WBJEE 2014 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Gujarati

(C) સ્ટોક્સના નિયમ મુજબ,જ્યારે $a$ ત્રિજ્યાનો એક નાનો ગોળાકાર પદાર્થ સ્નિગ્ધ પ્રવાહીમાં $v$ વેગ સાથે ગતિ કરે છે,ત્યારે તે તેની ગતિનો વિરોધ કરતું સ્નિગ્ધ ખેંચાણ બળ $F$ અનુભવે છે.
આ બળનું મૂલ્ય નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે:
$F = 6\pi \eta av$
જ્યાં:
$F$ એ સ્નિગ્ધ બળ (ડ્રેગ ફોર્સ) છે,
$\eta$ એ પ્રવાહીનો સ્નિગ્ધતા ગુણાંક છે,
$a$ એ ગોળાની ત્રિજ્યા છે,
$v$ એ ગોળાનો વેગ છે.
આમ,વિરોધી બળ માટેનું સાચું સૂત્ર $6\pi \eta av$ છે.

(B) ભ્રમણકક્ષાની ગતિ ઊર્જા $K = \frac{1}{2} I \omega^2$ દ્વારા આપવામાં આવે છે. ગતિ ઊર્જા સમાન હોવાથી,$I_1 \omega_1^2 = I_2 \omega_2^2 = I_3 \omega_3^2$,જેનો અર્થ છે કે $\omega \propto \frac{1}{\sqrt{I}}$.
$m$ દળ અને $l$ બાજુ ધરાવતી ચોરસ પ્લેટ માટે:
$1$. અક્ષ $1$ માટે (સમતલમાં,કેન્દ્રમાંથી પસાર થતી બાજુને સમાંતર),જડત્વની ચાકમાત્રા $I_1 = \frac{ml^2}{12}$ છે.
$2$. અક્ષ $2$ માટે (સમતલમાં,કેન્દ્રમાંથી વિકર્ણ પર પસાર થતી),જડત્વની ચાકમાત્રા $I_2 = \frac{ml^2}{12}$ છે.
$3$. અક્ષ $3$ માટે (સમતલને લંબ,કેન્દ્રમાંથી પસાર થતી),જડત્વની ચાકમાત્રા $I_3 = I_1 + I_2 = \frac{ml^2}{12} + \frac{ml^2}{12} = \frac{ml^2}{6}$ છે.
આમ,કોણીય ઝડપનો ગુણોત્તર $\omega_1 : \omega_2 : \omega_3 = \frac{1}{\sqrt{I_1}} : \frac{1}{\sqrt{I_2}} : \frac{1}{\sqrt{I_3}} = 1 : 1 : \sqrt{2}$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં એટલે કે $\sqrt{2} : \sqrt{2} : 1$ થાય છે.

(D) શરૂઆતનો પદાર્થ $prop-1-yne$ $(CH_{3}-C \equiv CH)$ છે જેનું રૂપાંતરણ $butan-2-one$ $(CH_{3}-CO-CH_{2}-CH_{3})$ માં થાય છે.
પગલું $1$: $CH_{3}-C \equiv CH + NaNH_{2} \rightarrow CH_{3}-C \equiv C^-Na^+ + NH_{3}$.
પગલું $2$: $CH_{3}-C \equiv C^-Na^+ + CH_{3}I \rightarrow CH_{3}-C \equiv C-CH_{3} + NaI$.
પગલું $3$: $CH_{3}-C \equiv C-CH_{3} + H_{2}O \xrightarrow{HgSO_{4} / dil. H_{2}SO_{4}} CH_{3}-C(OH)=CH-CH_{3}$ (ઇનોલ સ્વરૂપ).
પગલું $4$: ઇનોલ સ્વરૂપનું ટોટોમેરાઇઝેશન થઈને $CH_{3}-CO-CH_{2}-CH_{3}$ $(butan-2-one)$ બને છે.
આમ,સાચો પ્રક્રિયક સેટ $NaNH_{2} / CH_{3}I ; HgSO_{4} / dil. \ H_{2}SO_{4}$ છે.

(D) સમાંતર પ્લેટ કેપેસિટરનું કેપેસિટન્સ $C = \frac{\varepsilon_{0} A}{d}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
જ્યારે પ્લેટોને એકબીજાથી દૂર કરવામાં આવે છે,ત્યારે અંતર $d$ વધે છે,જેના કારણે કેપેસિટન્સ $C$ ઘટે છે.
કેપેસિટર બેટરીથી અલગ હોવાથી,પ્લેટો પરનો ચાર્જ $Q$ અચળ રહે છે.
સંબંધ $Q = CV$ નો ઉપયોગ કરતા,આપણે લખી શકીએ $V = \frac{Q}{C}$.
જેহেতু $Q$ અચળ છે અને $C$ ઘટે છે,તેથી કેપેસિટર પરનો વોલ્ટેજ $V$ વધવો જોઈએ.
વધુમાં,સંગ્રહિત ઉર્જા $U = \frac{Q^2}{2C}$ વધે છે કારણ કે $C$ ઘટે છે.

(C) $XeF_{6}$ માં,મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
$6$ ઇલેક્ટ્રોન ફ્લોરિન પરમાણુઓ સાથે બંધ બનાવવામાં વપરાય છે ($6$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ),અને બાકીના $2$ ઇલેક્ટ્રોન $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) બનાવે છે.
$Xe$ ની આસપાસ કુલ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $= 6 \text{ (બંધકારક)} + 1 \text{ (અબંધકારક)} = 7$.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,$7$ ની સ્ટેરિક સંખ્યા પંચકોણીય દ્વિપિરામિડલ ભૂમિતિ સૂચવે છે.

(B) $AB$ વિષમકેન્દ્રીય દ્વિપરમાણ્વીય અણુમાં,જો $A$ એ $B$ કરતા વધુ વિદ્યુતઋણ હોય,તો બંધનકર્તા આણ્વીય કક્ષક વધુ વિદ્યુતઋણ પરમાણુ $A$ ની પરમાણ્વીય કક્ષકની ઉર્જાની નજીક હોય છે.
પરિણામે,બંધનકર્તા આણ્વીય કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધુ વિદ્યુતઋણ પરમાણુ $A$ તરફ વધુ કેન્દ્રિત હોય છે.
આમ,બંધનકર્તા આણ્વીય કક્ષક $B$ કરતા $A$ ના લક્ષણો સાથે વધુ સામ્યતા ધરાવે છે.

(A) જો અણુ ધ્રુવીય હોય,એટલે કે તેની ચોખ્ખી ડાયપોલ મોમેન્ટ $(\mu_{net})$ શૂન્ય ન હોય,તો તે કાયમી ડાયપોલ મોમેન્ટ ધરાવે છે.
$I$: $CH_{2}Cl_{2}$ (ડાયક્લોરોમિથેન) એ અસમપ્રમાણ ટેટ્રાહેડ્રલ અણુ છે. $C-H$ અને $C-Cl$ બંધની ડાયપોલ એકબીજાને નાબૂદ કરતી નથી,જેના પરિણામે ચોખ્ખી ડાયપોલ મોમેન્ટ શૂન્ય હોતી નથી $(\mu_{net} \neq 0)$.
$II$: $trans-1,2-dichloroethene$ એ સમપ્રમાણ અણુ છે જ્યાં બંધ ડાયપોલ એકબીજાને નાબૂદ કરે છે,પરિણામે $\mu_{net} = 0$.
$III$: $CCl_{4}$ (કાર્બન ટેટ્રાક્લોરાઇડ) એ અત્યંત સમપ્રમાણ ટેટ્રાહેડ્રલ અણુ છે જ્યાં ચારેય $C-Cl$ બંધની ડાયપોલ એકબીજાને નાબૂદ કરે છે,પરિણામે $\mu_{net} = 0$.
$IV$: $1,2-dibromoethyne$ એ રેખીય,સમપ્રમાણ અણુ છે જ્યાં બંધ ડાયપોલ એકબીજાને નાબૂદ કરે છે,પરિણામે $\mu_{net} = 0$.
તેથી,કાયમી ડાયપોલ મોમેન્ટ ધરાવતું સંયોજન $I$ છે.

(B) મિનામાતા રોગ એ ગંભીર પારો (mercury) ના ઝેરને કારણે થતી ન્યુરોલોજીકલ સમસ્યા છે.
તે મિથાઈલ મર્ક્યુરી $(Hg^{2+})$ થી દૂષિત માછલી અને શેલફિશ ખાવાથી થાય છે.
તેના લક્ષણોમાં હાથ-પગમાં સુન્નતા,સ્નાયુઓની નબળાઈ,દ્રષ્ટિ અને સાંભળવાની ક્ષમતામાં ઘટાડો અને વાણીમાં તકલીફનો સમાવેશ થાય છે.
ગંભીર કિસ્સાઓમાં,તે મૃત્યુનું કારણ પણ બની શકે છે.

(B) $({}_{32}Ge^{76}, {}_{34}Se^{76})$ સમાન દળ ક્રમાંક $(A = 76)$ ધરાવે છે પરંતુ અલગ પરમાણુ ક્રમાંક ($Z = 32$ અને $Z = 34$) ધરાવે છે,તેથી તેઓ સમભારીકો (isobars) છે.
${}_{14}Si^{30}$ માં ન્યુટ્રોનની સંખ્યા $= 30 - 14 = 16$.
${}_{16}S^{32}$ માં ન્યુટ્રોનની સંખ્યા $= 32 - 16 = 16$.
બંનેમાં ન્યુટ્રોનની સંખ્યા સમાન હોવાથી,${}_{14}Si^{30}$ અને ${}_{16}S^{32}$ ને સમન્યુટ્રોનિક (isotones) કહેવામાં આવે છે.

(C) $NH_{3}$ માં,$N$ $(3.04)$ ની વિદ્યુતઋણતા $H$ $(2.20)$ કરતા વધારે છે,તેથી બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો $N$ તરફ આકર્ષાય છે. આ બંધકારક યુગ્મો વચ્ચે અપાકર્ષણ વધારે છે,જેના પરિણામે બંધકોણ મોટો $(107.2^{\circ})$ હોય છે.
$NF_{3}$ માં,$F$ $(3.98)$ ની વિદ્યુતઋણતા $N$ $(3.04)$ કરતા વધારે છે,તેથી બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો $N$ થી દૂર $F$ તરફ આકર્ષાય છે. આનાથી બંધકારક યુગ્મો વચ્ચેનું અપાકર્ષણ ઘટે છે,પરિણામે બંધકોણ નાનો $(102.3^{\circ})$ હોય છે.
આમ,$N-X$ બંધની ધ્રુવીયતામાં તફાવત (જ્યાં $X = H$ અથવા $F$) બંધકોણમાં તફાવતનું કારણ બને છે.

(B) $Cu$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $29$ છે.
આઉફબાઉના સિદ્ધાંત મુજબ,અપેક્ષિત ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^{9} 4s^{2}$ છે.
પરંતુ,સંપૂર્ણ ભરાયેલી $d$-કક્ષકો અપૂર્ણ ભરાયેલી કક્ષકો કરતા વધુ સ્થાયી હોય છે.
તેથી,$4s$ કક્ષકમાંથી એક ઇલેક્ટ્રોન $3d$ કક્ષકમાં જાય છે જેથી તે $3d^{10}$ બને છે.
સાચી ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^{10} 4s^{1}$ છે.

(D) વિયોજન અંશ,$\alpha = \frac{\Lambda_{m}^{c}}{\Lambda_{m}^{\circ}} = \frac{150}{500} = 0.3$
આપેલ છે,$C = 0.007 \ M$
હાઇડ્રોફ્લોરિક એસિડ નીચે મુજબ વિયોજન પામે છે:
$HF \rightleftharpoons H^{+} + F^{-}$
શરૂઆતમાં: $C, 0, 0$
સંતુલન સમયે: $C(1 - \alpha), C\alpha, C\alpha$
વિયોજન અચળાંક,$K_{a} = \frac{[H^{+}] [F^{-}]}{[HF]} = \frac{C \alpha \cdot C \alpha}{C(1 - \alpha)} = \frac{C \alpha^{2}}{(1 - \alpha)}$
કિંમતો મૂકતા,આપણને મળે છે:
$K_{a} = \frac{0.007 \times (0.3)^{2}}{(1 - 0.3)} = \frac{0.007 \times 0.09}{0.7} = 0.01 \times 0.09 = 9 \times 10^{-4} \ M$

(D) ગ્રીનહાઉસ વાયુઓ એવા વાયુઓ છે જે વાતાવરણમાં ગરમીને ફસાવે છે,જેમ કે $CO_{2}$,$CH_{4}$,$N_{2}O$ અને પાણીની વરાળ.
ઓક્સિજન $(O_{2})$ વાતાવરણનો મુખ્ય ઘટક છે પરંતુ તે ઇન્ફ્રારેડ કિરણોત્સર્ગનું શોષણ કરતું નથી,તેથી તે ગ્રીનહાઉસ વાયુ નથી.

(A) $IUPAC$ નામ નક્કી કરવા માટે,સૌ પ્રથમ દ્વિબંધ ધરાવતી સૌથી લાંબી કાર્બન શૃંખલા ઓળખો. સૌથી લાંબી શૃંખલામાં $7$ કાર્બન પરમાણુઓ છે,તેથી મુખ્ય આલ્કેન હેપ્ટેન છે. દ્વિબંધને અગ્રતા આપવામાં આવે છે અને તેને સૌથી ઓછો ક્રમ મળે તે રીતે નંબરિંગ કરવામાં આવે છે. જમણી બાજુથી નંબરિંગ કરતા દ્વિબંધનું સ્થાન $2$ મળે છે. વિસ્થાપકો $2, 5,$ અને $6$ સ્થાન પર મિથાઈલ જૂથો છે. આમ,સંયોજનનું સાચું $IUPAC$ નામ $2,5,6-$ટ્રાયમિથાઈલહેપ્ટ$-2-$ઈન છે.

(C) ઈથેન $C_2H_6$ છે.
આલ્કેન શ્રેણીમાં સજાતીય સભ્યો $-CH_2-$ એકમ દ્વારા અલગ પડે છે.
$4^{th}$ ઉચ્ચ હોમોલોગ ઈથેનમાં ચાર $-CH_2-$ એકમો ઉમેરીને મેળવવામાં આવે છે.
$C_2H_6 + 4(CH_2) = C_6H_{14}$.
$C_6H_{14}$ આણ્વીય સૂત્ર ધરાવતું સંયોજન હેક્ઝેન છે.

(B) $H-C-H$ બંધકોણ નક્કી કરવા માટે,આપણે દરેક અણુમાં મધ્યસ્થ કાર્બન પરમાણુનું સંકરણ અને ભૂમિતિ જોઈએ છીએ:
$I$ (સાયક્લોપ્રોપિલિડીન): મધ્યસ્થ કાર્બન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે. ત્રણ-સભ્યની વલયમાં રહેલા તણાવને કારણે,$H-C-H$ બંધકોણ આશરે $115^{\circ}$ હોય છે.
$II$ (ઈથીન): કાર્બન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે. પ્રમાણભૂત આલ્કીનમાં,$H-C-H$ બંધકોણ આશરે $120^{\circ}$ હોય છે.
$III$ (મિથેન): કાર્બન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે અને તેની ભૂમિતિ સમચતુષ્ફલકીય છે. $H-C-H$ બંધકોણ $109^{\circ} 28^{\prime}$ (અથવા $\approx 109.5^{\circ}$) હોય છે.
આ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા: $120^{\circ} (II) > 115^{\circ} (I) > 109.5^{\circ} (III)$.
તેથી,સાચો ઘટતો ક્રમ $II > I > III$ છે.

(D) સંસ્પંદન રચનાઓમાં $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન અથવા અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનું સ્થાનાંતર થાય છે,પરંતુ તેમાં પરમાણુઓ કે પરમાણુઓના સમૂહનું સ્થાનાંતર થતું નથી.
રચના $I$,$II$ અને $III$ માં પરમાણુઓનું જોડાણ સમાન રહે છે અને માત્ર ઇલેક્ટ્રોનનું સ્થાન બદલાય છે.
રચના $IV$ માં,ઋણ વીજભાર ટર્મિનલ કાર્બન પર છે,જે એનોલેટ રચનાઓ $I$,$II$ અને $III$ ની તુલનામાં અલગ જોડાણ સૂચવે છે.
આમ,રચના $IV$ એ અન્યની સંસ્પંદન રચના નથી.

(C) બંધની લંબાઈ એ દ્વિ-બંધ લાક્ષણિકતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે. સંસ્પંદન (Resonance) દ્વિ-બંધ લાક્ષણિકતામાં વધારો કરે છે,જેનાથી બંધની લંબાઈ ઘટે છે.
રચના $I$ માં,ધન વીજભાર સીધો દ્વિ-બંધ સાથે સંસ્પંદનમાં છે,જે નોંધપાત્ર દ્વિ-બંધ લાક્ષણિકતા તરફ દોરી જાય છે.
રચના $II$ માં,ધન વીજભાર પણ સંસ્પંદનમાં છે,પરંતુ બે ધન વીજભારની હાજરી $I$ ની તુલનામાં અલગ ઇલેક્ટ્રોનિક વાતાવરણ બનાવે છે.
રચના $III$ માં,ધન વીજભાર દ્વિ-બંધથી $CH_2$ સમૂહ દ્વારા અલગ પડે છે,તેથી તેમાં સંસ્પંદન-પ્રેરિત દ્વિ-બંધ લાક્ષણિકતા હોતી નથી.
તેથી,બંધની લંબાઈનો ક્રમ: $III > II > I$ છે.

(A) આ અણુ $8,8-dimethylheptafulvene$ છે. $C-1$ સ્થાન (બાહ્ય ચક્રીય દ્વિબંધ) પર પ્રોટોનેશન થવાથી $tropylium$ કેશન બને છે,જે એક સ્થાયી એરોમેટિક સ્પીસીઝ છે ($6\pi$ ઇલેક્ટ્રોન,હ્યુકેલનો નિયમ).
પરિણામી કાર્બોકેશન એરોમેટિક અને અત્યંત સ્થાયી હોવાથી,$C-1$ સ્થાન પ્રોટોનેશન માટે સૌથી વધુ સક્રિય છે.
સાત-સભ્યની રીંગ પર અન્ય કોઈપણ સ્થાન પર પ્રોટોનેશન કરવાથી સંયુગ્મન (conjugation) ખોરવાય છે અથવા એરોમેટિક સિસ્ટમ બનતી નથી,તેથી તે સ્થાનો ઓછા અનુકૂળ છે.

(B) હાઇડ્રોજન પરમાણુના નિષ્કર્ષણની સરળતા પરિણામી રેડિકલ અથવા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$H_{a}$ ના નિષ્કર્ષણથી $3^{\circ}$ એલાઈલિક રેડિકલ/કાર્બોકેટાયન બને છે,જે રેઝોનન્સ અને હાયપરકોન્જુગેશનને કારણે ખૂબ જ સ્થિર છે.
$H_{c}$ ના નિષ્કર્ષણથી $2^{\circ}$ એલાઈલિક રેડિકલ/કાર્બોકેટાયન બને છે,જે $3^{\circ}$ એલાઈલિક સ્પીસીસ કરતા ઓછું સ્થિર છે.
$H_{b}$ ના નિષ્કર્ષણથી $2^{\circ}$ નોન-એલાઈલિક રેડિકલ/કાર્બોકેટાયન બને છે,જે ત્રણેયમાં સૌથી ઓછું સ્થિર છે.
તેથી,નિષ્કર્ષણની સરળતાનો ઘટતો ક્રમ $H_{a} > H_{c} > H_{b}$ છે.

(D) આ બંધારણો બ્યુટેન-$2,3$-ડાયોલના સમઘટકો દર્શાવે છે.
$I$ એ $(2R, 3R)$-બ્યુટેન-$2,3$-ડાયોલ છે,જે કાયરલ છે.
$II$ એ $(2R, 3S)$-બ્યુટેન-$2,3$-ડાયોલ છે,જે મેસો સંયોજન (અકાયરલ) છે કારણ કે તેમાં આંતરિક સમતલ સંમિતિ (plane of symmetry) હોય છે.
$III$ એ $(2S, 3S)$-બ્યુટેન-$2,3$-ડાયોલ છે,જે કાયરલ છે.
તેથી,માત્ર $I$ અને $III$ કાયરલ છે.

(B) $N$,$O$ અને $F$ ના હાઇડ્રાઇડ્સ નાના કદ અને ઉચ્ચ વિદ્યુતઋણતા ધરાવે છે.
આને કારણે,તેઓ વ્યાપક આંતર-આણ્વીય (બે અણુઓ વચ્ચે) હાઇડ્રોજન બંધ બનાવવાની ક્ષમતા ધરાવે છે.
પરિણામે,આ બંધોને તોડવા માટે મોટી માત્રામાં ઉર્જાની જરૂર પડે છે,જે આ હાઇડ્રાઇડ્સના ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુને અસામાન્ય રીતે ઊંચા બનાવે છે.

(A) $10 \text{ V } H_{2}O_{2}$ નો અર્થ છે કે આ દ્રાવણનું $1 \text{ L}$,$STP$ પર $10 \text{ L } O_{2}$ ઉત્પન્ન કરશે.
$2H_{2}O_{2} \rightarrow 2H_{2}O + O_{2}$
$68 \text{ g } H_{2}O_{2}$ એ $STP$ પર $22.4 \text{ L } O_{2}$ ઉત્પન્ન કરે છે.
તેથી,$22.4 \text{ L } O_{2}$ એ $68 \text{ g } H_{2}O_{2}$ માંથી મળે છે.
$10 \text{ L } O_{2}$ એ $H_{2}O_{2} = \frac{68}{22.4} \times 10 = 30.36 \text{ g}$ માંથી મળશે.
આપેલ દ્રાવણના $1000 \text{ mL}$ માં $30.36 \text{ g } H_{2}O_{2}$ હોય છે.
આપેલ દ્રાવણના $100 \text{ mL}$ માં $\frac{30.36 \times 100}{1000} = 3.036 \text{ g } H_{2}O_{2}$ હોય છે.
આમ,$H_{2}O_{2}$ ની ટકાવારી શક્તિ લગભગ $3$ છે.

(D) $KOH$ એ પ્રબળ બેઇઝ છે,તેથી $[OH^-] = [KOH] = 10^{-4} \ M$.
$pOH = -\log[OH^-] = -\log(10^{-4}) = 4$.
$25^\circ C$ તાપમાને,$pH + pOH = 14$.
$pH = 14 - 4 = 10$.

(B) જ્યારે $Cl_2$ ને ગરમ જલીય $NaOH$ માંથી પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે અસમાનતા (disproportionation) પ્રક્રિયા થાય છે,જેના પરિણામે સોડિયમ ક્લોરાઇડ $(NaCl)$ અને સોડિયમ ક્લોરેટ $(NaClO_3)$ બને છે:
$6NaOH + 3Cl_2 \longrightarrow 5NaCl + NaClO_3 + 3H_2O$
$NaCl$ માં,$Cl$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $x$ છે:
$(+1) + x = 0 \implies x = -1$
$NaClO_3$ માં,$Cl$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $y$ છે:
$(+1) + y + 3(-2) = 0 \implies y - 5 = 0 \implies y = +5$
આમ,નીપજોમાં $Cl$ પરમાણુઓ $-1$ અને $+5$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે.

(C) $4.25 \text{ g}$ $NH_3 = (4.25 / 17) \times 4 \times N_A = 1 \times N_A$ પરમાણુઓ.
$(B)$ $8 \text{ g}$ $O_2 = (8 / 32) \times 2 \times N_A = 0.5 \times N_A$ પરમાણુઓ.
$(C)$ $2 \text{ g}$ $H_2 = (2 / 2) \times 2 \times N_A = 2 \times N_A$ પરમાણુઓ.
$(D)$ $4 \text{ g}$ $He = (4 / 4) \times 1 \times N_A = 1 \times N_A$ પરમાણુઓ.
મૂલ્યોની સરખામણી કરતા,$2 \text{ g}$ $H_2$ માં પરમાણુઓની સંખ્યા મહત્તમ છે.

(B) ગ્રેહામના પ્રસરણના નિયમ મુજબ,પ્રસરણનો દર $r = \frac{V}{t} \propto \frac{1}{\sqrt{M}}$ છે.
$H_2$ વાયુ માટે: $\frac{200}{30} = \frac{k}{\sqrt{2}}$ $(i)$
$O_2$ વાયુ માટે: $\frac{50}{t} = \frac{k}{\sqrt{32}}$ $(ii)$
સમીકરણ $(i)$ ને $(ii)$ વડે ભાગતા:
$\frac{200/30}{50/t} = \frac{\sqrt{32}}{\sqrt{2}} = \sqrt{16} = 4$
$\frac{4t}{3} = 4 \implies t = 3 \ min$ (ગણતરી સુધારેલ: $\frac{200}{30} \cdot \frac{t}{50} = 4 \implies \frac{4t}{3} = 4 \implies t = 3 \ min$).
ક્ષમા કરશો,સાચો જવાબ $30 \ min$ છે.

(B, D) રૂટ મીન સ્ક્વેર વેગ $C = \sqrt{\frac{3RT}{M}}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે. કારણ કે $C \propto \frac{1}{\sqrt{M}}$ અને $M_{Y} > M_{X}$,તેથી $C_{X} > C_{Y}$ સાચું છે.
આદર્શ વાયુ માટે પ્રતિ અણુ સરેરાશ ગતિ ઊર્જા $E = \frac{3}{2} k_{B} T$ છે,જ્યાં $k_{B}$ એ બોલ્ટ્ઝમેન અચળાંક છે.
બંને વાયુઓ સમાન તાપમાન $T$ પર હોવાથી,તેમની પ્રતિ અણુ સરેરાશ ગતિ ઊર્જા સમાન હોય છે,એટલે કે $E_{X} = E_{Y} = \frac{3}{2} k_{B} T$.
આમ,$C_{X} > C_{Y}$ અને $E_{X} = E_{Y} = \frac{3}{2} k_{B} T$ બંને સંબંધો સાચા છે.

(C) $1$ મોલ વાયુ માટે વાન ડર વાલ્સનું સમીકરણ $(p+\frac{a}{V^2})(V-b) = RT$ છે.
'$a$' અવગણી શકાય તેવું હોવાથી,સમીકરણ $p(V-b) = RT$ માં રૂપાંતરિત થાય છે.
આનું વિસ્તરણ કરતા,આપણને $pV - pb = RT$ મળે છે.
બંને બાજુને $RT$ વડે ભાગતા,$\frac{pV}{RT} - \frac{pb}{RT} = 1$ મળે છે.
સંકોચનીયતા અવયવ $Z = \frac{pV}{RT}$ હોવાથી,સમીકરણ $Z - \frac{pb}{RT} = 1$ બને છે.
તેથી,$Z = 1 + \frac{pb}{RT}$.

(A) વાન્ડર વાલ્સ અચળાંક $a$ એ વાયુમાં આંતરઆણ્વીય આકર્ષણ બળોનું મૂલ્ય દર્શાવે છે.
$a$ નું મૂલ્ય જેટલું વધારે,આંતરઆણ્વીય આકર્ષણ બળો તેટલા જ મજબૂત હોય છે,અને પરિણામે વાયુનું પ્રવાહીકરણ સરળતાથી થાય છે.
અહીં $a$ ના મૂલ્યોનો ક્રમ $Q < R < S < P$ આપેલ છે,તેથી વાયુ $P$ માટે $a$ નું મૂલ્ય સૌથી વધુ છે.
તેથી,આપેલ વિકલ્પોમાંથી $P$ સૌથી વધુ પ્રવાહીકરણ પામતો વાયુ છે.

(D) $1885$ માં,જોહાન બામરે સૌપ્રથમ દર્શાવ્યું હતું કે હાઇડ્રોજન વર્ણપટના દ્રશ્ય વિભાગમાં હાજર વર્ણપટ રેખાઓના તરંગ આંક નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે:
$\bar{v} (cm^{-1}) = 109677 \left( \frac{1}{2^2} - \frac{1}{n^2} \right)$
અહીં,$n = 3, 4, 5, \dots$
આમ,હાઇડ્રોજનનો બામર વર્ણપટ સૌપ્રથમ શોધાયો હતો અને તે વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટના દ્રશ્ય વિભાગમાં આવે છે.

(C) ડી-બ્રોગ્લી તરંગલંબાઈના સૂત્ર મુજબ,$\lambda = \frac{h}{mv}$.
આપેલ છે,દળ $m = 100 \ g$ અને વેગ $v = 100 \ cm \ s^{-1}$.
પ્લાન્કનો અચળાંક $h$ $CGS$ એકમમાં $6.6 \times 10^{-27} \ erg \ s$ છે.
કિંમતો સૂત્રમાં મૂકતા:
$\lambda = \frac{6.6 \times 10^{-27}}{100 \times 100} = 6.6 \times 10^{-31} \ cm$.

(C) આદર્શ વાયુ સમીકરણ $pV = nRT$ છે.
$n = 1 \ mol$ માટે,સમીકરણ $V = (\frac{R}{p})T$ બને છે.
આને સુરેખાના સમીકરણ $y = mx + c$ સાથે સરખાવતા,જ્યાં $y = V$ અને $x = T$ છે,ઢાળ $m = \frac{R}{p}$ મળે છે.
આપેલ છે કે $p = 2 \ atm$ દબાણે ઢાળ $X$ છે,તેથી $X = \frac{R}{2}$.
આમ,$R = 2X \ L \ atm \ mol^{-1} \ K^{-1}$.

(C) પ્રક્રિયા સ્વયંભૂ હોવા માટે,$\Delta G < 0$ હોવું જોઈએ.
$\Delta G = \Delta H - T\Delta S$ હોવાથી,સ્વયંભૂતા માટેની શરત $\Delta H - T\Delta S < 0$ છે.
આપેલ છે: $\Delta H = -400 \text{ kJ mol}^{-1}$ અને $\Delta S = -20 \text{ kJ mol}^{-1} \text{ K}^{-1}$.
કિંમતો મૂકતા: $-400 - T(-20) < 0$.
$-400 + 20T < 0$.
$20T < 400$.
$T < 20 \text{ K}$.
તેથી,પ્રક્રિયા $20 \text{ K}$ થી નીચેના તાપમાને સ્વયંભૂ છે.

(B) અચળ દબાણે આદર્શ વાયુ માટે એન્થાલ્પીમાં થતો ફેરફાર $\Delta H$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $\Delta H = n C_{p} \Delta T$.
આપેલ છે: $n = 2 \ mol$,$C_{p} = \frac{5}{2} R$,$T_{1} = 225^{\circ} C$,$T_{2} = 125^{\circ} C$.
તાપમાનમાં થતો ફેરફાર $\Delta T = T_{2} - T_{1} = 125 - 225 = -100 \ K$.
કિંમતો મૂકતા: $\Delta H = 2 \times (\frac{5}{2} R) \times (-100) = 5 R \times (-100) = -500 R$.

(A) આપેલ સમીકરણો:
$(i) \ C + O_{2} \longrightarrow CO_{2} ; \Delta H^{\circ} = -x \ kJ$
$(ii) \ 2 CO + O_{2} \longrightarrow 2 CO_{2} ; \Delta H^{\circ} = -y \ kJ$
આપણે $CO$ ની સર્જન ઉષ્મા શોધવાની છે,જેનું સમીકરણ:
$C + \frac{1}{2} O_{2} \longrightarrow CO ; \Delta H_{f}^{\circ} = ?$
સમીકરણ $(ii)$ ને ઉલટાવીને $2$ વડે ભાગતા:
$CO_{2} \longrightarrow CO + \frac{1}{2} O_{2} ; \Delta H^{\circ} = +\frac{y}{2} \ kJ \ (iii)$
સમીકરણ $(i)$ અને $(iii)$ નો સરવાળો કરતા:
$C + \frac{1}{2} O_{2} \longrightarrow CO$
એન્થાલ્પી ફેરફાર $\Delta H_{f}^{\circ} = -x + \frac{y}{2} = \frac{y-2x}{2} \ kJ$ થાય.

(A) બાષ્પીભવનની એન્ટ્રોપી $(\Delta S_{vap})$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા મળે છે: $\Delta S_{vap} = \frac{\Delta H_{vap}}{T_b}$
આપેલ છે: $\Delta H_{vap} = 24.64 \ kJ \ mol^{-1} = 24640 \ J \ mol^{-1}$
ઉત્કલન બિંદુ $T_b = 35 + 273 = 308 \ K$
કિંમતો મૂકતા: $\Delta S_{vap} = \frac{24640 \ J \ mol^{-1}}{308 \ K} = 80 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}$

(B, C) કોઈપણ પ્રક્રિયા સ્વયંભૂ થવા માટે,વિશ્વના કુલ એન્ટ્રોપીમાં ફેરફાર ધન હોવો જોઈએ: $(\Delta S_{\text{system}}) + (\Delta S_{\text{surroundings}}) > 0$
અચળ તાપમાન અને દબાણે,ગિબ્સ મુક્ત ઊર્જામાં ફેરફાર ઋણ હોવો જોઈએ: $(\Delta G_{\text{system}})_{T, p} < 0$
અચળ તાપમાન અને કદે,આંતરિક ઊર્જામાં ફેરફાર ઋણ હોવો જોઈએ: $(\Delta U_{\text{system}})_{T, V} < 0$
તેથી,સાચા વિધાનો $B$ અને $C$ છે.

(C) આપેલ છે કે $f(x) = \frac{x-2}{x-3}$. ધારો કે $y = \frac{x-2}{x-3}$.
$y(x-3) = x-2 \implies xy - 3y = x - 2 \implies x(y-1) = 3y - 2 \implies x = \frac{3y-2}{y-1}$.
તેથી,$f^{-1}(x) = \frac{3x-2}{x-1}$.
આપેલ છે કે $g(x) = 2x-3$. ધારો કે $y = 2x-3$.
$y+3 = 2x \implies x = \frac{y+3}{2}$.
તેથી,$g^{-1}(x) = \frac{x+3}{2}$.
આપણને આપેલ છે કે $f^{-1}(x) + g^{-1}(x) = \frac{13}{2}$.
$\frac{3x-2}{x-1} + \frac{x+3}{2} = \frac{13}{2}$.
$2(x-1)$ વડે ગુણતા: $2(3x-2) + (x+3)(x-1) = 13(x-1)$.
$6x - 4 + x^2 + 2x - 3 = 13x - 13$.
$x^2 + 8x - 7 = 13x - 13$.
$x^2 - 5x + 6 = 0$.
$(x-2)(x-3) = 0$.
બીજ $x = 2$ અને $x = 3$ છે. બીજનો સરવાળો $2+3 = 5$ થાય છે.

(C) જે આલ્ડિહાઈડમાં $\alpha-H$ પરમાણુ હોતા નથી,તે સાંદ્ર આલ્કલી $(NaOH)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને કેનિઝારો પ્રક્રિયા આપે છે. આ પ્રક્રિયામાં,અણુનો એક ભાગ આલ્કોહોલમાં રિડક્શન પામે છે અને બીજો ભાગ કાર્બોક્સિલિક એસિડના ક્ષારમાં ઓક્સિડેશન પામે છે.
ગ્લાયોક્સલ $(CHO-CHO)$ માં $\alpha-H$ પરમાણુ હોતા નથી અને તે આંતર-આણ્વીય કેનિઝારો પ્રક્રિયા અનુભવે છે.
$NaOH$ સાથેની પ્રક્રિયા અને ત્યારબાદ $H^+$ દ્વારા એસિડિકરણ કરવાથી,એક આલ્ડિહાઈડ સમૂહનું $-CH_2OH$ સમૂહમાં રિડક્શન થાય છે અને બીજાનું $-CO_2H$ સમૂહમાં ઓક્સિડેશન થાય છે,જેના પરિણામે ગ્લાયકોલિક એસિડ $(CH_2OH-CO_2H)$ મળે છે.

(A) વિટિગ પ્રક્રિયામાં આલ્કીન બનાવવા માટે ફોસ્ફોનિયમ ઇલાઇડની કાર્બોનિલ સંયોજન સાથે પ્રક્રિયા થાય છે.
$1$. ફોસ્ફોનિયમ ક્ષાર $n-BuLi$ જેવા પ્રબળ બેઝ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ફોસ્ફરસ ઇલાઇડ બનાવે છે.
$2$. ત્યારબાદ આ ઇલાઇડ કાર્બોનિલ સંયોજન (ફોર્માલ્ડિહાઇડ,$CH_2=O$) સાથે $[2+2]$ સાયક્લોએડિશન પ્રક્રિયા કરીને ઓક્સાફોસ્ફેટન તરીકે ઓળખાતી ચાર-સભ્યની રીંગ ધરાવતો મધ્યવર્તી પદાર્થ બનાવે છે.
$3$. આ ઓક્સાફોસ્ફેટન મધ્યવર્તી $J$ ત્યારબાદ વિઘટન પામીને આલ્કીન અને ટ્રાયફિનાઇલફોસ્ફિન ઓક્સાઇડ બનાવે છે.
$4$. ઓક્સાફોસ્ફેટન મધ્યવર્તી $J$ ની રચના એ ચાર-સભ્યની રીંગ છે જેમાં કાર્બન,ઓક્સિજન અને ફોસ્ફરસ પરમાણુઓ હોય છે,જ્યાં કાર્બન સાયક્લોપેન્ટાઇલ ગ્રુપ સાથે પણ જોડાયેલ હોય છે. વિકલ્પ $A$ આ ઓક્સાફોસ્ફેટન રચનાને યોગ્ય રીતે દર્શાવે છે.

(B) એમાઈનની બેન્ઝીન સલ્ફોનાઈલ ક્લોરાઈડ (હિન્સબર્ગ પ્રક્રિયક) સાથેની પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ પ્રાથમિક,દ્વિતીયક અને તૃતીયક એમાઈનને અલગ કરવા માટે થાય છે.
$1$. પ્રાથમિક એમાઈન $(R-NH_2)$ સલ્ફોનેમાઈડ બનાવે છે જે નાઈટ્રોજન પરમાણુ પર એસિડિક હાઈડ્રોજનની હાજરીને કારણે $aq. NaOH$ માં દ્રાવ્ય હોય છે.
$2$. દ્વિતીયક એમાઈન $(R_2NH)$ સલ્ફોનેમાઈડ બનાવે છે જે $aq. NaOH$ માં અદ્રાવ્ય હોય છે કારણ કે તેમની પાસે નાઈટ્રોજન પરમાણુ પર એસિડિક હાઈડ્રોજન હોતો નથી.
$3$. તૃતીયક એમાઈન $(R_3N)$ બેન્ઝીન સલ્ફોનાઈલ ક્લોરાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરતા નથી.
આપેલ એમાઈન સફેદ અવક્ષેપ બનાવે છે જે $aq. NaOH$ માં અદ્રાવ્ય છે,તેથી તે દ્વિતીયક એમાઈન હોવો જોઈએ.
આણ્વીય સૂત્ર $C_3H_9N$ એ દ્વિતીયક એમાઈન,$N$-મિથાઈલઈથેનેમાઈન $(CH_3-NH-CH_2CH_3)$ ને અનુરૂપ છે.

(A) આ પ્રક્રિયા ડાયઝોનિયમ સમૂહ $(-N_{2}^{+}Cl^{-})$ દૂર કરીને તેના સ્થાને હાઇડ્રોજન પરમાણુ $(H)$ દાખલ કરે છે.
આ એક રિડક્ટિવ ડીએમિનેશન પ્રક્રિયા છે.
ડાયઝોનિયમ ક્ષારનું રિડક્શન કરીને એરીન મેળવવા માટે $H_{3}PO_{2}$ (હાઇપોફોસ્ફરસ એસિડ) નો ઉપયોગ થાય છે.
પ્રક્રિયા: $Ar-N_{2}^{+}Cl^{-} + H_{3}PO_{2} + H_{2}O \rightarrow Ar-H + N_{2} + H_{3}PO_{3} + HCl$.
તેથી,સાચો પ્રક્રિયક $H_{3}PO_{2}$ છે.

(D) ટેટ્રાપેપ્ટાઈડ $4$ એમિનો એસિડ એકમોના સંઘનન દ્વારા રચાય છે.
રેખીય પોલીપેપ્ટાઈડ શૃંખલામાં,પેપ્ટાઈડ બંધની સંખ્યા હંમેશા એમિનો એસિડ એકમોની સંખ્યા કરતા એક ઓછી હોય છે.
તેથી,ટેટ્રાપેપ્ટાઈડ માટે,એમિનો એસિડની સંખ્યા = $4$ અને પેપ્ટાઈડ બંધની સંખ્યા = $4 - 1 = 3$.

(A) $DNA$ માં,ક્રમિક ડીઓક્સિન્યુક્લિયોટાઇડ્સ ફોસ્ફોડાયએસ્ટર લિંકેજ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે. આ લિંકેજ એક શર્કરાના $3'$-હાઈડ્રોક્સિલ ગ્રુપ અને બીજી શર્કરાના $5'$-ફોસ્ફેટ ગ્રુપ વચ્ચે રચાય છે.

(C) આપેલ દરનો નિયમ: $Rate = k[H^{+}]^n$.
$pH = 3$ પર,હાઇડ્રોજન આયનોની સાંદ્રતા $[H^{+}]_1 = 10^{-3} \ M$ છે.
$pH = 1$ પર,હાઇડ્રોજન આયનોની સાંદ્રતા $[H^{+}]_2 = 10^{-1} \ M$ છે.
આપેલ છે કે દર $100$ ગણો વધે છે,તેથી $Rate_2 = 100 \times Rate_1$.
ગુણોત્તરનો ઉપયોગ કરતા: $\frac{Rate_2}{Rate_1} = \left(\frac{[H^{+}]_2}{[H^{+}]_1}\right)^n$.
કિંમતો મૂકતા: $100 = \left(\frac{10^{-1}}{10^{-3}}\right)^n$.
$100 = (10^2)^n$.
$10^2 = 10^{2n}$.
ઘાતાંકોની સરખામણી કરતા,$2 = 2n$,જે $n = 1$ આપે છે.

(B) આપેલ છે:
પ્રારંભિક સક્રિયતા $(A_0)$ = $15.0 \text{ counts min}^{-1} \text{ g}^{-1}$
અંતિમ સક્રિયતા $(A)$ = $5.0 \text{ counts min}^{-1} \text{ g}^{-1}$
અર્ધ-આયુષ્ય $(t_{1/2})$ = $5770 \text{ yr}$
નમૂનાની ઉંમર $(t)$ શોધવા માટેનું સૂત્ર:
$t = \frac{2.303}{\lambda} \log\left(\frac{A_0}{A}\right)$
જ્યાં $\lambda = \frac{0.693}{t_{1/2}}$
$t = \frac{2.303 \times 5770}{0.693} \log\left(\frac{15.0}{5.0}\right)$
$t = \frac{2.303 \times 5770}{0.693} \log(3)$
$\log(3) \approx 0.4771$ લેતા,
$t = \frac{2.303 \times 5770 \times 0.4771}{0.693} \approx 9148 \text{ yr}$
સૌથી નજીકની કિંમત $9,200 \text{ yr}$ છે.

(A) જ્યારે પોઝિટ્રોનનું ઉત્સર્જન થાય છે,ત્યારે પ્રોટોનનું ન્યુટ્રોન,પોઝિટ્રોન અને ન્યુટ્રિનોમાં રૂપાંતર થાય છે,જે પ્રક્રિયામાં દર્શાવ્યા મુજબ છે: $^1_1H \rightarrow ^1_0n + ^0_{+1}e + \nu$.
પ્રોટોનનું ન્યુટ્રોનમાં રૂપાંતર થતું હોવાથી,ન્યુક્લિયોન્સની કુલ સંખ્યા (દળ ક્રમાંક) અચળ રહે છે,પરંતુ પ્રોટોનની સંખ્યા (પરમાણુ ક્રમાંક) $1$ એકમ જેટલી ઘટે છે.

(C) $\beta$-ઉત્સર્જન દરમિયાન,એક ન્યુટ્રોન પ્રોટોન,ઇલેક્ટ્રોન ($\beta$-કણ) અને એન્ટિન્યુટ્રિનો $(\bar{\nu})$ માં રૂપાંતરિત થાય છે.
ઘણીવાર,સંતતિ ન્યુક્લિયસ ઉત્તેજિત અવસ્થામાં બને છે,જે પછી ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટમાં આવવા માટે $\gamma$-કિરણોના સ્વરૂપમાં ઊર્જા મુક્ત કરે છે.
પરમાણ્વીય પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $_0n^1 \rightarrow _1H^1 + _{-1}e^0 + \bar{\nu} + \gamma$-કિરણ.

(B) ઓછા $n/p$ ગુણોત્તર ધરાવતા ન્યુક્લિયસ પ્રોટોનથી સમૃદ્ધ અને અસ્થિર હોય છે. તેઓ $n/p$ ગુણોત્તર વધારીને સ્થિરતા પ્રાપ્ત કરે છે. આ બે મુખ્ય પ્રક્રિયાઓ દ્વારા થઈ શકે છે:
$1$. પોઝિટ્રોન ઉત્સર્જન: $^1_1p \rightarrow ^1_0n + ^0_{+1}e + \nu$
$2$. $K$-ઇલેક્ટ્રોન કેપ્ચર: $^1_1p + ^0_{-1}e \rightarrow ^1_0n + \nu$
બંને પ્રક્રિયાઓ પ્રોટોનને ન્યુટ્રોનમાં રૂપાંતરિત કરે છે,જેનાથી પ્રોટોનની સંખ્યા ઘટે છે અને ન્યુટ્રોનની સંખ્યા વધે છે,જે $n/p$ ગુણોત્તર વધારે છે.

(C) ધારો કે અજ્ઞાત પદાર્થ $_{Z}X^{A}$ છે.
ન્યુક્લિયર પ્રક્રિયા છે: $_{Z}X^{A} + _{6}C^{12} \rightarrow _{98}Cf^{246} + _{0}n^{1}$.
દળ ક્રમાંકના સંરક્ષણના નિયમ મુજબ: $A + 12 = 246 + 1$,જે $A = 235$ આપે છે.
પરમાણુ ક્રમાંકના સંરક્ષણના નિયમ મુજબ: $Z + 6 = 98$,જે $Z = 92$ આપે છે.
પરમાણુ ક્રમાંક $92$ ધરાવતું તત્વ યુરેનિયમ $(U)$ છે.
તેથી,અજ્ઞાત પદાર્થ $_{92}U^{235}$ છે.

(A) આપેલ સંયોજનોનું વિશ્લેષણ:
$I$: $(CH_3CO)_2O$ એ એસિટિક એનહાઇડ્રાઇડ છે.
$II$: $CH_3COOH$ એ એસિટિક એસિડ (કાર્બોક્સિલિક એસિડ) છે.
$III$: $PhOH$ એ ફિનોલ છે.
$IV$: $CH_3COCHO$ એ મિથાઈલગ્લાયોક્સલ (ડાયકાર્બોનિલ સંયોજન) છે.
તેથી,સાચું વિધાન એ છે કે સંયોજન $I$ એ એનહાઇડ્રાઇડ છે.

(A) જે સંયોજનો કાર્બોનિક એસિડ $(H_{2}CO_{3})$ કરતા વધુ એસિડિક હોય છે,તે જલીય $NaHCO_{3}$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $CO_{2}$ વાયુ મુક્ત કરે છે,જેના કારણે ઉભરા આવે છે.
$I. (CH_{3}CO)_{2}O$ (એસેટિક એનહાઇડ્રાઇડ) $NaHCO_{3}$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને એસેટિક એસિડ બનાવે છે,જે ત્યારબાદ $CO_{2}$ મુક્ત કરે છે.
$II. CH_{3}COOH$ (એસેટિક એસિડ) એ $H_{2}CO_{3}$ કરતા વધુ એસિડિક છે અને સરળતાથી $CO_{2}$ મુક્ત કરે છે.
$III. PhOH$ (ફિનોલ) એ $H_{2}CO_{3}$ કરતા ઓછો એસિડિક છે અને ઉભરા આપતું નથી.
$IV. CH_{3}COCHO$ (મિથાઈલગ્લાયોક્સલ) $NaHCO_{3}$ સાથે પ્રક્રિયા કરવા માટે પૂરતું એસિડિક નથી.
તેથી,$I$ અને $II$ બંને ઉભરા આપે છે.

(D) ક્યુપ્રસ $(Cu^{+})$ અને ક્યુપ્રિક $(Cu^{2+})$ આયનોની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના નીચે મુજબ છે:
$Cu^{+} = [Ar] 3d^{10} 4s^{0}$
$Cu^{2+} = [Ar] 3d^{9} 4s^{0}$
જોકે $Cu^{+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના વધુ સ્થાયી છે,તેમ છતાં ઘન અવસ્થામાં $Cu^{2+}$ સંયોજનો વધુ સ્થાયી હોય છે.
આનું મુખ્ય કારણ એ છે કે $Cu$ ની $2^{nd}$ આયનીકરણ એન્થાલ્પી $(IP)$ એટલી ઊંચી નથી કે જે $Cu^{2+}$ ના નિર્માણને અટકાવી શકે,અને $Cu^{2+}$ ની ઉચ્ચ વીજભાર ઘનતાને કારણે આયનીય સંયોજનોમાં લેટીસ ઉર્જા $Cu^{+}$ સંયોજનો કરતા ઘણી વધારે હોય છે.
લેટીસ ઉર્જામાં થતો આ મોટો ઘટાડો બીજા ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જાની ભરપાઈ કરે છે.

(A) દરેક ધાતુ આયનના $1 \ mol$ નું વિદ્યુતવિભાજન કરવા માટે જરૂરી વિદ્યુતનો જથ્થો તે ધાતુ આયનની સંયોજકતા (વીજભાર) જેટલો હોય છે.
$ZnSO_{4}$ માટે,પ્રક્રિયા: $Zn^{2+} + 2e^{-} \rightarrow Zn$. તેથી,$2 \ F$ વિદ્યુતની જરૂર પડે છે.
$AlCl_{3}$ માટે,પ્રક્રિયા: $Al^{3+} + 3e^{-} \rightarrow Al$. તેથી,$3 \ F$ વિદ્યુતની જરૂર પડે છે.
$AgNO_{3}$ માટે,પ્રક્રિયા: $Ag^{+} + e^{-} \rightarrow Ag$. તેથી,$1 \ F$ વિદ્યુતની જરૂર પડે છે.
આમ,જરૂરી વિદ્યુતનો ગુણોત્તર $2: 3: 1$ છે.

(A) કોષનો પ્રમાણિત $EMF$ આ રીતે ગણવામાં આવે છે: $E^{\circ}_{cell} = E^{\circ}_{cathode} - E^{\circ}_{anode}$.
આપેલ રિડક્શન પોટેન્શિયલ $E^{\circ}_{Ag^{+}/Ag} = 0.7995 \ V$ અને $E^{\circ}_{Fe^{3+}/Fe^{2+}} = 0.7710 \ V$ છે.
અહીં $E^{\circ}_{Ag^{+}/Ag} > E^{\circ}_{Fe^{3+}/Fe^{2+}}$ હોવાથી,સિલ્વર ઇલેક્ટ્રોડ કેથોડ તરીકે અને આયર્ન ઇલેક્ટ્રોડ એનોડ તરીકે કાર્ય કરશે.
$E^{\circ}_{cell} = 0.7995 \ V - 0.7710 \ V = 0.0285 \ V$.

(A) $Fe^{3+}/Fe^{2+}$ નો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $+0.77 \ V$ છે.
$H_{2}SO_{4}$ અને $H_{3}PO_{4}$ ના મિશ્રણમાં,$Fe^{3+}$ આયનો ફોસ્ફેટ આયનો સાથે પ્રક્રિયા કરીને સ્થાયી સંકીર્ણ $[FeHPO_{4}]^{+}$ બનાવે છે.
નેર્ન્સ્ટ સમીકરણ મુજબ,$E = E^{\circ} - (0.059/n) \log(1/[Fe^{3+}])$.
સંકીર્ણ બનવાને કારણે મુક્ત $Fe^{3+}$ આયનોની સાંદ્રતા ઘટતા,રિડક્શન પોટેન્શિયલ $+0.77 \ V$ થી ઘટીને $+0.61 \ V$ થાય છે.

(A) એસિડિક માધ્યમમાં,ફિનોલ તેના પ્રોટોનેટેડ સ્વરૂપ સાથે સંતુલનમાં હોય છે,અને $-OH$ સમૂહ બેન્ઝીન વલયને ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન માટે સક્રિય કરે છે.
$-OH$ સમૂહ સંસ્પંદન દ્વારા ઇલેક્ટ્રોન દાન કરનાર સમૂહ છે,જે $ortho$ અને $para$ સ્થાન પર ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે.
જ્યારે $D_{2}SO_{4} / D_{2}O$ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે $D^+$ ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી તરીકે કાર્ય કરે છે.
ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી $(D^+)$ બેન્ઝીન વલયના ઇલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ $ortho$ અને $para$ સ્થાન પર હુમલો કરે છે.
વધુમાં,ફિનોલિક હાઇડ્રોજન એસિડિક છે અને $D_{2}O$ માં $D$ સાથે સરળતાથી વિનિમય પામીને $-OD$ બનાવે છે.
તેથી,$ortho$ અને $para$ સ્થાન પરના હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ ડ્યુટેરિયમ પરમાણુઓ દ્વારા બદલાય છે,અને $-OH$ સમૂહ $-OD$ બને છે.

(B, C, D) આપેલા બંને અણુઓમાં $6$ કાર્બન પરમાણુઓ અને એક આલ્ડિહાઇડ સમૂહ છે,તેથી તેમને એલ્ડોહેક્સોઝ કહેવામાં આવે છે.
$X$ માં,બીજા છેલ્લા કાર્બન $(C-5)$ સાથે જોડાયેલ $-OH$ સમૂહ જમણી બાજુએ છે,તેથી તે $D$-શર્કરા છે.
$Y$ માં,બીજા છેલ્લા કાર્બન $(C-5)$ સાથે જોડાયેલ $-OH$ સમૂહ ડાબી બાજુએ છે,તેથી તે $L$-શર્કરા છે.
$X$ અને $Y$ એકબીજાના અરીસામાં પ્રતિબિંબ હોવાથી,તેઓ એનાન્ટિઓમર્સ છે.
તેથી,વિધાનો $B$,$C$ અને $D$ સાચા છે.

(B) એનિલીન એ પ્રાથમિક એમાઈન છે (જેમાં $-NH_{2}$ સમૂહ હોય છે).
જ્યારે તેની પ્રક્રિયા આલ્કલાઇન પરિસ્થિતિમાં ( $KOH$ નો ઉપયોગ કરીને) ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_{3})$ સાથે કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે ખરાબ ગંધ ધરાવતું સંયોજન બનાવે છે જેને ફિનાઈલ આઈસોનાઈટ્રાઈલ (અથવા ફિનાઈલ કાર્બાઈલેમાઈન) કહેવાય છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$C_{6}H_{5}NH_{2} + CHCl_{3} + 3KOH(alc.) \rightarrow C_{6}H_{5}NC + 3KCl + 3H_{2}O$.
આ પ્રક્રિયાને કાર્બાઈલેમાઈન પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(A) $SO_{3}^{2-}$ અને $SO_{4}^{2-}$ આયનો $BaCl_{2}$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને અનુક્રમે $BaSO_{3}$ અને $BaSO_{4}$ ના સફેદ અવક્ષેપ બનાવે છે.
$Ba^{2+} + SO_{3}^{2-} \longrightarrow BaSO_{3} (s)$ (સફેદ અવક્ષેપ)
$Ba^{2+} + SO_{4}^{2-} \longrightarrow BaSO_{4} (s)$ (સફેદ અવક્ષેપ)
$BaSO_{3}$ એ નિર્બળ એસિડ $(H_{2}SO_{3})$ નો ક્ષાર છે,તેથી તે મંદ $HCl$ માં $SO_{2}$ વાયુના નિર્માણને કારણે ઓગળી જાય છે.
$BaSO_{3} + 2HCl \longrightarrow BaCl_{2} + H_{2}O + SO_{2} \uparrow$
$BaSO_{4}$ એ પ્રબળ એસિડ $(H_{2}SO_{4})$ નો ક્ષાર છે અને તે મંદ $HCl$ માં અદ્રાવ્ય છે.

(C) ઉત્કલનબિંદુમાં ઉન્નયન માટેનું સૂત્ર $\Delta T_{b} = \frac{w \times K_{b} \times 1000}{M \times W}$ છે.
અહીં,$w$ એ દ્રાવ્યનું વજન છે,$W$ એ દ્રાવકનું વજન $(100 \ g)$ છે,$M$ એ દ્રાવ્યનું આણ્વીય દળ $(100)$ છે અને $K_{b}$ એ એબ્યુલિયોસ્કોપિક અચળાંક $(0.5 \ K \ kg \ mol^{-1})$ છે.
આપેલ છે કે $\Delta T_{b} = 0.05^{\circ} C$.
સૂત્રમાં કિંમતો મૂકતા:
$0.05 = \frac{w \times 0.5 \times 1000}{100 \times 100}$.
$0.05 = \frac{w \times 500}{10000} = \frac{w}{20}$.
$w = 0.05 \times 20 = 1 \ g$.

(B) મોલારિટી $(M)$ = $0.5 \text{ M}$,દ્રાવણનું કદ = $100 \text{ cc} = 0.1 \text{ L}$.
ઇથાઇલ આલ્કોહોલના મોલ = $M \times V = 0.5 \times 0.1 = 0.05 \text{ mol}$.
ઇથાઇલ આલ્કોહોલ $(C_2H_5OH)$ નું મોલર દળ = $46 \text{ g/mol}$.
ઇથાઇલ આલ્કોહોલનું દળ = $0.05 \times 46 = 2.3 \text{ g}$.
ઘનતા = $1.15 \text{ g/cc}$.
કદ = $\frac{\text{દળ}}{\text{ઘનતા}} = \frac{2.3}{1.15} = 2 \text{ cc}$.

(D) Hardy-Schulze ના નિયમ મુજબ,ઇલેક્ટ્રોલાઇટની જમાવવાની શક્તિ સક્રિય આયનની સંયોજકતા પર આધાર રાખે છે (જેનો વીજભાર કોલોઇડલ કણોના વીજભારથી વિરુદ્ધ હોય છે).
ઋણ વીજભારિત $AgI$ સોલ માટે,જમાવવાની શક્તિ ધન આયનો પર આધાર રાખે છે: $Na^{+}$,$Ba^{2+}$,અને $Al^{3+}$.
વીજભારના મૂલ્યમાં વધારા સાથે જમાવવાની શક્તિ વધે છે: $Na^{+} < Ba^{2+} < Al^{3+}$.
જરૂરી ઇલેક્ટ્રોલાઇટનો જથ્થો તેની જમાવવાની શક્તિના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોવાથી,જરૂરી જથ્થાનો ક્રમ આ મુજબ છે: $NaNO_{3} > Ba(NO_{3})_{2} > Al(NO_{3})_{3}$.