WBJEE 2015 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Gujarati

(B) ધારો કે પાણીની સપાટીથી નીચે $y$ ઊંડાઈએ એક છિદ્ર છે. બહાર નીકળતા પાણીનો વેગ $v = \sqrt{2gy}$ છે.
જમીનથી છિદ્રની ઊંચાઈ $H_{hole} = h - y + h/2 = \frac{3h}{2} - y$ છે.
પાણીને સમતલ $PQ$ સુધી પહોંચવા માટે લાગતો સમય $t = \sqrt{\frac{2 H_{hole}}{g}} = \sqrt{\frac{2(3h/2 - y)}{g}} = \sqrt{\frac{3h - 2y}{g}}$ છે.
ક્ષૈતિજ અવધિ $x = v \cdot t = \sqrt{2gy} \cdot \sqrt{\frac{3h - 2y}{g}} = \sqrt{2y(3h - 2y)} = \sqrt{6hy - 4y^2}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$x$ ને મહત્તમ કરવા માટે,આપણે $y$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરીને તેને શૂન્ય સાથે સરખાવીએ: $\frac{dx}{dy} = \frac{1}{2\sqrt{6hy - 4y^2}} \cdot (6h - 8y) = 0$.
આનાથી $6h - 8y = 0$,અથવા $y = \frac{3h}{4}$ મળે છે.
ઊંડાઈ $y$ ઉપરથી માપવામાં આવે છે. પાયાથી છિદ્રોની ઊંચાઈ $0, h/4, h/2, 3h/4$ છે.
આમ,છિદ્ર $1, 2, 3, 4$ માટે ઉપરથી ઊંડાઈ $y$ અનુક્રમે $h, 3h/4, h/2, h/4$ છે.
જ્યારે $y = 3h/4$ હોય ત્યારે અવધિ મહત્તમ હોય છે,જે છિદ્ર નંબર $2$ ને અનુરૂપ છે.

(A) મધ્યસ્થ પરમાણુઓ પર રહેલા અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોની સંખ્યા નીચે મુજબ ગણવામાં આવે છે:
$1$. $H_{2}O$ માં,ઓક્સિજન પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,જેમાંથી $2$ ઇલેક્ટ્રોન $H$ સાથે બંધ બનાવવામાં વપરાય છે,જેથી $4$ ઇલેક્ટ્રોન અથવા $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો બાકી રહે છે.
$2$. $SnCl_{2}$ માં,ટીન $(Sn)$ પાસે $4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,જેમાંથી $2$ ઇલેક્ટ્રોન $Cl$ સાથે બંધ બનાવવામાં વપરાય છે,જેથી $2$ ઇલેક્ટ્રોન અથવા $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બાકી રહે છે.
$3$. $PCl_{3}$ માં,ફોસ્ફરસ $(P)$ પાસે $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,જેમાંથી $3$ ઇલેક્ટ્રોન $Cl$ સાથે બંધ બનાવવામાં વપરાય છે,જેથી $2$ ઇલેક્ટ્રોન અથવા $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બાકી રહે છે.
$4$. $XeF_{2}$ માં,ઝેનોન $(Xe)$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,જેમાંથી $2$ ઇલેક્ટ્રોન $F$ સાથે બંધ બનાવવામાં વપરાય છે,જેથી $6$ ઇલેક્ટ્રોન અથવા $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો બાકી રહે છે.
આમ,અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોની સંખ્યા અનુક્રમે $2, 1, 1$ અને $3$ છે.

(C) $sp$-સંકરિત કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે,આપણે એવા કાર્બન શોધીએ છીએ જે બે દ્વિબંધ (એલીન પ્રકાર) અથવા એક ત્રિબંધ સાથે જોડાયેલા હોય.
$1$. $CH_2=C=CH-$ સમૂહમાં મધ્યસ્થ કાર્બન $sp$-સંકરિત છે.
$2$. $-C\equiv CH$ સમૂહમાં કાર્બન $sp$-સંકરિત છે.
$3$. $-C\equiv CH$ સમૂહમાં છેલ્લો કાર્બન $sp$-સંકરિત છે.
$4$. $-C\equiv N$ સમૂહમાં કાર્બન $sp$-સંકરિત છે.
આમ,આપેલ બંધારણમાં કુલ $4$ $sp$-સંકરિત કાર્બન પરમાણુઓ છે.

(A) પ્રક્રિયા માટે,$2 SO_{2(g)} + O_{2(g)} \rightleftharpoons 2 SO_{3(g)}$.
આપેલ છે કે,$\Delta G^{\circ} = -690.9 R$ અને $T = 300 \ K$.
પ્રમાણિત ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જા ફેરફાર અને સંતુલન અચળાંક વચ્ચેનો સંબંધ $\Delta G^{\circ} = -RT \ln K$ છે.
કિંમતો મૂકતા: $-690.9 R = -R \times 300 \times \ln K$.
બંને બાજુ $-R$ વડે ભાગતા: $690.9 = 300 \times \ln K$.
$\ln K = \frac{690.9}{300} = 2.303$.
કારણ કે $\ln K = 2.303 \log K$,તેથી $2.303 \log K = 2.303$.
તેથી,$\log K = 1$,જેનો અર્થ છે કે $K = 10^1 = 10$.
$K$ નો એકમ $(atm)^{\Delta n}$ છે,જ્યાં $\Delta n = 2 - (2 + 1) = -1$.
આમ,$K = 10 \ atm^{-1}$.

(A) આપેલા તત્વોની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના નીચે મુજબ છે:
$Be (Z=4): 1s^2 2s^2$
$B (Z=5): 1s^2 2s^2 2p^1$
$Mg (Z=12): [Ne] 3s^2$
$Al (Z=13): [Ne] 3s^2 3p^1$
બીજી આયનીકરણ એન્થાલ્પી શોધવા માટે,આપણે $+1$ આયનોની રચના જોઈએ:
$Be^+: 1s^2 2s^1$
$B^+: 1s^2 2s^2$
$Mg^+: [Ne] 3s^1$
$Al^+: [Ne] 3s^2$
$B^+$ $(2s^2)$ માંથી બીજો ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવો સૌથી મુશ્કેલ છે કારણ કે તે સંપૂર્ણ ભરાયેલી $2s$ કક્ષકમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવાનો સમાવેશ કરે છે,જે ખૂબ જ સ્થાયી છે. તેથી,$B$ ની બીજી આયનીકરણ એન્થાલ્પી મહત્તમ છે.

(B) મિથાઈલ ટ્રાયક્લોરોએસીટેટ $(Cl_{3}CCO_{2}Me)$ ની સોડિયમ મિથોક્સાઈડ $(NaOMe)$ સાથેની પ્રક્રિયામાં મિથોક્સાઈડ આયન $(^-OMe)$ એસ્ટરના કાર્બોનિલ કાર્બન પર ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલો કરે છે.
આનાથી ટેટ્રાહેડ્રલ મધ્યવર્તી બને છે,જે ત્યારબાદ ટ્રાયક્લોરોમિથાઈલ કાર્બેનાયન $(^-CCl_{3})$ ને દૂર કરવા માટે વિઘટિત થાય છે.
ટ્રાયક્લોરોમિથાઈલ કાર્બેનાયન $(^-CCl_{3})$ અસ્થિર છે અને ત્યારબાદ ક્લોરાઈડ આયન $(Cl^-)$ ગુમાવીને ડાયક્લોરોકાર્બીન $(:CCl_{2})$ ઉત્પન્ન કરે છે.
તેથી,આ પ્રક્રિયામાં ઉત્પન્ન થતું અંતિમ પ્રતિક્રિયાશીલ મધ્યવર્તી કાર્બીન છે.

(C) એરોમેટિકતા નક્કી કરવા માટે,આપણે હકેલના નિયમનો ઉપયોગ કરીએ છીએ: એક ચક્રીય,સમતલીય,સંપૂર્ણ સંયુગ્મિત સિસ્ટમ જેમાં $(4n+2)$ $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન હોય તે એરોમેટિક છે,જ્યાં $n$ એ પૂર્ણાંક $(0, 1, 2, \dots)$ છે.
$(i)$ સાયક્લોપ્રોપેનાઇલ ક્લોરાઇડ $SbCl_5$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સાયક્લોપ્રોપેનાઇલ કેટાયન બનાવે છે,જેમાં $2$ $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન $(n=0)$ હોય છે. આ એરોમેટિક છે.
$(ii)$ સાયક્લોપેન્ટાડાયન સોડિયમ ધાતુ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઇલ એનાયન બનાવે છે,જેમાં $6$ $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન $(n=1)$ હોય છે. આ એરોમેટિક છે.
$(iii)$ $7$-બ્રોમોસાયક્લોહેપ્ટા-$1,3,5$-ટ્રાયન પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને ટ્રોપિલિયમ કેટાયન બનાવે છે,જેમાં $6$ $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન $(n=1)$ હોય છે. આ એરોમેટિક છે.
$(iv)$ સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઇલએમાઇન $HNO_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $4$ $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન સિસ્ટમ (સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઇલ કેટાયન) બનાવે છે,જે એન્ટી-એરોમેટિક (એરોમેટિક નથી) છે.
તેથી,કુલ $3$ એરોમેટિક સ્પીસીઝ ઉત્પન્ન થાય છે.

(C) એનાન્ટિઓમેરિક એક્સેસ $(ee)$ એ મિશ્રણમાં રહેલા બે એનાન્ટિઓમર્સની ટકાવારી વચ્ચેનો તફાવત છે.
$ee = |\% \text{ એનાન્ટિઓમર } 1 - \% \text{ એનાન્ટિઓમર } 2|$
આપેલ ટકાવારી $85 \%$ અને $15 \%$ છે,તેથી ગણતરી નીચે મુજબ છે:
$ee = 85 \% - 15 \% = 70 \%$

(C) લેસાઈન કસોટીમાં,$NaCN$ ધરાવતા સોડિયમ નિષ્કર્ષની પ્રક્રિયા $FeSO_4$ સાથે અને ત્યારબાદ $FeCl_3$ સાથે કરવામાં આવે છે અને $H_2SO_4$ વડે એસિડિક બનાવવામાં આવે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$Na + C + N \rightarrow NaCN$
$FeSO_4 + 2NaCN \rightarrow Fe(CN)_2 + Na_2SO_4$
$Fe(CN)_2 + 4NaCN \rightarrow Na_4[Fe(CN)_6]$ (સોડિયમ ફેરોસાયનાઈડ)
$3Na_4[Fe(CN)_6] + 4FeCl_3 \rightarrow Fe_4[Fe(CN)_6]_3 + 12NaCl$
સંયોજન $Fe_4[Fe(CN)_6]_3$ ને ફેરિક ફેરોસાયનાઈડ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,જે લાક્ષણિક પ્રશિયન બ્લુ રંગ આપે છે.

(C) $2-$મિથાઈલ$-1,3-$બ્યુટાડાઈન (આઈસોપ્રીન) સાથે $HBr$ ની પ્રક્રિયામાં સંયુગ્મિત ડાઈન સિસ્ટમમાં ઈલેક્ટ્રોન અનુરાગી યોગશીલ પ્રક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે.
$H^{+}$ ટર્મિનલ કાર્બન પર ઉમેરાઈને સૌથી વધુ સ્થાયી કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે સંસ્પદન દ્વારા સ્થાયી થયેલ એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન છે.
ઓરડાના તાપમાને,થર્મોડાયનેમિક નીપજ,જે વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન છે,તે મુખ્ય નીપજ છે.
આ $1,4-$યોગશીલ નીપજને અનુરૂપ છે,જે $1-$બ્રોમો$-3-$મિથાઈલ$-2-$બ્યુટીન છે.

(B) $1,4-$ડાયમિથાઈલબેન્ઝીન ($p-$ઝાયલીન) ની નિર્જળ $AlCl_{3}$ અને $HCl$ સાથેની પ્રક્રિયા આઈસોમેરાઈઝેશન (સમઘટકીકરણ) પ્રક્રિયાનું ઉદાહરણ છે.
આ એસિડિક પરિસ્થિતિઓમાં,મિથાઈલ સમૂહો વધુ ઉષ્માગતિશાસ્ત્રીય રીતે સ્થાયી સમઘટક બનાવવા માટે પુનઃગોઠવણી પામે છે.
$1,3-$ડાયમિથાઈલબેન્ઝીન ($m-$ઝાયલીન) એ $1,4-$ડાયમિથાઈલબેન્ઝીન ($p-$ઝાયલીન) કરતા વધુ સ્થાયી છે,કારણ કે મેટા-વિસ્થાપિત નીપજમાં અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) ઓછો હોય છે.
તેથી,આ પ્રક્રિયામાં $1,3-$ડાયમિથાઈલબેન્ઝીન મળે છે.

(D) એરોમેટિક સંયોજનોનું ન્યુક્લિયર આયોડિનેશન એ પ્રતિવર્તી ઇલેક્ટ્રોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
$I_{2}$ એક નિર્બળ ઇલેક્ટ્રોફાઇલ છે અને પ્રક્રિયામાં આડપેદાશ તરીકે $HI$ ઉત્પન્ન થાય છે,જે એક પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે અને તે આયોડિનેટેડ નીપજનું ફરીથી પ્રક્રિયકમાં રિડક્શન કરી શકે છે.
પ્રક્રિયાને આગળ વધારવા માટે,$HI$ નું $I_{2}$ માં ઓક્સિડેશન કરવા માટે $HNO_{3}$ જેવા ઓક્સિડેશનકર્તાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે,જેથી પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયા અટકે છે.
$2HI + 2HNO_{3} \rightarrow I_{2} + 2NO_{2} + 2H_{2}O$.
આમ,$I_{2} / HNO_{3}$ આ હેતુ માટે શ્રેષ્ઠ પ્રક્રિયક છે.

(B) $1$-બ્યુટાઇલ-$4$-નાઇટ્રોબેન્ઝીનનું સંશ્લેષણ નીચેના પગલાંઓ દ્વારા થાય છે:
$1$. $AlCl_3$ ની હાજરીમાં બ્યુટેનોઇલ ક્લોરાઇડ $(CH_3CH_2CH_2COCl)$ સાથે બેન્ઝીનનું ફ્રીડલ-ક્રાફ્ટ એસાઇલેશન કરવાથી $1$-ફિનાઇલબ્યુટેન-$1$-ઓન મળે છે.
$2$. $Zn/Hg$ અને $HCl$ સાથે ગરમ કરીને કીટોનનું ક્લેમેન્સન રિડક્શન કરવાથી કાર્બોનિલ સમૂહનું મિથિલીન સમૂહમાં રિડક્શન થાય છે,જે બ્યુટાઇલબેન્ઝીન આપે છે.
$3$. સાંદ્ર $HNO_3$ અને $H_2SO_4$ ના મિશ્રણનો ઉપયોગ કરીને બ્યુટાઇલબેન્ઝીનનું નાઇટ્રેશન કરવાથી નાઇટ્રો સમૂહ પેરા સ્થાન પર દાખલ થાય છે કારણ કે આલ્કાઇલ સમૂહ ઓર્થો/પેરા-નિર્દેશક સમૂહ છે.

(D) આપેલ છે: $pH = 5.74$,$pK_a = 4.74$.
હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા: $pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]}$.
કિંમતો મૂકતા: $5.74 = 4.74 + \log \frac{[CH_3COONa]}{[CH_3COOH]}$.
$1 = \log \frac{[CH_3COONa]}{[CH_3COOH]}$.
તેથી,$\frac{[CH_3COONa]}{[CH_3COOH]} = 10^1 = 10$.
બંને દ્રાવણોની સાંદ્રતા સમાન $(0.1 \ N)$ હોવાથી,તેમના કદનો ગુણોત્તર તેમની સાંદ્રતાના ગુણોત્તર જેટલો થશે: $\frac{V_{acid}}{V_{salt}} = \frac{[CH_3COOH]}{[CH_3COONa]} = \frac{1}{10}$.

(A) આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓ ઇલેક્ટ્રોનના ઉચ્ચ ઉર્જા સ્તરોમાં ઉત્તેજનાને કારણે બનસેન જ્યોતને લાક્ષણિક રંગો આપે છે.
$A$. કેલ્શિયમ $(Ca)$ જ્યોતને ઈંટ જેવો લાલ રંગ આપે છે $(p)$.
$B$. સ્ટ્રોન્શિયમ $(Sr)$ જ્યોતને ઘેરો લાલ $(r)$ રંગ આપે છે.
$C$. બેરિયમ $(Ba)$ જ્યોતને સફરજન જેવો લીલો રંગ આપે છે $(q)$.
તેથી,સાચો ક્રમ $A-p, B-r, C-q$ છે.

(A) પાણીમાં ધાતુના ક્લોરાઈડની દ્રાવ્યતા તેમની લેટીસ ઉર્જા અને જલીયકરણ ઉર્જા પર આધાર રાખે છે.
$NaCl$ તેની ઉચ્ચ જલીયકરણ ઉર્જાને કારણે ખૂબ જ દ્રાવ્ય છે.
$HgCl_{2}$ અને $CuCl_{2}$ પાણીમાં દ્રાવ્ય છે.
$Hg_{2}Cl_{2}$ (મર્ક્યુરસ ક્લોરાઈડ),$CuCl$ (ક્યુપ્રસ ક્લોરાઈડ) અને $AgCl$ (સિલ્વર ક્લોરાઈડ) પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે.

(A) જલીય આલ્કલાઇન માધ્યમમાં,હાઇડ્રોપેરોક્સાઇડ આયન $(HO_2^-)$ નું બે ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા રિડક્શન થવાથી હાઇડ્રોક્સાઇડ આયનો $(OH^{-})$ ઉત્પન્ન થાય છે.
સંતુલિત અર્ધ-પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $HO_2^- + H_2O + 2e^- \rightarrow 3OH^{-}$.

(A) ધાતુની વિદ્યુત-ધનતા (electropositivity) ના આધારે,બેઝિક ગુણધર્મનો ક્રમ $K_2O > BaO > CaO > MgO$ છે.
જેમ આપણે સમૂહમાં નીચે જઈએ છીએ તેમ ધાતુનો ગુણધર્મ વધે છે,અને આવર્તમાં ડાબેથી જમણે જતાં ધાતુનો ગુણધર્મ ઘટે છે.
$K$ એ આલ્કલી ધાતુ (સમૂહ $1$) છે,જ્યારે $Ba$,$Ca$ અને $Mg$ એ આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓ (સમૂહ $2$) છે.
સમૂહ $2$ માં,નીચે તરફ જતાં ધાતુનો ગુણધર્મ વધે છે: $Mg < Ca < Ba$.
$K$ એ સમૂહ $2$ ની ધાતુઓ કરતા વધુ વિદ્યુત-ધન હોવાથી,$K_2O$ સૌથી વધુ બેઝિક છે.
તેથી,બેઝિક ગુણધર્મનો સાચો ઘટતો ક્રમ $K_2O > BaO > CaO > MgO$ છે.

(B) $RMS$ વેગનું સૂત્ર $v_{rms} = \sqrt{\frac{3RT}{M}}$ છે.
તેથી $v_{rms} \propto \sqrt{T}$,એટલે કે $\frac{v_1}{v_2} = \sqrt{\frac{T_1}{T_2}}$.
અહીં $T_1 = 27^{\circ} C = 300 \ K$ અને $v_1 = 1000 \ m / s$ આપેલ છે.
$T_2 = 600 \ K$ છે.
કિંમતો મૂકતા: $\frac{1000}{v_2} = \sqrt{\frac{300}{600}} = \sqrt{\frac{1}{2}} = \frac{1}{1.414}$.
તેથી,$v_2 = 1000 \times 1.414 = 1414 \ m / s$.

(B) વાયુને તેના ક્રાંતિક તાપમાન $T_{c}$ કરતા ઓછા તાપમાન $T$ પર પ્રવાહીમાં ફેરવી શકાય છે.
$T_{c}$ કરતા ઓછા તાપમાને,વાયુને પૂરતું દબાણ આપીને પ્રવાહીમાં ફેરવી શકાય છે,ખાસ કરીને જ્યારે દબાણ $p$ એ ક્રાંતિક દબાણ $p_{c}$ કરતા વધારે હોય.
તેથી,પ્રવાહીકરણ માટેની શરત $T < T_{c}$ અને $p > p_{c}$ છે.

(B) પૃષ્ઠતાણ $(\gamma)$ એ એકમ લંબાઈ દીઠ બળ તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે: $\gamma = \frac{F}{l} = \frac{N}{m} = \frac{kg \ m \ s^{-2}}{m} = kg \ s^{-2}$.
સ્નિગ્ધતા ગુણાંક $(\eta)$ ન્યૂટનના સ્નિગ્ધતાના નિયમ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત થાય છે: $F = \eta A \frac{dv}{dx}$,જે $\eta = \frac{F}{A (dv/dx)}$ આપે છે.
તેના એકમો $\frac{N}{m^2 (s^{-1})} = N \ s \ m^{-2} = (kg \ m \ s^{-2}) \ s \ m^{-2} = kg \ m^{-1} \ s^{-1}$ છે.
આમ,એકમો અનુક્રમે $kg \ s^{-2}$ અને $kg \ m^{-1} \ s^{-1}$ છે.

(C) $X_2Y_{4(l)} \rightarrow 2XY_{2(g)}$ પ્રક્રિયા માટે
$\Delta n_g = \text{વાયુરૂપ નીપજોની સંખ્યા} - \text{વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોની સંખ્યા} = 2 - 0 = 2$
આપેલ છે,$\Delta U = 2 \ kcal = 2000 \ cal$,$\Delta S = 20 \ cal \ K^{-1}$,$T = 300 \ K$,અને $R = 2 \ cal \ K^{-1} \ mol^{-1}$
$\Delta H = \Delta U + \Delta n_g RT$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરતા
$\Delta H = 2000 + (2 \times 2 \times 300) = 2000 + 1200 = 3200 \ cal$
હવે,ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જાના સમીકરણ $\Delta G = \Delta H - T \Delta S$ નો ઉપયોગ કરતા
$\Delta G = 3200 - (300 \times 20) = 3200 - 6000 = -2800 \ cal$

(A) ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(RMgBr)$ ની ટ્રાયઇથાઇલ ઓર્થોફોર્મેટ $(HC(OEt)_3)$ સાથેની પ્રક્રિયા ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે.
$1$. ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકમાંથી ન્યુક્લિયોફિલિક $R^-$ સમૂહ ટ્રાયઇથાઇલ ઓર્થોફોર્મેટના ઇલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બન પર હુમલો કરે છે,જે એક ઇથોક્સાઇડ સમૂહ $(-OEt)$ ને દૂર કરીને એસિટલ મધ્યવર્તી સંયોજન $RCH(OEt)_2$ બનાવે છે.
$2$. એસિડિક જળવિભાજન $(H_3O^{+})$ પર,એસિટલ મધ્યવર્તી સંયોજનનું જળવિભાજન થઈને અંતિમ નીપજ $P$ તરીકે આલ્ડિહાઇડ $(RCHO)$ મળે છે.

(C) આપેલ પ્રક્રિયા આંતર-આણ્વીય કેનિઝારો પ્રક્રિયાનું ઉદાહરણ છે. આ પ્રક્રિયામાં,થેલેલ્ડિહાઈડ બેઝ $(OH^-)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને અસમાનતા (disproportionation) અનુભવે છે,જ્યાં એક આલ્ડિહાઈડ સમૂહનું રિડક્શન થઈને પ્રાથમિક આલ્કોહોલ $(-CH_2OH)$ બને છે અને બીજાનું ઓક્સિડેશન થઈને કાર્બોક્સિલેટ આયન $(-COO^-)$ બને છે. અંતિમ નીપજ ઓર્થો-હાઈડ્રોક્સિમિથાઈલબેન્ઝોએટ આયન છે.

(C) દરનો નિયમ $Rate = k[A]^x[B]^y$ તરીકે દર્શાવી શકાય છે.
જ્યારે $A$ ની સાંદ્રતા બમણી કરવામાં આવે છે,ત્યારે દર બમણો થાય છે,જેનો અર્થ છે કે $2^x = 2$,તેથી $x = 1$.
જ્યારે બંને સાંદ્રતા ચાર ગણી કરવામાં આવે છે,ત્યારે દર ચાર ગણો વધે છે: $4^x \times 4^y = 4$.
$x = 1$ મૂકતા,આપણને $4^1 \times 4^y = 4$ મળે છે,જેનો અર્થ છે કે $4^y = 1$,તેથી $y = 0$.
પ્રક્રિયાનો કુલ ક્રમ $x + y = 1 + 0 = 1$ છે.

(D) આર્હેનિયસ સમીકરણ $k = A e^{-E_a / RT}$ મુજબ,તાપમાન $T$ વધતા વેગ અચળાંક $k$ વધે છે.
આનું મુખ્ય કારણ એ છે કે સક્રિયકરણ ઉર્જા $(E_a)$ જેટલી અથવા તેનાથી વધુ ઉર્જા ધરાવતા અણુઓનો અંશ તાપમાન સાથે નોંધપાત્ર રીતે વધે છે.
વધુમાં,તાપમાન વધતા પ્રક્રિયક અણુઓની અથડામણ આવૃત્તિ પણ વધે છે,જે પ્રક્રિયાના વેગમાં વધારો કરવામાં ફાળો આપે છે.

(C) જે સંકલન સંયોજનોમાં સમતલ સંમિતિ (plane of symmetry) અને કેન્દ્ર સંમિતિનો અભાવ હોય તે પ્રકાશીય સમઘટકતા દર્શાવે છે.
$trans-[CrCl_2(ox)_2]^{3-}$ માં સમતલ સંમિતિ હોય છે,જે તેને તેના અરીસાના પ્રતિબિંબ પર અધ્યારોપિત કરી શકાય તેવું બનાવે છે,અને તેથી તે પ્રકાશીય રીતે નિષ્ક્રિય છે.
$cis-[CrCl_2(ox)_2]^{3-}$,$[Co(en)_3]^{3+}$,અને $[Co(ox)(en)_2]^{+}$ માં સમતલ સંમિતિનો અભાવ હોય છે અને તે પ્રકાશીય સમઘટકતા દર્શાવે છે.

(A) બ્રાઉન રિંગ ટેસ્ટમાં ઠંડા $FeSO_{4}$ દ્રાવણની $NO$ વાયુ સાથે પ્રક્રિયા થઈને કથ્થઈ રંગનું સંકીર્ણ $[Fe(H_{2}O)_{5}(NO)]SO_{4}$ બને છે.
$FeSO_{4} + NO + 5H_{2}O \rightarrow [Fe(H_{2}O)_{5}(NO)]SO_{4}$
આ સંકીર્ણમાં આયર્ન $+1$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં ($d^7$ ઇલેક્ટ્રોન રચના) છે. $NO$ લિગાન્ડ $NO^+$ તરીકે વર્તે છે,જેથી આયર્ન કેન્દ્ર $Fe^+$ બને છે. આ સંકીર્ણ $3.89 \ BM$ ની ચુંબકીય મોમેન્ટ દર્શાવે છે,જે $3$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરી સૂચવે છે,તેથી તે પેરામેગ્નેટિક છે.

(A) કોષની પ્રક્રિયા છે: $2Ag_{(s)} + Zn^{2+}(0.1 \ M) \longrightarrow 2Ag^{+}(0.1 \ M) + Zn_{(s)}$
$298 \ K$ તાપમાને નર્ન્સ્ટ સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા:
$E_{cell} = E^{\circ}_{cell} - \frac{0.0591}{n} \log \frac{[Ag^{+}]^{2}}{[Zn^{2+}]}$
અહીં,$n = 2$,$[Ag^{+}] = 0.1 \ M$,અને $[Zn^{2+}] = 0.1 \ M$.
$E_{cell} = -1.562 - \frac{0.0591}{2} \log \frac{(0.1)^{2}}{0.1}$
$E_{cell} = -1.562 - 0.02955 \log(0.1)$
$E_{cell} = -1.562 - 0.02955 \times (-1)$
$E_{cell} = -1.562 + 0.02955 = -1.53245 \ V \approx -1.532 \ V$

(A) તુલ્ય વાહકતા $(\lambda_{eq})$,વિશિષ્ટ વાહકતા $(K)$ અને સાંદ્રતા $(C)$ વચ્ચેનો સંબંધ નીચે મુજબ છે:
$\lambda_{eq} = \frac{K \times 1000}{C}$
તુલ્ય વાહકતા અને વિશિષ્ટ વાહકતાનો ગુણોત્તર શોધવા માટે સૂત્રને ફરીથી ગોઠવતા:
$\frac{\lambda_{eq}}{K} = \frac{1000}{C}$
અહીં સાંદ્રતા $C = 0.01 \ N$ આપેલ છે:
$\frac{\lambda_{eq}}{K} = \frac{1000}{0.01} = 10^5 \ cm^3 \ eq^{-1}$
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) સોનાના નિષ્કર્ષણમાં,ધાતુને હવા (ઓક્સિજન) ની હાજરીમાં $NaCN$ ના મંદ દ્રાવણ સાથે લીચિંગ કરવામાં આવે છે જેથી સંકીર્ણ $X = [Au(CN)_2]^-$ બને છે.
ત્યારબાદ,ઝિંક સાથે વિસ્થાપન દ્વારા સોનું મેળવવામાં આવે છે,જે સંકીર્ણ $Y = [Zn(CN)_4]^{2-}$ બનાવે છે.
રાસાયણિક સમીકરણો નીચે મુજબ છે:
$4Au + 8CN^- + 2H_2O + O_2 \rightarrow 4[Au(CN)_2]^- + 4OH^-$
$2[Au(CN)_2]^- + Zn \rightarrow [Zn(CN)_4]^{2-} + 2Au$
આમ,$X$ એ $[Au(CN)_2]^-$ છે અને $Y$ એ $[Zn(CN)_4]^{2-}$ છે.

(A) ભૂંજેલા કોપર પાયરાઇટ્સને રેતી સાથે ગરમ કરતા $FeSiO_{3}$ ગલનીય સ્લેગ તરીકે અને $Cu_{2}S$ મેટ તરીકે મળે છે.
અશુદ્ધિ દૂર કરવા માટે,ભૂંજન દરમિયાન બનતા આયર્ન ઓક્સાઇડ $(FeO)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને આયર્ન સિલિકેટ $(FeSiO_{3})$ સ્લેગ બનાવવા માટે ફ્લક્સ તરીકે સિલિકા $(SiO_{2})$ ઉમેરવામાં આવે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$2FeS + 3O_{2} \longrightarrow 2FeO + 2SO_{2}$
$FeO + SiO_{2} \longrightarrow FeSiO_{3}$
કોપર મેટ મુખ્યત્વે $Cu_{2}S$ અને $FeS$ નું મિશ્રણ છે.

(A) આ પ્રક્રિયામાં $2$-બ્રોમોબેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડની ઈથેનોલ $(EtOH)$ માં એમોનિયા $(NH_3)$ સાથે પ્રક્રિયા થાય છે. આ એક ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન પ્રક્રિયા $(S_N2)$ છે,જેમાં ન્યુક્લિયોફાઈલ $NH_3$ એ $-CH_2Cl$ સમૂહના ઈલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બન પર હુમલો કરે છે અને ક્લોરાઈડ આયન $(Cl^-)$ ને દૂર કરે છે. બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલ બ્રોમીન પરમાણુ આ પરિસ્થિતિઓમાં ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન માટે પ્રમાણમાં નિષ્ક્રિય હોય છે. તેથી,$-CH_2Cl$ સમૂહનું રૂપાંતર $-CH_2NH_2$ સમૂહમાં થાય છે,જેના પરિણામે $2$-બ્રોમોબેન્ઝાઈલએમાઈન બને છે.

(A) એલેનાઇન એ તટસ્થ એમિનો એસિડ છે જેનો આઇસોઇલેક્ટ્રિક પોઇન્ટ $(pI)$ આશરે $6.0$ છે.
એસિડિક માધ્યમમાં ($pH$ $2-4$),જે $pI$ કરતા ઓછું છે,એમિનો ગ્રુપ પ્રોટોનેટેડ બને છે અને અણુ ધન આયન (cation) તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે: $H_{3}N^{+}CH(CH_{3})COOH$ (બંધારણ $I$).
બેઝિક માધ્યમમાં ($pH$ $9-11$),જે $pI$ કરતા વધારે છે,કાર્બોક્સિલ ગ્રુપ ડીપ્રોટોનેટેડ બને છે અને અણુ ઋણ આયન (anion) તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે: $H_{2}NCH(CH_{3})COO^{-}$ (બંધારણ $II$).
તેથી,સાચી જોડી $I$ અને $II$ છે.

(A) જ્યારે સલ્ફ્યુરાઈલ ક્લોરાઈડ $(SO_{2}Cl_{2})$ સફેદ ફોસ્ફરસ $(P_{4})$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે ફોસ્ફરસ પેન્ટાક્લોરાઈડ $(PCl_{5})$ અને સલ્ફર ડાયોક્સાઈડ $(SO_{2})$ આપે છે.
આ પ્રક્રિયાનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$P_{4} + 10 SO_{2}Cl_{2} \longrightarrow 4 PCl_{5} + 10 SO_{2}$

(A) નિષ્ક્રિય વાયુઓનું આયનીકરણ પોટેન્શિયલ પરમાણુ કદ વધવાને કારણે સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં ઘટે છે.
$Xe$ જેવા ભારે નિષ્ક્રિય વાયુઓની ઓછી આયનીકરણ ઉર્જાને કારણે,તેઓ ફ્લોરિન જેવા અત્યંત વિદ્યુતઋણ તત્વો દ્વારા ઓક્સિડાઇઝ થઈ શકે છે.
તેથી,માત્ર ભારે નિષ્ક્રિય વાયુઓ જ આવા સંયોજનો બનાવે છે,અને આ એટલા માટે થાય છે કારણ કે તેઓ $F$ જેવા વિદ્યુતઋણ લિગાન્ડ્સ સાથે સંયોજનો બનાવે છે.
જોકે અષ્ટકનો નિયમ સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે,પરંતુ તે $Xe$ ફ્લોરાઈડ બનાવે છે તેનું કારણ નથી; તેના બદલે,તે ભારે નિષ્ક્રિય વાયુઓના આયનીકરણની સરળતા છે.

(A) પ્રક્રિયાઓનો ક્રમ નીચે મુજબ છે:
$1$. $2AgNO_{3} + Na_{2}S_{2}O_{3} \rightarrow Ag_{2}S_{2}O_{3} \downarrow (X) + 2NaNO_{3}$
$2$. $Ag_{2}S_{2}O_{3} + 3Na_{2}S_{2}O_{3} \rightarrow 2Na_{3}[Ag(S_{2}O_{3})_{2}] (Y)$
$3$. $2Na_{3}[Ag(S_{2}O_{3})_{2}] + H_{2}O \xrightarrow{\Delta} Ag_{2}S (Z) + Na_{2}SO_{4} + 2Na_{2}S_{2}O_{3} + H_{2}SO_{4}$
આમ,$X = Ag_{2}S_{2}O_{3}$,$Y = Na_{3}[Ag(S_{2}O_{3})_{2}]$,અને $Z = Ag_{2}S$ છે.

(A) આપેલ છે કે,
એક $Ag$-પરમાણુનું દળ $= m$.
$Ag$ ધાતુ $fcc$ લેટિસમાં સ્ફટિકીકરણ પામે છે.
$fcc$ લેટિસમાં પ્રતિ એકમ કોષ પરમાણુઓની સંખ્યા $Z = 4$ છે.
તેથી,એકમ કોષનું કુલ દળ $= Z \times m = 4m$.
$a$ ધારની લંબાઈ ધરાવતા એકમ કોષનું કદ $V = a^{3}$ છે.
ઘનતા $(\rho) = \frac{\text{એકમ કોષનું દળ}}{\text{એકમ કોષનું કદ}} = \frac{4m}{a^{3}}$.

(B) અભિસરણ દબાણ $(\pi)$ નીચેના સમીકરણ દ્વારા આપવામાં આવે છે: $\pi = CRT.$
આને સુરેખ રેખાના સમીકરણ $y = mx$ સાથે સરખાવતા,જ્યાં $y = \pi,$ $x = C,$ અને ઢાળ $m = RT$ છે.
આપેલ છે કે ઢાળ $291 \ R$ છે,
$RT = 291 \ R$
$T = 291 \ K$
તાપમાનને સેલ્સિયસમાં ફેરવવા માટે: $T(^{\circ} C) = 291 - 273 = 18^{\circ} C.$

(A) સીરિયમ $(Ce)$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $58$ છે.
$Ce$ ની ધરા અવસ્થામાં ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Xe] 4f^{1} 5d^{1} 6s^{2}$ છે.
$Ce^{3+}$ આયન બનાવવા માટે,ત્રણ ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવામાં આવે છે: બે $6s$ કક્ષકમાંથી અને એક $5d$ કક્ષકમાંથી.
આમ,$Ce^{3+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Xe] 4f^{1}$ છે.

(C) ધુમ્મસ એ એક પ્રકારનું કલિલ છે જેમાં પ્રવાહી એ વાયુમાં વિક્ષિપ્ત થયેલું હોય છે.
તેથી,વિક્ષિપ્ત કલા $liquid$ છે અને વિક્ષેપન માધ્યમ $gas$ છે.