Aromatic hydrocarbon Questions in Gujarati

(A) બેન્ઝીનનું નાઈટ્રેશન એ ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયાનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે.
આ પ્રક્રિયામાં,$HNO_3$ એ $H_2SO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને નાઈટ્રોનિયમ આયન $(NO_2^+)$ ઉત્પન્ન કરે છે,જે પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોફાઈલ તરીકે કાર્ય કરે છે.
બેન્ઝીન વલય,જે ઇલેક્ટ્રોનથી સમૃદ્ધ છે,તે ઇલેક્ટ્રોફાઈલ $(NO_2^+)$ પર હુમલો કરીને કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી (એરેનિયમ આયન) બનાવે છે.
અંતે,પ્રોટોન દૂર થવાથી બેન્ઝીન વલયની એરોમેટિકતા પુનઃસ્થાપિત થાય છે,જેના પરિણામે નાઈટ્રોબેન્ઝીન બને છે.

(B) બેન્ઝીનનું ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટિટ્યુશન (હેલોજનેશન) કરવા માટે લુઈસ એસિડ ઉદ્દીપકની હાજરી જરૂરી છે,જે હેલોજન વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે.
$1.$ હેલોજન અણુ $(X_2)$ ને ધ્રુવીય બનાવીને ઇલેક્ટ્રોફાઇલ $(X^+)$ ઉત્પન્ન કરવા માટે $FeCl_3$ અથવા $AlCl_3$ જેવા હેલોજન વાહકની જરૂર પડે છે.
$2.$ પ્રકાશની હાજરીમાં મુક્ત મુલક વિસ્થાપન (free-radical substitution) થતું અટકાવવા માટે આ પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે અંધારામાં કરવામાં આવે છે.
$3.$ તેથી,ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક હેલોજનેશન માટે હેલોજન વાહકની હાજરી અને અંધારાની સ્થિતિ જરૂરી છે.

(A) આપેલ પ્રક્રિયા $C_6H_6 + CH_3Cl \xrightarrow{anhydrous \ AlCl_3} C_6H_5CH_3 + HCl$ માં લુઈસ એસિડ ઉદ્દીપક $(AlCl_3)$ ની હાજરીમાં બેન્ઝીનનું આલ્કાઈલેશન થાય છે.
આ ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઈલેશન પ્રક્રિયાનું એક ઉત્તમ ઉદાહરણ છે.

(B) આયર્ન ઉદ્દીપક (અથવા $FeCl_3$) ની હાજરીમાં બેન્ઝીનની ક્લોરિન સાથેની પ્રક્રિયા એ ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,આયર્ન ઉદ્દીપક ક્લોરિન સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી $Cl^+$ ઉત્પન્ન કરે છે.
ત્યારબાદ આ ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી બેન્ઝીન વલય પર હુમલો કરે છે અને હાઇડ્રોજન પરમાણુને દૂર કરીને ક્લોરોબેન્ઝીન $(C_6H_5Cl)$ બનાવે છે.
આ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ દર્શાવી શકાય છે:
$C_6H_6 + Cl_2 \xrightarrow{Fe} C_6H_5Cl + HCl$
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(B)$ છે.

(C) માઈકલ ફેરાડેએ સૌપ્રથમ $1825$ માં પ્રકાશ આપતા ગેસના ઉત્પાદનમાંથી મેળવેલા તેલી અવશેષોમાંથી બેન્ઝીનને અલગ કર્યું અને ઓળખ્યું હતું,અને તેને 'બાયકાર્બ્યુરેટ ઓફ હાઈડ્રોજન' નામ આપ્યું હતું.

(C) બેન્ઝીનનું બંધારણ તેની શોધ ત્યારથી જ રસનો વિષય રહ્યો છે.
જર્મન રસાયણશાસ્ત્રી ઓગસ્ટ કેક્યુલે વોન સ્ટ્રાડોનિટ્ઝે $1866$ માં બેન્ઝીનનું ચક્રીય બંધારણ સૂચવ્યું હતું,જેમાં છ કાર્બન પરમાણુઓ એકાંતરે સિંગલ અને ડબલ બોન્ડ ધરાવે છે.

(D) બેન્ઝીનનું સેન્ટ્રિક બંધારણ $Armstrong$ અને $Baeyer$ દ્વારા સૂચવવામાં આવ્યું હતું.

(A) બેન્ઝીન $(C_6H_6)$ માં,સંસ્પંદન અને $\pi$-ઇલેક્ટ્રોનના વિસ્થાનિકરણને કારણે બંધારણ નિયમિત ષટ્કોણ જેવું હોય છે.
બધા જ $C-C$ બંધની લંબાઈ સમાન $1.39 \mathring{A}$ હોય છે.
છે છ કાર્બન પરમાણુઓ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે અને તેમના રાસાયણિક પર્યાવરણની દ્રષ્ટિએ સમાન છે.
તેથી,બધા છ કાર્બન પરમાણુઓ એક જ પ્રકારના છે.

(C) સોડિયમ બેન્ઝોએટ $(C_6H_5COONa)$ ની સોડાલાઈમ $(NaOH + CaO)$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ડિકાર્બોક્સિલેશન પ્રક્રિયા છે.
જ્યારે સોડિયમ બેન્ઝોએટને સોડાલાઈમ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેનું ડિકાર્બોક્સિલેશન થઈને બેન્ઝીન $(C_6H_6)$ અને સોડિયમ કાર્બોનેટ $(Na_2CO_3)$ મળે છે.
રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$C_6H_5COONa + NaOH \xrightarrow{CaO} C_6H_6 + Na_2CO_3$
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(C)$ છે.

(B) બેન્ઝીનનું $50-60 \ ^oC$ તાપમાને સાંદ્ર $HNO_3$ અને સાંદ્ર $H_2SO_4$ ના મિશ્રણ સાથે નાઈટ્રેશન કરવાથી નાઈટ્રોબેન્ઝીન મળે છે.
નાઈટ્રોબેન્ઝીનનું ઊંચા તાપમાને (આશરે $100 \ ^oC$) વધુ નાઈટ્રેશન કરવાથી $m-$ડાયનાઈટ્રોબેન્ઝીન બને છે,કારણ કે $-NO_2$ સમૂહ એ નિષ્ક્રિય કરનાર અને મેટા-નિર્દેશક સમૂહ છે.
આમ,અંતિમ નીપજ $m-$ડાયનાઈટ્રોબેન્ઝીન છે.

(D) સાંદ્ર $H_2SO_4$ ની હાજરીમાં સાંદ્ર $HNO_3$ સાથે ટોલ્યુઈનનું નાઈટ્રેશન કરવાથી અંતિમ નીપજ તરીકે $2, 4, 6-$ટ્રાયનાઈટ્રોટોલ્યુઈન $(TNT)$ મળે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$C_6H_5CH_3 + 3HNO_3 \xrightarrow{Conc. H_2SO_4} C_6H_2(NO_2)_3CH_3 + 3H_2O$
આમ,સાચો વિકલ્પ $(d)$ છે.

(B) બેન્ઝીનનું સલ્ફોનેશન એ પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,બેન્ઝીન સાંદ્ર $H_2SO_4$ (અથવા ધૂમ્રાયમાન $H_2SO_4$,એટલે કે ઓલિયમ) સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેન્ઝીનસલ્ફોનિક એસિડ બનાવે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$C_6H_6 + H_2SO_4 \rightleftharpoons C_6H_5SO_3H + H_2O$
આ પ્રક્રિયા પ્રતિવર્તી હોવાથી,અતિશય ગરમ વરાળ ઉમેરવાથી બેન્ઝીનસલ્ફોનિક એસિડમાંથી બેન્ઝીન ફરીથી મેળવી શકાય છે.

(C) $m-xylene$ સૌથી સરળતાથી સલ્ફોનેટેડ થાય છે કારણ કે તેમાં ઇલેક્ટ્રોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન માટે સૌથી વધુ સક્રિય સ્થાનો ઉપલબ્ધ છે.
$m-xylene$ માં,બે મિથાઈલ ગ્રુપ $1,3-$ સ્થાનો પર છે,જે $2, 4,$ અને $6$ સ્થાનોને ઇલેક્ટ્રોફિલિક હુમલા માટે સક્રિય કરે છે.
ખાસ કરીને,$4$ નંબરનું સ્થાન ખૂબ જ સક્રિય છે અને $o-xylene$ અને $p-xylene$ ની સરખામણીમાં તેમાં અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) ઓછો છે.

(D) આલ્કાઈલ બેન્ઝીન (જેમ કે ટોલ્યુઈન) નું આલ્કલાઇન $KMnO_4$ જેવા પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા સાથે ઓક્સિડેશન કરવાથી આલ્કાઈલ શૃંખલાનું કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહમાં ઓક્સિડેશન થાય છે.
મંદ $HNO_3$ ની હાજરીમાં પણ,આલ્કલાઇન $KMnO_4$ ની પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા અસર ટોલ્યુઈનના મિથાઈલ સમૂહ $(-CH_3)$ ને કાર્બોક્સિલ સમૂહ $(-COOH)$ માં રૂપાંતરિત કરે છે.
આમ,ટોલ્યુઈનનું ઓક્સિડેશન થઈને બેન્ઝોઈક એસિડ $(C_6H_5COOH)$ મળે છે.

(C) જ્યારે બેન્ઝીનની વરાળને હવા સાથે મિશ્ર કરીને $775 \ K$ તાપમાને $V_2O_5$ ઉદ્દીપક પરથી પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેનું ઉદ્દીપકીય ઓક્સિડેશન થઈને મેલિક એનહાઇડ્રાઇડ મળે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$C_6H_6 + \frac{9}{2} O_2 \xrightarrow{V_2O_5, 775 \ K} \text{મેલિક એનહાઇડ્રાઇડ} + 2CO_2 + 2H_2O$
આ પ્રક્રિયામાં બેન્ઝીન વલયનું ઓક્સિડેશન થાય છે અને ત્યારબાદ નિર્જલીકરણ થઈને મેલિક એનહાઇડ્રાઇડ પ્રાપ્ત થાય છે.

(B) બેન્ઝીન અને તેના વ્યુત્પન્નો સંસ્પંદનને કારણે વધારાની સ્થિરતા ધરાવે છે,જે તેમને યોગશીલ પ્રતિક્રિયાઓ માટે ઓછી સક્રિય બનાવે છે કારણ કે તે એરોમેટિક સિસ્ટમને તોડી નાખે છે.
રિંગના સમતલની ઉપર અને નીચે રહેલા વિસ્થાનિકૃત $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન વાદળ ઇલેક્ટ્રોનથી સમૃદ્ધ હોય છે,જે તેમને ઇલેક્ટ્રોફાઇલ દ્વારા હુમલા માટે સંવેદનશીલ બનાવે છે.
તેથી,બેન્ઝીન અને તેના વ્યુત્પન્નોની લાક્ષણિક પ્રતિક્રિયાઓ $Electrophilic \ substitution \ reactions$ છે.

(A) મોટાભાગના $o, p-$ નિર્દેશક સમૂહો સક્રિયકારક સમૂહો છે.
જો મોનોસબસ્ટીટ્યુટેડ બેન્ઝીનનું ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન સમાન પરિસ્થિતિઓમાં બેન્ઝીન કરતા ઝડપી હોય,તો મોનોસબસ્ટીટ્યુટેડ બેન્ઝીનમાં રહેલા સબસ્ટીટ્યુઅન્ટને સક્રિયકારક સમૂહ કહેવામાં આવે છે.

(A) ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા બેન્ઝીન વલય પર રહેલા ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ સમૂહો દ્વારા ઝડપી બને છે,જે વલયની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે.
$1$. ટોલ્યુઈનમાં રહેલો $-CH_3$ સમૂહ $+I$ અસર અને હાઈપરકોન્જુગેશનને કારણે ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ સમૂહ છે.
$2$. બેન્ઝીન પર કોઈ વિસ્થાપિત સમૂહ નથી.
$3$. બેન્ઝોઈક એસિડમાં $-COOH$ સમૂહ અને નાઈટ્રોબેન્ઝીનમાં $-NO_2$ સમૂહ ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ (ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક) સમૂહો છે,જે વલયની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા ઘટાડે છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી ટોલ્યુઈન ઇલેક્ટ્રોફિલિક નાઈટ્રેશન પ્રત્યે સૌથી વધુ સક્રિય છે.

(C) સલ્ફોનેશન એ ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
પ્રક્રિયાનો દર બેન્ઝીન વલયની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા પર આધાર રાખે છે.
ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત કરતા સમૂહો (જેમ કે ટોલ્યુઈનમાં $-CH_3$) વલયની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે,જે તેને ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી હુમલા માટે વધુ સક્રિય બનાવે છે.
ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહો (જેમ કે નાઈટ્રોબેન્ઝીનમાં $-NO_2$) ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા ઘટાડે છે,જે તેને ઓછી સક્રિય બનાવે છે.
તેથી,આપેલા સંયોજનોમાં ટોલ્યુઈન સલ્ફોનેશન પ્રક્રિયા માટે સૌથી વધુ સક્રિય છે.

(C) બેન્ઝીન અણુમાં,રેઝોનન્સને કારણે તમામ $C-C$ બંધની લંબાઈ સમાન હોય છે.
બેન્ઝીન સરળતાથી યોગશીલ પ્રતિક્રિયાઓ આપતું નથી કારણ કે તે એરોમેટિકતાને કારણે ખૂબ જ સ્થિર છે.
બેન્ઝીન વલયમાં $\pi$ ઇલેક્ટ્રોનનું ચક્રીય વિસ્થાનિકરણ થાય છે.
બેન્ઝીનનું મોનોસબસ્ટિટ્યુશન માત્ર એક જ આઇસોમેરિક નીપજ આપે છે કારણ કે બેન્ઝીન વલયમાં તમામ છ સ્થાનો સમાન છે.

(A) ફ્રિડેલ-ક્રાફ્ટસ આલ્કાઈલેશનમાં,લુઈસ એસિડ ઉદ્દીપક $AlCl_3$ ની હાજરીમાં બેન્ઝીન વલયમાં આલ્કાઈલ સમૂહ દાખલ કરવામાં આવે છે.
બેન્ઝીનના મિથાઈલેશન માટે,પ્રક્રિયકો બેન્ઝીન $(C_6H_6)$ અને મિથાઈલ ક્લોરાઈડ $(CH_3Cl)$ છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $C_6H_6 + CH_3Cl \xrightarrow{AlCl_3} C_6H_5CH_3 + HCl$.

(A) બેન્ઝીનનું નાઈટ્રેશન એ ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયાનું ઉદાહરણ છે.
આ પ્રક્રિયામાં,નાઈટ્રોનિયમ આયન $(NO_2^+)$ એક પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોફાઇલ તરીકે કાર્ય કરે છે.
બેન્ઝીન,જે ઇલેક્ટ્રોનથી સમૃદ્ધ છે,તે ઇલેક્ટ્રોફાઇલ પર હુમલો કરીને સિગ્મા કોમ્પ્લેક્સ (એરેનિયમ આયન) બનાવે છે.
અંતે,પ્રોટોન $(H^+)$ દૂર થવાથી બેન્ઝીન રિંગની એરોમેટિકતા પાછી આવે છે.
હાઇડ્રોજન પરમાણુ નાઈટ્રો ગ્રુપ દ્વારા બદલાતો હોવાથી,તેને ઇલેક્ટ્રોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

(D) બેન્ઝીન એ $\pi$-ઇલેક્ટ્રોનના વિસ્થાનિકરણને કારણે એક સ્થાયી એરોમેટિક સંયોજન છે.
આ સ્થિરતાને કારણે,તે મુખ્યત્વે ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન પ્રતિક્રિયાઓ આપે છે,કારણ કે યોગશીલ પ્રતિક્રિયાઓ તેની એરોમેટિકતાનો નાશ કરે છે.
જોકે,ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં,બેન્ઝીન યોગશીલ પ્રતિક્રિયાઓ (જેમ કે સાયક્લોહેક્સેનમાં હાઇડ્રોજનેશન) આપી શકે છે.
વધુમાં,આલ્કાઇલ-વિસ્થાપિત બેન્ઝીન આલ્કલાઇન $KMnO_4$ જેવા પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તાનો ઉપયોગ કરીને સાઇડ ચેઇનનું ઓક્સિડેશન કરી શકે છે.
આમ,બેન્ઝીન અને તેના વ્યુત્પન્નો યોગ્ય પરિસ્થિતિઓમાં આ તમામ પ્રકારની પ્રતિક્રિયાઓ દર્શાવે છે,તેથી સાચો જવાબ $All \ of \ these$ છે.

(B) સાચો જવાબ $(B)$ છે.
બેન્ઝીન $(C_6H_6)$ એ ઈથાઈન $(C_2H_2)$ ના ચક્રીય ટ્રાઈમરાઈઝેશન દ્વારા મેળવી શકાય છે.
જ્યારે ઈથાઈન વાયુને $873 \ K$ તાપમાને લાલચોળ લોખંડની નળીમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેનું ચક્રીય પોલીમરાઈઝેશન થઈને બેન્ઝીન બને છે.

(A) સલ્ફર પરમાણુની ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ અસરને કારણે થાયોફીન બેન્ઝીન કરતા ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટિટ્યુશન પ્રત્યે વધુ સક્રિય છે.
જ્યારે બેન્ઝીન અને થાયોફીનના મિશ્રણને ઓરડાના તાપમાને સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_2SO_4)$ સાથે હલાવવામાં આવે છે,ત્યારે થાયોફીનનું સલ્ફોનેશન થઈને થાયોફીન$-2-$સલ્ફોનિક એસિડ બને છે,જે પાણીમાં દ્રાવ્ય છે.
આ હળવી પરિસ્થિતિઓમાં બેન્ઝીનનું સલ્ફોનેશન થતું નથી.
પરિણામી મિશ્રણ બે સ્તરો બનાવે છે: બેન્ઝીન ધરાવતું કાર્બનિક સ્તર અને થાયોફીન-સલ્ફોનિક એસિડ ધરાવતું જલીય સ્તર.
આ સ્તરોને સેપરેટિંગ ફનલનો ઉપયોગ કરીને અલગ કરી શકાય છે,જેનાથી બેન્ઝીન શુદ્ધ સ્વરૂપે મેળવી શકાય છે.

(B) હાઇડ્રોકાર્બન એ કાર્બનિક સંયોજન છે જે સંપૂર્ણપણે હાઇડ્રોજન અને કાર્બનનું બનેલું હોય છે.
$(B)$ બેન્ઝીન $(C_6H_6)$ ફક્ત કાર્બન અને હાઇડ્રોજન પરમાણુઓનું બનેલું છે,તેથી તે હાઇડ્રોકાર્બન છે.
યુરિયા $(NH_2CONH_2)$,એમોનિયમ સાયનેટ $(NH_4OCN)$,અને ફિનોલ $(C_6H_5OH)$ માં નાઇટ્રોજન અથવા ઓક્સિજન જેવા અન્ય તત્વો પણ હોય છે.

(C) એલિફેટિક હાઇડ્રોકાર્બનની તુલનામાં એરોમેટિક સંયોજનોમાં કાર્બન અને હાઇડ્રોજનનું પ્રમાણ ઊંચું હોય છે.
કાર્બનની આ ઊંચી ટકાવારીને કારણે,સંપૂર્ણ દહન માટે પૂરતો ઓક્સિજન ઉપલબ્ધ હોતો નથી,જેના પરિણામે ન બળેલા કાર્બનના કણો બને છે,જે કાજળ (soot) તરીકે દેખાય છે.
તેથી,તેઓ કાળી જ્યોત સાથે સળગે છે.

(C) એરોમેટિક સંયોજનોનું નાઈટ્રેશન એ ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે જેમાં દર-નિર્ધારક તબક્કો સિગ્મા કોમ્પ્લેક્સ (એરેનિયમ આયન) નું નિર્માણ છે.
કારણ કે $C-H$ અથવા $C-D$ બંધનું વિભાજન દર-નિર્ધારક તબક્કા પછી થાય છે,તેથી કોઈ પ્રાથમિક ગતિજ આઈસોટોપ અસર જોવા મળતી નથી.
તેથી,બેન્ઝીન $(C_6H_6)$ અને હેક્ઝા-ડ્યુટેરોબેન્ઝીન $(C_6D_6)$ ના નાઈટ્રેશનનો દર સમાન છે.
વિધાન $C$ ખોટું છે કારણ કે દરો સમાન છે,વધારે નથી.

(C) $2,4,6-$ટ્રાયનાઈટ્રોટોલ્યુઈન,જે સામાન્ય રીતે $TNT$ તરીકે ઓળખાય છે,તે એક રાસાયણિક સંયોજન છે જેનો ઉપયોગ વિસ્ફોટક તરીકે વ્યાપકપણે થાય છે.

(D) જ્યારે બેન્ઝીન સૂર્યપ્રકાશ ($UV$ પ્રકાશ) ની હાજરીમાં ક્લોરિન સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે વિસ્થાપનને બદલે યોગશીલ પ્રક્રિયા થાય છે.
બેન્ઝીન વલયની વિસ્થાનિકૃત $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન સિસ્ટમ તૂટી જાય છે અને છ કાર્બન પરમાણુઓમાંથી દરેક પર એક ક્લોરિન પરમાણુ ઉમેરાય છે.
બનતી નીપજ $1,2,3,4,5,6-$હેક્ઝાક્લોરોસાયક્લોહેક્ઝેન છે,જેને સામાન્ય રીતે બેન્ઝીન હેક્ઝાક્લોરાઇડ $(BHC)$ અથવા ગેમેક્સેન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,જેનું સૂત્ર $C_6H_6Cl_6$ છે.

(D) $AlCl_3$ જેવા લુઈસ એસિડ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં બેન્ઝીનની $Cl_2$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,બેન્ઝીન વલય પરનો એક હાઇડ્રોજન પરમાણુ ક્લોરિન પરમાણુ દ્વારા વિસ્થાપિત થઈને ક્લોરોબેન્ઝીન અને $HCl$ બનાવે છે.
તેથી,તે વિસ્થાપન પ્રક્રિયાનું ઉદાહરણ છે.

(B) એન્થ્રાસીન એ $C_{14}H_{10}$ સૂત્ર ધરાવતો ઘન પોલીસાયક્લિક એરોમેટિક હાઇડ્રોકાર્બન $(PAH)$ છે,જે ત્રણ રેખીય રીતે જોડાયેલી બેન્ઝીન રિંગ ધરાવે છે.
નેપ્થલીન બે જોડાયેલી બેન્ઝીન રિંગ ધરાવે છે.
ફિનાન્થ્રોલીન એ નાઇટ્રોજન અણુઓ ધરાવતું હેટરોસાયક્લિક સંયોજન છે.
ટ્રાયફિનાઈલ મિથેન એ મધ્યવર્તી કાર્બન અણુ સાથે જોડાયેલા ત્રણ ફિનાઈલ જૂથો ધરાવે છે,જેમાં રિંગ્સ જોડાયેલી હોતી નથી.
તેથી,સાચો જવાબ એન્થ્રાસીન છે.

(A) બેન્ઝીનની ઓઝોન $(O_3)$ સાથેની પ્રક્રિયાથી મધ્યવર્તી નીપજ તરીકે બેન્ઝીન ટ્રાયઓઝોનાઈડ બને છે.
જો પ્રક્રિયાને ઓઝોન ઉમેર્યા પછી અટકાવી દેવામાં આવે અને કોઈ જળવિભાજન (રિડક્શન) પગલું કરવામાં ન આવે,તો અંતિમ નીપજ તરીકે બેન્ઝીન ટ્રાયઓઝોનાઈડ મળે છે.
ગ્લાયોક્સલ $(CHO-CHO)$ મેળવવા માટે બેન્ઝીન ટ્રાયઓઝોનાઈડનું $Zn/H_2O$ નો ઉપયોગ કરીને જળવિભાજન અથવા રિડક્ટિવ ક્લીવેજ કરવું જરૂરી છે.

(C) $750 \ K$ તાપમાને $Cr_2O_3/Al_2O_3$ ની હાજરીમાં $n-heptane$ નું ઉદ્દીપકીય વિહાઈડ્રોજનેશન અને ચક્રીયકરણ કરવાથી toluene મળે છે.
આ પ્રક્રિયાને એરોમેટાઈઝેશન અથવા રિફોર્મિંગ કહેવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા: $n-C_7H_{16} \xrightarrow[750 \ K]{Cr_2O_3/Al_2O_3} \text{Toluene} + 4H_2$.

(B) $1$. બેન્ઝિન $(C_6H_6)$ ની નાઈટ્રેટિંગ મિશ્રણ $(HNO_3 + H_2SO_4)$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે જે નાઈટ્રોબેન્ઝિન $(X)$ આપે છે.
$2$. નાઈટ્રોબેન્ઝિન $(X)$ માં $-NO_2$ સમૂહ હોય છે,જે પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક સમૂહ છે અને તે મેટા-નિર્દેશક સમૂહ છે.
$3$. જ્યારે નાઈટ્રોબેન્ઝિન લુઈસ એસિડ ઉદ્દીપક $(FeCl_3)$ ની હાજરીમાં ક્લોરિન $(Cl_2)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે આવનાર ઇલેક્ટ્રોફાઇલ $(Cl^+)$ મેટા-સ્થાન પર જોડાય છે.
$4$. તેથી,નીપજ $Y$ એ $3-$નાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝિન છે.

(C) નોકિંગ એ એન્જિનમાં બળતણ-હવાના મિશ્રણનું અકાળે પ્રજ્વલન છે,જે ધાતુ જેવો અવાજ ઉત્પન્ન કરે છે. નોકિંગ ગુણધર્મ એ બળતણના ઓક્ટેન રેટિંગ સાથે વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
નોકિંગની વૃત્તિનો ક્રમ આ મુજબ છે: $\text{સીધી શૃંખલાવાળા પેરાફિન્સ} > \text{શાખિત શૃંખલાવાળા પેરાફિન્સ} > \text{ઓલેફિન્સ} > \text{સાયક્લોઆલ્કેન્સ} > \text{એરોમેટિક હાઇડ્રોકાર્બન}$.
એરોમેટિક હાઇડ્રોકાર્બનનું ઓક્ટેન રેટિંગ સૌથી વધુ હોવાથી,તેઓ સૌથી ઓછો નોકિંગ ગુણધર્મ ધરાવે છે.

(C) બેન્ઝીન પ્રયોગશાળામાં સોડિયમ બેન્ઝોએટનું સોડા લાઈમ $(NaOH + CaO)$ સાથે ડિકાર્બોક્સિલેશન કરીને બનાવવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $C_6H_5COONa + NaOH \xrightarrow{CaO, \Delta} C_6H_6 + Na_2CO_3$.
આમ,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(A) બેન્ઝીનનું ક્લોરિનેશન એ ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
$FeCl_3$ અથવા $AlCl_3$ જેવા લુઈસ એસિડ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં,ક્લોરિન અણુ $(Cl_2)$ પ્રતિક્રિયા કરીને ઇલેક્ટ્રોફાઇલ ઉત્પન્ન કરે છે,જે ક્લોરોનિયમ આયન $(Cl^{+})$ છે.
તેથી,પ્રતિક્રિયાશીલ સ્પીસીઝ $Cl^{+}$ છે.

(A) વિસ્થાનિકૃત $\pi$ ઇલેક્ટ્રોનની હાજરી એ એરોમેટિક સંયોજનોની લાક્ષણિકતા છે.
બેન્ઝીન $(C_6H_6)$ એ એક એરોમેટિક સંયોજન છે જેમાં $6$ વિસ્થાનિકૃત $\pi$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.

(B) બેન્ઝીનમાં તમામ છ કાર્બન પરમાણુઓ એક જ સમતલમાં આવેલા હોય છે. બધા કાર્બન પરમાણુઓ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે. તેથી,તે એક સમતલીય અણુ છે.

(A) બેન્ઝીનના ક્લોરિનેશનમાં,$FeCl_3$ એ લુઈસ એસિડ ઉદ્દીપક તરીકે કાર્ય કરે છે.
તે $Cl_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઇલેક્ટ્રોફાઇલ $Cl^{+}$ (ક્લોરોનિયમ આયન) ઉત્પન્ન કરે છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $Cl_2 + FeCl_3 \rightarrow Cl^{+} + [FeCl_4]^{-}$.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(D) ટોલ્યુઈનમાં રહેલ $-CH_3$ સમૂહ પ્રેરક અસર અને અતિસંયુગ્મન (hyperconjugation) ને કારણે ઇલેક્ટ્રોન દાતા સમૂહ છે.
તે બેન્ઝીન વલયને ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન પ્રતિક્રિયાઓ માટે સક્રિય કરે છે અને ઓર્થો-પેરા નિર્દેશક છે.
તેથી,સાંદ્ર $HNO_3$ અને સાંદ્ર $H_2SO_4$ સાથે ટોલ્યુઈનનું નાઈટ્રેશન કરવાથી $o-$નાઈટ્રોટોલ્યુઈન અને $p-$નાઈટ્રોટોલ્યુઈનનું મિશ્રણ મળે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2C_6H_5CH_3 + 2HNO_3 \xrightarrow{Conc. H_2SO_4} C_6H_4(CH_3)(NO_2) (o-) + C_6H_4(CH_3)(NO_2) (p-) + 2H_2O$.

(B) $1$. આણ્વિય સૂત્ર $C_8H_{10}$ એ $4$ ની અસંતૃપ્તતાની માત્રા દર્શાવે છે,જે બે આલ્કાઈલ વિસ્થાપકો સાથેની એરોમેટિક રીંગ સૂચવે છે.
$2$. $p-$ઝાયલીન ($1,4-$ડાયમિથાઈલબેન્ઝીન) ઉચ્ચ સંમિતિ ધરાવે છે. સ્થાનોની સમાનતાને કારણે,તે માત્ર $1$ મોનોનાઈટ્રો વ્યુત્પન્ન આપે છે.
$3$. વધુ નાઈટ્રેશન પર,$p-$ઝાયલીન વિસ્થાપનના ક્રમ અને અવકાશીય પરિબળોને આધારે $3$ ડાયનાઈટ્રો સમઘટકો આપી શકે છે,તેથી તે સાચો વિકલ્પ છે.

(B) બેન્ઝીન $(C_6H_6)$ નું ઉદ્દીપકીય હાઇડ્રોજનેશન ઊંચા તાપમાન અને દબાણે નિકલ $(Ni)$,પેલેડિયમ $(Pd)$ અથવા પ્લેટિનમ $(Pt)$ જેવા ઉદ્દીપકની હાજરીમાં $3$ મોલ હાઇડ્રોજન $(H_2)$ ના ઉમેરા દ્વારા થાય છે.
આ પ્રક્રિયાના પરિણામે એરોમેટિક વલય સંતૃપ્ત થઈને સાયક્લોહેક્ઝેન $(C_6H_{12})$ બનાવે છે.
રાસાયણિક સમીકરણ: $C_6H_6 + 3H_2 \xrightarrow{Ni} C_6H_{12}$ (સાયક્લોહેક્ઝેન).

(A) બેન્ઝીનની શોધ સૌપ્રથમ અંગ્રેજ વૈજ્ઞાનિક માઈકલ ફેરાડે દ્વારા $1825$ માં ઇલ્યુમિનેટિંગ ગેસમાંથી કરવામાં આવી હતી.
$1834$ માં જર્મન રસાયણશાસ્ત્રી આઈલહાર્ટ મિત્સરલિચે બેન્ઝોઈક એસિડને ચૂના સાથે ગરમ કરીને બેન્ઝીન બનાવ્યું હતું.
$1845$ માં જર્મન રસાયણશાસ્ત્રી એ.ડબલ્યુ. વોન હોફમેને કોલ ટારમાંથી બેન્ઝીન અલગ કર્યું હતું.
આમ,કોલ ટાર એ બેન્ઝીનનો મુખ્ય ઔદ્યોગિક સ્ત્રોત છે.

(C) એરોમેટિક હાઇડ્રોકાર્બન કોલટારના વિભાગીય નિસ્યંદન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.
પ્રથમ અર્ક (ક્રૂડ લાઇટ ઓઈલ) મુખ્યત્વે બેન્ઝીન,ટોલ્યુઈન અને ઝાયલીન ધરાવે છે.
બીજો અર્ક (મિડલ ઓઈલ) $C_{10}H_8$ (નેપ્થલીન) ધરાવે છે.
ત્યારપછીનો અર્ક (હેવી ઓઈલ/ગ્રીન ઓઈલ) મુખ્યત્વે એન્થ્રાસીન અને ફિનાન્થ્રીન ધરાવે છે.

(B) લિન્ડેન,જેને $BHC$ (બેન્ઝીન હેક્ઝાક્લોરાઈડ) અથવા ગેમેક્સેન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશ (સૂર્યપ્રકાશ) ની હાજરીમાં બેન્ઝીનના યોગશીલ ક્લોરીનેશન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$C_6H_6 + 3Cl_2 \xrightarrow{h\nu} C_6H_6Cl_6$ (લિન્ડેન/$BHC$)
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(b)$ છે.

(A) કોલ ટારના વિભાગીય નિસ્યંદનથી તેના ઉત્કલન બિંદુઓના આધારે વિવિધ અંશો મળે છે. $Benzene$ એ $Light \ oil$ અંશમાંથી મેળવવામાં આવે છે,જે $350 \ K$ થી $440 \ K$ ના તાપમાનના ગાળામાં નિસ્યંદિત થાય છે. તેને હળવું તેલ કહેવામાં આવે છે કારણ કે તેની ઘનતા પાણી કરતા ઓછી હોય છે.