MHT CET 2018 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Gujarati

(A) $PCl_3$ માં,મધ્યસ્થ ફોસ્ફરસ પરમાણુ $3$ ક્લોરિન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે અને તેની પાસે $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) છે.
સ્ટેરિક નંબર $= \text{સિગ્મા બંધની સંખ્યા} + \text{અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા} = 3 + 1 = 4$.
$4$ સ્ટેરિક નંબર $sp^3$ સંકરણ સૂચવે છે.

(B) ઉભયગુણી ઓક્સાઇડ એ છે જે એસિડ અને બેઇઝ બંને સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્ષાર અને પાણી બનાવે છે.
$ZnO$ એ ઉભયગુણી ઓક્સાઇડનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે.
એસિડ સાથેની પ્રક્રિયા: $ZnO + 2 HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2O$
બેઇઝ સાથેની પ્રક્રિયા: $ZnO + 2 NaOH \rightarrow Na_2ZnO_2 + H_2O$

(C) $-CH_3$ ગ્રુપ એ ઇલેક્ટ્રોન ડોનેટિંગ ગ્રુપ છે જે $+I$ અસર દર્શાવે છે.
જ્યારે અન્ય ગ્રુપ્સમાં વધુ ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવ પરમાણુઓ હોવાથી તેઓ $-I$ અસર દર્શાવે છે.

(D) $CIP$ (Cahn-Ingold-Prelog) અગ્રતાના નિયમો અનુસાર,કાઈરલ કેન્દ્ર સાથે સીધા જોડાયેલા પરમાણુના પરમાણુ ક્રમાંકના આધારે અગ્રતા આપવામાં આવે છે.
કાઈરલ કેન્દ્ર સાથે જોડાયેલા પરમાણુઓની સરખામણી કરતા: $N$ ($-NO_2$,$-NH_2$,$-CN$ માં) નો પરમાણુ ક્રમાંક $7$ છે,જ્યારે $O$ ($-OH$ માં) નો પરમાણુ ક્રમાંક $8$ છે.
$O$ $(8)$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $N$ $(7)$ કરતા વધારે હોવાથી,આપેલા વિકલ્પોમાં $-OH$ જૂથ સૌથી વધુ અગ્રતા ધરાવે છે.

(A) ફેરિક ક્લોરાઇડ $(FeCl_3)$ જેવા લુઈસ એસિડ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં એરીન્સ (જેમ કે બેન્ઝીન) ની ક્લોરિન $(Cl_2)$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયાનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે.
આ પ્રક્રિયામાં,$FeCl_3$ લુઈસ એસિડ તરીકે કાર્ય કરીને ઇલેક્ટ્રોફાઇલ $Cl^+$ ઉત્પન્ન કરે છે,જે બેન્ઝીન વલય પર હુમલો કરીને હાઇડ્રોજન પરમાણુનું વિસ્થાપન કરે છે,જેના પરિણામે ક્લોરોબેન્ઝીન અને હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ $(HCl)$ બને છે.

(A) આલ્કેનની ફ્લોરિન સાથેની પ્રતિક્રિયા અત્યંત ઉષ્માક્ષેપક અને નિયંત્રિત કરવામાં મુશ્કેલ હોય છે,જે ઘણીવાર વિસ્ફોટક પરિસ્થિતિઓ તરફ દોરી જાય છે.
શરૂઆતના તબક્કામાં $F-F$ બંધનું હોમોલિટીક વિભાજન થાય છે.
$F-F \rightarrow 2\dot{F} ; \Delta H = +158 \ kJ/mol$
એકવાર ફ્લોરિન મુક્તમૂલકો (radicals) બની જાય પછી,પ્રસરણના તબક્કાઓ અત્યંત ઉષ્માક્ષેપક હોય છે.
$CH_4 + \dot{F} \rightarrow \dot{C}H_3 + HF ; \Delta H = -134 \ kJ/mol$
$\dot{C}H_3 + F_2 \rightarrow CH_3F + \dot{F} ; \Delta H = -293 \ kJ/mol$
સમગ્ર પ્રતિક્રિયા અત્યંત ઉષ્માક્ષેપક છે,જે જો કાળજીપૂર્વક નિયંત્રિત ન કરવામાં આવે તો વિસ્ફોટનું કારણ બની શકે તેવી ઉર્જા મુક્ત કરે છે.

(D) $n$-હેક્ઝેન $(CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3)$ નું બેન્ઝીન $(C_6H_6)$ માં રૂપાંતર એ એરોમેટાઈઝેશન અથવા કેટાલિટીક રિફોર્મિંગ તરીકે ઓળખાતી પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,$n$-હેક્ઝેનને $Al_2O_3$ પર આધારિત $Cr_2O_3$,$V_2O_5$ અથવા $Mo_2O_3$ જેવા ઉદ્દીપકોની હાજરીમાં ઊંચા દબાણે ગરમ કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં આલ્કેન શૃંખલામાંથી હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ દૂર કરીને ચક્રીય એરોમેટિક વલય બનાવવામાં આવે છે,જેને ખાસ કરીને ડીહાઇડ્રોજનેશન કહેવામાં આવે છે.
તેથી,સાચી પ્રક્રિયા ડીહાઇડ્રોજનેશન છે.

(A) $H_2O$ અણુમાં,ઓક્સિજન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ અનુભવે છે.
તેમાં બે બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બે અબંધકારક (અબંધકારક) ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે અપાકર્ષણ થાય છે,જે બંધકોણને આદર્શ સમચતુષ્ફલકીય ખૂણા $109.5^{\circ}$ થી ઘટાડીને $104.5^{\circ}$ કરે છે.
તેથી,આણ્વિક ભૂમિતિને વળેલી (bent) અથવા $V$-આકારની કહેવામાં આવે છે,જે વિકૃત સમચતુષ્ફલકીય ઇલેક્ટ્રોન ભૂમિતિમાંથી ઉતરી આવે છે.

(C) પાણીનું સ્વયં-પ્રોટોલિસિસ (અથવા સ્વયં-આયનીકરણ) એક પાણીના અણુમાંથી બીજા અણુમાં પ્રોટોનનું સ્થાનાંતર સૂચવે છે.
આ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ દર્શાવી શકાય:
$H_2O(l) \rightleftharpoons H^{+}(aq) + OH^{-}(aq)$
$H_2O(l) + H^{+}(aq) \rightarrow H_3O^{+}(aq)$
આ બંનેને જોડતા,ચોખ્ખી પ્રક્રિયા નીચે મુજબ થાય છે:
$2H_2O(l) \rightleftharpoons H_3O^{+}(aq) + OH^{-}(aq)$
આમ,નીપજો હાઇડ્રોનિયમ આયનો $(H_3O^{+})$ અને હાઇડ્રોક્સાઇડ આયનો $(OH^{-})$ છે.

(B) આપેલા પદાર્થોમાં નાઈટ્રોજનની ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ નીચે મુજબ ગણવામાં આવે છે:
$N_2$: $2x = 0 \Rightarrow x = 0$
$NH_3$: $x + 3(+1) = 0 \Rightarrow x = -3$
$N_2O$: $2x + (-2) = 0$ $\Rightarrow 2x = 2$ $\Rightarrow x = +1$
$NO$: $x + (-2) = 0 \Rightarrow x = +2$
આ મૂલ્યો $(0, -3, +1, +2)$ ની સરખામણી કરતા,સૌથી ઓછી ઓક્સિડેશન અવસ્થા $-3$ છે,જે એમોનિયા $(NH_3)$ માં જોવા મળે છે.

(B) મધ્યવર્તી (intermediate) એવો પદાર્થ છે જે પ્રક્રિયાની ક્રિયાવિધિના એક તબક્કામાં ઉત્પન્ન થાય છે અને પછીના તબક્કામાં વપરાઈ જાય છે.
બંને તબક્કાઓનો સરવાળો કરતા:
$(i)$ $2 SO_{2(g)} + 2 NO_{2(g)} \rightarrow 2 SO_{3(g)} + 2 NO_{(g)}$
$(ii)$ $2 NO_{(g)} + O_{2(g)} \rightarrow 2 NO_{2(g)}$
કુલ પ્રક્રિયા: $2 SO_{2(g)} + O_{2(g)} \rightarrow 2 SO_{3(g)}$
અહીં,$NO_{(g)}$ એ તબક્કા $(i)$ માં ઉત્પન્ન થાય છે અને તબક્કા $(ii)$ માં વપરાય છે,તેથી તે મધ્યવર્તી છે.

(A) સમૂહ-$2$ માં,પ્રથમ તત્વ,$Be$ (બેરિલિયમ),જૂથના બાકીના સભ્યોની તુલનામાં અસામાન્ય ગુણધર્મો દર્શાવે છે.
આ તેના નાના પરમાણુ કદ,ઉચ્ચ વિદ્યુતઋણતા અને અન્ય આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓની તુલનામાં ઉચ્ચ આયનીકરણ એન્થાલ્પીને કારણે છે.

(C) ઘનતા એટલે એકમ કદ દીઠ દળ.
$Density = \frac{Mass}{Volume}$.
દળનો $SI$ એકમ $kg$ છે અને કદનો $SI$ એકમ $m^3$ છે.
તેથી,ઘનતાનો $SI$ એકમ $kg \ m^{-3}$ છે.

(A) $u$ (યુનિફાઇડ માસ) સંકેતે પરમાણ્વીય દળના જૂના એકમ $amu$ (એટોમિક માસ યુનિટ) નું સ્થાન લીધું છે.

(B) ઇથેનોલ માટે દહન પ્રક્રિયા: $C_2H_5OH_{(l)} + 3O_{2(g)} \rightarrow 2CO_{2(g)} + 3H_2O_{(l)}$
પ્રથમ,ઇથેનોલના મોલની સંખ્યા શોધો:
ઇથેનોલનું દળ $= 0.138 \ kg = 138 \ g$
ઇથેનોલનું મોલર દળ $= 46 \ g \ mol^{-1}$
ઇથેનોલના મોલ $(n) = \frac{138 \ g}{46 \ g \ mol^{-1}} = 3 \ mol$
$3 \ mol$ ઇથેનોલના દહન માટે સંતુલિત સમીકરણ:
$3C_2H_5OH_{(l)} + 9O_{2(g)} \rightarrow 6CO_{2(g)} + 9H_2O_{(l)}$
વાયુરૂપ મોલના ફેરફારની ગણતરી $(\Delta n_g)$:
$\Delta n_g = \sum n_{g(products)} - \sum n_{g(reactants)}$
$\Delta n_g = 6 - 9 = -3$
થયેલ કાર્ય $(w)$ માટેનું સૂત્ર:
$w = -\Delta n_g RT$
$w = -(-3) \times 8.314 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1} \times 300 \ K$
$w = 3 \times 8.314 \times 300 = 7482 \ J$

(A) આપેલ છે: $n = 2 \ mol$,$V_1 = 10 \ dm^3 = 0.01 \ m^3$,$V_2 = 2 \ m^3$,$P_{ext} = 101.325 \ kPa = 101.325 \times 10^3 \ Pa$.
અપ્રતિવર્તી વિસ્તરણ માટે કાર્યનું સૂત્ર $W = -P_{ext} \cdot \Delta V$ છે.
$\Delta V = V_2 - V_1 = 2 \ m^3 - 0.01 \ m^3 = 1.99 \ m^3$.
$W = -101.325 \times 10^3 \ Pa \times 1.99 \ m^3$.
$W = -201636.75 \ J = -201.6 \ kJ$.

(A) ઉષ્માગતિશાસ્ત્રનો પ્રથમ નિયમ આ સમીકરણ દ્વારા આપવામાં આવે છે: $\Delta U = q + w$
સમદાબીય પરિસ્થિતિઓ હેઠળ,થયેલ કાર્ય $w = -p_{ex} \cdot \Delta V$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આને પ્રથમ નિયમના સમીકરણમાં મૂકતા,આપણને મળે છે: $\Delta U = q - p_{ex} \cdot \Delta V$.

(A) આપેલ વિધેય: $f(x) = x \log x$
ન્યૂનતમ કિંમત શોધવા માટે,પ્રથમ આપણે વિકલન $f'(x)$ શોધીએ:
$f'(x) = x \cdot \frac{1}{x} + \log x \cdot 1 = 1 + \log x$
ક્રિટિકલ પોઈન્ટ્સ માટે $f'(x) = 0$ લેતા:
$1 + \log x = 0 \Rightarrow \log x = -1 \Rightarrow x = e^{-1} = \frac{1}{e}$
હવે,દ્વિતીય વિકલન $f''(x)$ શોધીએ:
$f''(x) = \frac{d}{dx}(1 + \log x) = \frac{1}{x}$
$x = \frac{1}{e}$ આગળ $f''(x)$ ની કિંમત તપાસતા:
$f''(\frac{1}{e}) = \frac{1}{1/e} = e > 0$
કારણ કે $f''(\frac{1}{e}) > 0$ છે,તેથી વિધેય $x = \frac{1}{e}$ આગળ ન્યૂનતમ છે.
ન્યૂનતમ કિંમત:
$f(\frac{1}{e}) = \frac{1}{e} \log(\frac{1}{e}) = \frac{1}{e} \log(e^{-1}) = \frac{1}{e} (-1) = -\frac{1}{e}$

(A) આપેલ સમીકરણ $ax^2+2hxy+by^2=0$ છે.
ધારો કે રેખાઓના ઢાળ $m_1$ અને $m_2$ છે.
$2$ ઘાતવાળા સમપરિમાણીય સમીકરણના ગુણધર્મો પરથી:
$m_1+m_2 = -\frac{2h}{b} \dots (1)$
$m_1 \cdot m_2 = \frac{a}{b} \dots (2)$
આપેલ છે કે એક ઢાળ બીજા કરતા બમણો છે,તેથી $m_1 = 2m_2 \dots (3)$.
$(3)$ ને $(1)$ માં મૂકતા:
$3m_2 = -\frac{2h}{b} \implies m_2 = -\frac{2h}{3b}$.
$(3)$ ને $(2)$ માં મૂકતા:
$2(m_2)^2 = \frac{a}{b}$.
$m_2$ ની કિંમત મૂકતા:
$2\left(-\frac{2h}{3b}\right)^2 = \frac{a}{b}
\implies 2\left(\frac{4h^2}{9b^2}\right) = \frac{a}{b}
\implies \frac{8h^2}{9b^2} = \frac{a}{b}
\implies 8h^2 = 9ab$.

(B) એક પાસા પરના કુલ પરિણામો $\{1, 2, 3, 4, 5, 6\}$ છે.
આ ગણમાં $2$ પૂર્ણ વર્ગ છે,જે $1$ અને $4$ છે.
તેથી,એક ફેંકમાં પૂર્ણ વર્ગ મળવાની સંભાવના $p = \frac{2}{6} = \frac{1}{3}$ છે.
એક ફેંકમાં પૂર્ણ વર્ગ ન મળવાની સંભાવના $q = 1 - p = 1 - \frac{1}{3} = \frac{2}{3}$ છે.
પાસાને $4$ વખત ફેંકવામાં આવતો હોવાથી,$4$ ફેંકમાંથી એક પણ વાર પૂર્ણ વર્ગ ન મળવાની સંભાવના $q^4 = (\frac{2}{3})^4 = \frac{16}{81}$ છે.
ઓછામાં ઓછા એક ફેંકમાં પૂર્ણ વર્ગ મળવાની સંભાવના $1 - P(\text{કોઈ પૂર્ણ વર્ગ નહીં}) = 1 - \frac{16}{81} = \frac{65}{81}$ છે.

(C) આપેલ છે કે $\vec{a}, \vec{b}, \vec{c}$ પરસ્પર લંબ સદિશો છે,તેથી $|\vec{a}|=1, |\vec{b}|=2, |\vec{c}|=3$ અને $\vec{a} \cdot \vec{b} = \vec{b} \cdot \vec{c} = \vec{c} \cdot \vec{a} = 0$.
અદિશ ત્રિગુણિત ગુણાકારની વ્યાખ્યા મુજબ $[\vec{x} \quad \vec{y} \quad \vec{z}] = (\vec{x} \times \vec{y}) \cdot \vec{z}$.
આપણે $[\vec{a}+\vec{b}+\vec{c} \quad \vec{b}-\vec{a} \quad \vec{c}] = ((\vec{a}+\vec{b}+\vec{c}) \times (\vec{b}-\vec{a})) \cdot \vec{c}$ ની કિંમત શોધવાની છે.
ક્રોસ પ્રોડક્ટનું વિસ્તરણ કરતા: $(\vec{a}+\vec{b}+\vec{c}) \times (\vec{b}-\vec{a}) = \vec{a} \times \vec{b} - \vec{a} \times \vec{a} + \vec{b} \times \vec{b} - \vec{b} \times \vec{a} + \vec{c} \times \vec{b} - \vec{c} \times \vec{a}$.
કારણ કે $\vec{x} \times \vec{x} = 0$ અને $\vec{b} \times \vec{a} = -(\vec{a} \times \vec{b})$,આપણને મળે $\vec{a} \times \vec{b} + \vec{a} \times \vec{b} + \vec{c} \times \vec{b} - \vec{c} \times \vec{a} = 2(\vec{a} \times \vec{b}) + \vec{c} \times \vec{b} - \vec{c} \times \vec{a}$.
હવે,$\vec{c}$ સાથે ડોટ પ્રોડક્ટ લેતા: $(2(\vec{a} \times \vec{b}) + \vec{c} \times \vec{b} - \vec{c} \times \vec{a}) \cdot \vec{c} = 2(\vec{a} \times \vec{b}) \cdot \vec{c} + (\vec{c} \times \vec{b}) \cdot \vec{c} - (\vec{c} \times \vec{a}) \cdot \vec{c}$.
જો બે સદિશો સમાન હોય તો અદિશ ત્રિગુણિત ગુણાકાર શૂન્ય થાય છે,તેથી $(\vec{c} \times \vec{b}) \cdot \vec{c} = 0$ અને $(\vec{c} \times \vec{a}) \cdot \vec{c} = 0$.
આમ,પદાવલિ $2(\vec{a} \times \vec{b}) \cdot \vec{c} = 2[\vec{a} \quad \vec{b} \quad \vec{c}]$ માં પરિણમે છે.
કારણ કે $\vec{a}, \vec{b}, \vec{c}$ પરસ્પર લંબ છે,$[\vec{a} \quad \vec{b} \quad \vec{c}] = |\vec{a}| |\vec{b}| |\vec{c}| = 1 \times 2 \times 3 = 6$.
તેથી,પરિણામ $2 \times 6 = 12$ મળે છે.

(C) રેખીય વેગમાનના સંરક્ષણના નિયમ મુજબ:
$m v + m(0) = m v_1 + m v_2$
$v_1 + v_2 = v \quad \dots (i)$
રિસ્ટિટ્યુશનના ગુણાંક $(e)$ ની વ્યાખ્યાનો ઉપયોગ કરતા:
$e = \frac{v_2 - v_1}{v - 0}$
$e v = v_2 - v_1 \quad \dots (ii)$
સમીકરણ $(i)$ અને સમીકરણ $(ii)$ નો સરવાળો કરતા:
$(v_1 + v_2) + (v_2 - v_1) = v + e v$
$2 v_2 = v(1 + e)$
$v_2 = \frac{v(e + 1)}{2}$
તેથી,બીજા ગોળાના અંતિમ વેગ $(v_2)$ અને પ્રથમ ગોળાના પ્રારંભિક વેગ $(v)$ નો ગુણોત્તર:
$\frac{v_2}{v} = \frac{e + 1}{2}$

(D) આપેલ છે: વર્તુળનો વ્યાસ,$d = 50 \ cm = 0.5 \ m$.
વર્તુળની ત્રિજ્યા,$r = d/2 = 0.25 \ m$.
કણની આવૃત્તિ,$f = 2 \ Hz$.
નિયમિત વર્તુળાકાર ગતિ $(U.C.M.)$ માં,પ્રવેગ એ કેન્દ્રગામી પ્રવેગ છે,જે $a = \omega^2 r$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
કોણીય આવૃત્તિ,$\omega = 2 \pi f = 2 \pi (2) = 4 \pi \ rad/s$.
સૂત્રમાં કિંમતો મૂકતા:
$a = (4 \pi)^2 \times 0.25$
$a = 16 \pi^2 \times 0.25$
$a = 4 \pi^2 \ m/s^2$.

(C) આપેલ છે: લોલકની લંબાઈ $l = 1 \ m$,પથ લંબાઈ $= 16 \ cm$,$g = \pi^2 \ m/s^2$.
પથ લંબાઈ એ બે અંતિમ સ્થાનો વચ્ચેનું કુલ અંતર હોવાથી,કંપવિસ્તાર $A$ એ પથ લંબાઈના અડધા જેટલો હોય છે.
$A = \frac{16 \ cm}{2} = 8 \ cm = 0.08 \ m$.
સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T$ એ $T = 2 \pi \sqrt{\frac{l}{g}}$ સૂત્ર દ્વારા મળે છે.
કિંમતો મૂકતા: $T = 2 \pi \sqrt{\frac{1}{\pi^2}} = 2 \pi \times \frac{1}{\pi} = 2 \ s$.
કોણીય આવૃત્તિ $\omega = \frac{2 \pi}{T} = \frac{2 \pi}{2} = \pi \ rad/s$.
મહત્તમ વેગ $V_{max} = A \omega$ દ્વારા મળે છે.
$V_{max} = 8 \ cm \times \pi \ rad/s = 8 \pi \ cm/s$.

(B) કોમન એમિટર એમ્પ્લીફાયરનો વોલ્ટેજ ગેઇન $(A_v)$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $A_v = \beta \times \frac{R_L}{R_i}$,જ્યાં $\beta = \frac{\Delta I_C}{\Delta I_B}$.
આપેલ છે:
લોડ અવરોધ $(R_L)$ = $2 \ k\Omega = 2000 \ \Omega$.
ઇનપુટ અવરોધ $(R_i)$ = $150 \ \Omega$.
બેઝ કરંટમાં ફેરફાર $(\Delta I_B)$ = $20 \ \mu A = 20 \times 10^{-6} \ A$.
કલેક્ટર કરંટમાં ફેરફાર $(\Delta I_C)$ = $1.5 \ mA = 1.5 \times 10^{-3} \ A$.
સૌ પ્રથમ,કરંટ ગેઇન $(\beta)$ ની ગણતરી કરો:
$\beta = \frac{1.5 \times 10^{-3}}{20 \times 10^{-6}} = \frac{1.5}{20} \times 10^3 = 75$.
હવે,વોલ્ટેજ ગેઇન $(A_v)$ ની ગણતરી કરો:
$A_v = 75 \times \frac{2000}{150} = 75 \times \frac{40}{3} = 25 \times 40 = 1000$.

(C) હેલોફોર્મ પ્રક્રિયા એવા સંયોજનો દ્વારા આપવામાં આવે છે જેમાં $CH_3CO-$ ગ્રુપ અથવા $CH_3CH(OH)-$ ગ્રુપ હોય છે.
$(A)$ $CH_3-CH(OH)-CH_3$ માં $CH_3CH(OH)-$ ગ્રુપ છે,તેથી તે હેલોફોર્મ પ્રક્રિયા આપે છે.
$(B)$ $CH_3-CO-CH_3$ માં $CH_3CO-$ ગ્રુપ છે,તેથી તે હેલોફોર્મ પ્રક્રિયા આપે છે.
$(C)$ $C_2H_5-CH(OH)-C_2H_5$ (પેન્ટેન$-3-$ઓલ) માં $CH_3CH(OH)-$ ગ્રુપ નથી,તેથી તે હેલોફોર્મ પ્રક્રિયા આપતું નથી.
$(D)$ $CH_3-CO-C_2H_5$ (બ્યુટેન$-2-$ઓન) માં $CH_3CO-$ ગ્રુપ છે,તેથી તે હેલોફોર્મ પ્રક્રિયા આપે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(D) આલ્કોહોલની લુકાસ પ્રક્રિયક ($HCl +$ નિર્જળ $ZnCl_2$) સાથેની પ્રક્રિયા $SN^1$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા થાય છે.
લુકાસ પ્રક્રિયક સાથે પ્રક્રિયાનો દર આ ક્રમમાં હોય છે: $3^{\circ} > 2^{\circ} > 1^{\circ}$ આલ્કોહોલ.
$3^{\circ}$ આલ્કોહોલ લુકાસ પ્રક્રિયક સાથે તરત જ પ્રક્રિયા કરીને આલ્કાઈલ ક્લોરાઈડ બનાવે છે,જે દ્રાવણમાં ધૂંધળા સ્તર (turbidity) તરીકે દેખાય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$(CH_3)_3C-OH$ એ $3^{\circ}$ આલ્કોહોલ છે,તેથી તે તરત જ પ્રક્રિયા કરે છે.

(B) સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(NaOH)$ જેવા જલીય બેઝની હાજરીમાં ફિનોલની ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_3)$ સાથેની પ્રક્રિયા અને ત્યારબાદ એસિડિકરણ કરવાથી બેન્ઝીન રિંગના ઓર્થો સ્થાન પર ફોર્મિલ ગ્રુપ $(-CHO)$ દાખલ થાય છે,જેના પરિણામે સેલિસિલડેહાઇડ બને છે.
આ વિશિષ્ટ રાસાયણિક પ્રક્રિયાને રાઇમર-ટીમેન પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(B) ન્યુક્લિયોફિલિક યોગશીલ પ્રક્રિયાનો દર કાર્બોનિલ કાર્બન પરના અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
$HCHO > CH_3CHO > CH_3COCH_3 > C_2H_5COC_2H_5$
ફોર્માલ્ડિહાઇડમાં સૌથી ઓછો અવકાશી અવરોધ અને કાર્બોનિલ કાર્બનની સૌથી વધુ ઇલેક્ટ્રોફિલીસીટી હોય છે,જે તેને $HCN$ ની ન્યુક્લિયોફિલિક યોગશીલ પ્રક્રિયા માટે સૌથી વધુ સક્રિય બનાવે છે.

(B) ગુંદર અથવા જિલેટીનની હાજરીમાં સોડિયમ હાઇપોક્લોરાઇટ $(NaOCl)$ સાથે એમોનિયાની પ્રક્રિયા હાઇડ્રેઝિન $(NH_2NH_2)$ બનાવવા માટેની પ્રમાણભૂત ઔદ્યોગિક પદ્ધતિ છે.
રાસાયણિક સમીકરણ છે: $2NH_3 + NaOCl \rightarrow NH_2NH_2 + NaCl + H_2O$.

(C) પગલું $1$: એનિલિન પિરિડિનની હાજરીમાં એસિટિક એનહાઇડ્રાઇડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને એસિટાનિલાઇડ $(A)$ બનાવે છે. આ પગલું એમિનો ગ્રુપનું રક્ષણ કરે છે.
પગલું $2$: એસિટાનિલાઇડ $CH_3COOH$ માં $Br_2$ સાથે ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટિટ્યુશન (બ્રોમિનેશન) પ્રક્રિયા કરીને $p$-બ્રોમોએસિટાનિલાઇડ $(B)$ બનાવે છે. એસિટામિડો ગ્રુપ ઓર્થો/પેરા નિર્દેશક છે,પરંતુ અવકાશી અવરોધને કારણે પેરા નીપજ મુખ્ય હોય છે.
પગલું $3$: એસિડ $(H^+)$ અથવા બેઝ $(OH^-)$ ની હાજરીમાં $p$-બ્રોમોએસિટાનિલાઇડ $(B)$ નું જળવિભાજન કરવાથી એસિટિલ ગ્રુપ દૂર થાય છે અને $p$-બ્રોમોએનિલિન $(C)$ મળે છે.

(D) અસમપ્રમાણ કાર્બન પરમાણુ (કાઇરલ સેન્ટર) એ એવો કાર્બન પરમાણુ છે જે ચાર અલગ-અલગ સમૂહો સાથે જોડાયેલ હોય છે.
$Glyceraldehyde$ $(CHO-CH(OH)-CH_2OH)$ ની રચનામાં મધ્યસ્થ કાર્બન $-CHO$,$-H$,$-OH$,અને $-CH_2OH$ સમૂહો સાથે જોડાયેલ છે.
આ ચારેય સમૂહો અલગ હોવાથી,મધ્યસ્થ કાર્બન એ અણુમાં એકમાત્ર અસમપ્રમાણ કાર્બન પરમાણુ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(C) $DNA$ માં રહેલી શર્કરા $2$-ડીઓક્સિરાઈબોઝ છે.
રાઈબોઝ શર્કરામાં,બધા કાર્બન પરમાણુઓ ($C_1$ થી $C_5$) $-OH$ સમૂહ સાથે જોડાયેલા હોય છે.
જોકે,$2$-ડીઓક્સિરાઈબોઝમાં,$C_2$ સ્થાન પરનો $-OH$ સમૂહ હાઈડ્રોજન પરમાણુ $(-H)$ દ્વારા બદલાય છે.
તેથી,$C_2$ કાર્બન પરમાણુ $-OH$ સમૂહ ધરાવતો નથી.

(A) સાઇટ્રિક એસિડ એ ટ્રાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ છે કારણ કે તેની રચનામાં ત્રણ કાર્બોક્સિલિક એસિડ $(-COOH)$ સમૂહો આવેલા હોય છે.
તેનું રાસાયણિક સૂત્ર $C_6H_8O_7$ અથવા $HOOC-CH_2-C(OH)(COOH)-CH_2-COOH$ છે.
મેલોનિક એસિડ એ ડાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ છે $(HOOC-CH_2-COOH)$.
સક્સિનિક એસિડ એ ડાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ છે $(HOOC-CH_2-CH_2-COOH)$.
મેલિક એસિડ એ ડાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ છે $(HOOC-CH_2-CH(OH)-COOH)$.

(C) એસ્ટરીકરણ પ્રક્રિયા માટે કાર્બોક્સિલિક એસિડની સક્રિયતા કાર્બોનિલ કાર્બન પરમાણુની આસપાસના અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં $CH_3CH_2COOH$ (પ્રોપેનોઈક એસિડ) માં સૌથી ઓછો અવકાશી અવરોધ છે કારણ કે તે પ્રાથમિક કાર્બોક્સિલિક એસિડ છે.
જેમ $\alpha$-કાર્બન સાથે જોડાયેલા આલ્કાઈલ સમૂહોની સંખ્યા અથવા કદ વધે છે,તેમ અવકાશી અવરોધ વધે છે,જે આલ્કોહોલના ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલાના દરને ઘટાડે છે.
તેથી,$CH_3CH_2COOH$ સૌથી વધુ સક્રિય છે.

(C) આર્હેનિયસ સમીકરણ $k = A e^{-E_a / (RT)}$ છે.
બંને બાજુ પ્રાકૃતિક લઘુગણક લેતા: $\ln k = \ln A - \frac{E_a}{RT}$.
તેને $10$ ના આધારવાળા લઘુગણકમાં ફેરવતા: $\log_{10} k = \log_{10} A - \frac{E_a}{2.303 R} \times \frac{1}{T}$.
આને સીધી રેખાના સમીકરણ $y = mx + c$ સાથે સરખાવતા,જ્યાં $y = \log_{10} k$ અને $x = \frac{1}{T}$ છે.
તેથી,ઢાળ $m = -\frac{E_a}{2.303 R}$ થાય.

(D) ટ્રાન્ક્વિલાઈઝર એ તણાવ અને માનસિક રોગોની સારવાર માટે વપરાતા રાસાયણિક સંયોજનોનો એક વર્ગ છે. તેના ઉદાહરણોમાં $Meprobamate$,$Equanil$ અને $Chlordiazepoxide$ નો સમાવેશ થાય છે.
$Bromopheniramine$ એ એન્ટિહિસ્ટામાઇન છે,ટ્રાન્ક્વિલાઈઝર નથી.

(D) લેન્થેનાઇડ શ્રેણીમાં,લેન્થેનાઇડ સંકોચનને કારણે $La^{3+}$ થી $Lu^{3+}$ સુધી આયનીય ત્રિજ્યા ઘટે છે.
જેમ આયનીય ત્રિજ્યા ઘટે છે,તેમ $M-OH$ બંધનો સહસંયોજક ગુણધર્મ વધે છે,જે બેઝિક પ્રબળતામાં ઘટાડો કરે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં $La^{3+}$ ની આયનીય ત્રિજ્યા સૌથી મોટી હોવાથી,$La(OH)_3$ સૌથી વધુ બેઝિક હાઇડ્રોક્સાઇડ છે.

(B) ડાયમિથાઇલગ્લાયોક્સિમેટો લિગેન્ડ,જેને $dmg^-$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે,તે દ્વિદંતીય (bidentate) લિગેન્ડ છે.
તે બે નાઇટ્રોજન પરમાણુઓ દ્વારા મધ્યસ્થ ધાતુ આયન સાથે જોડાય છે.
તેથી,એક ડાયમિથાઇલગ્લાયોક્સિમેટો લિગેન્ડમાં દાતા પરમાણુઓની સંખ્યા $2$ છે.

(B) ધારો કે $Au$ નો ઓક્સિડેશન આંક $x$ છે.
સંકીર્ણ $[AuCl_{4}]^{-}$ માં,$Cl$ નો ઓક્સિડેશન આંક $-1$ છે.
સંકીર્ણમાં તમામ પરમાણુઓના ઓક્સિડેશન આંકનો સરવાળો સંકીર્ણ પરના વીજભાર જેટલો થાય છે.
$x + 4(-1) = -1$
$x - 4 = -1$
$x = -1 + 4$
$x = +3$
તેથી,સોનાનો ઓક્સિડેશન આંક $+3$ છે.

(C) ટાઇટેનિયમ $(Z=22)$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^2 4s^2$ છે. તેની $Ti^{4+}$ અવસ્થામાં,તે તેના તમામ $4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે,જેના પરિણામે $3d^0$ રચના પ્રાપ્ત થાય છે,જે $d-d$ સંક્રમણના અભાવને કારણે રંગહીન બને છે.
કોપર $(Z=29)$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^{10} 4s^1$ છે. તેની $Cu^+$ અવસ્થામાં,તે $4s$ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે,જેના પરિણામે $3d^{10}$ રચના પ્રાપ્ત થાય છે. $d$-સબશેલ સંપૂર્ણ ભરાયેલ હોવાથી,કોઈ $d-d$ સંક્રમણ શક્ય નથી,જે $Cu^+$ સંયોજનોને રંગહીન બનાવે છે.

(A) સલ્ફ્યુરિક એસિડના ઉત્પાદન માટે લેડ ચેમ્બર પ્રક્રિયામાં $SO_2$ નું $SO_3$ માં ઓક્સિડેશન કરવા માટે $NO$ (નાઈટ્રિક ઓક્સાઈડ) ઉદ્દીપક તરીકે વપરાય છે.

(B) ગેલ્વેનાઈઝેશન એ લોખંડ કે સ્ટીલને કાટ લાગતો અટકાવવા માટે તેના પર $Zn$ નું રક્ષણાત્મક પડ ચડાવવાની પ્રક્રિયા છે.
કારણ કે $Zn$ એ $Fe$ કરતા વધુ સક્રિય છે,તેથી જ્યારે તે ભેજના સંપર્કમાં આવે છે ત્યારે તેનું પહેલા ઓક્સિડેશન થાય છે,જેનાથી તે સેક્રિફિશિયલ એનોડ તરીકે કાર્ય કરે છે અને લોખંડની સપાટીને કાટથી બચાવે છે.

(C) ઇલેક્ટ્રોનના મોલની સંખ્યા $(n)$ ગણવાનું સૂત્ર $n = \frac{I \times t}{F}$ છે,જ્યાં $I$ એ એમ્પીયરમાં પ્રવાહ છે,$t$ એ સેકન્ડમાં સમય છે,અને $F$ એ ફેરાડે અચળાંક $(96500 \ C/mol)$ છે.
આપેલ છે: $I = 2 \ A$,$t = 20 \ minutes = 20 \times 60 \ s = 1200 \ s$.
કિંમતો મૂકતા: $n = \frac{2 \times 1200}{96500} = \frac{2400}{96500} \approx 0.02487 \ mol \ e^{-}$.
આમ,ઇલેક્ટ્રોનના મોલની સંખ્યા $2.487 \times 10^{-2} \ mol \ e^{-}$ છે.

(B) વાન આર્કેલ પદ્ધતિ એ ધાતુઓના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાતી એક તકનીક છે.
તેનો ઉપયોગ ખાસ કરીને $Ti$ (ટાઇટેનિયમ) અને $Zr$ (ઝિર્કોનિયમ) જેવી અતિ-શુદ્ધ ધાતુઓ મેળવવા માટે થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,અશુદ્ધ ધાતુને બાષ્પશીલ સંયોજનમાં (સામાન્ય રીતે આયોડાઇડ) ફેરવવામાં આવે છે,જેને પછી ઊંચા તાપમાને ટંગસ્ટન ફિલામેન્ટ પર વિઘટિત કરીને શુદ્ધ ધાતુ મેળવવામાં આવે છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$Ti$ (ટાઇટેનિયમ) સાચો જવાબ છે.

(B) બોક્સાઈટ $(Al_2O_3 \cdot 2H_2O)$,જે એલ્યુમિનિયમની કાચી ધાતુ છે,તેને $Fe_2O_3$,$SiO_2$ અને $TiO_2$ જેવી અશુદ્ધિઓને દૂર કરવા માટે હોલની પ્રક્રિયા (અથવા બેયરની પ્રક્રિયા) તરીકે ઓળખાતી લીચિંગ પ્રક્રિયા દ્વારા શુદ્ધ કરવામાં આવે છે.

(B) ડાયઝોનિયમ ક્ષારની ફ્લોરોબોરિક એસિડ $(HBF_4)$ સાથેની પ્રક્રિયા અને ત્યારબાદ મળતા ડાયઝોનિયમ ફ્લોરોબોરેટ ક્ષારને ગરમ કરીને એરિલ ફ્લોરાઈડ મેળવવાની પ્રક્રિયાને બાલ્ઝ-શીમેન પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$C_6H_5N_2^+Cl^- + HBF_4 \rightarrow C_6H_5N_2^+BF_4^- + HCl$
$C_6H_5N_2^+BF_4^- \xrightarrow{\Delta} C_6H_5F + N_2 + BF_3$

(A) નાઈટ્રોજન તેના નાના કદ,ઊંચી વિદ્યુતઋણતા,ઊંચી આયનીકરણ એન્થાલ્પી અને $d$-કક્ષકોની ગેરહાજરીને કારણે સમૂહ $15$ ના અન્ય સભ્યો કરતા અલગ પડે છે.
નાઈટ્રોજન દ્વિ-પરમાણ્વીય અણુ $(N_2)$ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે કારણ કે તે પોતાની સાથે $p\pi - p\pi$ મલ્ટિપલ બંધ બનાવવાની વિશિષ્ટ ક્ષમતા ધરાવે છે.
તેની સામે,ફોસ્ફરસ $(P_4)$,આર્સેનિક $(As_4)$ અને એન્ટિમની $(Sb_4)$ જેવા ભારે તત્વો ચતુઃપરમાણ્વીય અણુઓ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે કારણ કે તેમની પરમાણ્વીય કક્ષકો ખૂબ મોટી અને પ્રસરિત હોવાથી તે અસરકારક $p\pi - p\pi$ બંધ બનાવી શકતી નથી,તેથી તેઓ એકલ બંધ બનાવે છે.

(D) અપરરૂપતા એ તત્વોનો એવો ગુણધર્મ છે જેમાં તેઓ સમાન ભૌતિક અવસ્થામાં બે કે તેથી વધુ વિવિધ ભૌતિક સ્વરૂપોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. સમૂહ $15$ ના તત્વોમાં,નાઈટ્રોજન,ફોસ્ફરસ,આર્સેનિક અને એન્ટિમની અપરરૂપતા દર્શાવે છે. બિસ્મથ એક ધાતુ છે અને તે અપરરૂપતા દર્શાવતું નથી.

(C) વિષમીકરણ પ્રક્રિયા એવી પ્રક્રિયા છે જેમાં મધ્યવર્તી ઓક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવતું તત્વ એકસાથે ઓક્સિડેશન અને રિડક્શન પામે છે.
$H_3PO_3$ (ફોસ્ફોનિક એસિડ) માં ફોસ્ફરસની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+3$ છે.
તે ગરમ કરવા પર વિષમીકરણ પામીને $H_3PO_4$ (ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+5$) અને $PH_3$ (ઓક્સિડેશન અવસ્થા $-3$) બનાવે છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $4H_3PO_3 \rightarrow 3H_3PO_4 + PH_3$.

(C) નોમેક્સ એ ગરમી-પ્રતિરોધક મેટા-એરામિડ ફાઇબર છે. તેની ઉચ્ચ થર્મલ સ્થિરતા અને જ્યોત પ્રતિકારને કારણે,તેનો ઉપયોગ અગ્નિશામકો માટે રક્ષણાત્મક કપડાં બનાવવા માટે વ્યાપકપણે થાય છે.

(B) લેક્ટિક એસિડ $(CH_3CH(OH)COOH)$ અને ગ્લાયકોલિક એસિડ $(HOCH_2COOH)$ ના કો-પોલિમરાઈઝેશનથી ડેક્સન (જેને પોલીગ્લાયકોલાઈડ-કો-લેક્ટાઈડ અથવા $PLGA$ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) નામનો બાયોડિગ્રેડેબલ પોલિમર બને છે. આ પ્રક્રિયામાં પાણીના અણુઓ દૂર થઈને આ હાઈડ્રોક્સી એસિડ્સનું કન્ડેન્સેશન થાય છે. પરિણામી પોલિમરનું બંધારણ: $[ -O-CH(CH_3)-CO-O-CH_2-CO- ]_n$ છે.

(A) પોલોનિયમ $(Po)$ એકમાત્ર જાણીતી ધાતુ છે જે સાદા ઘન બંધારણમાં સ્ફટિકીકરણ પામે છે.

(A) $ZnS$ માં ફ્રેન્કેલ ક્ષતિ જોવા મળે છે કારણ કે $Zn^{2+}$ આયન નાનો હોવાથી તે આંતરાલીય સ્થાનોમાં ગોઠવાય છે,જ્યારે શૉટકી ક્ષતિ સામાન્ય રીતે સમાન કદના ધન અને ઋણ આયનો ધરાવતા આયનીય ઘન પદાર્થોમાં જોવા મળે છે,જેમ કે $NaCl$,$KCl$ અને $CsCl$.

(A) આપેલ છે: યુરિયાનું દળ $= 15 \ g$,યુરિયાનું મોલર દળ $= 60 \ g \ mol^{-1}$,દ્રાવણનું કદ $= 500 \ cm^3 = 0.5 \ L$.
યુરિયાના મોલ $= \frac{\text{દળ}}{\text{મોલર દળ}} = \frac{15 \ g}{60 \ g \ mol^{-1}} = 0.25 \ mol$.
મોલારિટી $(M) = \frac{\text{દ્રાવ્યના મોલ}}{\text{દ્રાવણનું કદ } (L)} = \frac{0.25 \ mol}{0.5 \ L} = 0.5 \ mol \ dm^{-3}$.

(A) ઉત્કલન બિંદુમાં ઉન્નયનનું સૂત્ર: $\Delta T_b = K_b \times m$,જ્યાં $m$ એ દ્રાવણની મોલાલિટી છે.
મોલાલિટી $m$ એ દ્રાવક ($W_1$ ગ્રામમાં) દીઠ દ્રાવ્યના મોલ $(n_2)$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે: $m = \frac{W_2 \times 1000}{M_2 \times W_1}$.
આ કિંમતને ઉન્નયનના સૂત્રમાં મૂકતા: $\Delta T_b = \frac{K_b \times W_2 \times 1000}{M_2 \times W_1}$.
દ્રાવ્યના મોલર દળ $(M_2)$ માટે સૂત્રને ગોઠવતા: $M_2 = \frac{K_b \times W_2 \times 1000}{\Delta T_b \times W_1}$.

(B) લેડ સ્ટોરેજ બેટરી (લેડ એક્યુમ્યુલેટર્સ) માં,ઇલેક્ટ્રોલાઇટ તરીકે સલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_2SO_4)$ ના જલીય દ્રાવણનો ઉપયોગ થાય છે.
તેની સાંદ્રતા સામાન્ય રીતે દળથી આશરે $38\%$ જાળવવામાં આવે છે.
આ સલ્ફ્યુરિક એસિડના દ્રાવણની ઘનતા આશરે $1.2 \ g \ mL^{-1}$ હોય છે.

(A) મોલારિટી $(M)$ એટલે દ્રાવણના $1 \ dm^3$ (અથવા $1 \ L$) કદમાં રહેલા દ્રાવ્યના મોલની સંખ્યા.
$Molarity (M) = \frac{\text{દ્રાવ્યના મોલની સંખ્યા}}{\text{દ્રાવણનું કદ } dm^3 \text{ માં}}$