KCET 2012 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Gujarati

(B) પીટર મિશેલ દ્વારા પ્રસ્તાવિત રસાયણ-આસૃતિવાદ (Chemiosmotic theory) કણાભસૂત્ર અને હરિતકણમાં $ATP$ સંશ્લેષણની ક્રિયાવિધિ સમજાવે છે.
કણાભસૂત્રમાં,ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન તંત્ર $(ETS)$ પ્રોટોન ($H^+$ આયનો) ને કણાભસૂત્રના આધારક (matrix) માંથી આંતરપટલીય અવકાશમાં પંપ કરે છે.
આનાથી અંદરની કણાભસૂત્રીય પટલની આરપાર પ્રોટોન ઢાળ (અથવા $H^+$ ઢાળ) સર્જાય છે.
આ વિદ્યુત-રાસાયણિક ઢાળમાં સંગ્રહિત સ્થિતિ-ઊર્જાનો ઉપયોગ $ATP$ સિન્થેઝ ઉત્સેચક દ્વારા $ADP$ નું $ATP$ માં ફોસ્ફોરાયલેશન કરવા માટે થાય છે,જ્યારે પ્રોટોન $F_0-F_1$ કણ દ્વારા પાછા આધારકમાં પ્રવેશે છે.
તેથી,$ATP$ નું સંશ્લેષણ સીધી રીતે $H^+$ ઢાળ પર આધારિત છે.

(A) પાવર આલ્કોહોલ એ $80 \% \text{ પેટ્રોલ}$ અને $20 \% \text{ ઇથેનોલ}$ નું મિશ્રણ છે,જેમાં બેન્ઝીનનો થોડો જથ્થો ઉમેરવામાં આવે છે જે સહ-દ્રાવક તરીકે કાર્ય કરે છે.
તેનો ઉપયોગ વાહનોમાં બળતણ તરીકે થાય છે.

(C) $NaNC$ (સોડિયમ આઈસોસાયનાઈડ) સંયોજનમાં નીચે મુજબના બંધ હોય છે:
$1$. આયનીય બંધ: $Na^+$ અને $[NC]^-$ આયનો વચ્ચે.
$2$. સહસંયોજક બંધ: $N$ અને $C$ પરમાણુઓ વચ્ચે (ત્રિ-બંધ).
$3$. સવર્ગ સહસંયોજક બંધ: $N$ પર રહેલી અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $C$ ને દાન કરીને આઈસોસાયનાઈડ આયન $[N \equiv C]^-$ માં ત્રિ-બંધ બનાવે છે.
આમ,$NaNC$ માં ત્રણેય પ્રકારના બંધ હાજર છે.

(A) સહસંયોજક બંધ સ્વભાવે દિશાત્મક હોય છે.
તેથી,સહસંયોજક સંયોજનો ચોક્કસ ભૂમિતિ ધરાવે છે,જેમ કે $CH_4$ ચતુષ્ફલકીય અને $C_2H_2$ રેખીય છે.
આમ,'કોઈ ચોક્કસ ભૂમિતિ નથી' તે વિધાન સહસંયોજક સંયોજનો માટે ખોટું છે.

(D) ઈથેન $(C_2H_6)$ માં,દરેક કાર્બન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
$C-H$ બંધ કાર્બનના $sp^3$ સંકર કક્ષક અને હાઈડ્રોજનના $1s$ કક્ષકના અતિવ્યાપનથી બને છે,જે $sp^3-s$ અતિવ્યાપન છે.
$C-C$ બંધ એક કાર્બન પરમાણુના $sp^3$ સંકર કક્ષક અને બીજા કાર્બન પરમાણુના $sp^3$ સંકર કક્ષકના અતિવ્યાપનથી બને છે,જે $sp^3-sp^3$ અતિવ્યાપન છે.
તેથી,સાચો જવાબ $sp^3-s$ અને $sp^3-sp^3$ છે.

(B) ગ્રેફાઇટમાં,દરેક $C$ પરમાણુ $sp^{2}$ સંકરણ ધરાવે છે.
$\therefore$ $p$-કેરેક્ટર $= \frac{2}{3} \times 100 \approx 67 \%$.
હીરામાં,દરેક $C$ પરમાણુ $sp^{3}$ સંકરણ ધરાવે છે.
$\therefore$ $p$-કેરેક્ટર $= \frac{3}{4} \times 100 = 75 \%$.
આમ,મૂલ્યો અનુક્રમે $67 \%$ અને $75 \%$ છે.

(C) મોલેક્યુલર ઓર્બિટલ થિયરી $(MOT)$ મુજબ,$O_2$ ($16$ ઇલેક્ટ્રોન) ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના: $KK, \sigma 2s^2, \sigma^{*} 2s^2, \sigma 2p_z^2, \pi 2p_x^2 = \pi 2p_y^2, \pi^{*} 2p_x^1 = \pi^{*} 2p_y^1$ છે. તેમાં $2$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
$(a)$ $O_{2}^{-}$ ($17$ ઇલેક્ટ્રોન): રચના $\pi^{*} 2p_x^2, \pi^{*} 2p_y^1$ સાથે પૂર્ણ થાય છે. તેમાં $1$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
$(b)$ $O_{2}^{+}$ ($15$ ઇલેક્ટ્રોન): રચના $\pi^{*} 2p_x^1$ સાથે પૂર્ણ થાય છે. તેમાં $1$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
$(c)$ $O_{2}^{2-}$ ($18$ ઇલેક્ટ્રોન): રચના $\pi^{*} 2p_x^2, \pi^{*} 2p_y^2$ સાથે પૂર્ણ થાય છે. બધા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત છે.
$(d)$ $O_{2}$ ($16$ ઇલેક્ટ્રોન): ઉપર દર્શાવ્યા મુજબ,તેમાં $2$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
તેથી,$O_{2}^{2-}$ માં એકપણ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન નથી.

(B) વિદ્યુતઋણતા આવર્તમાં ડાબેથી જમણે જતાં વધે છે અને સમૂહમાં ઉપરથી નીચે જતાં ઘટે છે.
તત્વોની સરખામણી:
$F$ $(Z=9)$ એ આવર્ત $2$,સમૂહ $17$ માં છે.
$O$ $(Z=8)$ એ આવર્ત $2$,સમૂહ $16$ માં છે.
$N$ $(Z=7)$ એ આવર્ત $2$,સમૂહ $15$ માં છે.
$P$ $(Z=15)$ એ આવર્ત $3$,સમૂહ $15$ માં છે.
$F$,$O$,અને $N$ એક જ આવર્ત $(2)$ માં હોવાથી,તેમની વિદ્યુતઋણતાનો ક્રમ $F > O > N$ છે.
$P$ એ સમૂહ $15$ માં $N$ ની નીચે છે,તેથી તેની વિદ્યુતઋણતા $N$ કરતા ઓછી છે.
આમ,સાચો ક્રમ $F > O > N > P$ છે.

(B) આવર્તમાં ડાબેથી જમણે જતાં,અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધવાને કારણે આયનીકરણ ઉર્જા સામાન્ય રીતે વધે છે.
તેથી,$C$,$N$,$O$,અને $F$ માટે આયનીકરણ ઉર્જાનો અપેક્ષિત ક્રમ $C < N < O < F$ છે.
જોકે,$N$ $(1s^2 2s^2 2p^3)$ ની આયનીકરણ ઉર્જા $O$ $(1s^2 2s^2 2p^4)$ કરતા વધારે છે.
આનું કારણ એ છે કે $N$ માં અર્ધ-પૂર્ણ $p$-કક્ષક ગોઠવણી છે,જે તેને વધારાની સ્થિરતા આપે છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $C < O < N < F$ છે.

(D) આપેલ છે કે $p=\frac{b \times c}{[a b c]}, q=\frac{c \times a}{[a b c]}, r=\frac{a \times b}{[a b c]}$.
આપણે જાણીએ છીએ કે $[a b c] = a \cdot (b \times c) = b \cdot (c \times a) = c \cdot (a \times b)$.
ધારો કે $T_{1} = (a+b) \cdot p = a \cdot p + b \cdot p$.
$T_{1} = a \cdot \frac{b \times c}{[a b c]} + b \cdot \frac{b \times c}{[a b c]} = \frac{[a b c]}{[a b c]} + \frac{[b b c]}{[a b c]} = 1 + 0 = 1$.
તે જ રીતે,$T_{2} = (b+c) \cdot q = b \cdot q + c \cdot q = b \cdot \frac{c \times a}{[a b c]} + c \cdot \frac{c \times a}{[a b c]} = \frac{[b c a]}{[a b c]} + 0 = 1$.
તે જ રીતે,$T_{3} = (c+a) \cdot r = c \cdot r + a \cdot r = c \cdot \frac{a \times b}{[a b c]} + a \cdot \frac{a \times b}{[a b c]} = \frac{[c a b]}{[a b c]} + 0 = 1$.
તેથી,$(a+b) \cdot p + (b+c) \cdot q + (c+a) \cdot r = T_{1} + T_{2} + T_{3} = 1 + 1 + 1 = 3$.

(D) પ્રમાણિત મુક્ત ઉર્જાનો ફેરફાર નીચેના સૂત્ર દ્વારા મળે છે: $\Delta G^{\circ} = -2.303 RT \log K$.
આપેલ છે: $R = 8.314 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}$,$T = 298 \ K$,$K = 0.008$.
કિંમતો મૂકતા: $\Delta G^{\circ} = -2.303 \times 8.314 \times 298 \times \log(0.008)$.
અહીં $\log(0.008) = -2.097$ થાય છે.
તેથી,$\Delta G^{\circ} = -2.303 \times 8.314 \times 298 \times (-2.097) \approx 11965 \ J \ mol^{-1} = +11.96 \ kJ \ mol^{-1}$.

(D) તટસ્થીકરણ પ્રક્રિયા: $CH_3COOH + NaOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O$.
$CH_3COOH$ ના મોલ = $0.1 \ M \times 0.1 \ L = 0.01 \ mol$.
આમ,$0.01 \ mol$ $CH_3COONa$ બને છે.
કોલ્બે વિદ્યુતવિભાજન પ્રક્રિયા: $2CH_3COONa + 2H_2O \rightarrow C_2H_6 + 2CO_2 + H_2 + 2NaOH$.
સ્ટોઇકિયોમેટ્રી મુજબ,$2 \ mol$ $CH_3COONa$ એ $1 \ mol$ $C_2H_6$ ઉત્પન્ન કરે છે.
તેથી,$0.01 \ mol$ $CH_3COONa$ એ $0.005 \ mol$ $C_2H_6$ ઉત્પન્ન કરશે.
$STP$ પર $C_2H_6$ નું કદ = $0.005 \ mol \times 22400 \ mL/mol = 112 \ mL$.

$(A)$ રૂબી લેસરમાં કૃત્રિમ રૂબી સ્ફટિક ($Al_2O_3$) નો ઉપયોગ થાય છે જેમાં ક્રોમિયમ ($Cr^{3+}$) અશુદ્ધિ તરીકે ઉમેરવામાં આવે છે. આ ક્રોમિયમ આયનો સક્રિય કેન્દ્રો તરીકે કાર્ય કરે છે. જ્યારે આ આયનો ચોક્કસ ઉર્જા સ્તરો વચ્ચે સંક્રાંતિ કરે છે, ત્યારે લાક્ષણિક લાલ રંગનો પ્રકાશ ઉત્સર્જિત થાય છે.

(A) આપેલ સંયોજન $CH_3COCH_2CH(OH)CH_3$ છે.
$1$. મુખ્ય ક્રિયાશીલ સમૂહ નક્કી કરો: કીટોન સમૂહ $(-CO-)$ એ હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ $(-OH-)$ કરતા વધુ પ્રાધાન્ય ધરાવે છે.
$2$. કાર્બન શૃંખલાને એવા છેડેથી નંબર આપો જેથી કીટોન સમૂહને સૌથી નાનો નંબર મળે: કીટોન કાર્બનને $2$ નંબર મળે છે.
$3$. શૃંખલામાં $5$ કાર્બન છે,તેથી મુખ્ય આલ્કેન પેન્ટેન છે. કીટોન સમૂહ સાથે,તે પેન્ટેન$-2-$ઓન બને છે.
$4$. હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ $4$ નંબરના કાર્બન પર છે,તેથી તેને હાઇડ્રોક્સી વિસ્થાપક તરીકે નામ આપવામાં આવે છે.
$5$. આથી,$IUPAC$ નામ $4-$હાઇડ્રોક્સી$2-$પેન્ટેનોન છે.

(D) ઇલેક્ટ્રોમેરિક અસરમાં,બહુવિધ બંધો દ્વારા જોડાયેલા પરમાણુઓ પર કામચલાઉ સંપૂર્ણ વીજભાર ઉત્પન્ન કરવા માટે એક પરમાણુમાંથી બીજા પરમાણુમાં $\pi$-ઇલેક્ટ્રોનનું સંપૂર્ણ સ્થાનાંતરણ થાય છે.
તેથી,તે આંશિક વીજભારના દેખાવમાં પરિણમે છે તે વિધાન ખોટું છે,કારણ કે તે પરમાણુઓ પર સંપૂર્ણ વીજભાર (formal charges) ઉત્પન્ન કરે છે.

(B) ઓક્સિજનની ટકાવારી $= 100 - (52 + 13) = 35 \%$.
પ્રમાણસૂચક સૂત્રની ગણતરી:
$C: 52/12 = 4.33 \rightarrow 2$
$H: 13/1 = 13.00 \rightarrow 6$
$O: 35/16 = 2.18 \rightarrow 1$
પ્રમાણસૂચક સૂત્ર $= C_2H_6O$.
પ્રમાણસૂચક સૂત્રનું વજન $= 2 \times 12 + 6 \times 1 + 16 = 46$.
આણ્વીય વજન $= 2 \times \text{બાષ્પ ઘનતા} = 2 \times 23 = 46$.
આણ્વીય વજન અને પ્રમાણસૂચક સૂત્રનું વજન સમાન હોવાથી,આણ્વીય સૂત્ર $C_2H_6O$ છે.
સંયોજન સોડિયમ ધાતુ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $H_2$ વાયુ મુક્ત કરે છે,તેથી તે આલ્કોહોલ હોવું જોઈએ,જે $C_2H_5OH$ (ઇથેનોલ) છે.
ઇથેનોલ $(C_2H_5OH)$ નો ક્રિયાશીલ સમઘટક મિથોક્સી મિથેન $(CH_3OCH_3)$ છે.

(A) દ્રાવણમાં રહેલા $NaOH$ અને $HCl$ ના મિલી-તુલ્યાંક $(meq)$ ની ગણતરી કરો.
$NaOH$ ના $meq = N_1 \times V_1 = 0.4 \times 5 = 2.0 \ meq$.
$HCl$ ના $meq = N_2 \times V_2 = 0.1 \times 20 = 2.0 \ meq$.
પ્રબળ બેઇઝ $(NaOH)$ ના મિલી-તુલ્યાંક અને પ્રબળ એસિડ $(HCl)$ ના મિલી-તુલ્યાંક સમાન હોવાથી,તટસ્થીકરણ પ્રક્રિયા પૂર્ણ થાય છે.
પરિણામી દ્રાવણમાં માત્ર ક્ષાર $(NaCl)$ અને પાણી હોય છે,જે દ્રાવણને તટસ્થ બનાવે છે.
તેથી,પરિણામી દ્રાવણની $pH$ $7$ હશે.

(C) દ્રાવણનો $pH$ એ $H^+$ આયનોની સાંદ્રતા દ્વારા નક્કી થાય છે. સમાન $pH$ (એટલે કે $H^+$ આયનોની સમાન સાંદ્રતા) ધરાવતું દ્રાવણ ઉમેરવાથી મૂળ દ્રાવણના $pH$ માં કોઈ ફેરફાર થશે નહીં.
$20 \ mL$ $0.1 \ N \ HCl$ માટે,$H^+$ ની સાંદ્રતા $0.1 \ M$ છે,જે $pH = -\log(0.1) = 1$ ને અનુરૂપ છે.
વિકલ્પ $(c)$ માં $pH = 1$ ધરાવતું $500 \ mL$ $HCl$ આપવામાં આવ્યું છે. આ દ્રાવણમાં $H^+$ આયનોની સાંદ્રતા મૂળ દ્રાવણ $(0.1 \ M)$ જેટલી જ હોવાથી,તેને ઉમેરવાથી $20 \ mL$ $0.1 \ N \ HCl$ દ્રાવણના $pH$ માં કોઈ ફેરફાર થશે નહીં.

(B) દ્રાવણ $I$ માટે,$pH=3$
$\Rightarrow [H^{+}] = 10^{-3} \ M$
$V_{1} = 100 \ mL$
દ્રાવણ $II$ માટે,$pH = 4$
$\Rightarrow [H^{+}] = 10^{-4} \ M$
$V_{2} = 400 \ mL$
પરિણામી દ્રાવણની સાંદ્રતા $M = \frac{M_{1}V_{1} + M_{2}V_{2}}{V_{1} + V_{2}}$
$M = \frac{10^{-3} \times 100 + 10^{-4} \times 400}{100 + 400}$
$M = \frac{0.1 + 0.04}{500} = \frac{0.14}{500} = 2.8 \times 10^{-4} \ M$
$[H^{+}] = 2.8 \times 10^{-4} \ M$
$pH = -\log [H^{+}] = -\log (2.8 \times 10^{-4})$
$pH = 4 - \log 2.8$

(A) ધાતુનું પરમાણ્વીય દળ નીચે મુજબ ગણવામાં આવે છે: $\text{પરમાણ્વીય દળ} = \text{તુલ્ય દળ} \times \text{સંયોજકતા}$.
આપેલ છે કે ધાતુ દ્વિસંયોજક છે,તેથી તેની સંયોજકતા $2$ છે.
$\text{પરમાણ્વીય દળ} = 20 \times 2 = 40 \ g \ mol^{-1}$.
દ્વિસંયોજક ધાતુ $M$ ના નિર્જળ ક્લોરાઇડનું આણ્વીય સૂત્ર $MCl_2$ છે.
$MCl_2$ નું આણ્વીય દળ $= M \text{ નું પરમાણ્વીય દળ} + 2 \times Cl \text{ નું પરમાણ્વીય દળ}$.
$\text{આણ્વીય દળ} = 40 + 2 \times 35.5 = 40 + 71 = 111 \ g \ mol^{-1}$.

(B) પ્રક્રિયા માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ: $2KMnO_4 + 3H_2SO_4 + 5H_2C_2O_4 \rightarrow K_2SO_4 + 2MnSO_4 + 8H_2O + 10CO_2$.
સ્ટોઇકિયોમેટ્રી મુજબ,$2 \text{ મોલ } KMnO_4$ એ $5 \text{ મોલ } H_2C_2O_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
તુલ્યભારના ખ્યાલનો ઉપયોગ કરતા: $n_{factor} \times M \times V = \text{અચળ}$.
એસિડિક માધ્યમમાં $KMnO_4$ માટે,$n_{factor} = 5$.
$H_2C_2O_4$ માટે,$n_{factor} = 2$.
તુલ્યભાર સરખાવતા: $n_{factor,1} \times M_1 \times V_1 = n_{factor,2} \times M_2 \times V_2$.
$5 \times 0.025 \times 20 = 2 \times 0.1 \times V$.
$2.5 = 0.2 \times V$.
$V = \frac{2.5}{0.2} = 12.5 \ mL$.

(B) સોડિયમની પાણી સાથેની પ્રક્રિયા ખૂબ જ ઉષ્માક્ષેપક અને જોરદાર હોય છે.
સોડિયમનું પારો $(Hg)$ સાથે એમાલગમ $(Na-Hg)$ બનાવીને,સોડિયમની સક્રિયતા ઘટાડવામાં આવે છે,જેનાથી પાણી સાથેની પ્રક્રિયા ઓછી જોરદાર બને છે.

(B) પાણીનું આપેલ કદ $= 18 \ mL$ અને ઘનતા $= 1 \ g \ mL^{-1}$.
પાણીનું દળ $= \text{ઘનતા} \times \text{કદ} = 1 \ g \ mL^{-1} \times 18 \ mL = 18 \ g$.
$H_2O$ નું આણ્વીય દળ $= (2 \times 1) + 16 = 18 \ g \ mol^{-1}$.
$H_2O$ ના મોલની સંખ્યા $= \frac{18 \ g}{18 \ g \ mol^{-1}} = 1 \ mol$.
$H_2O$ ના એક અણુમાં $2 \times 1 (H \text{ માંથી}) + 8 (O \text{ માંથી}) = 10$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
$1 \ mol$ $H_2O$ માં કુલ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $= 1 \ mol \times 6.022 \times 10^{23} \text{ અણુ/મોલ} \times 10 \text{ ઇલેક્ટ્રોન/અણુ}$.
કુલ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $= 6.022 \times 10^{24}$.

(D) પ્રક્રિયા $N_2O_{4(g)} \rightleftharpoons 2NO_2(g)$ છે.
શરૂઆતમાં,$n_1 = 2 \ mol$,$T_1 = 298 \ K$ અને $P_1 = 1 \ atm$.
$N_2O_4$ ના દળના $20 \%$ નું વિઘટન થાય છે,જેનો અર્થ છે કે $0.4 \ mol$ $N_2O_4$ પ્રક્રિયા કરે છે.
બાકી રહેલા $N_2O_4 = 2 - 0.4 = 1.6 \ mol$.
ઉત્પન્ન થયેલ $NO_2 = 2 \times 0.4 = 0.8 \ mol$.
સંતુલન સમયે કુલ મોલ,$n_2 = 1.6 + 0.8 = 2.4 \ mol$.
અચળ કદ માટે: $\frac{P_1}{n_1 T_1} = \frac{P_2}{n_2 T_2}$.
$\frac{1}{2 \times 298} = \frac{P_2}{2.4 \times 596}$.
$P_2 = 2.4 \ atm$.

(C) મિથેનની દહન પ્રક્રિયા: $CH_{4(g)} + 2O_{2(g)} \rightarrow CO_{2(g)} + 2H_2O_{(l)}$
શરૂઆતમાં: $20 \ mL$ $CH_4$ અને $50 \ mL$ $O_2$ લેવામાં આવે છે.
સ્ટોઇકિયોમેટ્રી મુજબ,$1 \ \text{કદ}$ $CH_4$ ને $2 \ \text{કદ}$ $O_2$ ની જરૂર પડે છે.
તેથી,$20 \ mL$ $CH_4$ એ $2 \times 20 = 40 \ mL$ $O_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરશે.
બાકી રહેલ $O_2 = 50 \ mL - 40 \ mL = 10 \ mL$.
ઉત્પન્ન થયેલ $CO_2$ નું કદ = $20 \ mL$.
ઓરડાના તાપમાને $H_2O$ પ્રવાહી સ્વરૂપે હોવાથી,તેનું કદ નગણ્ય છે.
બાકી રહેલા વાયુનું કુલ કદ = $\text{બાકી }\ \text{રહેલ }\ O_2 \ \text{નું }\ \text{કદ }+ CO_2 \ \text{નું }\ \text{કદ }= 10 \ mL + 20 \ mL = 30 \ mL$.

(A) કોઈપણ કક્ષક માટે,મુખ્ય ક્વોન્ટમ આંક $n$ અને ગૌણ ક્વોન્ટમ આંક $l$ એ શરત $l < n$ નું પાલન કરવું જોઈએ.
$3f$ કક્ષક માટે,$n = 3$ અને $f$-સબશેલ માટે $l = 3$ છે.
કારણ કે $l$ એ $n$ જેટલો કે તેનાથી મોટો હોઈ શકે નહીં ($l < n$ જરૂરી છે),તેથી $3f$ કક્ષક અશક્ય છે.
અન્ય વિકલ્પોમાં:
$2p$: $n=2, l=1$ ($1 < 2$ માન્ય છે).
$4d$: $n=4, l=2$ ($2 < 4$ માન્ય છે).
$2s$: $n=2, l=0$ ($0 < 2$ માન્ય છે).

(C) સોડિયમ $(Z=11)$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $1s^2, 2s^2, 2p^6, 3s^1$ છે.
સૌથી બહારના ઇલેક્ટ્રોન માટે,જે $3s$ કક્ષકમાં છે:
મુખ્ય ક્વોન્ટમ આંક $(n) = 3$.
$s$-કક્ષક માટે ગૌણ ક્વોન્ટમ આંક $(l) = 0$.
ચુંબકીય ક્વોન્ટમ આંક $(m_l) = 0$.
સ્પિન ક્વોન્ટમ આંક $(m_s) = +\frac{1}{2}$.
આમ,ક્વોન્ટમ નંબરોનો સેટ $(3, 0, 0, \frac{1}{2})$ છે.

(A) વિસ્તરણ દરમિયાન થયેલ કાર્યનું સૂત્ર $W = -P_{ext} \Delta V$ છે.
વાયુ બાહ્ય દબાણ વિરુદ્ધ વિસ્તરણ પામે છે,તેથી વાયુ દ્વારા થયેલ કાર્ય $W = P_{ext} \Delta V$ થશે.
અહીં $P_{ext} = 10^{5} \ Nm^{-2}$,$V_{1} = 1 \ m^{3}$,અને $V_{2} = 2 \ m^{3}$ આપેલ છે.
$\Delta V = V_{2} - V_{1} = 2 \ m^{3} - 1 \ m^{3} = 1 \ m^{3}$.
$W = 10^{5} \ Nm^{-2} \times 1 \ m^{3} = 10^{5} \ J$.
કિલોજૂલમાં રૂપાંતર કરતા,$10^{5} \ J = 100 \ kJ = 10^{2} \ kJ$.

(C) થર્મોડાયનેમિક્સના $1^{st}$ નિયમ મુજબ,ઉર્જાનું સર્જન કે વિનાશ થઈ શકતો નથી,જેનો અર્થ છે કે બ્રહ્માંડની કુલ ઉર્જા અચળ રહે છે.
થર્મોડાયનેમિક્સના $2^{nd}$ નિયમ મુજબ,કોઈપણ સ્વયંભૂ પ્રક્રિયા માટે બ્રહ્માંડની એન્ટ્રોપી સતત વધતી જાય છે.
તેથી,બ્રહ્માંડની કુલ ઉર્જા અચળ રહે છે તે વિધાન સાચું છે.

(C) ફોર્માલ્ડિહાઈડ $(HCHO)$ ની ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(RMgX)$ સાથેની પ્રક્રિયા અને ત્યારબાદ એસિડિક જળવિભાજન પ્રાથમિક આલ્કોહોલ આપે છે.
અહીં,નીપજ ઇથેનોલ $(C_{2}H_{5}OH)$ છે,જેમાં બે કાર્બન પરમાણુઓ છે.
ફોર્માલ્ડિહાઈડ એક કાર્બન પરમાણુ પૂરો પાડે છે,તેથી ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકે બીજો મિથાઈલ $(CH_{3})$ સમૂહ પૂરો પાડવો જોઈએ.
તેથી,પ્રક્રિયક $X$ એ મિથાઈલ મેગ્નેશિયમ આયોડાઈડ $(CH_{3}MgI)$ છે.
પ્રક્રિયા: $HCHO + CH_{3}MgI$ $\rightarrow CH_{3}CH_{2}OMgI$ $\xrightarrow{H_{3}O^{+}} CH_{3}CH_{2}OH + Mg(OH)I$.

(A) એનિલિન $(C_6H_5NH_2)$ માં,નાઈટ્રોજન પરમાણુ પરનું અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ બેન્ઝીન વલય સાથે સંયુગ્મનમાં હોય છે અને સંસ્પંદનને કારણે તેનું વિસ્થાનિકરણ થાય છે. આનાથી અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ પ્રોટોનેશન માટે ઓછું ઉપલબ્ધ બને છે,પરિણામે તેની બેઝિકતા ઓછી હોય છે.
બેન્ઝાઈલેમાઈન $(C_6H_5CH_2NH_2)$ માં,નાઈટ્રોજન પરમાણુ પરનું અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ બેન્ઝીન વલય સાથે સંસ્પંદનમાં ભાગ લેતું નથી કારણ કે નાઈટ્રોજન પરમાણુ વલયથી $CH_2$ સમૂહ દ્વારા અલગ પડે છે. આમ,અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ પ્રોટોનેશન માટે વધુ ઉપલબ્ધ હોય છે,જે બેન્ઝાઈલેમાઈનને એનિલિન કરતા વધુ પ્રબળ બેઈઝ બનાવે છે.

(A) જે કાર્બોહાઈડ્રેટ્સ ટોલેન્સ પ્રક્રિયક અથવા ફેહલિંગના દ્રાવણનું રિડક્શન કરી શકે છે તેને રિડ્યુસિંગ શર્કરા કહેવામાં આવે છે. તમામ મોનોસેકેરાઈડ્સ અને મોટાભાગના ડાયસેકેરાઈડ્સ (સુક્રોઝ સિવાય) રિડ્યુસિંગ શર્કરા છે.
સુક્રોઝમાં,ગ્લાયકોસિડિક બંધ ગ્લુકોઝના $C1$ અને ફ્રુક્ટોઝના $C2$ વચ્ચે બને છે. બંને એનોમેરિક કાર્બન બંધમાં સામેલ હોવાથી,રિડ્યુસિંગ એજન્ટ તરીકે કાર્ય કરવા માટે કોઈ મુક્ત આલ્ડિહાઈડ કે કીટો સમૂહ ઉપલબ્ધ હોતો નથી. તેથી,તે ટોલેન્સ પ્રક્રિયક અને ફેહલિંગના દ્રાવણ સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી.

(C) વિસ્થાપિત બેન્ઝોઇક એસિડની એસિડિક પ્રબળતા ઇલેક્ટ્રોનિક અસરો અને ઓર્થો અસર દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે.
$1$. $CH_3$ સમૂહ એ ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ સમૂહ ($+I$ અસર) છે,જે $meta$ અથવા $para$ સ્થાન પર હાજર હોય ત્યારે બેન્ઝોઇક એસિડની એસિડિકતા ઘટાડે છે.
$2$. $p-$ટોલ્યુઇક એસિડમાં $para$ સ્થાન પર $CH_3$ સમૂહ હોય છે,જે $+I$ અસર દ્વારા કાર્બોક્સિલેટ આયનને અસ્થિર બનાવે છે,જેથી તે બેન્ઝોઇક એસિડ કરતા ઓછું એસિડિક બને છે.
$3$. $o-$ટોલ્યુઇક એસિડ 'ઓર્થો અસર' અનુભવે છે,જે બેન્ઝોઇક એસિડની તુલનામાં તેની એસિડિકતામાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે.
$4$. તેથી,એસિડિક પ્રબળતાનો ઘટતો ક્રમ છે: $o-$ટોલ્યુઇક એસિડ $>$ બેન્ઝોઇક એસિડ $>$ $p-$ટોલ્યુઇક એસિડ.

(D) $Methyl$ સેલિસિલેટને ઓઈલ ઓફ વિન્ટરગ્રીન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
તે $C_6H_4(OH)(COOCH_3)$ રાસાયણિક બંધારણ ધરાવતું એક કાર્બનિક એસ્ટર છે.

(B) પ્રથમ ક્રમની પ્રક્રિયા માટે,વેગ અચળાંક $k = \frac{2.303}{t} \log \frac{a}{a-x}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
કિસ્સો $I$: આપેલ છે $x = 60 \%$,$t = 20 \ min$,તેથી $a-x = 40$.
$k = \frac{2.303}{20} \log \frac{100}{40} = \frac{2.303}{20} \log 2.5$.
$k = \frac{2.303}{20} \times 0.3979 \approx 0.0458 \ min^{-1}$.
કિસ્સો $II$: $84 \%$ પૂર્ણતા માટે,$x = 84$,તેથી $a-x = 16$.
$t = \frac{2.303}{k} \log \frac{100}{16} = \frac{2.303}{0.0458} \log 6.25$.
$t = \frac{2.303}{0.0458} \times 0.7959 \approx 40 \ min$.

(C) પ્રક્રિયા $A(g) \longrightarrow B(g) + C(g)$ છે.
ધારો કે $A$ નું પ્રારંભિક દબાણ $P_i$ છે.
$t = 0$ સમયે: $P_A = P_i$,$P_B = 0$,$P_C = 0$. કુલ દબાણ $P_{total} = P_i = 180 \ mm \ of \ Hg$ (પૂર્ણતા સમયે).
$t = 20 \ min$ સમયે: $P_A = P_i - x$,$P_B = x$,$P_C = x$.
કુલ દબાણ $P_t = (P_i - x) + x + x = P_i + x = 100 \ mm \ of \ Hg$.
અહીં $2P_i = 180 \ mm \ of \ Hg$ હોવાથી $P_i = 90 \ mm \ of \ Hg$.
$t = 20 \ min$ સમયે: $P_t = P_i + x = 100 \ mm \ of \ Hg$.
$90 + x = 100 \implies x = 10 \ mm \ of \ Hg$.
$20 \ min$ એ $A$ નું આંશિક દબાણ $P_A = P_i - x = 90 - 10 = 80 \ mm \ of \ Hg$ છે.

(D) ધારો કે $A$ અને $B$ ની સાપેક્ષમાં પ્રક્રિયાનો ક્રમ અનુક્રમે $m$ અને $n$ છે.
તેથી,$rate = k[A]^{m}[B]^{n}$
કોષ્ટક પરથી:
$2 = k[0.2]^{m}[0.2]^{n}$ $(i)$
$4 = k[0.2]^{m}[0.4]^{n}$ $(ii)$
$36 = k[0.6]^{m}[0.4]^{n}$ $(iii)$
સમીકરણ $(i)$ અને $(ii)$ ની સરખામણી કરતા:
$\frac{4}{2} = \frac{k[0.2]^{m}[0.4]^{n}}{k[0.2]^{m}[0.2]^{n}}$
$2 = (\frac{0.4}{0.2})^{n} = 2^{n}$
$n = 1$
સમીકરણ $(ii)$ અને $(iii)$ ની સરખામણી કરતા:
$\frac{36}{4} = \frac{k[0.6]^{m}[0.4]^{n}}{k[0.2]^{m}[0.4]^{n}}$
$9 = (\frac{0.6}{0.2})^{m} = 3^{m}$
$3^{2} = 3^{m}$
$m = 2$
તેથી,વેગ નિયમ $r = k[A]^{2}[B]$ થશે.

(C) દર અચળાંક $k$ એ પ્રક્રિયા માટે લાગતા સમય $t$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે $(k \propto 1/t)$.
અહીં $t_1 = 5 \ h$ તાપમાન $T_1 = 300 \ K$ પર અને $t_2 = 50 \ h$ તાપમાન $T_2 = 270 \ K$ પર છે.
તેથી,$k_1/k_2 = t_2/t_1 = 50/5 = 10$,જેનો અર્થ છે કે $k_2/k_1 = 1/10$.
આરેનિયસ સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા: $\log(k_2/k_1) = \frac{E_a}{2.303 R} \left[ \frac{T_2 - T_1}{T_1 T_2} \right]$.
કિંમતો મૂકતા: $\log(1/10) = \frac{E_a}{2.303 R} \left[ \frac{270 - 300}{270 \times 300} \right]$.
$-1 = \frac{E_a}{2.303 R} \left[ \frac{-30}{81000} \right]$.
$-1 = \frac{E_a}{2.303 R} \left[ \frac{-1}{2700} \right]$.
$E_a = 2.303 \times 2700 \times R \ J \cdot mol^{-1} = 2.303 \times 2.7 \times R \ kJ \cdot mol^{-1}$.

(A) સેકરિન $toluene$ માંથી નીચે મુજબની રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે:
$1$. $Toluene$ ની પ્રક્રિયા $ClSO_3H$ સાથે કરીને $o$-ટોલ્યુઈનસલ્ફોનાઈલ ક્લોરાઈડ અને $p$-ટોલ્યુઈનસલ્ફોનાઈલ ક્લોરાઈડ મેળવવામાં આવે છે.
$2$. $o$-આઈસોમરની પ્રક્રિયા $NH_3$ સાથે કરીને $o$-ટોલ્યુઈનસલ્ફોનામાઈડ બનાવવામાં આવે છે.
$3$. ત્યારબાદ તેનું આલ્કલાઇન $KMnO_4$ નો ઉપયોગ કરીને ઓક્સિડેશન કરવામાં આવે છે જેથી $o$-સલ્ફામોઈલબેન્ઝોઈક એસિડ મળે છે.
$4$. અંતે,ગરમ કરવાથી,તે નિર્જલીકરણ (dehydration) પામીને $Saccharin$ બનાવે છે.

(B) $Na_{3}[Co(NO_{2})_{4} Cl_{2}]$ માં $Co$ નો ઓક્સિડેશન આંક નીચે મુજબ ગણવામાં આવે છે:
$3( 1) x 4(-1) 2(-1) = 0$
$3 x - 4 - 2 = 0$
$x - 3 = 0$
$x = 3$
$EAN$ (ઇફેક્ટિવ એટોમિક નંબર) નું સૂત્ર:
$EAN = ({\text{ધાતુનો પરમાણુ ક્રમાંક}}) - ({\text{ધાતુનો ઓક્સિડેશન આંક}}) 2 \times ({\text{સવર્ગ આંક}})$
$EAN = (27 - 3) 2 \times 6$
$EAN = 24 12 = 36$.

(C) લિગેન્ડ એવી સ્પીસીઝ છે જે સવર્ગ સહસંયોજક બંધ બનાવવા માટે મધ્યસ્થ ધાતુ પરમાણુ અથવા આયનને ઇલેક્ટ્રોનની ઓછામાં ઓછી એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનું દાન કરે છે.
લુઈસ સિદ્ધાંત મુજબ,ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનું દાન કરનારને લુઈસ બેઈઝ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
તેથી,લિગેન્ડ લુઈસ બેઈઝ તરીકે વર્તે છે.

(D) દ્વિદંતીય લિગેન્ડ તે છે જેમાં મધ્યસ્થ ધાતુ આયન સાથે જોડાવા માટે બે દાતા પરમાણુઓ હોય છે.
$1$. સાયનો $(CN^-)$ એ ઋણ વીજભારિત એકદંતીય લિગેન્ડ છે.
$2$. ઇથિલિન ડાયએમાઇન ($en$ અથવા $NH_2CH_2CH_2NH_2$) એ તટસ્થ દ્વિદંતીય લિગેન્ડ છે.
$3$. એસીટેટો $(CH_3COO^-)$ એ ઋણ વીજભારિત એકદંતીય લિગેન્ડ છે.
$4$. ડાયમિથાઈલ ગ્લાયોક્સિમેટો $(dmg^-)$ એ ઋણ વીજભારિત દ્વિદંતીય લિગેન્ડ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(C) દ્વિતીયક સંયોજકતા એ સવર્ગ આંક (coordination number) ને અનુરૂપ છે.
આપેલ સંકીર્ણનું સૂત્ર $[Pt(NH_{3})_{4}Cl_{2}]Cl_{2}$ છે.
આમાં,$Pt$ નો સવર્ગ આંક $= 4 + 2 = 6$ છે.
$\therefore$ $Pt$ ની દ્વિતીયક સંયોજકતા $= 6$ છે.

(C) $Ni$ $(Z=28)$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^8 4s^2$ છે.
$Ni^{2+}$ આયનની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^8$ છે.
જલીય દ્રાવણમાં,$Ni^{2+}$ એ અષ્ટફલકીય સંકીર્ણ $[Ni(H_2O)_6]^{2+}$ બનાવે છે.
$3d$ પેટાકોષમાં,$8$ ઇલેક્ટ્રોન નીચે મુજબ ગોઠવાયેલા છે: ત્રણ કક્ષકો સંપૂર્ણ ભરાયેલી છે અને બે કક્ષકોમાં એક-એક ઇલેક્ટ્રોન છે.
તેથી,અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ $= 2$ છે.
સ્પિન-ઓન્લી ચુંબકીય મોમેન્ટની ગણતરી $\mu = \sqrt{n(n + 2)} \ BM$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે.
$n = 2$ મૂકતા,આપણને $\mu = \sqrt{2(2 + 2)} = \sqrt{8} \ BM$ મળે છે.

(D) ચુંબકીય ચાકમાત્રા $(\mu)$ ની ગણતરી સૂત્ર: $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ દ્વારા કરવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$Ti^{3+}$ $(3d^1)$ માટે,$n = 1$. તેથી,$\mu = \sqrt{1(1+2)} = \sqrt{3} \approx 1.73 \ BM$.
$V^{3+}$ $(3d^2)$ માટે,$n = 2$. તેથી,$\mu = \sqrt{2(2+2)} = \sqrt{8} \approx 2.82 \ BM$.
$Cr^{3+}$ $(3d^3)$ માટે,$n = 3$. તેથી,$\mu = \sqrt{3(3+2)} = \sqrt{15} \approx 3.87 \ BM$.
$Fe^{3+}$ $(3d^5)$ માટે,$n = 5$. તેથી,$\mu = \sqrt{5(5+2)} = \sqrt{35} \approx 5.91 \ BM$.
તેથી,$Ti^{3+}$ ની ચુંબકીય ચાકમાત્રા આશરે $1.73-1.75 \ BM$ છે.

(B) સિલ્વર આયોડાઈડ $(AgI)$ બરફ જેવી સમાન સ્ફટિક રચના ધરાવે છે.
આ રચનાત્મક સમાનતાને કારણે,તે વાદળોમાં પાણીના ટીપાં માટે અસરકારક ન્યુક્લિએટિંગ એજન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે.
આ પ્રક્રિયાને 'ક્લાઉડ સીડિંગ' કહેવામાં આવે છે અને તેનો ઉપયોગ કૃત્રિમ વરસાદ લાવવા માટે થાય છે.

(A) હાઇડ્રોજન ઇલેક્ટ્રોડ $Pt, \frac{1}{2} H_{2}(1 \ atm) \mid H^{+}(aq)$ માટે,રિડક્શન પોટેન્શિયલ નર્ન્સ્ટ સમીકરણ દ્વારા આપવામાં આવે છે:
$E = E^{\circ} - \frac{0.0591}{1} \log \frac{1}{[H^{+}]}$
પ્રમાણિત હાઇડ્રોજન ઇલેક્ટ્રોડ $(SHE)$ માટે $E^{\circ} = 0 \ V$ હોવાથી,સમીકરણ આ મુજબ થાય છે:
$E = 0.0591 \log [H^{+}]$
$HCl$ ના દ્રાવણ માટે,$[H^{+}] = [HCl]$.
$(A)$ $[HCl] = 2 \ M$ માટે:
$E = 0.0591 \log(2) \approx 0.0178 \ V$
$(B)$ $[HCl] = 0.1 \ M$ માટે:
$E = 0.0591 \log(0.1) = -0.0591 \ V$
$(C)$ $[HCl] = 0.5 \ M$ માટે:
$E = 0.0591 \log(0.5) \approx -0.0178 \ V$
$(D)$ $[HCl] = 1 \ M$ માટે:
$E = 0.0591 \log(1) = 0 \ V$
આમ,માત્ર વિકલ્પ $(A)$ માં આપેલ ઇલેક્ટ્રોડનો પોટેન્શિયલ શૂન્ય કરતા વધારે છે.

(D) કેથોડ પર રિડક્શન પ્રક્રિયા: $Ca^{2+} + 2e^{-} \longrightarrow Ca$.
સ્ટોઇકિયોમેટ્રી મુજબ,$1 \ mol$ $Ca$ માટે $2 \ F$ વિદ્યુતભારની જરૂર પડે છે.
$Ca$ ના મોલની સંખ્યા $(n)$ = $\frac{30 \ g}{40 \ g/mol} = 0.75 \ mol$.
જરૂરી કુલ વિદ્યુતભાર $(Q)$ = $n \times 2 \ F = 0.75 \times 2 \times 96500 \ C = 144750 \ C$.
સૂત્ર $Q = i \times t$ નો ઉપયોગ કરતા,જ્યાં $i = 5 \ A$:
$t = \frac{Q}{i} = \frac{144750 \ C}{5 \ A} = 28950 \ s$.
સમયને કલાકમાં ફેરવતા: $t = \frac{28950}{3600} \ h \approx 8.04 \ h$.
આમ,આશરે સમય $8 \ h$ છે.

(D) આપેલ પ્રક્રિયા $A_{(s)} + 2B^{2+}_{(aq)} \rightleftharpoons A^{2+}_{(aq)} + 2B_{(s)}$ છે.
અહીં,સ્થાનાંતરિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $n = 2$ છે.
આપેલ છે $E^{\circ}_{\text{cell}} = 0.0295 \ V$.
સંતુલન અચળાંક $K_c$ અને $E^{\circ}_{\text{cell}}$ વચ્ચેનો સંબંધ:
$E^{\circ}_{\text{cell}} = \frac{0.059}{n} \log K_c$.
કિંમતો મૂકતા:
$0.0295 = \frac{0.059}{2} \log K_c$.
$0.0295 = 0.0295 \log K_c$.
$\log K_c = 1$.
$K_c = 10^1 = 10$.

(A) ફ્રોથ ફ્લોટેશન પ્રક્રિયામાં,પોટેશિયમ ઇથાઇલ ઝેન્થેટ કલેક્ટર તરીકે કાર્ય કરે છે.
તે તેના ધ્રુવીય સમૂહ દ્વારા ખનિજના કણો સાથે જોડાય છે,જે ખનિજની સપાટીને હાઇડ્રોફોબિક બનાવે છે.
આ ખનિજ કણોની પાણીમાં ભીંજાવાની ક્ષમતા ઘટાડે છે,જે અયસ્કને પાણી પ્રત્યે અપાકર્ષક બનાવે છે.

(B) એલિન્ગમ આકૃતિમાં,$C$ અને $O_{2}$ માંથી $CO$ ના નિર્માણ માટેની રેખા $983 \ K$ તાપમાને $CO_{2}$ ના નિર્માણ માટેની રેખાને છેદે છે.
$983 \ K$ થી નીચે,$CO_{2}$ નું નિર્માણ વધુ સ્વયંભૂ છે (વધુ ઋણ $\Delta_{f}G^{\circ}$),જેનો અર્થ છે કે $CO_{2}$ એ $CO$ કરતા વધુ સ્થાયી છે.
$983 \ K$ થી ઉપર,$CO$ નું નિર્માણ વધુ સ્વયંભૂ બને છે (વધુ ઋણ $\Delta_{f}G^{\circ}$),જેનો અર્થ છે કે $CO$ એ $CO_{2}$ કરતા વધુ સ્થાયી છે.
તેથી,વિધાન '$CO$ એ $983 \ K$ થી વધુ તાપમાને $CO_{2}$ કરતા ઓછું સ્થાયી છે' તે ખોટું છે.

(D) ફ્રોથ ફ્લોટેશન પદ્ધતિનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે સલ્ફાઇડ યુક્ત કાચી ધાતુઓના સંકેન્દ્રણ માટે થાય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,ચાલ્કોપાયરાઇટ્સ $(CuFeS_{2})$ એ સલ્ફાઇડ યુક્ત કાચી ધાતુ છે,જ્યારે ક્રાયોલાઇટ $(Na_{3}AlF_{6})$,ક્યુપ્રાઇટ $(Cu_{2}O)$ અને કેલેમાઇન $(ZnCO_{3})$ સલ્ફાઇડ યુક્ત નથી.
તેથી,ચાલ્કોપાયરાઇટ્સનું સંકેન્દ્રણ ફ્રોથ ફ્લોટેશન પદ્ધતિ દ્વારા કરવામાં આવે છે.

(C) $S_{N}1$ પ્રક્રિયાઓ કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીના નિર્માણ દ્વારા આગળ વધે છે.
પ્રક્રિયાનો દર માત્ર સબસ્ટ્રેટની સાંદ્રતા પર આધાર રાખે છે,ન્યુક્લિયોફાઈલની સાંદ્રતા પર નહીં.
$3^{\circ}$-આલ્કાઈલ હેલાઈડ કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાને કારણે $S_{N}1$ પ્રત્યે સૌથી વધુ સક્રિય હોય છે.
$1^{\circ}$-આલ્કાઈલ હેલાઈડ સામાન્ય રીતે $S_{N}2$ પ્રક્રિયાઓ આપે છે કારણ કે તેઓ અસ્થિર કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
ધ્રુવીય દ્રાવકો સંક્રાંતિ અવસ્થા અને કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીને સ્થિર કરે છે,આમ $S_{N}1$ પ્રક્રિયાઓને પ્રોત્સાહન આપે છે.
તેથી,એ વિધાન કે $1^{\circ}$-આલ્કાઈલ હેલાઈડ સામાન્ય રીતે $S_{N}1$ પ્રક્રિયા દ્વારા પ્રતિક્રિયા આપે છે તે ખોટું છે.

(B) મિથાઈલ બ્રોમાઈડ $(CH_3Br)$ અને બ્રોમોબેન્ઝીન $(C_6H_5Br)$ ના મિશ્રણની શુષ્ક ઈથરમાં સોડિયમ ધાતુ સાથેની પ્રક્રિયા એ વુર્ટ્ઝ અને ફિટિંગ પ્રક્રિયાઓનું સંયોજન છે,જેને વુર્ટ્ઝ-ફિટિંગ પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
સંભવિત નીપજો નીચે મુજબ છે:
$1$. વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા: $2CH_3Br + 2Na \rightarrow CH_3-CH_3 + 2NaBr$ (ઈથેન બને છે).
$2$. વુર્ટ્ઝ-ફિટિંગ પ્રક્રિયા: $C_6H_5Br + CH_3Br + 2Na \rightarrow C_6H_5-CH_3 + 2NaBr$ (ટોલ્યુઈન બને છે).
$3$. ફિટિંગ પ્રક્રિયા: $2C_6H_5Br + 2Na \rightarrow C_6H_5-C_6H_5 + 2NaBr$ (ડાયફિનાઈલ બને છે).
આ પ્રક્રિયામાં પ્રોપેન $(C_3H_8)$ બની શકતું નથી કારણ કે તેમાં ત્રણ કાર્બનની શૃંખલાનો કોઈ સ્ત્રોત નથી.

(B) આ પ્રક્રિયા શ્રેણી ક્યુમીનમાંથી ફિનોલ બનાવવાની ઔદ્યોગિક પદ્ધતિ છે:
$1$. બેન્ઝીન નિર્જળ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં આઇસોપ્રોપાઇલ ક્લોરાઇડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્યુમીન $(A)$ બનાવે છે.
$2$. ક્યુમીન $(A)$ નું $130^{\circ}C$ તાપમાને $O_2$ દ્વારા ઓક્સિડેશન થઈને ક્યુમીન હાઇડ્રોપેરોક્સાઇડ $(B)$ બને છે.
$3$. ક્યુમીન હાઇડ્રોપેરોક્સાઇડ $(B)$ ને $100^{\circ}C$ તાપમાને મંદ $H_2SO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરાવતા ફિનોલ અને પ્રોપેનોન $(C)$ મળે છે.
તેથી,$C$ એ પ્રોપેનોન છે.

(D) $1$ મોલ અળસીના તેલમાં હાઇડ્રોજનના મોલની સંખ્યા સૌથી વધુ ઉમેરી શકાય છે કારણ કે તેમાં અસંતૃપ્તતાનું પ્રમાણ સૌથી વધુ હોય છે.
અળસીનું તેલ એક લાક્ષણિક ડ્રાયિંગ ઓઈલ છે.
તેમાં મુખ્યત્વે લિનોલેનિક એસિડના એસ્ટર્સ (પોલીઅનસેચ્યુરેટેડ ફેટી એસિડ્સ) હોય છે,જેમાં અનેક દ્વિબંધો હોય છે,જે અન્ય તેલની સરખામણીમાં વધુ હાઇડ્રોજન ઉમેરવાની ક્ષમતા આપે છે.

(A) આપેલ સંયોજન '$A$' કાળી જ્યોત સાથે સળગે છે,તેથી તે સુગંધિત (aromatic) સંયોજન હોવું જોઈએ.
જ્યારે તે બોર્શેના પ્રક્રિયક (એસિડિક $2,4-$ડાયનાઈટ્રોફિનાઈલ હાઈડ્રેઝીન દ્રાવણ) સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે,ત્યારે તે નારંગી અવક્ષેપ આપે છે,જે સૂચવે છે કે તે કાર્બોનિલ સંયોજન (આલ્ડિહાઈડ અથવા કીટોન) છે.
સંયોજન '$A$' ટોલેન્સ પ્રક્રિયક કસોટી માટે ઋણ પરિણામ આપે છે,તેથી તે આલ્ડિહાઈડ હોઈ શકે નહીં.
તેથી,તે સુગંધિત કીટોન હોવું જોઈએ.
આમ,'$A$' એ એસીટોફેનોન છે.

(C) $Buna-S$ રબર એ $1,3-butadiene$ અને સ્ટાયરીનનું સહ-પોલિમર છે.
તે $1,3-butadiene$ $(75 \%)$ અને સ્ટાયરીન $(25 \%)$ ના પોલિમરાઈઝેશન દ્વારા સોડિયમ $(Na)$ ની હાજરીમાં ઉદ્દીપક તરીકે તૈયાર કરવામાં આવે છે.
આમ,વપરાતું $s$-બ્લોક તત્વ $Na$ છે.

(A) આપેલ છે: $\frac{P_A^0}{P_B^0} = \frac{1}{2}$ અને $\frac{n_A}{n_B} = \frac{1}{2}$.
પ્રવાહી કલામાં $A$ નો મોલ અંશ,$x_A = \frac{n_A}{n_A + n_B} = \frac{1}{1+2} = \frac{1}{3}$.
પ્રવાહી કલામાં $B$ નો મોલ અંશ,$x_B = \frac{n_B}{n_A + n_B} = \frac{2}{1+2} = \frac{2}{3}$.
રાઉલ્ટના નિયમ મુજબ,આંશિક દબાણ:
$P_A = x_A P_A^0 = \frac{1}{3} P_A^0$
$P_B = x_B P_B^0 = \frac{2}{3} P_B^0 = \frac{2}{3} (2 P_A^0) = \frac{4}{3} P_A^0$
કુલ દબાણ $P_{total} = P_A + P_B = \frac{1}{3} P_A^0 + \frac{4}{3} P_A^0 = \frac{5}{3} P_A^0$.
બાષ્પ કલામાં $A$ નો મોલ અંશ,$y_A = \frac{P_A}{P_{total}} = \frac{\frac{1}{3} P_A^0}{\frac{5}{3} P_A^0} = \frac{1}{5} = 0.2$.

(D) બાષ્પદબાણમાં સાપેક્ષ ઘટાડા માટે રાઉલ્ટના નિયમ મુજબ:
$\frac{p^{\circ} - p}{p} = \frac{w \times M}{m \times W}$
આપેલ છે:
$p^{\circ} = 100, \quad p = 100 - 20 = 80$
$m = 40 \ g \ mol^{-1}, \quad M(C_{8}H_{18}) = 114 \ g \ mol^{-1}$
$W = 114 \ g, \quad w = ?$
કિંમતો મૂકતા:
$\frac{100 - 80}{80} = \frac{w \times 114}{40 \times 114}$
$\frac{20}{80} = \frac{w}{40}$
$w = \frac{20 \times 40}{80} = 10 \ g$

(A) કલિલ કણો એ સાચા દ્રાવણના દ્રાવ્ય કણોની સરખામણીમાં મોટા સમૂહો છે.
સમાન સાંદ્રતાએ સાચા દ્રાવણની સરખામણીમાં કલિલ દ્રાવણમાં કણોની સંખ્યા ઘણી ઓછી હોવાથી,અભિસરણ દબાણ જેવા સંખ્યાત્મક ગુણધર્મોનું મૂલ્ય ઓછું હોય છે.
તેથી,કલિલ દ્રાવણો ઓછું અભિસરણ દબાણ દર્શાવે છે.

(B) ડાયાલિસિસ એ અર્ધપારગમ્ય પટલ દ્વારા કલિલ કણોને સ્ફટિકમય પદાર્થોથી અલગ કરવા માટે વપરાતી પ્રક્રિયા છે.
કલિલ કણો (જેમ કે પ્રોટીન) પટલમાંથી પસાર થઈ શકતા નથી,જ્યારે સ્ફટિકમય પદાર્થો (જેમ કે ગ્લુકોઝ) પસાર થઈ શકે છે.
તેથી,ડાયાલિસિસનો ઉપયોગ $glucose$ અને $protein$ ને અલગ કરવા માટે થાય છે.

(B) ઘન પદાર્થની સપાટી પર વાયુના અધિશોષણ દરમિયાન,સપાટીની ઉર્જામાં ઘટાડો થાય છે,જેનો અર્થ છે કે તે ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે. તેથી,$\Delta H < 0$.
જ્યારે વાયુનું અધિશોષણ થાય છે,ત્યારે તેના અણુઓની ગતિશીલતા મર્યાદિત બને છે,જેનાથી તંત્રની એન્ટ્રોપીમાં ઘટાડો થાય છે. તેથી,$\Delta S < 0$.
ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જાના સમીકરણ $\Delta G = \Delta H - T \Delta S$ મુજબ,સ્વયંભૂ પ્રક્રિયા માટે $\Delta G$ ઋણ હોવું જોઈએ. અધિશોષણ એ સ્વયંભૂ પ્રક્રિયા હોવાથી,$\Delta G < 0$.