Hydrogen peroxide Questions in Gujarati

(D) વાયુમય અવસ્થામાં,$H_{2}O_{2}$ નો ડાયહેડ્રલ ખૂણો $111.5^{\circ}$ છે.
ઘન અવસ્થામાં,$H_{2}O_{2}$ નો ડાયહેડ્રલ ખૂણો $90.2^{\circ}$ છે.
વિધાન $A$ માં મૂલ્યો ઉલટા ક્રમમાં આપેલા છે,તેથી $A$ ખોટું છે.
ઘન અને વાયુમય અવસ્થા વચ્ચે ડાયહેડ્રલ ખૂણામાં તફાવત ખરેખર આંતરઆણ્વીય બળો (ઘન અવસ્થામાં હાઇડ્રોજન બંધન) માં તફાવતને કારણે છે,તેથી કારણ $R$ સાચું છે.
તેથી,$A$ સાચું નથી પરંતુ $R$ સાચું છે.

(A) કપડાંના ડ્રાય-ક્લીનિંગમાં સામાન્ય રીતે એવા દ્રાવકોનો ઉપયોગ થાય છે જે કાપડને નુકસાન પહોંચાડ્યા વિના ગ્રીસ અને તેલના ડાઘ દૂર કરી શકે છે.
$Cl_{2}C=CCl_{2}$,$CCl_{4}$ અને પ્રવાહી $CO_{2}$ નો ઉપયોગ ડ્રાય-ક્લીનિંગ એજન્ટ તરીકે થાય છે.
$H_{2}O_{2}$ નો ઉપયોગ મુખ્યત્વે લોન્ડ્રીમાં બ્લીચિંગ એજન્ટ તરીકે થાય છે,ડ્રાય-ક્લીનિંગ માટે નહીં.

(C) આ પ્રક્રિયા હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ $(H_{2}O_{2})$ ની ઔદ્યોગિક બનાવટ દર્શાવે છે.
આથી,નીપજ $A$ એ હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ $(H_{2}O_{2})$ છે.
$110 \ K$ તાપમાને ઘન અવસ્થામાં,$H_{2}O_{2}$ નો ડાયહેડ્રલ ખૂણો $90.2^{\circ}$ હોય છે,જ્યારે વાયુ અવસ્થામાં તે $111.5^{\circ}$ હોય છે.

(D) બેરિયમ પેરોક્સાઇડ $(BaO_{2})$ અને મંદ સલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_{2}SO_{4})$ વચ્ચેની પ્રતિક્રિયા હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ $(H_{2}O_{2})$ તૈયાર કરવાની પ્રમાણિત પ્રયોગશાળા પદ્ધતિ છે.
રાસાયણિક સમીકરણ: $BaO_{2} + H_{2}SO_{4} \rightarrow BaSO_{4} + H_{2}O_{2}$.
આ પ્રતિક્રિયામાં,$BaSO_{4}$ અવક્ષેપિત થાય છે અને દ્રાવણમાં $H_{2}O_{2}$ બાકી રહે છે.

(C) $H_2O_2$ ની રિડક્શન પ્રક્રિયામાં તેનું $O_2$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે $(H_2O_2 \rightarrow O_2 + 2H^{+} + 2e^{-})$.
વિકલ્પ $A$ માં,$H_2O_2$ એસિડિક માધ્યમમાં રિડક્શનકર્તા તરીકે કાર્ય કરે છે.
વિકલ્પ $C$ માં,$H_2O_2$ બેઝિક માધ્યમમાં $MnO_4^{-}$ નું $MnO_2$ માં રિડક્શન કરે છે,જે $OH^{-}$ આયનોના નિર્માણ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
તેથી,વિકલ્પ $C$ બેઝિક માધ્યમમાં $H_2O_2$ ની રિડક્શન ક્ષમતા દર્શાવે છે.

(A) એસિડિક માધ્યમમાં,પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ $(KMnO_{4})$ એક પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે કાર્ય કરે છે.
જ્યારે તે હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ $(H_{2}O_{2})$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે પરમેંગેનેટ આયન $(MnO_{4}^{-})$ નું રિડક્શન થઈને મેંગેનીઝ$(II)$ આયન $(Mn^{2+})$ બને છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ:
$2MnO_{4}^{-} + 5H_{2}O_{2} + 6H^{+} \rightarrow 2Mn^{2+} + 5O_{2} + 8H_{2}O$
તેથી,મેંગેનીઝ સ્પીસીઝમાંથી બનતી મુખ્ય નીપજ $Mn^{2+}$ છે.

(D) એસિડિક માધ્યમમાં,હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ $(H_{2}O_{2})$ પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ $(KMnO_{4})$ સામે રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
આ પ્રક્રિયાનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$6H^{+} + 2MnO_{4}^{-} + 5H_{2}O_{2} \longrightarrow 2Mn^{2+} + 8H_{2}O + 5O_{2}$
આમ,મળતી નીપજો $Mn^{2+}$,$H_{2}O$ અને $O_{2}$ છે.

(A) $Urea$ એ $H_{2}O_{2}$ માટે સ્ટેબિલાઇઝર તરીકે કાર્ય કરે છે અને તેના વિઘટનને અટકાવે છે.

(C) વિધાન $I$ સાચું છે: $H_2O_2$ એસિડિક અને બેઝિક બંને માધ્યમોમાં ઇલેક્ટ્રોન મેળવીને ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે.
વિધાન $II$ ખોટું છે: $298 \ K$ પર $H_2O_2$ ની ઘનતા આશરે $1.45 \ g/cm^3$ છે,જ્યારે $D_2O$ ની ઘનતા આશરે $1.11 \ g/cm^3$ છે. તેથી,$H_2O_2$ ની ઘનતા $D_2O$ કરતા વધારે છે.

(A) પ્રક્રિયા છે: $IO_{4}^{-} + H_{2}O_{2} \rightarrow IO_{3}^{-} + O_{2} + H_{2}O$.
$KIO_{4}$ માં,$I$ નો ઓક્સિડેશન આંક આ રીતે ગણવામાં આવે છે: $x + 4(-2) = -1$,તેથી $x = +7$.
નીપજ $IO_{3}^{-}$ માં,$I$ નો ઓક્સિડેશન આંક છે: $x + 3(-2) = -1$,તેથી $x = +5$.
આમ,$I$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+7$ થી બદલાઈને $+5$ થાય છે.

(B) $NaBH_4$ અને $I_2$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા ઓક્સિડેશન-રિડક્શન પ્રક્રિયા છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$2NaBH_4 + I_2 \longrightarrow 2NaI + B_2H_6 + H_2$
આમ,બનતી નીપજો $NaI$,$B_2H_6$ અને $H_2$ છે.

(C) $H_2O_2$ માટે વોલ્યુમ સ્ટ્રેન્થ અને નોર્માલિટી વચ્ચેનો સંબંધ નીચે મુજબ છે: $\text{Volume strength} = 5.6 \times \text{Normality}$.
આપેલ છે,$\text{Normality} = 1.79 \, N$.
તેથી,$\text{Volume strength} = 5.6 \times 1.79 = 10.024 \, \text{volume}$.
નજીકની પૂર્ણાંક સંખ્યામાં લેતા,સાંદ્રતા $10 \, \text{volume}$ થાય છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(C) રિડક્શનકર્તા એ પદાર્થ છે જેનું ઓક્સિડેશન થાય છે (ઓક્સિડેશન આંકમાં વધારો) અને તે બીજા પદાર્થનું રિડક્શન કરે છે. $H_2O_2$ માં,ઓક્સિજનનો ઓક્સિડેશન આંક $-1$ છે.
$1$. $PbS + 4H_2O_2 \rightarrow PbSO_4 + 4H_2O$ માં,$H_2O_2$ માં ઓક્સિજન $-1$ થી $-2$ માં જાય છે (રિડક્શન). આમ,$H_2O_2$ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે કાર્ય કરે છે.
$2$. $2Fe^{2+} + H_2O_2 \rightarrow 2Fe^{3+} + 2OH^{-}$ માં,$H_2O_2$ માં ઓક્સિજન $-1$ થી $-2$ માં જાય છે (રિડક્શન). આમ,$H_2O_2$ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે કાર્ય કરે છે.
$3$. $HOCl + H_2O_2 \rightarrow H_3O^{+} + Cl^{-} + O_2$ માં,$H_2O_2$ માં ઓક્સિજન $-1$ થી $0$ માં જાય છે (ઓક્સિડેશન). તેથી,$H_2O_2$ રિડક્શનકર્તા તરીકે કાર્ય કરે છે.
$4$. $Mn^{2+} + H_2O_2 \rightarrow Mn^{4+} + 2OH^{-}$ માં,$H_2O_2$ માં ઓક્સિજન $-1$ થી $-2$ માં જાય છે (રિડક્શન). આમ,$H_2O_2$ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે કાર્ય કરે છે.
તેથી,સાચી પ્રતિક્રિયા $HOCl + H_2O_2 \rightarrow H_3O^{+} + Cl^{-} + O_2$ છે.

(B) $25$ વોલ્યુમ $H_2O_2$ નો અર્થ એ છે કે $1 \, L$ દ્રાવણના વિઘટનથી $STP$ પર $25 \, L$ $O_2$ વાયુ મળે છે.
$2H_2O_2(aq) \rightarrow 2H_2O(l) + O_2(g)$
સ્ટોઇકિયોમેટ્રી મુજબ,$22.4 \, L$ $O_2$ મેળવવા માટે $68 \, g$ $H_2O_2$ ની જરૂર પડે છે.
તેથી,$25 \, L$ $O_2$ મેળવવા માટે $\frac{68}{22.4} \times 25 \approx 75.89 \, g$ $H_2O_2$ ની જરૂર પડે છે.
આમ,$1 \, L$ દ્રાવણમાં આશરે $75 \, g$ $H_2O_2$ હોય છે.

(D) $H_2O_2$ નું વિઘટન આ મુજબ છે: $2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2$.
$STP$ પર,$2 \ mol$ $H_2O_2$ $(2 \times 34 \ g = 68 \ g)$ એ $22.7 \ L$ $O_2$ ઉત્પન્ન કરે છે.
$V$ વોલ્યુમ $H_2O_2$ દ્રાવણની સાંદ્રતાનું સૂત્ર: $\text{Strength} (g/L) = \frac{V \times 34}{11.35}$ છે.
અહીં $V = 50$ આપેલ છે,તેથી $\text{Strength} = \frac{50 \times 34}{11.35}$.
$\text{Strength} = \frac{1700}{11.35} \approx 149.77 \ g/L$.
નજીકના પૂર્ણાંકમાં લેતા,આપણને $150 \ g/L$ મળે છે.

(A) રિડક્શનકર્તા એ પદાર્થ છે જેનું ઓક્સિડેશન થાય છે (ઓક્સિડેશન આંકમાં વધારો થાય છે) અને તે બીજા પદાર્થનું રિડક્શન કરે છે.
પ્રક્રિયા $2 NaOCl + H_2O_2 \rightarrow 2 NaCl + H_2O + O_2$ માં,$H_2O_2$ માં ઓક્સિજનનો ઓક્સિડેશન આંક $-1$ થી વધીને $0$ ($O_2$ માં) થાય છે.
આમ,$H_2O_2$ નું ઓક્સિડેશન થતું હોવાથી તે રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
અન્ય પ્રક્રિયાઓમાં (વિકલ્પ $B$,$C$,અને $D$),$H_2O_2$ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે કારણ કે ઓક્સિજનનો ઓક્સિડેશન આંક $-1$ થી ઘટીને $-2$ થાય છે.

(A) $H_2O_2$ નો ઉપયોગ ઉદ્યોગોમાં વિવિધ હેતુઓ માટે વ્યાપકપણે થાય છે.
તે હાઇડ્રોક્વિનોન,ટાર્ટરિક એસિડ અને અમુક ખાદ્ય ઉત્પાદનો અને ફાર્માસ્યુટિકલ્સ,જેમાં $Cephalosporin$ નો સમાવેશ થાય છે,તેના સંશ્લેષણમાં વપરાય છે.
વધુમાં,તેનો ઉપયોગ ગટરના કચરામાં એરોબિક સ્થિતિ પુનઃસ્થાપિત કરવા માટે થાય છે.
તેથી,વિધાન $I$ અને વિધાન $II$ બંને સાચા છે.

(A) પ્રયોગશાળામાં ડ્યુટેરેટેડ હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ $(D_2O_2)$ ની તૈયારી પોટેશિયમ પર્સલ્ફેટ $(K_2S_2O_8)$ ની હેવી વોટર $(D_2O)$ સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા અનુકૂળ રીતે કરવામાં આવે છે.
રાસાયણિક સમીકરણ: $K_2S_2O_{8(s)} + 2D_2O_{(l)} \rightarrow 2KDSO_{4(aq)} + D_2O_2$.

(B) $H_2O_2$ એ અસ્થિર સંયોજન છે જે પાણી અને ઓક્સિજનમાં વિઘટિત થાય છે.
આ વિઘટનને રોકવા માટે,તેને અંધારામાં મીણ-લાઇનવાળા કાચ અથવા પ્લાસ્ટિકની બોટલોમાં સંગ્રહિત કરવામાં આવે છે.
$H_2O_2$ ના વિઘટનને અટકાવવા માટે સ્ટેબિલાઇઝર તરીકે તેમાં $Urea$ ઉમેરવામાં આવે છે.

(B) $Pb_3O_4$ પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે અને તેની સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી.
$2 KO_2 + 2 H_2O \rightarrow 2 KOH + H_2O_2 + O_2 \uparrow$. પોટેશિયમ સુપરઓક્સાઈડ $(KO_2)$ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઓક્સિજન વાયુ મુક્ત કરે છે.
$Na_2O_2 + 2 H_2O \rightarrow 2 NaOH + H_2O_2$. સોડિયમ પેરોક્સાઈડ હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઈડ ઉત્પન્ન કરે છે,ઓક્સિજન વાયુ નહીં.
$Li_2O_2 + 2 H_2O \rightarrow 2 LiOH + H_2O_2$. લિથિયમ પેરોક્સાઈડ હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઈડ ઉત્પન્ન કરે છે,ઓક્સિજન વાયુ નહીં.

(A) $KIO_4$ સાથેની પ્રક્રિયામાં: $KIO_4 + H_2O_2 \rightarrow KIO_3 + H_2O + O_2$. અહીં,$KIO_4$ માં $I$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+7$ છે અને $KIO_3$ માં $+5$ છે. $I$ નું રિડક્શન થતું હોવાથી,$H_2O_2$ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
$NH_2OH$ સાથેની પ્રક્રિયામાં: $2NH_2OH + H_2O_2 \rightarrow N_2 + 4H_2O$. અહીં,$NH_2OH$ માં $N$ નો ઓક્સિડેશન આંક $-1$ છે અને $N_2$ માં $0$ છે. $N$ નું ઓક્સિડેશન થતું હોવાથી,$H_2O_2$ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.

(B) વિધાન સાચું છે કારણ કે $H_2O_2$ એસિડિક માધ્યમમાં $KI$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $I_2$ મુક્ત કરે છે: $H_2O_2 + 2KI + 2H^+ \rightarrow 2K^+ + 2H_2O + I_2$. મુક્ત થયેલા $I_2$ નું ત્યારબાદ સોડિયમ થાયોસલ્ફેટ $(Na_2S_2O_3)$ સાથે ટાઇટ્રેશન કરવામાં આવે છે: $I_2 + 2Na_2S_2O_3 \rightarrow 2NaI + Na_2S_4O_6$.
કારણ પણ સાચું છે કારણ કે આ આયોડોમેટ્રિક ટાઇટ્રેશનમાં સ્ટાર્ચનો સૂચક તરીકે ઉપયોગ થાય છે. સ્ટાર્ચ $I_2$ સાથે ઘેરો વાદળી-કાળો સંકીર્ણ બનાવે છે,જે અંતિમ બિંદુએ થાયોસલ્ફેટ દ્વારા તમામ $I_2$ વપરાઈ જાય ત્યારે અદૃશ્ય થઈ જાય છે.
જોકે,વાદળી રંગનો દેખાવ એ વપરાયેલા સૂચકનો ગુણધર્મ છે,તે કારણ નથી કે શા માટે $H_2O_2$ નું પ્રમાણ નક્કી કરી શકાય છે. તેથી,કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી નથી.

(D) $50 \%$ સલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_{2}SO_{4})$ નું ઉચ્ચ પ્રવાહ ઘનતાએ વિદ્યુતવિભાજન કરવાથી એનોડ પર પરોક્સિડાયસલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_{2}S_{2}O_{8})$ મળે છે,જેને માર્શલ એસિડ પણ કહેવાય છે.
$2H_{2}SO_{4} \rightarrow H_{2}S_{2}O_{8} + H_{2(g)}$
પરોક્સિડાયસલ્ફ્યુરિક એસિડનું વધુ જળવિભાજન કરવાથી,તે પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ $(H_{2}O_{2})$ અને સલ્ફ્યુરિક એસિડ બનાવે છે.
$H_{2}S_{2}O_{8} + 2H_{2}O \rightarrow 2H_{2}SO_{4} + H_{2}O_{2}$
આમ,જળવિભાજન પછી મળતી અંતિમ નીપજ હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ $(H_{2}O_{2})$ છે.

(B) હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડની બનાવટ માટેની મર્ક પ્રક્રિયામાં હાઇડ્રેટેડ બેરિયમ પેરોક્સાઇડ $(BaO_2 \cdot 8H_2O)$ ની મંદ ફોસ્ફોરિક એસિડ $(H_3PO_4)$ અથવા મંદ સલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_2SO_4)$ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે.
ફોસ્ફોરિક એસિડ સાથેની પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$3BaO_2 \cdot 8H_2O + 2H_3PO_4 \rightarrow Ba_3(PO_4)_2 + 3H_2O_2 + 24H_2O$
આ પદ્ધતિ વધુ પસંદ કરવામાં આવે છે કારણ કે ઉત્પન્ન થતો બેરિયમ ફોસ્ફેટ અદ્રાવ્ય હોય છે અને તેને ગાળણ દ્વારા સરળતાથી દૂર કરી શકાય છે.

(B) $H_2O_2$ ની વોલ્યુમ સ્ટ્રેન્થ તેની મોલારિટી $(M)$ અને દળથી ટકાવારી $(w/w \%)$ સાથે સંબંધિત છે.
સંબંધ છે: $\text{Volume strength} = 11.2 \times M$.
આપેલ વોલ્યુમ સ્ટ્રેન્થ = $67.2$.
તેથી,$M = \frac{67.2}{11.2} = 6 \ M$.
મોલારિટી $(M)$ અને દળથી ટકાવારી $(w/w \%)$ વચ્ચેનો સંબંધ: $M = \frac{w/w \% \times d \times 10}{M_w}$,જ્યાં $d$ ઘનતા છે અને $M_w$ એ $H_2O_2$ નું આણ્વીય દળ $(34 \ g/mol)$ છે.
મંદ દ્રાવણ માટે ઘનતા $d \approx 1 \ g/mL$ લેતા,$6 = \frac{w/w \% \times 1 \times 10}{34}$.
$w/w \% = \frac{6 \times 34}{10} = 20.40 \%$.

(A) હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ $(H_2O_2)$ ના ગુણધર્મોનું વિશ્લેષણ કરીએ:
-$A$. તે પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે: આ વિધાન ખોટું છે. હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ પાણીમાં સંપૂર્ણપણે મિશ્રિત થાય છે કારણ કે તે પાણીના અણુઓ સાથે હાઇડ્રોજન બંધ બનાવે છે.
-$B$. તે શુદ્ધ અવસ્થામાં આછા વાદળી રંગનું પ્રવાહી છે: આ વિધાન સાચું છે. શુદ્ધ હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ આછા વાદળી રંગનું પ્રવાહી છે.
-$C$. તેની સાંદ્રતા વોલ્યુમ એકમમાં સમજાવવામાં આવે છે: આ વિધાન સાચું છે. $H_2O_2$ ની સાંદ્રતા સામાન્ય રીતે 'વોલ્યુમ સ્ટ્રેન્થ' (દા.ત.,$10$ વોલ્યુમ $H_2O_2$) તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે,જે $1$ વોલ્યુમ દ્રાવણ દ્વારા $STP$ પર મુક્ત થતા ઓક્સિજન વાયુના કદને દર્શાવે છે.
-$D$. તે મંદ ઓક્સિડેશનકર્તા તેમજ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે: આ વિધાન સાચું છે. $H_2O_2$ એસિડિક અને બેઝિક બંને માધ્યમોમાં ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે,અને તે પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તાઓ સામે રિડક્શનકર્તા તરીકે પણ કામ કરી શકે છે.

(B) વાયુ અવસ્થામાં $H_{2}O_{2}$ માં $H-O-O-H$ ડાયહેડ્રલ કોણ $111.5^{\circ}$ છે,જ્યારે $O-O-H$ બંધકોણ $94.8^{\circ}$ છે.
ઘન અવસ્થામાં,$H-O-O-H$ ડાયહેડ્રલ કોણ $90.2^{\circ}$ છે અને $O-O-H$ બંધકોણ $101.9^{\circ}$ છે.
પ્રશ્ન વાયુ અવસ્થામાં $H-O-O-H$ બંધકોણ (જેને આ સંદર્ભમાં ડાયહેડ્રલ કોણ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે) વિશે પૂછે છે,જે $111.5^{\circ}$ છે. જોકે,આપેલી આકૃતિ અને વિકલ્પોના આધારે,પ્રશ્ન ખાસ કરીને વાયુ અવસ્થામાં $O-O-H$ બંધકોણ વિશે પૂછે છે,જે $94.8^{\circ}$ છે.

(D) વાયુ અવસ્થામાં $H_2O_2$ નું બંધારણ અસમતલીય (ઓપન બુક જેવું) હોય છે.
આ બંધારણમાં,$H-O-O$ બંધકોણ $94.8^{\circ}$ છે અને દ્વિતલ કોણ (dihedral angle) $111.5^{\circ}$ છે.
તેથી,સાચો $H-O-O$ બંધકોણ $94.8^{\circ}$ છે.

(C) $H_2O_2$ ની વોલ્યુમ સ્ટ્રેન્થ અને ટકાવારી સાંદ્રતા વચ્ચેનો સંબંધ નીચે મુજબ છે:
$\text{વોલ્યુમ સ્ટ્રેન્થ} = 5.6 \times \text{મોલારિટી}$
$\text{મોલારિટી} = \frac{\% \text{ સાંદ્રતા} \times 10}{\text{H}_2\text{O}_2 \text{ નું આણ્વીય દળ}} = \frac{6.8 \times 10}{34} = 2 \ M$
$\text{વોલ્યુમ સ્ટ્રેન્થ} = 5.6 \times 2 = 11.2 \ V$
વૈકલ્પિક રીતે,સીધા સૂત્રનો ઉપયોગ કરતા:
$\text{વોલ્યુમ સ્ટ્રેન્થ} = \frac{112}{34} \times \% \text{ સાંદ્રતા} = \frac{112}{34} \times 6.8 = 22.4 \ V$

(C) $H_2O_2$ ઘણી પ્રતિક્રિયાઓમાં ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે કાર્ય કરે છે.
$H_2O_2$ એ $PbS$ નું $PbSO_4$ માં,$Na_2SO_3$ નું $Na_2SO_4$ માં અને $KI$ નું $I_2$ માં ઓક્સિડેશન કરે છે.
જોકે,$H_2O_2$ એ $O_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $H_2O$ અને $O_2$ બનાવે છે $(H_2O_2 + O_3 \rightarrow H_2O + 2O_2)$.
આ પ્રતિક્રિયામાં,$O_3$ નું $O_2$ માં રિડક્શન થાય છે અને $H_2O_2$ રિડક્શનકર્તા તરીકે કાર્ય કરે છે,ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે નહીં.

(C) $H_{2}O_{2}$ એસિડિક અને બેઝિક બંને માધ્યમોમાં ઓક્સિડેશનકર્તા અને રિડક્શનકર્તા બંને તરીકે વર્તી શકે છે.
ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે:
એસિડિક માધ્યમમાં,$2Fe^{2+} + 2H^{+} + H_{2}O_{2} \rightarrow 2Fe^{3+} + 2H_{2}O$
બેઝિક માધ્યમમાં,$2Fe^{2+} + H_{2}O_{2} \rightarrow 2Fe^{3+} + 2OH^{-}$
રિડક્શનકર્તા તરીકે:
એસિડિક માધ્યમમાં,$HOCl + H_{2}O_{2} \rightarrow H_{3}O^{+} + Cl^{-} + O_{2}$
બેઝિક માધ્યમમાં,$I_{2} + H_{2}O_{2} + 2OH^{-} \rightarrow 2I^{-} + 2H_{2}O + O_{2}$

(D) $H_2O_2$ નું $30 \% (w/v)$ દ્રાવણ એટલે કે $100 \ mL$ દ્રાવણમાં $30 \ g$ $H_2O_2$ હાજર છે.
આ દ્રાવણની મોલારિટી: $M = \frac{30 \ g / 34 \ g/mol}{0.1 \ L} \approx 8.82 \ M$ છે.
$H_2O_2$ ની વોલ્યુમ સ્ટ્રેન્થનું સૂત્ર: $\text{Volume strength} = 5.6 \times \text{Molarity}$ છે.
તેથી,$\text{Volume strength} = 5.6 \times 8.82 \approx 49.4 \approx 50 \ V$ (ઔદ્યોગિક રીતે $30 \% H_2O_2$ ને $100 \ V$ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે).

(A) $BaO_2$ (બેરિયમ પેરોક્સાઈડ) પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને $Ba(OH)_2$ અને $H_2O_2$ બનાવે છે. જોકે,અકાર્બનિક રસાયણવિજ્ઞાનના સંદર્ભમાં,$CaC_2$,$P_4O_{10}$ અને $Mg_3N_2$ ની સરખામણીમાં $BaO_2$ ને સ્થિર ગણવામાં આવે છે. તેથી,$BaO_2$ એ સાચો જવાબ છે.

(C) યોગ્ય ઉદ્દીપકની હાજરીમાં કાગળને બ્લીચ કરવા માટે $H_2O_2$ (હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ) નો ઉપયોગ થાય છે.
તે પ્રદૂષણ મુક્ત હોવાને કારણે પર્યાવરણને અનુકૂળ માનવામાં આવે છે.

(B) $(i)$ $NaH$ જેવા ક્ષારીય હાઇડ્રાઇડ્સ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને $H_2$ વાયુ મુક્ત કરે છે. આ વિધાન સાચું છે.
$(ii)$ હાલમાં,લગભગ $77 \%$ ઔદ્યોગિક ડાયહાઇડ્રોજન પેટ્રોકેમિકલ્સમાંથી ઉત્પન્ન થાય છે,કોલસામાંથી નહીં. આ વિધાન ખોટું છે.
$(iii)$ વ્યાવસાયિક રીતે વેચાતા $H_2O_2$ ને ઘણીવાર $10 \ V$ દ્રાવણ તરીકે વેચવામાં આવે છે,જે આશરે $3 \% H_2O_2$ ધરાવે છે. આ વિધાન સાચું છે.

(A) જે ધાતુ ઓક્સાઇડ મંદ એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી $H_2O_2$ આપે છે તે $BaO_2$ છે કારણ કે તેમાં પેરોક્સાઇડ આયન $(O_2^{2-})$ હોય છે.
જ્યારે બેરિયમ પેરોક્સાઇડ મંદ સલ્ફ્યુરિક એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે બેરિયમ સલ્ફેટ અને હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ આપે છે:
$BaO_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4 + H_2O_2$

(B) $H_2 O_2$ એ $50 \%$ ઠંડા $H_2 SO_4$ ના દ્રાવણના વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.
ઉચ્ચ પ્રવાહ ઘનતા પર $HSO_4^-$ આયનોનું વિદ્યુતવિભાજન પેરોક્સિડાયસલ્ફેટ $(H_2 S_2 O_8)$ બનાવે છે,જેનું જળવિભાજન હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ આપે છે.
પ્રક્રિયા:
$2 HSO_4^- \xrightarrow{\text{Electrolysis}} HO_3 SOOSO_3 H + 2 e^-$.
$HO_3 SOOSO_3 H + 2 H_2 O \rightarrow 2 H_2 SO_4 + H_2 O_2$.

(A) $H_2O_2$ માટે '$100$ વોલ્યુમ' શબ્દ એ $H_2O_2$ ના એકમ કદમાંથી $STP$ પર મુક્ત થતા ઓક્સિજન વાયુનું કદ સૂચવે છે.
તેથી,$1 \ mL$ $100$ વોલ્યુમ $H_2O_2$ નું દ્રાવણ $STP$ પર $100 \ mL$ $O_{2(g)}$ ઉત્પન્ન કરશે.

(A) પાત્ર $A$ માટે:
$10 \ vol \ H_2O_2$ એટલે કે $1 \ mL \ H_2O_2$ દ્રાવણ $NTP$ પર $10 \ mL \ O_2$ આપે છે.
$2 \ H_2O_2 \longrightarrow 2 \ H_2O + O_2$.
$2 \ mol \ (68 \ g) \ H_2O_2$ એ $NTP$ પર $22400 \ mL \ O_2$ આપે છે.
$500 \ mL$ $10 \ vol \ H_2O_2$ માંથી મુક્ત થતો $O_2 = 500 \times 10 = 5000 \ mL$.
$A$ માં $H_2O_2$ નું વજન $= \frac{68 \times 5000}{22400} \approx 15.18 \ g$.
પાત્ર $B$ માટે:
$100 \ mL$ $30 \ vol \ H_2O_2$ માંથી મુક્ત થતો $O_2 = 100 \times 30 = 3000 \ mL$.
$B$ માં $H_2O_2$ નું વજન $= \frac{68 \times 3000}{22400} \approx 9.11 \ g$.
પાત્ર $C$ માટે:
$Molarity = 2 \ M$,$Volume = 250 \ mL = 0.25 \ L$.
$H_2O_2$ ના મોલ $= Molarity \times Volume = 2 \times 0.25 = 0.5 \ mol$.
$C$ માં $H_2O_2$ નું વજન $= 0.5 \ mol \times 34 \ g/mol = 17 \ g$.
વજનની સરખામણી કરતા: $C (17 \ g) > A (15.18 \ g) > B (9.11 \ g)$.
આમ,સાચો ક્રમ $C > A > B$ છે.

(D) $H_2O_2$ નું વિઘટન પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે: $2H_2O_2(aq) \rightarrow 2H_2O(l) + O_2(g)$.
$STP$ પર,$1 \ mol$ $O_2$ એ $22400 \ mL$ જગ્યા રોકે છે.
તેથી,$150 \ mL$ $O_2$ એ $\frac{150}{22400} \ mol$ $O_2$ ને અનુરૂપ છે.
સ્ટોઇકિયોમેટ્રી મુજબ,$2 \ mol$ $H_2O_2$ એ $1 \ mol$ $O_2$ ઉત્પન્ન કરે છે.
તેથી,જરૂરી $H_2O_2$ ના મોલ = $2 \times \frac{150}{22400} = \frac{300}{22400} \ mol$.
$H_2O_2$ નું આણ્વીય દળ = $34 \ g/mol$.
જરૂરી $H_2O_2$ નું દળ = $\frac{300}{22400} \times 34 \approx 0.455 \ g$.
$3 \% \left( \frac{w}{v} \right)$ દ્રાવણનો અર્થ છે કે $100 \ mL$ દ્રાવણમાં $3 \ g$ $H_2O_2$ છે.
જરૂરી દ્રાવણનું કદ = $\frac{0.455 \ g}{3 \ g} \times 100 \ mL \approx 15.18 \ mL$.
નજીકના પૂર્ણાંકમાં,જરૂરી કદ $15 \ mL$ છે.

(D) $H_2O_2$ ના '$15$ વોલ્યુમ' નો અર્થ એ છે કે આ $H_2O_2$ દ્રાવણના $1 \ mL$ ના સંપૂર્ણ વિઘટનથી $STP$ એ $15 \ mL$ $O_2$ વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે.
આપેલ $H_2O_2$ દ્રાવણનું કદ = $2 \ L = 2000 \ mL$.
જેમ કે $1 \ mL$ $H_2O_2$ એ $15 \ mL$ $O_2$ આપે છે,તેથી $2000 \ mL$ $H_2O_2$ એ $2000 \times 15 = 30000 \ mL$ $O_2$ આપશે.
$30000 \ mL$ ને લિટરમાં ફેરવતા: $30000 \ mL / 1000 = 30 \ L$.
તેથી,$x = 30$.

(C) $KMnO_4$ અને $H_2O_2$ વચ્ચેની એસિડિક માધ્યમમાં પ્રક્રિયા તુલ્યતાના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે: $N_1 V_1 = N_2 V_2$
આપેલ છે,$KMnO_4$ ની નોર્માલિટી $(N_1)$ = $1 \ N$
$KMnO_4$ નું કદ $(V_1)$ = $500 \ mL$
$H_2O_2$ દ્રાવણની નોર્માલિટી તેના વોલ્યુમ સ્ટ્રેન્થ સાથે આ સૂત્ર દ્વારા સંબંધિત છે: $N = \frac{\text{Volume strength}}{5.6}$
તેથી,$H_2O_2$ ની નોર્માલિટી $(N_2)$ = $\frac{20}{5.6} \ N$
તુલ્યતાનો નિયમ લાગુ કરતા: $1 \times 500 = (\frac{20}{5.6}) \times V_2$
$V_2 = \frac{500 \times 5.6}{20} = 25 \times 5.6 = 140 \ mL$.

(C) $50 \%$ સલ્ફ્યુરિક એસિડના વિદ્યુતવિભાજન અને ત્યારબાદ શૂન્યાવકાશ નિસ્યંદન દ્વારા $30 \%$ હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડનું દ્રાવણ મેળવી શકાય છે.
વિદ્યુતવિભાજનની પ્રથમ નીપજ પરડાયસલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_2S_2O_8)$ છે,જે નિસ્યંદન દરમિયાન પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને $H_2O_2$ બનાવે છે.
$2H_2SO_4 \longrightarrow 2H^{+} + 2HSO_4^-$
$2HSO_4^- \longrightarrow H_2S_2O_8 + 2e^-$ (એનોડ પર)
$H_2S_2O_8 + 2H_2O \longrightarrow 2H_2SO_4 + H_2O_2$
અહીં,'$X$' એ $H_2SO_4$ છે અને '$Y$' એ $H_2S_2O_8$ છે.
$H_2SO_4$ (સલ્ફ્યુરિક એસિડ) માં શૂન્ય પેરોક્સી બંધ હોય છે.
$H_2S_2O_8$ (માર્શલ એસિડ) માં એક પેરોક્સી બંધ $(-O-O-)$ હોય છે.
તેથી,$X$ અને $Y$ માં પેરોક્સી બંધની સંખ્યા અનુક્રમે શૂન્ય અને $1$ છે.

(B) વિધાન-$I$ સાચું છે: $H_2O_2$ માં ઓક્સિજનનો ઓક્સિડેશન આંક $-1$ છે. તે $H_2O$ (ઓક્સિડેશન આંક $-2$) માં રિડક્શન પામી શકે છે અથવા $O_2$ (ઓક્સિડેશન આંક $0$) માં ઓક્સિડેશન પામી શકે છે,જેથી તે એસિડિક અને બેઝિક બંને માધ્યમોમાં ઓક્સિડેશનકર્તા અને રિડક્શનકર્તા તરીકે કાર્ય કરી શકે છે.
વિધાન-$II$ ખોટું છે: $10 \ V \ H_2O_2$ નો અર્થ છે કે $1 \ mL \ H_2O_2$ દ્રાવણ $STP$ પર $10 \ mL \ O_2$ આપે છે.
વિઘટન પ્રક્રિયા: $2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2$.
$2 \times 34 \ g \ H_2O_2$ એ $STP$ પર $22400 \ mL \ O_2$ ઉત્પન્ન કરે છે.
તેથી,$22400 \ mL \ O_2$ એ $68 \ g \ H_2O_2$ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
$10 \ mL \ O_2$ એ $(68 \times 10) / 22400 \approx 0.03036 \ g \ H_2O_2$ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
આ $1 \ mL$ દ્રાવણમાં હોવાથી,સાંદ્રતા $0.03036 \ g/mL$ છે,જે $3.03\% \ (w/v)$ છે. વિધાનમાં $6\%$ આપેલ છે,જે ખોટું છે.

(C) જૂના સીસાના ચિત્રો વાતાવરણમાં રહેલા $H_2S$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને લેડ સલ્ફાઈડ $(PbS)$ બનવાને કારણે કાળા પડી જાય છે.
તેનો રંગ $H_2O_2$ વડે ધોઈને પુનઃસ્થાપિત કરવામાં આવે છે,જે કાળા $PbS$ નું સફેદ લેડ સલ્ફેટ $(PbSO_4)$ માં ઓક્સિડેશન કરે છે.
પ્રક્રિયા: $PbS(s) + 4H_2O_2(aq) \rightarrow PbSO_4(s) + 4H_2O(l)$.
આ પ્રક્રિયામાં,$H_2O_2$ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે કાર્ય કરે છે,રિડક્શનકર્તા તરીકે નહીં.
તેથી,વિધાન $(A)$ સાચું છે,પરંતુ કારણ $(R)$ ખોટું છે.

(B) $H_2O_2$ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે કે નહીં તે નક્કી કરવા માટે,આપણે એવી પ્રક્રિયાઓ જોઈએ છીએ જેમાં $H_2O_2$ માં ઓક્સિજન (ઓક્સિડેશન આંક $-1$) ઘટીને $-2$ (જેમ કે $H_2O$ માં) થાય છે.
$(i)$ $2Fe^{2+} + H_2O_2 \rightarrow 2Fe^{3+} + 2OH^{-}$: અહીં,$Fe^{2+}$ નું $Fe^{3+}$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે,તેથી $H_2O_2$ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
$(ii)$ $2MnO_4^{-} + 6H^{+} + 5H_2O_2 \rightarrow 2Mn^{2+} + 5O_2 + 8H_2O$: અહીં,$H_2O_2$ નું $O_2$ ($0$ ઓક્સિડેશન આંક) માં ઓક્સિડેશન થાય છે,તેથી તે રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
$(iii)$ $I_2 + H_2O_2 + 2OH^{-} \rightarrow 2I^{-} + O_2 + 2H_2O$: અહીં,$H_2O_2$ નું $O_2$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે,તેથી તે રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
$(iv)$ $Mn^{2+} + H_2O_2 \rightarrow Mn^{4+} + 2OH^{-}$: અહીં,$Mn^{2+}$ નું $Mn^{4+}$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે,તેથી $H_2O_2$ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
આમ,પ્રક્રિયાઓ $(i)$ અને $(iv)$ માં $H_2O_2$ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.

(C) હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ $(H_2O_2)$ માં ઓક્સિજન $-1$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં હોય છે.
રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં,તે કાં તો ઇલેક્ટ્રોન મેળવી શકે છે (ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ તરીકે કામ કરીને) $H_2O$ બનાવવા માટે (જ્યાં ઓક્સિજન $-2$ અવસ્થામાં હોય છે) અથવા ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવી શકે છે (રિડ્યુસિંગ એજન્ટ તરીકે કામ કરીને) $O_2$ બનાવવા માટે (જ્યાં ઓક્સિજન $0$ અવસ્થામાં હોય છે).
તેથી,$H_2O_2$ ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ અને રિડ્યુસિંગ એજન્ટ બંને તરીકે કામ કરી શકે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,તેના વિઘટનમાં: $2H_2O_2^{-1} \rightarrow 2H_2O^{-2} + O_2^0$,તે બંને તરીકે કાર્ય કરે છે.

(D) $(i) \ 2 HOCl + H_2O_2 \longrightarrow 2 H_2O + Cl_2 + O_2$
$(ii) \ 3 H_2O_2 + 2 KMnO_4 \longrightarrow 3 O_2 + 2 MnO_2 + 2 KOH + 2 H_2O$
$(iii) \ H_2O_2 + I_2 + 2 OH^- \longrightarrow 2 I^- + 2 H_2O + O_2$
$(iv) \ PbS + 4 H_2O_2 \longrightarrow PbSO_4 + 4 H_2O$
પ્રક્રિયા $(iv)$ માં,$PbS$ નું $H_2O_2$ દ્વારા $PbSO_4$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે,પરંતુ ઓક્સિજન વાયુ મુક્ત થતો નથી.

(D) ચાલો દરેક પ્રક્રિયામાં $O_2$ મુક્ત થાય છે કે નહીં તે તપાસીએ:
$A$. $2MnO_4^{-} + 5H_2O_2 + 6H^{+} \longrightarrow 2Mn^{2+} + 5O_2 + 8H_2O$. અહીં $O_2$ મુક્ત થાય છે.
$B$. $H_2O_2 + I_2 + 2OH^{-} \longrightarrow 2I^{-} + 2H_2O + O_2$. અહીં $O_2$ મુક્ત થાય છે.
$C$. $HOCl + H_2O_2 \longrightarrow H_3O^{+} + Cl^{-} + O_2$. અહીં $O_2$ મુક્ત થાય છે.
$D$. $2Fe^{2+} + H_2O_2 + 2H^{+} \longrightarrow 2Fe^{3+} + 2H_2O$. આ પ્રક્રિયામાં (ફેન્ટન પ્રક્રિયક),$H_2O_2$ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે અને પાણીમાં રિડક્શન પામે છે; $O_2$ મુક્ત થતો નથી.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.