MHT CET 2022 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Gujarati

(D) શંકુ આકારના લોલક (conical pendulum) માટે,$M$ દળ પર લાગતા બળો દોરીમાં રહેલું તણાવ $T$ અને તેનું વજન $Mg$ છે.
તણાવ $T$ ને સમક્ષિતિજ અને ઉર્ધ્વ ઘટકોમાં વિભાજિત કરતા:
$T \sin \theta = M \omega^2 R$ (કેન્દ્રગામી બળનું સમીકરણ) ... $(i)$
$T \cos \theta = Mg$ (ઉર્ધ્વ સંતુલન) ... (ii)
ભૂમિતિ પરથી,વર્તુળાકાર પથની ત્રિજ્યા $R = L \sin \theta$ છે.
$R$ ની કિંમત સમીકરણ $(i)$ માં મૂકતા:
$T \sin \theta = M \omega^2 (L \sin \theta)$
$T = M \omega^2 L$
આપેલ આવૃત્તિ $n = 2/\pi$ પરિભ્રમણ પ્રતિ સેકન્ડ છે,તેથી કોણીય વેગ $\omega = 2 \pi n = 2 \pi (2/\pi) = 4 \text{ rad/s}$ થાય.
તણાવના સમીકરણમાં $\omega = 4$ મૂકતા:
$T = M (4)^2 L = 16 ML$.

(C) રેખીય વેગમાન $P$,દળ $m$ અને ગતિઊર્જા $E$ વચ્ચેનો સંબંધ $P = \sqrt{2mE}$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે.
અહીં બંને પદાર્થો માટે ગતિઊર્જા $E$ સમાન હોવાથી,તેમના વેગમાનનો ગુણોત્તર નીચે મુજબ લખી શકાય:
$\frac{P_1}{P_2} = \frac{\sqrt{2m_1E}}{\sqrt{2m_2E}} = \sqrt{\frac{m_1}{m_2}}$.
આપેલ છે કે $m_1 = 4 \, kg$ અને $m_2 = 1 \, kg$,આ કિંમતો સમીકરણમાં મૂકતા:
$\frac{P_1}{P_2} = \sqrt{\frac{4}{1}} = \sqrt{4} = 2$.
તેથી,તેમના રેખીય વેગમાનના મૂલ્યોનો ગુણોત્તર $2:1$ થાય છે.

(D) સાબુના પરપોટાને બે સપાટીઓ (અંદરની અને બહારની) હોય છે,તેથી પૃષ્ઠફળમાં થતો ફેરફાર $2 \times 4\pi (R_2^2 - R_1^2)$ છે.
આપેલ છે કે પ્રારંભિક વ્યાસ $d$ છે,તેથી પ્રારંભિક ત્રિજ્યા $r_1 = d/2$ છે. અંતિમ વ્યાસ $D$ છે,તેથી અંતિમ ત્રિજ્યા $r_2 = D/2$ છે.
પૃષ્ઠફળમાં થતો ફેરફાર $\Delta A = 2 \times 4\pi (r_2^2 - r_1^2) = 8\pi \left( \frac{D^2}{4} - \frac{d^2}{4} \right)$.
આનું સાદું રૂપ આપતા,આપણને $\Delta A = 2\pi (D^2 - d^2)$ મળે છે.
કરવામાં આવતું કાર્ય $W = T \times \Delta A$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
તેથી,$W = T \times 2\pi (D^2 - d^2) = 2\pi (D^2 - d^2)T$.

(A) બીટ્સ એ એક એવી ઘટના છે જે એક જ દિશામાં ગતિ કરતા થોડી અલગ આવૃત્તિ ધરાવતા બે ધ્વનિ તરંગોના સંપાતપણાને કારણે થાય છે.
જ્યારે આ તરંગો એકબીજા પર સંપાત થાય છે,ત્યારે તેઓ વ્યતિકરણના સિદ્ધાંતનું પાલન કરે છે.
જેમ જેમ તરંગો કળામાં બદલાય છે,તેમ તેમ પરિણામી કંપવિસ્તાર સમયાંતરે બદલાય છે,જેના પરિણામે બીટ્સ તરીકે ઓળખાતી ઘટના જોવા મળે છે.

(A) સમાંતર પ્લેટ કેપેસીટરની પ્લેટો વચ્ચેનું કુલ વિદ્યુતક્ષેત્ર $E = \frac{V}{d}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
માત્ર એક પ્લેટ દ્વારા ઉત્પન્ન થતું વિદ્યુતક્ષેત્ર કુલ વિદ્યુતક્ષેત્રના અડધા જેટલું હોય છે,જે $E_1 = \frac{E}{2} = \frac{V}{2d}$ છે.
પ્લેટ પરનો વિદ્યુતભાર $Q = CV$ છે.
એક પ્લેટ દ્વારા બીજી પ્લેટ પર લાગતું બળ $F$ એ એક પ્લેટ પરના વિદ્યુતભાર અને બીજી પ્લેટને કારણે ઉદ્ભવતા વિદ્યુતક્ષેત્રના ગુણાકાર જેટલું હોય છે:
$F = Q \times E_1 = (CV) \times \left( \frac{V}{2d} \right) = \frac{CV^2}{2d}$.

(C) કેપેસિટર $C_1$ અને $C_2$ શ્રેણીમાં જોડાયેલા હોવાથી,બંને કેપેસિટર પરનો વિદ્યુતભાર $Q$ સમાન હશે.
ધારો કે બિંદુ $D$ પરનું સ્થિતિમાન $V_D$ છે.
કેપેસિટર $C_1$ પરનો વિદ્યુતભાર $Q = C_1(V_A - V_D) = C_1(V_1 - V_D)$ છે.
કેપેસિટર $C_2$ પરનો વિદ્યુતભાર $Q = C_2(V_D - V_B) = C_2(V_D - V_2)$ છે.
વિદ્યુતભારોને સરખાવતા: $C_1(V_1 - V_D) = C_2(V_D - V_2)$.
પદોનું વિસ્તરણ કરતા: $C_1V_1 - C_1V_D = C_2V_D - C_2V_2$.
$V_D$ માટે સૂત્ર બનાવતા: $C_1V_1 + C_2V_2 = V_D(C_1 + C_2)$.
તેથી,$V_D = \frac{C_1V_1 + C_2V_2}{C_1 + C_2}$.

(A) કેપેસિટિવ રિએક્ટન્સ $X_C$ નું સૂત્ર $X_C = \frac{1}{2\pi \nu C}$ છે.
અહીં $X_C = \frac{1}{1000}\,\Omega$ અને $C = 5\,\mu F = 5 \times 10^{-6}\,F$ આપેલ છે.
કિંમતો સૂત્રમાં મૂકતા:
$\frac{1}{1000} = \frac{1}{2\pi \times \nu \times 5 \times 10^{-6}}$
$2\pi \times \nu \times 5 \times 10^{-6} = 1000$
$10\pi \times \nu \times 10^{-6} = 10^3$
$\nu = \frac{10^3}{10\pi \times 10^{-6}} = \frac{10^2}{\pi \times 10^{-6}} = \frac{10^8}{\pi}\,Hz$.
$MHz$ માં ફેરવતા $(1\,MHz = 10^6\,Hz)$:
$\nu = \frac{10^8}{\pi} \times 10^{-6}\,MHz = \frac{100}{\pi}\,MHz$.

(A) $P-$ પ્રકારના સેમિકન્ડક્ટરમાં,પદાર્થને ટ્રાયવેલેન્ટ અશુદ્ધિ પરમાણુઓ સાથે ડોપ કરવામાં આવે છે.
આનાથી મોટી સંખ્યામાં હોલ્સ ઉત્પન્ન થાય છે,જે મેજોરિટી ચાર્જ કેરિયર્સ તરીકે કાર્ય કરે છે.
ઓરડાના તાપમાને થર્મલ ઉત્તેજનાને કારણે થોડી સંખ્યામાં મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન ઉત્પન્ન થાય છે,જે માઇનોરિટી ચાર્જ કેરિયર્સ તરીકે કાર્ય કરે છે.
તેથી,$P-$ પ્રકારના સેમિકન્ડક્ટરમાં મોટી સંખ્યામાં હોલ્સ અને થોડા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.

(D) ધારો કે બહિર્ગોળ લેન્સથી પદાર્થનું અંતર $u$ છે અને વાસ્તવિક પ્રતિબિંબનું અંતર $v$ છે. $u$ અને $v$ બંનેના મૂલ્યો ધન છે. પદાર્થ અને પ્રતિબિંબ વચ્ચેનું કુલ અંતર $D = u + v$ છે.
લેન્સના સૂત્ર મુજબ,$\frac{1}{f} = \frac{1}{v} - \frac{1}{u}$. સંજ્ઞા પ્રણાલીનો ઉપયોગ કરતા,$u$ ઋણ છે,તેથી $\frac{1}{f} = \frac{1}{v} - \frac{1}{-u} = \frac{1}{v} + \frac{1}{u}$.
આમ,$v = \frac{uf}{u-f}$.
કુલ અંતર $D = u + \frac{uf}{u-f} = \frac{u^2 - uf + uf}{u-f} = \frac{u^2}{u-f}$ છે.
લઘુત્તમ અંતર શોધવા માટે,આપણે $D$ નું $u$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરીએ અને તેને શૂન્ય સાથે સરખાવીએ: $\frac{dD}{du} = \frac{(u-f)(2u) - u^2(1)}{(u-f)^2} = 0$.
$2u^2 - 2uf - u^2 = 0 \implies u^2 - 2uf = 0 \implies u = 2f$.
$v$ ના સમીકરણમાં $u = 2f$ મૂકતા,આપણને $v = \frac{2f \cdot f}{2f - f} = 2f$ મળે છે.
તેથી,લઘુત્તમ અંતર $D = u + v = 2f + 2f = 4f$ થાય છે.

(B) આપેલ પદાવલિ: $\frac{i^{592} + i^{590} + i^{588} + i^{586} + i^{584}}{i^{582} + i^{580} + i^{578} + i^{576} + i^{574}} - 1$
અંશમાંથી $i^{584}$ અને છેદમાંથી $i^{574}$ સામાન્ય લેતા:
$= \frac{i^{584}(i^8 + i^6 + i^4 + i^2 + 1)}{i^{574}(i^8 + i^6 + i^4 + i^2 + 1)} - 1$
$= \frac{i^{584}}{i^{574}} - 1$
$= i^{584-574} - 1$
$= i^{10} - 1$
કારણ કે $i^2 = -1$,તેથી $i^{10} = (i^2)^5 = (-1)^5 = -1$.
$= -1 - 1 = -2$.

(C) જેহেতু $\alpha$ અને $\beta$ એ એકમના કાલ્પનિક ઘનમૂળ છે,આપણે $\alpha = \omega$ અને $\beta = \omega^2$ લખી શકીએ.
આપેલ પદાવલિ: $\alpha^4 + \beta^{28} + \frac{1}{\alpha\beta}$.
કિંમતો મૂકતા: $\omega^4 + (\omega^2)^{28} + \frac{1}{\omega \cdot \omega^2}$.
$\omega^3 = 1$ અને $1 + \omega + \omega^2 = 0$ ના ગુણધર્મોનો ઉપયોગ કરતા:
$\omega^4 = \omega$,$\beta^{28} = \omega^{56} = \omega^2$,અને $\frac{1}{\alpha\beta} = 1$.
તેથી,$\omega + \omega^2 + 1 = 0$.

(B) આપેલ છે કે $y = \tan^{-1}(\sec x - \tan x)$.
પ્રથમ,ઇન્વર્સ ટેન્જેન્ટ વિધેયની અંદરના પદને સરળ બનાવતા:
$\sec x - \tan x = \frac{1}{\cos x} - \frac{\sin x}{\cos x} = \frac{1 - \sin x}{\cos x}$.
અડધા ખૂણાના નિત્યસમ $1 - \sin x = (\cos \frac{x}{2} - \sin \frac{x}{2})^2$ અને $\cos x = \cos^2 \frac{x}{2} - \sin^2 \frac{x}{2} = (\cos \frac{x}{2} - \sin \frac{x}{2})(\cos \frac{x}{2} + \sin \frac{x}{2})$ નો ઉપયોગ કરતા:
$\frac{1 - \sin x}{\cos x} = \frac{(\cos \frac{x}{2} - \sin \frac{x}{2})^2}{(\cos \frac{x}{2} - \sin \frac{x}{2})(\cos \frac{x}{2} + \sin \frac{x}{2})} = \frac{\cos \frac{x}{2} - \sin \frac{x}{2}}{\cos \frac{x}{2} + \sin \frac{x}{2}}$.
અંશ અને છેદને $\cos \frac{x}{2}$ વડે ભાગતા,આપણને $\frac{1 - \tan \frac{x}{2}}{1 + \tan \frac{x}{2}} = \tan(\frac{\pi}{4} - \frac{x}{2})$ મળે છે.
તેથી,$y = \tan^{-1}(\tan(\frac{\pi}{4} - \frac{x}{2})) = \frac{\pi}{4} - \frac{x}{2}$.
$x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\frac{dy}{dx} = \frac{d}{dx}(\frac{\pi}{4} - \frac{x}{2}) = 0 - \frac{1}{2} = -\frac{1}{2} = -0.5$.

(B) આપણે સંકલન $I = \int_{0}^{2\pi} (\sin x + |\sin x|) \, dx$ ની કિંમત શોધીએ.
કારણ કે $x \in [0, \pi]$ માટે $|\sin x| = \sin x$ અને $x \in [\pi, 2\pi]$ માટે $|\sin x| = -\sin x$ થાય છે,તેથી આપણે સંકલનને બે ભાગમાં વિભાજિત કરીએ:
$I = \int_{0}^{\pi} (\sin x + \sin x) \, dx + \int_{\pi}^{2\pi} (\sin x - \sin x) \, dx$
$I = \int_{0}^{\pi} 2\sin x \, dx + \int_{\pi}^{2\pi} 0 \, dx$
$I = 2 [-\cos x]_{0}^{\pi} + 0$
$I = -2 (\cos \pi - \cos 0)$
$I = -2 (-1 - 1) = -2(-2) = 4$.

(C) લગાડવામાં આવેલ આઘાત $P = F \times \Delta t$ છે.
દ્રવ્યમાન કેન્દ્રની આસપાસ કોણીય આઘાત $J_{\theta} = P \times \frac{l}{2}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
કોણીય આઘાત એ કોણીય વેગમાનમાં થતા ફેરફાર જેટલો હોવાથી,$P \times \frac{l}{2} = I \omega$,જ્યાં $I = \frac{ml^2}{12}$ એ દ્રવ્યમાન કેન્દ્રની આસપાસ જડત્વની ચાકમાત્રા છે.
આમ,$P \times \frac{l}{2} = \frac{ml^2}{12} \omega$,જેનું સાદું રૂપ આપતા $\omega = \frac{6P}{ml}$ મળે છે.
આઘાત લાગ્યા પછી સળિયો અચળ કોણીય વેગ $\omega$ થી ફરે છે. કાટખૂણે ($\pi/2$ રેડિયન) ફરવા માટે લાગતો સમય $t = \frac{\theta}{\omega} = \frac{\pi/2}{\omega}$ છે.
$\omega$ ની કિંમત મૂકતા,આપણને $t = \frac{\pi/2}{6P/ml} = \frac{\pi ml}{12P}$ મળે છે.

(D) આપણે $\sim s \vee (\sim r \wedge s)$ નું નિષેધ શોધવાનું છે.
ડી મોર્ગનના નિયમ મુજબ,$\sim (p \vee q) \equiv \sim p \wedge \sim q$:
$\sim (\sim s \vee (\sim r \wedge s)) \equiv \sim (\sim s) \wedge \sim (\sim r \wedge s)$
ડબલ નિષેધના નિયમ મુજબ,$\sim (\sim s) \equiv s$:
$\equiv s \wedge \sim (\sim r \wedge s)$
ફરીથી ડી મોર્ગનનો નિયમ વાપરતા,$\sim (p \wedge q) \equiv \sim p \vee \sim q$:
$\equiv s \wedge (\sim (\sim r) \vee \sim s)$
ડબલ નિષેધના નિયમ મુજબ,$\sim (\sim r) \equiv r$:
$\equiv s \wedge (r \vee \sim s)$
વિભાજનના નિયમ મુજબ,$p \wedge (q \vee r) \equiv (p \wedge q) \vee (p \wedge r)$:
$\equiv (s \wedge r) \vee (s \wedge \sim s)$
કારણ કે $s \wedge \sim s \equiv F$ (વિરોધાભાસનો નિયમ):
$\equiv (s \wedge r) \vee F$
તદર્થ નિયમ (Identity Law) મુજબ,$p \vee F \equiv p$:
$\equiv s \wedge r$

(C) કેપેસિટર $C_1$ અને $C_2$ બિંદુ $A$ અને $B$ ની વચ્ચે શ્રેણીમાં જોડાયેલા છે.
ધારો કે બિંદુ $D$ પરનું સ્થિતિમાન $V_D$ છે.
બંને કેપેસિટર શ્રેણીમાં હોવાથી,બંને પરનો વિદ્યુતભાર $q$ સમાન હશે.
$C_1$ ની આસપાસનો સ્થિતિમાનનો તફાવત $V_1 - V_D = \frac{q}{C_1}$ છે.
$C_2$ ની આસપાસનો સ્થિતિમાનનો તફાવત $V_D - V_2 = \frac{q}{C_2}$ છે.
આના પરથી,આપણને મળે છે $q = C_1(V_1 - V_D) = C_2(V_D - V_2)$.
આનું વિસ્તરણ કરતા,$C_1 V_1 - C_1 V_D = C_2 V_D - C_2 V_2$.
$V_D$ માટે ઉકેલતા,આપણને મળે છે $C_1 V_1 + C_2 V_2 = V_D(C_1 + C_2)$.
તેથી,$V_D = \frac{C_1 V_1 + C_2 V_2}{C_1 + C_2}$.

(C) જ્યારે કોઈ કાર્ય કરવામાં ન આવે,ત્યારે પ્રક્રિયા સમકદ (isochoric) હોય છે.
આદર્શ એકપરમાણ્વિક વાયુ માટે,અચળ કદે મોલર વિશિષ્ટ ઉષ્મા $C_V = \frac{3}{2} R$ છે.
જરૂરી ઉષ્માનો જથ્થો $\Delta Q = n C_V \Delta T$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આપેલ છે: $n = 2 \, mol$,$\Delta T = 373 \, K - 273 \, K = 100 \, K$.
કિંમતો મૂકતા:
$\Delta Q = 2 \times \left( \frac{3}{2} R \right) \times 100$
$\Delta Q = 3 \times 100 \times R = 300 \, R$.

(B) $RC$ શ્રેણી પરિપથનો ઈમ્પીડન્સ $Z = \sqrt{R^2 + X_C^2}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $X_C = \frac{1}{\omega C}$ એ કેપેસિટિવ રિએક્ટન્સ છે.
જેમ કોણીય આવૃત્તિ $\omega$ વધે છે,તેમ કેપેસિટિવ રિએક્ટન્સ $X_C = \frac{1}{\omega C}$ ઘટે છે.
કારણ કે $Z = \sqrt{R^2 + X_C^2}$,તેથી $X_C$ માં ઘટાડો થવાથી પરિપથનો કુલ ઈમ્પીડન્સ $Z$ ઘટે છે.
પરિપથમાં $rms$ પ્રવાહ $I_{rms} = \frac{V_{rms}}{Z}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે. જેમ $Z$ ઘટે છે,તેમ $I_{rms}$ વધે છે.
બલ્બ દ્વારા વપરાતો પાવર $P = I_{rms}^2 R$ છે. જેમ $I_{rms}$ વધે છે,તેમ પાવર $P$ વધે છે,જેનો અર્થ છે કે બલ્બ વધુ પ્રકાશિત થાય છે.

(C) કેપેસિટર $C_1$ અને $C_2$ શ્રેણીમાં જોડાયેલા હોવાથી,$C_1$ પરનો વિદ્યુતભાર $C_2$ પરના વિદ્યુતભાર જેટલો જ હોય છે,કારણ કે જંકશન $D$ અલગ (isolated) છે.
ધારો કે બિંદુ $D$ પાસેનું સ્થિતિમાન $V_D$ છે.
કેપેસિટર $C_1$ પરનો વિદ્યુતભાર $Q_1 = C_1(V_1 - V_D)$ છે.
કેપેસિટર $C_2$ પરનો વિદ્યુતભાર $Q_2 = C_2(V_D - V_2)$ છે.
$Q_1 = Q_2$ હોવાથી:
$C_1(V_1 - V_D) = C_2(V_D - V_2)$
$C_1V_1 - C_1V_D = C_2V_D - C_2V_2$
$C_1V_1 + C_2V_2 = V_D(C_1 + C_2)$
$V_D = \frac{C_1V_1 + C_2V_2}{C_1 + C_2}$

(C) આ પ્રક્રિયા સમકદ (isochoric) છે કારણ કે કોઈ કાર્ય કરવામાં આવતું નથી $(W = 0)$.
સમકદ પ્રક્રિયા માટે,આપેલી ઉષ્મા એ આંતરિક ઉર્જામાં થતા ફેરફાર જેટલી હોય છે: $\Delta Q = \Delta U = n C_v \Delta T$.
એકપરમાણ્વિક વાયુ માટે,અચળ કદે મોલર વિશિષ્ટ ઉષ્મા $C_v = \frac{3}{2}R$ છે.
આપેલ છે: $n = 2\, mol$,$\Delta T = 373\, K - 273\, K = 100\, K$.
કિંમતો મૂકતા:
$\Delta Q = 2 \times \frac{3R}{2} \times 100 = 300\,R$.

(C) કેપેસિટર $C_1$ અને $C_2$ બિંદુ $A$ અને $B$ ની વચ્ચે શ્રેણીમાં જોડાયેલા છે.
તેઓ શ્રેણીમાં હોવાથી,બંને કેપેસિટર પરનો વિદ્યુતભાર $Q$ સમાન હોવો જોઈએ.
ધારો કે બિંદુ $D$ પરનું સ્થિતિમાન $V_D$ છે.
$C_1$ ની આસપાસનો સ્થિતિમાનનો તફાવત $(V_1 - V_D)$ છે અને $C_2$ ની આસપાસ $(V_D - V_2)$ છે.
$Q = C_1(V_1 - V_D) = C_2(V_D - V_2)$ હોવાથી,
$C_1 V_1 - C_1 V_D = C_2 V_D - C_2 V_2$
$C_1 V_1 + C_2 V_2 = V_D(C_1 + C_2)$
$V_D = \frac{C_1 V_1 + C_2 V_2}{C_1 + C_2}$

(B) વાતછિદ્રો (lenticels) એ વૃક્ષો અને ક્ષુપના લાકડાવાળા પ્રકાંડ અને મૂળની છાલમાં જોવા મળતા નાના,ઉપસેલા છિદ્રો છે.
આ રચનાઓ વનસ્પતિના આંતરિક પેશીઓ અને બાહ્ય વાતાવરણ વચ્ચે વાયુઓના વિનિમય માટે પરવાનગી આપે છે.
જોકે વાયુરંધ્ર (stomata) મુખ્યત્વે પર્ણો પર વાયુ વિનિમય માટે જોવા મળે છે,વાતછિદ્રો વનસ્પતિના લાકડાવાળા ભાગોમાં સમાન કાર્ય કરે છે જ્યાં અધિસ્તરનું સ્થાન છાલ (પરિચર્મ) દ્વારા લેવામાં આવ્યું હોય છે.

(B) સંયોજનનું ગલનબિંદુ આંતરઆણ્વીય આકર્ષણ બળોની પ્રબળતા પર આધાર રાખે છે.
$p$-નાઈટ્રોફિનોલ પ્રબળ આંતરઆણ્વીય હાઈડ્રોજન બંધ દર્શાવે છે,જે સ્ફટિક લેટીસ રચના તરફ દોરી જાય છે જે વધુ સ્થિર હોય છે અને તેને તોડવા માટે વધુ ઉર્જાની જરૂર પડે છે.
તેનાથી વિપરીત,$o$-નાઈટ્રોફિનોલ આંતરઆણ્વીય હાઈડ્રોજન બંધ દર્શાવે છે,જે આંતરઆણ્વીય બળોને ઘટાડે છે.
$p$-ક્રેસોલ અને ફિનોલમાં $p$-નાઈટ્રોફિનોલની તુલનામાં નબળા આંતરઆણ્વીય બળો હોય છે.
તેથી,$p$-નાઈટ્રોફિનોલનું ગલનબિંદુ સૌથી વધુ છે.

(A) બંધારણ $CH_3-CH=CH-CH_2-OH$ એ ક્રોટોનાલ્ડિહાઈડમાંથી મેળવેલ અસંતૃપ્ત આલ્કોહોલ છે.
આ સંયોજન સામાન્ય રીતે $Crotonyl \ alcohol$ તરીકે ઓળખાય છે.

(A) ગેટરમેન-કોચ પ્રક્રિયા એ એક રાસાયણિક પ્રક્રિયા છે જેમાં બેન્ઝીન અથવા તેના વ્યુત્પન્નોને કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ અને હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ $(HCl)$ સાથે નિર્જળ એલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઇડ $(AlCl_3)$ અથવા ક્યુપ્રસ ક્લોરાઇડ $(CuCl)$ ની હાજરીમાં પ્રક્રિયા કરાવીને બેન્ઝાલ્ડિહાઇડ અથવા વિસ્થાપિત બેન્ઝાલ્ડિહાઇડ મેળવવામાં આવે છે. તેથી,સાચો પ્રક્રિયક $CO, HCl / AlCl_3$ (નિર્જળ) છે.

(C) ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(C_2H_5MgBr)$ અને એમોનિયા $(NH_3)$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા એ એસિડ-બેઝ પ્રક્રિયા છે.
$NH_3$ પ્રોટોન દાતા તરીકે વર્તે છે અને ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકમાં ઇથાઇલ ગ્રુપ $(C_2H_5^-)$ બેઝ તરીકે વર્તે છે.
$C_2H_5MgBr + NH_3 \rightarrow C_2H_6 + Mg(NH_2)Br$.
આમ,નીપજ $P$ એ ઇથેન $(C_2H_6)$ છે.

(B) શેરડીની ખાંડ (સુક્રોઝ) નું રાસાયણિક સૂત્ર $C_{12}H_{22}O_{11}$ છે.
જ્યારે તેને સાંદ્ર $H_2SO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેનું નિર્જલીકરણ થાય છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા છે: $C_{12}H_{22}O_{11} \xrightarrow{\text{conc. } H_2SO_4} 12C + 11H_2O$.
સંતુલિત સમીકરણના તત્વયોગમિતિ મુજબ,$1 \text{ મોલ}$ સુક્રોઝ $11 \text{ મોલ}$ પાણી આપે છે.

(C) સાઇટ્રિક એસિડનું આણ્વીય સૂત્ર $C_6H_8O_7$ છે.
સાઇટ્રિક એસિડની રચના પરથી,આપણે પ્રતિ અણુ કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા ગણી શકીએ છીએ.
તેમાં $3$ કાર્બોક્સિલિક એસિડ જૂથો $(-COOH)$ છે,જેમાં દરેક $1$ કાર્બન પરમાણુ ધરાવે છે,અને એક મધ્યવર્તી કાર્બન શૃંખલા છે જેમાં $3$ કાર્બન પરમાણુઓ છે.
પ્રતિ અણુ કાર્બન પરમાણુઓની કુલ સંખ્યા $= 3 + 3 = 6$.
તેથી,$1$ મોલ સાઇટ્રિક એસિડમાં,$6$ મોલ કાર્બન પરમાણુઓ હોય છે.
$n$ મોલ સાઇટ્રિક એસિડમાં,કાર્બન પરમાણુઓના મોલની કુલ સંખ્યા $6n$ છે.

(D) સાયક્લોહેક્ઝીનની ગરમ એસિડિક $KMnO_4$ (ઓક્સિડેટીવ ક્લીવેજ) સાથેની પ્રક્રિયા દ્વિબંધને તોડે છે.
દ્વિબંધ વલયનો ભાગ હોવાથી,વલય ખુલીને ડાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ બનાવે છે.
બનતી નીપજ હેક્ઝેન$-1,6-$ડાયોઈક એસિડ છે,જેને સામાન્ય રીતે એડિપિક એસિડ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(D) $VBT$ (વેલેન્સ બોન્ડ થિયરી) અર્ધ-ભરાયેલી પરમાણુ કક્ષકોના અતિવ્યાપન દ્વારા સહસંયોજક બંધના નિર્માણની સમજૂતી આપે છે.
તે બે ન્યુક્લિયસ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોનના વિસ્થાનિકરણ અને વિદ્યુતઋણતાના તફાવતને કારણે સહસંયોજક બંધના આંશિક આયનીય લક્ષણને ધ્યાનમાં લે છે.
અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા અણુનો આકાર નક્કી કરે છે,તે ખ્યાલ $VSEPR$ (વેલેન્સ શેલ ઇલેક્ટ્રોન પેર રિપલ્શન) થિયરી દ્વારા રજૂ કરવામાં આવ્યો છે,$VBT$ દ્વારા નહીં.
શીલ્ડિંગ અસર એ પરમાણુ બંધારણ અને અસરકારક ન્યુક્લિયર ચાર્જ સાથે સંબંધિત ખ્યાલ છે,જે $VBT$ નું મુખ્ય લક્ષણ નથી.

(B) $N_2$ (ડાયનાઇટ્રોજન) અણુમાં બે નાઇટ્રોજન પરમાણુઓ ત્રિ-બંધ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે. તેની લુઈસ રચના $:N \equiv N:$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.

(A) $XeF_4$ માં મધ્યસ્થ પરમાણુ ઝેનોન $(Xe)$ છે,જેની પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
તે $4$ ફ્લોરિન $(F)$ પરમાણુઓ સાથે $4$ એકલ બંધ બનાવે છે.
આનાથી ઝેનોન પરમાણુ પર $4$ ઇલેક્ટ્રોન બાકી રહે છે,જે $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pairs) બનાવે છે.
કુલ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા (સ્ટેરિક નંબર) $4 \text{ (બંધકારક યુગ્મ)} + 2 \text{ (અબંધકારક યુગ્મ)} = 6$ છે.
$6$ નો સ્ટેરિક નંબર $sp^3d^2$ સંકરણ સૂચવે છે,જેની ઇલેક્ટ્રોન ભૂમિતિ અષ્ટફલકીય હોય છે.
$2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે,આણ્વિય ભૂમિતિ સમચોરસ સમતલીય હોય છે.

(B) $CH_4$ અણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
$sp^3$ સંકરણમાં ભૂમિતિ સમચતુષ્ફલકીય હોય છે.
નિયમિત સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિમાં બંધકોણ $109^{\circ} 28^{\prime}$ હોય છે.

(D) $CH_4$ માં,મધ્યસ્થ પરમાણુ $C$ પાસે $4$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે $109^{\circ} 28'$ ના બંધકોણ સાથે સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ આપે છે.
$NH_3$ માં,મધ્યસ્થ પરમાણુ $N$ પાસે $3$ બંધકારક અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે અપાકર્ષણને કારણે બંધકોણને $107^{\circ}$ સુધી ઘટાડે છે.
$H_2O$ માં,મધ્યસ્થ પરમાણુ $O$ પાસે $2$ બંધકારક અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે વધુ અપાકર્ષણ પેદા કરે છે અને બંધકોણને $104.5^{\circ}$ સુધી ઘટાડે છે.
તેથી,બંધકોણનો ઘટતો ક્રમ $CH_4 > NH_3 > H_2O$ છે.

(C) $SO_2$ અણુમાં સલ્ફર પરમાણુ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) હોવાને કારણે તેનો આકાર વળેલો (bent) હોય છે.
સલ્ફર પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે.
આદર્શ $sp^2$ સંકરણમાં બંધકોણ $120^{\circ}$ હોય છે.
પરંતુ,અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેના અપાકર્ષણને કારણે,બંધકોણ ઘટીને આશરે $119.5^{\circ}$ થાય છે.

(C) $H_2O$ માં મધ્યસ્થ ઓક્સિજન પરમાણુ પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
તે બે હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે બે એકલ સહસંયોજક બંધ બનાવે છે,જેના પરિણામે બે બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ મળે છે.
બાકીના $4$ ઇલેક્ટ્રોન ઓક્સિજન પરમાણુ પર બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બનાવે છે.
આમ,$H_2O$ માં બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બે બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હાજર હોય છે.

(B) એસીટીલીન $(HC \equiv CH)$ માં,દરેક કાર્બન પરમાણુ $sp$ સંકરણ અનુભવે છે.
$C-H$ સિગ્મા બંધ કાર્બન પરમાણુની $sp$ સંકર કક્ષક અને હાઈડ્રોજન પરમાણુની $1s$ કક્ષકના અતિવ્યાપનથી બને છે.
તેથી,આ બંધ $sp - s$ અતિવ્યાપન દ્વારા રચાય છે.

(A) એકી ઇલેક્ટ્રોન ધરાવતો અણુ એવો અણુ છે જેની સંયોજકતા કક્ષામાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
$1$. $CO$: કુલ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન = $4 + 6 = 10$ (બેકી). તે એકી ઇલેક્ટ્રોન ધરાવતો અણુ નથી.
$2$. $NO$: કુલ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન = $5 + 6 = 11$ (એકી). તે એકી ઇલેક્ટ્રોન ધરાવતો અણુ છે.
$3$. $NO_2$: કુલ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન = $5 + 6 + 6 = 17$ (એકી). તે એકી ઇલેક્ટ્રોન ધરાવતો અણુ છે.
$4$. $ClO_2$: કુલ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન = $7 + 6 + 6 = 19$ (એકી). તે એકી ઇલેક્ટ્રોન ધરાવતો અણુ છે.
તેથી,$CO$ એવો અણુ છે જે એકી ઇલેક્ટ્રોન ધરાવતો અણુ નથી.

(C) ભૂમિતિ નક્કી કરવા માટે,આપણે મધ્યસ્થ પરમાણુનું સંકરણ ગણીએ છીએ:
$1$. $SF_6$ માટે,મધ્યસ્થ પરમાણુ $S$ (સલ્ફર) છે. તેની પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે અને તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $6$ બંધ બનાવે છે. સ્ટેરિક નંબર $6 + 0 = 6$ છે,જે $sp^3d^2$ સંકરણ અને અષ્ટફલકીય ભૂમિતિ સૂચવે છે.
$2$. $TeF_4$ નો સ્ટેરિક નંબર $5$ ($4$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ + $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ) છે,જે સી-સો (see-saw) આકાર આપે છે.
$3$. $SeCl_2$ નો સ્ટેરિક નંબર $4$ ($2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ + $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ) છે,જે વળેલો (bent) આકાર આપે છે.
$4$. $SeF_4$ નો સ્ટેરિક નંબર $5$ ($4$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ + $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ) છે,જે સી-સો (see-saw) આકાર આપે છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી માત્ર $SF_6$ અષ્ટફલકીય અણુ છે.

(A) અણુઓનો આકાર નક્કી કરવા માટે,આપણે તેમની સંકરણ (hybridization) અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pairs) ની હાજરી તપાસીએ છીએ:
$1$. $SO_2$: સલ્ફર પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેના અપાકર્ષણને કારણે,અણુ વળેલો (bent) આકાર ધારણ કરે છે.
$2$. $BeBr_2$: બેરિલિયમ પરમાણુ $sp$ સંકરણ ધરાવે છે અને કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નથી,તેથી તેનો આકાર રેખીય (linear) છે.
$3$. $CO_2$: કાર્બન પરમાણુ $sp$ સંકરણ ધરાવે છે અને કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નથી,તેથી તેનો આકાર રેખીય (linear) છે.
$4$. $BF_3$: બોરોન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે અને કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નથી,તેથી તેનો આકાર ત્રિકોણીય સમતલીય (trigonal planar) છે.
તેથી,$SO_2$ એ વળેલો આકાર ધરાવતો અણુ છે.

(D) મધ્યસ્થ પરમાણુનું સંકરણ નક્કી કરવા માટે,આપણે સૂત્રનો ઉપયોગ કરીએ છીએ: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [V + M - C + A]$,જ્યાં $V$ એ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે,$M$ એ એકસંયોજક પરમાણુઓની સંખ્યા છે,$C$ એ ધન વીજભાર છે અને $A$ એ ઋણ વીજભાર છે.
$A$) $NH_3$ માટે: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [5 + 3] = 4$,જે $sp^3$ સંકરણ સૂચવે છે.
$B$) $H_2O$ માટે: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [6 + 2] = 4$,જે $sp^3$ સંકરણ સૂચવે છે.
$C$) $CH_4$ માટે: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [4 + 4] = 4$,જે $sp^3$ સંકરણ સૂચવે છે.
$D$) $BF_3$ માટે: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [3 + 3] = 3$,જે $sp^2$ સંકરણ સૂચવે છે.
આમ,$BF_3$ માં મધ્યસ્થ પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ અનુભવતો નથી.

(B) અણુઓના આકાર નક્કી કરવા માટે,આપણે તેમની સંકરણ (hybridization) અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pairs) ની હાજરી જોઈએ છીએ:
$1$. $HBr$: તે દ્વિપરમાણ્વીય અણુ છે,તેથી તે રેખીય છે.
$2$. $H_2S$: મધ્યસ્થ સલ્ફર પરમાણુ પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે $2$ બંધ બનાવે છે અને તેની પાસે $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. $VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,સ્ટેરિક નંબર $4$ ($2$ બંધકારક યુગ્મ + $2$ અબંધકારક યુગ્મ) છે,જે $sp^3$ સંકરણ અને વળેલો (bent) આકાર આપે છે.
$3$. $BeBr_2$: મધ્યસ્થ બેરિલિયમ પરમાણુ પાસે $2$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે અને તે બ્રોમિન પરમાણુઓ સાથે $2$ બંધ બનાવે છે. તેની પાસે કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નથી,જે $sp$ સંકરણ અને રેખીય આકાર આપે છે.
$4$. $CO_2$: મધ્યસ્થ કાર્બન પરમાણુ ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે $2$ દ્વિબંધ બનાવે છે. તેની પાસે કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નથી,જે $sp$ સંકરણ અને રેખીય આકાર આપે છે.
તેથી,$H_2S$ એકમાત્ર અણુ છે જે રેખીય નથી.

(D) $BeCl_2$ માં,મધ્યસ્થ $Be$ પરમાણુ $sp$ સંકરણ અનુભવે છે.
$BF_3$ માં,મધ્યસ્થ $B$ પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ અનુભવે છે.
$C_2H_4$ માં,દરેક કાર્બન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ અનુભવે છે.
$H_2O$ માં,મધ્યસ્થ ઓક્સિજન પરમાણુ પાસે બે બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,જેના પરિણામે સ્ટેરિક નંબર $4$ મળે છે,જે $sp^3$ સંકરણ સૂચવે છે.

(B) $H_2O$ અણુમાં ઓક્સિજન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,ઓક્સિજન પરમાણુ પર બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે,બંધકોણ આદર્શ ચતુષ્ફલકીય ખૂણા $109^{\circ} 28^{\prime}$ થી ઘટીને $104^{\circ} 28^{\prime}$ થાય છે.

(A) આણ્વીય કક્ષક સિદ્ધાંત મુજબ,આણ્વીય કક્ષકોની ઊર્જા નીચે મુજબ વધે છે:
$\sigma 1s < \sigma^* 1s < \sigma 2s < \sigma^* 2s < \sigma 2p_z < (\pi 2p_x = \pi 2p_y) < (\pi^* 2p_x = \pi^* 2p_y) < \sigma^* 2p_z$.
$F_2$ અણુ માટે,નીચી ઊર્જા ધરાવતી કક્ષકોનો ક્રમ $\sigma 1s < \sigma^* 1s < \sigma 2s < \sigma^* 2s$ છે.

(C) આણ્વીય કક્ષક સિદ્ધાંત (Molecular Orbital Theory) મુજબ,$O_2$ ($16$ ઇલેક્ટ્રોન) ની ઇલેક્ટ્રોન 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.
બંધ ક્રમાંક = $\frac{N_b - N_a}{2} = \frac{10 - 6}{2} = \frac{4}{2} = 2.0$.

(B) $CH_3F$ (ફ્લોરોમિથેન) અણુમાં $C-F$ બંધની બંધ લંબાઈ પ્રાયોગિક રીતે આશરે $139 \ pm$ માપવામાં આવે છે.

(A) દરેક સ્પીસીઝમાં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા શોધવા માટે:
$(a)$ $O^{2-}$: ઓક્સિજનનો પરમાણુ ક્રમાંક $8$ છે. $O^{2-}$ માં $8 + 2 = 10$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. તેથી,$(a)-(iii)$.
$(b)$ $Li^{2+}$: લિથિયમનો પરમાણુ ક્રમાંક $3$ છે. $Li^{2+}$ માં $3 - 2 = 1$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. તેથી,$(b)-(iv)$.
$(c)$ $He$: હિલિયમનો પરમાણુ ક્રમાંક $2$ છે. તેમાં $2$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. તેથી,$(c)-(ii)$.
$(d)$ $Ca^{2+}$: કેલ્શિયમનો પરમાણુ ક્રમાંક $20$ છે. $Ca^{2+}$ માં $20 - 2 = 18$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. તેથી,$(d)-(i)$.
તેથી,સાચી જોડ $a-iii, b-iv, c-ii, d-i$ છે.

(D) બેન્ઝીન $(C_6H_6)$ માં, સંસ્પંદનને કારણે તમામ કાર્બન-કાર્બન બંધ સમાન હોય છે.
બંધ ક્રમાંક $1.5$ છે, જે લગભગ $139 \ pm$ (અથવા $1.39 \ \mathring{A}$) ની બંધ લંબાઈ આપે છે, જે એકલ બંધ $(154 \ pm)$ અને દ્વિબંધ $(134 \ pm)$ ની વચ્ચેની છે.

(D) બંધ ક્રમાંક નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવે છે: $\text{Bond Order} = \frac{1}{2} (N_b - N_a)$.
$F_2$ ($18$ ઇલેક્ટ્રોન) માટે: $\text{Bond Order} = 1$.
$H_2$ ($2$ ઇલેક્ટ્રોન) માટે: $\text{Bond Order} = 1$.
$Li_2$ ($6$ ઇલેક્ટ્રોન) માટે: $\text{Bond Order} = 1$.
$N_2$ ($14$ ઇલેક્ટ્રોન) માટે: $\text{Bond Order} = 3$.
$3 > 1$ હોવાથી,$N_2$ અણુનો બંધ ક્રમાંક $1$ કરતા વધારે છે.

(C) આલ્કોહોલના નીચલા સભ્યો (જેમ કે મિથેનોલ અને ઇથેનોલ) હાઇડ્રોજન બંધનને કારણે પાણીમાં ખૂબ જ દ્રાવ્ય હોય છે અને તે કાર્બનિક દ્રાવકોમાં પણ દ્રાવ્ય હોય છે. તેથી,તેઓ પાણી અને કાર્બનિક દ્રાવકોમાં અદ્રાવ્ય છે તે વિધાન ખોટું છે. આમ,વિકલ્પ $C$ સાચો જવાબ છે.

(A) $LiAlH_4$ એ એક પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે.
તે એસ્ટર $(R-COOR')$ નું પ્રાથમિક આલ્કોહોલમાં રિડક્શન કરે છે.
એસ્ટર બંધ તૂટીને બે આલ્કોહોલ બનાવે છે: એસિલ ભાગમાંથી મળતો આલ્કોહોલ $(R-CH_2OH)$ અને આલ્કોક્સી ભાગમાંથી મળતો આલ્કોહોલ $(R'-OH)$.
તેથી,પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $R-COOR' \xrightarrow{LiAlH_4} R-CH_2OH + R'-OH$.
આમ,$A = R-CH_2OH$ અને $B = R'-OH$.

(C) આલ્ડિહાઈડ $(R-CHO)$ નું પ્રાથમિક આલ્કોહોલ $(R-CH_2-OH)$ માં રૂપાંતરણ એ રિડક્શન પ્રક્રિયા છે.
$LiAlH_4$ (લિથિયમ એલ્યુમિનિયમ હાઈડ્રાઈડ) એક પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે જે આલ્ડિહાઈડનું પ્રાથમિક આલ્કોહોલમાં રિડક્શન કરે છે.
પ્રક્રિયા: $R-CHO \xrightarrow{LiAlH_4 / H_3O^+} R-CH_2-OH$.

(C) આલ્કાઇલ હેલાઇડની જલીય $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
$C_2H_5Br + \text{aq. } KOH \rightarrow C_2H_5OH + KBr$
અહીં,હાઇડ્રોક્સાઇડ આયન $(OH^-)$ ન્યુક્લિયોફાઇલ તરીકે કાર્ય કરે છે અને બ્રોમાઇડ આયન $(Br^-)$ ને દૂર કરીને ઇથેનોલ $(C_2H_5OH)$ બનાવે છે.

(D) કાર્બોક્સિલિક એસિડ $(R-COOH)$ નું લિથિયમ એલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રાઇડ $(LiAlH_4)$ જેવા પ્રબળ રિડક્શનકર્તાનો ઉપયોગ કરીને પ્રાથમિક આલ્કોહોલ $(R-CH_2OH)$ માં રિડક્શન કરવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $R-COOH \xrightarrow[\text{Reduction}]{LiAlH_4} R-CH_2OH$.

(C) એરિલ હેલાઈડમાં,હેલોજન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ પામેલા કાર્બન સાથે જોડાયેલ હોય છે,જે $C-X$ બંધને આલ્કાઈલ હેલાઈડ કરતા ટૂંકો અને મજબૂત બનાવે છે.
એરિલ હેલાઈડમાં ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા $ortho$ અને $para$ સ્થાન પર રહેલા ઈલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહો (જેમ કે $-NO_2$) દ્વારા સરળ બને છે.
$o$-નાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝિન,$p$-નાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝિન અને $2, 4, 6$-ટ્રાયનાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝિનમાં,$-NO_2$ સમૂહો એવી સ્થિતિમાં છે જે મધ્યવર્તી કાર્બેનાયનને રેઝોનન્સ દ્વારા સ્થિરતા આપે છે.
પરંતુ,$m$-નાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝિનમાં,$meta$ સ્થાન પર રહેલો $-NO_2$ સમૂહ ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલા દરમિયાન બનતા મધ્યવર્તી કાર્બેનાયનને રેઝોનન્સ સ્થિરતા આપી શકતો નથી.
તેથી,અન્ય વિકલ્પોની સરખામણીમાં $m$-નાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝિનમાં $C-X$ બંધ તોડવામાં સૌથી વધુ મુશ્કેલી પડે છે.

(C) ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(CH_3MgBr)$ ની ફોર્માલ્ડિહાઈડ $(HCHO)$ સાથેની પ્રક્રિયા અને ત્યારબાદ એસિડ જળવિભાજન $(H_3O^+)$ કરવાથી પ્રાથમિક આલ્કોહોલ $(CH_3CH_2OH)$ મળે છે.
પ્રક્રિયાની ક્રિયાવિધિ નીચે મુજબ છે:
$HCHO + CH_3MgBr \rightarrow CH_3CH_2OMgBr$
$CH_3CH_2OMgBr + H_2O \rightarrow CH_3CH_2OH + Mg(OH)Br$
આમ,સંયોજન $A$ એ ફોર્માલ્ડિહાઈડ $(HCHO)$ છે.

(A) $-OH$ સમૂહની હાજરીને કારણે આલ્કોહોલ ધ્રુવીય અણુઓ છે,જે દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા (dipole moment) ઉત્પન્ન કરે છે. તેથી,તેઓ અધ્રુવીય અણુઓ છે તે વિધાન ખોટું છે. આમ,વિકલ્પ $(A)$ સાચો જવાબ છે.

(D) આપેલ હેલો એસિડ સાથે આલ્કોહોલની પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો સાચો ક્રમ $3^{\circ} > 2^{\circ} > 1^{\circ}$ છે.
તેથી,વિધાન $D$ ખોટું છે.

(B) લુકાસ પ્રક્રિયક એ સાંદ્ર હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ $(HCl)$ માં નિર્જળ ઝિંક ક્લોરાઇડ $(ZnCl_2)$ નું દ્રાવણ છે.
તેનો ઉપયોગ આલ્કોહોલને તેમની પ્રતિક્રિયાત્મકતાના આધારે વર્ગીકૃત કરવા માટે થાય છે.

(B) એનિલીનમાંથી ફિનોલની બનાવટમાં મુખ્ય બે તબક્કાઓનો સમાવેશ થાય છે:
$1$. એનિલીનની $0-5 \ ^\circ C$ તાપમાને $NaNO_2$ અને $HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડ બનાવવામાં આવે છે.
$2$. ત્યારબાદ બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડનું પાણી સાથે ઉકાળીને જળવિભાજન કરવામાં આવે છે,જેથી ફિનોલ મળે છે.
તેથી,મધ્યવર્તી નીપજ બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડ છે.

(A) જ્યારે એનિલિન $(C_6H_5NH_2)$ ની પ્રક્રિયા $0-5 \ ^\circ C$ તાપમાને $NaNO_2 + HCl$ સાથે કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે ડાયઝોટાઇઝેશન પ્રક્રિયા દ્વારા બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઇડ $(C_6H_5N_2^+Cl^-)$ બનાવે છે.
ત્યારબાદ આ મધ્યવર્તી સંયોજનનું પાણી સાથે ગરમ કરીને હાઇડ્રોલિસિસ કરવામાં આવે છે,જેનાથી ફિનોલ $(C_6H_5OH)$,નાઇટ્રોજન વાયુ $(N_2)$ અને હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ $(HCl)$ મળે છે.
પ્રશ્નમાં ખાસ કરીને હાઇડ્રોલિસિસ પહેલાં બનતી નીપજ વિશે પૂછવામાં આવ્યું છે,જે બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઇડ છે.

(D) ફિનોલની બનાવટમાં ચોક્કસ ઔદ્યોગિક અને પ્રયોગશાળાની પદ્ધતિઓનો સમાવેશ થાય છે.
$A$. એનિલીનનું બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડ દ્વારા ફિનોલમાં રૂપાંતર કરી શકાય છે. આ એક પ્રમાણિત પદ્ધતિ છે.
$B$. ક્યુમીનનું ઓક્સિડેશન એ ફિનોલ બનાવવા માટેની સૌથી સામાન્ય ઔદ્યોગિક પદ્ધતિ છે.
$C$. ડાઉ પ્રક્રિયામાં ક્લોરોબેન્ઝીનની $NaOH$ સાથે ઊંચા તાપમાને અને દબાણે પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ ફિનોક્સાઈડ બનાવવામાં આવે છે,જે એસિડિફિકેશન દ્વારા ફિનોલ આપે છે. આ એક પ્રમાણિત પદ્ધતિ છે.
$D$. બેન્ઝીન સાંદ્ર $H_2SO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેન્ઝીન સલ્ફોનિક એસિડ બનાવે છે,સીધું ફિનોલ નહીં. તેથી,આપેલી પ્રક્રિયા ખોટી છે.

(B) આ પ્રક્રિયા ફિનોલના ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન માટેની ક્યુમીન પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખાય છે.
પગલું $1$: ક્યુમીન (આઇસોપ્રોપાઇલબેન્ઝીન) નું કોબાલ્ટ નેપ્થેનેટની હાજરીમાં હવા દ્વારા ઓક્સિડેશન થઈને ક્યુમીન હાઇડ્રોપેરોક્સાઇડ બને છે.
પગલું $2$: ત્યારબાદ ક્યુમીન હાઇડ્રોપેરોક્સાઇડની મંદ એસિડ (જેમ કે $dil. H_2SO_4$) સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી અંતિમ નીપજ તરીકે ફિનોલ અને એસિટોન મળે છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $C_6H_5CH(CH_3)_2 + O_2$ $\xrightarrow{Co-naphthenate} C_6H_5C(CH_3)_2OOH$ $\xrightarrow{dil. H_2SO_4} C_6H_5OH + CH_3COCH_3$.

(A) કોબાલ્ટ નેપ્થેનેટ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં ક્યુમીન (આઇસોપ્રોપાઇલબેન્ઝીન) નું હવામાં ઓક્સિડેશન થવાથી ક્યુમીન હાઇડ્રોપેરોક્સાઇડ બને છે.
આ ક્યુમીનમાંથી ફિનોલ અને એસીટોન બનાવવાની ઔદ્યોગિક પદ્ધતિનું પ્રથમ સોપાન છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$C_6H_5-CH(CH_3)_2 + O_2 \xrightarrow{\text{Co-naphthenate}} C_6H_5-C(CH_3)_2OOH$
આમ,મળતી નીપજ ક્યુમીન હાઇડ્રોપેરોક્સાઇડ છે.

(A) રાઇમર-ટીમેન પ્રક્રિયામાં ફિનોલની પ્રક્રિયા $KOH$ અથવા $NaOH$ જેવા જલીય બેઝની હાજરીમાં ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_3)$ સાથે કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયાને પરિણામે ફિનોલ વલયના ઓર્થો સ્થાન પર ફોર્મિલ ગ્રુપ $(-CHO)$ દાખલ થાય છે.
મુખ્ય નીપજ $2-$હાઈડ્રોક્સીબેન્ઝાલ્ડિહાઈડ મળે છે,જેને સામાન્ય રીતે સેલિસાલ્ડીહાઈડ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,સાથે પેરા-આઈસોમર પણ થોડા પ્રમાણમાં મળે છે.

(B) જ્યારે ફિનોલ $(C_6H_5OH)$ ની બાષ્પને ગરમ ઝિંક ડસ્ટ પરથી પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેનું રિડક્શન થઈને બેન્ઝીન $(C_6H_6)$ અને ઝિંક ઓક્સાઈડ $(ZnO)$ મળે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$C_6H_5OH + Zn \rightarrow C_6H_6 + ZnO$

(A) $373 \ K$ તાપમાને ફિનોલની સાંદ્ર $H_2SO_4$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે જેને સલ્ફોનેશન કહેવાય છે.
ઊંચા તાપમાને $(373 \ K)$,$-SO_3H$ સમૂહ ઓર્થો-સ્થાન પર અવકાશીય અવરોધને કારણે મુખ્યત્વે પેરા-સ્થાન પર જોડાય છે,જેના પરિણામે મુખ્ય નીપજ તરીકે $p-$ફિનોલ સલ્ફોનિક એસિડ મળે છે.

(D) વર્ણવેલ પ્રક્રિયા $Kolbe-Schmitt$ પ્રક્રિયા છે.
$1$. ફિનોલ $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ ફિનોક્સાઇડ બનાવે છે.
$2$. સોડિયમ ફિનોક્સાઇડ ઊંચા દબાણ અને તાપમાને $(140 \ ^\circ C)$ $CO_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ સેલિસિલેટ બનાવે છે.
$3$. ત્યારબાદ એસિડ જળવિભાજન $(H^+)$ મધ્યવર્તી સંયોજનને સેલિસિલિક એસિડમાં રૂપાંતરિત કરે છે.
આમ,અંતિમ નીપજ સેલિસિલિક એસિડ છે.

(A) સાંદ્ર $H_2SO_4$ ની અસર દ્વારા આલ્કોહોલમાંથી ઈથર બનાવવાની પ્રક્રિયા એ નિર્જલીકરણ પ્રક્રિયા છે.
જ્યારે આલ્કોહોલના $2 \ \text{મોલ}$ ને સાંદ્ર $H_2SO_4$ સાથે $413 \ K$ $(140^{\circ}C)$ તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે ઈથર બને છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2R-OH \xrightarrow{Conc. H_2SO_4, 413 \ K} R-O-R + H_2O$
તેથી,સાચું તાપમાન $413 \ K$ છે.

(D) પ્રોપિલિન ગ્લાયકોલ (પ્રોપેન-$1,2$-ડાયોલ) નું રાસાયણિક બંધારણ $CH_3-CH(OH)-CH_2OH$ છે.
બંધારણમાં દર્શાવ્યા મુજબ,કાર્બન શૃંખલા સાથે બે હાઇડ્રોક્સિલ $(-OH)$ સમૂહો જોડાયેલા છે.
તેથી,પ્રોપિલિન ગ્લાયકોલમાં હાજર હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહોની સંખ્યા $2$ છે.

(C) ઇથિલિન ગ્લાયકોલ $(HO-CH_2-CH_2-OH)$ નો ઉપયોગ ઓટોમોબાઈલ રેડિએટર્સમાં એન્ટિફ્રીઝ એજન્ટ તરીકે થાય છે કારણ કે તે પાણીના ઠારણ બિંદુને ઘટાડે છે,જે તેને ઠંડા હવામાનમાં થીજી જતું અટકાવે છે.

(D) જ્યારે આલ્ડિહાઇડની પ્રક્રિયા શુષ્ક $HCl$ વાયુની હાજરીમાં એક મોલ મોનોહાઇડ્રિક આલ્કોહોલ સાથે કરવામાં આવે છે,ત્યારે હેમિયાસેટલ બને છે.
જો કે,જ્યારે આલ્ડિહાઇડની પ્રક્રિયા વધુ પડતા મોનોહાઇડ્રિક આલ્કોહોલ સાથે કરવામાં આવે છે,ત્યારે હેમિયાસેટલ આગળ પ્રક્રિયા કરીને એસેટલ બનાવે છે.
પ્રક્રિયા: $R-CHO + 2R'-OH \xrightarrow{dry \ HCl} R-CH(OR')_2 + H_2O$.
આમ,અંતિમ નીપજ એસેટલ છે.

(D) ચાલો આપેલી પ્રક્રિયાઓનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$A$) રોઝનમન્ડ રિડક્શનમાં એસિડ ક્લોરાઇડનું આલ્ડિહાઇડમાં રિડક્શન કરવા માટે $H_2/Pd-BaSO_4$ વપરાય છે. આ સાચું છે.
$B$) સ્ટીફન પ્રક્રિયામાં નાઇટ્રાઇલનું આલ્ડિહાઇડમાં રૂપાંતર કરવા માટે $SnCl_2/HCl$ વપરાય છે. આ સાચું છે.
$C$) ઇટાર્ડ પ્રક્રિયામાં ટોલ્યુઇનનું બેન્ઝાલ્ડિહાઇડમાં ઓક્સિડેશન કરવા માટે $CrO_2Cl_2$ વપરાય છે. આ સાચું છે.
$D$) ગેટરમેન-કોચ પ્રક્રિયામાં બેન્ઝીનમાંથી બેન્ઝાલ્ડિહાઇડ બનાવવા માટે નિર્જળ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં $CO + HCl$ વપરાય છે. વિકલ્પમાં આપેલો પ્રક્રિયક $(CrO_3/(CH_3CO)_2O)$ ટોલ્યુઇનનું બેન્ઝાલ્ડિહાઇડ ડાયએસીટેટમાં ઓક્સિડેશન કરવા માટે વપરાય છે. તેથી,વિકલ્પ $D$ ખોટી રીતે જોડાયેલ છે.

(A) જ્યારે બે અલગ-અલગ આલ્ડિહાઇડ્સ (ઇથેનાલ અને પ્રોપેનાલ) નું મિશ્રણ,જે બંનેમાં ઓછામાં ઓછો એક $\alpha$-હાઇડ્રોજન હોય,તે જલીય $NaOH$ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે ક્રોસ-આલ્ડોલ સંઘનન પ્રક્રિયા અનુભવે છે.
દરેક આલ્ડિહાઇડ સ્વ-આલ્ડોલ સંઘનન અનુભવી શકે છે,અને તેઓ એકબીજા સાથે ક્રોસ-આલ્ડોલ સંઘનન પણ અનુભવી શકે છે.
$1$. ઇથેનાલનું સ્વ-આલ્ડોલ: $CH_3CHO + CH_3CHO \rightarrow CH_3CH=CHCHO$ (નિર્જલીકરણ પછી).
$2$. પ્રોપેનાલનું સ્વ-આલ્ડોલ: $CH_3CH_2CHO + CH_3CH_2CHO \rightarrow CH_3CH_2CH=C(CH_3)CHO$ (નિર્જલીકરણ પછી).
$3$. ક્રોસ-આલ્ડોલ (ઇથેનાલ દાતા તરીકે,પ્રોપેનાલ સ્વીકારનાર તરીકે): $CH_3CHO + CH_3CH_2CHO \rightarrow CH_3CH=C(CH_3)CHO$ (નિર્જલીકરણ પછી).
$4$. ક્રોસ-આલ્ડોલ (પ્રોપેનાલ દાતા તરીકે,ઇથેનાલ સ્વીકારનાર તરીકે): $CH_3CH_2CHO + CH_3CHO \rightarrow CH_3CH_2CH=CHCHO$ (નિર્જલીકરણ પછી).
આમ,કુલ $4$ વિવિધ આલ્ડોલ સંઘનન નીપજો બને છે.

(B) સંયોજનનું ગલનબિંદુ હાઇડ્રોજન બંધના પ્રકાર દ્વારા નોંધપાત્ર રીતે પ્રભાવિત થાય છે.
$o-$નાઈટ્રોફિનોલ આંતર-આણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ દર્શાવે છે,જે આંતર-આણ્વીય જોડાણને મર્યાદિત કરે છે,જેના પરિણામે ગલનબિંદુ નીચું રહે છે.
$p-$ક્રેસોલમાં,બિન-ધ્રુવીય $-CH_3$ સમૂહની હાજરી નાઈટ્રો સમૂહની તુલનામાં આંતર-આણ્વીય બળોમાં નોંધપાત્ર વધારો કરતી નથી.
$p-$નાઈટ્રોફિનોલ મજબૂત આંતર-આણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ દર્શાવે છે,જે ઘન અવસ્થામાં અણુઓના જોડાણ તરફ દોરી જાય છે,જેના પરિણામે અન્યની તુલનામાં તેનું ગલનબિંદુ $(114 \ ^\circ C)$ ઘણું વધારે હોય છે.

(C) આપેલી પ્રક્રિયા એ એસિડ ક્લોરાઇડ $(R-CO-Cl)$ નું આલ્ડિહાઇડ $(R-CHO)$ માં હાઇડ્રોજનેશન છે,જેમાં બેરિયમ સલ્ફેટ $(BaSO_4)$ પર આધારિત પેલેડિયમ $(Pd)$ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં હાઇડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ નો ઉપયોગ થાય છે.
આ વિશિષ્ટ પ્રક્રિયાને રોઝનમંડ રિડક્શન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(D) રોઝનમંડ રિડક્શન એ એસિડ ક્લોરાઇડનું આલ્ડિહાઇડમાં રૂપાંતર કરવા માટે વપરાતી હાઇડ્રોજનેશન પ્રક્રિયા છે.
તેમાં $BaSO_4$ પર આધારિત $Pd$ (પેલેડિયમ ઓન બેરિયમ સલ્ફેટ) નામના ઝેરી ઉદ્દીપકની હાજરીમાં $H_2$ વાયુનો ઉપયોગ થાય છે.
$BaSO_4$ એ આલ્ડિહાઇડનું આલ્કોહોલમાં વધુ રિડક્શન થતું અટકાવવા માટે ઉદ્દીપક ઝેર તરીકે કાર્ય કરે છે.

(C) $DIBAL-H$ (ડાયઆઈસોબ્યુટાઈલ એલ્યુમિનિયમ હાઈડ્રાઈડ) એ એક પસંદગીયુક્ત રિડક્શનકર્તા છે જે નાઈટ્રાઈલ્સ $(-CN)$ નું ઈમાઈન્સમાં રિડક્શન કરે છે,જે એસિડિક જળવિભાજન $(H_3O^{+})$ પછી આલ્ડિહાઈડ આપે છે.
તે કાર્બન-કાર્બન દ્વિબંધ $(C=C)$ ને અસર કરતું નથી.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$CH_3-CH=CH-CH_2-C \equiv N \xrightarrow[H_3O^{+}]{\text{DIBAL-H}} CH_3-CH=CH-CH_2-CHO$
બનતી નીપજ $Pent-3-enal$ છે.

(C) પગલું $1$: મિથાઈલ મેગ્નેશિયમ બ્રોમાઈડની કેડમિયમ ક્લોરાઈડ $(CdCl_2)$ સાથેની પ્રક્રિયાથી ડાયમિથાઈલ કેડમિયમ $(A)$ મળે છે.
$2CH_3MgBr + CdCl_2 \rightarrow (CH_3)_2Cd + 2Mg(Br)Cl$
પગલું $2$: ડાયમિથાઈલ કેડમિયમ એસિટાઈલ ક્લોરાઈડ $(CH_3COCl)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને પ્રોપેનોન $(B)$ બનાવે છે.
$2CH_3COCl + (CH_3)_2Cd \rightarrow 2CH_3COCH_3 + CdCl_2$
આમ,નીપજ $B$ એ પ્રોપેનોન છે.

(B) આપેલ પ્રક્રિયામાં $573 \ K$ તાપમાને કોપર $(Cu)$ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં દ્વિતીયક આલ્કોહોલ $(R-CH(OH)-R)$ નું ડિહાઈડ્રોજનેશન થાય છે.
દ્વિતીયક આલ્કોહોલનું ડિહાઈડ્રોજનેશન થઈને કીટોન નીપજ $P$ તરીકે મળે છે.
પ્રક્રિયા: $R-CH(OH)-R \xrightarrow{Cu, 573 \ K} R-CO-R + H_2$.
તેથી,નીપજ $P$ એ $R-CO-R$ છે.

(B) જ્યારે આલ્ડિહાઈડ $(R-CHO)$ ની પ્રક્રિયા મંદ નાઈટ્રિક એસિડ $(HNO_3)$ જેવા ઓક્સિડેશનકર્તા સાથે કરવામાં આવે છે ત્યારે તેનું ઓક્સિડેશન થાય છે.
આ પ્રક્રિયા આલ્ડિહાઈડ સમૂહનું કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહમાં રૂપાંતર કરે છે.
રાસાયણિક સમીકરણ: $R-CHO \xrightarrow{\text{Dil. } HNO_3} R-COOH$ (કાર્બોક્સિલિક એસિડ).

(D) આપેલ પ્રક્રિયા આયોડોફોર્મ પ્રક્રિયા છે,જે મિથાઈલ કીટોન અથવા મિથાઈલ કાર્બિનોલ માટેની લાક્ષણિક કસોટી છે.
આ પ્રક્રિયામાં,એસિટોન $(CH_3COCH_3)$ સોડિયમ હાઈપોઆયોડાઈટ $(NaOI)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને પીળા અવક્ષેપ તરીકે આયોડોફોર્મ $(CHI_3)$ બનાવે છે,સાથે સોડિયમ એસિટેટ $(CH_3COONa)$ અને સોડિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડ $(NaOH)$ મળે છે.
આમ,નીપજ $Y$ એ $CHI_3$ (આયોડોફોર્મ) છે.

(A) આપેલ પ્રક્રિયા આયોડોફોર્મ કસોટી છે,જે મિથાઈલ કીટોન અથવા $CH_3CO-$ સમૂહ ધરાવતા સંયોજનો માટે લાક્ષણિક પ્રક્રિયા છે.
એસીટોન $(CH_3COCH_3)$ સોડિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડ $(NaOH)$ ની હાજરીમાં આયોડિન $(I_2)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ હાઈપોઆયોડાઈટ $(NaOI)$ બનાવે છે,જે ઓક્સિડેશનકર્તા અને આયોડિનેશનકર્તા તરીકે કાર્ય કરે છે.
પ્રક્રિયાનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$CH_3COCH_3 + 3NaOI \stackrel{\Delta}{\longrightarrow} CHI_3 \downarrow + CH_3COONa + 2NaOH$
આમ,સંયોજન $X$ એ $NaOI$ છે (જે $I_2$ અને $NaOH$ માંથી પ્રક્રિયા દરમિયાન ઉત્પન્ન થાય છે).

(C) જે સંયોજનો આયોડોફોર્મ કસોટી આપે છે તેમાં કાં તો મિથાઈલ કીટોન સમૂહ $(CH_3-CO-R)$ અથવા મિથાઈલ કાર્બિનોલ સમૂહ $(CH_3-CH(OH)-R)$ હોવો જોઈએ.
એસીટાલ્ડિહાઈડ $(CH_3CHO)$ માં $CH_3-CO-$ સમૂહ હોય છે.
સેક-બ્યુટાઈલ આલ્કોહોલ $(CH_3-CH(OH)-CH_2CH_3)$ માં $CH_3-CH(OH)-$ સમૂહ હોય છે.
એસીટોફિનોન $(C_6H_5-CO-CH_3)$ માં $CH_3-CO-$ સમૂહ હોય છે.
n-બ્યુટાઈલ આલ્કોહોલ $(CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-OH)$ માં આમાંથી કોઈ પણ બંધારણીય એકમ હોતો નથી.
તેથી,$n$-બ્યુટાઈલ આલ્કોહોલ આયોડોફોર્મ કસોટી દર્શાવતું નથી.

(B) એરીનનું ગેટરમેન-કોચ ફોર્મિલેશન બેન્ઝીન અથવા વિસ્થાપિત બેન્ઝીનની કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ અને હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ $(HCl)$ સાથે ઊંચા દબાણે પ્રક્રિયા દ્વારા કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા બેન્ઝાલ્ડિહાઇડ અથવા વિસ્થાપિત બેન્ઝાલ્ડિહાઇડ આપે છે.
આ પ્રક્રિયા નિર્જળ એલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઇડ $(AlCl_3)$ અથવા ક્યુપ્રસ ક્લોરાઇડ $(CuCl)$ ની હાજરીમાં કરવામાં આવે છે.
તેથી,સાચો પ્રક્રિયક $CO, HCl / AlCl_3$ (નિર્જળ) છે.

(B) પ્રાથમિક એલિફેટિક એમાઈન $(R-NH_2)$ ની નાઈટ્રસ એસિડ $(HNO_2)$ સાથેની પ્રક્રિયા,જે $273-278 \ K$ તાપમાને $NaNO_2$ અને $HCl$ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે,તે મધ્યવર્તી $(X)$ તરીકે આલ્કાઈલ ડાયઝોનિયમ ક્ષાર $(R-N_2^+ Cl^-)$ બનાવે છે.
આ આલ્કાઈલ ડાયઝોનિયમ ક્ષાર અત્યંત અસ્થિર હોય છે અને પાણીની હાજરીમાં ઝડપથી વિઘટન પામીને આલ્કોહોલ $(R-OH)$,નાઈટ્રોજન વાયુ $(N_2)$ અને હાઈડ્રોક્લોરિક એસિડ $(HCl)$ બનાવે છે.
તેથી,મધ્યવર્તી $X$ એ $R-N_2^+ Cl^-$ છે.

(C) આપેલી પ્રક્રિયા એ દ્વિતીયક એમાઈનની બેન્ઝીનસલ્ફોનાઈલ ક્લોરાઈડ (હિન્સબર્ગ પ્રક્રિયક) સાથેની પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,દ્વિતીયક એમાઈન $(C_2H_5)_2NH$ બેન્ઝીનસલ્ફોનાઈલ ક્લોરાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $N,N$-ડાયઈથાઈલબેન્ઝીનસલ્ફોનેમાઈડ બનાવે છે.
દ્વિતીયક એમાઈનમાં રહેલા નાઈટ્રોજન પરમાણુ પાસે એક હાઈડ્રોજન પરમાણુ હોય છે,જે સલ્ફોનાઈલ સમૂહ દ્વારા વિસ્થાપિત થાય છે અને $HCl$ મુક્ત થાય છે.
તેથી,સંયોજન $X$ એ ડાયઈથાઈલએમાઈન છે,જે $(C_2H_5)_2NH$ છે.

(C) $Sn / HCl$ પ્રક્રિયક એ નાઈટ્રો સંયોજનો $(R-NO_2)$ નું પ્રાથમિક એમાઈન $(R-NH_2)$ માં રિડક્શન કરવા માટે વપરાતો સામાન્ય રિડક્શનકર્તા છે.
નાઈટ્રોઆલ્કેનના રિડક્શન માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$R-NO_2 + 6[H] \xrightarrow{Sn / HCl} R-NH_2 + 2H_2O$.

(C) જલીય દ્રાવણમાં એમાઈન્સની બેઝિક પ્રબળતા ઇન્ડક્ટિવ અસર,સોલ્વેશન અસર અને અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) પર આધાર રાખે છે.
$pK_b$ મૂલ્ય એ બેઝિક પ્રબળતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
સામાન્ય રીતે,એમાઈન્સની બેઝિક પ્રબળતાનો ક્રમ $R_2NH > RNH_2 > R_3N > NH_3$ છે.
તેથી,$pK_b$ મૂલ્યોનો સાચો ક્રમ $NH_3 > R_3N > RNH_2 > R_2NH$ થાય છે.

(B) ઈથાઈલ એમાઈન $(CH_3CH_2NH_2)$ ની ઈથાઈલ બ્રોમાઈડ $(C_2H_5Br)$ સાથેની પ્રક્રિયા એ એમાઈન્સના એમોનોલિસિસ/આલ્કાઈલેશનનું ઉદાહરણ છે.
પગલું $1$: ઈથાઈલ એમાઈન $1 \ mole$ ઈથાઈલ બ્રોમાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ડાયઈથાઈલ એમાઈન $(CH_3CH_2NHCH_2CH_3)$ બનાવે છે.
$CH_3CH_2NH_2 + C_2H_5Br \rightarrow (CH_3CH_2)_2NH + HBr$
પગલું $2$: ડાયઈથાઈલ એમાઈન વધુ $1 \ mole$ ઈથાઈલ બ્રોમાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $N,N$-ડાયઈથાઈલ ઈથેનેમાઈન (ટ્રાયઈથાઈલ એમાઈન,$(CH_3CH_2)_3N$) બનાવે છે.
$(CH_3CH_2)_2NH + C_2H_5Br \rightarrow (CH_3CH_2)_3N + HBr$
જરૂરી ઈથાઈલ બ્રોમાઈડના કુલ મોલ = $1 + 1 = 2 \ moles$.

(C) $pK_b$ મૂલ્ય એ એમાઈનની બેઝિક પ્રબળતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે. ઓછું $pK_b$ મૂલ્ય વધુ પ્રબળ બેઝ સૂચવે છે.
જલીય દ્રાવણમાં,ઈથાઈલ-વિસ્થાપિત એમાઈનની બેઝિકતાનો ક્રમ આ મુજબ છે: $(C_2H_5)_2NH > C_2H_5NH_2 > (C_2H_5)_3N > NH_3$.
આપેલા વિકલ્પોને જોતા: $CH_3NH_2$ $(pK_b = 3.36)$,$CH_3CH_2NH_2$ $(pK_b = 3.29)$,$(CH_3CH_2)_3N$ $(pK_b = 3.25)$,અને $(CH_3CH_2)_2NH$ $(pK_b = 3.00)$.
આમ,ડાયઈથાઈલએમાઈન $(CH_3CH_2)_2NH$ નું $pK_b$ મૂલ્ય સૌથી ઓછું છે,જે તેને સૌથી પ્રબળ બેઝ બનાવે છે.

(D) ગેબ્રિયલ થેલિમાઇડ સંશ્લેષણ એ પ્રાથમિક એલિફેટિક એમાઇન્સની તૈયારી માટે વપરાતી પદ્ધતિ છે. આ પ્રક્રિયા નીચેના તબક્કાઓ ધરાવે છે:
$1$. થેલિમાઇડ ઇથેનોલિક $KOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને પોટેશિયમ થેલિમાઇડ બનાવે છે.
$2$. પોટેશિયમ થેલિમાઇડ આલ્કાઇલ હેલાઇડ $(R-X)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $N$-આલ્કાઇલથેલિમાઇડ બનાવે છે.
$3$. $N$-આલ્કાઇલથેલિમાઇડનું આલ્કલાઇન જળવિભાજન ($NaOH_{\text{(aq.)}}$ નો ઉપયોગ કરીને) કરવાથી અનુરૂપ પ્રાથમિક એમાઇન $(R-NH_2)$ અને સોડિયમ થેલેટ મળે છે.

(A) એનિલિનનું ફિનોલમાં રૂપાંતર બે તબક્કામાં થાય છે:
$1$. બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઇડ બનાવવા માટે $0-5 \ ^{\circ}C$ તાપમાને $NaNO_2 / HCl$ નો ઉપયોગ કરીને એનિલિનનું ડાયઝોટાઇઝેશન.
$2$. બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઇડનું પાણી સાથે ગરમ કરીને જળવિભાજન કરવાથી ફિનોલ મળે છે.
તેથી,આ રૂપાંતરના પ્રથમ તબક્કા માટે $NaNO_2 / HCl$ એ સાચો પ્રક્રિયક છે.

(D) પ્રાથમિક એલિફેટિક એમાઈન $(R-NH_2)$ એ $NaNO_2$ અને $HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને અસ્થાયી ડાયઝોનિયમ ક્ષાર બનાવે છે,જે વિઘટન પામીને આલ્કોહોલ $(R-OH)$ આપે છે.
દ્વિતીયક એમાઈન $(R_2NH)$ એ $NaNO_2$ અને $HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $N$-નાઈટ્રોસોએમાઈન બનાવે છે,જે પીળા રંગના તેલી પદાર્થો છે,આલ્કોહોલ નથી.
$(CH_3)_2NH$ એ દ્વિતીયક એમાઈન છે,તેથી તે આલ્કોહોલ બનાવતું નથી.

(C) હોફમેન એલિમિનેશન પ્રક્રિયામાં એમાઈનનું આલ્કીનમાં રૂપાંતર થાય છે.
પ્રથમ,એમાઈનની વધુ પડતા મિથાઈલ આયોડાઈડ $(CH_3I)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને તેને ક્વાટર્નરી એમોનિયમ આયોડાઈડમાં ફેરવવામાં આવે છે.
ત્યારબાદ,આ ક્વાટર્નરી એમોનિયમ ક્ષારની પ્રક્રિયા ભેજવાળા સિલ્વર ઓક્સાઈડ $(Ag_2O + H_2O)$ સાથે કરવામાં આવે છે,જે આયોડાઈડ આયનને હાઈડ્રોક્સાઈડ આયન $(OH^-)$ દ્વારા બદલે છે.
અંતે,ક્વાટર્નરી એમોનિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડને ગરમ કરવાથી એલિમિનેશન પ્રક્રિયા થાય છે,જેનાથી આલ્કીન,તૃતીયક એમાઈન અને પાણી મળે છે.

(A) પ્રાથમિક,દ્વિતીયક અને તૃતીયક એમાઈન વચ્ચે તફાવત કરવા માટે વપરાતો પ્રક્રિયક હિન્સબર્ગ પ્રક્રિયક છે,જે બેન્ઝીન સલ્ફોનાઈલ ક્લોરાઈડ $(C_6H_5SO_2Cl)$ છે.
$1$. પ્રાથમિક $(1^{\circ})$ એમાઈન બેન્ઝીન સલ્ફોનાઈલ ક્લોરાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $N$-આલ્કાઈલબેન્ઝીન સલ્ફોનેમાઈડ બનાવે છે,જે નાઈટ્રોજન સાથે જોડાયેલા એસિડિક હાઈડ્રોજન પરમાણુની હાજરીને કારણે આલ્કલીમાં દ્રાવ્ય છે.
$2$. દ્વિતીયક $(2^{\circ})$ એમાઈન પ્રક્રિયા કરીને $N$,$N$-ડાયઆલ્કાઈલબેન્ઝીન સલ્ફોનેમાઈડ બનાવે છે,જે આલ્કલીમાં અદ્રાવ્ય છે કારણ કે તેમાં એસિડિક હાઈડ્રોજન પરમાણુનો અભાવ હોય છે.
$3$. તૃતીયક $(3^{\circ})$ એમાઈન બેન્ઝીન સલ્ફોનાઈલ ક્લોરાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરતા નથી.

(D) હોફમેન એક્ઝોસ્ટિવ મિથાઈલેશનમાં એમાઈન અને આલ્કાઈલ હેલાઈડ વચ્ચેની પ્રક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં ક્રમિક આલ્કાઈલેશન દ્વારા અંતે ક્વોટર્નરી એમોનિયમ ક્ષાર બને છે.
ઉદાહરણ તરીકે:
$CH_3CH_2NH_2 + 3CH_3CH_2I \rightarrow (CH_3CH_2)_4N^{+}I^{-} + 3HI$.
તેથી,અંતિમ નીપજ ક્વોટર્નરી એમોનિયમ હેલાઈડ છે.

(A) હિન્સબર્ગ પ્રક્રિયક $C_6H_5SO_2Cl$ છે,જેને બેન્ઝીન સલ્ફોનાઈલ ક્લોરાઈડ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તેનો ઉપયોગ પ્રાથમિક,દ્વિતીયક અને તૃતીયક એમાઈન વચ્ચે તફાવત પારખવા માટે થાય છે.

(C) સાચો જવાબ $C$ છે.
$A$. $R-NH_2 + 3 R-X \rightarrow R-N^+(R)_3 X^-$ ને હોફમેન એક્ઝોસ્ટિવ આલ્કાઈલેશન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$B$. $R-CONH_2 + Br_2 + 4 KOH \rightarrow R-NH_2 + K_2CO_3 + 2 KBr + 2 H_2O$ ને હોફમેન બ્રોમામાઈડ ડિગ્રેડેશન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$C$. $LiAlH_4$ નો ઉપયોગ કરીને એમાઈડ્સ $(R-CONH_2)$ નું એમાઈન્સ $(R-CH_2-NH_2)$ માં રિડક્શન એ એમાઈડ્સનું પ્રમાણભૂત રિડક્શન છે,મેન્ડિયસ રિડક્શન નથી. મેન્ડિયસ રિડક્શન ખાસ કરીને $Na/EtOH$ અથવા $H_2/Ni$ નો ઉપયોગ કરીને નાઈટ્રાઈલ્સ $(R-CN)$ નું પ્રાથમિક એમાઈન્સ $(R-CH_2-NH_2)$ માં રિડક્શન સૂચવે છે.
$D$. ચતુર્થક એમોનિયમ ક્ષારોની ભેજવાળા $Ag_2O$ સાથેની પ્રક્રિયા અને ત્યારબાદ ગરમ કરવાની પ્રક્રિયાને હોફમેન એલિમિનેશન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.