Hydrogen Questions in Gujarati

(A) $B_2H_6$ (ડાયબોરેન) એ ઇલેક્ટ્રોન ઉણપ ધરાવતું હાઇડ્રાઇડ છે કારણ કે તેમાં પરંપરાગત બંધન માટે જરૂરી ઇલેક્ટ્રોન કરતા ઓછા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
$NH_3$ (એમોનિયા) માં નાઇટ્રોજન પરમાણુ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,તેથી તે ઇલેક્ટ્રોન સમૃદ્ધ હાઇડ્રાઇડ છે,ઇલેક્ટ્રોન સચોટ નથી.
$H_2O$ (પાણી) માં ઓક્સિજન પરમાણુ પર બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,તેથી તે ઇલેક્ટ્રોન સમૃદ્ધ હાઇડ્રાઇડ છે.
તેથી,માત્ર વિધાનો $(i)$ અને $(iii)$ સાચા છે.

(D) $NH_3$ એ ઇલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ હાઇડ્રાઇડ છે કારણ કે $N$-પરમાણુ સમૂહ $15$ નો છે અને ત્રણ $N-H$ બંધ બનાવવા માટે તેના ત્રણ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનનો ઉપયોગ કરે છે,જ્યારે બાકીના બે ઇલેક્ટ્રોન અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) બનાવે છે.
$SiH_4$ એ ઇલેક્ટ્રોન-ચોક્કસ હાઇડ્રાઇડ છે.
$CrH$ એ ધાત્વીય (આંતરાલીય) હાઇડ્રાઇડ છે.
$HF$ એ $F$-પરમાણુ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે ઇલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ હાઇડ્રાઇડ છે.

(C) વિધાન $I$ સાચું છે: $LiH, BeH_2$ અને $MgH_2$ ક્ષારીય (આયનીય) હાઇડ્રાઇડ્સ છે જે કેટાયનના નાના કદ અને ઉચ્ચ ધ્રુવીય શક્તિને કારણે નોંધપાત્ર સહસંયોજક લાક્ષણિકતા દર્શાવે છે.
વિધાન $II$ ખોટું છે: ક્ષારીય હાઇડ્રાઇડ્સ આયનો વચ્ચેના મજબૂત સ્થિર વિદ્યુત આકર્ષણ બળને કારણે અબાષ્પશીલ,ઊંચા ગલનબિંદુ ધરાવતા સ્ફટિકીય ઘન પદાર્થો છે.
વિધાન $III$ ખોટું છે: ઇલેક્ટ્રોન-ચોક્કસ હાઇડ્રાઇડ્સ (દા.ત.,$CH_4, SiH_4$) સામાન્ય સહસંયોજક બંધ બનાવવા માટે જરૂરી ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે અને લુઈસ બેઝ તરીકે કામ કરતા નથી.
વિધાન $IV$ સાચું છે: ક્રોમિયમ $CrH$ સૂત્ર ધરાવતું બિન-સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક આંતરાલીય હાઇડ્રાઇડ બનાવે છે.
તેથી,વિધાન $I$ અને $IV$ સાચા છે.

(A) $NaH$ એ આયનીય (ક્ષારીય) હાઇડ્રાઇડ છે,જે અબાષ્પશીલ અને સ્ફટિકમય છે.
આથી,વિધાન $(A)$ સાચું છે.
$MgH_2$ એ પોલિમરિક હાઇડ્રાઇડ છે,જે તેની બંધારણીય રચનામાં બ્રિજિંગ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
આથી,વિધાન $(B)$ સાચું છે.
$NH_3$ માં $N$-પરમાણુ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) હોય છે,જે તેને ઇલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ હાઇડ્રાઇડ બનાવે છે,ઇલેક્ટ્રોન-ચોક્કસ નહીં.
આથી,વિધાન $(C)$ ખોટું છે.
$H_2O$ માં $O$-પરમાણુ પર બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,જે તેને ઇલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ હાઇડ્રાઇડ બનાવે છે.
આથી,વિધાન $(D)$ સાચું છે.
તેથી,વિધાનો $(A)$,$(B)$ અને $(D)$ સાચા છે.

(B) સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:
$(A)$ ઇલેક્ટ્રોન પ્રિસાઇઝ હાઇડ્રાઇડમાં સહસંયોજક બંધ બનાવવા માટે જરૂરી ઇલેક્ટ્રોનની ચોક્કસ સંખ્યા હોય છે. આ સમૂહ $14$ ના તત્વો જેમ કે $CH_4$ અને $SiH_4$ દ્વારા રચાય છે. તેથી,$A-(i)$.
$(B)$ સેલાઇન હાઇડ્રાઇડ (જેને આયનીય હાઇડ્રાઇડ પણ કહેવાય છે) એ હાઇડ્રોજન અને સૌથી સક્રિય ધાતુઓ,ખાસ કરીને આલ્કલી અને આલ્કલાઇન-અર્થ ધાતુઓ જેમ કે $MgH_2$ વચ્ચે બનતા સંયોજનો છે. તેથી,$B-(iii)$.
$(C)$ ઇલેક્ટ્રોન ઉણપવાળા હાઇડ્રાઇડ એવા સંયોજનો છે જેમાં મધ્યસ્થ પરમાણુ પાસે અપૂર્ણ અષ્ટક હોય છે,જેમ કે $B_2H_6$ માં બોરોન. તેથી,$C-(iv)$.
$(D)$ ઇલેક્ટ્રોન સમૃદ્ધ હાઇડ્રાઇડમાં મધ્યસ્થ વધુ વિદ્યુતઋણ તત્વની આસપાસ એક અથવા વધુ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,જેમ કે $H_2O$. તેથી,$D-(ii)$.
તેથી,સાચી જોડ $A-(i), B-(iii), C-(iv), D-(ii)$ છે.

(A) આવર્ત કોષ્ટકમાં સમૂહ $7$ થી $9$ સુધીના વિસ્તારને હાઇડ્રાઇડ ગેપ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે કારણ કે આ તત્વો હાઇડ્રાઇડ બનાવતા નથી.
આવા તત્વોના ઉદાહરણો $Mn, Fe, Co, Ru$ વગેરે છે.
આ તત્વો તેમની સામાન્ય ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓમાં હાઇડ્રોજન પ્રત્યે ઓછી આકર્ષણ શક્તિ ધરાવતા હોવાથી હાઇડ્રાઇડ બનાવતા નથી.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(A)$ છે.

(C) $(I)$ $B_2H_6$ (ડાયબોરેન) એ ઇલેક્ટ્રોન ઉણપ ધરાવતું હાઇડ્રાઇડ છે. આ $3C-2e^-$ બ્રિજ બોન્ડની હાજરીને કારણે છે.
$(II)$ $NH_3$ એ નાઇટ્રોજન પરમાણુ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે ઇલેક્ટ્રોન સમૃદ્ધ હાઇડ્રાઇડ છે.
$(III)$ $NaH$ એ આયનીય (સેલાઇન) હાઇડ્રાઇડ છે; આલ્કલી ધાતુઓના હાઇડ્રાઇડ સ્વભાવે આયનીય હોય છે. તેથી,વિધાન $III$ ખોટું છે.
$(IV)$ $YbH_{2.55}$ એ આંતરાલીય (બિન-સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક) હાઇડ્રાઇડ છે. અહીં,હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ ધાતુની લેટીસમાં આંતરાલીય જગ્યાઓ રોકે છે. તેથી,વિધાન $IV$ સાચું છે.
આમ,વિધાનો $I$,$II$,અને $IV$ સાચા છે. સાચો વિકલ્પ $(C)$ છે.

(D) વિધાન $(i)$: $NaH_{(s)} + H_2O_{(l)} \rightarrow NaOH_{(aq)} + H_{2(g)}$. આ પ્રક્રિયા અત્યંત ઉષ્માક્ષેપક અને હિંસક છે. તેથી,વિધાન $(i)$ સાચું છે.
વિધાન $(ii)$: $NH_3$ માં $N$ પરમાણુ પર ઇલેક્ટ્રોનની એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) હોય છે,જે તેને ઇલેક્ટ્રોન સમૃદ્ધ હાઇડ્રાઇડ બનાવે છે. તેથી,વિધાન $(ii)$ સાચું છે.
વિધાન $(iii)$: સેલાઇન (અથવા આયનીય) હાઇડ્રાઇડ $s$-વિભાગના તત્વો દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. નિકલ $(Ni)$ એ $d$-વિભાગનું તત્વ છે અને તે ધાત્વિય (અથવા આંતરાલીય) હાઇડ્રાઇડ બનાવે છે,સેલાઇન હાઇડ્રાઇડ નહીં. તેથી,વિધાન $(iii)$ ખોટું છે.
તેથી,વિધાન $(i)$ અને $(ii)$ સાચા છે.

(C) $(i)$ $Zn$ એ ઉભયગુણી ધાતુ છે. તે એસિડ અને બેઇઝ બંને સાથે પ્રક્રિયા કરીને $H_2$ વાયુ મુક્ત કરે છે:
$Zn_{(s)} + 2HCl_{(aq)} \longrightarrow ZnCl_{2(aq)} + H_{2(g)}$
$Zn_{(s)} + 2NaOH_{(aq)} + 2H_2O_{(l)} \longrightarrow Na_2[Zn(OH)_4]_{(aq)} + H_{2(g)}$
આમ,વિધાન $(i)$ સાચું છે.
$(ii)$ $Ti$ અને $Zr$ એ સંક્રાંતિ ધાતુઓ છે જે બિન-સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક આંતરાલીય હાઇડ્રાઇડ્સ બનાવે છે. આમ,વિધાન $(ii)$ સાચું છે.
$(iii)$ $D_2 O$ માં પ્રબળ હાઇડ્રોજન બંધને કારણે તેની સ્નિગ્ધતા $H_2 O$ કરતા વધારે હોય છે. આમ,વિધાન $(iii)$ ખોટું છે.

(A) વિધાન $(i)$ સાચું છે: $CuSO_4 \cdot 5H_2O$ માં, ચાર પાણીના અણુઓ $Cu^{2+}$ આયન સાથે સંકલિત હોય છે, અને એક પાણીનો અણુ સલ્ફેટ આયન સાથે હાઇડ્રોજન બંધિત હોય છે.
વિધાન $(ii)$ સાચું છે: લેન્થેનમ અને ઝિર્કોનિયમ બિન-સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક (આંતરલક્ષી) હાઇડ્રાઇડ્સ બનાવે છે, જેમ કે $LaH_{2.87}$ અને $ZrH_{1.9}$.
વિધાન $(iii)$ ખોટું છે: $H_2O$ (બરફ) ના ઘન સ્વરૂપમાં, દરેક ઓક્સિજન પરમાણુ $276 \ pm$ ના અંતરે ચતુષ્ફલકીય ગોઠવણીમાં અન્ય ચાર ઓક્સિજન પરમાણુઓથી ઘેરાયેલું હોય છે, અષ્ટફલકીય નહીં.
તેથી, વિધાનો $(i)$ અને $(ii)$ સાચા છે.

(D) હાઇડ્રાઇડ્સનું સાચું વર્ગીકરણ નીચે મુજબ છે:
$A$. ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપ ધરાવતું હાઇડ્રાઇડ: આમાં બંધ બનાવવા માટે જરૂરી ઇલેક્ટ્રોન કરતા ઓછા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે,દા.ત.,$B_2H_6$ $(II)$.
$B$. ઇલેક્ટ્રોન-ચોક્કસ હાઇડ્રાઇડ: આમાં બંધ બનાવવા માટે જરૂરી ઇલેક્ટ્રોનની ચોક્કસ સંખ્યા હોય છે,દા.ત.,$CH_4$ $(I)$.
$C$. ઇલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ હાઇડ્રાઇડ: આમાં વધારાના ઇલેક્ટ્રોન (લોન જોડી) હોય છે,દા.ત.,$PH_3$ $(V)$.
$D$. ક્ષારીય (આયોનિક) હાઇડ્રાઇડ: આ $s$-બ્લોક તત્વો દ્વારા રચાય છે,દા.ત.,$CaH_2$ $(III)$.
$IV$. $NiH_{0.6}$ એ ધાત્વીય અથવા બિન-સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક હાઇડ્રાઇડ છે.
તેથી,સાચી જોડ $A-II, B-I, C-V, D-III$ છે.

(B) વિધાન $(I)$ સાચું છે: કેલ્ગોનનું રાસાયણિક સૂત્ર $Na_6(PO_3)_6$ (સોડિયમ હેક્ઝામેટાફોસ્ફેટ) છે.
વિધાન $(II)$ ખોટું છે: વપરાઈ ગયેલ પરમ્યુટિટને $10 \% NaCl$ ના દ્રાવણ દ્વારા પુનઃજીવિત કરવામાં આવે છે,$KCl$ દ્વારા નહીં.
વિધાન $(III)$ ખોટું છે: કેલ્શિયમ સ્ટીઅરેટ એ સાબુનો મેલ છે અને તે પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે.
વિધાન $(IV)$ સાચું છે: બરફની રચનામાં,દરેક ઓક્સિજન પરમાણુ હાઇડ્રોજન બોન્ડિંગ દ્વારા અન્ય ચાર ઓક્સિજન પરમાણુઓથી ટેટ્રાહેડ્રલી ઘેરાયેલું હોય છે.
તેથી,વિધાન $(I)$ અને $(IV)$ સાચા છે.

(C) ચાલો દરેક પ્રક્રિયાનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$I) 2NaBH_4 + I_2 \longrightarrow 2NaI + B_2H_6 + H_2$. આ પ્રક્રિયામાં $H_2$ ઉત્પન્ન થાય છે.
$II) B_2H_6 + 2N(CH_3)_3 \longrightarrow 2BH_3 \cdot N(CH_3)_3$. આ એડક્ટ બનાવવાની પ્રક્રિયા છે અને તેમાં $H_2$ ઉત્પન્ન થતો નથી.
$III) 2Al + 2NaOH + 6H_2O \longrightarrow 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2$. આ પ્રક્રિયામાં $H_2$ ઉત્પન્ન થાય છે.
$IV) 2BF_3 + 6NaH \longrightarrow B_2H_6 + 6NaF$. આ પ્રક્રિયામાં $H_2$ ઉત્પન્ન થતો નથી.
તેથી,માત્ર પ્રક્રિયા $I$ અને $III$ માં નીપજ તરીકે $H_2$ મળે છે.

(C) ડાયઈથાઈલ ઈથરની હાજરીમાં ડાયબોરેન $(B_2H_6)$ ની મેટલ હાઈડ્રાઈડ $(MH)$ સાથેની પ્રક્રિયાથી મેટલ બોરોહાઈડ્રાઈડ $(MBH_4)$ મળે છે.
ઉદાહરણ તરીકે: $B_2H_6 + 2LiH \longrightarrow 2LiBH_4$.
તેથી,$X$ એ મેટલ હાઈડ્રાઈડ છે.

(C) $NaBH_4$ એ એક મંદ રિડક્શનકર્તા છે. જ્યારે સોડિયમ બોરોહાઇડ્રાઇડ આયોડિન સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે ડાયબોરેન,સોડિયમ આયોડાઇડ અને હાઇડ્રોજન વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે. આ પ્રક્રિયામાં ડાયબોરેન મેળવવા માટે ડાયગ્લાઇમમાં સોડિયમ બોરોહાઇડ્રાઇડનું આયોડિન દ્વારા ઓક્સિડેશન થાય છે. આ પદ્ધતિ $B_2H_6$ ના ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં સામાન્ય છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ:
$2NaBH_4 + I_2 \xrightarrow{\text{Diglyme}} B_2H_6 + 2NaI + H_2$

(A) સોડિયમ હાઇડ્રાઇડ ડાયઇથાઇલ ઈથરની હાજરીમાં ડાયબોરેન સાથે પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ ટેટ્રાહાઇડ્રોબોરેટ$(III)$ બનાવે છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$2NaH + B_2H_6 \xrightarrow{\text{Diethyl ether}} 2Na[BH_4]$
તેથી,$X$ એ $Na[BH_4]$ છે.

(C) $450 \ K$ તાપમાને $BF_3$ ની $NaH$ સાથેની પ્રક્રિયાથી ડાયબોરેન $(B_2 H_6)$ $X$ તરીકે મળે છે:
$2 BF_3 + 6 NaH \xrightarrow{450 \ K} 6 NaF + B_2 H_6 (X)$
જ્યારે ડાયબોરેન $(X)$ ડાયઈથાઈલ ઈથરની હાજરીમાં $LiH$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે લિથિયમ બોરોહાઈડ્રાઈડ $(LiBH_4)$ $Y$ તરીકે બને છે:
$B_2 H_6 + 2 LiH \xrightarrow{\text{Diethyl ether}} 2 LiBH_4 (Y)$
તેથી,$Y$ એ $LiBH_4$ છે.

(C) વોટર ગેસની બનાવટમાં $1273 \ K$ તાપમાને લાલ-ગરમ કોક પરથી વરાળ પસાર કરવામાં આવે છે. પરિણામી $CO$ અને $H_2$ ના મિશ્રણને વોટર ગેસ અથવા સિન્થેસિસ ગેસ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$C_{(s)} + H_2O_{(g)} \xrightarrow{1273 \ K} CO_{(g)} + H_{2(g)}$

(B) કોલ ગેસિફિકેશન એ કોલસામાંથી કોલ ગેસ,જે કાર્બન મોનોક્સાઈડ $(CO)$ અને હાઈડ્રોજન $(H_2)$ નું મિશ્રણ છે (જેને સિન્થેસિસ ગેસ અથવા સિન ગેસ પણ કહેવાય છે),ઉત્પન્ન કરવાની પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયા માટેનું રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$C_{(s)} + H_2O_{(g)} \xrightarrow{1273 \ K} CO_{(g)} + H_{2(g)}$

(C) સાંદ્ર $H_2SO_4$ સાથે ફોર્મિક એસિડ $(HCOOH)$ નું નિર્જલીકરણ એ પ્રયોગશાળાની પદ્ધતિ છે,વ્યાપારી પદ્ધતિ નથી.
$(B)$ ઓક્સિજનના મર્યાદિત પુરવઠામાં કાર્બનનું સીધું ઓક્સિડેશન વ્યાપારી ધોરણે નિયંત્રિત કરવું મુશ્કેલ છે.
$(C)$ ઊંચા તાપમાને ગરમ કોક પરથી વરાળ પસાર કરવાથી વોટર ગેસ $(CO + H_2)$ મળે છે,જે એક પ્રમાણભૂત વ્યાપારી પ્રક્રિયા છે:
$C(s) + H_2O(g) \xrightarrow{1273 \ K} CO(g) + H_2(g)$
$(D)$ ચૂનાના પથ્થર $(CaCO_3)$ ને ગરમ કરવાથી $CO_2$ મળે છે,$CO$ નહીં.
તેથી,વિકલ્પ $(C)$ સાચો જવાબ છે.

(C) $CO$ અને $H_2$ ના મિશ્રણને વોટર ગેસ અથવા સિન્થેસિસ ગેસ $(syn \ gas)$ કહેવામાં આવે છે.
$C_{(s)} + H_2O_{(g)} \rightarrow CO_{(g)} + H_{2(g)}$ એ કોલ ગેસિફિકેશનની પ્રક્રિયા છે.
ડાયહાઈડ્રોજનનું ઉત્પાદન વધારવા માટે કાર્બન મોનોક્સાઈડની વરાળ સાથે આયર્ન ક્રોમેટ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં $673 \ K$ તાપમાને પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે.
$CO_{(g)} + H_2O_{(g)} \xrightarrow[\text{iron chromate}]{673 \ K} CO_{2(g)} + H_{2(g)}$
આ પ્રક્રિયાને વોટર-ગેસ શિફ્ટ પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે.

(D) આપેલ પ્રક્રિયા કાર્બન મોનોક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજનના મિશ્રણમાંથી મિથેનોલના ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન માટે છે.
આ પ્રક્રિયામાં વાયુમય મિશ્રણને $200-300 \ atm$ દબાણ હેઠળ ગરમ કરેલા $ZnO$ અને $Cr_2 O_3$ ઉદ્દીપક મિશ્રણ પરથી $573-673 \ K$ તાપમાને પસાર કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયાના પરિણામે મિથેનોલની બાષ્પ બને છે,જેને ત્યારબાદ પ્રવાહી અવસ્થામાં ઠારી લેવામાં આવે છે.
$CO + 2 H_2 \xrightarrow[\substack{200-300 \ atm, 573-673 \ K}]{ZnO-Cr_2 O_3(X)} CH_3 OH$

(A) $i$. પ્રક્રિયા $H_{2(g)} + F_{2(g)} \longrightarrow 2HF_{(g)}$ અત્યંત સ્વયંભૂ છે અને $F_2$ ની ઉચ્ચ પ્રતિક્રિયાત્મકતાને કારણે અંધારામાં પણ થાય છે.
$ii$. હેબર પદ્ધતિ,$N_{2(g)} + 3H_{2(g)} \rightleftharpoons 2NH_{3(g)}$,એ ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે $(\Delta H = -92.4 \ kJ/mol)$,ઉષ્માશોષક નથી.
$iii$. $HF$ એ ઇલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ હાઇડ્રાઇડ છે કારણ કે ફ્લોરિન પરમાણુ પાસે ઇલેક્ટ્રોનની ત્રણ અબંધકારક જોડીઓ હોય છે.
તેથી,વિધાનો $i$ અને $iii$ સાચા છે.

(B) એમોનિયમ નાઈટ્રેટ $(NH_4NO_3)$ ના ઉષ્મીય વિઘટનથી નાઈટ્રસ ઓક્સાઈડ $(N_2O)$ અને પાણી $(H_2O)$ ઉત્પન્ન થાય છે.
$NH_4NO_3 \longrightarrow N_2O + 2H_2O$
$N_2O$ એ રંગહીન,તટસ્થ વાયુ છે (લાફિંગ ગેસ).
$N_2O$ નું બંધારણ $N \equiv N^+ - O^-$ છે,જેનો આકાર રેખીય હોય છે.

(A) પ્રોડ્યુસર ગેસ એ $CO$ અને $N_2$ નું મિશ્રણ છે.
તેનું કેલરીફિક મૂલ્ય ઓછું હોવાનું મુખ્ય કારણ તેમાં રહેલા નાઈટ્રોજન $(N_2)$ વાયુની ઊંચી ટકાવારી છે,જે દહનશીલ નથી.

(B) કેલ્શિયમ ધાતુની પાણી સાથેની પ્રતિક્રિયા: $Ca + 2H_2O \longrightarrow Ca(OH)_2 + H_2(g)$.
કેલ્શિયમ હાઇડ્રાઇડની પાણી સાથેની પ્રતિક્રિયા: $CaH_2 + 2H_2O \longrightarrow Ca(OH)_2 + 2H_2(g)$.
બંને પ્રતિક્રિયાઓ જળવિભાજન પર નીપજ તરીકે $H_2$ વાયુ આપે છે.

(B) $HCl$ વાયુને સાંદ્ર $H_2SO_4$ માંથી પસાર કરીને સૂકવવામાં આવે છે કારણ કે સાંદ્ર $H_2SO_4$ એક શક્તિશાળી નિર્જલીકરણ કારક છે અને તે વાયુમાંથી ભેજનું શોષણ કરે છે.
$HCl$ વાયુ $NH_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $NH_4Cl$ ના સફેદ ધુમાડા આપે છે $(NH_3 + HCl \rightarrow NH_4Cl)$.
બંને વિધાનો રાસાયણિક રીતે સાચા છે,પરંતુ $HCl$ ની $NH_3$ સાથેની પ્રક્રિયા એ $HCl$ વાયુને સૂકવવા માટે $H_2SO_4$ નો ઉપયોગ કરવાનું કારણ નથી. તેથી,$(R)$ એ $(A)$ ની સાચી સમજૂતી નથી.

(A) $HCOOH \xrightarrow{\text{Conc. } H_2SO_4} \underset{(B)}{CO} + \underset{(A)}{H_2O}$
$3 \underset{(B)}{CO} + Fe_2O_3 \xrightarrow{\Delta} \underset{(D)}{2Fe} + \underset{(C)}{3CO_2}$
$CaCO_3 + 2HCl \text{ (dil.)} \longrightarrow \underset{(C)}{CO_2} + H_2O + CaCl_2$
પ્રક્રિયાઓ પરથી,$B$ એ $CO$ છે અને $C$ એ $CO_2$ છે.
$CO$ દ્વારા $Fe_2O_3$ નું રિડક્શન થવાથી $Fe$ $(D)$ અને $CO_2$ $(C)$ મળે છે.
તેથી,$D$ એ $Fe$ છે.

(B) મિથેનોલનું ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન કાર્બન મોનોક્સાઈડના ઉદ્દીપકીય હાઇડ્રોજનેશન દ્વારા થાય છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા: $CO(g) + 2H_2(g) \xrightarrow[ZnO-Cr_2O_3]{573-673 \ K, 200-300 \ atm} CH_3OH(g)$.
આપેલ $1:2$ ગુણોત્તર સાથે સરખાવતા,$X = CO$ અને $Y = H_2$ મળે છે.

(C) હાઈડ્રોજન દ્વિપરમાણ્વીય અણુ $(H_2)$ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે અને તેની સૌથી બહારની કક્ષામાં એક ઈલેક્ટ્રોન $(1s^1)$ હોય છે.
જ્યારે હાઈડ્રોજન પરમાણુ એક ઈલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે,ત્યારે તે પ્રોટોન $(H^+)$ બનાવે છે.
તેના અત્યંત નાના કદ (ત્રિજ્યા $\approx 10^{-15} \ m$) ને કારણે,મુક્ત પ્રોટોન $(H^+)$ દ્રાવણમાં મુક્તપણે અસ્તિત્વ ધરાવી શકતો નથી; તે હંમેશા અન્ય અણુઓ અથવા આયનો સાથે જોડાયેલ હોય છે (દા.ત.,પાણીમાં $H_3O^+$ બનાવે છે).
તેથી,વિધાન $3$ ખોટું છે કારણ કે ધન આયન $(H^+)$ મુક્તપણે અસ્તિત્વ ધરાવી શકતો નથી.

(C) પ્રક્રિયા $I$ માં,કાર્બન મોનોક્સાઈડનું ફોર્માલ્ડિહાઈડ $(HCHO)$ માં ઉદ્દીપકીય હાઈડ્રોજનેશન ઉચ્ચ તાપમાન અને દબાણે કોપર $(Cu)$ ઉદ્દીપકનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા $II$ માં,કાર્બન મોનોક્સાઈડનું મિથેન $(CH_4)$ માં ઉદ્દીપકીય હાઈડ્રોજનેશન આશરે $573 \ K$ તાપમાને નિકલ $(Ni)$ ઉદ્દીપકનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે.
તેથી,ઉદ્દીપક $X$ અને $Y$ અનુક્રમે $Cu$ અને $Ni$ છે.

(A) જ્યારે પીગળેલા અવસ્થામાં આયનીય હાઇડ્રાઇડમાંથી વિદ્યુત પ્રવાહ પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે એનોડ પર હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત થાય છે.
$s-$બ્લોક તત્વોના હાઇડ્રાઇડ્સમાં,હાઇડ્રોજન $-1$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં હોય છે.
તેનું એનોડ પર હાઇડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે કારણ કે ઓક્સિડેશન હંમેશા એનોડ પર થાય છે.
પ્રક્રિયા છે:
$2H^{-} \rightarrow H_2 + 2e^{-}$ (એનોડ પર)

(C) $I$. $Zn + 2HCl \ (dil.) \longrightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$
$II$. $Zn + 2NaOH \ (aq.) \longrightarrow Na_2ZnO_2 + H_2 \uparrow$
$III$. કેલ્શિયમ હાઈડ્રોજન કાર્બોનેટ $\left[Ca(HCO_3)_2\right]$ ને ગરમ કરતા:
$Ca(HCO_3)_2 \stackrel{\Delta}{\longrightarrow} CaCO_3 + CO_2 + H_2O$
પ્રક્રિયા $(III)$ માં $H_2$ ઉત્પન્ન થતો નથી,તેથી માત્ર પ્રક્રિયા $(I)$ અને $(II)$ માં ડાયહાઈડ્રોજન મળે છે.

(B) હાઇડ્રોજનના ત્રણ કુદરતી સમસ્થાનિકો છે: પ્રોટીયમ $(^1_1H)$,ડ્યુટેરિયમ $(^2_1D)$,અને ટ્રિટિયમ $(^3_1T)$.
પ્રોટીયમ સૌથી વધુ વિપુલતા ધરાવતું સમસ્થાનિક છે જેની કુદરતી વિપુલતા $99.985 \%$ છે.
ડ્યુટેરિયમની કુદરતી વિપુલતા $0.015 \%$ છે.
ટ્રિટિયમ રેડિયોએક્ટિવ છે અને તે ખૂબ જ અલ્પ માત્રામાં જોવા મળે છે,જેની કુદરતી વિપુલતા આશરે $10^{-16} \%$ છે.

(A) $(i)$ $Zn + 2NaOH_{(aq)} \longrightarrow Na_2ZnO_2 + H_{2(g)}$ ($H_2$ મુક્ત થાય છે)
$(ii)$ $HCOOH \xrightarrow[\text{Conc. } H_2SO_4]{373 \ K} H_2O + CO$ ($H_2$ મુક્ત થતો નથી)
$(iii)$ $CH_{4(g)} + H_2O_{(g)} \xrightarrow[Ni]{1270 \ K} CO_{(g)} + 3H_{2(g)}$ ($H_2$ મુક્ત થાય છે)
$(iv)$ $Zn + 2H^+_{(aq)} \longrightarrow Zn^{2+} + H_{2(g)}$ ($H_2$ મુક્ત થાય છે)
$(v)$ $C_{(s)} + H_2O_{(g)} \xrightarrow{1270 \ K} CO_{(g)} + H_{2(g)}$ ($H_2$ મુક્ત થાય છે)
તેથી,પ્રક્રિયાઓ $(i)$,$(iii)$,$(iv)$,અને $(v)$ માં $H_2$ વાયુ મુક્ત થાય છે.

(D) હાઇડ્રોજન $(H_2)$ અને ડ્યુટેરિયમ $(D_2)$ બંને અણુઓની બંધ લંબાઈ $74 \ pm$ સમાન હોય છે.
જોકે, તેમના આઇસોટોપિક દળમાં તફાવતને કારણે તેમની બંધ ઉર્જા, ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુ જેવા ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો અલગ હોય છે.
આપેલ માહિતી મુજબ:
- બંધ લંબાઈ: $74 \ pm$ (સમાન)
- બંધ ઉર્જા: $H_2$ માટે $436 \ kJ \ mol^{-1}$ અને $D_2$ માટે $443.3 \ kJ \ mol^{-1}$
- ગલનબિંદુ: $H_2$ માટે $0.00 \ ^\circ C$ અને $D_2$ માટે $3.81 \ ^\circ C$
- ઉત્કલનબિંદુ: $H_2$ માટે $100.0 \ ^\circ C$ અને $D_2$ માટે $101.42 \ ^\circ C$
તેથી, બંધ લંબાઈ સમાન છે.

(C) ઇલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ હાઇડ્રાઇડ્સ તે છે જેની પાસે મધ્યસ્થ પરમાણુ પર એક અથવા વધુ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pairs) હોય છે.
આ સામાન્ય રીતે સમૂહ $15, 16,$ અને $17$ ના તત્વો દ્વારા બનાવવામાં આવે છે.
ઉદાહરણોમાં $NH_3$ (એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ),$H_2O$ (બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ),અને $HF$ (ત્રણ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ) નો સમાવેશ થાય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં,$NH_3$ અને $H_2O$ એ ઇલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ હાઇડ્રાઇડ્સ છે.
$B_2H_6$ અને $AlH_3$ એ ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપ ધરાવતા હાઇડ્રાઇડ્સ છે.
$NaH$ અને $MgH_2$ એ ક્ષારીય અથવા આયનીય હાઇડ્રાઇડ્સ છે.
$CH_4$ અને $SiH_4$ એ ઇલેક્ટ્રોન-ચોક્કસ હાઇડ્રાઇડ્સ છે.

(C) વિધાન $(I)$ ખોટું છે કારણ કે $NaH$ અને $H_2O$ વચ્ચેની પ્રતિક્રિયા હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત કરે છે,ઓક્સિજન નહીં: $NaH + H_2O \rightarrow NaOH + H_2 \uparrow$.
વિધાન $(II)$ સાચું છે; $CH_4$ અને $SiH_4$ પાસે સામાન્ય સહસંયોજક બંધ બનાવવા માટે જરૂરી ઇલેક્ટ્રોન હોય છે,તેથી તે ઇલેક્ટ્રોન પ્રિસાઇઝ હાઇડ્રાઇડ્સ છે.
વિધાન $(III)$ ખોટું છે; $NH_3$ અને $H_2O$ એ ઇલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ હાઇડ્રાઇડ્સ છે કારણ કે તેમની પાસે મધ્યસ્થ પરમાણુ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે.
વિધાન $(IV)$ સાચું છે; $Be$ અને $Mg$ ના હાઇડ્રાઇડ્સ ($BeH_2$ અને $MgH_2$) ઇલેક્ટ્રોનની ઉણપ ધરાવે છે અને પોલિમરિક બંધારણ ધરાવે છે.
આમ,વિધાનો $(II)$ અને $(IV)$ સાચા છે.

(D) વિધાન $(I)$ ખોટું છે કારણ કે સેલાઇન (આયનીય) હાઇડ્રાઇડ્સમાં હાઇડ્રોજન હાઇડ્રાઇડ આયન $(H^-)$ તરીકે હોય છે,એટલે કે તેની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $-1$ હોય છે.
વિધાન $(II)$ સાચું છે કારણ કે લેન્થેનમ હાઇડ્રાઇડ $(LaH_{2.87})$ એ બિન-સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક આંતરાલીય હાઇડ્રાઇડ છે.
વિધાન $(III)$ સાચું છે કારણ કે $NH_3$ અને $H_2O$ માં હાઇડ્રોજન સાથે જોડાયેલા અત્યંત વિદ્યુતઋણ પરમાણુઓ ($N$ અને $O$) હોય છે,જે હાઇડ્રોજન બંધ બનાવવાની ક્ષમતા આપે છે.
વિધાન $(IV)$ સાચું છે કારણ કે પીગળેલા $NaH$ ના વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન,$H^-$ આયનો એનોડ તરફ જાય છે અને $H_2$ વાયુમાં ઓક્સિડાઇઝ થાય છે $(2H^- \rightarrow H_2 + 2e^-)$.
તેથી,વિધાનો $(II)$ અને $(III)$ સાચા છે.

(C) ઇલેક્ટ્રોન-ચોક્કસ હાઇડ્રાઇડ્સ સમૂહ $14$ ના તત્વો દ્વારા બનાવવામાં આવે છે.
આ તત્વો પાસે સામાન્ય સહસંયોજક બંધ બનાવવા માટે જરૂરી ઇલેક્ટ્રોનની ચોક્કસ સંખ્યા હોય છે,જેમ કે $CH_4$,$SiH_4$,$GeH_4$ અને $SnH_4$ માં જોવા મળે છે.

(A) બેરિલિયમ હાઇડ્રાઇડ $(BeH_2)$ ને ઇથરના દ્રાવણમાં બેરિલિયમ ક્લોરાઇડ $(BeCl_2)$ ની લિથિયમ એલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રાઇડ $(LiAlH_4)$ સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા બનાવવામાં આવે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા: $2BeCl_2 + LiAlH_4 \rightarrow 2BeH_2 + LiCl + AlCl_3$.

(C) $ZnH_2$ એ આંતરાલીય (interstitial) હાઇડ્રાઇડનું ઉદાહરણ છે.
$NH_3$,$CH_4$ અને $H_2O$ એ સહસંયોજક (covalent) હાઇડ્રાઇડના ઉદાહરણો છે.

(A) પરમ્યુટિટ અથવા ઝીઓલાઇટ એ સોડિયમનું હાઇડ્રેટેડ એલ્યુમિનોસિલિકેટ છે,જેનું સામાન્ય સૂત્ર $Na_2Al_2Si_2O_8 \cdot xH_2O$ છે.
તેનો ઉપયોગ પાણીની કઠિનતા દૂર કરવા માટે થાય છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,ઝીઓલાઇટમાં રહેલા $Na^{+}$ આયનો કઠિન પાણીમાં રહેલા $Ca^{2+}$ અને $Mg^{2+}$ આયનો દ્વારા બદલાય છે,જેનાથી પાણી નરમ બને છે.
જ્યારે બધા જ $Na^{+}$ આયનો $Ca^{2+}$ અથવા $Mg^{2+}$ આયનો દ્વારા બદલાઈ જાય છે,ત્યારે પરમ્યુટિટ ક્ષીણ (exhausted) થઈ જાય છે.
તેથી,ક્ષીણ થયેલ પરમ્યુટિટમાં $Na^{+}$ આયનો હોતા નથી.

(A) $I$. $2NaBH_4 + I_2 \rightarrow B_2H_6 + 2NaI + H_2 \uparrow$ (હાઇડ્રોજન મુક્ત થાય છે)
$II$. $B_2H_6 + 3O_2 \rightarrow B_2O_3 + 3H_2O$ (હાઇડ્રોજન મુક્ત થતો નથી)
$III$. $8BF_3 + 6NaH \rightarrow B_2H_6 + 6NaBF_4$ (હાઇડ્રોજન મુક્ત થતો નથી)
$IV$. $B_2H_6 + 6H_2O \rightarrow 2H_3BO_3 + 6H_2 \uparrow$ (હાઇડ્રોજન મુક્ત થાય છે)
આમ,પ્રક્રિયા $I$ અને $IV$ માં હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત થાય છે.

(A) સિન્થેસિસ ગેસના મુખ્ય ઘટકો હાઇડ્રોજન $(H_2)$ અને કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ છે.
તેને સિન ગેસ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
તેનો ઉપયોગ ઇંધણ ગેસ તરીકે થાય છે.
તેથી,વિકલ્પ $(A)$ સાચો વિકલ્પ છે.

(A) પ્રોડ્યુસર ગેસ એ $CO$ અને $N_2$ નું મિશ્રણ છે.
તેમાં રહેલા નાઈટ્રોજન વાયુ $(N_2)$ ની ઊંચી ટકાવારીને કારણે તેનું કેલરીફિક મૂલ્ય ઓછું હોય છે.