Alkane Questions in Gujarati

(N/A) કાર્બોક્સિલિક એસિડના સોડિયમ અથવા પોટેશિયમ ક્ષારના જલીય દ્રાવણનું વિદ્યુતવિભાજન કરવાથી બેકી સંખ્યામાં કાર્બન ધરાવતો આલ્કેન મળે છે.
ઉદાહરણ: સોડિયમ એસિટેટના વિદ્યુતવિભાજનથી ઈથેન મળે છે.
$2 CH_{3}COO^{-}Na^{+} + 2 H_{2}O \xrightarrow{\text{Electrolysis}} CH_{3}-CH_{3} + 2 CO_{2} + H_{2} + 2 NaOH$
પ્રક્રિયા:
$a$. જલીય દ્રાવણમાં ક્ષારનું આયનીકરણ:
$2 CH_{3}COO^{-}Na^{+} \rightleftharpoons 2 CH_{3}COO^{-}_{(aq)} + 2 Na^{+}_{(aq)}$
$b$. એનોડ પર (ઓક્સિડેશન):
$(i)$ $2 CH_{3}COO^{-} \rightarrow 2 CH_{3}COO^{\bullet} + 2 e^{-}$
$(ii)$ $2 CH_{3}COO^{\bullet} \rightarrow 2 \dot{C}H_{3} + 2 CO_{2} \uparrow$
$(iii)$ $\dot{C}H_{3} + \dot{C}H_{3} \rightarrow CH_{3}-CH_{3} \uparrow$ (ઈથેન)
$c$. કેથોડ પર (રિડક્શન):
$Na^{+}$ આયનોને બદલે પાણીનું રિડક્શન થાય છે:
$2 H_{2}O + 2 e^{-} \rightarrow 2 OH^{-} + H_{2} \uparrow$

(N/A) જેમ આલ્કેનનું આણ્વીય દળ વધે છે,તેમ તેના ઉત્કલનબિંદુ અને ગલનબિંદુમાં વધારો થાય છે. આના કારણો નીચે મુજબ છે:
$1$. આલ્કેનમાં $C-C$ અને $C-H$ સહસંયોજક બંધ હોય છે. કાર્બન $(2.5)$ અને હાઇડ્રોજન $(2.1)$ વચ્ચેની વિદ્યુતઋણતામાં ઓછો તફાવત હોવાને કારણે,આલ્કેન મુખ્યત્વે અધ્રુવીય અણુઓ છે.
$2$. પરિણામે,તેમાં નિર્બળ વાન્ડર વાલ્સ આંતરઆણ્વીય આકર્ષણ બળો હાજર હોય છે.
$3$. જેમ આણ્વીય દળ વધે છે,તેમ અણુનું કદ અને સપાટીનું ક્ષેત્રફળ વધે છે. મોટી સપાટીને કારણે અણુઓ વચ્ચે વાન્ડર વાલ્સ આકર્ષણ બળો મજબૂત બને છે.
$4$. આ મજબૂત આંતરઆણ્વીય બળોને તોડવા માટે વધુ ઉર્જાની જરૂર પડે છે,જેના પરિણામે ઉત્કલનબિંદુ અને ગલનબિંદુ ઊંચા જાય છે.

(N/A) આલ્કેન એ અધ્રુવીય અણુઓ છે જે નિર્બળ વાન ડર વાલ્સ બળો દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.
જેમ કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા વધે છે તેમ અણુનું કદ અને સપાટીનું ક્ષેત્રફળ વધવાથી વાન ડર વાલ્સ બળોની શક્તિ વધે છે.
નીચલા આલ્કેન ($C_{1}$ થી $C_{4}$) માટે,આણ્વીય દળ ઓછું હોય છે અને ઓરડાના તાપમાને $(298 \ K)$ અણુઓને પ્રવાહી કે ઘન અવસ્થામાં જકડી રાખવા માટે વાન ડર વાલ્સ બળો ખૂબ જ નિર્બળ હોય છે,તેથી તેઓ વાયુ સ્વરૂપે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
જેમ કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા વધે છે ($C_{5}$ થી $C_{17}$),તેમ આણ્વીય દળ અને સપાટીનું ક્ષેત્રફળ વધે છે,જેના પરિણામે વાન ડર વાલ્સ બળો મજબૂત બને છે,જે અણુઓને ઓરડાના તાપમાને પ્રવાહી અવસ્થામાં જકડી રાખવા માટે પૂરતા છે.

(N/A) $(i)$ આલ્કેનમાં નિર્બળ વાન્ડર વાલ્સ આકર્ષણ બળો હોય છે,તેથી સામાન્ય તાપમાને $C_{4}$ સુધીના આલ્કેન વાયુ સ્વરૂપે અને $C_{5}$ થી $C_{13}$ સુધીના આલ્કેન પ્રવાહી સ્વરૂપે હોય છે.
$(ii)$ જેમ આલ્કેનનું આણ્વીય દળ વધે છે,તેમ વાન્ડર વાલ્સ બળ વધે છે. આથી ઉત્કલન બિંદુ અને ગલન બિંદુમાં વધારો થાય છે.
$(iii)$ આલ્કેનના સમઘટકોમાં શાખાઓ વધવાથી અણુઓ ગોળાકાર આકાર ધારણ કરે છે,જેના કારણે સપાટીનું ક્ષેત્રફળ ઘટતા વાન્ડર વાલ્સ બળો ઘટે છે અને પરિણામે ઉત્કલન બિંદુ ઘટે છે.
$(iv)$ આલ્કેનના સમઘટકોમાં શાખાઓ વધવાથી અણુઓ ગોળાકાર આકાર ધારણ કરે છે,જેના કારણે સ્ફટિક લેટીસમાં વધુ સારી રીતે ગોઠવણી થાય છે અને ગલન બિંદુમાં વધારો થાય છે.

(N/A) $(i)$ આલ્કેન રંગહીન અને ગંધહીન હોય છે.
$(ii)$ આલ્કેન પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે પરંતુ અધ્રુવીય કાર્બનિક દ્રાવકોમાં દ્રાવ્ય છે.
$(iii)$ આણ્વીય દળમાં વધારો થવાથી વાન્ડર વાલ્સ બળોમાં વધારો થવાને કારણે આલ્કેનનું ઉત્કલનબિંદુ વધે છે.
$(iv)$ સમઘટકીય આલ્કેન માટે,શાખાઓ વધવાથી ઉત્કલનબિંદુ ઘટે છે કારણ કે સપાટીનું ક્ષેત્રફળ ઘટે છે,જેનાથી આંતરઆણ્વીય બળો નબળા પડે છે.
$(v)$ ગલનબિંદુ કોઈ નિયમિત વલણ દર્શાવતા નથી; જોકે,બેકી સંખ્યામાં કાર્બન ધરાવતા આલ્કેનનું ગલનબિંદુ એકી સંખ્યામાં કાર્બન ધરાવતા આલ્કેન કરતા સામાન્ય રીતે વધારે હોય છે,કારણ કે સ્ફટિક લેટીસમાં તેમની ગોઠવણી વધુ સારી હોય છે.

(N/A) પેન્ટેન $(C_5H_{12})$ ના સમઘટકોમાં જેમ શાખાઓની સંખ્યા વધે છે,તેમ ઉત્કલનબિંદુ ઘટે છે.
સમજૂતી:
$1$. શાખાઓની સંખ્યા વધવાથી અણુ ગોળાકાર આકાર ધારણ કરે છે.
$2$. ગોળાકાર આકારને લીધે અણુઓ વચ્ચેનો સંપર્ક વિસ્તાર ઘટે છે.
$3$. સંપર્ક વિસ્તાર ઘટવાને કારણે અણુઓ વચ્ચેના આંતરઆણ્વીય વાન્ડર વાલ્સ આકર્ષણ બળો નબળા પડે છે.
$4$. પરિણામે,આ બળોને તોડવા માટે ઓછી ઉર્જાની જરૂર પડે છે,જેથી ઉત્કલનબિંદુમાં ઘટાડો થાય છે.

મિથેનનું ક્લોરિનેશન એ મુક્ત મુલક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે જે અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશ $(hv)$ ની હાજરીમાં અથવા ઊંચા તાપમાને $(573-773 \ K)$ થાય છે. મિથેનના હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ ક્રમશઃ ક્લોરિન પરમાણુઓ દ્વારા બદલાય છે.
$(i) \ CH_4 + Cl_2 \xrightarrow{hv \text{ or } 573-773 \ K} CH_3Cl + HCl$
$(ii) \ CH_3Cl + Cl_2 \xrightarrow{hv} CH_2Cl_2 + HCl$
$(iii) \ CH_2Cl_2 + Cl_2 \xrightarrow{hv} CHCl_3 + HCl$
$(iv) \ CHCl_3 + Cl_2 \xrightarrow{hv} CCl_4 + HCl$
સમગ્ર પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $CH_4$ $\xrightarrow{Cl_2, hv, -HCl} CH_3Cl$ $\xrightarrow{Cl_2, hv, -HCl} CH_2Cl_2$ $\xrightarrow{Cl_2, hv, -HCl} CHCl_3$ $\xrightarrow{Cl_2, hv, -HCl} CCl_4$.

(N/A) આલ્કેનમાં,એક અથવા વધુ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓને હેલોજન,નાઇટ્રો ગ્રુપ અથવા સલ્ફોનિક એસિડ ગ્રુપ દ્વારા વિસ્થાપિત કરી શકાય છે. આ પ્રક્રિયાઓને વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ કહેવામાં આવે છે.
$(a)$ નાઇટ્રેશન: આલ્કેનનો હાઇડ્રોજન પરમાણુ $-NO_{2}$ ગ્રુપ દ્વારા વિસ્થાપિત થાય છે.
$(b)$ સલ્ફોનેશન: આલ્કેનનો હાઇડ્રોજન પરમાણુ $-SO_{3}H$ ગ્રુપ દ્વારા વિસ્થાપિત થાય છે.
$(c)$ હેલોજનેશન: આલ્કેનનો હાઇડ્રોજન પરમાણુ હેલોજન ($F$,$Cl$,$Br$,$I$) દ્વારા બદલાય છે. હેલોજનની પ્રતિક્રિયાશીલતાનો ક્રમ: $F_{2} > Cl_{2} > Br_{2} > I_{2}$ છે.
$(d)$ ફ્લોરિનેશન: આ પ્રક્રિયા ખૂબ જ હિંસક છે અને તેને નિયંત્રિત કરવી મુશ્કેલ છે. ઉદાહરણ: $CH_{4} + F_{2} \xrightarrow{N_{2} \text{ or } Ar} CH_{3}F + HF$.
$(e)$ આયોડિનેશન: આ પ્રક્રિયા ખૂબ જ ધીમી અને પ્રતિવર્તી છે. તે $HIO_{3}$ અથવા $HNO_{3}$ જેવા ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટોની હાજરીમાં પૂર્ણ કરી શકાય છે.
$CH_{4} + I_{2} \rightleftharpoons CH_{3}I + HI$
$HIO_{3} + 5HI \rightarrow 3I_{2} + 3H_{2}O$
$(f)$ ક્લોરિનેશન અને બ્રોમિનેશન: આ નિયંત્રિત પ્રક્રિયાઓ છે. જો ક્લોરિન પૂરતા પ્રમાણમાં હોય,તો બધા હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ $-Cl$ પરમાણુઓ દ્વારા વિસ્થાપિત થાય છે.
$CH_{4}$ $\xrightarrow{h\nu, Cl_{2}, -HCl} CH_{3}Cl$ $\xrightarrow{h\nu, Cl_{2}, -HCl} CH_{2}Cl_{2}$ $\xrightarrow{h\nu, Cl_{2}, -HCl} CHCl_{3}$ $\xrightarrow{h\nu, Cl_{2}, -HCl} CCl_{4}$
ઉદાહરણ: $CH_{3}-CH_{3} + Cl_{2} \xrightarrow{h\nu} CH_{3}-CH_{2}Cl + HCl$ (ઇથેન $\rightarrow$ ક્લોરોઇથેન).
આ પ્રક્રિયાઓ $573 \ K$ થી $773 \ K$ તાપમાને અથવા પ્રસરેલા સૂર્યપ્રકાશ અથવા $UV$ પ્રકાશની હાજરીમાં થાય છે.

(N/A) મિથેનનું ક્લોરિનેશન મુક્ત મુલક શૃંખલા પ્રક્રિયા (free radical chain mechanism) દ્વારા થાય છે,જેમાં ત્રણ મુખ્ય તબક્કાઓ હોય છે: પ્રારંભ (initiation),પ્રસરણ (propagation) અને સમાપ્તિ (termination).
$1$. પ્રારંભ: પ્રક્રિયા પ્રકાશ $(hv)$ અથવા ગરમીની હાજરીમાં $Cl-Cl$ બંધના હોમોલિટીક વિભાજનથી શરૂ થાય છે,જેનાથી ક્લોરિન મુક્ત મુલકો બને છે:
$Cl-Cl \xrightarrow{hv} 2\dot{C}l$
$2$. પ્રસરણ: ક્લોરિન મુક્ત મુલક મિથેનમાંથી હાઇડ્રોજન પરમાણુનું નિષ્કર્ષણ કરીને મિથાઈલ મુક્ત મુલક $(dot{C}H_3)$ બનાવે છે:
$CH_4 + \dot{C}l \rightarrow \dot{C}H_3 + HCl$
ત્યારબાદ મિથાઈલ મુક્ત મુલક બીજા $Cl_2$ અણુ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્લોરોમિથેન $(CH_3Cl)$ બનાવે છે અને ક્લોરિન મુક્ત મુલકને પુનઃસ્થાપિત કરે છે:
$\dot{C}H_3 + Cl-Cl \rightarrow CH_3Cl + \dot{C}l$
$3$. સમાપ્તિ: જ્યારે બે મુક્ત મુલકો એકબીજા સાથે જોડાય છે ત્યારે પ્રક્રિયા શૃંખલા સમાપ્ત થાય છે. ઈથેન $(CH_3-CH_3)$ નું નિર્માણ ત્યારે થાય છે જ્યારે બે મિથાઈલ મુક્ત મુલકો એકબીજા સાથે અથડાય છે અને જોડાય છે:
$\dot{C}H_3 + \dot{C}H_3 \rightarrow CH_3-CH_3$

(N/A) આ ક્રિયાવિધિમાં મુક્ત મૂલક વિસ્થાપન તરીકે ઓળખાતી શૃંખલા પ્રક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે.
$1)$. શૃંખલા પ્રારંભ (Chain initiation): પ્રક્રિયા $UV$ પ્રકાશ દ્વારા શરૂ થાય છે,જે ક્લોરિન અણુને બે ક્લોરિન મુક્ત મૂલકોમાં તોડે છે: $Cl_2 \xrightarrow{h\nu} 2Cl \cdot$
$2)$. શૃંખલા સંચરણ (Chain propagation): આ તબક્કાઓ પ્રક્રિયાને ચાલુ રાખે છે.
તબક્કો $A$: $CH_4 + Cl \cdot \rightarrow \cdot CH_3 + HCl$
તબક્કો $B$: $\cdot CH_3 + Cl_2 \rightarrow CH_3Cl + Cl \cdot$
$3)$. શૃંખલા સમાપ્તિ (Chain termination): આ પ્રક્રિયાઓ સિસ્ટમમાંથી મુક્ત મૂલકોને દૂર કરે છે.
$2Cl \cdot \rightarrow Cl_2$
$\cdot CH_3 + Cl \cdot \rightarrow CH_3Cl$
$\cdot CH_3 + \cdot CH_3 \rightarrow CH_3-CH_3$

(N/A) $1$. વિસ્થાપન પ્રતિક્રિયાઓ: આલ્કેન મુક્ત મુલક વિસ્થાપન પ્રતિક્રિયાઓ આપે છે,જેમ કે હેલોજનેશન (ફ્લોરિનેશન,ક્લોરિનેશન,બ્રોમિનેશન અને આયોડિનેશન).
$2$. દહન: આલ્કેન ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને $CO_2$,$H_2O$ અને ઉષ્મા ઉત્પન્ન કરે છે.
$3$. નિયંત્રિત ઓક્સિડેશન: ચોક્કસ ઉદ્દીપકોનો ઉપયોગ કરીને આલ્કેનનું આલ્કોહોલ,આલ્ડિહાઈડ અથવા કાર્બોક્સિલિક એસિડમાં ઓક્સિડેશન કરી શકાય છે.
$4$. આઈસોમરાઈઝેશન: $AlCl_3$ અને $HCl$ ની હાજરીમાં $n$-આલ્કેનનું શાખિત શૃંખલાવાળા આઈસોમર્સમાં રૂપાંતર થાય છે.
$5$. એરોમેટાઈઝેશન: $6$ કે તેથી વધુ કાર્બન ધરાવતા આલ્કેનનું $V_2O_5$ અથવા $Cr_2O_3$ જેવા ઉદ્દીપકોની હાજરીમાં ઊંચા તાપમાન અને દબાણે બેન્ઝીન અને તેના સમધર્મીઓમાં રૂપાંતર થાય છે.
$6$. વરાળ સાથેની પ્રક્રિયા: આલ્કેન નિકલ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં વરાળ સાથે પ્રક્રિયા કરીને કાર્બન મોનોક્સાઈડ અને હાઈડ્રોજન બનાવે છે (સ્ટીમ રિફોર્મિંગ).
$7$. પાયરોલિસિસ (ક્રૅકિંગ): હવાના અભાવમાં ગરમ કરીને આલ્કેનનું નાના હાઈડ્રોકાર્બનમાં વિઘટન.

(N/A) આલ્કેનનું સંપૂર્ણ દહન: આલ્કેનને હવા અથવા ડાયોક્સિજનની હાજરીમાં ગરમ કરવાથી તેનું સંપૂર્ણ ઓક્સિડેશન થઈને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને પાણી મળે છે,જેમાં પુષ્કળ પ્રમાણમાં ઉષ્મા મુક્ત થાય છે.
આલ્કેનના દહન માટેની સામાન્ય પ્રક્રિયા:
$C_{n}H_{2n+2} + (\frac{3n+1}{2}) O_{2} \rightarrow n CO_{2} + (n+1) H_{2}O + \text{Heat}$
ઉદાહરણો:
$(i)$ મિથેન: $CH_{4(g)} + 2 O_{2(g)} \rightarrow CO_{2(g)} + 2 H_{2}O_{(l)}$ ; $\Delta_{c} H^{\ominus} = -890 \ kJ \ mol^{-1}$
$(ii)$ બ્યુટેન: $C_{4}H_{10(g)} + \frac{13}{2} O_{2(g)} \rightarrow 4 CO_{2(g)} + 5 H_{2}O_{(l)}$ ; $\Delta_{c} H^{\ominus} = -2875.84 \ kJ \ mol^{-1}$
પુષ્કળ પ્રમાણમાં ઉષ્મા મુક્ત થવાને કારણે,આલ્કેનનો ઉપયોગ ઘરોમાં,વાહનોમાં અને ઉદ્યોગોમાં બળતણ તરીકે થાય છે.
$(b)$ આલ્કેનનું અપૂર્ણ દહન: અપૂરતી હવા અથવા ડાયોક્સિજન સાથે આલ્કેનના અપૂર્ણ દહન દરમિયાન 'કાર્બન બ્લેક' બને છે.

સંપૂર્ણ દહન વધારાના ઓક્સિજનની હાજરીમાં થાય છે,જે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને પાણી ઉત્પન્ન કરે છે.
હેપ્ટેન $(C_{7}H_{16})$ માટે:
$C_{7}H_{16(l)} + 11 O_{2(g)} \rightarrow 7 CO_{2(g)} + 8 H_{2}O_{(l)}$
નોનેન $(C_{9}H_{20})$ માટે:
$C_{9}H_{20(l)} + 14 O_{2(g)} \rightarrow 9 CO_{2(g)} + 10 H_{2}O_{(l)}$
અપૂર્ણ દહન મર્યાદિત ઓક્સિજનની હાજરીમાં થાય છે,જે કાર્બન બ્લેક $(C)$ અને પાણી ઉત્પન્ન કરે છે.
હેપ્ટેન $(C_{7}H_{16})$ માટે:
$C_{7}H_{16(l)} + 4 O_{2(g)} \rightarrow 7 C_{(s)} + 8 H_{2}O_{(l)}$
નોનેન $(C_{9}H_{20})$ માટે:
$C_{9}H_{20(l)} + 5 O_{2(g)} \rightarrow 9 C_{(s)} + 10 H_{2}O_{(l)}$

(N/A) $n$-આલ્કેનને નિર્જળ એલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઈડ $(AlCl_3)$ અને હાઈડ્રોજન ક્લોરાઈડ $(HCl)$ વાયુની હાજરીમાં ગરમ કરતા,તે આઈસોમેરાઈઝેશન પામીને શાખિત શૃંખલાવાળા આલ્કેન બનાવે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,$n$-હેક્ઝેનનું આઈસોમેરાઈઝેશન થઈને $2$-મિથાઈલપેન્ટેન અને $3$-મિથાઈલપેન્ટેનનું મિશ્રણ મળે છે,જે નીચે મુજબ છે:
$CH_3(CH_2)_4CH_3 \xrightarrow[HCl_{(g)}]{Anhy. AlCl_3} CH_3CH_2CH(CH_3)CH_2CH_3 + CH_3CH(CH_3)CH_2CH_2CH_3$
($n$-હેક્ઝેન) $\rightarrow$ ($3$-મિથાઈલપેન્ટેન) + ($2$-મિથાઈલપેન્ટેન)

(N/A) $6$ કે તેથી વધુ કાર્બન પરમાણુ ધરાવતા $n$-આલ્કેનને $Al_2O_3$ પર આધારિત વેનેડિયમ $(V_2O_5)$,મોલિબ્ડેનમ $(Mo_2O_3)$ અથવા ક્રોમિયમ $(Cr_2O_3)$ ના ઓક્સાઈડની હાજરીમાં $773 \ K$ તાપમાને અને $10-20 \ \text{atm}$ દબાણે ગરમ કરતા તેનું ડિહાઈડ્રોજનેશન અને ચક્રીયકરણ થઈને બેન્ઝીન અને તેના સમાનધર્મીઓ બને છે. આ પ્રક્રિયાને એરોમેટાઈઝેશન અથવા રિફોર્મિંગ કહેવામાં આવે છે.
ઉદાહરણ-$1$: $n$-હેક્ઝેન $\xrightarrow[10-20 \ \text{atm}]{773 \ K, \ Cr_2O_3/V_2O_5/Mo_2O_3}$ બેન્ઝીન
ઉદાહરણ-$2$: $n$-હેપ્ટેન $\xrightarrow[10-20 \ \text{atm}]{773 \ K, \ Cr_2O_3/V_2O_5/Mo_2O_3}$ ટોલ્યુઈન

(A) $523 \ K$ તાપમાન અને $100 \ atm$ દબાણે કોપર ઉદ્દીપકની હાજરીમાં મિથેનનું નિયંત્રિત ઓક્સિડેશન કરવાથી મિથેનોલ $(CH_3OH)$ મળે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2 CH_4 + O_2 \xrightarrow{Cu, 523 \ K, 100 \ atm} 2 CH_3OH$

વ્યાખ્યા: ઉચ્ચ આલ્કેનને ઊંચા તાપમાને ગરમ કરવાથી તેનું વિઘટન થઈને નીચા આલ્કેન,આલ્કીન વગેરે મળે છે. ગરમીની મદદથી થતી આવી વિઘટન પ્રક્રિયાને પાયરોલિસિસ અથવા ક્રેકિંગ કહેવામાં આવે છે.
સામાન્ય પ્રક્રિયા:
$Higher \ alkane \xrightarrow[Pyrolysis]{Temperature} Lower \ alkane + Alkene \ mixture$
ઉદાહરણ: હેક્ઝેન $(C_6H_{14})$ નું $773 \ K$ તાપમાને પાયરોલિસિસ:
$C_6H_{14} \xrightarrow{773 \ K} C_6H_{12} + H_2$ $(i)$
$C_6H_{14} \xrightarrow{773 \ K} C_4H_8 + C_2H_6$ $(ii)$
$C_6H_{14} \xrightarrow{773 \ K} C_3H_6 + C_2H_4 + CH_4$ $(iii)$
ક્રિયાવિધિ: આલ્કેનનું પાયરોલિસિસ મુક્ત મૂલક પ્રક્રિયા હોવાનું માનવામાં આવે છે. કેરોસીન અથવા પેટ્રોલમાંથી ઓઈલ ગેસ કે પેટ્રોલ ગેસ બનાવવાની પ્રક્રિયા પાયરોલિસિસના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે. ઉદાહરણ તરીકે,ડોડેકેન $(C_{12}H_{26})$,જે કેરોસીનનો એક ઘટક છે,તેને પ્લેટિનમ,પેલેડિયમ અથવા નિકલની હાજરીમાં $973 \ K$ તાપમાને ગરમ કરતા હેપ્ટેન અને પેન્ટેનનું મિશ્રણ મળે છે.
$C_{12}H_{26} \xrightarrow[973 \ K]{Pd, Pt, Ni} C_7H_{16} + C_5H_{10} + \text{Other products}$

(N/A) મિથેનની ક્લોરિન સાથેની પ્રક્રિયા અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશ $(hv)$ ની હાજરીમાં અથવા ઊંચા તાપમાને $(573-773 \ K)$ મુક્ત મુલક ક્રિયાવિધિ દ્વારા થાય છે,જે હાઇડ્રોજન પરમાણુઓના ક્લોરિન પરમાણુઓ દ્વારા ક્રમિક સ્થાનાંતરણ તરફ દોરી જાય છે:
$CH_4$ $\xrightarrow{hv, Cl_2, -HCl} CH_3Cl$ $\xrightarrow{hv, Cl_2, -HCl} CH_2Cl_2$ $\xrightarrow{hv, Cl_2, -HCl} CHCl_3$ $\xrightarrow{hv, Cl_2, -HCl} CCl_4$

(N/A) મિથેનની આયોડિન સાથેની પ્રતિક્રિયા પ્રતિવર્તી છે:
$CH_4 + I_2 \rightleftharpoons CH_3I + HI$
આ પ્રતિક્રિયાને આગળની દિશામાં લઈ જવા માટે,$HI$ ને દૂર કરવા માટે $HIO_3$ જેવા ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટનો ઉપયોગ થાય છે:
$5HI + HIO_3 \rightarrow 3I_2 + 3H_2O$
ઈથેનનું નિયંત્રિત ક્લોરિનેશન એ મુક્ત મુલક વિસ્થાપન પ્રતિક્રિયા છે:
$CH_3-CH_3 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} CH_3-CH_2Cl + HCl$

(N/A) આલ્કેનનું સંપૂર્ણ દહન (ઓક્સિડેશન) કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને પાણી ઉત્પન્ન કરે છે.
$1$. મિથેન $(CH_4)$ માટે:
$CH_{4(g)} + 2O_{2(g)} \rightarrow CO_{2(g)} + 2H_2O_{(l)}$
$\Delta_{c}H^{\ominus} = -890 \ kJ \ mol^{-1}$
$2$. બ્યુટેન $(C_4H_{10})$ માટે:
$C_4H_{10(g)} + \frac{13}{2}O_{2(g)} \rightarrow 4CO_{2(g)} + 5H_2O_{(l)}$
$\Delta_{c}H^{\ominus} = -2875.84 \ kJ \ mol^{-1}$

(N/A) $1$. આલ્કેનનું સંપૂર્ણ ઓક્સિડેશન:
$C_{n}H_{2n+2} + (\frac{3n+1}{2})O_{2} \rightarrow nCO_{2} + (n+1)H_{2}O$
$2$. મિથેનનું અપૂર્ણ દહન:
$CH_{4(g)} + O_{2(g)} \xrightarrow{\text{Incomplete combustion}} C_{(s)} + 2H_{2}O_{(l)}$
મિથેનના અપૂર્ણ દહનમાં કાર્બન બ્લેક (કાજળ) ઉત્પન્ન થાય છે.

$1$. આઇસોમેરાઇઝેશન (Isomerization): $n-\text{hexane}$ ને નિર્જળ $AlCl_3$ અને $HCl_{(g)}$ સાથે $573 \ K$ તાપમાને ગરમ કરતા તેનું આઇસોમેરાઇઝેશન થઈને $2-\text{methylpentane}$ અને $3-\text{methylpentane}$ નું મિશ્રણ મળે છે.
$CH_3(CH_2)_4CH_3$ $\xrightarrow[anhydrous \ AlCl_3, HCl_{(g)}]{573 \ K} CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_2-CH_3 + CH_3-CH_2-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$
$2$. એરોમેટાઇઝેશન (Aromatization): $n-\text{hexane}$ ને $Al_2O_3$ પર આધારિત $V_2O_5$,$Cr_2O_3$ અથવા $Mo_2O_3$ ની હાજરીમાં $10-20 \ atm$ દબાણે $773 \ K$ તાપમાને ગરમ કરતા તેનું ડિહાઇડ્રોજનેશન અને ચક્રીયકરણ થઈને બેન્ઝીન મળે છે.
$CH_3(CH_2)_4CH_3 \xrightarrow[773 \ K, 10-20 \ atm]{Cr_2O_3/V_2O_5/Mo_2O_3} C_6H_6 (\text{Benzene}) + 4H_2$

(N/A) $(i)$ $n$-હેપ્ટેન $773 \ K$ તાપમાને અને $10-20 \ atm$ દબાણે $Cr_2O_3$,$V_2O_5$ અથવા $Mo_2O_3$ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં એરોમેટાઈઝેશન પ્રક્રિયા દ્વારા ટોલ્યુઈન $(C_6H_5CH_3)$ બનાવે છે:
$C_7H_{16} \xrightarrow[773 \ K, 10-20 \ atm]{Cr_2O_3/V_2O_5/Mo_2O_3} C_6H_5CH_3 + 4H_2$
(ii) મિથેન $523 \ K$ તાપમાને અને $100 \ atm$ દબાણે કોપર ઉદ્દીપકની હાજરીમાં નિયંત્રિત ઓક્સિડેશન દ્વારા મિથેનોલ બનાવે છે:
$2CH_4 + O_2 \xrightarrow[523 \ K, 100 \ atm]{Cu} 2CH_3OH$

(A) ચોક્કસ ઉદ્દીપકોની હાજરીમાં આલ્કેનનું નિયંત્રિત ઓક્સિડેશન અલગ-અલગ નીપજો આપે છે.
$1. CH_4 + O_2 \xrightarrow{Mn_2O_3, \Delta} HCHO + H_2O$ (ફોર્માલ્ડિહાઈડ બને છે).
$2. 2CH_3CH_3 + 3O_2 \xrightarrow{(CH_3COO)_2Mn, \Delta} 2CH_3COOH + 2H_2O$ (એસિટિક એસિડ બને છે).

(N/A) ઉષ્મીય ભંજન એ ઊંચા તાપમાને ઉચ્ચ આલ્કેનનું નાના આલ્કેન,આલ્કીન અને હાઇડ્રોજનમાં થતું ઉષ્મીય વિઘટન છે.
$773 \ K$ તાપમાને $n$-હેક્ઝેન $(C_6H_{14})$ માટે:
$(i)$ $C_6H_{14} \xrightarrow{773 \ K} C_6H_{12} + H_2$
(ii) $C_6H_{14} \xrightarrow{773 \ K} C_4H_8 + C_2H_6$
(iii) $C_6H_{14} \xrightarrow{773 \ K} C_3H_6 + C_2H_4 + CH_4$
$Pd, Pt, Ni$ ની હાજરીમાં $973 \ K$ તાપમાને કેરોસીન (ડોડેકેન,$C_{12}H_{26}$ દ્વારા દર્શાવેલ) માટે:
$C_{12}H_{26} \xrightarrow{973 \ K, Pd/Pt/Ni} C_7H_{16} + C_5H_{10} + \text{અન્ય નીપજ}$

(N/A) $(i)$ ડાયહાઈડ્રોજનના ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન માટે મિથેનની વરાળ સાથેની પ્રતિક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$CH_{4(g)} + H_{2}O_{(g)} \xrightarrow[Ni]{1273 \ K} CO_{(g)} + 3H_{2(g)}$
(ii) પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ $(KMnO_4)$ સાથે $2$-મિથાઈલપ્રોપેન $(isobutane)$ નું ઓક્સિડેશન કરવાથી $2$-મિથાઈલપ્રોપેન-$2$-ઓલ ($tert$-બ્યુટાઈલ આલ્કોહોલ) મળે છે:
$(CH_{3})_{3}CH \xrightarrow{[O]} (CH_{3})_{3}COH$

(N/A) હેક્ઝેન પૂરી પાડવામાં આવેલ પરિસ્થિતિઓના આધારે વિવિધ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ આપે છે:
$(a)$ એરોમેટિકીકરણ: $n$-હેક્ઝેન,જ્યારે $Cr_2O_3/V_2O_5/Mo_2O_3$ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં $773 \ K$ તાપમાને અને $10-20 \ atm$ દબાણે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે ચક્રીયકરણ અને હાઇડ્રોજન દૂર થવાની પ્રક્રિયા દ્વારા બેન્ઝીન બનાવે છે.
$(b)$ ઉષ્મીય ભંજન (પાયરોલિસિસ): જ્યારે $C_6H_{14}$ ને $773 \ K$ તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે નાના હાઇડ્રોકાર્બન અને હાઇડ્રોજન વાયુના મિશ્રણમાં વિઘટિત થાય છે,જેમ કે:
$(i)$ $C_6H_{14} \rightarrow C_6H_{12} + H_2$
(ii) $C_6H_{14} \rightarrow C_4H_8 + C_2H_6$
(iii) $C_6H_{14} \rightarrow C_3H_6 + C_2H_4 + CH_4$
$(c)$ સમઘટકીકરણ: $n$-હેક્ઝેન,જ્યારે નિર્જળ $AlCl_3$ અને $HCl$ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે સમઘટકીકરણ પામીને $2$-મિથાઈલપેન્ટેન અને $3$-મિથાઈલપેન્ટેન જેવા શાખિત આલ્કેન બનાવે છે.

(N/A) મિથેન $(CH_4)$ માંથી નીપજો મેળવવા માટેની રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$(i)$ $CH_4 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} CH_3Cl + HCl$ (મિથાઇલ ક્લોરાઇડ)
$(ii)$ $CH_4 + O_2(g) \xrightarrow{\text{અપૂર્ણ દહન}} C(s) + 2H_2O$ (કાર્બન બ્લેક)
$(iii)$ $CH_4 + 2O_2(g) \xrightarrow{\text{સંપૂર્ણ દહન}} CO_2(g) + 2H_2O(l)$ (કાર્બન ડાયોક્સાઇડ)
$(iv)$ $2CH_4 + O_2 \xrightarrow{Cu, 523 K, 100 \ atm} 2CH_3OH$ (મિથેનોલ)
$(v)$ $CH_4 + O_2 \xrightarrow{Mo_2O_3, \Delta} HCHO + H_2O$ (મિથેનાલ)
$(vi)$ & $(vii)$ $CH_4 + H_2O(g) \xrightarrow{Ni, \Delta} CO + 3H_2$ (કાર્બન મોનોક્સાઇડ અને ડાયહાઇડ્રોજન)
$(viii)$ $CH_4 + I_2 \xrightarrow{HIO_3} CH_3I + HI$ (મિથાઇલ આયોડાઇડ)
$(ix)$ $CH_4 + Br_2 \xrightarrow{h\nu} CH_3Br + HBr$ (મિથાઇલ બ્રોમાઇડ)

(N/A) મિથેન $(CH_4)$ ની રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$1$. હેલોજનેશન: $CH_4 + Cl_2 \xrightarrow{hv} CH_3Cl + HCl$ (મિથાઈલ ક્લોરાઈડ)
$2$. અપૂર્ણ દહન: $2CH_4 + 3O_2 \xrightarrow{} 2C_{(s)} + 4H_2O$ (કાર્બન બ્લેક)
$3$. સંપૂર્ણ દહન: $CH_4 + 2O_2 \xrightarrow{} CO_{2(g)} + 2H_2O_{(l)}$ (કાર્બન ડાયોક્સાઈડ)
$4$. નિયંત્રિત ઓક્સિડેશન: $2CH_4 + O_2 \xrightarrow{Cu, 523 K, 100 atm} 2CH_3OH$ (મિથેનોલ)
$5$. નિયંત્રિત ઓક્સિડેશન: $CH_4 + O_2 \xrightarrow{Mo_2O_3, \Delta} HCHO + H_2O$ (મિથેનાલ)
$6$. વરાળ સાથે પ્રક્રિયા: $CH_4 + H_2O_{(g)} \xrightarrow{Ni, \Delta} CO + 3H_2$ (કાર્બન મોનોક્સાઈડ અને ડાયહાઈડ્રોજન)
$7$. આયોડિનેશન: $CH_4 + I_2 \xrightarrow{HIO_3 + 5HI_3 + 3I_2 + 3H_2O} CH_3I + HI$ (મિથાઈલ આયોડાઈડ)
$8$. બ્રોમિનેશન: $CH_4 + Br_2 \xrightarrow{hv} CH_3Br + HBr$ (મિથાઈલ બ્રોમાઈડ)

(N/A) $(i)$ મિથાઈલ ક્લોરાઈડનું રિડક્શન: $CH_{3}Cl + H_{2} \xrightarrow{Zn, H^{+}} CH_{4} + HCl$
$(ii)$ એસિટિક એસિડનું ડીકાર્બોક્સિલેશન:
$CH_{3}COOH + NaOH \rightarrow CH_{3}COONa + H_{2}O$
$CH_{3}COONa + NaOH \xrightarrow{CaO, \Delta} CH_{4} + Na_{2}CO_{3}$

(N/A) $(i)$ ઈથીનનું હાઈડ્રોજનીકરણ: $CH_{2}=CH_{2} + H_{2} \xrightarrow{Pt/Pd/Ni} CH_{3}-CH_{3}$
$(ii)$ ઈથાઈલ ક્લોરાઈડનું રિડક્શન: $CH_{3}CH_{2}Cl + H_{2} \xrightarrow{Zn, H^{+}} CH_{3}-CH_{3} + HCl$
$(iii)$ વુર્ટઝ પ્રક્રિયા: $2CH_{3}Br + 2Na \xrightarrow{\text{dry ether}} CH_{3}-CH_{3} + 2NaBr$
$(iv)$ સોડિયમ પ્રોપેનોએટનું ડિકાર્બોક્સિલેશન: $CH_{3}CH_{2}COONa + NaOH \xrightarrow{CaO, \Delta} CH_{3}-CH_{3} + Na_{2}CO_{3}$
$(v)$ કોલ્બે વિદ્યુતવિભાજન: $2CH_{3}COONa + 2H_{2}O \xrightarrow{\text{electrolysis}} CH_{3}-CH_{3} + 2CO_{2} + H_{2} + 2NaOH$

(N/A) આપેલા સંયોજનોમાંથી ઈથેન $(CH_3-CH_3)$ બનાવવાની પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$(i)$ ઈથીનમાંથી:
ઈથીનનું $Pt/Pd/Ni$ ની હાજરીમાં ઉદ્દીપકીય હાઈડ્રોજનીકરણ કરવાથી ઈથેન મળે છે.
$CH_2=CH_2 + H_2 \xrightarrow{Pt/Pd/Ni} CH_3-CH_3$
$(ii)$ ઈથાઈલ ક્લોરાઈડમાંથી:
ઈથાઈલ ક્લોરાઈડનું $Zn$ અને $H^+$ સાથે રિડક્શન કરવાથી ઈથેન મળે છે.
$CH_3CH_2Cl + H_2 \xrightarrow{Zn, H^+} CH_3-CH_3 + HCl$

(N/A) $(i)$ બ્રોમોમિથેનમાંથી ઈથેન બનાવવાની પ્રક્રિયા (વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા):
$2CH_3Br + 2Na \xrightarrow{\text{dry ether}} CH_3-CH_3 + 2NaBr$
$(ii)$ પ્રોપેનોઈક એસિડમાંથી ઈથેન બનાવવાની પ્રક્રિયા (ડીકાર્બોક્સિલેશન):
$CH_3CH_2COOH + NaOH \rightarrow CH_3CH_2COONa + H_2O$
$CH_3CH_2COONa + NaOH \xrightarrow{CaO, \Delta} CH_3-CH_3 + Na_2CO_3$

(N/A) $(i)$ એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ માંથી:
$2CH_3COOH + 2NaOH \rightarrow 2CH_3COONa + 2H_2O$
$2CH_3COONa + 2H_2O \xrightarrow{\text{વિદ્યુતવિભાજન}} CH_3-CH_3 + 2CO_2 + H_2 + 2NaOH$ (કોલ્બે વિદ્યુતવિભાજન)
$(ii)$ મિથેન $(CH_4)$ માંથી:
$2CH_4 + 2Cl_2 \xrightarrow{h\nu} 2CH_3Cl + 2HCl$
$2CH_3Cl + 2Na \xrightarrow{\text{સૂકો ઈથર}} CH_3-CH_3 + 2NaCl$ (વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા)
$(iii)$ એસિટેટ આયન $(CH_3COO^{-})$ માંથી:
$2CH_3COO^{-}$ $\xrightarrow{-2e^{-}} 2CH_3COO^{\bullet}$ $\rightarrow 2CH_3^{\bullet} + 2CO_2$
$2CH_3^{\bullet} \rightarrow CH_3-CH_3$ (કોલ્બે વિદ્યુતવિભાજનની ક્રિયાવિધિ)

(N/A) આ પ્રક્રિયા શ્રેણી આલ્કેનની બનાવટ માટેની ડિકાર્બોક્સિલેશન પ્રક્રિયા છે.
પગલું $1$: પ્રોપેનોઈક એસિડ $(CH_3CH_2COOH)$ એ $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ પ્રોપેનોએટ $(CH_3CH_2COONa)$ અને પાણી બનાવે છે.
આમ,$(A) = CH_3CH_2COOH$ (પ્રોપેનોઈક એસિડ) અને $(B) = CH_3CH_2COONa$ (સોડિયમ પ્રોપેનોએટ).
પગલું $2$: સોડિયમ પ્રોપેનોએટનું સોડાલાઈમ $(NaOH + CaO)$ સાથે ગરમ કરવાથી ડિકાર્બોક્સિલેશન થઈને ઈથેન $(CH_3CH_3)$ મળે છે.

(A) પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$CH_3CH_3$ $\xrightarrow{Cl_2, h\nu, -HCl} CH_3CH_2Cl$ $\xrightarrow{Zn, H^+, +H_2, -HCl} CH_3CH_3$
અહીં,$(A)$ ઈથેન $(CH_3CH_3)$ છે અને $(B)$ ક્લોરોઈથેન $(CH_3CH_2Cl)$ છે.

(N/A) $C-C$ એકલ બંધની આસપાસ પરિભ્રમણને કારણે આલ્કેન અસંખ્ય સંરૂપણો ધરાવી શકે છે.
કારણ: આલ્કેનમાં બે કાર્બન પરમાણુઓ વચ્ચે સિગ્મા બંધ હોય છે.
સિગ્મા આણ્વીય કક્ષકનું ઇલેક્ટ્રોન વિતરણ $C-C$ બંધની આંતરકેન્દ્રીય ધરીની આસપાસ સંમિત હોય છે,જે તેની ધરી પર પરિભ્રમણ કરવાથી ખલેલ પહોંચતું નથી.
આ પરિભ્રમણ અવકાશમાં પરમાણુઓની વિવિધ અવકાશી ગોઠવણીમાં પરિણમે છે,જે એકબીજામાં રૂપાંતરિત થઈ શકે છે.

(N/A) $C-C$ સિંગલ બોન્ડની આસપાસ પરિભ્રમણ દ્વારા આલ્કેન અનંત સંખ્યામાં સંરૂપણો (conformations) ધરાવી શકે છે. જો કે,તે યાદ રાખવું જોઈએ કે $C-C$ સિંગલ બોન્ડની આસપાસનું પરિભ્રમણ સંપૂર્ણપણે મુક્ત નથી. નજીકના બંધો વચ્ચેના નબળા અપાકર્ષણ બળોને કારણે $1-20 \ kJ \ mol^{-1}$ ના નાના ઉર્જા અવરોધ દ્વારા તે અવરોધાય છે. આ પ્રકારના અપાકર્ષણ બળને ટોર્શનલ સ્ટ્રેન કહેવામાં આવે છે.

(N/A) $(1)$ $1$-ક્લોરોબ્યુટેનની $Zn, H^{+}$ ની હાજરીમાં $H_2$ સાથેની પ્રક્રિયા રિડક્શન પ્રક્રિયા છે જે $n$-બ્યુટેન આપે છે:
$CH_3CH_2CH_2CH_2Cl + H_2 \xrightarrow{Zn, H^{+}} CH_3CH_2CH_2CH_3 + HCl$
$(2)$ $n$-બ્યુટેનની નિર્જળ $AlCl_3$ અને $HCl$ સાથે ઊંચા તાપમાને પ્રક્રિયા એ સમઘટકીકરણ પ્રક્રિયા છે જે $2$-મિથાઈલપ્રોપેન (આઈસોબ્યુટેન) આપે છે:
$CH_3CH_2CH_2CH_3 \xrightarrow[HCl, \Delta]{Anhy. AlCl_3} CH_3-CH(CH_3)-CH_3$

(N/A) વુર્ટઝ પ્રક્રિયા આલ્કાઈલ હેલાઈડમાંથી હાઈડ્રોકાર્બન બનાવવાની એક રીત છે.
સોડિયમ ધાતુ ખૂબ જ સક્રિય છે અને આલ્કાઈલ હેલાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેકી સંખ્યામાં કાર્બન ધરાવતા હાઈડ્રોકાર્બન બનાવે છે.
$2RX + 2Na \xrightarrow{\text{dry ether}} R-R + 2NaX$
આલ્કાઈલ હેલાઈડ સંયોજનોની શુષ્ક ઈથરની હાજરીમાં સોડિયમ ધાતુ સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઈડ્રોકાર્બન બનાવવાની પ્રક્રિયાને વુર્ટઝ પ્રક્રિયા કહે છે.
ઉદાહરણ:
$2CH_3Br + 2Na \xrightarrow{\text{dry ether}} CH_3-CH_3 + 2NaBr$

(N/A) $72 \ g \ mol^{-1}$ આણ્વીય દળ ધરાવતા હાઇડ્રોકાર્બનનું આણ્વીય સૂત્ર $C_5H_{12}$ છે $(5 \times 12 + 12 \times 1 = 72)$.
$C_5H_{12}$ ના ત્રણ સમઘટકો છે: $n$-પેન્ટેન,આઇસોપેન્ટેન અને નિયોપેન્ટેન.
નિયોપેન્ટેન $(2,2-\text{ડાયમિથાઇલપ્રોપેન})$ માં તમામ $12$ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સમાન છે,તેથી તે ફોટોક્લોરિનેશન પર માત્ર એક જ મોનોક્લોરો વ્યુત્પન્ન આપે છે.
આ મોનોક્લોરો વ્યુત્પન્નનું વધુ ક્લોરિનેશન બે ડાયક્લોરો વ્યુત્પન્ન આપે છે: $1,3-\text{ડાયક્લોરો}-2,2-\text{ડાયમિથાઇલપ્રોપેન}$ અને $1,1-\text{ડાયક્લોરો}-2,2-\text{ડાયમિથાઇલપ્રોપેન}$.
આમ,હાઇડ્રોકાર્બન નિયોપેન્ટેન છે,જેનું બંધારણ: $CH_3-C(CH_3)_2-CH_3$ છે.

(N/A) સોડાલાઈમ દ્વારા ડિકાર્બોક્સિલેશન: જ્યારે કાર્બોક્સિલિક એસિડના સોડિયમ ક્ષારને સોડાલાઈમ ($NaOH$ અને $CaO$ નું $3:1$ પ્રમાણ) સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ગુમાવીને હાઇડ્રોકાર્બન બનાવે છે. આ પ્રક્રિયાને ડિકાર્બોક્સિલેશન કહેવામાં આવે છે.
$\underset{\text{સોડિયમ કાર્બોક્સિલેટ}}{RCOONa}$ $\xrightarrow[\text{સોડાલાઈમ, ગરમી}]{NaOH \text{ અને } CaO} \underset{\text{હાઇડ્રોકાર્બન}}{RH} + Na_{2}CO_{3}$
આ ડિકાર્બોક્સિલેશન પ્રક્રિયામાં $CO_{2}$ દૂર થવાને કારણે,મૂળ એસિડ ક્ષાર કરતા એક કાર્બન પરમાણુ ઓછો થાય છે.
$(b)$ કોલ્બે વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા ડિકાર્બોક્સિલેશન: કાર્બોક્સિલિક એસિડના આલ્કલી ધાતુના ક્ષારોના જલીય દ્રાવણનું વિદ્યુતવિભાજન કરવાથી પણ ડિકાર્બોક્સિલેશન થાય છે અને એસિડના આલ્કાઇલ સમૂહમાં રહેલા કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા કરતા બમણા કાર્બન પરમાણુ ધરાવતા હાઇડ્રોકાર્બન બને છે. આ પ્રક્રિયાને કોલ્બે વિદ્યુતવિભાજન કહેવામાં આવે છે.
$2RCOO^{-}Na^{+} + 2H_{2}O \xrightarrow{\text{વિદ્યુતવિભાજન}} R-R + 2CO_{2} + 2NaOH + H_{2} \uparrow$

(N/A) મિથેન $(CH_4)$ નું ઈથીન $(CH_2=CH_2)$ માં રૂપાંતરણ નીચેના તબક્કાઓ દ્વારા થાય છે:
$Step \ 1: CH_4 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} CH_3Cl + HCl$ (ક્લોરિનેશન)
$Step \ 2: 2CH_3Cl + 2Na \xrightarrow{dry \ ether} CH_3-CH_3 + 2NaCl$ (વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા)
$Step \ 3: CH_3-CH_3 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} CH_3-CH_2Cl + HCl$ (ક્લોરિનેશન)
$Step \ 4: CH_3-CH_2Cl + alc.KOH \rightarrow CH_2=CH_2 + KCl + H_2O$ (ડીહાઇડ્રોહેલોજિનેશન)
આમ,અજ્ઞાત સંયોજન $X$ એ મિથેન $(CH_4)$ છે.

(N/A) આલ્કેન આંતરઆણ્વીય વાન્ડર વાલ્સ બળો અનુભવે છે. આ બળ જેટલું મજબૂત,આલ્કેનનું ઉત્કલનબિંદુ તેટલું વધારે હોય છે.
જેમ શાખાઓ વધે છે,તેમ અણુનું સપાટીનું ક્ષેત્રફળ ઘટે છે,જેના પરિણામે અણુઓ વચ્ચે સંપર્ક વિસ્તાર ઓછો થાય છે.
પરિણામે,વાન્ડર વાલ્સ બળો પણ ઘટે છે,જેને પ્રમાણમાં નીચા તાપમાને દૂર કરી શકાય છે. તેથી,શાખાઓ વધવાની સાથે આલ્કેન શૃંખલાનું ઉત્કલનબિંદુ ઘટે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,પેન્ટેન $(C_5H_{12})$ ના સમઘટકો ધ્યાનમાં લો:
$1$. $n$-પેન્ટેન (સીધી શૃંખલા): સૌથી વધુ સપાટીનું ક્ષેત્રફળ,સૌથી મજબૂત વાન્ડર વાલ્સ બળો,સૌથી વધુ ઉત્કલનબિંદુ $(309.1 \ K)$.
$2$. iso-પેન્ટેન ($2$-મિથાઈલબ્યુટેન): એક શાખા,ઓછું સપાટીનું ક્ષેત્રફળ,ઓછું ઉત્કલનબિંદુ $(301.0 \ K)$.
$3$. neo-પેન્ટેન ($2$,$2$-ડાયમિથાઈલપ્રોપેન): બે શાખાઓ,ગોળાકાર આકાર,સૌથી ઓછું સપાટીનું ક્ષેત્રફળ,સૌથી ઓછું ઉત્કલનબિંદુ $(282.5 \ K)$.
તેથી,ઉત્કલનબિંદુનો ક્રમ આ મુજબ છે: $n$-પેન્ટેન $>$ iso-પેન્ટેન $>$ neo-પેન્ટેન.

$2CH_3-CH_3 + 2Br_2 \xrightarrow{hv} 2CH_3-CH_2Br + 2HBr$
$2CH_3-CH_2Br + 2Na \xrightarrow{\text{dry ether}} CH_3-CH_2-CH_2-CH_3 + 2NaBr$
ઈથેન $\rightarrow$ બ્રોમિનેશન $\rightarrow$ બ્રોમોઈથેન $\rightarrow$ વુર્ટઝ પ્રક્રિયા $\rightarrow$ $n$-બ્યુટેન

(N/A) $methane$ (મિથેન) માંથી $ethane$ (ઈથેન) માં રૂપાંતર બે તબક્કામાં કરી શકાય છે:
$1$. $methane$ (મિથેન) નું બ્રોમિનેશન કરીને $methyl$ $bromide$ (મિથાઈલ બ્રોમાઈડ) બનાવવું:
$CH_4 + Br_2 \xrightarrow{h\nu} CH_3Br + HBr$
$2$. $Wurtz$ (વુર્ટઝ) પ્રક્રિયા:
$2CH_3Br + 2Na \xrightarrow{dry \ ether} CH_3-CH_3 + 2NaBr$

(N/A) આલ્કેનનું ઉત્કલનબિંદુ આણ્વીય દળ વધવાની સાથે વધે છે,કારણ કે વાન ડેર વાલ્સ બળોમાં વધારો થાય છે. સમઘટકો માટે,શાખાઓ વધવાની સાથે ઉત્કલનબિંદુ ઘટે છે કારણ કે સપાટીનું ક્ષેત્રફળ ઘટે છે,જેનાથી આંતરઆણ્વીય બળો નબળા પડે છે.
$(i)$ મિથેન < ઈથેન < પ્રોપેન < બ્યુટેન < પેન્ટેન.
$(ii)$ નિયો-પેન્ટેન < આઈસો-પેન્ટેન < $n$-પેન્ટેન.
$(iii)$ ઈથેન < પ્રોપેન < $2$-મિથાઈલ પ્રોપેન < $n$-બ્યુટેન.
$(iv)$ $2,2$-ડાયમિથાઈલ પ્રોપેન < $2,2$-ડાયમિથાઈલ બ્યુટેન < $2$-મિથાઈલ પેન્ટેન.

(B) $(CH_3)_3CH$ અણુ આઇસોબ્યુટેન છે.
આ અણુમાં,ત્રણ ટર્મિનલ $-CH_3$ સમૂહો છે. આ સમૂહોમાં રહેલા કાર્બન પરમાણુઓ પ્રાથમિક $(1^{\circ})$ કાર્બન છે,તેથી તેમની સાથે જોડાયેલા હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ $1^{\circ}$ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ છે.
મધ્યસ્થ કાર્બન પરમાણુ અન્ય ત્રણ કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે,જે તેને તૃતીયક $(3^{\circ})$ કાર્બન બનાવે છે. તેથી આ મધ્યસ્થ કાર્બન સાથે જોડાયેલ હાઇડ્રોજન પરમાણુ $3^{\circ}$ હાઇડ્રોજન પરમાણુ છે.
આમ,અણુમાં $1^{\circ}$ અને $3^{\circ}$ બંને પ્રકારના હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ હાજર છે.

(N/A) $2$ કાર્બન પરમાણુ ધરાવતું સંતૃપ્ત હાઇડ્રોકાર્બન ઇથેન છે,જેનું આણ્વીય સૂત્ર $C_{2}H_{6}$ છે.
તેનું બંધારણીય સૂત્ર $CH_{3}-CH_{3}$ છે.
ઇથેનમાં,તમામ $6$ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ પ્રાથમિક $(1^{\circ})$ કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલા છે,તેથી તે બધા સમાન પ્રાથમિક $(1^{\circ})$ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ છે.

(A) $(i)$ હાઇડ્રોજનેશનમાં,આલ્કીન અથવા આલ્કાઇનનું આલ્કેનમાં રૂપાંતર થાય છે જેમાં કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા બદલાતી નથી.
$(ii)$ આલ્કાઇલ હેલાઇડ રિડક્શન $(R-X + 2[H] \rightarrow R-H + HX)$ માં,કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા સમાન રહે છે.
$(iii)$ વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયામાં,કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા બમણી થાય છે.
$(iv)$ ડીકાર્બોક્સિલેશન $(R-COONa + NaOH \rightarrow R-H + Na_2CO_3)$ માં,કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા $1$ જેટલી ઘટે છે.
$(v)$ કોલ્બે પ્રક્રિયામાં,નીપજમાં કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા $2n-2$ હોય છે (જ્યાં $n$ એ એસિડ ક્ષારમાં કાર્બનની સંખ્યા છે).
તેથી,$(i)$ અને $(ii)$ માં કાર્બનની સંખ્યા બદલાતી નથી.