમૂહ (પ્રેરક અસર માટે).
$2$. કોન્જુગેટેડ સિસ્ટમ અથવા અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (મેસોમેરિક અસર માટે).
$3$. $sp^2$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન સાથે જોડાયેલ $\alpha$-હાઇડ્રોજન પરમાણુ (હાઇપરકોન્જુગેશન માટે).
આપેલા સંયોજનોનું વિશ્લેષણ કરતા:
$1$. એનિસોલ $(C_6H_5OCH_3)$: પ્રેરક અને મેસોમેરિક અસરો દર્શાવે છે,પરંતુ હાઇપરકોન્જુગેશન માટે $\alpha$-હાઇડ્રોજનનો અભાવ છે.
$2$. $5$-મિથાઇલહેક્સ-$3$-ઇન-$2$-ઓન: પ્રેરક,મેસોમેરિક અને હાઇપરકોન્જુગેશન દર્શાવે છે.
$3$. બેન્ઝીન: માત્ર મેસોમેરિક અસર દર્શાવે છે.
$4$. ક્લોરોસાયક્લોહેક્ઝેન: માત્ર પ્રેરક અસર દર્શાવે છે.
$5$. $1$-આઇસોપ્રોપાઇલ-$2$-નાઇટ્રોબેન્ઝીન: પ્રેરક,મેસોમેરિક અને હાઇપરકોન્જુગેશન દર્શાવે છે.
$6$. $1$-(o-નાઇટ્રોફિનાઇલ)પ્રોપ-$2$-ઇન: પ્રેરક,મેસોમેરિક અને હાઇપરકોન્જુગેશન દર્શાવે છે.
$7$. $m$-ઝાયલીન: પ્રેરક અને હાઇપરકોન્જુગેશન દર્શાવે છે,પરંતુ મેસોમેરિક અસર નથી.
$8$. $1$-એસીટાઇલ-$2$-મિથાઇલસાયક્લોહેક્ઝીન: પ્રેરક,મેસોમેરિક અને હાઇપરકોન્જુગેશન દર્શાવે છે.
આમ,કુલ $4$ સંયોજનો ત્રણેય અસરો દર્શાવે છે.

(B) તટસ્થીકરણની ઉષ્મા એ $1 \ \text{mole} \ H^+$ આયનો $1 \ \text{mole} \ OH^-$ આયનો સાથે પ્રક્રિયા કરીને $1 \ \text{mole} \ H_2O$ બનાવે ત્યારે મુક્ત થતી ઉષ્મા છે. આ મૂલ્ય $-57.1 \ \text{kJ/mol}$ અચળ રહે છે.
$1 \ \text{M} \ HCl$ માટે,$1 \ \text{L}$ માં $1 \ \text{mole} \ H^+$ હોય છે. તટસ્થીકરણ $1 \ \text{mole} \ H_2O$ ઉત્પન્ન કરે છે,જે $x \ \text{J}$ ઉષ્મા મુક્ત કરે છે.
$1 \ \text{M} \ H_2SO_4$ માટે,$1 \ \text{L}$ માં $2 \ \text{moles} \ H^+$ હોય છે. તટસ્થીકરણ $2 \ \text{moles} \ H_2O$ ઉત્પન્ન કરે છે,જે $y \ \text{J}$ ઉષ્મા મુક્ત કરે છે.
તેથી,$y = 2x$ થાય.
માટે,$y / x = 2$.

(C) અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે,આપણે મોલેક્યુલર ઓર્બિટલ થિયરી $(MOT)$ નો ઉપયોગ કરીએ છીએ:
$N_2$: $(14 \ e^-) \rightarrow \sigma 1s^2, \sigma^* 1s^2, \sigma 2s^2, \sigma^* 2s^2, \pi 2p_x^2 = \pi 2p_y^2, \sigma 2p_z^2$ ($0$ અયુગ્મિત $e^-$)
$O_2$: $(16 \ e^-) \rightarrow \dots, \sigma 2p_z^2, \pi 2p_x^2 = \pi 2p_y^2, \pi^* 2p_x^1 = \pi^* 2p_y^1$ ($2$ અયુગ્મિત $e^-$)
$C_2^{-}$: $(13 \ e^-) \rightarrow \dots, \sigma 2p_z^2, \pi 2p_x^2 = \pi 2p_y^1$ ($1$ અયુગ્મિત $e^-$)
$O_2^{-}$: $(17 \ e^-) \rightarrow \dots, \pi^* 2p_x^2 = \pi^* 2p_y^1$ ($1$ અયુગ્મિત $e^-$)
$O_2^{2-}$: $(18 \ e^-) \rightarrow \dots, \pi^* 2p_x^2 = \pi^* 2p_y^2$ ($0$ અયુગ્મિત $e^-$)
$H_2^{+}$: $(1 \ e^-) \rightarrow \sigma 1s^1$ ($1$ અયુગ્મિત $e^-$)
$CN^{-}$: $(14 \ e^-) \rightarrow \dots, \sigma 2p_z^2$ ($0$ અયુગ્મિત $e^-$)
$He_2^{+}$: $(3 \ e^-) \rightarrow \sigma 1s^2, \sigma^* 1s^1$ ($1$ અયુગ્મિત $e^-$)
એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ધરાવતી પ્રજાતિઓ $C_2^{-}, O_2^{-}, H_2^{+}, He_2^{+}$ છે.
કુલ સંખ્યા = $4$.

(B) કેન્ડેલાની વ્યાખ્યા,$SI$ એકમ પદ્ધતિ મુજબ,એવા સ્ત્રોતની પ્રકાશિત તીવ્રતા છે જે $540 \times 10^{12} \ Hz$ આવૃત્તિ ધરાવતું મોનોક્રોમેટિક વિકિરણ ઉત્સર્જિત કરે છે અને તે દિશામાં $\frac{1}{683} \ W \ sr^{-1}$ જેટલી વિકિરણ તીવ્રતા ધરાવે છે.
આપેલ સમીકરણ '$A$' $\times 10^{12} \ Hz$ અને $\frac{1}{B} \ W \ sr^{-1}$ સાથે સરખાવતા,આપણને $A = 540$ અને $B = 683$ મળે છે.

(B) સંસ્પંદન રચનાઓની સ્થિરતા નીચેના નિયમો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:
$1$. વધુ સહસંયોજક બંધ ધરાવતી રચનાઓ વધુ સ્થિર હોય છે.
$2$. બધા પરમાણુઓ માટે પૂર્ણ અષ્ટક ધરાવતી રચનાઓ વધુ સ્થિર હોય છે.
$3$. વધુ વિદ્યુતઋણ પરમાણુ પર ઋણ વીજભાર અને ઓછા વિદ્યુતઋણ પરમાણુ પર ધન વીજભાર ધરાવતી રચનાઓ વધુ સ્થિર હોય છે.
આપેલ રચનાઓનું વિશ્લેષણ:
- રચના $III$ $(CH_3-CH=CH-CHO)$ એ બિન-ધ્રુવીય રચના છે જેમાં સહસંયોજક બંધોની સંખ્યા મહત્તમ છે અને બધા પરમાણુઓનું અષ્ટક પૂર્ણ છે,તેથી તે સૌથી વધુ સ્થિર છે.
- રચના $II$ $(CH_3-CH^+-CH=CH-O^-)$ માં ઓક્સિજન પરમાણુ પર ઋણ વીજભાર છે,જે કાર્બન કરતા વધુ વિદ્યુતઋણ છે,તેથી તે રચના $I$ કરતા વધુ સ્થિર છે.
- રચના $I$ $(CH_3-CH^--CH=CH-O^+)$ માં કાર્બન પરમાણુ પર ઋણ વીજભાર અને ઓક્સિજન પરમાણુ પર ધન વીજભાર છે,જે વિદ્યુતઋણતાના તફાવતને કારણે અસ્થિર છે,તેથી તે સૌથી ઓછી સ્થિર છે.
તેથી,સાચો સ્થિરતાનો ક્રમ $III > II > I$ છે.

(A) આપેલ બંધારણમાં ત્રણ સ્ટીરિયોજેનિક ઘટકો છે:
$1$. એક કાઈરલ કેન્દ્ર ($Br$ પરમાણુ સાથે જોડાયેલ કાર્બન પરમાણુ).
$2$. બે દ્વિબંધ જે ભૌમિતિક સમઘટકતા ($E/Z$ સમઘટકતા) દર્શાવી શકે છે.
કારણ કે ત્રણેય સ્ટીરિયોજેનિક કેન્દ્રો સ્વતંત્ર છે અને અણુ અસમપ્રમાણ છે,તેથી સ્ટીરિયો આઈસોમર્સની કુલ સંખ્યા $2^n$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ સ્ટીરિયોસેન્ટર્સની સંખ્યા છે.
અહીં,$n = 3$.
તેથી,કુલ સ્ટીરિયો આઈસોમર્સ $= 2^3 = 8$.

(C) બંધકોણ નક્કી કરવા માટે,આપણે દરેક અણુના સંકરણ અને આણ્વિય ભૂમિતિનું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ:
$1$. $BF_3$: બોરોન $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે અને તેની ભૂમિતિ ત્રિકોણીય સમતલીય છે. બંધકોણ $120^{\circ}$ છે.
$2$. $PF_3$: ફોસ્ફરસ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) હોવાથી તેની ભૂમિતિ ત્રિકોણીય પિરામિડલ છે. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેના અપાકર્ષણને કારણે,બંધકોણ આશરે $97^{\circ}$ છે.
$3$. $ClF_3$: ક્લોરિન $sp^3d$ સંકરણ ધરાવે છે અને બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોવાથી તેની ભૂમિતિ $T$-આકારની છે. બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોના અપાકર્ષણને કારણે,બંધકોણ ઘટીને આશરે $87.5^{\circ}$ થાય છે.
આ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા: $87.5^{\circ} (ClF_3) < 97^{\circ} (PF_3) < 120^{\circ} (BF_3)$.
તેથી,સાચો વધતો ક્રમ $ClF_3 < PF_3 < BF_3$ છે.

(B) ક્ષારનું વિયોજન નીચે મુજબ છે: $AB_{2(s)} \rightleftharpoons A^{2+}_{(aq)} + 2B^{-}_{(aq)}$
દ્રાવ્યતા ગુણાકાર $(K_{sp})$ માટેનું સૂત્ર: $K_{sp} = [A^{2+}] [B^{-}]^2$
આપેલ સાંદ્રતા: $[A^{2+}] = 1.2 \times 10^{-4} \ M$ અને $[B^{-}] = 0.24 \times 10^{-3} \ M = 2.4 \times 10^{-4} \ M$
કિંમતો મૂકતા: $K_{sp} = (1.2 \times 10^{-4}) \times (2.4 \times 10^{-4})^2$
$K_{sp} = (1.2 \times 10^{-4}) \times (5.76 \times 10^{-8})$
$K_{sp} = 6.912 \times 10^{-12} \ M^3$
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(D) ઈથાઈન $(HC \equiv CH)$ માં કાર્બન-કાર્બન બંધ ત્રિ-બંધ છે,જે ઈથીન $(CH_2=CH_2)$ ના દ્વિ-બંધ કરતા ટૂંકો અને મજબૂત હોય છે.
ઈથાઈન એક રેખીય અણુ છે જેમાં બંને કાર્બન પરમાણુઓ $sp$ સંકરણ ધરાવે છે.
તેથી,ઈથાઈનમાં કાર્બન-કાર્બન બંધ ઈથીન કરતા નિર્બળ છે તે વિધાન ખોટું છે.

(B) ઇલેક્ટ્રોનિક રચનાઓ નીચે મુજબ છે:
$(A)$ નાઇટ્રોજન ($N$,$Z=7$): $[He] 2s^2 2p^3$ ($III$ સાથે જોડાય છે)
$(B)$ સલ્ફર ($S$,$Z=16$): $[Ne] 3s^2 3p^4$ ($II$ સાથે જોડાય છે)
$(C)$ બ્રોમિન ($Br$,$Z=35$): $[Ar] 3d^{10} 4s^2 4p^5$ ($I$ સાથે જોડાય છે)
$(D)$ ક્રિપ્ટોન ($Kr$,$Z=36$): $[Ar] 3d^{10} 4s^2 4p^6$ ($IV$ સાથે જોડાય છે)
તેથી,સાચી જોડી $A-III, B-II, C-I, D-IV$ છે.

(C) સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:
$A$. $\text{ગલનબિંદુ} [K]$: ક્રમ $B > Al > Tl > In > Ga$ છે,જે $IV$ ને અનુરૂપ છે.
$B$. $\text{આયનીય ત્રિજ્યા} [M^{+3} / pm]$: ક્રમ $Tl > In > Ga > Al > B$ છે,જે $I$ ને અનુરૂપ છે.
$C$. $\Delta_{i} H_1 [kJ \ mol^{-1}]$: ક્રમ $B > Tl > Al \approx Ga > In$ છે,જે $II$ ને અનુરૂપ છે.
$D$. $\text{પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા} [pm]$: ક્રમ $Tl > In > Al > Ga > B$ છે,જે $III$ ને અનુરૂપ છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $A-IV, B-I, C-II, D-III$ છે.

(A) ફ્યુમિંગ સલ્ફ્યુરિક એસિડ,જેને ઓલિયમ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_2SO_4)$ માં સલ્ફર ટ્રાયોક્સાઇડ $(SO_3)$ નું મિશ્રણ છે.
તેનું રાસાયણિક સૂત્ર $H_2S_2O_7$ (પાયરોસલ્ફ્યુરિક એસિડ) છે.
$H_2S_2O_7$ સૂત્રમાં,ઓક્સિજન પરમાણુઓની સંખ્યા $7$ છે.

(B) $R_f = \frac{\text{પદાર્થ દ્વારા બેઝ લાઇનથી કાપેલું અંતર}}{\text{સોલ્વન્ટ દ્વારા બેઝ લાઇનથી કાપેલું અંતર}}$
સ્પોટ $A$ માટે:
$(R_f)_A = \frac{4 \ cm}{8 \ cm} = 0.5$
સ્પોટ $B$ માટે:
$(R_f)_B = \frac{6 \ cm}{8 \ cm} = 0.75$
આપેલ છે કે $(R_f)_B = (x \times 10^{-1}) \times (R_f)_A$:
$0.75 = (x \times 10^{-1}) \times 0.5$
$0.75 = x \times 0.05$
$x = \frac{0.75}{0.05} = 15$

(C) હાઇઝનબર્ગના અનિશ્ચિતતાના સિદ્ધાંત મુજબ:
$m \Delta V \cdot \Delta x \geq \frac{h}{4 \pi}$
આપેલ છે:
$\Delta x = 10^{-15} \ m$
$m = 9.1 \times 10^{-31} \ kg$
$h = 6.626 \times 10^{-34} \ Js$
$\pi = 3.14$
કિંમતો મૂકતા:
$\Delta V = \frac{h}{4 \pi m \Delta x}$
$\Delta V = \frac{6.626 \times 10^{-34}}{4 \times 3.14 \times 9.1 \times 10^{-31} \times 10^{-15}}$
$\Delta V = 57.97 \times 10^9 \ ms^{-1}$
નજીકના પૂર્ણાંકમાં લેતા,જવાબ $58 \times 10^9 \ ms^{-1}$ મળે છે.

(A) $O_2$ $(16 \ e^-)$ માટે આણ્વીય કક્ષક રચના $(\sigma_{1s})^2(\sigma_{1s}^*)^2(\sigma_{2s})^2(\sigma_{2s}^*)^2(\sigma_{2p_z})^2(\pi_{2p_x})^2(\pi_{2p_y})^2(\pi_{2p_x}^*)^1(\pi_{2p_y}^*)^1$ છે.
$O_2$ ની $(\pi^*)$ કક્ષકમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $= 2$.
$O_2^{+}$ $(15 \ e^-)$ માટે,એક ઇલેક્ટ્રોન $(\pi^*)$ કક્ષકમાંથી દૂર થાય છે,તેથી $O_2^{+}$ ની $(\pi^*)$ કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $= 1$.
$O_2^{-}$ $(17 \ e^-)$ માટે,એક ઇલેક્ટ્રોન $(\pi^*)$ કક્ષકમાં ઉમેરાય છે,તેથી $O_2^{-}$ ની $(\pi^*)$ કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $= 3$.
$(\pi^*)$ કક્ષકોમાં કુલ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $= 2 + 1 + 3 = 6$.

(B) સંતુલન સમયે ગિબ્સ મુક્ત ઊર્જામાં ફેરફાર $\Delta G = 0$ હોય છે.
સંબંધ $\Delta G = \Delta H - T \Delta S$ નો ઉપયોગ કરતા,સંતુલન સમયે $\Delta H_{vap} = T \Delta S_{vap}$ મળે છે.
આપેલ છે કે $\Delta H_{vap} = 30 \ kJ \ mol^{-1} = 30000 \ J \ mol^{-1}$ અને $\Delta S_{vap} = 75 \ J \ mol^{-1} \ K^{-1}$.
કિંમતો મૂકતા: $30000 \ J \ mol^{-1} = T \times 75 \ J \ mol^{-1} \ K^{-1}$.
$T = \frac{30000}{75} \ K = 400 \ K$.

(D) પ્રથમ ક્રમની પ્રતિક્રિયા માટે,અર્ધ-આયુષ્ય $t_{1/2} = \frac{\ln 2}{k}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આપેલ છે કે $\frac{(t_{1/2})_1}{(t_{1/2})_2} = \frac{k_2}{k_1} = \frac{5}{2}$.
પ્રથમ ક્રમની પ્રતિક્રિયા માટે,$x$ ભાગ પૂર્ણ કરવા માટેનો સમય $t = \frac{1}{k} \ln \frac{1}{1-x}$ છે.
પ્રતિક્રિયા $1$ માટે,$t_1 = \frac{1}{k_1} \ln \frac{1}{1 - 2/3} = \frac{1}{k_1} \ln 3$.
પ્રતિક્રિયા $2$ માટે,$t_2 = \frac{1}{k_2} \ln \frac{1}{1 - 4/5} = \frac{1}{k_2} \ln 5$.
ગુણોત્તર લેતા: $\frac{t_1}{t_2} = \frac{k_2}{k_1} \times \frac{\ln 3}{\ln 5} = \frac{5}{2} \times \frac{\log_{10} 3}{\log_{10} 5}$.
આપેલ મૂલ્યો મૂકતા: $\frac{t_1}{t_2} = \frac{5}{2} \times \frac{0.477}{0.699} = 2.5 \times 0.6824 = 1.706$.
નજીકના પૂર્ણાંકમાં લેતા,$1.706 \approx 1.7 = 17 \times 10^{-1}$.

(B) આ ઓક્સોએનાયન્સની ઓક્સિડેશન ક્ષમતા મધ્યસ્થ ધાતુ પરમાણુની ઓક્સિડેશન અવસ્થા અને તેની નીચી ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે. ઓક્સિડેશન ક્ષમતાનો ક્રમ $VO_2^{+} < Cr_2O_7^{2-} < MnO_4^{-}$ છે.
આમ,$VO_2^{+}$ સૌથી ઓછી ઓક્સિડેશન ક્ષમતા ધરાવે છે.
$VO_2^{+}$ માં,$V$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+5$ છે.
$V$ $(Z=23)$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^3 4s^2$ છે.
$V^{+5}$ માટે,રચના $[Ar] 3d^0 4s^0$ છે.
અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા શૂન્ય $(n=0)$ હોવાથી,સ્પિન-ઓન્લી ચુંબકીય મોમેન્ટ $\mu = \sqrt{n(n+2)} = \sqrt{0(0+2)} = 0 \ BM$ થાય.

(C) $S_{N}2$ પ્રક્રિયાનો દર ઇલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બન પરમાણુની આસપાસના અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) પર આધાર રાખે છે. પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ આ મુજબ છે: $Methyl \ halide > 1^{\circ} \ halide > 2^{\circ} \ halide > 3^{\circ} \ halide$.
આપેલા વિકલ્પોમાં:
$(A)$ $3^{\circ}$ આલ્કાઇલ હેલાઇડ છે.
$(B)$ $3^{\circ}$ આલ્કાઇલ હેલાઇડ છે.
$(C)$ $1^{\circ}$ આલ્કાઇલ હેલાઇડ (સાયક્લોબ્યુટાઇલ-મિથાઇલ બ્રોમાઇડ) છે.
$(D)$ $2^{\circ}$ આલ્કાઇલ હેલાઇડ છે.
$1^{\circ}$ આલ્કાઇલ હેલાઇડમાં સૌથી ઓછો અવકાશી અવરોધ હોવાથી,તેઓ સૌથી ઝડપી $S_{N}2$ પ્રક્રિયા આપે છે. તેથી,સાયક્લોબ્યુટાઇલ-મિથાઇલ બ્રોમાઇડ સૌથી ઝડપી $S_{N}2$ પ્રક્રિયા આપશે.

(A) $1\text{-મિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેનોલ}$ ની $\text{conc. } H_2SO_4$ સાથે ઊંચા તાપમાને પ્રતિક્રિયા એ એસિડ-ઉત્પ્રેરિત નિર્જલીકરણ છે. આ $E1$ મિકેનિઝમ દ્વારા આગળ વધે છે,જ્યાં હાઇડ્રોક્સિલ જૂથ પ્રોટોનેટેડ થાય છે અને પાણી તરીકે દૂર થઈને તૃતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે. ત્યારબાદ નજીકના કાર્બનમાંથી પ્રોટોન દૂર થવાથી વધુ સ્થિર,વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન બને છે,જે $1\text{-મિથાઈલસાયક્લોહેક્સિન}$ $(A)$ છે.
પિરિડિનની હાજરીમાં $1\text{-મિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેનોલ}$ ની $CH_3COCl$ સાથેની પ્રતિક્રિયા એ એસિટિલેશન પ્રતિક્રિયા છે. આલ્કોહોલ ન્યુક્લિયોફાઈલ તરીકે કાર્ય કરે છે,જે એસ્ટર બનાવવા માટે એસિટિલ ક્લોરાઈડ પર હુમલો કરે છે,જે $1\text{-મિથાઈલસાયક્લોહેક્સિલ એસિટેટ}$ $(B)$ છે.

(A) સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:
$A$. બોરેક્સ મણકા કસોટી: $MSO_4$ $\xrightarrow[\Delta]{Na_2B_4O_7} M(BO_2)_2$ $\rightarrow MBO_2$ $\rightarrow M$ ($III$ સાથે જોડાય છે)
$B$. ચારકોલ કેવિટી કસોટી: $MSO_4$ $\xrightarrow[\Delta]{Na_2CO_3} MCO_3$ $\rightarrow MO$ $\rightarrow M$ ($IV$ સાથે જોડાય છે)
$C$. કોબાલ્ટ નાઈટ્રેટ કસોટી: $MCO_3$ $\rightarrow MO$ $\xrightarrow[+\Delta]{Co(NO_3)_2} CoO \cdot MO$ ($I$ સાથે જોડાય છે)
$D$. જ્યોત કસોટી: $MCO_3$ $\rightarrow MCl_2$ $\rightarrow M^{2+}$ ($II$ સાથે જોડાય છે)
તેથી,સાચો ક્રમ $A-III, B-IV, C-I, D-II$ છે.

(C) સંકીર્ણની વધારાના $AgNO_3$ સાથેની પ્રક્રિયા $2$ મોલ $AgCl$ આપે છે,જે દર્શાવે છે કે સવર્ગ સ્તરની બહાર $2$ ક્લોરાઇડ આયનો છે.
સંકીર્ણનું સૂત્ર $[Co(NH_3)_nCl]Cl_2$ છે.
સંકીર્ણ અષ્ટફલકીય હોવાથી,$Co$ નો સવર્ગ આંક $6$ છે. તેથી,$n + 1 = 6$,જે $n = 5$ આપે છે.
સંકીર્ણ $[Co(NH_3)_5Cl]Cl_2$ છે.
ધારો કે $Co$ નો ઓક્સિડેશન આંક $x$ છે. સંકીર્ણમાં ઓક્સિડેશન આંકનો સરવાળો $x + 5(0) + 1(-1) + 2(-1) = 0$ થાય,જે $x - 3 = 0$ આપે છે,તેથી $x = +3$.
તેથી,$x + n = 3 + 5 = 8$.

(A) આપેલ બંધારણ $D$-ગ્લુકોઝ છે.
$1$. $Br_2$ પાણી એક મંદ ઓક્સિડેશનકર્તા છે જે $-CHO$ સમૂહનું $-COOH$ સમૂહમાં ઓક્સિડેશન કરે છે,જેનાથી ગ્લુકોનિક એસિડ (મોનોકાર્બોક્સિલિક એસિડ) બને છે,ડાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ નહીં. તેથી,આ વિધાન ખોટું છે.
$2$. ગ્લુકોઝ દ્રાવણમાં મુખ્યત્વે ચક્રીય હેમિયાસેટલ સ્વરૂપમાં હોય છે,જ્યાં મુક્ત આલ્ડિહાઈડ સમૂહની સાંદ્રતા ખૂબ ઓછી હોય છે. તેથી,તે શિફ્ફની કસોટી આપતું નથી.
$3$. $D$-ગ્લુકોઝમાં $4$ કાઈરલ (અસમપ્રમાણ) કાર્બન પરમાણુઓ ($C_2, C_3, C_4, C_5$ પર) હોય છે. આ વિધાન સાચું છે.
$4$. જલીય દ્રાવણમાં,$D$-ગ્લુકોઝ તેના $\alpha$ અને $\beta$ પાયરાનોઝ ચક્રીય સ્વરૂપો સાથે સંતુલનમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. આ વિધાન સાચું છે.

(B) વિષમીકરણ પ્રક્રિયા એ એક પ્રકારની રેડોક્ષ પ્રક્રિયા છે જેમાં એક જ તત્વનું એકસાથે ઓક્સિડેશન અને રિડક્શન થાય છે.
$F_2$ સૌથી વધુ વિદ્યુતઋણ તત્વ છે અને તે ધન ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવી શકતું નથી,તેથી તે વિષમીકરણ પ્રક્રિયા આપી શકતું નથી.
$Cl_2$,$Br_2$ અને $I_2$ વિવિધ ધન ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ (જેમ કે $+1, +3, +5, +7$) ધરાવી શકે છે અને તેથી આલ્કલાઇન માધ્યમમાં વિષમીકરણ પ્રક્રિયા આપે છે.
તેથી,$Cl_2$,$Br_2$ અને $I_2$ વિષમીકરણ પ્રક્રિયા આપી શકે છે.

(C) વિધાન $I$ સાચું છે કારણ કે $N(CH_3)_3$ અને $P(CH_3)_3$ બંનેમાં મધ્યસ્થ પરમાણુ ($N$ અથવા $P$) પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,જે તેમને $\sigma$-દાતા લિગેન્ડ તરીકે કાર્ય કરવા દે છે.
વિધાન $II$ ખોટું છે કારણ કે,જોકે $N$ અને $P$ સમાન સમૂહના છે,તેમ છતાં તેમની બંધન પ્રકૃતિ અલગ છે. $P(CH_3)_3$ પાસે ખાલી $d$-કક્ષકો હોય છે જે ધાતુની $d$-કક્ષકોમાંથી ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા સ્વીકારી શકે છે (બેક-બોન્ડિંગ),જે $\pi$-સ્વીકારક ગુણધર્મ દર્શાવે છે,જ્યારે $N(CH_3)_3$ માં આવી કક્ષકોનો અભાવ હોય છે અને તે માત્ર $\sigma$-દાતા તરીકે કાર્ય કરે છે.

(D) ઉદ્દીપકીય પ્રક્રિયા બે તબક્કામાં થાય છે:
$1$. $2 Fe^{3+} + 2 I^{-} \longrightarrow 2 Fe^{2+} + I_2$
$2$. $2 Fe^{2+} + S_2 O_8^{2-} \longrightarrow 2 Fe^{3+} + 2 SO_4^{2-}$
પ્રથમ તબક્કામાં,$Fe^{3+}$ આયોડાઇડ આયન $(I^-)$ નું આયોડિન $(I_2)$ માં ઓક્સિડેશન કરે છે અને પોતે $Fe^{2+}$ માં રિડ્યુસ થાય છે.
બીજા તબક્કામાં,$Fe^{2+}$ પર્સલ્ફેટ આયન $(S_2 O_8^{2-})$ નું સલ્ફેટ $(SO_4^{2-})$ માં રિડક્શન કરે છે અને પોતે $Fe^{3+}$ માં ઓક્સિડાઇઝ થાય છે.
આમ,વિધાનો $A$ અને $D$ સાચા છે.

(A) $Fe_4[Fe(CN)_6]_3 \cdot xH_2O$ એ પ્રશિયન બ્લુ છે.
$[Fe(CN)_5NOS]^{4-}$ એ જાંબલી છે.
$[Fe(SCN)]^{2+}$ એ લોહી જેવો લાલ છે.
$(NH_4)_3PO_4 \cdot 12MoO_3$ એ પીળો છે.
તેથી,સાચી જોડ $A-III, B-I, C-II, D-IV$ છે.

(B) અષ્ટફલકીય ક્ષેત્રમાં દરેક સંકીર્ણની $d$-ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી તપાસતા (નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ $H_2O$):
$1$. $[Fe(H_2O)_6]^{2+}$: $Fe^{2+}$ એ $d^6$ છે. ગોઠવણી $t_{2g}^4 e_g^2$ છે. $t_{2g}$ માં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા = $4$ (બેકી).
$2$. $[Co(H_2O)_6]^{2+}$: $Co^{2+}$ એ $d^7$ છે. ગોઠવણી $t_{2g}^5 e_g^2$ છે. $t_{2g}$ માં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા = $5$ (એકી).
$3$. $[Co(H_2O)_6]^{3+}$: $Co^{3+}$ એ $d^6$ છે. ગોઠવણી $t_{2g}^6 e_g^0$ છે. $t_{2g}$ માં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા = $6$ (બેકી).
$4$. $[Cu(H_2O)_6]^{2+}$: $Cu^{2+}$ એ $d^9$ છે. ગોઠવણી $t_{2g}^6 e_g^3$ છે. $t_{2g}$ માં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા = $6$ (બેકી).
$5$. $[Cr(H_2O)_6]^{2+}$: $Cr^{2+}$ એ $d^4$ છે. ગોઠવણી $t_{2g}^3 e_g^1$ છે. $t_{2g}$ માં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા = $3$ (એકી).
$t_{2g}$ કક્ષકોમાં બેકી સંખ્યામાં ઇલેક્ટ્રોન ધરાવતા સંકીર્ણો $[Fe(H_2O)_6]^{2+}$,$[Co(H_2O)_6]^{3+}$ અને $[Cu(H_2O)_6]^{2+}$ છે.
કુલ સંખ્યા = $3$.

(A) આપેલ પ્રક્રિયા હેલ-વોલહાર્ડ-ઝેલિન્સ્કી $(HVZ)$ પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,જે કાર્બોક્સિલિક એસિડમાં $\alpha$-હાઇડ્રોજન પરમાણુ હોય છે,તેની પ્રક્રિયા લાલ ફોસ્ફરસની હાજરીમાં $Br_2$ અથવા $Cl_2$ સાથે કરવામાં આવે છે,જેથી $\alpha$-હેલો કાર્બોક્સિલિક એસિડ બને છે.
$\alpha$-કાર્બન એ કાર્બોક્સિલ સમૂહ સાથે સીધો જોડાયેલ કાર્બન પરમાણુ છે.
સાયક્લોપેન્ટેનકાર્બોક્સિલિક એસિડમાં,$-COOH$ સમૂહ સાથે જોડાયેલ સાયક્લોપેન્ટેન વલયનો કાર્બન પરમાણુ $\alpha$-કાર્બન છે.
તેથી,બ્રોમિન પરમાણુ $\alpha$-સ્થાન પરના હાઇડ્રોજન પરમાણુનું વિસ્થાપન કરે છે,પરિણામે $1$-બ્રોમોસાયક્લોપેન્ટેનકાર્બોક્સિલિક એસિડ મળે છે.

(C) હિન્સબર્ગ પ્રક્રિયક $(C_6H_5SO_2Cl)$ પ્રાથમિક એમાઈન $(R-NH_2)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $N$-આલ્કાઈલબેન્ઝીન સલ્ફોનેમાઈડ બનાવે છે,જેમાં નાઈટ્રોજન સાથે જોડાયેલ એસિડિક હાઈડ્રોજન પરમાણુ હોય છે. આ એસિડિક હાઈડ્રોજનને કારણે તે $NaOH$ માં દ્રાવ્ય બને છે.
દ્વિતીયક એમાઈન $(R_2NH)$ $N,N$-ડાયઆલ્કાઈલબેન્ઝીન સલ્ફોનેમાઈડ બનાવે છે,જેમાં એસિડિક હાઈડ્રોજન હોતો નથી અને તે $NaOH$ માં અદ્રાવ્ય છે.
તૃતીયક એમાઈન $(R_3N)$ હિન્સબર્ગ પ્રક્રિયક સાથે પ્રક્રિયા કરતા નથી.
આપેલા સંયોજનોનું વિશ્લેષણ:
$1$. એનિલીન $(C_6H_5NH_2)$: પ્રાથમિક એમાઈન,દ્રાવ્ય ઉત્પાદન બનાવે છે.
$2$. $o$-મિથોક્સિએનિલીન $(o-CH_3OC_6H_4NH_2)$: પ્રાથમિક એમાઈન,દ્રાવ્ય ઉત્પાદન બનાવે છે.
$3$. ઈથેનેમાઈન $(CH_3CH_2NH_2)$: પ્રાથમિક એમાઈન,દ્રાવ્ય ઉત્પાદન બનાવે છે.
$4$. $N$-ફિનાઈલ-$p$-ફિનાઈલીનડાયએમાઈન $(C_6H_5NH-C_6H_4-NH_2)$: પ્રાથમિક એમાઈન સમૂહ ધરાવે છે,દ્રાવ્ય ઉત્પાદન બનાવે છે.
$5$. સાયક્લોહેક્ઝેનેમાઈન $(C_6H_{11}NH_2)$: પ્રાથમિક એમાઈન,દ્રાવ્ય ઉત્પાદન બનાવે છે.
આમ,કુલ $5$ પ્રાથમિક એમાઈન સંયોજનો છે.

(A) આપેલા તત્વોમાં $Cr$ સૌથી ઓછી ધાત્વિક ત્રિજ્યા ધરાવે છે.
$CrO_4^{2-}$ માં $Cr$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+6$ છે.
$Cr^{6+}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^0$ છે.
અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન $(n=0)$ ન હોવાથી,ચુંબકીય મોમેન્ટ $\mu = 0 \ BM$ થાય છે.

(C) એનિલીન $(C_6H_5NH_2)$ અને બેન્ઝીનડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડ $(C_6H_5N_2^+Cl^-)$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા એ ઇલેક્ટ્રોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન પ્રક્રિયા (કપલિંગ પ્રક્રિયા) છે જે $p$-એમિનોએઝોબેન્ઝીન (એનિલીન યલો) બનાવે છે.
એનિલીન $(C_6H_5NH_2)$ નું આણ્વીય દળ $93 \ g/mol$ છે.
આપેલ એનિલીનના મોલની સંખ્યા $n = \frac{279 \ g}{93 \ g/mol} = 3 \ mol$ છે.
પ્રક્રિયા બેન્ઝીનડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડના એક સમાન સાથે હોવાથી,અને સંપૂર્ણ રૂપાંતરણ ધારતા,$3 \ mol$ એનિલીન $3 \ mol$ એનિલીન યલો $(C_{12}H_{11}N_3)$ બનાવશે.
એનિલીન યલો $(C_{12}H_{11}N_3)$ નું આણ્વીય દળ $(12 \times 12) + (11 \times 1) + (3 \times 14) = 144 + 11 + 42 = 197 \ g/mol$ છે.
બનતા એનિલીન યલોનું દળ $3 \ mol \times 197 \ g/mol = 591 \ g$ છે.

(D) કોઈ પ્રક્રિયા માટે,જો સાંદ્રતાને તેની પ્રારંભિક કિંમતના $1/4$ થવા માટે લાગતો સમય $(t_{75\%})$ એ $1/2$ થવા માટે લાગતા સમય $(t_{50\%})$ કરતા બમણો હોય,તો તે $A$ ની સાપેક્ષમાં પ્રથમ ક્રમની પ્રક્રિયા સૂચવે છે.
ગાણિતિક રીતે,પ્રથમ ક્રમ માટે: $t_{75\%} = 2 \times t_{50\%}$.
$B$ ના સંદર્ભમાં,સાંદ્રતા $[B]$ વિરુદ્ધ સમય $t$ નો આલેખ ઋણ ઢાળ અને ધન આંતરછેદ ધરાવતી સીધી રેખા છે. આ $B$ ની સાપેક્ષમાં શૂન્ય ક્રમની પ્રક્રિયા દર્શાવે છે,કારણ કે $[B]_t = [B]_0 - kt$.
તેથી,પ્રક્રિયાનો કુલ ક્રમ $= 1 + 0 = 1$.

(B) વિયોજન પ્રક્રિયા $AB_2 \rightarrow A^{2+} + 2B^-$ છે. વોન્ટ હોફ અવયવ $i = 1 + (n-1)\alpha$ છે,જ્યાં $n=3$. તેથી,$i = 1 + 2\alpha$.
ઉત્કલનબિંદુમાં ઉન્નયન $\Delta T_b = 100.52^{\circ} C - 100^{\circ} C = 0.52 \ K$ છે.
મોલાલિટી $m = \frac{10/200}{100/1000} = 0.5 \ mol \ kg^{-1}$ છે.
સૂત્ર $\Delta T_b = i \cdot K_b \cdot m$ નો ઉપયોગ કરતા:
$0.52 = (1 + 2\alpha) \times 0.52 \times 0.5$
$1 = (1 + 2\alpha) \times 0.5$
$2 = 1 + 2\alpha$
$\alpha = 0.5 = 5 \times 10^{-1}$.
આમ,જવાબ $5$ છે.

(D) ના નિર્માણનો દર નીચે મુજબ છે:
$\frac{d[B]}{dt} = K_1[A] - K_2[B]$
સ્ટેડી-સ્ટેટ એપ્રોક્સિમેશન મુજબ,$B$ ના નિર્માણનો દર શૂન્ય લેતા:
$0 = K_1[A] - K_2[B]$
$[B]$ માટે સમીકરણ ગોઠવતા:
$K_2[B] = K_1[A]$
$[B] = \frac{K_1}{K_2}[A]$

(D) ફિનોલ $(C_6H_5OH)$ એ પાણી અને એલિફેટિક આલ્કોહોલ કરતા વધુ એસિડિક છે. તેથી,તે $NaOH$ જેવા પ્રબળ બેઇઝ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ ફિનોક્સાઇડ અને પાણી બનાવે છે.
$C_6H_5OH + NaOH \rightarrow C_6H_5O^-Na^+ + H_2O$
એલિફેટિક આલ્કોહોલ ($C_6H_5CH_2OH$,$C_2H_5OH$,$(CH_3)_3COH$) પાણી કરતા ઓછા એસિડિક છે અને મંદ $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરતા નથી.

(C) $S_N2$ પ્રક્રિયાઓ પાછળના ભાગથી હુમલા દ્વારા આગળ વધે છે,જે વિન્યાસના વ્યુત્ક્રમ (Walden inversion) તરફ દોરી જાય છે. કારણ કે માત્ર એક જ ચોક્કસ સ્ટીરિયો-આઈસોમર બને છે,તેથી તે સ્ટીરિયોસ્પેસિફિક છે.
$S_N1$ પ્રક્રિયાઓ સમતલીય કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીના નિર્માણ દ્વારા આગળ વધે છે. ન્યુક્લિયોફાઈલ બંને બાજુથી સમાન સંભાવના સાથે હુમલો કરી શકે છે,જે રેસેમિક મિશ્રણ (બંને એનાન્ટિઓમર્સનું મિશ્રણ) ના નિર્માણ તરફ દોરી જાય છે.
તેથી,વિધાન $I$ અને વિધાન $II$ બંને સાચા છે.

(D) પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ જોડાયેલ છે:
$(A)$ એનિલિન $NaNO_2 + HCl$ અને ત્યારબાદ ગરમ $H_2O$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ફિનોલ બનાવે છે. આ નીપજ $(II)$ ને અનુરૂપ છે.
$(B)$ ફિનોલ $Na_2Cr_2O_7 / H_2SO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $p$-બેન્ઝોક્વિનોન બનાવે છે. આ નીપજ $(IV)$ ને અનુરૂપ છે.
$(C)$ ફિનોલ $CHCl_3 + aq. NaOH$ અને ત્યારબાદ $H^+$ (રાઈમર-ટીમેન પ્રક્રિયા) સાથે પ્રક્રિયા કરીને સેલિસાલ્ડીહાઈડ બનાવે છે. આ નીપજ $(I)$ ને અનુરૂપ છે.
$(D)$ ફિનોલ $NaOH$,$CO_2$ અને $H^+$ (કોલ્બે પ્રક્રિયા) સાથે પ્રક્રિયા કરીને સેલિસિલિક એસિડ બનાવે છે. આ નીપજ $(III)$ ને અનુરૂપ છે.
તેથી,સાચી જોડ $A-II, B-IV, C-I, D-III$ છે.

(D) . બેયરની કસોટી $\rightarrow$ અસંતૃપ્તતા $(IV)$
$B$. સેરિક એમોનિયમ નાઈટ્રેટ કસોટી $\rightarrow$ આલ્કોહોલિક-$OH$ સમૂહ $(III)$
$C$. થેલીન ડાય કસોટી $\rightarrow$ ફિનોલ $(I)$
$D$. શિફની કસોટી $\rightarrow$ આલ્ડિહાઈડ $(II)$
તેથી,સાચી જોડ $A-IV, B-III, C-I, D-II$ છે.

(C) . ખોટું: ડાયનાઈટ્રોજન દ્વિપરમાણ્વીય વાયુ છે,પરંતુ તે નિષ્ક્રિય નથી; $N \equiv N$ બંધની ઊંચી બંધ એન્થાલ્પીને કારણે તે ઓરડાના તાપમાને પ્રમાણમાં અપ્રતિક્રિયાશીલ છે.
$B$. સાચું: સામાન્ય ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ $-3, +3, +5$ છે.
$C$. સાચું: નાઈટ્રોજનનું કદ નાનું અને ઊંચી વિદ્યુતઋણતા હોવાથી તે $p\pi-p\pi$ મલ્ટીપલ બંધ બનાવી શકે છે.
$D$. ખોટું: નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસરને કારણે સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં $+5$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાની સ્થિરતા ઘટે છે.
$E$. ખોટું: નાઈટ્રોજનની મહત્તમ સહસંયોજકતા $4$ છે કારણ કે તેની સંયોજકતા કક્ષામાં $d$-કક્ષકોનો અભાવ હોય છે.

(A) કાર્બોક્સિલિક એસિડની એસિડિક પ્રબળતા $-COOH$ સમૂહ સાથે જોડાયેલા આલ્કાઈલ સમૂહની ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ અસર પર આધાર રાખે છે.
આલ્કાઈલ સમૂહો $+I$ (ધન પ્રેરક) અસર દર્શાવે છે,જે કાર્બોક્સિલેટ આયનને અસ્થિર બનાવે છે અને એસિડિક પ્રબળતા ઘટાડે છે.
જેમ આલ્કાઈલ સમૂહનું કદ વધે છે,તેમ $+I$ અસર વધે છે,જેનાથી એસિડિક પ્રબળતા ઘટે છે.
$HCOOH$ માં કોઈ આલ્કાઈલ સમૂહ નથી,તેથી તે સૌથી પ્રબળ એસિડ છે.
અન્યની સરખામણી: $CH_3COOH$ (મિથાઈલ સમૂહ) > $CH_3CH_2COOH$ (ઈથાઈલ સમૂહ) > $CH_3CH_2CH_2COOH$ (પ્રોપાઈલ સમૂહ).
તેથી,સાચો ઘટતો ક્રમ: $HCOOH > CH_3COOH > CH_3CH_2COOH > CH_3CH_2CH_2COOH$ છે.

(A) $p$-ટોલ્યુઈનસલ્ફોનાઈલ ક્લોરાઈડ (હિન્સબર્ગ પ્રક્રિયક) ફક્ત પ્રાથમિક $(1^{\circ})$ અને દ્વિતીયક $(2^{\circ})$ એમાઈન સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
$C_6H_5NH_2$ ($1^{\circ}$ એમાઈન) પ્રક્રિયા કરીને $N$-ફિનાઈલ-$p$-ટોલ્યુઈનસલ્ફોનેમાઈડ બનાવે છે,જે નાઈટ્રોજન પરમાણુ પરના એસિડિક હાઈડ્રોજનને કારણે જલીય $NaOH$ માં દ્રાવ્ય છે.
$(C_6H_5)_2NH$ ($2^{\circ}$ એમાઈન) પ્રક્રિયા કરીને $N,N$-ડાયફિનાઈલ-$p$-ટોલ્યુઈનસલ્ફોનેમાઈડ બનાવે છે,જે જલીય $NaOH$ માં અદ્રાવ્ય છે કારણ કે તેમાં એસિડિક હાઈડ્રોજનનો અભાવ છે.
$(C_6H_5)_3N$ ($3^{\circ}$ એમાઈન) $p$-ટોલ્યુઈનસલ્ફોનાઈલ ક્લોરાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી.
તેથી,વિધાન $I$ ખોટું છે કારણ કે બધા સંયોજનો પ્રક્રિયા કરતા નથી,અને વિધાન $II$ ખોટું છે કારણ કે બધી નીપજો $NaOH$ માં દ્રાવ્ય નથી.

(D) કોષની પ્રક્રિયા છે: $2Tl_{(s)} + Cu^{2+}_{(aq)} \rightarrow 2Tl^+_{(aq)} + Cu_{(s)}$
નેર્ન્સ્ટ સમીકરણ મુજબ:
$E_{cell} = E^o_{cell} - \frac{0.0591}{2} \log \frac{[Tl^+]^2}{[Cu^{2+}]}$
$E_{cell}$ વધારવા માટે,લઘુગણકીય પદ $\frac{[Tl^+]^2}{[Cu^{2+}]}$ નું મૂલ્ય ઘટવું જોઈએ.
આ પ્રક્રિયક $[Cu^{2+}]$ ની સાંદ્રતા વધારીને અથવા નીપજ $[Tl^+]$ ની સાંદ્રતા ઘટાડીને પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.
તેથી,$Cu^{2+}$ આયનોની સાંદ્રતા વધારવાથી $E_{cell}$ વધશે.

(A) આપેલ રેડોક્ષ પ્રક્રિયા છે: $\frac{1}{2} H_{2(g)} + AgCl_{(s)} \rightarrow H_{(aq)}^{+} + Cl_{(aq)}^{-} + Ag_{(s)}$
એનોડિક અર્ધ-કોષ પ્રક્રિયા (ઓક્સિડેશન):
$\frac{1}{2} H_{2(g)} \rightarrow H_{(aq)}^{+} + e^{-}$
આ હાઇડ્રોજન ઇલેક્ટ્રોડને અનુરૂપ છે: $Pt|H_{2(g)}|H_{(aq)}^{+}$
કેથોડિક અર્ધ-કોષ પ્રક્રિયા (રિડક્શન):
$AgCl_{(s)} + e^{-} \rightarrow Ag_{(s)} + Cl_{(aq)}^{-}$
આ સિલ્વર-સિલ્વર ક્લોરાઇડ ઇલેક્ટ્રોડને અનુરૂપ છે: $Cl_{(aq)}^{-}|AgCl_{(s)}|Ag$
આ બંનેને જોડતા,કોષનું નિરૂપણ આ મુજબ થાય છે:
$Pt|H_{2(g)}|H_{(aq)}^{+}, Cl_{(aq)}^{-}|AgCl_{(s)}|Ag$
જેથી $HCl$ અથવા $KCl$ એ $H^{+}$ અને $Cl^{-}$ આયનો પૂરા પાડે છે,તેથી $Pt|H_{2(g)}|HCl_{(soln.)}|AgCl_{(s)}|Ag$ નિરૂપણ સાચું છે. વિકલ્પ $A$ આ કોષ દર્શાવે છે.

(A) $MnO_2 + 2 KOH + \frac{1}{2} O_2 \rightarrow K_2MnO_4 + H_2O$ (ઘેરો લીલો રંગ).
વિધાન $I$ સાચું છે કારણ કે $MnO_2$ નું $KOH$ સાથે ઓક્સિડેશનકર્તાની હાજરીમાં સંલયન કરવાથી પોટેશિયમ મેંગેનેટ $(K_2MnO_4)$ મળે છે,જે ઘેરા લીલા રંગનું હોય છે.
વિધાન $II$ સાચું છે કારણ કે આલ્કલાઇન માધ્યમમાં મેંગેનેટ આયન $(MnO_4^{2-})$ નું વિદ્યુતરાસાયણિક ઓક્સિડેશન થવાથી જાંબલી રંગનો પરમેંગેનેટ આયન $(MnO_4^-)$ બને છે.
એનોડ પરની પ્રક્રિયા: $MnO_4^{2-} \rightarrow MnO_4^- + e^-$.

(A) સ્પિન-માત્ર ચુંબકીય ચાકમાત્રા $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ B.M.$ સૂત્ર દ્વારા ગણવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$(A) [Cr(NH_3)_6]^{3+}$: $Cr^{3+}$ એ $3d^3$ છે. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $n=3$. $\mu = \sqrt{3(3+2)} = \sqrt{15} \approx 3.87 \ B.M. \ (II)$.
$(B) [NiCl_4]^{2-}$: $Ni^{2+}$ એ $3d^8$ છે. ટેટ્રાહેડ્રલ ક્ષેત્રમાં,$n=2$. $\mu = \sqrt{2(2+2)} = \sqrt{8} \approx 2.83 \ B.M. \ (IV)$.
$(C) [CoF_6]^{3-}$: $Co^{3+}$ એ $3d^6$ છે. $F^-$ એ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે,તેથી $n=4$. $\mu = \sqrt{4(4+2)} = \sqrt{24} \approx 4.90 \ B.M. \ (I)$.
$(D) [Ni(CN)_4]^{2-}$: $Ni^{2+}$ એ $3d^8$ છે. $CN^-$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે,જે જોડી બનાવે છે,તેથી $n=0$. $\mu = 0 \ B.M. \ (III)$.
આમ,સાચી જોડ $A-II, B-IV, C-I, D-III$ છે.

(D) ટાયરોસિનનું રાસાયણિક બંધારણ $HO-C_6H_4-CH_2-CH(NH_2)-COOH$ છે.
કાર્બન પરમાણુઓની ગણતરી:
$1$ કાર્બન પરમાણુ કાર્બોક્સિલિક એસિડ ગ્રુપમાં $(-COOH)$,
$1$ કાર્બન પરમાણુ આલ્ફા-કાર્બન સ્થાન પર $(-CH(NH_2)-)$,
$1$ કાર્બન પરમાણુ મિથિલીન બ્રિજમાં $(-CH_2-)$,
$6$ કાર્બન પરમાણુ બેન્ઝીન રિંગમાં.
કાર્બન પરમાણુઓની કુલ સંખ્યા $= 1 + 1 + 1 + 6 = 9$.

(A) બે મોલ બેન્ઝાલ્ડિહાઈડ $(C_6H_5CHO)$ અને એક મોલ એસિટોન $(CH_3COCH_3)$ વચ્ચે જલીય $NaOH$ અને ગરમીની હાજરીમાં થતી પ્રક્રિયા ક્લેસન-સ્મિડ્ટ કન્ડેન્સેશન પ્રક્રિયા છે.
બનતી મુખ્ય નીપજ $x$ ડાયબેન્ઝિલિડીનએસિટોન છે,જેનું બંધારણ: $C_6H_5-CH=CH-CO-CH=CH-C_6H_5$ છે.
ડાયબેન્ઝિલિડીનએસિટોનમાં $\pi$ બંધોની સંખ્યાની ગણતરી:
$1$. દરેક ફિનાઈલ રિંગ $(C_6H_5)$ માં $3$ $\pi$ બંધ હોય છે.
$2$. બે ફિનાઈલ રિંગ છે,તેથી $2 \times 3 = 6$ $\pi$ બંધ.
$3$. બે $C=C$ દ્વિબંધ છે,જે $2$ $\pi$ બંધ આપે છે.
$4$. એક $C=O$ દ્વિબંધ છે,જે $1$ $\pi$ બંધ આપે છે.
કુલ $\pi$ બંધો = $6 + 2 + 1 = 9$.

(C) મોલાલિટી $(m)$ એટલે દ્રાવકના પ્રતિ કિલોગ્રામમાં ઓગળેલા દ્રાવ્યના મોલની સંખ્યા.
આપેલ છે $m = 4.44 \ m$,જેનો અર્થ છે કે $4.44 \ mol$ યુરિયા $1000 \ g$ $(1 \ kg)$ પાણીમાં ઓગળેલ છે.
પાણીના મોલ $(n_{water})$ = $\frac{1000 \ g}{18 \ g/mol} \approx 55.56 \ mol$.
યુરિયાનો મોલ અંશ $(X_{urea})$ = $\frac{n_{urea}}{n_{urea} + n_{water}} = \frac{4.44}{4.44 + 55.56} = \frac{4.44}{60} = 0.074$.
આપણને આપેલ છે $X_{urea} = x \times 10^{-5}$.
$0.074 = 7400 \times 10^{-5}$.
તેથી,$x = 7400$.

(D) $[Co(NH_3)_6]^{3+}$ માટે: $Co$ એ $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે. $Co^{3+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ar] 3d^6$ છે. $NH_3$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ હોવાથી,તે $d$-કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરે છે,પરિણામે $t_{2g}^6 e_g^0$ રચના મળે છે. આમ,અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $0$ છે.
$[NiCl_4]^{2-}$ માટે: $Ni$ એ $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે. $Ni^{2+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ar] 3d^8$ છે. $Cl^-$ એ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ હોવાથી,ઇલેક્ટ્રોન $d$-કક્ષકોમાં અયુગ્મિત રહે છે. રચના $e^4 t_2^4$ છે,જે $2$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન આપે છે.
અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની કુલ સંખ્યા = $0 + 2 = 2$.

(B) દ્રાવ્ય (ઇથાઇલ આલ્કોહોલ) નું દળ $= 1 \ mole \times 46 \ g \ mol^{-1} = 46 \ g$.
દ્રાવક (પાણી) નું દળ $= 9 \ mole \times 18 \ g \ mol^{-1} = 162 \ g$.
દ્રાવણનું કુલ દળ $= 46 \ g + 162 \ g = 208 \ g$.
દ્રાવ્યની દળ ટકાવારી $= \frac{\text{દ્રાવ્યનું દળ}}{\text{દ્રાવણનું કુલ દળ}} \times 100$.
દળ ટકાવારી $= \frac{46}{208} \times 100 = \frac{4600}{208} \approx 22.11 \%$.
પૂર્ણાંક કિંમત $22$ છે.

(C) પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ માટે,મોલર વાહકતા $(\Lambda_m)$ એ કોહલરાઉસના સમીકરણ મુજબ $C^{1/2}$ સાથે રેખીય રીતે બદલાય છે: $\Lambda_m = \Lambda_m^0 - A \sqrt{C}$. આ સીધી રેખા $B$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
નિર્બળ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ માટે,મંદન સાથે ( $C^{1/2}$ માં ઘટાડો) મોલર વાહકતામાં તીવ્ર વધારો થાય છે,જે વિયોજન અંશમાં વધારાને કારણે છે,જે વક્ર $A$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.

(A) $1$. $1$-બ્રોમો-$3$-ક્લોરોસાયક્લોબ્યુટેનની $Na/Et_2O$ સાથેની પ્રક્રિયા વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા છે. $Br$ પરમાણુ $Cl$ કરતા સારો લિવિંગ ગ્રુપ હોવાથી,જોડાણ $Br$ ના સ્થાન પર થાય છે,જે $1,1'$-ડાયક્લોરો-$3,3'$-બાયસાયક્લોબ્યુટેન (સંયોજન $A$) બનાવે છે.
$2$. સંયોજન $A$ ની $(i) Mg/Et_2O$ અને ત્યારબાદ $(ii) D_2O$ સાથે પ્રક્રિયા થાય છે. $Mg$ એ $Cl$ પરમાણુઓ સાથે ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક બનાવે છે,જે ત્યારબાદ $D_2O$ દ્વારા ક્વેન્ચ થઈને $Cl$ ને $D$ દ્વારા બદલે છે,જેથી $B$ તરીકે $1,1'$-ડાયડ્યુટેરિયો-$3,3'$-બાયસાયક્લોબ્યુટેન મળે છે.
$3$. સંયોજન $A$ ની $CoF_2$ (સ્વાર્ટ્સ પ્રક્રિયામાં વપરાતો ફ્લોરિનેટિંગ એજન્ટ) સાથે પ્રક્રિયા થતા $Cl$ પરમાણુઓ $F$ પરમાણુઓ દ્વારા બદલાય છે,જેથી $C$ તરીકે $1,1'$-ડાયફ્લોરો-$3,3'$-બાયસાયક્લોબ્યુટેન મળે છે.
$4$. તેથી,નીપજો $B$ અને $C$ અનુક્રમે $1,1'$-ડાયડ્યુટેરિયો-$3,3'$-બાયસાયક્લોબ્યુટેન અને $1,1'$-ડાયફ્લોરો-$3,3'$-બાયસાયક્લોબ્યુટેન છે.

(D) બેઝિક પ્રબળતા નાઈટ્રોજન પરમાણુ પરના અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મની ઉપલબ્ધતા પર આધાર રાખે છે.
$1$. પિપેરિડીનમાં,નાઈટ્રોજન $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે અને અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ સ્થાનિક છે,તેથી તે સૌથી વધુ બેઝિક છે.
$2$. પિરિડીનમાં,નાઈટ્રોજન $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે અને અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ $sp^2$ કક્ષકમાં સ્થાનિક છે,તેથી તે પિપેરિડીન કરતા ઓછું બેઝિક છે.
$3$. પાયરોલમાં,નાઈટ્રોજન પરનું અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ એરોમેટિક વલયમાં ભાગ લે છે (વિસ્થાનિક છે),તેથી તે સૌથી ઓછું બેઝિક છે.
તેથી,સાચો ક્રમ છે: $\text{Piperidine} > \text{Pyridine} > \text{Pyrrole}$.

(C) $S_N2$ પ્રક્રિયામાં,ન્યુક્લિયોફાઇલ લિવિંગ ગ્રુપની પાછળની બાજુથી હુમલો કરે છે,જે ટ્રાયગોનલ બાયપિરામિડલ સંક્રાંતિ અવસ્થા તરફ દોરી જાય છે.
બેન્ઝાઈલ બ્રોમાઈડ $(C_6H_5CH_2Br)$ ના કિસ્સામાં,સંક્રાંતિ અવસ્થામાં બેન્ઝાઈલિક કાર્બન પર આંશિક રીતે બંધાયેલ અસંકરિત $p$-કક્ષકનો સમાવેશ થાય છે.
આ $p$-કક્ષક ફિનાઈલ વલયની $\pi$-ઈલેક્ટ્રોન સિસ્ટમ સાથેના સંયુગ્મન દ્વારા સ્થાયી થાય છે,જે પ્રક્રિયાની સક્રિયકરણ ઉર્જા ઘટાડે છે.
તેથી,$C_6H_5CH_2Br$ ની $S_N2$ પ્રક્રિયા $CH_3CH_2Br$ કરતા વધુ સરળતાથી થાય છે.
વિધાન $(A)$ અને કારણ $(R)$ બંને સાચા છે,અને $(R)$ એ $(A)$ ની સાચી સમજૂતી છે.

(A) ફિનોલ્સની એસિડિક પ્રબળતા ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઇંગ ગ્રુપ $(-NO_2)$ દ્વારા વધે છે અને ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ગ્રુપ $(-OCH_3)$ દ્વારા ઘટે છે.
$pK_{a}$ એ એસિડિક પ્રબળતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
$(A)$ ફિનોલ
$(B)$ $p$-નાઇટ્રોફિનોલ ($-NO_2$ ની $-M$ અને $-I$ અસરને કારણે સૌથી પ્રબળ એસિડ)
$(C)$ $m$-મેથોક્સીફિનોલ ($-OCH_3$ ની $-I$ અસર ફિનોલની સરખામણીમાં એસિડિકતા વધારે છે)
$(D)$ $o$-નાઇટ્રોફિનોલ ($-I$ અને $-M$ અસરને કારણે પ્રબળ એસિડ,પરંતુ આંતર-આણ્વીય $H$-બંધનને કારણે $p$-નાઇટ્રોફિનોલ કરતા થોડો નિર્બળ)
$(E)$ $p$-મેથોક્સીફિનોલ ($-OCH_3$ ની પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ $+M$ અસર એસિડિકતાને સૌથી વધુ ઘટાડે છે)
એસિડિક પ્રબળતાનો ક્રમ: $(B) > (D) > (A) > (C) > (E)$
તેથી,$pK_{a}$ નો વધતો ક્રમ: $(E) < (C) < (A) < (D) < (B)$ છે.

(A) ઓક્સિજનનું પરમાણુ કદ નાનું અને વિદ્યુતઋણતા વધુ હોય છે,જે તેને પોતાની સાથે $(O_2)$ અને $C$ અને $N$ જેવા અન્ય નાના અણુઓ સાથે સ્થિર $p \pi-p \pi$ મલ્ટિપલ બોન્ડ બનાવવાની મંજૂરી આપે છે.
સલ્ફરનું પરમાણુ કદ મોટું હોવાથી,$p \pi-p \pi$ ઓવરલેપ બિનઅસરકારક બને છે; તેથી,તે સિંગલ બોન્ડ બનાવવાનું પસંદ કરે છે અને $S_8$ રિંગ સ્વરૂપે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
આમ,વિધાન $(A)$ સાચું છે કારણ કે $S_8$ એ સલ્ફરનું સ્થિર સ્વરૂપ છે.
કારણ $(R)$ પણ સાચું છે કારણ કે તે સમજાવે છે કે શા માટે ઓક્સિજન દ્વિપરમાણ્વીય અણુ $(O_2)$ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે જ્યારે સલ્ફર બહુપરમાણ્વીય અણુ $(S_8)$ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.

(C) સંકીર્ણ આયન $[Co(en)_2 Cl_2]^{+}$ અષ્ટફલકીય ભૂમિતિ ધરાવે છે.
તે ભૌમિતિક સમઘટકતા દર્શાવે છે,ખાસ કરીને $cis$ અને $trans$ સમઘટકો.
તેથી,ભૌમિતિક સમઘટકોની કુલ સંખ્યા $2$ છે,$3$ નથી.
આમ,વિધાન $A$ ખોટું છે,જ્યારે કારણ $R$ સાચું છે.

(C) જલીય દ્રાવણમાં,$Cu(II)$ એ $Cu(I)$ કરતા વધુ સ્થાયી છે.
આનું કારણ એ છે કે $Cu^{2+}$ આયનની ઉચ્ચ જલીયકરણ ઉર્જા (hydration energy),$Cu^+$ ને $Cu^{2+}$ માં રૂપાંતરિત કરવા માટે જરૂરી બીજી આયનીકરણ ઉર્જા $(IE_2)$ ને વળતર આપે છે.

(D) પ્રક્રિયા ક્રમ નીચે મુજબ છે:
$1$. $AlCl_3$ ની હાજરીમાં બેન્ઝીન અને સક્સિનિક એનહાઇડ્રાઇડ વચ્ચે ફ્રિડેલ-ક્રાફ્ટ એસિલેશન પ્રક્રિયાથી $4$-ઓક્સો-$4$-ફિનાઈલબ્યુટેનોઈક એસિડ $(A)$ મળે છે.
$2$. $Zn-Hg/HCl$ નો ઉપયોગ કરીને $A$ નું ક્લેમેન્સન રિડક્શન કરવાથી કીટો સમૂહનું મિથિલીન સમૂહમાં રિડક્શન થાય છે,જે $4$-ફિનાઈલબ્યુટેનોઈક એસિડ $(B)$ આપે છે.
$3$. $conc. H_2SO_4$ ની હાજરીમાં $B$ નું આંતરિક ફ્રિડેલ-ક્રાફ્ટ એસિલેશન થવાથી $\alpha$-ટેટ્રલોન $(C)$ બને છે,જે $1,2,3,4$-ટેટ્રાહાઇડ્રોનેપ્થાલિન-$1$-ઓન છે.

(C) આપેલ પ્રક્રિયા ગેટરમેન-કોચ પ્રક્રિયા છે. આ પ્રક્રિયામાં,બેન્ઝીન કાર્બન મોનોક્સાઈડ $(CO)$ અને હાઈડ્રોજન ક્લોરાઈડ $(HCl)$ સાથે નિર્જળ એલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઈડ $(AlCl_3)$ અને ક્યુપ્રસ ક્લોરાઈડ $(CuCl)$ ની હાજરીમાં પ્રક્રિયા કરીને મુખ્ય નીપજ તરીકે બેન્ઝાલ્ડિહાઈડ બનાવે છે. પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $C_6H_6 + CO + HCl \xrightarrow{Anhydrous AlCl_3/CuCl} C_6H_5CHO$.

(D) $Lead$ $Sulphide$ $(PbS)$ અને મંદ નાઈટ્રિક એસિડ $(HNO_3)$ વચ્ચેની સંતુલિત રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$3PbS + 8HNO_3 \rightarrow 3Pb(NO_3)_2 + 2NO + 3S + 4H_2O$
આ પ્રક્રિયા પરથી સ્પષ્ટ થાય છે કે $Lead$ $nitrate$ $(Pb(NO_3)_2)$,$Nitric$ $oxide$ $(NO)$,અને $Sulphur$ $(S)$ બને છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન $Nitrous$ $oxide$ $(N_2O)$ બનતું નથી.

(D) પ્રાથમિક પ્રમાણભૂત સ્થિર,બિન-ભેજશોષક અને ઉચ્ચ શુદ્ધતા ધરાવતું હોવું જોઈએ.
વિધાન $(A)$ સાચું છે: તે શુદ્ધ અને શુષ્ક સ્વરૂપમાં હોવું જોઈએ.
વિધાન $(B)$ સાચું છે: તે વાતાવરણના ઘટકો સાથે પ્રક્રિયા ન કરવું જોઈએ.
વિધાન $(C)$ અસત્ય છે: પ્રાથમિક પ્રમાણભૂત ભેજશોષક ન હોવું જોઈએ.
વિધાન $(D)$ સાચું છે: તે પાણીમાં સરળતાથી દ્રાવ્ય હોવું જોઈએ.
વિધાન $(E)$ અસત્ય છે: $KMnO_4$ અને $NaOH$ દ્વિતીયક પ્રમાણભૂત છે કારણ કે તે પ્રાથમિક પ્રમાણભૂત તરીકે સ્થિર નથી.
તેથી,અસત્ય વિધાનો $(C)$ અને $(E)$ છે.

(D) ઓસ્મોસિસ એ અર્ધ-પારગમ્ય પટલ $(SPM)$ દ્વારા દ્રાવકના અણુઓનું ઓછી સાંદ્રતા ધરાવતા વિસ્તારમાંથી વધુ સાંદ્રતા ધરાવતા વિસ્તાર તરફનું વહન છે.
અહીં,$0.01 \ M \ K_2Cr_2O_7$ (બાજુ $X$) ની સાંદ્રતા $0.05 \ M \ CuSO_4$ (બાજુ $Y$) કરતા ઓછી છે.
તેથી,દ્રાવકના અણુઓ બાજુ $X$ થી બાજુ $Y$ તરફ ગતિ કરશે.
જેમ દ્રાવક બાજુ $Y$ તરફ જાય છે,તેમ $CuSO_4$ નું દ્રાવણ વધુ મંદ બને છે અને $K_2Cr_2O_7$ નું દ્રાવણ વધુ સાંદ્ર બને છે.
આમ,$CuSO_4$ દ્રાવણની મોલારિટી ઘટે છે.

(B) વિધાન $I$ માટે:
વેગ નિયમ $r = k[A]^2[B]$ છે.
જ્યારે $A$ અને $B$ ની સાંદ્રતા બમણી કરવામાં આવે,ત્યારે નવો વેગ $r'$:
$r' = k[2A]^2[2B] = k(4[A]^2)(2[B]) = 8k[A]^2[B] = 8r$.
આમ,$x = 8$.
વિધાન $II$ માટે:
સાંદ્રતા $[R]$ વિરુદ્ધ સમય $t$ નો આલેખ $-K$ જેટલા ઋણ ઢાળવાળી સીધી રેખા છે. આ શૂન્ય ક્રમની પ્રક્રિયા માટે લાક્ષણિક છે.
આમ,$y = 0$.
તેથી,$x + y = 8 + 0 = 8$.

(C) જો ધાતુનો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(E^{\circ})$,$Cr_2O_7^{2-} / Cr^{3+}$ અર્ધ-કોષના $E^{\circ}$ $(1.33 \ V)$ કરતા ઓછો હોય,તો તે ધાતુનું $Cr_2O_7^{2-}$ દ્વારા ઓક્સિડેશન થશે.
આપેલ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા:
$1. E^{\circ}(Fe^{3+}/Fe) = -0.04 \ V < 1.33 \ V$ (ઓક્સિડેશન પામશે)
$2. E^{\circ}(Ni^{2+}/Ni) = -0.25 \ V < 1.33 \ V$ (ઓક્સિડેશન પામશે)
$3. E^{\circ}(Ag^+/Ag) = 0.80 \ V < 1.33 \ V$ (ઓક્સિડેશન પામશે)
$4. E^{\circ}(Au^{3+}/Au) = 1.40 \ V > 1.33 \ V$ (ઓક્સિડેશન પામશે નહીં)
આમ,$Fe$,$Ni$,અને $Ag$ ઓક્સિડેશન પામશે.
આવી ધાતુઓની કુલ સંખ્યા $3$ છે.