Purification of Organic Compounds Questions in Gujarati

(B) મિથેનોલ અને એસિટોનનું ઉત્કલનબિંદુ અનુક્રમે $338 \, K$ અને $330 \, K$ છે.
તેમના ઉત્કલનબિંદુઓ એકબીજાની ખૂબ નજીક હોવાથી,તેમને અંશ નિસ્યંદન પદ્ધતિ દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે.

(B) ક્રોમેટોગ્રાફી એ મિશ્રણના ઘટકોને અલગ કરવા માટે વપરાતી તકનીક છે. તે મિશ્રણના ઘટકોના બે તબક્કાઓ (phases) વચ્ચેના વિભેદક વિતરણના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે: એક સ્થિર તબક્કો (stationary phase) અને બીજો ગતિશીલ તબક્કો (mobile phase). આને ફેઝ ડિસ્ટ્રિબ્યુશન કહેવામાં આવે છે.

(D) ક્રોમેટોગ્રાફી એ એક બહુમુખી તકનીક છે જેનો ઉપયોગ કાર્બનિક સંયોજનોના શુદ્ધિકરણ માટે થાય છે,પછી ભલે તે ગમે તે ભૌતિક અવસ્થામાં (ઘન,પ્રવાહી અથવા વાયુ) હોય.
ઘન અથવા પ્રવાહી કાર્બનિક સંયોજનો માટે,પદાર્થને યોગ્ય દ્રાવકમાં ઓગાળીને કોલમ ક્રોમેટોગ્રાફીનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
વાયુરૂપ સંયોજનો માટે,ગેસ ક્રોમેટોગ્રાફીનો ઉપયોગ થાય છે.
તેથી,ક્રોમેટોગ્રાફી આ તમામ અવસ્થાઓ માટે લાગુ પડે છે.

(B) ક્રોમેટોગ્રાફી એ કાર્બનિક સંયોજનોના શુદ્ધિકરણ માટેની સૌથી નવીનતમ પદ્ધતિ છે. ક્રોમેટોગ્રાફી વિવિધ પ્રકારની હોય છે,જેમ કે કોલમ ક્રોમેટોગ્રાફી,ગેસ ક્રોમેટોગ્રાફી,પેપર ક્રોમેટોગ્રાફી વગેરે.

(D) $o-$નાઈટ્રોફિનોલમાં આંતર-આણ્વીય હાઈડ્રોજન બંધ જોવા મળે છે,જ્યારે $p-$નાઈટ્રોફિનોલમાં આંતર-આણ્વીય હાઈડ્રોજન બંધ (જે પ્રમાણમાં મજબૂત હોય છે) જોવા મળે છે.
આ હાઈડ્રોજન બંધના તફાવતને કારણે,$o-$નાઈટ્રોફિનોલનું ઉત્કલનબિંદુ $p-$નાઈટ્રોફિનોલ કરતા ઘણું ઓછું હોય છે.
તેથી,$o-$નાઈટ્રોફિનોલ વરાળમાં બાષ્પશીલ છે અને તેને વરાળ નિસ્યંદન દ્વારા $p-$નાઈટ્રોફિનોલથી અલગ કરી શકાય છે.

(A) અંશતઃ નિસ્યંદનનો ઉપયોગ થાય છે કારણ કે ક્રૂડ ઓઈલના વિવિધ ઘટકોના ઉત્કલન બિંદુઓ વચ્ચેનો તફાવત ઓછો હોય છે.

(C) સ્ટીમ ડિસ્ટિલેશન,જેને બાષ્પ નિસ્યંદન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે એવી પદાર્થોને અલગ કરવા માટે વપરાતી તકનીક છે જે પાણી સાથે મિશ્રિત થતા નથી,વરાળમાં બાષ્પશીલ હોય છે અને પાણીના ઉત્કલન બિંદુએ ઊંચું બાષ્પ દબાણ ધરાવે છે.
તેનો ઉપયોગ એવા પ્રવાહીને શુદ્ધ કરવા માટે પણ થાય છે જે તેમના સામાન્ય ઉત્કલન બિંદુએ વિઘટન પામે છે.
ઇથિલિન $100\,^{\circ}C$ તાપમાને ઊંચું $b.p.$ અને ઊંચું બાષ્પ દબાણ ધરાવે છે અને તે પાણીમાં ઓગળતું નથી,તેથી તેને બાષ્પ નિસ્યંદન પદ્ધતિ દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે.

(C) જે પ્રવાહી તેમના ઉત્કલનબિંદુએ વિઘટન પામે છે,તેમને શૂન્યાવકાશ નિસ્યંદન (vacuum distillation) દ્વારા શુદ્ધ કરી શકાય છે.
ગ્લિસરોલ,જે તેના ઉત્કલનબિંદુ $(563\,K)$ પર વિઘટન પામે છે,તેને $12\,mm\,Hg$ ના દબાણ હેઠળ $453\,K$ તાપમાને વિઘટન થયા વિના નિસ્યંદિત કરી શકાય છે.

(A) એનિલીનનું શુદ્ધિકરણ વરાળ નિસ્યંદન દ્વારા કરવામાં આવે છે.
એનિલીનના સાદા નિસ્યંદન માટે જરૂરી તાપમાન ખૂબ ઊંચું હોય છે,જેના કારણે તે વિઘટિત થઈ જાય છે.
વરાળ નિસ્યંદન નીચા તાપમાને થાય છે,જે વિઘટનને અટકાવે છે.

(A) ક્રોમેટોગ્રાફીમાં,$R_f$ નો અર્થ $Retention \ factor$ (ધારણ અવયવ) થાય છે.
તે દ્રાવ્ય દ્વારા કાપેલું અંતર અને દ્રાવક દ્વારા કાપેલા અંતરના ગુણોત્તર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
ગાણિતિક રીતે,$R_f = \frac{\text{દ્રાવ્ય દ્વારા કાપેલું અંતર}}{\text{દ્રાવક દ્વારા કાપેલું અંતર}}$.

(C) સ્ફટિકીકરણ એ ઘન કાર્બનિક સંયોજનોને શુદ્ધ કરવા માટે વપરાતી તકનીક છે. તેનો મૂળભૂત સિદ્ધાંત એ છે કે જે સંયોજનને શુદ્ધ કરવાનું હોય તે સામાન્ય તાપમાને યોગ્ય દ્રાવકમાં અલ્પદ્રાવ્ય હોવું જોઈએ,પરંતુ ઊંચા તાપમાને (તેના ઉત્કલનબિંદુની નજીક) તે દ્રાવકમાં સરળતાથી ઓગળી જવું જોઈએ. ગરમ સંતૃપ્ત દ્રાવણને ઠંડું પાડતા,શુદ્ધ સંયોજન સ્ફટિક સ્વરૂપે બહાર આવે છે અને અશુદ્ધિઓ દ્રાવણમાં રહી જાય છે. તેથી,આદર્શ દ્રાવક માટે $A$ અને $B$ માં જણાવેલ બંને ગુણધર્મો આવશ્યક છે.

(A) નેપ્થેલીન એક કાર્બનિક સંયોજન છે જે ઉર્ધ્વપાતન પામે છે,જે ગરમ કરવા પર ઘનમાંથી સીધા વાયુ અવસ્થામાં રૂપાંતરિત થવાની પ્રક્રિયા છે. તેથી,તેને $Sublimation$ (ઉર્ધ્વપાતન) ની પદ્ધતિ દ્વારા શુદ્ધ કરવામાં આવે છે.

(D) ક્રોમેટોગ્રાફી એ મિશ્રણોના અલગીકરણ અને શુદ્ધિકરણ માટે વપરાતી એક બહુમુખી તકનીક છે. તેનો ઉપયોગ $\text{ઘન}$,$\text{પ્રવાહી}$ અને $\text{વાયુ}$ એમ વિવિધ ભૌતિક અવસ્થાઓ ધરાવતા પદાર્થો માટે કરી શકાય છે. તેથી,આપેલા તમામ વિકલ્પો સાચા છે.

(B) બાષ્પશીલ પ્રવાહીને અબાષ્પશીલ અશુદ્ધિઓમાંથી અલગ કરવા માટે નિસ્યંદન પદ્ધતિનો ઉપયોગ થાય છે. આ પદ્ધતિમાં,પ્રવાહીને તેના ઉત્કલનબિંદુ સુધી ગરમ કરીને બાષ્પમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે,જેને ત્યારબાદ ઠારીને ફરીથી પ્રવાહીમાં ફેરવવામાં આવે છે,જેથી અબાષ્પશીલ અશુદ્ધિઓ નિસ્યંદન ફ્લાસ્કમાં રહી જાય છે.

(B) નિસ્યંદન એ એવી પદ્ધતિ છે જેનો ઉપયોગ ઉત્કલનબિંદુઓમાં પૂરતો તફાવત ધરાવતા પ્રવાહીઓના મિશ્રણને અલગ કરવા માટે થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,નીચા ઉત્કલનબિંદુ ધરાવતું પ્રવાહી પહેલા બાષ્પીભવન પામે છે,ત્યારબાદ તેનું સંઘનન કરીને તેને એકત્રિત કરવામાં આવે છે,જ્યારે ઊંચું ઉત્કલનબિંદુ ધરાવતું પ્રવાહી નિસ્યંદન ફ્લાસ્કમાં બાકી રહે છે.

(C) સાબુ ઉદ્યોગમાં ગિલસરોલ એક આડપેદાશ તરીકે મેળવવામાં આવે છે.
તેને વપરાયેલી લાઈ (spent lye) માંથી નીચા દબાણે નિસ્યંદન (distillation under reduced pressure) પદ્ધતિ દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે.
આનું કારણ એ છે કે ગિલસરોલનું ઉત્કલનબિંદુ ઊંચું હોય છે અને તે તેના સામાન્ય ઉત્કલનબિંદુએ વિઘટન પામે છે.
દબાણ ઘટાડીને,તેનું ઉત્કલનબિંદુ નીચું લાવવામાં આવે છે,જેથી તેનું વિઘટન થયા વિના નિસ્યંદન કરી શકાય છે.

(A) એનીલિન બાષ્પશીલ છે અને પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે. તેથી,એનીલિન અને પાણીના મિશ્રણને $Steam \ distillation$ (બાષ્પ નિસ્યંદન) ની પ્રક્રિયા દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે.

(C) કાર્બનિક સંયોજનોનું શુદ્ધિકરણ ઉર્ધ્વપાતન,સ્ફટિકીકરણ,નિસ્યંદન,દ્રાવક નિષ્કર્ષણ અને ક્રોમેટોગ્રાફી જેવી વિવિધ પદ્ધતિઓ દ્વારા કરવામાં આવે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$Distillation$ (નિસ્યંદન) એ પ્રવાહીના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાતી એક પ્રમાણિત પદ્ધતિ છે,ખાસ કરીને એવા પ્રવાહી માટે જે વિઘટન પામ્યા વગર ઉકળે છે અને જેના ઉત્કલનબિંદુમાં પૂરતો તફાવત હોય છે.

(D) આવશ્યક તેલો બાષ્પશીલ હોય છે અને પાણીમાં અદ્રાવ્ય હોય છે.
તેમને ફૂલોમાંથી $Steam \ distillation$ (બાષ્પ નિસ્યંદન) પદ્ધતિ દ્વારા અલગ કરી શકાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,વનસ્પતિ સામગ્રીમાંથી વરાળ પસાર કરવામાં આવે છે,જે બાષ્પશીલ તેલોને પોતાની સાથે લઈ જાય છે,અને ત્યારબાદ મિશ્રણને ઠંડુ કરીને અલગ કરવામાં આવે છે.

(B) જલીય દ્રાવણમાંથી કાર્બનિક સંયોજનને અલગ કરવાની પ્રક્રિયાને $Solvent \ extraction$ (દ્રાવક નિષ્કર્ષણ) કહેવામાં આવે છે.
આ પદ્ધતિમાં,કાર્બનિક સંયોજન પાણી કરતા કાર્બનિક દ્રાવક (જેમ કે ઈથર અથવા ક્લોરોફોર્મ) માં વધુ દ્રાવ્ય હોય છે.
જ્યારે કાર્બનિક દ્રાવકને સેપરેટિંગ ફનલમાં જલીય દ્રાવણમાં ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે કાર્બનિક સંયોજન કાર્બનિક સ્તરમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે,જેને પછી અલગ કરી શકાય છે.

(C) કપૂર એ ઉર્ધ્વપાતી પદાર્થ છે,જેનો અર્થ છે કે ગરમ કરવા પર તે સીધું ઘનમાંથી વાયુમાં રૂપાંતરિત થાય છે. મીઠું $(NaCl)$ ઉર્ધ્વપાતન પામતું નથી. તેથી,કપૂરને મીઠાની અશુદ્ધિઓથી અલગ કરવા માટે ઉર્ધ્વપાતન એ સૌથી યોગ્ય પદ્ધતિ છે.

(D) ક્રોમેટોગ્રાફી એ રસાયણવિજ્ઞાનમાં વિવિધ હેતુઓ માટે વપરાતી એક બહુમુખી તકનીક છે.
તેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે $1.$ મિશ્રણના ઘટકોના અલગીકરણ,$2.$ રાસાયણિક સંયોજનોના શુદ્ધિકરણ અને $3.$ સંયોજનની શુદ્ધતા ચકાસવા માટે થાય છે.
તેથી,આપેલા તમામ વિકલ્પો સાચા છે.

(B) આપેલ દ્રાવકમાં સંયોજન અને અશુદ્ધિઓની દ્રાવ્યતામાં રહેલા તફાવત પર આધારિત શુદ્ધિકરણ પદ્ધતિને $Crystallization$ (સ્ફટિકીકરણ) કહેવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયામાં,અશુદ્ધ ઘન પદાર્થને યોગ્ય દ્રાવકમાં ઊંચા તાપમાને ઓગાળવામાં આવે છે અને ત્યારબાદ ધીમે ધીમે ઠંડુ કરીને સંયોજનના શુદ્ધ સ્ફટિકો મેળવવામાં આવે છે.

(A) નીચા દબાણે નિસ્યંદનનો ઉપયોગ એવા પ્રવાહીઓ માટે થાય છે જેમના ઉત્કલનબિંદુ ઊંચા હોય છે અને જે વાતાવરણીય દબાણે તેમના ઉત્કલનબિંદુ કે તેનાથી નીચા તાપમાને વિઘટન પામે છે. દબાણ ઘટાડવાથી પ્રવાહીનું ઉત્કલનબિંદુ ઘટે છે,જેથી તે તેના વિઘટન તાપમાનથી નીચા તાપમાને ઉકળી અને બાષ્પીભવન પામી શકે છે.

(D) એનિલીનને મિશ્રણમાંથી અલગ કરવા માટે વરાળ નિસ્યંદનનો ઉપયોગ થાય છે.
એનિલીન પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે,પરંતુ તે વરાળમાં બાષ્પશીલ છે.

(C) $o$-નાઈટ્રોફિનોલ અને $p$-નાઈટ્રોફિનોલને વરાળ નિસ્યંદન (steam distillation) દ્વારા અલગ કરી શકાય છે.
$o$-નાઈટ્રોફિનોલમાં આંતર-આણ્વીય હાઈડ્રોજન બંધને કારણે તે વરાળમાં બાષ્પશીલ છે.
તેની સામે,$p$-નાઈટ્રોફિનોલમાં આંતર-આણ્વીય હાઈડ્રોજન બંધ જોવા મળે છે,જેના કારણે અણુઓ એકબીજા સાથે જોડાયેલા રહે છે અને તેની બાષ્પશીલતા ઓછી હોય છે.
તેથી,$o$-નાઈટ્રોફિનોલ વરાળ સાથે નિસ્યંદિત થાય છે,જ્યારે $p$-નાઈટ્રોફિનોલ નિસ્યંદન ફ્લાસ્કમાં બાકી રહે છે.

(B) સ્પેન્ટ-લાઈ અને ગ્લિસરોલને ઘટાડેલા દબાણ હેઠળ નિસ્યંદન દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે.
ઘટાડેલા દબાણ હેઠળ,પ્રવાહી નીચા તાપમાને ઉકળે છે,જેથી તેનું વિઘટન થતું નથી.
ઉદાહરણ તરીકે,ગ્લિસરોલ સામાન્ય દબાણે $290^{\circ}C$ પર વિઘટન સાથે ઉકળે છે,પરંતુ ઘટાડેલા દબાણ હેઠળ તે $180^{\circ}C$ પર વિઘટન વગર ઉકળે છે.

(A) સ્ટીમ ડિસ્ટિલેશન એ એક અલગીકરણ પ્રક્રિયા છે જેનો ઉપયોગ એવા પદાર્થોને શુદ્ધ કરવા માટે થાય છે જે વરાળમાં બાષ્પશીલ હોય,પાણી સાથે મિશ્ર ન થતા હોય અને ઊંચું ઉત્કલનબિંદુ ધરાવતા હોય.
સ્ટીમ ડિસ્ટિલેશનનો સિદ્ધાંત એ છે કે જ્યારે બે અમિશ્રણીય પ્રવાહીઓ (પાણી અને કાર્બનિક સંયોજન) ના બાષ્પ દબાણનો સરવાળો વાતાવરણીય દબાણ જેટલો થાય ત્યારે મિશ્રણ ઉકળે છે.
મિશ્રણનું બાષ્પ દબાણ વ્યક્તિગત ઘટકો કરતા વધારે હોવાથી,મિશ્રણ તેના કોઈપણ ઘટકના ઉત્કલનબિંદુ કરતા નીચા તાપમાને ઉકળે છે.
એનિલીન પાણી સાથે મિશ્ર થતું નથી અને તેનું ઉત્કલનબિંદુ ઊંચું $(184 \ ^{\circ}C)$ હોવાથી,તેના અલગીકરણ માટે સ્ટીમ ડિસ્ટિલેશન એ આદર્શ પદ્ધતિ છે.

(A) ક્રૂડ ઓઈલ એ વિવિધ ઉત્કલન બિંદુઓ ધરાવતા હાઇડ્રોકાર્બનનું મિશ્રણ છે.
અંશતઃ નિસ્યંદન (Fractional distillation) એ પદ્ધતિ છે જેનો ઉપયોગ આ ઘટકોને તેમના ઉત્કલન બિંદુઓના તફાવતને આધારે અલગ કરવા માટે થાય છે.
પેટ્રોલિયમ ઉદ્યોગમાં,આ પ્રક્રિયા ફ્રેક્શનેટિંગ કોલમમાં કરવામાં આવે છે જ્યાં ક્રૂડ ઓઈલને ગરમ કરવામાં આવે છે,અને વિવિધ અંશોને તેમના ઉત્કલન બિંદુઓ મુજબ અલગ-અલગ ઊંચાઈએ એકત્રિત કરવામાં આવે છે.

(A) સ્ટીમ ડિસ્ટિલેશન એ એક અલગીકરણ પ્રક્રિયા છે જેનો ઉપયોગ એવા પદાર્થો માટે થાય છે જે વરાળમાં બાષ્પશીલ હોય અને પાણીમાં અદ્રાવ્ય હોય.
સ્ટીમ ડિસ્ટિલેશનનો સિદ્ધાંત એ છે કે જ્યારે બે ઘટકો (પાણી અને કાર્બનિક પદાર્થ) ના બાષ્પ દબાણનો સરવાળો વાતાવરણીય દબાણ જેટલો થાય ત્યારે મિશ્રણ ઉકળે છે.
મિશ્રણનું બાષ્પ દબાણ વ્યક્તિગત ઘટકોના બાષ્પ દબાણ કરતા વધારે હોવાથી,મિશ્રણ તેના ઘટકોના ઉત્કલન બિંદુ કરતા નીચા તાપમાને ઉકળે છે.
એનિલીન પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે અને વરાળમાં બાષ્પશીલ છે,તેથી સ્ટીમ ડિસ્ટિલેશન એ તેને પાણીમાંથી અલગ કરવા માટેની આદર્શ પદ્ધતિ છે.

(D) $1$. ઓર્થો-નાઈટ્રોફિનોલ આંતર-આણ્વીય હાઈડ્રોજન બંધને કારણે વરાળમાં બાષ્પશીલ છે,જ્યારે પેરા-નાઈટ્રોફિનોલ આંતર-આણ્વીય હાઈડ્રોજન બંધને કારણે નથી. તેથી,તેઓ વરાળ નિસ્યંદન દ્વારા અલગ પડે છે. (સાચું)
$2$. જ્યારે ઉત્કલન બિંદુમાં તફાવત ઓછો હોય ત્યારે વિભાગીય નિસ્યંદન વપરાય છે. (સાચું)
$3$. એનિલીન ઊંચા તાપમાને વિઘટન પામે છે,તેથી તેને વરાળ નિસ્યંદન દ્વારા શુદ્ધ કરવામાં આવે છે. (સાચું)
$4$. સાબુ ઉદ્યોગમાં ગ્લિસરોલને ઘટાડેલા દબાણ હેઠળ નિસ્યંદન દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે,વિભાગીય નિસ્યંદન દ્વારા નહીં. (ખોટું)

(C) કોલમ ક્રોમેટોગ્રાફીમાં સૌથી વધુ વપરાતા અધિશોષકો $Al_2O_3$ (એલ્યુમિના) અને સિલિકા જેલ $(SiO_2)$ છે.
આ પદાર્થો પસંદ કરવામાં આવે છે કારણ કે તેઓ ઉચ્ચ સપાટી વિસ્તાર ધરાવે છે અને સ્વભાવે છિદ્રાળુ હોય છે,જે તેમને આંતર-આણ્વિય બળો દ્વારા તેમની સપાટી પર પદાર્થોનું અધિશોષણ કરવા દે છે.

(A) વરાળ નિસ્યંદન એવા કાર્બનિક સંયોજનોના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાતી તકનીક છે જે વરાળમાં બાષ્પશીલ હોય અને પાણીમાં અદ્રાવ્ય હોય.
આ પદ્ધતિ દ્વારા સંયોજનને અલગ કરવા માટે,તે પાણીના ઉત્કલન બિંદુ $(100 \ ^\circ C)$ પર ઊંચું બાષ્પ દબાણ ધરાવતું હોવું જોઈએ અને પાણી સાથે પ્રક્રિયા ન કરતું હોવું જોઈએ.

(B) $1$. નેપ્થાલિન એ તટસ્થ કાર્બનિક સંયોજન છે,જ્યારે ટેટ્રાહાઇડ્રોઆઇસોક્વિનોલિન એ બેઝિક એમાઇન છે.
$2$. જ્યારે $HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે બેઝિક ટેટ્રાહાઇડ્રોઆઇસોક્વિનોલિન પ્રક્રિયા કરીને પાણીમાં દ્રાવ્ય ક્ષાર (ટેટ્રાહાઇડ્રોઆઇસોક્વિનોલિનિયમ ક્લોરાઇડ) બનાવે છે,જે જલીય સ્તરમાં જાય છે.
$3$. નેપ્થાલિન ડાયઇથાઇલ ઈથરના સ્તરમાં રહે છે. ઈથર સ્તરનું બાષ્પીભવન કરવાથી $A =$ નેપ્થાલિન મળે છે.
$4$. જલીય સ્તરમાં એમાઇનનો ક્ષાર હોય છે. $NaOH$ ઉમેરવાથી દ્રાવણ બેઝિક બને છે,જે ક્ષારને ફરીથી મુક્ત બેઝ (ટેટ્રાહાઇડ્રોઆઇસોક્વિનોલિન) માં રૂપાંતરિત કરે છે,જે કાર્બનિક દ્રાવકમાં દ્રાવ્ય છે અને ઈથર સ્તરમાં જાય છે.
$5$. આ બીજા ઈથર સ્તરનું બાષ્પીભવન કરવાથી $B =$ ટેટ્રાહાઇડ્રોઆઇસોક્વિનોલિન મળે છે.
$6$. બાકી રહેલા જલીય સ્તરમાં તટસ્થીકરણ દરમિયાન બનેલા $NaCl$ જેવા અકાર્બનિક ક્ષારો હોય છે. આ સ્તરનું બાષ્પીભવન કરવાથી $C =$ અકાર્બનિક આયનો જેમ કે $Na^{+}$ અને $Cl^{-}$ મળે છે.

(A) . રંગીન અશુદ્ધિને ચારકોલ ટ્રીટમેન્ટ $(r)$ દ્વારા દૂર કરવામાં આવે છે.
$B$. $o-$નાઈટ્રોફિનોલ અને $p-$નાઈટ્રોફિનોલના મિશ્રણને વરાળ નિસ્યંદન $(p)$ દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે કારણ કે આંતર-આણ્વીય હાઈડ્રોજન બંધને કારણે $o-$નાઈટ્રોફિનોલ વરાળમાં બાષ્પશીલ છે.
$C$. ક્રૂડ નેપ્થાને વિભાગીય નિસ્યંદન $(q)$ દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે.
$D$. ગ્લિસરોલ અને શર્કરાના મિશ્રણને ઘટાડેલા દબાણ હેઠળ નિસ્યંદન $(s)$ દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે જેથી ઊંચા તાપમાને ગ્લિસરોલનું વિઘટન અટકાવી શકાય.
તેથી,સાચી જોડી $A-r, B-p, C-q, D-s$ છે.

(B) પાર્ટિશન ક્રોમેટોગ્રાફી એ અલગીકરણની પ્રક્રિયા છે જેમાં મિશ્રણના ઘટકો બે કલામાં વહેંચાય છે જે પ્રવાહી-પ્રવાહી અથવા પ્રવાહી-વાયુ હોઈ શકે છે.
પાર્ટિશન ક્રોમેટોગ્રાફીમાં,સ્થિર કલા સામાન્ય રીતે ઘન આધાર પર રાખવામાં આવેલ પ્રવાહી હોય છે,જ્યારે અધિશોષણ ક્રોમેટોગ્રાફીમાં,સ્થિર કલા એ ઝીણું વિભાજિત ઘન અધિશોષક હોય છે.
તેથી,વિધાન કે સ્થિર કલા એ ઝીણું વિભાજિત ઘન અધિશોષક છે તે પાર્ટિશન ક્રોમેટોગ્રાફી માટે ખોટું છે.

(B) ક્રોમેટોગ્રાફીમાં,જે પદાર્થનું અલગીકરણ કરવાનું હોય તે અધિશોષિત $(r)$ છે,સ્થિર કલા (stationary phase) એ અધિશોષક $(q)$ છે,અને દ્રાવક એ મોબાઈલ ફેઝ $(p)$ છે.
$a$. બેન્ઝાલ્ડિહાઈડ અધિશોષિત $(r)$ તરીકે વર્તે છે.
$b$. એલ્યુમિના $(Al_2O_3)$ એ અધિશોષક $(q)$ તરીકે વપરાય છે.
$c$. એસીટોનાઈટ્રાઈલ મોબાઈલ ફેઝ $(p)$ તરીકે વપરાય છે.
તેથી,સાચી જોડી $a \to r, b \to q, c \to p$ છે.

(A) ડાયક્લોરોમિથેન $(DCM)$ ની ઘનતા આશરે $1.33 \ g/cm^3$ છે,જે પાણી $(H_2O)$ ની ઘનતા $1.00 \ g/cm^3$ કરતા વધારે છે.
કારણ કે $DCM$ પાણી કરતા વધુ ઘન છે,તે સેપરેટિંગ ફનલ $(S.F)$ માં નીચેનું સ્તર બનાવશે અને પાણી ઉપરનું સ્તર બનાવશે.

(B) કોલમ ક્રોમેટોગ્રાફીનો સિદ્ધાંત ઘન સ્થિર કલા પર પદાર્થોનું વિભેદક અધિશોષણ છે.
જ્યારે મિશ્રણ કોલમમાંથી પસાર થાય છે,ત્યારે વિવિધ ઘટકો અલગ-અલગ માત્રામાં અધિશોષિત થાય છે,જેનાથી તેમનું અલગીકરણ થાય છે.
તેથી,વિકલ્પ $B$ સાચો છે.

(C) જે પ્રવાહી તેમના ઉત્કલન બિંદુએ વિઘટન પામે છે તેનું શુદ્ધિકરણ શૂન્યાવકાશ નિસ્યંદન (vacuum distillation) દ્વારા કરવામાં આવે છે.
ગ્લિસરોલ તેના સામાન્ય ઉત્કલન બિંદુ $563\,K$ $(290\,^oC)$ પર વિઘટન પામે છે,તેથી તેને ઘટાડેલા દબાણ હેઠળ નિસ્યંદિત કરવામાં આવે છે.
દબાણને $12\,mm\,Hg$ સુધી ઘટાડીને,ગ્લિસરોલનું ઉત્કલન બિંદુ $453\,K$ સુધી ઘટાડવામાં આવે છે,જેથી તે વિઘટન પામ્યા વિના નિસ્યંદિત થઈ શકે છે.

(B) જે પ્રવાહીઓ તેમના ઉત્કલન બિંદુએ વિઘટન પામે છે,તેમનું શુદ્ધિકરણ શૂન્યાવકાશ નિસ્યંદન દ્વારા કરવામાં આવે છે.
ગ્લિસરોલ તેના ઉત્કલન બિંદુ $563 \, K$ પર વિઘટન પામે છે.
દબાણને $12 \, mm \, Hg$ સુધી ઘટાડીને,ગ્લિસરોલને વિઘટન પામ્યા વગર $453 \, K$ તાપમાને નિસ્યંદિત કરી શકાય છે.

(D) ઉધર્વપાતન એ એવી પ્રક્રિયા છે જેનો ઉપયોગ એવા પદાર્થોને શુદ્ધ કરવા માટે થાય છે જે ગરમ કરવા પર સીધા ઘનમાંથી વાયુ અવસ્થામાં રૂપાંતરિત થાય છે.
આપેલા હેલોજન પૈકી,$F_2$ વાયુ છે,$Cl_2$ વાયુ છે,અને $Br_2$ ઓરડાના તાપમાને પ્રવાહી છે.
$I_2$ (આયોડિન) ઓરડાના તાપમાને ઘન છે અને ગરમ કરવા પર તે સરળતાથી ઉધર્વપાતન પામે છે.
તેથી,$I_2$ નું શુદ્ધિકરણ ઉધર્વપાતન પ્રક્રિયા દ્વારા કરી શકાય છે.

(B) સિલિકા જેલ કોલમ ક્રોમેટોગ્રાફીમાં,સ્થિર કલા ધ્રુવીય (polar) હોય છે.
સંયોજનો તેમની ધ્રુવીયતાના આધારે અલગ પડે છે; સૌથી ઓછું ધ્રુવીય સંયોજન પહેલા બહાર આવે છે અને સૌથી વધુ ધ્રુવીય સંયોજન છેલ્લે બહાર આવે છે.
આપેલા સંયોજનોની ધ્રુવીયતા તેમના ડાયપોલ મોમેન્ટ અને હાઇડ્રોજન બંધ બનાવવાની ક્ષમતા પર આધારિત છે:
$1.$ એસીટોફેનોન $(Ph-CO-CH_3)$: ડાયપોલ મોમેન્ટ $\approx 3.05 \ D$.
$2.$ બેન્ઝાનિલાઇડ $(Ph-NH-CO-Ph)$: ડાયપોલ મોમેન્ટ $\approx 2.71 \ D$.
$3.$ એનિલિન $(Ph-NH_2)$: ડાયપોલ મોમેન્ટ $\approx 1.59 \ D$ (સિલિકા જેલ સાથે મજબૂત હાઇડ્રોજન બંધ બનાવે છે).
આમ,ઇલ્યુશનનો ક્રમ $(C)$ (એસીટોફેનોન),ત્યારબાદ $(A)$ (બેન્ઝાનિલાઇડ) અને છેલ્લે $(B)$ (એનિલિન) છે.

(N/A) સ્ફટિકીકરણ: આ ઘન કાર્બનિક સંયોજનોના શુદ્ધિકરણ માટેની સૌથી સામાન્ય પદ્ધતિ છે.
સિદ્ધાંત: તે આપેલ દ્રાવકમાં સંયોજન અને અશુદ્ધિઓની દ્રાવ્યતામાં રહેલા તફાવત પર આધારિત છે. અશુદ્ધ સંયોજનને એવા દ્રાવકમાં ઓગાળવામાં આવે છે જેમાં તે ઓરડાના તાપમાને અલ્પ દ્રાવ્ય હોય પરંતુ ઊંચા તાપમાને વધુ દ્રાવ્ય હોય. દ્રાવણને ઠંડુ પાડતા,શુદ્ધ સંયોજન સ્ફટિક સ્વરૂપે અલગ પડે છે.
ઉદાહરણ: અશુદ્ધ એસ્પિરિનનું પુનઃસ્ફટિકીકરણ કરીને શુદ્ધ એસ્પિરિન મેળવવામાં આવે છે.
$(b)$ નિસ્યંદન: આ પદ્ધતિ બાષ્પશીલ પ્રવાહીઓને અબાષ્પશીલ અશુદ્ધિઓથી અથવા એવા પ્રવાહીઓના મિશ્રણથી અલગ કરવા માટે વપરાય છે જેમના ઉત્કલનબિંદુમાં પૂરતો તફાવત હોય.
સિદ્ધાંત: તે એ હકીકત પર આધારિત છે કે અલગ-અલગ ઉત્કલનબિંદુ ધરાવતા પ્રવાહીઓ અલગ-અલગ તાપમાને બાષ્પીભવન પામે છે.
ઉદાહરણ: ક્લોરોફોર્મ $(b.p. = 334 \ K)$ અને એનિલિન $(b.p. = 457 \ K)$ ના મિશ્રણને નિસ્યંદન દ્વારા અલગ કરી શકાય છે.
$(c)$ ક્રોમેટોગ્રાફી: આ કાર્બનિક સંયોજનોના અલગીકરણ અને શુદ્ધિકરણ માટેની સૌથી ઉપયોગી પદ્ધતિ છે.
સિદ્ધાંત: તે સ્થિર કલા (stationary phase) પરથી ગતિશીલ કલા (mobile phase) ની અસર હેઠળ મિશ્રણના ઘટકોની ગતિમાં રહેલા તફાવત પર આધારિત છે.
ઉદાહરણ: લાલ અને વાદળી શાહીના મિશ્રણને ક્રોમેટોગ્રાફી દ્વારા અલગ કરી શકાય છે.

(N/A) નિસ્યંદન,ઓછા દબાણ હેઠળ નિસ્યંદન અને વરાળ નિસ્યંદન વચ્ચેના તફાવતો નીચેના કોષ્ટકમાં આપેલ છે.

પદ્ધતિ	વર્ણન અને ઉપયોગ
$1$. નિસ્યંદન	જે પ્રવાહી ઉત્કલન સમયે વિઘટન પામતા નથી અને જેના ઉત્કલન બિંદુમાં પૂરતો તફાવત હોય તેના માટે વપરાય છે. ઉદાહરણ: પેટ્રોલ અને કેરોસીનનું અલગીકરણ.
$2$. ઓછા દબાણ હેઠળ નિસ્યંદન	જે પ્રવાહી તેમના ઉત્કલન બિંદુએ વિઘટન પામે છે તેના માટે વપરાય છે. ઘટાડેલું દબાણ ઉત્કલન બિંદુ ઘટાડે છે,જેથી વિઘટન અટકાવી શકાય છે. ઉદાહરણ: ગ્લિસરોલનું શુદ્ધિકરણ.
$3$. વરાળ નિસ્યંદન	જે કાર્બનિક સંયોજનો વરાળમાં બાષ્પશીલ હોય અને પાણીમાં અદ્રાવ્ય હોય તેના માટે વપરાય છે. ઉદાહરણ: પાણીમાંથી એનિલિનનું અલગીકરણ.

(N/A) પેપર ક્રોમેટોગ્રાફી એ પાર્ટિશન ક્રોમેટોગ્રાફીનો એક પ્રકાર છે.
તેમાં ક્રોમેટોગ્રાફી પેપર તરીકે ઓળખાતા ખાસ પ્રકારના કાગળનો ઉપયોગ થાય છે.
આ કાગળમાં પાણી સમાયેલું હોય છે,જે સ્થિર કલા (stationary phase) તરીકે કાર્ય કરે છે.
મિશ્રણના દ્રાવણને આ ક્રોમેટોગ્રાફી પેપરના પાયા પર ટપકાવવામાં આવે છે.
ત્યારબાદ કાગળની પટ્ટીને યોગ્ય દ્રાવક અથવા દ્રાવકોના મિશ્રણમાં લટકાવવામાં આવે છે,જે ગતિશીલ કલા (mobile phase) તરીકે કાર્ય કરે છે.
આ દ્રાવક કેશિકા ક્રિયા (capillary action) દ્વારા ક્રોમેટોગ્રાફી પેપર પર ઉપર ચઢે છે અને ટપકા પરથી વહે છે.
મિશ્રણના ઘટકો સ્થિર કલા (પાણી) અને ગતિશીલ કલા વચ્ચેના તેમના અલગ-અલગ વિતરણ ગુણાંકના આધારે કાગળ પર પસંદગીયુક્ત રીતે જળવાઈ રહે છે.
જેમ જેમ ગતિશીલ કલા આગળ વધે છે,તેમ ઘટકો કાગળ પર અલગ-અલગ ઊંચાઈ સુધી મુસાફરી કરે છે.
આમ પ્રાપ્ત થયેલ કાગળની પટ્ટીને ક્રોમેટોગ્રામ કહેવામાં આવે છે.