Water or hydride of oxygen Questions in Hindi

(A) . हाइड्रोजन बंधन अन्योन्यक्रियाओं और बर्फ की संरचना के कारण पानी बर्फ से अधिक सघन होता है।

(D) एक उभयधर्मी पदार्थ अम्ल और क्षार दोनों के रूप में कार्य कर सकता है।
$H_2O$ प्रोटॉन दान करके अम्ल के रूप में कार्य करता है: $\mathop {H_2O}\limits_{\text{Acid}} \to H^{+} + OH^{-}$.
$H_2O$ प्रोटॉन स्वीकार करके क्षार के रूप में कार्य करता है: $\mathop {H_2O}\limits_{\text{Base}} + H^{+} \to H_3O^{+}$.
अतः,जल एक उभयधर्मी विलायक है।

(B) चूंकि हाइड्राइड आयन $(H^{-})$ हाइड्रॉक्साइड आयन $(OH^{-})$ की तुलना में बहुत अधिक प्रबल क्षार है,इसलिए यह पानी से प्रोटॉन $(H^{+})$ को आसानी से ग्रहण कर लेगा।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$H^{-}_{(aq)} + H_2O_{(l)} \to H_2(g) + OH^{-}_{(aq)}$
इस अभिक्रिया में,$H^{-}$ एक ब्रोंस्टेड-लोरी क्षार के रूप में और $H_2O$ एक ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल के रूप में कार्य करता है।

(D) सल्फर ट्राइऑक्साइड $(SO_3)$ की भारी जल $(D_2O)$ के साथ अभिक्रिया एक योगात्मक अभिक्रिया है।
$SO_3 + D_2O \to D_2SO_4$
इस उत्पाद को डाइड्यूटेरोसल्फ्यूरिक एसिड के रूप में जाना जाता है।

(B) $IUPAC$ नामकरण पद्धति के अनुसार,$H_2O$ का व्यवस्थित नाम $Oxidane$ है।
$Water$ सामान्य नाम है और $Hydrogen \ oxide$ एक वर्णनात्मक नाम है,जबकि $Oxidane$ ऑक्सीजन के हाइड्राइड के लिए स्वीकृत व्यवस्थित नाम है।

(B) चूंकि $H^{-}$ आयन $OH^{-}$ की तुलना में एक प्रबल क्षार है,इसलिए यह पानी से प्रोटॉन को आसानी से स्वीकार कर लेगा।
$H^{-}$ एक ब्रोंस्टेड-लोरी क्षार के रूप में और $H_2O$ एक ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल के रूप में कार्य करता है।
अभिक्रिया है: $H^{-}_{(aq)} + H_2O_{(l)} \to OH^{-}_{(aq)} + H_{2(g)}$
यह एक अम्ल-क्षार अभिक्रिया है जहाँ प्रबल क्षार $(H^{-})$ अम्ल $(H_2O)$ के साथ अभिक्रिया करके एक दुर्बल क्षार $(OH^{-})$ और एक दुर्बल अम्ल $(H_2)$ बनाता है।

(B) $D_2O$ (भारी जल) का उपयोग मुख्य रूप से परमाणु रिएक्टरों में मंदक (moderator) के रूप में किया जाता है।
यह तीव्र गति वाले न्यूट्रॉन को धीमा करने में प्रभावी है,जो विखंडन प्रक्रिया को सुगम बनाता है।
इसके अतिरिक्त,न्यूट्रॉन अवशोषण के लिए इसकी प्रायिकता बहुत कम होती है,जो इसे इस उद्देश्य के लिए अत्यधिक कुशल बनाती है।

(C) भारी जल ड्यूटेरियम ऑक्साइड $(D_2O)$ है।
सामान्य जल में भारी जल का एक छोटा अंश ($6000$ भागों में $1$ भाग) होता है।
बड़े पैमाने पर,यह क्षार युक्त सामान्य जल के बार-बार विद्युत अपघटन द्वारा उत्पादित किया जाता है।
यह सामान्य जल के बार-बार आसवन और संघनन द्वारा भी प्राप्त किया जाता है।

(B) जल में अस्थायी कठोरता मुख्य रूप से कैल्शियम और मैग्नीशियम बाइकार्बोनेट की उपस्थिति के कारण होती है।
कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड $(Ca(OH)_2)$,जिसे चूने का पानी भी कहा जाता है,मिलाने पर ये बाइकार्बोनेट अघुलनशील कार्बोनेट के रूप में अवक्षेपित हो जाते हैं।
रासायनिक अभिक्रिया इस प्रकार है:
$Ca(HCO_3)_2 + Ca(OH)_2 \to 2CaCO_3 \downarrow + 2H_2O$
अतः,विकल्प $(B)$ सही है।

(A) भारी जल $D_2O$ है।
यह ऑक्सीजन और हाइड्रोजन के भारी समस्थानिक,जो कि ड्यूटेरियम $(D)$ है,से बना होता है।

(B) जल में कठोरता मुख्य रूप से घुलित कैल्शियम $(Ca^{2+})$ और मैग्नीशियम $(Mg^{2+})$ आयनों की उपस्थिति के कारण होती है।
अस्थायी कठोरता कैल्शियम या मैग्नीशियम के बाइकार्बोनेट $(HCO_3^-)$ की उपस्थिति के कारण होती है।
स्थायी कठोरता कैल्शियम और मैग्नीशियम के क्लोराइड $(Cl^-)$ और सल्फेट $(SO_4^{2-})$ की उपस्थिति के कारण होती है।
दिए गए विकल्पों में से,युग्म $(Ca^{2+}, HCO_3^-)$ जल में अस्थायी कठोरता के लिए उत्तरदायी है।

(B) उबालने से जल की अस्थायी कठोरता को दूर किया जा सकता है।
$Ca(HCO_3)_2 \xrightarrow{\text{Boil}} CaCO_3 \downarrow + H_2O + CO_2$

(B) जल को एक सार्वत्रिक विलायक के रूप में जाना जाता है क्योंकि इसका परावैद्युत स्थिरांक $(82)$ उच्च होता है,इसकी तरल अवस्था की सीमा अधिक होती है और यह अधिकतम संख्या में यौगिकों को घोल सकता है। इसलिए,यह कथन कि इसका परावैद्युत स्थिरांक बहुत कम होता है,गलत है।

(A) . भारी जल यानी $D_2O$ का उपयोग परमाणु रिएक्टरों में न्यूट्रॉन की गति को धीमा करने के लिए मंदक (moderator) के रूप में किया जाता है।

(A) जल में अस्थायी कठोरता कैल्शियम और मैग्नीशियम के घुलनशील बाइकार्बोनेट,यानी $Ca(HCO_3)_2$ और $Mg(HCO_3)_2$ की उपस्थिति के कारण होती है।
स्थायी कठोरता कैल्शियम और मैग्नीशियम के क्लोराइड और सल्फेट,यानी $CaCl_2, MgCl_2, CaSO_4,$ और $MgSO_4$ की उपस्थिति के कारण होती है।

(D) सही उत्तर $D$ है।
स्थायी कठोरता को पानी उबालकर दूर नहीं किया जा सकता है,जबकि अस्थायी कठोरता (बाइकार्बोनेट के कारण) को उबालकर दूर किया जा सकता है।

(B) कठोर जल (Hard water) वह जल है जिसमें कैल्शियम $(Ca^{2+})$ और मैग्नीशियम $(Mg^{2+})$ के घुलनशील लवण होते हैं,जो आमतौर पर क्लोराइड,सल्फेट या बाइकार्बोनेट के रूप में होते हैं।
$A$ और $C$ में क्रमशः $Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ आयन होते हैं,जो जल की कठोरता में योगदान करते हैं।
$B$ में तनु $HCl$ होता है,जो $H^{+}$ आयन प्रदान करता है। हालांकि अम्लीय जल संक्षारक (corrosive) हो सकता है,लेकिन इसे 'कठोर जल' के रूप में वर्गीकृत नहीं किया जाता है क्योंकि कठोरता विशेष रूप से कैल्शियम और मैग्नीशियम आयनों की उपस्थिति से परिभाषित होती है।
अतः,तनु $HCl$ युक्त जल कठोर जल नहीं है।

(C) भारी जल $(D_2O)$ का उपयोग परमाणु रिएक्टरों में मंदक के रूप में तीव्र गति वाले न्यूट्रॉन की गति को धीमा करने के लिए और शीतलक के रूप में परमाणु विखंडन प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न ऊष्मा को हटाने के लिए किया जाता है।

(B) भारी जल $(D_2O)$ का हिमांक $3.8 \ ^\circ C$ होता है,जो साधारण जल ($H_2O$,$0 \ ^\circ C$) से अधिक है।

(D) सही विकल्प $(D)$ है।
निर्जल $CuSO_4$ एक सफेद पाउडर होता है।
जब यह पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है,तो यह हाइड्रेटेड कॉपर$(II)$ सल्फेट,$CuSO_4 \cdot 5H_2O$ बनाता है,जो नीले रंग का होता है।
इसलिए,पानी की उपस्थिति का पता लगाने के लिए निर्जल $CuSO_4$ मिलाना एक मानक रासायनिक परीक्षण है।

(A) सही विकल्प $(A)$ है।
जल की कठोरता मुख्य रूप से $Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ आयनों की उपस्थिति के कारण होती है।
धनायन विनिमय प्रक्रिया में,कठोर जल को धनायन विनिमय रेजिन (जिसमें $R-SO_3H$ या $R-COOH$ समूह होते हैं) से गुजारा जाता है।
$Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ आयनों को रेजिन में मौजूद $H^+$ या $Na^+$ आयनों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है,जिससे कठोरता दूर हो जाती है।

(C) वाशिंग सोडा $(Na_2CO_3)$ घुलनशील कैल्शियम और मैग्नीशियम लवणों को अघुलनशील कार्बोनेट में बदलकर अस्थायी और स्थायी दोनों प्रकार की कठोरता को दूर करता है।
$CaCl_2 + Na_2CO_3 \to CaCO_3(s) + 2NaCl$
$CaSO_4 + Na_2CO_3 \to CaCO_3(s) + Na_2SO_4$
$Mg^{2+} + CO_3^{2-} \to MgCO_3(s)$

(C) परम्यूटिट कृत्रिम जिओलाइट्स का तकनीकी नाम है,जो जलयोजित सोडियम एल्युमीनियम सिलिकेट्स होते हैं।
इसका रासायनिक सूत्र $Na_2Al_2Si_2O_8 \cdot xH_2O$ के रूप में दर्शाया जाता है।

(D) भारी जल को $D_2O$ के रूप में दर्शाया जाता है,जहाँ $D$ ड्यूटेरियम $(_{1}H^{2})$ है।
ऑक्सीजन $(O)$ का परमाणु द्रव्यमान $16 \ amu$ है और ड्यूटेरियम $(D)$ का परमाणु द्रव्यमान $2 \ amu$ है।
अतः,$D_2O$ का आणविक भार $= (2 \times 2) + 16 = 20 \ amu$ है।

(A) जल की स्थायी कठोरता क्लोराइड्स और सल्फेट्स $(MgCl_2, CaCl_2, MgSO_4, CaSO_4)$ के रूप में मैग्नीशियम और कैल्शियम के घुलनशील लवणों की उपस्थिति के कारण होती है।
अस्थायी कठोरता मैग्नीशियम और कैल्शियम के बाइकार्बोनेट्स $(Mg(HCO_3)_2, Ca(HCO_3)_2)$ की उपस्थिति के कारण होती है।

(C) सही विकल्प $(C)$ है।
भारी जल $(D_2O)$ हाइड्रोजन के भारी समस्थानिक,जिसे ड्यूटेरियम $(_1H^2 \text{ या } D)$ कहा जाता है,के ऑक्सीजन के साथ संयोजन से बनता है।
रासायनिक अभिक्रिया: $2D_2 + O_2 \to 2D_2O$ है।

(D) भारी जल $D_2O$ है $(1-c)$।
अस्थायी कठोरता जल में $Ca$ और $Mg$ के बाइकार्बोनेट की उपस्थिति के कारण होती है $(2-a)$।
मृदु जल वह जल है जिसमें $Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ जैसे बाहरी आयन नहीं होते हैं $(3-b)$।
स्थायी कठोरता जल में $Ca$ और $Mg$ के सल्फेट और क्लोराइड की उपस्थिति के कारण होती है $(4-d)$।
अतः,सही मिलान $1-c, 2-a, 3-b, 4-d$ है।

(B) जल की कठोरता उसमें उपस्थित $Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ आयनों के बाइकार्बोनेट,क्लोराइड और सल्फेट लवणों के कारण होती है।
ये आयन साबुन में उपस्थित फैटी एसिड के ऋणायनों के साथ अभिक्रिया करके अघुलनशील सफेद अवक्षेप बनाते हैं।
परिणामस्वरूप,कठोर जल साबुन के साथ आसानी से झाग उत्पन्न नहीं करता है।

(D) जिओलाइट,जो हाइड्रेटेड सोडियम एल्युमिनियम सिलिकेट $(Na_2Al_2Si_2O_8 \cdot xH_2O)$ है,एक आयन विनिमयकर्ता के रूप में कार्य करता है।
जब इसे कठोर जल के साथ उपचारित किया जाता है,तो जिओलाइट संरचना में मौजूद $Na^+$ आयन जल में मौजूद $Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ आयनों के साथ विनिमय कर लेते हैं,जो जल में कठोरता के लिए जिम्मेदार होते हैं।

(C) कठोर जल वह जल है जिसमें कैल्शियम $(Ca^{2+})$ या मैग्नीशियम $(Mg^{2+})$ आयनों के लवण घुले होते हैं।
$A$. फिटकरी में $Al^{3+}$ आयन होते हैं।
$B$. $HCl$ में $H^+$ आयन होते हैं,जो कठोरता का कारण नहीं बनते।
$C$. कैल्शियम नाइट्रेट $Ca(NO_3)_2$ में $Ca^{2+}$ आयन होते हैं,जो स्थायी कठोरता का कारण बनते हैं।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(D) बर्फ ऊष्मा का कुचालक है,जिसका अर्थ है कि यह एक अच्छा ऊष्मीय कुचालक है।
इसके अतिरिक्त,बर्फ का घनत्व तरल पानी से कम होता है,यही कारण है कि बर्फ पानी पर तैरती है।
इसलिए,कथन $(b)$ और $(c)$ दोनों सही हैं।

(D) सही उत्तर $D$ है। $H_2O$ (साधारण जल) में न्यूट्रॉन को अवशोषित करने की प्रवृत्ति अधिक होती है,जो विखंडन प्रक्रिया के लिए उपलब्ध न्यूट्रॉन की संख्या को कम कर देती है। $D_2O$ (भारी जल) का न्यूट्रॉन अवशोषण क्रॉस-सेक्शन बहुत कम होता है,जिससे यह परमाणु रिएक्टरों में एक अधिक कुशल मंदक बन जाता है।

(C) $Mg(HCO_3)_2$ के कारण अस्थायी कठोरता को उबालकर दूर किया जाता है।
गर्म करने पर,$Mg(HCO_3)_2$ विघटित होकर मैग्नीशियम कार्बोनेट $(MgCO_3)$ के बजाय मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड $(Mg(OH)_2)$ का अवक्षेप बनाता है क्योंकि $Mg(OH)_2$,$MgCO_3$ की तुलना में जल में कम घुलनशील है।
अभिक्रिया इस प्रकार है: $Mg(HCO_3)_{2(aq)} \xrightarrow{\Delta} Mg(OH)_{2(s)} + 2CO_{2(g)}$.

(C) $Mg^{2+}$ आयनों के कारण होने वाली स्थायी कठोरता को $Ca(OH)_2$ और $Na_2CO_3$ के मिश्रण का उपयोग करके सबसे प्रभावी ढंग से दूर किया जाता है।
$Ca(OH)_2$,$Mg^{2+}$ आयनों के साथ प्रतिक्रिया करके $Mg(OH)_2$ का अवक्षेप बनाता है:
$Mg^{2+} + Ca(OH)_2 \to Mg(OH)_2 \downarrow + Ca^{2+}$
इसके बाद उत्पन्न $Ca^{2+}$ आयनों (और मौजूदा स्थायी कठोरता) को $Na_2CO_3$ द्वारा हटा दिया जाता है:
$Ca^{2+} + Na_2CO_3 \to CaCO_3 \downarrow + 2Na^{+}$
अतः,$Na_2CO_3 + Ca(OH)_2$ का संयोजन सबसे प्रभावी विधि है।

(B) $(B)$ प्लंबोसॉल्वेंसी का अर्थ है पानी की लेड $(Pb)$ पाइपों से लेड को घोलने की क्षमता।
मृदु जल (Soft water), जिसमें कार्बोनेट और सल्फेट जैसे लवणों का अभाव होता है, कठोर जल की तुलना में लेड को अधिक तेजी से घोलता है।
कठोर जल में मौजूद $CO_3^{2-}$ और $SO_4^{2-}$ आयन पाइप की आंतरिक सतह पर अघुलनशील लेड लवणों की एक सुरक्षात्मक परत बनाते हैं, जो $Pb$ को घुलने से रोकती है।

(B) जल की कठोरता कैल्शियम और मैग्नीशियम के घुलनशील लवणों,जैसे $Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ आयनों (जैसे क्लोराइड,सल्फेट और बाइकार्बोनेट) की उपस्थिति के कारण होती है।
$NaCl$ (सोडियम क्लोराइड) जल की कठोरता में योगदान नहीं देता है।
इसलिए,केवल $NaCl$ युक्त जल को मृदु जल माना जाता है।

(B) सही उत्तर $(B)$ है।
$CaSO_4$ (कैल्शियम सल्फेट) की जल में विलेयता तापमान बढ़ने के साथ घटती है।

(B) कार्बनिक आयन विनिमय रेजिन पानी से केवल आयनिक अशुद्धियों जैसे $Na^+$ और $Cl^-$ आयनों को हटाने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।
चीनी (सुक्रोज) एक गैर-आयनिक,सहसंयोजक यौगिक है और पानी में आयनों में नहीं टूटती है।
इसलिए,आयन विनिमय रेजिन सामान्य नमक $(NaCl)$ को हटा देगा लेकिन घुली हुई चीनी को नहीं हटा पाएगा।
परिणामस्वरूप,पानी में चीनी का स्वाद बना रहेगा और वह मीठा होगा।

(D) जल के विखनिजीकरण (demineralization) की प्रक्रिया में कार्बनिक आयन-विनिमय रेजिन का उपयोग किया जाता है।
इस प्रक्रिया में,धनायन विनिमय रेजिन सभी धनायनों जैसे $Ca^{2+}$,$Mg^{2+}$,$Na^+$ आदि को हटा देते हैं और ऋणायन विनिमय रेजिन सभी ऋणायनों जैसे $Cl^-$,$SO_4^{2-}$,$HCO_3^-$ आदि को हटा देते हैं।
अतः,प्राप्त जल सभी घुलनशील खनिज लवणों से मुक्त होता है,जिसे विखनिजीकृत जल कहा जाता है।

(A) साबुन लंबी श्रृंखला वाले फैटी एसिड के सोडियम या पोटेशियम लवण होते हैं (जैसे,सोडियम स्टीयरेट,$C_{17}H_{35}COONa$)।
जब साबुन को कठोर जल में मिलाया जाता है,तो यह पानी में मौजूद कैल्शियम $(Ca^{2+})$ और मैग्नीशियम $(Mg^{2+})$ आयनों के साथ प्रतिक्रिया करके अघुलनशील अवक्षेप (स्कम) बनाता है,जैसे कि कैल्शियम स्टीयरेट।
यह प्रक्रिया पानी से कठोरता पैदा करने वाले आयनों को प्रभावी ढंग से हटा देती है,हालांकि यह बड़े पैमाने पर पानी को नरम करने के लिए एक किफायती तरीका नहीं है।

(D) जलीय $CaCl_2$ पहले से ही जलयोजित (hydrated) अवस्था में है और यह आगे पानी को अवशोषित नहीं कर सकता है या निर्जलीकरण एजेंट के रूप में कार्य नहीं कर सकता है। सिलिका जेल,$P_2O_5$ और सांद्र $H_2SO_4$ प्रसिद्ध निर्जलीकरण या सुखाने वाले एजेंट हैं।

(C) सीसे के पाइप पीने के पानी के लिए उपयुक्त नहीं होते हैं क्योंकि सीसा घुली हुई हवा (ऑक्सीजन) वाले पानी के साथ प्रतिक्रिया करके लेड$(II)$ हाइड्रोक्साइड,$Pb(OH)_2$ बनाता है,जो घुलनशील है और मानव स्वास्थ्य के लिए विषाक्त है।
अभिक्रिया इस प्रकार है: $2Pb(s) + 2H_2O(l) + O_2(g) \rightarrow 2Pb(OH)_2(aq)$.

(C) प्लंबोसॉल्वेंसी एक विलायक,विशेष रूप से पानी की,लेड को घोलने की क्षमता है।
पानी की सार्वजनिक आपूर्ति में,यह एक अवांछनीय गुण है क्योंकि लेड विषाक्त होता है।
इसलिए,प्लंबोसॉल्वेंसी का अर्थ साधारण जल में लेड का घुलना है।

(A) $Oxygen$ की खोज जोसेफ प्रिस्टले द्वारा $1772$ में विल्टशायर,इंग्लैंड में की गई थी।
$Oxygen$ नाम ग्रीक शब्द '$Oxygenes$' से आया है,जिसका अर्थ 'एसिड बनाने वाला' होता है।

(A) ऑक्सीजन पानी में बहुत कम घुलनशील है। इसकी कम घुलनशीलता के कारण,इसे पानी के अधोगामी विस्थापन द्वारा एकत्रित किया जा सकता है।

(D) किसी भी द्रव में पानी की उपस्थिति का परीक्षण करने के लिए निर्जल $CuSO_4$ का उपयोग किया जाता है।
यह अपने निर्जल रूप में सफेद होता है और पानी के संपर्क में आने पर $CuSO_4 \cdot 5H_2O$ के निर्माण के कारण इसका रंग नीला हो जाता है।

(A) $H_2O$ समूह $16$ के तत्वों के दिए गए हाइड्राइडों में सबसे अधिक क्वथनांक रखता है।
इसका कारण $H_2O$ अणुओं में मौजूद मजबूत अंतर-आणविक हाइड्रोजन बंधन है,जो $H_2S$,$H_2Se$ और $H_2Te$ में अनुपस्थित होता है।

(C) जब क्लोरीन जल को सूर्य के प्रकाश में रखा जाता है,तो निम्नलिखित अभिक्रियाएँ होती हैं:
$H_2O + Cl_2 \xrightarrow{\text{sunlight}} HCl + HClO$
$2HClO \to 2HCl + O_2$
इस प्रक्रिया में,$Cl_2$ जल के साथ अभिक्रिया करके $HCl$ और $HClO$ बनाता है। इसके बाद $HClO$ विघटित होकर $O_2$ मुक्त करता है। यह दर्शाता है कि हाइड्रोजन की ऑक्सीजन की तुलना में क्लोरीन के प्रति अधिक आकर्षण शक्ति है,क्योंकि यह जल में ऑक्सीजन के साथ बंधे रहने के बजाय $HCl$ बनाना पसंद करता है।

(A) जल शोधन में कीटाणुओं को मारने के लिए क्लोरीन का उपयोग कीटाणुनाशक के रूप में किया जाता है।

(A) सही उत्तर $(A)$ है।
निर्जल $CuSO_4$ (सफेद) पानी के साथ अभिक्रिया करके जलयोजित कॉपर सल्फेट $(CuSO_4 \cdot 5H_2O)$ बनाता है,जो नीले रंग का होता है।
सफेद से नीले रंग में यह परिवर्तन किसी द्रव नमूने में पानी की उपस्थिति के लिए एक निश्चित वैज्ञानिक परीक्षण के रूप में कार्य करता है।