Alkane Questions in Gujarati

(C) સંતૃપ્ત હાઇડ્રોકાર્બન (આલ્કેન) માટે,વાન ડેર વાલ્સ બળોના વધારાને કારણે આણ્વીય દળ અથવા કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યામાં વધારો થવાથી ઉત્કલનબિંદુ વધે છે.
આપેલા ઉત્કલનબિંદુઓ:
$A = -102\,^{\circ}C$
$B = -43.44\,^{\circ}C$
$C = -0.6\,^{\circ}C$
$C$ નું ઉત્કલનબિંદુ સૌથી વધુ હોવાથી,તેમાં કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા સૌથી વધુ હશે.

(A) આલ્કેનનું ઉત્કલનબિદુ તેના સપાટીના ક્ષેત્રફળ અને શાખાઓ પર આધાર રાખે છે.
$n$-બ્યુટેન એ સીધી શૃંખલા ધરાવતો આલ્કેન છે જેનું ઉત્કલનબિદુ તેના શાખિત સમઘટક આઈસોબ્યુટેન કરતા વધારે હોય છે.
આઈસોબ્યુટેન ($2$-મિથાઈલપ્રોપેન) માં વધુ શાખાઓ હોવાથી તેનું સપાટીનું ક્ષેત્રફળ ઘટે છે અને પરિણામે વાન ડર વાલ્સ આકર્ષણ બળો નબળા પડે છે,જેથી $n$-બ્યુટેનની સરખામણીમાં તેનું ઉત્કલનબિદુ નીચું હોય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં,આઈસોબ્યુટેન તેની કોમ્પેક્ટ શાખિત રચનાને કારણે સૌથી ઓછું ઉત્કલનબિદુ ધરાવે છે.

(A) આલ્કેન એ અધ્રુવીય હાઇડ્રોકાર્બન છે. '$like \text{ dissolves } like$' ના સિદ્ધાંત મુજબ,અધ્રુવીય પદાર્થો પાણી જેવા ધ્રુવીય દ્રાવકોમાં અદ્રાવ્ય હોય છે. તેથી,લાંબી શૃંખલાવાળા આલ્કેન પાણીમાં અદ્રાવ્ય હોય છે. વિધાન $A$ ખોટું છે.

(A) મુક્ત મુલક વિસ્થાપન પ્રક્રિયામાં આલ્કેનની પ્રક્રિયાશીલતા પ્રક્રિયા દરમિયાન બનતા મુક્ત મુલકની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
મુક્ત મુલકની સ્થિરતાનો ક્રમ: $3^\circ > 2^\circ > 1^\circ > \text{મિથાઈલ મુલક}$.
$CH_4$ મિથાઈલ મુલક બનાવે છે,જે સૌથી ઓછો સ્થિર છે.
$(CH_3)_3CH$ એ $3^\circ$ મુલક બનાવે છે,જે સૌથી વધુ સ્થિર છે.
$CH_3CH_2CH_3$ એ $2^\circ$ મુલક બનાવે છે.
$CH_3CH_3$ એ $1^\circ$ મુલક બનાવે છે.
આમ,પ્રક્રિયાશીલતા મુલકની સ્થિરતાના સમપ્રમાણમાં હોવાથી,$CH_4$ સૌથી ઓછો પ્રક્રિયાશીલ છે.

(C) $C-H$ બંધની લંબાઈ કાર્બન પરમાણુના સંકરણ પર આધાર રાખે છે.
જેમ સંકર કક્ષકમાં $s$-લક્ષણ વધે છે,તેમ કાર્બન પરમાણુની વિદ્યુતઋણતા વધે છે,જે ઇલેક્ટ્રોનને કેન્દ્રની નજીક ખેંચે છે અને બંધલંબાઈ ઘટાડે છે.
$C_2H_2$ માં $sp$ સંકરણ ($50\% \ s$-લક્ષણ),$C_2H_4$ માં $sp^2$ સંકરણ ($33.3\% \ s$-લક્ષણ) અને $C_2H_6$ માં $sp^3$ સંકરણ ($25\% \ s$-લક્ષણ) હોય છે.
$sp^3$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બનમાં સૌથી ઓછું $s$-લક્ષણ હોવાથી,$C_2H_6$ (ઈથેન) માં $C-H$ બંધ સૌથી લાંબો હોય છે.

(C) આઈસોબ્યુટેનમાં $9$ સમાન $1^o$ હાઈડ્રોજન અને $1$ $3^o$ હાઈડ્રોજન હોય છે.
$3^o$ નીપજ $(a)$ માટે સાપેક્ષ દર: $1 \times 1600 = 1600$.
$1^o$ નીપજ $(b)$ માટે સાપેક્ષ દર: $9 \times 1 = 9$.
કુલ સાપેક્ષ દર = $1600 + 9 = 1609$.
નીપજ $(a)$ ની ટકાવારી = $(1600 / 1609) \times 100 \approx 99.4\%$.
નીપજ $(b)$ ની ટકાવારી = $(9 / 1609) \times 100 \approx 0.6\%$.
આમ,નીપજ અનુક્રમે $99.4\%$ અને $0.6\%$ મળે છે.

(A) સોડિયમ એસિટેટ $(CH_3COONa)$ ની સોડાલાઇમ $(NaOH + CaO)$ સાથેની પ્રક્રિયાને ડીકાર્બોક્સિલેશન કહેવામાં આવે છે.
રાસાયણિક સમીકરણ: $CH_3COONa + NaOH \xrightarrow{CaO, \Delta} CH_4 + Na_2CO_3$.
આમ,મળતી નીપજ મિથેન $(CH_4)$ છે.

(C) બળતણનો ઓક્ટેન નંબર એ આઇસો-ઓક્ટેન ($2,2,4$-ટ્રાયમિથાઇલપેન્ટેન) અને $n$-હેપ્ટેનના મિશ્રણમાં આઇસો-ઓક્ટેનનું કદ દ્વારા ટકાવારી તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે,જેનું નોકિંગ લાક્ષણિકતાઓ પરીક્ષણ હેઠળના બળતણ જેવું જ હોય છે.
અહીં ઓક્ટેન નંબર $40$ હોવાથી,તેનો અર્થ એ છે કે મિશ્રણમાં $40\%$ આઇસો-ઓક્ટેન અને $(100 - 40) = 60\% \ n$-હેપ્ટેન કદ દ્વારા રહેલું છે.
તેથી,સાચું મિશ્રણ $60\% \ n$-હેપ્ટેન અને $40\%$ આઇસો-ઓક્ટેન છે.

(B) આલ્કેનનું હેલોજિનેશન (દા.ત.,ક્લોરિનેશન) મુક્તમૂલક શૃંખલા ક્રિયાવિધિ દ્વારા થાય છે.
આ પ્રક્રિયા ત્રણ તબક્કામાં થાય છે: પ્રારંભ (initiation),પ્રસરણ (propagation) અને સમાપ્તિ (termination).
પ્રકાશ $(h\nu)$ અથવા ગરમીની હાજરીમાં,હેલોજન અણુનું સમવિભાજન (homolytic cleavage) થઈને મુક્તમૂલકો બને છે,જે ત્યારબાદ આલ્કેન સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.

(A) આલ્કેનની ભૌતિક અવસ્થા શૃંખલામાં રહેલા કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા પર આધાર રાખે છે.
$C_1$ થી $C_4$ (મિથેનથી બ્યુટેન) ધરાવતા આલ્કેન ઓરડાના તાપમાને વાયુ સ્વરૂપે હોય છે.
$C_5$ થી $C_{17}$ (પેન્ટેનથી હેપ્ટાડેકેન) ધરાવતા આલ્કેન ઓરડાના તાપમાને પ્રવાહી સ્વરૂપે હોય છે.
પેન્ટેનમાં $5$ કાર્બન પરમાણુઓ $(C_5H_{12})$ હોવાથી,તે ઓરડાના તાપમાને પ્રવાહી છે.

(C) જ્યારે હાઇડ્રોજન પરમાણુ ક્લોરિન પરમાણુ દ્વારા બદલાય છે ત્યારે મોનો-ક્લોરીનેટેડ નીપજ બને છે. જો આલ્કેનમાં બધા જ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સમાન હોય,તો માત્ર એક જ મોનો-ક્લોરીનેટેડ નીપજ શક્ય છે.
$(CH_3)_4C$ (નિયોપેન્ટેન) માં,તમામ $12$ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સમાન છે કારણ કે અણુ અત્યંત સંમિત છે.
તેથી,આ $12$ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓમાંથી કોઈપણને ક્લોરિન પરમાણુ સાથે બદલવાથી સમાન નીપજ,$1$-ક્લોરો-$2,2$-ડાયમિથાઈલપ્રોપેન મળે છે.
પ્રોપેન,બ્યુટેન અને પેન્ટેન જેવા અન્ય વિકલ્પોમાં અસમાન હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ હોય છે,જે અનેક આઇસોમેરિક મોનો-ક્લોરીનેટેડ નીપજો આપે છે.

(A) આલ્કેનનું ઉત્કલનબિંદુ અણુના સપાટીના ક્ષેત્રફળ પર આધાર રાખે છે.
સીધી શૃંખલા ધરાવતા આલ્કેનનું સપાટીનું ક્ષેત્રફળ શાખાયુક્ત આલ્કેન કરતા વધારે હોય છે,જેના કારણે વાન ડર વાલ્સ આકર્ષણ બળો વધુ મજબૂત હોય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં,$n$-ઓક્ટેન $(C_8H_{18})$ એ સૌથી વધુ આણ્વીય દળ અને સૌથી વધુ સપાટીનું ક્ષેત્રફળ ધરાવતો સીધી શૃંખલાવાળો આલ્કેન છે.
$n$-બ્યુટેનનું આણ્વીય દળ ઓછું છે,જ્યારે આઇસોઓક્ટેન અને નિયોપેન્ટેન શાખાયુક્ત હોવાથી તેમનું સપાટીનું ક્ષેત્રફળ અને ઉત્કલનબિંદુ ઓછું હોય છે.
તેથી,$n$-ઓક્ટેનનું ઉત્કલનબિંદુ સૌથી વધુ છે.

(D) આલ્કાઈલ હેલાઈડ $(R-X)$ અને ડાયઆલ્કાઈલ કોપર લિથિયમ પ્રક્રિયક $(R'_2CuLi)$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા,જેને કોરી-હાઉસ સંશ્લેષણ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,તેના પરિણામે આલ્કેન $(R-R')$ બને છે.
આ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ ચોક્કસ કાર્બન માળખાવાળા આલ્કેન તૈયાર કરવા માટે થાય છે.

(D) આલ્કેનમાં સમઘટકતા માટે ઓછામાં ઓછા $4$ કાર્બન પરમાણુઓની જરૂર હોય છે જેથી શાખિત બંધારણ બની શકે.
$n=1, 2, 3$ માટે,માત્ર સીધી શૃંખલાવાળા આલ્કેન અસ્તિત્વ ધરાવે છે (મિથેન,ઈથેન,પ્રોપેન).
$n=4$ માટે,આપણી પાસે $n$-બ્યુટેન $(CH_3-CH_2-CH_2-CH_3)$ અને આઈસોબ્યુટેન $(CH_3-CH(CH_3)-CH_3)$ છે,જે બંધારણીય સમઘટકો છે.
તેથી,સમઘટકતા દર્શાવતો સૌથી નાનો આલ્કેન બ્યુટેન છે,જેમાં $4$ કાર્બન પરમાણુઓ હોય છે.

(D) સાયકલોહેકઝેનની ઘનતા $20 \ ^\circ C$ તાપમાને આશરે $0.779 \ g/cm^3$ છે,જ્યારે પાણીની ઘનતા $1.00 \ g/cm^3$ છે.
સાયકલોહેકઝેનની ઘનતા પાણી કરતા ઓછી હોવાથી,જ્યારે તેને પાણીમાં ઉમેરવામાં આવે છે ત્યારે તે પાણીની સપાટી પર તરે છે.

(B) $n$-બ્યુટેનની બ્રોમીન સાથે ઊંચા તાપમાને $(130^\circ C)$ પ્રક્રિયા મુક્ત મૂલક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે.
$n$-બ્યુટેન $(CH_3-CH_2-CH_2-CH_3)$ માં બે પ્રકારના હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ હોય છે: પ્રાથમિક $(1^\circ)$ અને દ્વિતીયક $(2^\circ)$.
દ્વિતીયક હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ મુક્ત મૂલક વિસ્થાપન માટે વધુ સક્રિય હોય છે કારણ કે બનતો દ્વિતીયક મુક્ત મૂલક એ પ્રાથમિક મુક્ત મૂલક કરતા વધુ સ્થાયી હોય છે.
તેથી,મુખ્ય નીપજ $2$-બ્રોમોબ્યુટેન $(CH_3CH_2CH(Br)CH_3)$ છે.

(A) પારજાંબલી પ્રકાશની હાજરીમાં આલ્કેનની ક્લોરીન સાથેની પ્રક્રિયા એ મુક્ત મુલક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
માત્ર એક જ મોનોક્લોરોઆલ્કેન મેળવવા માટે,આલ્કેનમાંના તમામ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સમાન હોવા જોઈએ.
$Neopentane$ $(2,2-dimethylpropane)$ માં,તમામ $12$ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સમાન છે કારણ કે અણુ અત્યંત સંમિત છે.
તેથી,કોઈપણ હાઇડ્રોજન પરમાણુનું ક્લોરીન પરમાણુ દ્વારા વિસ્થાપન કરવાથી એક જ નીપજ,$1-chloro-2,2-dimethylpropane$ મળે છે.

(B) આપેલ પ્રક્રિયા $CH_4 + Cl_2 \xrightarrow{UV} CH_3Cl + HCl$ છે.
આ પ્રક્રિયામાં મિથેન $(CH_4)$ નો એક હાઇડ્રોજન પરમાણુ ક્લોરિન $(Cl)$ પરમાણુ દ્વારા વિસ્થાપિત થઈને ક્લોરોમિથેન $(CH_3Cl)$ બનાવે છે.
આવી પ્રક્રિયા જેમાં એક પરમાણુ અથવા પરમાણુઓના સમૂહનું બીજા પરમાણુ અથવા સમૂહ દ્વારા વિસ્થાપન થાય છે,તેને વિસ્થાપન પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે.
તેથી,આ મુક્ત મુલક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.

(D) $LPG$ (લિક્વિફાઇડ પેટ્રોલિયમ ગેસ) મુખ્યત્વે હાઇડ્રોકાર્બનનું મિશ્રણ છે,જેમાં મુખ્યત્વે $n$-બ્યુટેન અને આઈસો બ્યુટેન હોય છે,સાથે પ્રોપેનનું પણ અલ્પ પ્રમાણ હોય છે. આપેલા વિકલ્પોમાંથી,આઈસો બ્યુટેન એ $LPG$ નો મુખ્ય ઘટક છે.

(A) પેટ્રોલિયમ એ વિવિધ હાઇડ્રોકાર્બનનું જટિલ મિશ્રણ છે,જેમાં મુખ્યત્વે એલિફેટિક હાઇડ્રોકાર્બન (આલ્કેન,સાયક્લોઆલ્કેન) અને કેટલાક એરોમેટિક હાઇડ્રોકાર્બન હોય છે. એલિફેટિક આલ્કોહોલ એ ક્રૂડ પેટ્રોલિયમના મુખ્ય ઘટકો નથી. તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી સૌથી સચોટ જવાબ એલિફેટિક હાઇડ્રોકાર્બન છે.

(A) પેટ્રોલિયમ એ હાઇડ્રોકાર્બનનું જટિલ મિશ્રણ છે,જેમાં મુખ્યત્વે આલ્કેન (પેરાફિન),સાયક્લોઆલ્કેન અને એરોમેટિક હાઇડ્રોકાર્બનનો સમાવેશ થાય છે. આમાં,ક્રૂડ ઓઈલમાં આલ્કેન સૌથી વધુ પ્રમાણમાં જોવા મળે છે.

(A) સૂર્યપ્રકાશ (અથવા $UV$ પ્રકાશ) ની હાજરીમાં આલ્કેનની બ્રોમિન સાથેની પ્રક્રિયા મુક્ત મૂલક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
ક્લોરિનેશનની સરખામણીમાં બ્રોમિનેશન વધુ પસંદગીયુક્ત છે.
મુક્ત મૂલક વિસ્થાપન માટે $C-H$ બંધની સક્રિયતાનો ક્રમ $3^\circ > 2^\circ > 1^\circ$ છે.
$2$-મિથાઈલબ્યુટેન $(CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_3)$ માં,$C-2$ સ્થાન પર $3^\circ$ હાઈડ્રોજન પરમાણુ હાજર છે.
તેથી,બ્રોમિન મુક્ત મૂલક $3^\circ$ હાઈડ્રોજનનું વિસ્થાપન કરીને સૌથી વધુ સ્થાયી તૃતીયક મુક્ત મૂલક બનાવશે,જે ત્યારબાદ $Br_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને મુખ્ય નીપજ તરીકે $2$-બ્રોમો-$2$-મિથાઈલબ્યુટેન આપે છે.

(A) એલ્યુમિનિયમ કાર્બાઇડ $(Al_4C_3)$ નું જળવિભાજન મિથેન વાયુ $(CH_4)$ અને એલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(Al(OH)_3)$ આપે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $Al_4C_3 + 12H_2O \rightarrow 3CH_4 + 4Al(OH)_3$.

(C) $STP$ પર,કોઈપણ વાયુના $1 \ mole$ નું કદ $22.4 \ L$ હોય છે.
આપેલ છે: વજન = $11 \ g$,કદ = $5.6 \ L$.
મોલની સંખ્યા = $\frac{\text{આપેલ કદ}}{\text{STP પર મોલર કદ}} = \frac{5.6 \ L}{22.4 \ L/mol} = 0.25 \ mol$.
મોલર દળ $(M)$ = $\frac{\text{વજન}}{\text{મોલ}} = \frac{11 \ g}{0.25 \ mol} = 44 \ g/mol$.
$C_nH_{2n+2}$ સૂત્ર ધરાવતા આલ્કેન માટે,મોલર દળ $14n + 2$ થાય.
$14n + 2 = 44$ લેતા,$14n = 42$,તેથી $n = 3$.
આમ,અણુસૂત્ર $C_3H_8$ છે.

(C) સૂર્યપ્રકાશની હાજરીમાં $CH_4$ અને $Cl_2$ ની પ્રક્રિયા મુક્તમૂલક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે.
તબક્કાવાર ક્લોરિનેશનથી $CH_4$ $\rightarrow CH_3Cl$ $\rightarrow CH_2Cl_2$ $\rightarrow CHCl_3$ $\rightarrow CCl_4$ મળે છે.
વધુમાં,મિથાઈલ મુક્તમૂલકોના જોડાણથી $(CH_3^{\bullet} + CH_3^{\bullet} \rightarrow CH_3-CH_3)$ ઈથેન $(CH_3CH_3)$ બને છે.
પ્રોપેન $(CH_3CH_2CH_3)$ આ પ્રક્રિયામાં બની શકતું નથી કારણ કે તેમાં પ્રક્રિયક $CH_4$ કરતા વધુ કાર્બન પરમાણુઓની જરૂર પડે છે.

(D) આલ્કેનની સ્થિરતા કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા વધવાની સાથે વધે છે,કારણ કે વાન ડેર વાલ્સ બળો અને આણ્વિક જટિલતામાં વધારો થાય છે. આપેલા વિકલ્પોમાં,$n$-બ્યુટેન $(C_4H_{10})$ માં કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા સૌથી વધુ છે,જે તેને સૌથી વધુ સ્થાયી બનાવે છે.

(A) $C_2H_5Cl$ મુખ્ય નીપજ તરીકે મેળવવા માટે,આલ્કેન $(C_2H_6)$ ને વધુ પ્રમાણમાં લેવો જોઈએ જેથી નીપજનું વધુ ક્લોરિનેશન અટકાવી શકાય.
$C_2H_6 \text{ (excess)} + Cl_2 \xrightarrow{UV \text{ Light}} C_2H_5Cl \text{ (Major product)} + HCl$

(D) આલ્કેનનું સામાન્ય સૂત્ર $C_nH_{2n+2}$ છે.
વિકલ્પ $A$ માટે,$C_5H_8$ એ $C_nH_{2n-2}$ (આલ્કાઈન) ને અનુસરે છે.
વિકલ્પ $B$ માટે,$C_8H_6$ એ આલ્કેનના સામાન્ય સૂત્રને અનુસરતું નથી.
વિકલ્પ $C$ માટે,$C_9H_{10}$ એ આલ્કેનના સામાન્ય સૂત્રને અનુસરતું નથી.
વિકલ્પ $D$ માટે,$C_7H_{16}$ એ $C_nH_{2n+2}$ સૂત્રને અનુસરે છે જ્યાં $n=7$,તેથી $2(7)+2 = 16$. આમ,$C_7H_{16}$ એ આલ્કેન છે.

(A) $2$-મિથાઈલ બ્યુટેનનું બંધારણ $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$ છે.
મોનોક્લોરીનેશન ચાર અલગ-અલગ સ્થાનો પર થઈ શકે છે,જેના પરિણામે ચાર બંધારણીય સમઘટકો મળે છે:
$1$. $1$-ક્લોરો-$2$-મિથાઈલ બ્યુટેન ($C2$ પર કાઈરલ કેન્દ્ર),
$2$. $2$-ક્લોરો-$2$-મિથાઈલ બ્યુટેન (અકાઈરલ),
$3$. $2$-ક્લોરો-$3$-મિથાઈલ બ્યુટેન ($C2$ અને $C3$ પર કાઈરલ કેન્દ્ર),
$4$. $1$-ક્લોરો-$3$-મિથાઈલ બ્યુટેન (અકાઈરલ).
આમાંથી,$1$-ક્લોરો-$2$-મિથાઈલ બ્યુટેન અને $2$-ક્લોરો-$3$-મિથાઈલ બ્યુટેન કાઈરલ કેન્દ્ર ધરાવે છે અને પ્રતિબિંબકારક યુગ્મ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
આમ,કુલ $2$ પ્રતિબિંબકારક યુગ્મો મળે છે.

(B) આ પ્રક્રિયામાં બ્રોમીન રેડિકલ $(Br^\bullet)$ દ્વારા હાઇડ્રોજન પરમાણુનું દૂર થવું સામેલ છે.
પરિણામી આલ્કાઇલ રેડિકલની સ્થિરતા મુખ્ય નીપજ નક્કી કરે છે.
શરૂઆતનું સંયોજન $2-deuterio-3-methylbutane$ છે.
$C-3$ સ્થાન પરથી હાઇડ્રોજન પરમાણુ દૂર થવાથી તૃતીયક $(3^\circ)$ રેડિકલ બને છે,જે દ્વિતીયક $(2^\circ)$ અથવા પ્રાથમિક $(1^\circ)$ રેડિકલ કરતા વધુ સ્થિર છે.
વિકલ્પ $B$ એ $C-3$ સ્થાન પર બનેલા રેડિકલને દર્શાવે છે: $H_3C-CH(D)-C^\bullet(CH_3)-CH_3$.

(C) હાઈડ્રોકાર્બનનો અણુભાર $72 \ u$ છે. આલ્કેનનું સામાન્ય સૂત્ર $C_nH_{2n+2}$ છે.
$12n + 1(2n+2) = 72 \implies 14n = 70 \implies n = 5$.
આમ,હાઈડ્રોકાર્બન પેન્ટેન $(C_5H_{12})$ છે.
પેન્ટેનના સમઘટકો $n$-પેન્ટેન,આઈસોપેન્ટેન અને નિયોપેન્ટેન છે.
નિયોપેન્ટેન ($2,2$-ડાયમિથાઈલપ્રોપેન) માં તમામ $12$ હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ સમાન છે.
તેથી,હેલોજન સાથેની પ્રક્રિયા પર,તે માત્ર એક જ મોનો-વિસ્થાપિત આલ્કાઈલ હેલાઈડ આપે છે.

(A) ચતુર્થાંશ કાર્બન પરમાણુ એટલે એવો કાર્બન પરમાણુ જે અન્ય ચાર કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય.
ચતુર્થાંશ કાર્બન બનાવવા માટે,આપણે એક મધ્યવર્તી કાર્બન પરમાણુની જરૂર છે જે ચાર મિથાઈલ સમૂહો $(-CH_3)$ સાથે જોડાયેલ હોય.
આ બંધારણ $CH_3-C(CH_3)_2-CH_3$ છે,જેને $2,2$-ડાયમિથાઈલપ્રોપેન (નિયોપેન્ટેન) કહેવાય છે.
કુલ કાર્બન પરમાણુઓની ગણતરી કરતા: $1$ (મધ્યવર્તી) $+ 4$ (મિથાઈલ સમૂહો) $= 5$ કાર્બન પરમાણુઓ.
આમ,જરૂરી કાર્બન પરમાણુઓની ન્યૂનતમ સંખ્યા $5$ છે.

(A) પ્રારંભિક પદાર્થ $2$-મિથાઈલબ્યુટેન $(CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_3)$ છે.
જ્યારે $2$-મિથાઈલબ્યુટેન $Cl_2/h\nu$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે મુક્ત મુલક ક્લોરિનેશન અનુભવે છે.
શક્ય મોનોક્લોરિનેટેડ નીપજો:
$1$. $1$-ક્લોરો-$2$-મિથાઈલબ્યુટેન
$2$. $2$-ક્લોરો-$2$-મિથાઈલબ્યુટેન
$3$. $2$-ક્લોરો-$3$-મિથાઈલબ્યુટેન
$4$. $1$-ક્લોરો-$3$-મિથાઈલબ્યુટેન
અવકાશીય સમઘટકોને ધ્યાનમાં લેતા,કુલ સમઘટકો $(N)$ $6$ મળે છે.
અંશ નિસ્યંદન (Fractional distillation) ઉત્કલન બિંદુના આધારે પદાર્થોને અલગ કરે છે. પ્રતિબિંબીત સમઘટકો (enantiomers) ના ઉત્કલન બિંદુ સમાન હોય છે,તેથી તેમને અલગ કરી શકાતા નથી. તેથી,અંશની સંખ્યા $(F)$ $4$ છે.

(D) આલ્કેનમાં કિરાલિટી દર્શાવવા માટે કિરાલ કાર્બન પરમાણુની હાજરી જરૂરી છે,જે એવો કાર્બન પરમાણુ છે જે ચાર અલગ-અલગ સમૂહો સાથે જોડાયેલ હોય છે.
આલ્કેન $(C_nH_{2n+2})$ માટે,સૌથી સરળ કિરાલ અણુ $3$-મિથાઈલહેક્ઝેન છે,જેનું સૂત્ર $C_7H_{16}$ છે.
તેથી,આલ્કેનમાં કિરાલિટી દર્શાવવા માટે જરૂરી કાર્બન પરમાણુઓની ન્યૂનતમ સંખ્યા $7$ છે.

(C) $2,3-$ડાયમિથાઈલબ્યુટેનનું બંધારણ $(CH_3)_2CH-CH(CH_3)_2$ છે.
તેમાં બે પ્રકારના સમાન હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ છે: ચાર મિથાઈલ સમૂહ પરના $12$ પ્રાથમિક હાઈડ્રોજન અને $C_2$ તથા $C_3$ કાર્બન પરના $2$ તૃતીયક હાઈડ્રોજન.
તેથી,આ હાઈડ્રોજનના વિસ્થાપનથી માત્ર બે અલગ મોનોક્લોરીનેટેડ પદાર્થો મળે છે.

(C) $2$-મિથાઈલ બ્યુટેનનું બંધારણ $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$ છે.
મોનોક્લોરીનેશન ચાર અલગ-અલગ પ્રકારના હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ પર થઈ શકે છે:
$1$. $C_1$ પર: $Cl-CH_2-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$ (અકિરાલ).
$2$. $C_2$ પર: $CH_3-CCl(CH_3)-CH_2-CH_3$ (કિરાલ,કારણ કે $C_2$ ચાર અલગ સમૂહો સાથે જોડાયેલ છે).
$3$. $C_3$ પર: $CH_3-CH(CH_3)-CHCl-CH_3$ (કિરાલ,કારણ કે $C_3$ ચાર અલગ સમૂહો સાથે જોડાયેલ છે).
$4$. $C_4$ પર: $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_2Cl$ (અકિરાલ).
આમ,કુલ $2$ કિરાલ પદાર્થો મળે છે.

(A) આપેલ પ્રક્રિયા $2CH_3Br + 2Na \to CH_3-CH_3 + 2NaBr$ છે.
આ પ્રક્રિયામાં સોડિયમ ધાતુ અને સૂકા ઈથરની હાજરીમાં બે આલ્કાઈલ હેલાઈડ અણુઓ જોડાઈને ઉચ્ચ આલ્કેન બનાવે છે.
આ પ્રક્રિયાને વુટ્ઝ પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(C) $CH_3COOK$ ના જલીય દ્રાવણનું વિદ્યુત વિભાજન કોલ્બે વિદ્યુત વિભાજન પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખાય છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2CH_3COOK + 2H_2O \rightarrow CH_3-CH_3 + 2CO_2 + 2KOH + H_2$
એનોડ પર ઈથેન $(C_2H_6)$ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ ઉત્પન્ન થાય છે,જ્યારે કેથોડ પર હાઇડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ અને પોટેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(KOH)$ બને છે.
આમ,મુખ્ય કાર્બનિક નીપજ ઈથેન $(C_2H_6)$ મળે છે.

(A) કાર્બોક્સિલિક એસિડના સોડિયમ અથવા પોટેશિયમ ક્ષારોનું વિદ્યુત વિભાજન 'કોલ્બે વિદ્યુત વિભાજન' (Kolbe electrolysis) પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખાય છે,જે આલ્કેન (હાઇડ્રોકાર્બન) મેળવવા માટેની એક અસરકારક પદ્ધતિ છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $2RCOOK + 2H_2O \xrightarrow{\text{electrolysis}} R-R + 2CO_2 + H_2 + 2KOH$.
તેથી,વિકલ્પ $A$ એ હાઇડ્રોકાર્બન મેળવવા માટેની સાચી પ્રક્રિયા છે.

(C) ક્રેકિંગ એ લાંબી શૃંખલાવાળા હાઇડ્રોકાર્બનને નાના,વધુ ઉપયોગી હાઇડ્રોકાર્બનમાં તોડવાની પ્રક્રિયા છે.
પેટ્રોલમાં ઉચ્ચ આલ્કેન હોય છે,અને ક્રેકિંગ પર,તે $CH_4$ અને $C_3H_6$ જેવા નાના આલ્કેન અને આલ્કીનનું મિશ્રણ આપે છે.

(A) સીટેન રાસાયણિક રીતે હેક્સાડેકેન છે,જે $16$ કાર્બન અણુઓ ધરાવતો આલ્કેન છે.
તેનું રાસાયણિક સૂત્ર $CH_3(CH_2)_{14}CH_3$ છે.

(B) પ્રક્રિયા $CH_4 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} CH_3Cl + HCl$ એ મુક્ત-મૂલક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,પ્રકાશ $(h\nu)$ ની હાજરીમાં $Cl-Cl$ બંધનું હોમોલિટીક વિભાજન થઈને ક્લોરિન મુક્ત-મૂલકો $(Cl^{\bullet})$ ઉત્પન્ન થાય છે.
ત્યારબાદ આ મુક્ત-મૂલકો મિથેન અણુ પર હુમલો કરીને હાઇડ્રોજન પરમાણુનું વિસ્થાપન કરે છે,જે મુક્ત-મૂલક વિસ્થાપનનું લાક્ષણિક પગલું છે.

(D) $2, 2-$ડાયમિથાઈલબ્યુટેનનું બંધારણ $CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-CH_3$ છે.
આ અણુમાં:
$1.$ પ્રાથમિક $(1^\circ)$ કાર્બન એ છેડાના કાર્બન અને મિથાઈલ શાખાઓ છે. આવા $4$ કાર્બન છે,જેમાં $12$ પ્રાથમિક હાઈડ્રોજન છે.
$2.$ દ્વિતીયક $(2^\circ)$ કાર્બન એ સ્થાન $3$ પર રહેલ $-CH_2-$ સમૂહ છે. તેમાં $2$ દ્વિતીયક હાઈડ્રોજન છે.
$3.$ ચતુર્થક $(4^\circ)$ કાર્બન સ્થાન $2$ પર છે,જેની પાસે કોઈ હાઈડ્રોજન નથી.
તેથી,દ્વિતીયક હાઈડ્રોજનની સંખ્યા $2$ છે.

(A) આલ્કેનનું સામાન્ય સૂત્ર $C_nH_{2n+2}$ છે.
આપેલ આણ્વીય દળ $72$ છે.
$12n + 1(2n+2) = 72 \implies 14n + 2 = 72 \implies 14n = 70 \implies n = 5$.
તેથી,આણ્વીય સૂત્ર $C_5H_{12}$ છે.
જે આલ્કેન માત્ર એક જ મોનોક્લોરિનેટેડ નીપજ બનાવે છે,તેના તમામ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સમાન હોવા જોઈએ.
$2,2-$ડાયમિથાઈલપ્રોપેન (નિયોપેન્ટેન),$(CH_3)_4C$ માં,તમામ $12$ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સમાન છે.
તેથી,તે સૂર્યપ્રકાશની હાજરીમાં $Cl_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને માત્ર એક જ મોનોક્લોરિનેટેડ નીપજ બનાવે છે.

(A) વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયામાં આલ્કાઈલ હેલાઈડની સોડિયમ ધાતુ સાથે શુષ્ક ઈથરની હાજરીમાં પ્રક્રિયા થઈને ઉચ્ચ આલ્કેન બને છે.
આલ્કાઈલ ફ્લોરાઈડ $(R-F)$ માં $C-F$ બંધની બંધ વિયોજન ઉર્જા ખૂબ વધારે હોવાથી તે વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયામાં ભાગ લેતા નથી.
તેથી,$C_2H_5F$ વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા આપતું નથી.
સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(B) નીચા હાઇડ્રોકાર્બન વાયુ અવસ્થામાં હોય છે,જ્યારે ઉચ્ચ હાઇડ્રોકાર્બન પ્રવાહી અથવા ઘન અવસ્થામાં હોય છે.
ક્રેકિંગ અથવા પાયરોલિસિસ દ્વારા,ઉચ્ચ આણ્વીય દળ ધરાવતો હાઇડ્રોકાર્બન નીચા આણ્વીય દળ ધરાવતા હાઇડ્રોકાર્બનના મિશ્રણમાં વિભાજિત થાય છે.
તેથી,ક્રેકિંગની પ્રક્રિયા દ્વારા પ્રવાહી હાઇડ્રોકાર્બનને વાયુરૂપ હાઇડ્રોકાર્બનના મિશ્રણમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે.

(B) હાઇડ્રોકાર્બનનું આણ્વીય દળ $72 \ u$ છે. આલ્કેનનું સામાન્ય સૂત્ર $C_nH_{2n+2}$ છે.
$12n + 1(2n+2) = 72 \implies 14n = 70 \implies n = 5$.
આમ,હાઇડ્રોકાર્બન પેન્ટેન $(C_5H_{12})$ છે.
પેન્ટેનના સમઘટકોમાં (n-પેન્ટેન,આઇસોપેન્ટેન અને નિયોપેન્ટેન),નિયોપેન્ટેન $(2,2-\text{ડાયમિથાઇલપ્રોપેન})$ માં તમામ $12$ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સમાન છે.
તેથી,મોનો-હેલોજનેશન પર,તે માત્ર એક જ મોનો-વિસ્થાપિત આલ્કાઇલ હેલાઇડ આપે છે.
$(CH_3)_4C + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} (CH_3)_3C-CH_2Cl + HCl$.

(C) $2$-methylbutane એ $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$ છે.
મોનોક્લોરિનેશન નીચે મુજબની નીપજો આપે છે:
$1.$ $Cl-CH_2-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$ ($1$-chloro-$2$-methylbutane): આ અણુમાં $C_2$ પર કાઈરલ કેન્દ્ર છે,તેથી તે $2$ એનાન્શિયોમર તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
$2.$ $CH_3-CCl(CH_3)-CH_2-CH_3$ ($2$-chloro-$2$-methylbutane): આ અણુ અકાઈરલ છે.
$3.$ $CH_3-CH(CH_3)-CHCl-CH_3$ ($2$-chloro-$3$-methylbutane): આ અણુમાં $C_3$ પર કાઈરલ કેન્દ્ર છે,તેથી તે $2$ એનાન્શિયોમર તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
$4.$ $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_2Cl$ ($1$-chloro-$3$-methylbutane): આ અણુ અકાઈરલ છે.
કુલ કાઈરલ સંયોજનો = $2 + 2 = 4$.

(D) હાઇડ્રોકાર્બન $C_5H_{12}$ એ આલ્કેન છે. આલ્કેન અંધારામાં ક્લોરિન સાથે પ્રક્રિયા કરતા નથી પરંતુ સૂર્યપ્રકાશની હાજરીમાં મુક્ત-મૂલક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા આપે છે.
$n$-પેન્ટેન $(CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3)$ માં ત્રણ પ્રકારના સમાન હાઇડ્રોજન હોય છે,જે ત્રણ મોનોક્લોરો આઇસોમર્સ આપે છે.
આઇસોપેન્ટેન $(CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_3)$ માં ચાર પ્રકારના સમાન હાઇડ્રોજન હોય છે,જે ચાર મોનોક્લોરો આઇસોમર્સ આપે છે.
નિયોપેન્ટેન $(C(CH_3)_4)$ માં માત્ર એક જ પ્રકારનો સમાન હાઇડ્રોજન હોય છે,જે માત્ર એક જ મોનોક્લોરો આઇસોમર આપે છે.
પ્રશ્નમાં આપેલા વિકલ્પોમાંથી કોઈ પણ છ મોનોક્લોરો સંયોજનો આપતું નથી,તેથી આપેલા વિકલ્પોમાંથી કોઈ પણ સાચું નથી.

(A) ઈથેનનું મુક્ત રેડિકલ ક્લોરિનેશન શૃંખલા પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે જેમાં પ્રારંભ,પ્રસરણ અને સમાપ્તિના તબક્કાઓ હોય છે.
પ્રસરણના તબક્કાઓ નીચે મુજબ છે:
તબક્કો $(i)$: ક્લોરિન રેડિકલ ઈથેનમાંથી હાઈડ્રોજન પરમાણુ દૂર કરીને ઈથાઈલ રેડિકલ અને હાઈડ્રોજન ક્લોરાઈડ બનાવે છે: $\dot{Cl} + CH_3-CH_3 \rightarrow CH_3-C\dot{H}_2 + HCl$.
તબક્કો $(ii)$: ઈથાઈલ રેડિકલ ક્લોરિન અણુ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઈથાઈલ ક્લોરાઈડ બનાવે છે અને ક્લોરિન રેડિકલ ફરીથી ઉત્પન્ન થાય છે: $CH_3-C\dot{H}_2 + Cl_2 \rightarrow CH_3-CH_2Cl + \dot{Cl}$.
તેથી,વિકલ્પ $A$ સાચો છે.