Quantitative Analysis Questions in Gujarati

(N/A) ડુમા પદ્ધતિમાં,નાઇટ્રોજન ધરાવતા કાર્બનિક સંયોજનના જાણીતા જથ્થાને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ ના વાતાવરણમાં કોપર ઓક્સાઇડ $(CuO)$ ના વધારા સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,જેથી કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને પાણી ઉપરાંત મુક્ત નાઇટ્રોજન $(N_2)$ ઉત્પન્ન થાય છે.
રાસાયણિક સમીકરણ: $C_xH_yN_z + (2x + y/2)CuO \to xCO_2 + y/2H_2O + z/2N_2 + (2x + y/2)Cu$
ઉત્પન્ન થયેલા નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડને ગરમ કોપર ગેજ પરથી પસાર કરીને નાઇટ્રોજન વાયુમાં ઘટાડવામાં આવે છે. $N_2$ વાયુને પોટેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(KOH)$ ના જલીય દ્રાવણ પર એકત્રિત કરવામાં આવે છે અને તેનું કદ માપવામાં આવે છે.
જેલ્ડાલ પદ્ધતિમાં,કાર્બનિક સંયોજનને સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_2SO_4)$ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે. નાઇટ્રોજનનું એમોનિયમ સલ્ફેટ $((NH_4)_2SO_4)$ માં રૂપાંતર થાય છે. ત્યારબાદ તેને સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(NaOH)$ સાથે નિસ્યંદિત કરવામાં આવે છે. મુક્ત થયેલ એમોનિયા $(NH_3)$ ને $H_2SO_4$ ના જાણીતા કદમાં પસાર કરવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયાઓ: $Organic \text{ } compound \xrightarrow{Conc. H_2SO_4} (NH_4)_2SO_4$
$(NH_4)_2SO_4 + 2NaOH \to Na_2SO_4 + 2NH_3 + 2H_2O$
$2NH_3 + H_2SO_4 \to (NH_4)_2SO_4$
વણવપરાયેલ એસિડને ટાઇટ્રેશન દ્વારા માપીને એમોનિયાનો જથ્થો નક્કી કરવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિ વલય બંધારણ ધરાવતા નાઇટ્રોજન અથવા નાઇટ્રો $(-NO_2)$ અને એઝો $(-N=N-)$ સમૂહ ધરાવતા સંયોજનો માટે લાગુ પડતી નથી.

(N/A) હેલોજનનું અનુમાન: હેલોજનનું અનુમાન કેરિયસ પદ્ધતિ દ્વારા કરવામાં આવે છે. કાર્બનિક સંયોજનના જાણીતા જથ્થાને કેરિયસ ટ્યુબમાં સિલ્વર નાઈટ્રેટની હાજરીમાં ધૂમ્રાયમાન નાઈટ્રિક એસિડ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે. કાર્બન અને હાઈડ્રોજનનું ઓક્સિડેશન થઈને $CO_2$ અને $H_2O$ બને છે અને હેલોજન $AgX$ માં રૂપાંતરિત થાય છે. $AgX$ નું દળ માપવામાં આવે છે. હેલોજનની ટકાવારી: $\frac{\text{Atomic mass of } X \times m_1 \times 100}{\text{Molecular mass of } AgX \times m}$.
સલ્ફરનું અનુમાન: કાર્બનિક સંયોજનના જાણીતા જથ્થાને કેરિયસ ટ્યુબમાં ધૂમ્રાયમાન નાઈટ્રિક એસિડ અથવા સોડિયમ પેરોક્સાઈડ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે. સલ્ફરનું ઓક્સિડેશન સલ્ફ્યુરિક એસિડમાં થાય છે,જે બેરિયમ ક્લોરાઈડ ઉમેરીને બેરિયમ સલ્ફેટ $(BaSO_4)$ તરીકે અવક્ષેપિત થાય છે. સલ્ફરની ટકાવારી: $\frac{32 \times m_1 \times 100}{233 \times m}$.
ફોસ્ફરસનું અનુમાન: કાર્બનિક સંયોજનના જાણીતા જથ્થાને ધૂમ્રાયમાન નાઈટ્રિક એસિડ સાથે ગરમ કરીને ફોસ્ફરસનું ફોસ્ફોરિક એસિડમાં ઓક્સિડેશન કરવામાં આવે છે. ત્યારબાદ એમોનિયા અને એમોનિયમ મોલિબ્ડેટ ઉમેરીને તેને એમોનિયમ ફોસ્ફોમોલિબ્ડેટ તરીકે અવક્ષેપિત કરવામાં આવે છે. ફોસ્ફરસની ટકાવારી: $\frac{31 \times m_1 \times 100}{1877 \times m} \%$. વૈકલ્પિક રીતે,તેને $MgNH_4PO_4$ તરીકે અવક્ષેપિત કરી $Mg_2P_2O_7$ મેળવી શકાય છે,જ્યાં ફોસ્ફરસની ટકાવારી: $\frac{62 \times m_1 \times 100}{222 \times m} \%$ છે.

(A) આપેલ છે કે,કાર્બનિક સંયોજનનું કુલ દળ $= 0.50 \, g$.
બાકી રહેલા એસિડને તટસ્થ કરવા માટે $60 \, mL$ ના $0.5 \, M \, NaOH$ ની જરૂર પડી.
$2 \, mol \, NaOH$ એ $1 \, mol \, H_{2}SO_{4}$ ને તટસ્થ કરે છે,તેથી $60 \, mL$ ના $0.5 \, M \, NaOH$ એ $30 \, mL$ ના $0.5 \, M \, H_{2}SO_{4}$ ને સમતુલ્ય છે.
એમોનિયા દ્વારા વપરાયેલ એસિડ $= (50 - 30) \, mL = 20 \, mL$ ના $0.5 \, M \, H_{2}SO_{4}$.
$1 \, mol \, H_{2}SO_{4}$ એ $2 \, mol \, NH_{3}$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,તેથી $20 \, mL$ ના $0.5 \, M \, H_{2}SO_{4}$ એ $40 \, mL$ ના $0.5 \, M \, NH_{3}$ ને સમતુલ્ય છે.
નાઈટ્રોજનનું દળ $= \frac{14 \times 0.5 \times 40}{1000} = 0.28 \, g$.
નાઈટ્રોજનની ટકાવારી $= \frac{0.28}{0.50} \times 100 = 56 \%$.

(A) આપેલ છે કે,
કાર્બનિક સંયોજનનું દળ $= 0.3780 \, g$.
બનેલા $AgCl$ નું દળ $= 0.5740 \, g$.
$1 \, mol$ $AgCl$ $(143.32 \, g/mol)$ માં $1 \, mol$ $Cl$ $(35.5 \, g/mol)$ હોય છે.
$0.5740 \, g$ $AgCl$ માં ક્લોરિનનું દળ $= \frac{35.5 \times 0.5740}{143.32} = 0.1421 \, g$.
ક્લોરિનની ટકાવારી $= \frac{\text{ક્લોરિનનું દળ}}{\text{કાર્બનિક સંયોજનનું દળ}} \times 100$.
ક્લોરિનની ટકાવારી $= \frac{0.1421}{0.3780} \times 100 = 37.59 \%$.
આમ,આપેલ કાર્બનિક ક્લોરો સંયોજનમાં ક્લોરિનની ટકાવારી $37.59 \%$ છે.

(A) કાર્બનિક સંયોજનનું દળ $= 0.468 \,g$
બનેલા $BaSO_4$ નું દળ $= 0.668 \,g$
$BaSO_4$ નું મોલર દળ $= 137 + 32 + (4 \times 16) = 233 \,g/mol$
$233 \,g$ $BaSO_4$ માં $32 \,g$ સલ્ફર હોય છે.
તેથી,$0.668 \,g$ $BaSO_4$ માં $\frac{32 \times 0.668}{233} \,g$ સલ્ફર $= 0.0917 \,g$ સલ્ફર હોય છે.
સલ્ફરની ટકાવારી $= \frac{\text{સલ્ફરનું દળ}}{\text{કાર્બનિક સંયોજનનું દળ}} \times 100$
સલ્ફરની ટકાવારી $= \frac{0.0917}{0.468} \times 100 = 19.59 \%$

(N/A) પરિમાણાત્મક વિશ્લેષણ એ રસાયણશાસ્ત્રની એક શાખા છે જે નમૂનામાં રહેલા રાસાયણિક પદાર્થની માત્રા અથવા સાંદ્રતા નક્કી કરવા સાથે સંબંધિત છે.
તેમાં માત્ર ઘટકોને ઓળખવાને બદલે પદાર્થની માત્રા,જેમ કે તેનું દળ,કદ અથવા સાંદ્રતા માપવાનો સમાવેશ થાય છે.
પરિમાણાત્મક વિશ્લેષણમાં વપરાતી સામાન્ય પદ્ધતિઓ નીચે મુજબ છે:
$1$. ગુરુત્વાકર્ષણીય વિશ્લેષણ (Gravimetric analysis): વિશ્લેષિત પદાર્થનું દળ નક્કી કરવું.
$2$. કદમાપક વિશ્લેષણ (Volumetric analysis/Titration): વિશ્લેષિત પદાર્થ સાથે પ્રક્રિયા કરવા માટે જરૂરી જાણીતી સાંદ્રતા ધરાવતા દ્રાવણનું કદ નક્કી કરવું.
$3$. સાધનલક્ષી પદ્ધતિઓ (Instrumental methods): પદાર્થની સાંદ્રતા સાથે સંબંધિત ગુણધર્મો માપવા માટે સ્પેક્ટ્રોફોટોમીટર અથવા ક્રોમેટોગ્રાફ જેવા સાધનોનો ઉપયોગ કરવો.

(N/A) સિદ્ધાંત: કાર્બનિક સંયોજનમાં રહેલા કાર્બન અને હાઇડ્રોજનનું નિર્ધારણ સંયોજનના જાણીતા દળને વધારાના ઓક્સિજન અને કોપર $(II)$ ઓક્સાઇડ $(CuO)$ ની હાજરીમાં બાળીને કરવામાં આવે છે. કાર્બનનું ઓક્સિડેશન કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ માં અને હાઇડ્રોજનનું ઓક્સિડેશન પાણી $(H_2O)$ માં થાય છે.
પ્રક્રિયા: $C_xH_y + (x + \frac{y}{4})O_2 \rightarrow xCO_2 + \frac{y}{2}H_2O$
પદ્ધતિ:
$1$. કાર્બનિક સંયોજનનું જાણીતું દળ $(m \ g)$ પ્લેટિનમ બોટમાં લેવામાં આવે છે અને તેને દહન નળીમાં વધારાના ઓક્સિજન અને $CuO$ ની હાજરીમાં બાળવામાં આવે છે.
$2$. ઉત્પન્ન થતા વાયુઓને નિર્જળ કેલ્શિયમ ક્લોરાઇડ $(CaCl_2)$ ધરાવતી વજન કરેલી $U$-ટ્યુબમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે,જે પાણીનું શોષણ કરે છે.
$3$. ત્યારબાદ વાયુઓને પોટેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(KOH)$ ના સાંદ્ર દ્રાવણ ધરાવતી બીજી વજન કરેલી $U$-ટ્યુબમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે,જે કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું શોષણ કરે છે.
ગણતરી:
- ધારો કે $CaCl_2$ $U$-ટ્યુબના દળમાં થયેલો વધારો $m_1 \ g$ છે (ઉત્પન્ન થયેલ $H_2O$ નું દળ).
- ધારો કે $KOH$ $U$-ટ્યુબના દળમાં થયેલો વધારો $m_2 \ g$ છે (ઉત્પન્ન થયેલ $CO_2$ નું દળ).
હાઇડ્રોજનની ટકાવારી: $18 \ g$ $H_2O$ માં $2 \ g$ હાઇડ્રોજન હોય છે,તેથી
$H$ ની ટકાવારી $= \frac{2 \times m_1 \times 100}{18 \times m}$
કાર્બનની ટકાવારી: $44 \ g$ $CO_2$ માં $12 \ g$ કાર્બન હોય છે,તેથી
$C$ ની ટકાવારી $= \frac{12 \times m_2 \times 100}{44 \times m}$

(N/A) કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ એક એસિડિક વાયુ છે,જ્યારે પોટેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(KOH)$ એક પ્રબળ બેઇઝ છે. જ્યારે $CO_2$ એ $KOH$ ના દ્રાવણમાંથી પસાર થાય છે,ત્યારે તે પોટેશિયમ કાર્બોનેટ અને પાણી બનાવવા માટે પ્રતિક્રિયા આપે છે,જે અસરકારક રીતે વાયુને શોષી લે છે:
$2KOH + CO_{2(g)} \rightarrow K_2CO_{3(s)} + H_2O_{(l)}$
આ પ્રતિક્રિયા ઉત્પન્ન થયેલા $CO_2$ ના દળનું જથ્થાત્મક નિર્ધારણ કરવાની મંજૂરી આપે છે,જે કાર્બનિક સંયોજનમાં કાર્બનની ટકાવારીની ગણતરી કરવા માટે જરૂરી છે.

(N/A) ડ્યુમા પદ્ધતિ દ્વારા નાઇટ્રોજનનું અનુમાન:
નાઇટ્રોજન ધરાવતું કાર્બનિક સંયોજન,જ્યારે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ ના વાતાવરણમાં કોપર ઓક્સાઇડ $(CuO)$ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને પાણી ઉપરાંત મુક્ત નાઇટ્રોજન $(N_2)$ આપે છે.
પ્રક્રિયા:
$C_xH_yN_z + (2x + y/2)CuO \xrightarrow{\Delta} xCO_2 + (y/2)H_2O + (z/2)N_2 + (2x + y/2)Cu$
જો નાઇટ્રોજનના ઓક્સાઇડના નિશાન બન્યા હોય,તો તેને ગરમ કોપરની જાળી પરથી વાયુમય મિશ્રણને પસાર કરીને નાઇટ્રોજનમાં રિડક્શન કરવામાં આવે છે.
આ રીતે ઉત્પન્ન થયેલા વાયુઓના મિશ્રણને પોટેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(KOH)$ ના જલીય દ્રાવણ પર એકત્રિત કરવામાં આવે છે,જે કાર્બન ડાયોક્સાઇડને શોષી લે છે. નાઇટ્રોજનને અંકિત નળી (નાઇટ્રોમીટર) ના ઉપરના ભાગમાં એકત્રિત કરવામાં આવે છે.
નાઇટ્રોજનની ટકાવારીની ગણતરી:
લીધેલ કાર્બનિક સંયોજનનું દળ $= m \ g$
એકત્રિત થયેલ નાઇટ્રોજનનું કદ $= V_1 \ mL$
પ્રયોગશાળાનું તાપમાન $= T_1 \ K$
$T_1$ તાપમાને $N_2$ વાયુનું દબાણ $= p_1 = (\text{વાતાવરણીય દબાણ} - \text{જલીય તણાવ})$
$STP$ પર $N_2$ નું કદ $= V \ mL$
આદર્શ વાયુ સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને: $\frac{p_1 V_1}{T_1} = \frac{p_0 V_0}{T_0}$
નાઇટ્રોજનની ટકાવારી $= \frac{28}{22400} \times \frac{V_0 \times 100}{m}$

(N/A) પદ્ધતિ:
$(i)$ આ પદ્ધતિમાં,નાઇટ્રોજન ધરાવતા કાર્બનિક સંયોજનને જેલ્ડાલ ફ્લાસ્કમાં સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_2SO_4)$ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે. સંયોજનમાં રહેલો નાઇટ્રોજન એમોનિયમ સલ્ફેટ $((NH_4)_2SO_4)$ માં રૂપાંતરિત થાય છે.
$(ii)$ જેલ્ડાલ ફ્લાસ્કમાં મળેલા એસિડ મિશ્રણને ત્યારબાદ સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(NaOH)$ ના વધારા સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે. મુક્ત થયેલ એમોનિયા $(NH_3)$ વાયુને સલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_2SO_4)$ ના પ્રમાણિત દ્રાવણના વધારામાં શોષવામાં આવે છે.
$(iii)$ ઉત્પન્ન થયેલ એમોનિયાનું પ્રમાણ પ્રક્રિયામાં વપરાયેલા સલ્ફ્યુરિક એસિડના જથ્થાના અંદાજ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
$(iv)$ આ પ્રક્રિયા એમોનિયાના શોષણ પછી બાકી રહેલા અપ્રતિક્રિયાશીલ સલ્ફ્યુરિક એસિડને પ્રમાણિત આલ્કલી દ્રાવણ સાથે ટાઇટ્રેશન કરીને કરવામાં આવે છે. શરૂઆતમાં લીધેલ એસિડ અને પ્રક્રિયા પછી બાકી રહેલા એસિડ વચ્ચેનો તફાવત એ એમોનિયા સાથે પ્રક્રિયા કરનાર એસિડનું પ્રમાણ આપે છે.

(N/A) $(i)$ ડુમા પદ્ધતિમાં,કાર્બનિક સંયોજનના જાણીતા દળને $CO_{2}$ ના વાતાવરણમાં $CuO$ ના વધારા સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,જ્યાં કાર્બનિક સંયોજનનો નાઇટ્રોજન $N_{2}$ વાયુમાં રૂપાંતરિત થાય છે. $N_{2}$ ના કદના આધારે,$N$ ની ટકાવારીની ગણતરી કરવામાં આવે છે.
$(ii)$ જેલ્ડાલ પદ્ધતિમાં,કાર્બનિક પદાર્થના જાણીતા દળને $K_{2}SO_{4}$ અને થોડા $CuSO_{4}$ અથવા $Hg$ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં સાંદ્ર $H_{2}SO_{4}$ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,જ્યાં નાઇટ્રોજન એમોનિયમ સલ્ફેટમાં રૂપાંતરિત થાય છે. ત્યારબાદ તેને $NH_{3}$ મુક્ત કરવા માટે $NaOH$ ના દ્રાવણના વધારા સાથે ઉકાળવામાં આવે છે,અને $N$ ની ટકાવારીની ગણતરી કરવામાં આવે છે.

(N/A) પદ્ધતિ: કાર્બનિક સંયોજનના જાણીતા દળને ફ્યુમિંગ નાઈટ્રિક એસિડ સાથે સિલ્વર નાઈટ્રેટની હાજરીમાં ભઠ્ઠીમાં કેરિયસ ટ્યુબ તરીકે ઓળખાતી સખત કાચની નળીમાં ગરમ કરવામાં આવે છે.
સિદ્ધાંત: કાર્બનિક સંયોજનમાં હાજર કાર્બન અને હાઇડ્રોજનનું કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને પાણીમાં ઓક્સિડેશન થાય છે. હાજર હેલોજન અનુરૂપ સિલ્વર હેલાઇડ $(AgX)$ બનાવે છે. તેને ગાળીને,સૂકવીને અને વજન કરવામાં આવે છે.
$AgNO_{3} + X \xrightarrow{HNO_{3}} \Delta AgX_{(s)}$
કાર્બનિક સંયોજનનું દળ $= m \ g$
$AgX$ ના $1 \ mol$ માં $X$ નો $1 \ mol$ હોય છે.
તેથી,$AgX$ ના $m_{1} \ g$ માં હેલોજનનું દળ,
હેલોજનનું દળ $= \frac{X \text{ નું પરમાણ્વીય દળ } \times m_{1}}{AgX \text{ નું આણ્વીય દળ}}$
તેથી,હેલોજનની % $= \frac{(X \text{ નું પરમાણ્વીય દળ})(m_{1})(100)}{(AgX \text{ નું આણ્વીય દળ})(m)}$

(N/A) પદ્ધતિ: કાર્બનિક સંયોજનના ચોક્કસ દળને કેરિયસ ટ્યુબમાં ધૂમ્રાયમાન નાઈટ્રિક એસિડ $(HNO_{3})$ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે.
સિદ્ધાંત: સલ્ફરનું ઓક્સિડેશન થઈને સલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_{2}SO_{4})$ બને છે. તેમાં બેરિયમ ક્લોરાઈડ $(BaCl_{2})$ નું દ્રાવણ ઉમેરતા બેરિયમ સલ્ફેટ $(BaSO_{4})$ ના અવક્ષેપ મળે છે. આ અવક્ષેપને ગાળી,ધોઈ,સૂકવીને તેનું વજન કરવામાં આવે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા: $S$ $\xrightarrow[\Delta]{HNO_{3}} H_{2}SO_{4}$ $\xrightarrow{BaCl_{2}} BaSO_{4(s)}$
ગણતરી:
ધારો કે કાર્બનિક સંયોજનનું દળ = $m \ g$
બનેલા $BaSO_{4}$ નું દળ = $m_{1} \ g$
$1 \ mol$ $BaSO_{4}$ $(233 \ g)$ માં $32 \ g$ સલ્ફર હોય છે,
$m_{1} \ g$ $BaSO_{4}$ માં સલ્ફરનું દળ = $\frac{32 \times m_{1}}{233} \ g$
સલ્ફરની ટકાવારી = $\frac{32}{233} \times \frac{m_{1}}{m} \times 100$

(N/A) સિદ્ધાંત: કાર્બનિક સંયોજનના જાણીતા દળને ધૂમ્રાયમાન નાઈટ્રિક એસિડ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,જે સંયોજનમાં રહેલા ફોસ્ફરસનું ફોસ્ફોરિક એસિડ $(H_{3}PO_{4})$ માં ઓક્સિડેશન કરે છે.
પદ્ધતિ $1$: એમોનિયા અને એમોનિયમ મોલિબ્ડેટ ઉમેરીને ફોસ્ફોરિક એસિડને એમોનિયમ ફોસ્ફોમોલિબડેટ,$(NH_{4})_{3}PO_{4} \cdot 12MoO_{3}$ તરીકે અવક્ષેપિત કરવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા: $P$ $\xrightarrow{\text{fuming } HNO_{3}, \Delta} H_{3}PO_{4}$ $\xrightarrow{NH_{3} / (NH_{4})_{2}MoO_{4}} (NH_{4})_{3}PO_{4} \cdot 12MoO_{3(s)}$
ગણતરી: જો $m$ એ કાર્બનિક સંયોજનનું દળ હોય અને $m_{1}$ એ એમોનિયમ ફોસ્ફોમોલિબડેટનું દળ હોય,તો:
$\% P = \frac{31}{1877} \times \frac{m_{1}}{m} \times 100$
પદ્ધતિ $2$: વૈકલ્પિક રીતે,મેગ્નેશિયા મિશ્રણ $(Mg^{2+} + NH_{4}OH)$ ઉમેરીને ફોસ્ફોરિક એસિડને $MgNH_{4}PO_{4}$ તરીકે અવક્ષેપિત કરવામાં આવે છે,જે ગરમ કરવાથી મેગ્નેશિયમ પાયરોફોસ્ફેટ $(Mg_{2}P_{2}O_{7})$ આપે છે.
પ્રક્રિયા: $MgNH_{4}PO_{4} \xrightarrow{\text{ignition}} Mg_{2}P_{2}O_{7(s)} + H_{2}O + N_{2}$
ગણતરી: જો $m_{1}$ એ મળેલ $Mg_{2}P_{2}O_{7}$ નું દળ હોય:
$\% P = \frac{62}{222} \times \frac{m_{1}}{m} \times 100$

(N/A) કેરિયસ પદ્ધતિ દ્વારા હેલોજનનું અનુમાન:
કાર્બનિક સંયોજનના જાણીતા જથ્થાને ફર્નેસમાં સખત કાચની નળી (કેરિયસ ટ્યુબ) માં સિલ્વર નાઈટ્રેટની હાજરીમાં ધૂમ્રાયમાન નાઈટ્રિક એસિડ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે. કાર્બન અને હાઈડ્રોજનનું ઓક્સિડેશન થઈને $CO_2$ અને $H_2O$ બને છે. હેલોજન સિલ્વર હેલાઈડ $(AgX)$ માં રૂપાંતરિત થાય છે,જેને ગાળીને,ધોઈને,સૂકવીને અને વજન કરવામાં આવે છે.
હેલોજનની ટકાવારી $= \frac{\text{Atomic mass of } X \times m_1 \times 100}{\text{Molecular mass of } AgX \times m}$,જ્યાં $m$ એ કાર્બનિક સંયોજનનું દળ છે અને $m_1$ એ $AgX$ નું દળ છે.
સલ્ફરનું અનુમાન:
કાર્બનિક સંયોજનના જાણીતા જથ્થાને કેરિયસ ટ્યુબમાં ધૂમ્રાયમાન નાઈટ્રિક એસિડ અથવા સોડિયમ પેરોક્સાઈડ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે. સલ્ફરનું ઓક્સિડેશન સલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_2SO_4)$ માં થાય છે. બેરિયમ સલ્ફેટ $(BaSO_4)$ ના અવક્ષેપ મેળવવા માટે વધારાનું બેરિયમ ક્લોરાઈડ $(BaCl_2)$ ઉમેરવામાં આવે છે.
સલ્ફરની ટકાવારી $= \frac{32 \times m_1 \times 100}{233 \times m}$,જ્યાં $m_1$ એ $BaSO_4$ નું દળ છે.
ફોસ્ફરસનું અનુમાન:
કાર્બનિક સંયોજનના જાણીતા જથ્થાને ધૂમ્રાયમાન નાઈટ્રિક એસિડ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,જેથી ફોસ્ફરસનું ફોસ્ફોરિક એસિડ $(H_3PO_4)$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે. એમોનિયા અને એમોનિયમ મોલિબ્ડેટ ઉમેરીને તેને એમોનિયમ ફોસ્ફોમોલિબ્ડેટ તરીકે અથવા $MgNH_4PO_4$ તરીકે અવક્ષેપિત કરવામાં આવે છે,જે ગરમ કરવાથી $Mg_2P_2O_7$ આપે છે.
ફોસ્ફરસની ટકાવારી $= \frac{31 \times m_1 \times 100}{1877 \times m}$ (એમોનિયમ ફોસ્ફોમોલિબ્ડેટ તરીકે) અથવા $\frac{62 \times m_1 \times 100}{222 \times m}$ ($Mg_2P_2O_7$ તરીકે).

(N/A) કાર્બનિક સંયોજનમાં ઓક્સિજનની ટકાવારી સામાન્ય રીતે કુલ ટકાવારી $(100)$ અને અન્ય તમામ તત્વોની ટકાવારીના સરવાળા વચ્ચેના તફાવત દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.
$\% O = 100 - (\text{અન્ય તમામ તત્વોની } \% \text{ નો સરવાળો})$
$(b)$ કાર્બનિક સંયોજનના ચોક્કસ દળને નાઈટ્રોજન વાયુના પ્રવાહમાં ગરમ કરીને વિઘટિત કરવામાં આવે છે. ઓક્સિજન ધરાવતા વાયુરૂપ ઉત્પાદનોના મિશ્રણને $1373 \ K$ તાપમાને લાલ-ગરમ કોક પરથી પસાર કરવામાં આવે છે,જ્યાં તમામ ઓક્સિજન કાર્બન મોનોક્સાઈડ $(CO)$ માં રૂપાંતરિત થાય છે.
$2C + O_2 \xrightarrow{1373 \ K} 2CO$
આ મિશ્રણને ત્યારબાદ ગરમ આયોડિન પેન્ટોક્સાઈડ $(I_2O_5)$ માંથી પસાર કરવામાં આવે છે,જ્યાં કાર્બન મોનોક્સાઈડનું કાર્બન ડાયોક્સાઈડમાં ઓક્સિડેશન થાય છે અને આયોડિન $(I_2)$ ઉત્પન્ન થાય છે.
$I_2O_5 + 5CO \rightarrow I_2 + 5CO_2$
$(c)$ ગણતરી:
ધારો કે કાર્બનિક સંયોજનનું દળ $m \ g$ છે અને ઉત્પન્ન થયેલ $CO_2$ નું દળ $m_1 \ g$ છે.
$88 \ g \ CO_2$ માં $32 \ g$ ઓક્સિજન હોય છે,તેથી $m_1 \ g \ CO_2$ માં ઓક્સિજનનું દળ $\frac{32 \times m_1}{88} \ g$ થાય.
તેથી,$\% O = \frac{32 \times m_1}{88 \times m} \times 100$.
$(d)$ આધુનિક પદ્ધતિઓ: હાલમાં,$CHN$ એલિમેન્ટલ એનાલાઈઝરનો ઉપયોગ કરીને અનુમાન કરવામાં આવે છે,જેમાં માત્ર $1-3 \ mg$ પદાર્થની જરૂર પડે છે અને ઝડપી પરિણામો મળે છે.

(A) પગલું $1$: દબાણને $atm$ માં ફેરવો: $P = \frac{96 \ kPa}{101.3 \ kPa/atm} \approx 0.9477 \ atm$.
પગલું $2$: $N_2$ ના મોલ શોધવા માટે આદર્શ વાયુ સમીકરણ $PV = nRT$ નો ઉપયોગ કરો: $n = \frac{PV}{RT} = \frac{0.9477 \ atm \times 0.038 \ L}{0.0821 \ L \cdot atm \cdot K^{-1} \cdot mol^{-1} \times 300 \ K} \approx 0.00146 \ mol$.
પગલું $3$: $N_2$ નું દળ ગણો: $Mass = 0.00146 \ mol \times 28 \ g/mol \approx 0.04088 \ g$.
પગલું $4$: $N$ ની ટકાવારી ગણો: $\frac{0.04088 \ g}{0.25 \ g} \times 100 \approx 16.35 \%$.
ગણતરી કરેલ મૂલ્ય આશરે $16.38 \%$ છે.

(A) $1$. સૂકા $N_2$ વાયુનું દબાણ $(P_{N_2})$ = $P_{total} - P_{aqueous} = 746 \ mm - 6 \ mm = 740 \ mm$.
$2$. દબાણને $atm$ માં ફેરવો: $P = 740 / 760 \ atm$.
$3$. $STP$ પર $N_2$ નું કદ $(V_0)$: આદર્શ વાયુ સમીકરણ $\frac{P_1 V_1}{T_1} = \frac{P_0 V_0}{T_0}$ નો ઉપયોગ કરતા,જ્યાં $P_0 = 760 \ mm$,$T_0 = 273 \ K$,$V_1 = 1.31 \ mL$,$P_1 = 740 \ mm$,$T_1 = 293 \ K$.
$V_0 = \frac{740 \times 1.31 \times 273}{760 \times 293} \approx 1.216 \ mL$.
$4$. $N_2$ નું દળ = $\frac{28 \times V_0 (L \text{ માં})}{22400} = \frac{28 \times 1.216}{22400} \approx 0.00152 \ g$.
$5$. નાઈટ્રોજનની ટકાવારી = $\frac{\text{N}_2 \text{ નું દળ}}{\text{સંયોજનનું દળ}} \times 100 = \frac{0.00152}{0.388} \times 100 \approx 0.39 \%$.

(N/A) જેલ્ડાલની પદ્ધતિમાં નાઈટ્રોજનની ટકાવારી માટેનું સૂત્ર: $\% \ N = \frac{1.4 \times N \times V}{W}$,જ્યાં $N$ એ $HCl$ ની નોર્માલિટી છે,$V$ એ $mL$ માં $HCl$ નું કદ છે,અને $W$ એ $mg$ માં સંયોજનનું વજન છે.
આપેલ કિંમતો મૂકતા: $\% \ N = \frac{1.4 \times 0.011 \times 5.73}{3.88}$.
$\% \ N = \frac{0.088242}{3.88} \approx 2.274 \%$.
નોંધ: આપેલ ઉકેલ $22.74 \%$ એ ગણતરીની ભૂલ હોઈ શકે છે. સાચી ગણતરી કરેલ કિંમત $2.274 \%$ છે.

(A) $BaSO_4$ નું આણ્વીય દળ = $137 + 32 + (4 \times 16) = 233 \ g/mol$.
$233 \ g$ $BaSO_4$ માં સલ્ફરનું દળ $32 \ g$ છે.
$6.46 \ g$ $BaSO_4$ માં સલ્ફરનું દળ = $(32 / 233) \times 6.46 \approx 0.887 \ g$.
સલ્ફરની ટકાવારી = $(\text{સલ્ફરનું દળ} / \text{સંયોજનનું દળ}) \times 100$.
સલ્ફરની ટકાવારી = $(0.887 / 4.81) \times 100 \approx 18.44 \%$.
એક દશાંશ સ્થળ સુધી રાઉન્ડિંગ કરતા,પરિણામ $18.4 \%$ મળે છે.

(A) $BaSO_4$ નું આણ્વીય દળ = $137 + 32 + (4 \times 16) = 233 \ g/mol$.
$233 \ g$ $BaSO_4$ માં $32 \ g$ સલ્ફર હોય છે.
તેથી,$0.350 \ g$ $BaSO_4$ માં સલ્ફરનું દળ: $(32 / 233) \times 0.350 = 0.04807 \ g$.
સલ્ફરની ટકાવારી = $(\text{સલ્ફરનું દળ} / \text{સંયોજનનું દળ}) \times 100$.
સલ્ફરની ટકાવારી = $(0.04807 / 0.259) \times 100 = 18.56 \%$.

(B) $1$. $H_2SO_4$ ના કુલ મિલિમોલ = $50 \ mL \times 0.5 \ M = 25 \ mmol$.
$2$. વધારાના $H_2SO_4$ ના ટાઇટ્રેશન માટે વપરાયેલ $NaOH$ ના મિલિમોલ = $60 \ mL \times 0.5 \ M = 30 \ mmol$.
$3$. $2 \ mol \ NaOH$ એ $1 \ mol \ H_2SO_4$ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે,તેથી વધારાના $H_2SO_4$ ના મિલિમોલ = $30 / 2 = 15 \ mmol$.
$4$. $NH_3$ સાથે પ્રતિક્રિયા આપેલ $H_2SO_4$ ના મિલિમોલ = $25 - 15 = 10 \ mmol$.
$5$. $2 \ mol \ NH_3$ એ $1 \ mol \ H_2SO_4$ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે,તેથી $NH_3$ ના મિલિમોલ = $10 \times 2 = 20 \ mmol$.
$6$. નાઇટ્રોજનનું દળ = $20 \times 10^{-3} \ mol \times 14 \ g/mol = 0.28 \ g$.
$7$. નાઇટ્રોજનની ટકાવારી = $(0.28 / 0.50) \times 100 = 56 \%$.

(A) $1$. $H_2SO_4$ ના કુલ મિલિમોલ: $100 \ mL \times 0.1 \ M = 10 \ mmol$.
$2$. $H_2SO_4$ દ્વિબેઝિક એસિડ હોવાથી,તેના મિલિ-ઇક્વિવેલન્ટ્સ $10 \ mmol \times 2 = 20 \ meq$ થાય.
$3$. ટાઇટ્રેશન માટે વપરાયેલ $NaOH$ ના મિલિ-ઇક્વિવેલન્ટ્સ: $154 \ mL \times 0.1 \ M = 15.4 \ meq$.
$4$. $NH_3$ દ્વારા વપરાયેલ $H_2SO_4$ ના મિલિ-ઇક્વિવેલન્ટ્સ: $20 \ meq - 15.4 \ meq = 4.6 \ meq$.
$5$. $1 \ meq \ NH_3$ માં $1 \ mmol \ N$ હોય,તેથી નાઇટ્રોજનનું દળ $4.6 \ mmol \times 14 \ g/mol = 64.4 \ mg = 0.0644 \ g$ થાય.
$6$. નાઇટ્રોજનની ટકાવારી: $\frac{0.0644 \ g}{0.35 \ g} \times 100 = 18.4 \%$.

(A) ફોસ્ફરસના અનુમાનમાં,કાર્બનિક સંયોજનને ધૂમ્રાયમાન નાઈટ્રિક એસિડ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,જે ફોસ્ફરસને ફોસ્ફોરિક એસિડમાં રૂપાંતરિત કરે છે.
$1$. એમોનિયા અને એમોનિયમ મોલિબ્ડેટ ઉમેરીને ફોસ્ફોરિક એસિડને એમોનિયમ ફોસ્ફોમોલિબ્ડેટ તરીકે અવક્ષેપિત કરવામાં આવે છે. તેનું સૂત્ર $(NH_{4})_{3}PO_{4} \cdot 12MoO_{3}$ છે અને તેનું આણ્વીય દળ $1877 \ g/mol$ છે.
$2$. વૈકલ્પિક રીતે,તેને મેગ્નેશિયમ એમોનિયમ ફોસ્ફેટ તરીકે અવક્ષેપિત કરી શકાય છે,જે ગરમ કરવાથી મેગ્નેશિયમ પાયરોફોસ્ફેટ આપે છે. તેનું સૂત્ર $Mg_{2}P_{2}O_{7}$ છે અને તેનું આણ્વીય દળ $222 \ g/mol$ છે.

(B) કેરિયસ પદ્ધતિમાં ફોસ્ફરસના અનુમાન માટે,કાર્બનિક સંયોજનને ધૂમ્રાયમાન નાઈટ્રિક એસિડ $(HNO_3)$ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે.
કાર્બનિક સંયોજનમાં રહેલા ફોસ્ફરસનું ઓક્સિડેશન થઈને ફોસ્ફોરિક એસિડ $(H_3PO_4)$ બને છે.

(B) કાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્રમાં,$CHN$ વિશ્લેષણ એ એક સ્વચાલિત પ્રાયોગિક તકનીક છે જેનો ઉપયોગ આપેલ કાર્બનિક સંયોજનમાં કાર્બન,હાઇડ્રોજન અને નાઇટ્રોજનની દળ ટકાવારી નક્કી કરવા માટે થાય છે. નમૂનાને ઓક્સિજનયુક્ત વાતાવરણમાં દહન કરવામાં આવે છે,અને પરિણામી વાયુઓ ($CO_2$,$H_2O$,અને $N_2$) ને $CHN$ એલિમેન્ટલ એનાલાઇઝર તરીકે ઓળખાતા ઉપકરણનો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવે છે.

(B) $CHN$ તત્વ પૃથ્થકરણ પદ્ધતિના ઘણા ફાયદા છે:
$1$. તેને માત્ર ખૂબ જ ઓછી માત્રામાં પદાર્થની જરૂર પડે છે,સામાન્ય રીતે $(1-3 \ mg)$.
$2$. તે અત્યંત સ્વચાલિત છે,જે ટૂંકા સમયમાં સ્ક્રીન પર ઝડપી પરિણામો દર્શાવે છે.

(C) ઓક્સિજનનું અનુમાન $Unterzaucher's$ પદ્ધતિ પર આધારિત છે. કાર્બનિક સંયોજનને નાઈટ્રોજન વાયુના પ્રવાહમાં ગરમ કરીને તેનું વિઘટન કરવામાં આવે છે,જેથી ઓક્સિજન ઉત્પન્ન થાય છે. ત્યારબાદ આ ઓક્સિજનને $1373 \ K$ તાપમાને લાલ-ગરમ કોક $(C)$ પરથી પસાર કરવામાં આવે છે જેથી તેનું કાર્બન મોનોક્સાઈડ $(CO)$ માં રૂપાંતર થાય છે:
$2 C + O_2 \xrightarrow{1373 \ K} 2 CO$
ત્યારબાદ $CO$ વાયુની પ્રક્રિયા આયોડિન પેન્ટોક્સાઈડ $(I_2O_5)$ સાથે કરવામાં આવે છે જેથી આયોડિન $(I_2)$ અને કાર્બન ડાયોક્સાઈડ $(CO_2)$ ઉત્પન્ન થાય છે:
$I_2O_5 + 5 CO \longrightarrow I_2 + 5 CO_2$
ઓક્સિજનનું પ્રમાણ ઉત્પન્ન થયેલા $I_2$ અથવા $CO_2$ ના જથ્થાને માપીને નક્કી કરવામાં આવે છે.

(N/A) $(i)$ $\% O = 100 - (\text{સંયોજનમાં રહેલા અન્ય તમામ તત્વોની ટકાવારીનો સરવાળો.})$
$(ii)$ વૈકલ્પિક રીતે,તેની ગણતરી આ સૂત્ર દ્વારા કરી શકાય છે: $\% O = \frac{32}{88} \times \frac{\text{ઉદ્ભવતા } CO_2 \text{ નું દળ}}{\text{કાર્બનિક સંયોજનનું દળ}} \times 100$

(A) કિલ્ડાહલની પદ્ધતિમાં,નાઈટ્રોજન ધરાવતા કાર્બનિક સંયોજનને કિલ્ડાહલના ફ્લાસ્કમાં સાંદ્ર $H_2SO_4$ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે.
$CuSO_4$ પાચન પ્રક્રિયાને ઝડપી બનાવવા માટે ઉદ્દીપક તરીકે કાર્ય કરે છે,જ્યારે એસિડનું ઉત્કલન બિંદુ વધારવા માટે ઘણીવાર $K_2SO_4$ ઉમેરવામાં આવે છે.
તેથી,મિશ્રણમાં કાર્બનિક સંયોજન,સાંદ્ર $H_2SO_4$ અને $CuSO_4$ (અથવા $HgO$) હોય છે.

(A) હા,$C$ અને $H$ ના જથ્થાત્મક વિશ્લેષણમાં,દહનની નીપજોને $U$-ટ્યુબની શ્રેણીમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે.
પ્રથમ,વાયુઓને નિર્જળ $CaCl_2$ ધરાવતી $U$-ટ્યુબમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે,જે $H_2O$ ની વરાળને શોષી લે છે.
ત્યારબાદ,બાકીના વાયુઓને $KOH$ ના દ્રાવણ ધરાવતી $U$-ટ્યુબમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે,જે $CO_2$ ને શોષી લે છે.
આ ચોક્કસ ક્રમ જરૂરી છે કારણ કે $KOH$ એ $H_2O$ અને $CO_2$ બંનેને શોષી લેશે,જેનાથી તેમના વ્યક્તિગત દળને સચોટ રીતે નક્કી કરવું અશક્ય બનશે.

(C) અને $H$ ના અંદાજમાં,કાર્બનિક સંયોજનને શુદ્ધ ઓક્સિજન અથવા હવામાં બાળવામાં આવે છે.
ઉત્પન્ન થયેલા $H_2O$ નું પ્રમાણ વજન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવતું હોવાથી,દહન માટે વપરાતી હવા ભેજમુક્ત હોવી જરૂરી છે.
જો હવા સૂકી ન હોય,તો તેમાં $H_2O$ ની વરાળ હશે,જે $CaCl_2$ નળી દ્વારા શોષાઈ જશે,જેના પરિણામે $H_2O$ નું ખોટું (વધારે) દળ મળશે અને આમ હાઇડ્રોજનનો અંદાજ ખોટો આવશે.

(A) સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:
$(i)$. કાર્બન અને હાઇડ્રોજનના અનુમાનમાં $CO_2$ અને $H_2O$ બને છે.
$(ii)$. નાઇટ્રોજનના અનુમાન (ડુમા પદ્ધતિ) માં $N_2$ વાયુ એકત્રિત થાય છે.
$(iii)$. હેલોજનના અનુમાન (કેરિયસ પદ્ધતિ) માં $AgX$ (જ્યાં $X = Cl, Br, I$) બને છે.
$(iv)$. સલ્ફરના અનુમાન (કેરિયસ પદ્ધતિ) માં $BaSO_4$ બને છે.
$(v)$. ફોસ્ફરસના અનુમાનમાં $Mg_2P_2O_7$ બને છે.
તેથી,સાચો સંબંધ $(i-q, ii-r, iii-p, iv-t, v-s)$ છે.

(A) સાચી જોડી નીચે મુજબ છે:
$(i)$ ડુમા પદ્ધતિ નાઇટ્રોજન વાયુ $(N_2)$ ના અનુમાન માટે વપરાય છે.
$(ii)$ જેલ્ડાલ પદ્ધતિમાં સલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_2SO_4)$ માં એમોનિયા $(NH_3)$ નું શોષણ થાય છે.
$(iii)$ કેરિયસ પદ્ધતિ હેલોજનના અનુમાન માટે વપરાય છે,જેમાં $BaCl_2$ અથવા $AgNO_3$ નો ઉપયોગ કરીને અવક્ષેપ મેળવવામાં આવે છે (ખાસ કરીને સલ્ફર માટે,$BaSO_4$ બને છે).
$(iv)$ ફોસ્ફરસનું અનુમાન મેગ્નેશિયાના મિશ્રણનો ઉપયોગ કરીને મેગ્નેશિયમ એમોનિયમ ફોસ્ફેટ તરીકે અવક્ષેપિત કરીને કરવામાં આવે છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $(i-d), (ii-a), (iii-b), (iv-c)$ છે.

(C) સાચી જોડી નીચે મુજબ છે:
$(i)$ મેગ્નેશિયમ પાયરોફોસ્ફેટ એટલે $Mg_2P_2O_7$ (ફોસ્ફરસના અનુમાનમાં વપરાય છે).
$(ii)$ બેરિયમ સલ્ફેટ એટલે $BaSO_4$ (સલ્ફરના અનુમાનમાં વપરાય છે).
$(iii)$ આયોડિન પેન્ટોક્સાઈડ એટલે $I_2O_5$ (ઓક્સિજનના અનુમાનમાં વપરાય છે).
$(iv)$ સિલ્વર હેલાઈડ એટલે $AgX$ (હેલોજનના અનુમાનમાં વપરાય છે).
તેથી,સાચો ક્રમ $(i-c, ii-d, iii-a, iv-b)$ છે.

(A) નાઈટ્રોમીટર એ વાયુઓના સંગ્રહ અને માપન માટે વપરાતું સાધન છે,જેનો ઉપયોગ ખાસ કરીને નાઈટ્રોજનના અંદાજ માટે ડુમા પદ્ધતિમાં થાય છે.
$(i)$ ખરું: $N_2$ વાયુનું કદ નાઈટ્રોમીટરમાં એકત્રિત કરીને માપવામાં આવે છે.
$(ii)$ ખોટું: નાઈટ્રોમીટર $N_2$ નું કદ માપે છે,તેનું વજન નહીં.
$(iii)$ ખોટું: નાઈટ્રોમીટરનો ઉપયોગ $NH_3$ નું વજન માપવા માટે થતો નથી.
$(iv)$ ખોટું: આ સંદર્ભમાં $NH_3$ નું કદ માપવા માટે નાઈટ્રોમીટરનો ઉપયોગ થતો નથી.
તેથી,સાચો ક્રમ: $(i-T, ii-F, iii-F, iv-F)$ છે.

(A) $(i) - \text{સાચું}, (ii) - \text{સાચું}, (iii) - \text{સાચું}, (iv) - \text{ખોટું}$.
સમજૂતી:
$(i)$ કેરિયસ પદ્ધતિમાં,સલ્ફરનું ઓક્સિડેશન $H_2SO_4$ માં થાય છે,જે ત્યારબાદ $BaSO_4$ તરીકે અવક્ષેપિત થાય છે.
$(ii)$ સલ્ફેટ આયનોને $BaSO_4$ તરીકે અવક્ષેપિત કરવા માટે $BaCl_2$ ઉમેરવામાં આવે છે.
$(iii)$ કેરિયસ ટ્યુબનો ઉપયોગ કાર્બનિક સંયોજનોના પાચન માટે થાય છે.
$(iv)$ મેગ્નેશિયમ મિશ્રણનો ઉપયોગ ફોસ્ફરસના અનુમાન માટે થાય છે,સલ્ફર માટે નહીં.

(N/A) $(1)$ સલ્ફરના અનુમાનમાં $BaSO_4$ ના અવક્ષેપ મેળવવા માટે $BaCl_2$ દ્રાવણ ઉમેરવામાં આવે છે.
$(2)$ ફોસ્ફરસના અનુમાનમાં $Mg_2P_2O_7$ અથવા $(NH_4)_3PO_4 \cdot 12MoO_3$ ના અવક્ષેપ ઉત્પન્ન થાય છે.
$(3)$ કાર્બનિક સંયોજનોમાં $9$ તત્વોનું અનુમાન કરવામાં આવે છે: $C, H, O, N, P, S, Cl, Br, I$.
$(4)$ ડુમા પદ્ધતિમાં $N_2$ વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે,જ્યારે જેલ્ડાલ પદ્ધતિમાં $NH_3$ વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે.

(N/A) $(1)$ કજેલડાલ $(Kjeldahl)$ પદ્ધતિમાં $NH_3$ વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે અને તેને $H_2SO_4$ માં શોષવામાં આવે છે.
$(2)$ કજેલડાલ $(Kjeldahl)$ પદ્ધતિમાં વધારાનું $H_2SO_4$ ઉમેરવામાં આવે છે અને ત્યારબાદ બાકી રહેલા $H_2SO_4$ નું ગણતરી કરેલ પ્રમાણિત $NaOH$ દ્રાવણ સાથે ટાઇટ્રેશન કરવામાં આવે છે.

(N/A) $DNA$ અને $RNA$ માં,નાઇટ્રોજન વિષમચક્રીય (heterocyclic) રિંગમાં હાજર હોય છે.
જેલ્ડાલ પદ્ધતિનો ઉપયોગ રિંગમાં,$-NO_2$ ગ્રુપમાં અથવા એઝો ગ્રુપમાં હાજર નાઇટ્રોજનના અંદાજ માટે કરી શકાતો નથી,કારણ કે પાચન (digestion) પ્રક્રિયા દરમિયાન આ સિસ્ટમમાં રહેલા નાઇટ્રોજનનું સંપૂર્ણપણે $(NH_{4})_{2}SO_{4}$ માં રૂપાંતર થઈ શકતું નથી.
તેથી,$DNA$ અને $RNA$ માં રહેલા નાઇટ્રોજનના અંદાજ માટે જેલ્ડાલ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરી શકાતો નથી.

(A) કાર્બનિક સંયોજનમાં બ્રોમિનની ટકાવારી નીચે મુજબ ગણવામાં આવે છે:
$\text{Br ની ટકાવારી} = \frac{\text{Br નું દળ}}{\text{કાર્બનિક સંયોજનનું દળ}} \times 100$
$\text{Br ની ટકાવારી} = \frac{0.08 \ g}{0.172 \ g} \times 100 = 46.51 \%$
હવે,આપણે આપેલા વિકલ્પોમાં બ્રોમિનની ટકાવારીની ગણતરી કરીએ:
$4$-બ્રોમોએનિલીન $(C_6H_6NBr)$ માટે: મોલર દળ = $(6 \times 12) + (6 \times 1) + 14 + 80 = 172 \ g/mol$.
$\text{Br ની ટકાવારી} = \frac{80}{172} \times 100 = 46.51 \%$.
આ ગણતરી કરેલ મૂલ્ય સાથે મેળ ખાતું હોવાથી,સાચું બંધારણ $4-$બ્રોમોએનિલીન છે.

(B) કિલ્ડાહલ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કાર્બનિક સંયોજનોમાં નાઈટ્રોજનના અંદાજ માટે થાય છે. જોકે,તે નાઈટ્રો $(-NO_2)$,એઝો $(-N=N-)$,અથવા ડાયઝો $(-N_2^+)$ સમૂહો ધરાવતા સંયોજનો માટે નિષ્ફળ જાય છે,કારણ કે આ નાઈટ્રોજન પરમાણુઓ કિલ્ડાહલ પદ્ધતિની પરિસ્થિતિઓમાં એમોનિયમ સલ્ફેટમાં રૂપાંતરિત થતા નથી.
$(a)$ એનિલિનમાં એમિનો $(-NH_2)$ સમૂહ હોય છે,જેનું કિલ્ડાહલ પદ્ધતિ દ્વારા માપન થઈ શકે છે.
$(b)$ બેન્ઝાઈલએમાઈનમાં એમિનો $(-NH_2)$ સમૂહ હોય છે,જેનું કિલ્ડાહલ પદ્ધતિ દ્વારા માપન થઈ શકે છે.
$(c)$ ફિનાઈલએસીટાલ્ડિહાઈડમાં નાઈટ્રોજન હોતો નથી.
$(d)$ બેન્ઝીનડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડમાં ડાયઝો $(-N_2^+)$ સમૂહ હોય છે,જેનું કિલ્ડાહલ પદ્ધતિ દ્વારા માપન થતું નથી.

(A) કેરિયસ પદ્ધતિમાં,બ્રોમિનની દળ ટકાવારી નીચે મુજબ ગણવામાં આવે છે:
$Br \text{ ની ટકાવારી} = \frac{Br \text{ નું પરમાણ્વીય દળ}}{AgBr \text{ નું મોલર દળ}} \times \frac{AgBr \text{ નું દળ}}{\text{કાર્બનિક સંયોજનનું દળ}} \times 100$
આપેલ છે:
કાર્બનિક સંયોજનનું દળ = $1.6 \ g$
$AgBr$ નું દળ = $1.88 \ g$
$AgBr$ નું મોલર દળ = $108 + 80 = 188 \ g \ mol^{-1}$
ગણતરી:
$Br \text{ ની ટકાવારી} = \frac{80}{188} \times \frac{1.88}{1.6} \times 100$
$= \frac{80}{188} \times \frac{1.88}{1.6} \times 100 = 50 \%$
તેથી,બ્રોમિનની દળ ટકાવારી $50 \%$ છે.

(B) ડુમાની પદ્ધતિમાં,સૂકા નાઈટ્રોજનનું દબાણ કુલ દબાણમાંથી જલીય તણાવ બાદ કરીને મેળવવામાં આવે છે: $P_{N_2} = 758 \, mm - 14 \, mm = 744 \, mm \, Hg$.
$STP$ પર આદર્શ વાયુ સમીકરણ $(P_1V_1/T_1 = P_2V_2/T_2)$ નો ઉપયોગ કરતા:
$V_{STP} = \frac{744 \times 30 \times 273}{760 \times 287} \approx 27.935 \, mL$.
$STP$ પર $22400 \, mL$ $N_2$ નું વજન $28 \, g$ હોવાથી,મળેલ $N_2$ નું દળ:
$Mass_{N_2} = \frac{28 \times 27.935}{22400} \approx 0.03492 \, g$.
નાઈટ્રોજનની ટકાવારી = $\frac{0.03492}{0.1840} \times 100 \approx 18.98 \%$.
નજીકના પૂર્ણાંકમાં રાઉન્ડ ઓફ કરતા,આપણને $19 \% $ મળે છે.

(B) $Carius$ પદ્ધતિનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે કાર્બનિક સંયોજનોમાં હેલોજન,સલ્ફર અને ફોસ્ફરસના અનુમાન માટે થાય છે.
તેનો ઉપયોગ નાઇટ્રોજનના અનુમાન માટે થતો નથી.
નાઇટ્રોજનનું અનુમાન સામાન્ય રીતે $Dumas$ પદ્ધતિ અથવા $Kjeldahl$ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે.
તેથી,$Carius$ પદ્ધતિનો ઉપયોગ નાઇટ્રોજનના અનુમાન માટે થાય છે તે વિધાન $FALSE$ (ખોટું) છે.

(B) $BaSO_4$ નું આણ્વીય દળ $= 137 + 32 + (4 \times 16) = 233 \, g/mol$.
કારણ કે $233 \, g$ $BaSO_4$ માં $32 \, g$ સલ્ફર હોય છે,
તેથી $1.44 \, g$ $BaSO_4$ માં $\frac{32}{233} \times 1.44 \, g$ સલ્ફર હોય.
સલ્ફરની ટકાવારી = $\frac{\text{સલ્ફરનું દળ}}{\text{કાર્બનિક સંયોજનનું દળ}} \times 100$
સલ્ફરની ટકાવારી = $\frac{32 \times 1.44}{233 \times 0.471} \times 100 = 41.98 \, \%$.
નજીકના પૂર્ણાંકમાં લેતા,આપણને $42 \, \%$ મળે છે.

(C) $AgBr$ નું મોલર દળ $= 108 + 80 = 188 \, g/mol$ છે.
$AgBr$ ના મોલની સંખ્યા $= \frac{0.188 \, g}{188 \, g/mol} = 0.001 \, mol$ છે.
$1 \, mol$ $AgBr$ માં $1 \, mol$ $Br$ હોવાથી,$Br$ ના મોલ $= 0.001 \, mol$ થાય.
$Br$ નું દળ $= 0.001 \, mol \times 80 \, g/mol = 0.08 \, g$ થાય.
$Br$ ની ટકાવારી $= \frac{Br \text{ નું દળ}}{\text{કાર્બનિક સંયોજનનું દળ}} \times 100 = \frac{0.08 \, g}{0.2 \, g} \times 100 = 40 \, \%$.

(C) $N,N$-dimethylaminopentane નું આણ્વીય સૂત્ર $C_7H_{17}N$ છે.
મોલર દળ $(7 \times 12) + (17 \times 1) + 14 = 115 \ g/mol$ છે.
$N,N$-dimethylaminopentane ના મોલ $= \frac{57.5 \ g}{115 \ g/mol} = 0.5 \ mol$.
ડુમા પદ્ધતિમાં દહન પ્રક્રિયા:
$C_7H_{17}N + \frac{45}{2} CuO \rightarrow 7 CO_2 + \frac{17}{2} H_2O + \frac{1}{2} N_2 + \frac{45}{2} Cu$.
તત્વયોગમિતિ મુજબ,$1 \ mol$ $C_7H_{17}N$ માટે $\frac{45}{2} = 22.5 \ mol$ $CuO$ ની જરૂર પડે છે.
તેથી,$0.5 \ mol$ $C_7H_{17}N$ માટે $0.5 \times 22.5 = 11.25 \ mol$ $CuO$ ની જરૂર પડે.
$11.25 \ mol = 1125 \times 10^{-2} \ mol$.
નજીકનો પૂર્ણાંક $1125$ છે.

(B) ડુમાસની પદ્ધતિમાં કાર્બનિક સંયોજન $C_{x}H_{y}N_{z}$ માટેની સામાન્ય દહન પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$C_{x}H_{y}N_{z} + (2x + \frac{y}{2})CuO$ $\rightarrow xCO_{2} + \frac{y}{2}H_{2}O + \frac{z}{2}N_{2} + (2x + \frac{y}{2})Cu$
આપેલ સૂત્ર $C_{2}H_{7}N$ ને $C_{x}H_{y}N_{z}$ સાથે સરખાવતા:
અહીં,$x = 2$,$y = 7$,અને $z = 1$ છે.
આ કિંમતોને સંતુલિત સમીકરણમાં મૂકતા:
$C_{2}H_{7}N + (2(2) + \frac{7}{2})CuO$ $\rightarrow 2CO_{2} + \frac{7}{2}H_{2}O + \frac{1}{2}N_{2} + (2(2) + \frac{7}{2})Cu$
આમ,$y$ નું મૂલ્ય $7$ છે.

(A) કેરિયસ પદ્ધતિમાં,કાર્બનિક સંયોજનને સિલ્વર નાઈટ્રેટ $(AgNO_{3})$ ની હાજરીમાં ધૂમ્રાયમાન નાઈટ્રિક એસિડ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે.
સિલ્વર નાઈટ્રેટ અહીં પ્રક્રિયક તરીકે વપરાય છે જે હેલાઈડ આયનોને સિલ્વર હેલાઈડ તરીકે અવક્ષેપિત કરે છે.
પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$Cl^{-}_{(aq)} \xrightarrow{AgNO_{3}} AgCl \downarrow (\text{સફેદ અવક્ષેપ})$
$Br^{-}_{(aq)} \xrightarrow{AgNO_{3}} AgBr \downarrow (\text{આછા પીળા અવક્ષેપ})$
$I^{-}_{(aq)} \xrightarrow{AgNO_{3}} AgI \downarrow (\text{ઘેરા પીળા અવક્ષેપ})$