Alkane Questions in Gujarati

(B) પગલું $1$: એસેટિક એસિડની ધાતુ સોડિયમ સાથેની પ્રક્રિયા:
$2CH_3COOH + 2Na \rightarrow 2CH_3COONa + H_2 \uparrow$
અહીં,$X$ એ સોડિયમ એસિટેટ $(CH_3COONa)$ છે.
પગલું $2$: સોડાલાઇમ $(NaOH + CaO)$ સાથે સોડિયમ એસિટેટનું ડિકાર્બોક્સિલેશન:
$CH_3COONa + NaOH \xrightarrow{CaO, \Delta} CH_4 + Na_2CO_3$
અહીં,$Y$ એ મિથેન $(CH_4)$ છે.

(A) લોરિલ આલ્કોહોલ એ $1$-ડોડેકેનોલ છે,જેમાં તેની શૃંખલામાં કુલ $12$ કાર્બન પરમાણુઓ હોય છે.
લોરિલ આલ્કોહોલનું રાસાયણિક સૂત્ર $CH_3(CH_2)_{10}CH_2OH$ છે.
આને આપેલા સામાન્ય સૂત્ર $CH_3(CH_2)_nCH_2OH$ સાથે સરખાવતા,આપણને $n=10$ મળે છે.

(A) જ્યારે વનસ્પતિને ઓક્સિજનની ગેરહાજરીમાં સળગાવવામાં આવે છે,ત્યારે પાયરોલિસિસ અથવા અજારક વિઘટન તરીકે ઓળખાતી પ્રક્રિયા થાય છે.
આ પ્રક્રિયા મુખ્ય ઉત્પાદન તરીકે મિથેન $(CH_4)$ ના નિર્માણ તરફ દોરી જાય છે.
$CH_4$ એ સૌથી સરળ આલ્કેન છે અને તેને સામાન્ય રીતે માર્શ ગેસ અથવા કુદરતી ગેસ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(A) $2, 3-$ડાયમિથાઈલહેક્ઝેનનું બંધારણ: $CH_3-CH(CH_3)-CH(CH_3)-CH_2-CH_2-CH_3$.
$1$. તૃતીયક $(3^{\circ})$ કાર્બન પરમાણુઓ: જે કાર્બન અન્ય ત્રણ કાર્બન સાથે જોડાયેલા હોય. અહીં $2$ અને $3$ નંબરના કાર્બન તૃતીયક છે. કુલ $= 2$.
$2$. દ્વિતીયક $(2^{\circ})$ કાર્બન પરમાણુઓ: જે કાર્બન અન્ય બે કાર્બન સાથે જોડાયેલા હોય. અહીં $4$ અને $5$ નંબરના કાર્બન દ્વિતીયક છે. કુલ $= 2$.
$3$. પ્રાથમિક $(1^{\circ})$ કાર્બન પરમાણુઓ: જે કાર્બન માત્ર એક જ કાર્બન સાથે જોડાયેલા હોય. અહીં બે મિથાઈલ સમૂહ અને છેડાના બે કાર્બન પ્રાથમિક છે. કુલ $= 4$.
આમ,તૃતીયક,દ્વિતીયક અને પ્રાથમિક કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા અનુક્રમે $2, 2, 4$ છે.

(B) $C_6H_{14}$ (હેક્ઝેન) ના બંધારણીય સમઘટકો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ $n$-હેક્ઝેન: $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$
$(ii)$ $2$-મિથાઈલપેન્ટેન: $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_2-CH_3$
$(iii)$ $3$-મિથાઈલપેન્ટેન: $CH_3-CH_2-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$
$(iv)$ $2,2$-ડાયમિથાઈલબ્યુટેન: $CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-CH_3$
$(v)$ $2,3$-ડાયમિથાઈલબ્યુટેન: $CH_3-CH(CH_3)-CH(CH_3)-CH_3$
આમ,કુલ $5$ શક્ય બંધારણીય સમઘટકો છે.

(D) ન્યુમેન પ્રક્ષેપણમાં,અણુને $C-C$ બંધની ધરી પરથી જોવામાં આવે છે.
ઈથેન $(CH_3-CH_3)$ માટે,સ્ટેગર્ડ કન્ફોર્મેશન તે છે જેમાં આગળના કાર્બન પરના હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ પાછળના કાર્બન પરના હાઈડ્રોજન પરમાણુઓની વચ્ચે ગોઠવાયેલા હોય છે,જે સ્ટેરિક અપાકર્ષણને ઘટાડે છે.
વિકલ્પ $D$ સ્ટેગર્ડ કન્ફોર્મેશન દર્શાવે છે જ્યાં નજીકના કાર્બનના $C-H$ બંધો વચ્ચેનો ડાયહેડ્રલ ખૂણો $60^{\circ}$ હોય છે.

(D) સાયક્લોઆલ્કેન્સમાં,સાયક્લોહેક્ઝેન માટે દહન ઉષ્મા $(657.9 \ kJ \ mol^{-1})$ સૌથી ઓછી છે,તેથી તે સૌથી વધુ સ્થાયી સાયક્લોઆલ્કેન છે.
સાયક્લોપ્રોપેન અને સાયક્લોબ્યુટેન એન્ગલ સ્ટ્રેન અને ટોર્સનલ સ્ટ્રેનને કારણે ઓછા સ્થાયી છે,તેથી તેઓ વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ છે.
તેથી,$(A)$ અને $(R)$ બંને સાચા છે અને $(R)$ એ $(A)$ ની સાચી સમજૂતી છે.

(C) વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયામાં સોડિયમ ધાતુ અને સૂકા ઈથરની હાજરીમાં આલ્કાઈલ હેલાઈડનું સંયોજન થઈને ઉચ્ચ આલ્કેન બને છે.
જ્યારે $CH_3Br$ અને $C_2H_5Br$ નું મિશ્રણ લેવામાં આવે છે,ત્યારે નીચે મુજબના મુક્ત મુલકો ઉત્પન્ન થાય છે: $CH_3^{\bullet}$ અને $C_2H_5^{\bullet}$.
આ મુલકો તમામ શક્ય રીતે જોડાય છે:
$1$. $CH_3^{\bullet} + CH_3^{\bullet} \rightarrow CH_3-CH_3$ (ઈથેન)
$2$. $C_2H_5^{\bullet} + C_2H_5^{\bullet} \rightarrow C_2H_5-C_2H_5$ ($n$-બ્યુટેન)
$3$. $CH_3^{\bullet} + C_2H_5^{\bullet} \rightarrow CH_3-C_2H_5$ (પ્રોપેન)
આમ,કુલ $3$ અલગ-અલગ આલ્કેન નીપજો બને છે.

(D) ઈથેનની તૈયારી માટેની વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2CH_3I + 2Na \xrightarrow{\text{dry ether}} C_2H_6 + 2NaI$
પ્રક્રિયાના તત્વયોગમિતિ (stoichiometry) મુજબ,$1 \text{ મોલ}$ ઈથેન $(C_2H_6)$ બનાવવા માટે $2 \text{ મોલ}$ મિથાઈલ આયોડાઈડ $(CH_3I)$ ની જરૂર પડે છે.
$CH_3I$ નું મોલર દળ $= 12 + (3 \times 1) + 127 = 142 \text{ g/mol}$.
તેથી,$2 \text{ મોલ}$ $CH_3I$ નું દળ $= 2 \times 142 \text{ g} = 284 \text{ g}$.

(A) આલ્કેનનું ઉત્કલનબિંદુ અણુના સપાટીના ક્ષેત્રફળ પર આધાર રાખે છે.
કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા વધતા ઉત્કલનબિંદુ વધે છે.
આઈસોમર્સ માટે,શાખાઓ વધવાથી ઉત્કલનબિંદુ ઘટે છે કારણ કે શાખાઓ સપાટીનું ક્ષેત્રફળ ઘટાડે છે,જેનાથી વાન ડેર વાલ્સ બળો નબળા પડે છે.
આપેલા સંયોજનો:
$(A)$ $2-$મિથાઈલબ્યુટેન ($C_5H_{12}$,શાખીય)
$(B)$ $2,2-$ડાયમિથાઈલપ્રોપેન ($C_5H_{12}$,વધુ શાખીય)
$(C)$ પેન્ટેન ($C_5H_{12}$,સીધી શૃંખલા)
$(D)$ હેક્ઝેન ($C_6H_{14}$,સીધી શૃંખલા)
$C_5$ આઈસોમર્સ $(A, B, C)$ ની સરખામણી કરતા: ઉત્કલનબિંદુનો ક્રમ $C > A > B$ છે.
હેક્ઝેન $(D)$ માં કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા સૌથી વધુ હોવાથી તેનું ઉત્કલનબિંદુ સૌથી વધુ છે.
તેથી,ઉતરતો ક્રમ $D > C > A > B$ છે.

(D) ચાર પ્રાથમિક કાર્બન અને બે તૃતીયક કાર્બન ધરાવતો $C_6H_{14}$ નો આઇસોમર $2,3$-ડાયમિથાઈલબ્યુટેન $(CH_3-CH(CH_3)-CH(CH_3)-CH_3)$ છે.
વિકલ્પોનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$A$: $2$-મિથાઈલપેન્ટ-$2$-ઈનનું હાઈડ્રોજનેશન $2$-મિથાઈલપેન્ટેન આપે છે,જેમાં પાંચ પ્રાથમિક કાર્બન અને એક તૃતીયક કાર્બન હોય છે.
$B$: $1$-બ્રોમોપ્રોપેન $(CH_3CH_2CH_2Br)$ ની વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા $n$-હેક્ઝેન $(CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2CH_3)$ આપે છે.
$C$: $2$-ક્લોરો-$3$-મિથાઈલપેન્ટેનનું રિડક્શન $3$-મિથાઈલપેન્ટેન આપે છે,જેમાં ત્રણ પ્રાથમિક કાર્બન અને એક તૃતીયક કાર્બન હોય છે.
$D$: $2$-બ્રોમોપ્રોપેન $(CH_3CH(Br)CH_3)$ ની સૂકા ઈથરમાં $Na$ સાથેની વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા બે આઈસોપ્રોપાઈલ જૂથોના જોડાણ દ્વારા $2,3$-ડાયમિથાઈલબ્યુટેન $(CH_3-CH(CH_3)-CH(CH_3)-CH_3)$ બનાવે છે.
આમ,સાચી પ્રક્રિયા $D$ છે.

(C) કાર્બોક્સિલિક એસિડના સોડિયમ ક્ષારનું સોડાલાઈમ $(NaOH + CaO)$ સાથેનું ડિકાર્બોક્સિલેશન એક કાર્બન પરમાણુને $Na_2CO_3$ તરીકે દૂર કરે છે અને એક ઓછા કાર્બન ધરાવતો આલ્કેન બનાવે છે.
પ્રોપેન ($CH_3-CH_2-CH_3$,$3$ કાર્બન) મેળવવા માટે,શરૂઆતનું સંયોજન બ્યુટેનોઈક એસિડનો સોડિયમ ક્ષાર ($4$ કાર્બન) હોવો જોઈએ.
પ્રક્રિયા: $CH_3-CH_2-CH_2-COONa + NaOH \xrightarrow[\Delta]{CaO} CH_3-CH_2-CH_3 + Na_2CO_3$.
તેથી,સંયોજન '$A$' સોડિયમ બ્યુટેનોએટ $(CH_3-CH_2-CH_2-CO_2Na)$ છે.

(A) આલ્કેનની સમધર્મી શ્રેણીનું સામાન્ય સૂત્ર $C_n H_{2n+2}$ છે.
મિથેન $CH_4$ $(n=1)$ છે.
સમધર્મી શ્રેણીમાં તેના પછીનું સંયોજન ઈથેન,$C_2 H_6$ $(n=2)$ છે.
$I$. વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા: $2 CH_3 Br \xrightarrow[\text{dry ether}]{Na} CH_3-CH_3 + 2 NaBr$. આ ઈથેન આપે છે.
$II$. ડિકાર્બોક્સિલેશન: $CH_3 COONa \xrightarrow[CaO, \Delta]{NaOH} CH_4 + Na_2 CO_3$. આ મિથેન આપે છે.
$III$. હાઇડ્રોજનેશન: $CH_3-CH=CH_2 \xrightarrow{H_2 / Pt} CH_3-CH_2-CH_3$. આ પ્રોપેન આપે છે.
$IV$. આલ્કાઇલ હેલાઇડનું રિડક્શન: $CH_3-CH_2 Br \xrightarrow[H^{+}]{Zn} CH_3-CH_3 + HBr$. આ ઈથેન આપે છે.
તેથી,માત્ર $I$ અને $IV$ ઈથેન આપે છે.

(D) $Wurtz$ પ્રક્રિયામાં,આલ્કાઇલ હેલાઇડ્સની સોડિયમ ધાતુ $(Na)$ સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા આલ્કેન તૈયાર કરવામાં આવે છે.
સોડિયમ ધાતુ અત્યંત સક્રિય હોવાથી,વપરાતું દ્રાવક તેની સાથે પ્રતિક્રિયા ન આપતું હોવું જોઈએ.
પ્રક્રિયાના માધ્યમ તરીકે એપ્રોટિક દ્રાવકની જરૂર હોય છે.
સૂકું ઈથર આ પ્રક્રિયા માટે સામાન્ય રીતે વપરાતું અને યોગ્ય એપ્રોટિક દ્રાવક છે.

(D) વિકલ્પ $(a)$ માં આલ્કાઈનનું ઉદ્દીપકીય હાઈડ્રોજનેશન છે,જે આલ્કેન આપે છે.
વિકલ્પ $(b)$ માં કોલ્બેની વિદ્યુતવિભાજન પદ્ધતિ છે,જે આલ્કેન આપે છે.
વિકલ્પ $(c)$ માં વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા છે,જે આલ્કેન આપે છે.
વિકલ્પ $(d)$ માં આલ્કાઈલ ફ્લોરાઈડ $(CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-F)$ ની $Zn/H^{\oplus}$ સાથેની પ્રક્રિયા છે. $C-F$ બંધની મજબૂતીને કારણે આલ્કાઈલ ફ્લોરાઈડનું રિડક્શન થતું નથી,તેથી આ પ્રક્રિયા આલ્કેન આપતી નથી.

(B) કાર્બોક્સિલિક એસિડના સોડિયમ ક્ષાર $(RCOONa)$ ની સોડાલાઈમ $(NaOH + CaO)$ સાથેની પ્રક્રિયાને ડિકાર્બોક્સિલેશન કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,$CO_2$ નો અણુ $Na_2CO_3$ તરીકે દૂર થાય છે,જેના પરિણામે શરૂઆતના કાર્બોક્સિલિક એસિડ કરતા એક કાર્બન પરમાણુ ઓછો ધરાવતું આલ્કેન મળે છે.
પ્રક્રિયા: $RCOONa + NaOH \xrightarrow{CaO, \Delta} R-H + Na_2CO_3$.
વર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા $(R-X + Na)$ અથવા કોલ્બે વિદ્યુતવિભાજન જેવી અન્ય પ્રક્રિયાઓ કાર્બન શૃંખલાની લંબાઈમાં વધારો કરે છે.

(C) $(I)$ $NaOH + CaO$ ના મિશ્રણને સોડાલાઈમ કહેવાય છે. જ્યારે તે કાર્બોક્સિલિક એસિડના સોડિયમ ક્ષાર સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે અનુરૂપ આલ્કેન આપે છે. આ પ્રક્રિયાને કાર્બોક્સિલિક એસિડના ક્ષારોનું ડિકાર્બોક્સિલેશન કહેવામાં આવે છે: $R-COONa + NaOH \xrightarrow[\Delta]{CaO} R-H + Na_2CO_3$ (આલ્કેન).
$(II)$ આ પ્રક્રિયાને ક્લેમેન્સન રિડક્શન કહેવામાં આવે છે. તે આલ્ડિહાઇડ્સ અને કીટોન્સને અનુરૂપ આલ્કેનમાં રૂપાંતરિત કરે છે: $CH_3COCH_3 \xrightarrow[conc. HCl]{Zn-Hg} CH_3CH_2CH_3$ (પ્રોપેન,એક આલ્કેન).
$(III)$ $LiAlH_4$ સાથે $CH_3C \equiv CCH_3$ ની પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે આલ્કાઈન્સને આલ્કેનમાં રિડ્યુસ કરતી નથી.
$(IV)$ $NaBH_4$ સાથે તૃતીયક આલ્કાઈલ હેલાઈડની પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે પ્રમાણભૂત પરિસ્થિતિઓમાં થતી નથી.
તેથી,વિકલ્પ $(C)$ સાચો જવાબ છે.

(A) કોલ્બેના વિદ્યુતવિભાજનમાં,કાર્બોક્સિલિક એસિડના સોડિયમ અથવા પોટેશિયમ ક્ષારના જલીય દ્રાવણનું વિદ્યુતવિભાજન કરવામાં આવે છે. પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $2RCOO^{-}Na^{+} + 2H_2O \rightarrow R-R + 2CO_2 + H_2 + 2NaOH$.
એનોડ પર,કાર્બોક્સિલેટ આયન એક ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને રેડિકલ બનાવે છે,જે ત્યારબાદ ડિકાર્બોક્સિલેશન પામીને ડાયમરાઇઝેશન દ્વારા આલ્કેન બનાવે છે: $2RCOO^{-}$ $\rightarrow 2RCOO^{\bullet} + 2e^{-}$ $\rightarrow 2R^{\bullet} + 2CO_2$ $\rightarrow R-R + 2CO_2$.
જેથી નીપજ $R-R$ એ બે સમાન આલ્કાઇલ સમૂહો $(R)$ ના જોડાણથી બને છે,પરિણામે મળતા હાઇડ્રોકાર્બનમાં હંમેશા બેકી સંખ્યામાં કાર્બન પરમાણુઓ હોય છે.
કેથોડ પર,પાણીનું રિડક્શન થઈને હાઇડ્રોજન વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે: $2H_2O + 2e^{-} \rightarrow H_2 + 2OH^{-}$.
તેથી,એનોડ પર બેકી સંખ્યામાં કાર્બન પરમાણુઓ ધરાવતા હાઇડ્રોકાર્બન ઉત્પન્ન થાય છે.
આમ,વિકલ્પ $(A)$ સાચો જવાબ છે.

$(A)$ ઈથેન $(C_2H_6)$ ની બનાવટ ઈથેનોલ $(C_2H_5OH)$ ની હાજરીમાં $Zn-Cu$ કપલનો ઉપયોગ કરીને આયોડોઈથેન $(C_2H_5I)$ ના રિડક્શન દ્વારા કરી શકાય છે.
રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા છે: $C_2H_5I + 2[H] \xrightarrow{Zn-Cu, C_2H_5OH} C_2H_6 + HI$.
તેથી, વિકલ્પ $A$ ઈથેનની બનાવટ માટે યોગ્ય પ્રક્રિયકો અને શરતો દર્શાવે છે.

(C) ગરમીના ઉપયોગ દ્વારા સંયોજનના વિઘટનને પાયરોલિસિસ કહેવામાં આવે છે.
વધુમાં,ઉચ્ચ આલ્કેનનું નીચા આલ્કેન,આલ્કીન વગેરેના મિશ્રણમાં થતા વિઘટનને ક્રેકિંગ અથવા પાયરોલિસિસ પણ કહેવામાં આવે છે.

(C) ઈથેનનું ક્લોરિનેશન એ મુક્ત મુલક વિસ્થાપન પ્રક્રિયાનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે. તે ત્રણ મુખ્ય તબક્કાઓ દ્વારા આગળ વધે છે:
તબક્કો $I$: પ્રારંભિક તબક્કો,જ્યાં ક્લોરિન અણુઓ પ્રકાશ $(hv)$ ની હાજરીમાં હોમોલિટીક વિભાજન પામીને ક્લોરિન મુક્ત મુલકો બનાવે છે:
$Cl_2 \stackrel{hv}{\longrightarrow} 2 Cl^{\bullet}$
તબક્કો $II$: પ્રસરણ તબક્કો,જ્યાં ક્લોરિન મુલક ઈથેન સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઇથાઇલ મુલક બનાવે છે,જે પછી બીજા ક્લોરિન અણુ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્લોરોઈથેન બનાવે છે અને ક્લોરિન મુલકને પુનઃજીવિત કરે છે:
$CH_3CH_3 + Cl^{\bullet} \longrightarrow CH_3CH_2^{\bullet} + HCl$
$CH_3CH_2^{\bullet} + Cl_2 \longrightarrow CH_3CH_2Cl + Cl^{\bullet}$
તબક્કો $III$: સમાપ્તિ તબક્કો,જ્યાં મુક્ત મુલકો જોડાઈને સાંકળ પ્રક્રિયાનો અંત લાવે છે:
$CH_3CH_2^{\bullet} + Cl^{\bullet} \longrightarrow CH_3CH_2Cl$
$Cl^{\bullet} + Cl^{\bullet} \longrightarrow Cl_2$
$2 CH_3CH_2^{\bullet} \longrightarrow CH_3CH_2CH_2CH_3$

(B) પગલું $1$: ઇથિન $(CH_2=CH_2)$ ની નિર્જળ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં $HCl$ સાથેની પ્રક્રિયાથી ક્લોરોઇથેન $(CH_3CH_2Cl)$ મળે છે,જે નીપજ $A$ છે.
$CH_2=CH_2 + HCl \rightarrow CH_3CH_2Cl$ $(A)$
પગલું $2$: ઇથેનોલ $(C_2H_5OH)$ ની હાજરીમાં $Zn-Cu$ કપલનો ઉપયોગ કરીને આલ્કાઇલ હેલાઇડનું રિડક્શન એ આલ્કેન મેળવવાની પ્રમાણિત પદ્ધતિ છે.
$CH_3CH_2Cl + 2[H] \xrightarrow{Zn-Cu / C_2H_5OH} CH_3CH_3$ $(B)$ $+ HCl$
આમ,$B$ એ ઇથેન $(C_2H_6)$ છે.

(C) એલ્યુમિનિયમ કાર્બાઇડ $(Al_4C_3)$ ડ્યુટેરેટેડ પાણી $(D_2O)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને એલ્યુમિનિયમ ડ્યુટેરોક્સાઇડ $(Al(OD)_3)$ અને ડ્યુટેરો-મિથેન $(CD_4)$ બનાવે છે.
આ પ્રક્રિયા માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$Al_4C_3 + 12 D_2O \longrightarrow 4 Al(OD)_3 + 3 CD_4$
આમ,બનતું કાર્બનિક સંયોજન $CD_4$ છે.

(B) આલ્કેનનું નિયંત્રિત ઓક્સિડેશન નીચે મુજબ છે:
$1$. મિથેનમાંથી મિથેનોલ $(X)$: $CH_4 + [O] \xrightarrow{Cu / 523 \ K, 100 \ atm} CH_3OH$
$2$. મિથેનમાંથી મિથેનાલ $(Y)$: $CH_4 + O_2 \xrightarrow{Mo_2O_3 / \Delta} HCHO + H_2O$
$3$. ઈથેનમાંથી ઈથેનોઈક એસિડ $(Z)$: $2CH_3CH_3 + 3O_2 \xrightarrow{(CH_3COO)_2Mn / \Delta} 2CH_3COOH + 2H_2O$
આપેલા વિકલ્પો સાથે સરખાવતા,સાચો ક્રમ $(X = Cu / 523 \ K / 100 \ atm)$,$(Y = Mo_2O_3 / \Delta)$,અને $(Z = (CH_3COO)_2Mn / \Delta)$ છે.
તેથી,વિકલ્પ $(b)$ સાચો છે.

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

(C) $2-$મિથાઈલપ્રોપેનમાં $9$ પ્રાથમિક હાઈડ્રોજન અને $1$ તૃતીયક હાઈડ્રોજન હોય છે.
ક્લોરિનેશન પ્રત્યે તૃતીયક હાઈડ્રોજનની સાપેક્ષ સક્રિયતા પ્રાથમિક હાઈડ્રોજન કરતા આશરે $5.0$ થી $5.5$ ગણી હોય છે.
જોકે,પ્રાથમિક હાઈડ્રોજનની સંખ્યા $(9)$ તૃતીયક હાઈડ્રોજનની સંખ્યા $(1)$ કરતા ઘણી વધારે છે.
તેથી,આંકડાકીય પરિબળ $(9 \times 1 = 9)$ એ સક્રિયતા પરિબળ $(1 \times 5.5 = 5.5)$ કરતા વધારે અસરકારક છે.
પરિણામે,$1-$ક્લોરો$-2-$મિથાઈલપ્રોપેન મુખ્ય નીપજ તરીકે મળે છે.

(B) $2, 2-$dimethylbutane કોરી-હાઉસ આલ્કેન સંશ્લેષણ દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં લિથિયમ ડાયઆલ્કાઈલ ક્યુપરેટ અને આલ્કાઈલ હેલાઈડ વચ્ચે પ્રક્રિયા થાય છે.
કોરી-હાઉસ પ્રક્રિયા $S_N2$ મિકેનિઝમને અનુસરે છે,જે પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ સાથે શ્રેષ્ઠ રીતે કામ કરે છે.
તેથી,$(Me_3C)_2CuLi$ અને $MeCH_2Br$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા સૌથી કાર્યક્ષમ છે.
પ્રક્રિયા: $(Me_3C)_2CuLi + MeCH_2Br \rightarrow Me_3C-CH_2CH_3 + Me_3CCu + LiBr$.

(C) $n$-બ્યુટેન $(CH_3-CH_2-CH_2-CH_3)$ ના મુક્ત મુલક બ્રોમિનેશનમાં બે પ્રકારના કાર્બન પરમાણુઓ પર પ્રક્રિયા થઈ શકે છે:
$1$. ટર્મિનલ કાર્બન ($C_1$ અથવા $C_4$) પર,તે $1$-બ્રોમોબ્યુટેન $(CH_3-CH_2-CH_2-CH_2Br)$ બનાવે છે. આ ઉત્પાદન અકિરાલ છે.
$2$. આંતરિક કાર્બન ($C_2$ અથવા $C_3$) પર,તે $2$-બ્રોમોબ્યુટેન $(CH_3-CHBr-CH_2-CH_3)$ બનાવે છે. આ ઉત્પાદનમાં $C_2$ પર કાઈરલ કેન્દ્ર છે,જેના પરિણામે એનાન્શિયોમર્સની જોડી ($R$ અને $S$ સ્વરૂપો) મળે છે.
તેથી,સ્ટીરિયોઆઈસોમર્સ સહિત મોનોબ્રોમિનેટેડ ઉત્પાદનોની કુલ સંખ્યા $1$ ($1$-બ્રોમોબ્યુટેનમાંથી) + $2$ ($2$-બ્રોમોબ્યુટેનમાંથી) = $3$ ઉત્પાદનો છે.

(D) અલ્ટ્રા-વાયોલેટ પ્રકાશની હાજરીમાં આલ્કેનની ક્લોરિન સાથેની પ્રક્રિયા એ મુક્ત મુલક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
આલ્કેન માત્ર એક જ મોનો-ક્લોરો-આલ્કેન બનાવે તે માટે,આલ્કેનમાંના તમામ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સમાન હોવા જોઈએ.
$Neopentane$ $(2,2-dimethylpropane)$ માં,તમામ $12$ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સમાન પ્રાથમિક કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલા છે.
તેથી,આમાંથી કોઈપણ એક હાઇડ્રોજન પરમાણુને ક્લોરિન પરમાણુ દ્વારા બદલવાથી સમાન નીપજ,$1-chloro-2,2-dimethylpropane$ મળે છે.

(C) દરેક પ્રક્રિયાનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$(A)$ $CH_{4} + O_{2} \xrightarrow{Mo_{2}O_{3}} HCHO$ (ફોર્માલ્ડિહાઇડ મળે છે,આલ્કોહોલ નહીં).
$(B)$ $2CH_{3}CH_{3} + 3O_{2} \xrightarrow[\Delta]{(CH_{3}COO)_{2}Mn} 2CH_{3}COOH$ (ઇથેનોઇક એસિડ મળે છે).
$(C)$ $(CH_{3})_{3}CH \xrightarrow{KMnO_{4}} (CH_{3})_{3}COH$ (ટર્ટ-બ્યુટાઇલ આલ્કોહોલ મળે છે).
$(D)$ $2CH_{4} + O_{2} \xrightarrow[523 \ K, 100 \ atm.]{Cu} 2CH_{3}OH$ (મિથેનોલ મળે છે).
$(E)$ $CH_{3}CH=CHCH_{3} \xrightarrow{KMnO_{4}/H^{+}} 2CH_{3}COOH$ (ઇથેનોઇક એસિડ મળે છે).
આમ,પ્રક્રિયા $(C)$ અને $(D)$ માં નીપજ તરીકે આલ્કોહોલ મળે છે.

(C) $n$-બ્યુટેન $CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{3}$ છે.
$n$-બ્યુટેનનું મોનોક્લોરિનેશન કરવાથી $2$-ક્લોરોબ્યુટેન $(CH_{3}CHClCH_{2}CH_{3})$ મળે છે,જે કાઈરલ કેન્દ્ર ધરાવે છે અને તેથી તે ઓપ્ટિકલી એક્ટિવ ('$P$') છે.
$2$-ક્લોરોબ્યુટેનનું વધુ ક્લોરિનેશન વિવિધ કાર્બન સ્થાનો પર થઈને ડાયક્લોરો વ્યુત્પન્ન બનાવી શકે છે.
ડાયક્લોરો નીપજો માટે શક્ય બંધારણીય સમઘટકો નીચે મુજબ છે:
$1,1$-ડાયક્લોરોબ્યુટેન
$1,2$-ડાયક્લોરોબ્યુટેન
$1,3$-ડાયક્લોરોબ્યુટેન
$2,2$-ડાયક્લોરોબ્યુટેન
$2,3$-ડાયક્લોરોબ્યુટેન
સ્ટીરિયોઆઈસોમર્સને અવગણતા,કુલ $5$ અલગ બંધારણીય સમઘટકો મળે છે.

(C) $n$-બ્યુટેન $(CH_3-CH_2-CH_2-CH_3)$ નું મોનોક્લોરિનેશન કરતા $2$-ક્લોરોબ્યુટેન $(CH_3-CHCl-CH_2-CH_3)$ મળે છે,જે પ્રકાશીય સક્રિય સંયોજન "$P$" છે.
$2$-ક્લોરોબ્યુટેનનું વધુ ક્લોરિનેશન કરવાથી હાઈડ્રોજન પરમાણુનું ક્લોરિન પરમાણુ દ્વારા વિવિધ સ્થાનો પર વિસ્થાપન થાય છે.
શક્ય ડાયક્લોરો નીપજો નીચે મુજબ છે:
$1,1$-ડાયક્લોરોબ્યુટેન $(CH_3-CH_2-CH_2-CHCl_2)$
$1,2$-ડાયક્લોરોબ્યુટેન $(CH_3-CH_2-CHCl-CH_2Cl)$
$1,3$-ડાયક્લોરોબ્યુટેન $(CH_3-CHCl-CH_2-CH_2Cl)$
$2,2$-ડાયક્લોરોબ્યુટેન $(CH_3-CCl_2-CH_2-CH_3)$
$2,3$-ડાયક્લોરોબ્યુટેન $(CH_3-CHCl-CHCl-CH_3)$
સ્ટીરિયોઆઈસોમર્સને અવગણતા,કુલ $5$ અલગ બંધારણીય સમઘટકો મળે છે.

(D) વિધાન $I$ ખોટું છે કારણ કે સોડિયમ ઇથેનોએટનું ડિકાર્બોક્સિલેશન $(CH_3COONa + NaOH xrightarrow{CaO} CH_4 + Na_2CO_3)$ અને $CH_3MgBr$ ની પાણી સાથેની પ્રક્રિયા $(CH_3MgBr + H_2O ightarrow CH_4 + Mg(OH)Br)$ મિથેન આપે છે,પરંતુ સોડિયમ એસિટેટનું કોલ્બે વિદ્યુતવિભાજન ઇથેન $(2CH_3COONa + 2H_2O ightarrow CH_3-CH_3 + 2CO_2 + H_2 + 2NaOH)$ આપે છે.
વિધાન $II$ સાચું છે કારણ કે મિથેન $(CH_4)$ માં માત્ર એક કાર્બન પરમાણુ હોય છે,જ્યારે વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા $(2R-X + 2Na ightarrow R-R + 2NaX)$ નો ઉપયોગ બે આલ્કાઇલ સમૂહોને જોડીને બેકી સંખ્યામાં કાર્બન ધરાવતા આલ્કેન (ઓછામાં ઓછા બે કાર્બન) બનાવવા માટે થાય છે.

(C) હેપ્ટેન $(C_7H_{16})$ એ $AlCl_3/HCl$ ની હાજરીમાં આઈસોમરાઈઝેશન (સમઘટકીકરણ) પ્રક્રિયા અનુભવીને $2,4$-ડાયમિથાઈલપેન્ટેન જેવા શાખિત સમઘટકો આપે છે.
$C_7$ આલ્કેનનું એરોમેટાઈઝેશન (ડીહાઈડ્રોસાયકલાઈઝેશન) કરવાથી ટોલ્યુઈન $(C_6H_5CH_3)$ બને છે.
હેપ્ટેનનું સાયકલાઈઝેશન કરવાથી વિશિષ્ટ રીતે મિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેન મળે છે.
આ તમામ રાસાયણિક ગુણધર્મો સીધી શૃંખલા ધરાવતા આલ્કેન હેપ્ટેનના હોવાથી,સંયોજન $(X)$ એ હેપ્ટેન છે.

(C) $1$. પાણી સાથે પ્રક્રિયા: $RMgI + H_2O \rightarrow RH + Mg(OH)I$. ઉત્પન્ન થતો વાયુ આલ્કેન $RH$ છે.
$2$. મોલર દળની ગણતરી: $STP$ પર,$1 \text{ મોલ}$ વાયુ $22.4 \text{ dm}^3$ કદ રોકે છે. આપેલી ઘનતા $1.4 \text{ dm}^3/\text{g}$ છે,તેથી મોલર દળ $M = 22.4 / 1.4 = 16 \text{ g/mol}$ થાય.
$3$. ઓળખ: $16 \text{ g/mol}$ મોલર દળ ધરાવતો આલ્કેન મિથેન $(CH_4)$ છે.
$4$. આયોડિન સાથે પ્રક્રિયા: $CH_4 + I_2 \xrightarrow{HIO_3} CH_3I (X) + HI$.
$5$. વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા: $2CH_3I + 2Na \xrightarrow{\text{dry ether}} C_2H_6 (Y) + 2NaI$.
$6$. સંયોજન $(Y)$ $(C_2H_6)$ નું મોલર દળ: $(2 \times 12) + (6 \times 1) = 30 \text{ g/mol}$.

(D) $1$. આલ્કેનના દહન માટેનું સામાન્ય સૂત્ર $C_nH_{2n+2} + (\frac{3n+1}{2})O_2 \rightarrow nCO_2 + (n+1)H_2O$ છે.
$2$. આપેલ છે કે ઓક્સિજનના $8$ મોલની જરૂર છે,તેથી $\frac{3n+1}{2} = 8$,જે $3n+1 = 16$ આપે છે,એટલે કે $3n = 15$,અને $n = 5$.
$3$. આ આલ્કેન પેન્ટેન $(C_5H_{12})$ છે. જ્યારે આલ્કેન $Cl_2/h\nu$ સાથે પ્રક્રિયા કરે ત્યારે માત્ર એક જ મોનોક્લોરિનેટેડ નીપજ મળે તે માટે,બધા જ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સમાન હોવા જોઈએ. આ બંધારણ નિયોપેન્ટેન ($2,2$-ડાયમિથાઈલપ્રોપેન) છે.
$4$. નિયોપેન્ટેનમાં,મધ્યસ્થ ચતુર્થક કાર્બન પરમાણુ સાથે $4$ મિથાઈલ સમૂહ જોડાયેલા હોય છે. દરેક મિથાઈલ સમૂહમાં એક પ્રાથમિક કાર્બન પરમાણુ હોય છે. તેથી,તેમાં કુલ $4$ પ્રાથમિક કાર્બન પરમાણુઓ છે.

(B) $1$. આલ્કેન $C_nH_{2n+2}$ માટે સામાન્ય દહન પ્રક્રિયા: $C_nH_{2n+2} + (\frac{3n+1}{2})O_2 \rightarrow nCO_2 + (n+1)H_2O$ છે.
$2$. પ્રશ્ન મુજબ,$O_2$ નો સહગુણક $8$ છે,તેથી: $\frac{3n+1}{2} = 8$.
$3$. $n$ માટે ઉકેલતા: $3n + 1 = 16 \Rightarrow 3n = 15 \Rightarrow n = 5$.
$4$. આલ્કેન $C_5H_{12}$ (પેન્ટેન) છે.
$5$. કાર્બન અને હાઇડ્રોજન પરમાણુઓનો સરવાળો $n + (2n + 2) = 5 + 12 = 17$ થાય છે.

(B) $1$. આણ્વીય સૂત્ર $C_5H_{10}$ એ $C_nH_{2n}$ સામાન્ય સૂત્રને અનુરૂપ છે,જે આલ્કીન અથવા સાયક્લોઆલ્કેન સૂચવે છે. કારણ કે આ સમઘટકો $KMnO_4$ ના દ્રાવણને રંગવિહીન કરતા નથી,તેથી તેઓ સંતૃપ્ત ચક્રીય હાઇડ્રોકાર્બન (સાયક્લોઆલ્કેન) હોવા જોઈએ.
$2$. $C_5H_{10}$ માટે શક્ય સાયક્લોઆલ્કેન સમઘટકો છે: સાયક્લોપેન્ટેન,મિથાઈલસાયક્લોબ્યુટેન,$1,1$-ડાયમિથાઈલસાયક્લોપ્રોપેન અને $1,2$-ડાયમિથાઈલસાયક્લોપ્રોપેન.
$3$. સાયક્લોપેન્ટેનનું ક્લોરિનેશન $1$ મોનોક્લોરો નીપજ આપે છે.
$4$. મિથાઈલસાયક્લોબ્યુટેનનું ક્લોરિનેશન $3$ બંધારણીય સમઘટકો આપે છે.
$5$. $1,1$-ડાયમિથાઈલસાયક્લોપ્રોપેનનું ક્લોરિનેશન $2$ બંધારણીય સમઘટકો આપે છે.
$6$. $1,2$-ડાયમિથાઈલસાયક્લોપ્રોપેનનું ક્લોરિનેશન $3$ બંધારણીય સમઘટકો આપે છે.
$7$. પ્રશ્ન આ સમઘટકોમાંથી બનતા મોનોક્લોરો સંયોજનોની કુલ સંખ્યા વિશે પૂછે છે. જોકે,આવા પ્રમાણિત પ્રશ્નોમાં ઘણીવાર મૂળ હાઇડ્રોકાર્બનના સમઘટકોની સંખ્યા પૂછવામાં આવે છે. આપેલા વિકલ્પો મુજબ,મૂળ સમઘટકોની સંખ્યા $4$ છે.

(A) મિથેનની વરાળ સાથેની પ્રક્રિયાને સ્ટીમ રિફોર્મિંગ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયાનું રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$CH_4(g) + H_2O(g) \xrightarrow{Ni, 1273 \ K} CO(g) + 3H_2(g)$
આ પ્રક્રિયામાં,મિથેન $1273 \ K$ તાપમાને નિકલ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં વરાળ સાથે પ્રક્રિયા કરીને કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ અને હાઇડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ ઉત્પન્ન કરે છે.