Oxidation number and Oxidation state Questions in Hindi

(D) $CrO_5$ की संरचना एक तितली (butterfly) जैसी होती है,जिसमें एक ऑक्सीजन परमाणु $Cr$ के साथ द्वि-आबंध (double bond) द्वारा जुड़ा होता है (ऑक्सीकरण अवस्था $-2$) और चार ऑक्सीजन परमाणु एकल आबंध (single bond) द्वारा जुड़े होते हैं जो दो पेरोक्साइड लिंकेज बनाते हैं (प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु की ऑक्सीकरण अवस्था $-1$ होती है)।
माना $Cr$ की ऑक्सीकरण अवस्था $x$ है।
एक उदासीन अणु में ऑक्सीकरण अवस्थाओं का योग शून्य होता है।
$x + 1(-2) + 4(-1) = 0$
$x - 2 - 4 = 0$
$x - 6 = 0$
$x = +6$

(C) अम्लीय माध्यम में,परमैंगनेट आयन $(MnO_4^{-})$ एक प्रबल ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है और हाइड्रोजन पेरोक्साइड $(H_2O_2)$ के साथ अभिक्रिया करता है।
इस अभिक्रिया का संतुलित रासायनिक समीकरण है: $2MnO_4^{-} + 5H_2O_2 + 6H^{+} \rightarrow 2Mn^{2+} + 5O_2 + 8H_2O$।
$MnO_4^{-}$ में,$Mn$ की ऑक्सीकरण अवस्था की गणना इस प्रकार की जाती है: $x + 4(-2) = -1$,जिससे $x = +7$ प्राप्त होता है।
उत्पाद $Mn^{2+}$ में,$Mn$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+2$ है।
अतः,$Mn$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+7$ से बदलकर $+2$ हो जाती है।

(C) पेरोक्सीडाइसल्फ्यूरिक एसिड (मार्शल एसिड) का रासायनिक सूत्र $H_2S_2O_8$ है।
इसकी संरचना $HO-S(=O)_2-O-O-S(=O)_2-OH$ है।
संरचना से,प्रत्येक सल्फर परमाणु दो द्वि-आबंधित ऑक्सीजन परमाणुओं,एक पेरोक्साइड लिंकेज $(-O-O-)$ के ऑक्सीजन परमाणु और एक हाइड्रॉक्सिल समूह $(-OH)$ से जुड़ा होता है।
प्रत्येक सल्फर परमाणु की ऑक्सीकरण अवस्था $+6$ है।
अणु में दो $S-OH$ बंध मौजूद हैं (प्रत्येक सल्फर परमाणु पर एक)।

(B) $H_2S_2O_8$ (पेरोक्सोडाइसल्फ्यूरिक एसिड) की संरचना में एक पेरोक्साइड लिंकेज $(-O-O-)$ होता है।
दो ऑक्सीजन परमाणु पेरोक्साइड लिंकेज में शामिल होते हैं,जिनमें से प्रत्येक की ऑक्सीकरण अवस्था $-1$ होती है।
शेष $6$ ऑक्सीजन परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था $-2$ होती है।
माना $S$ की ऑक्सीकरण अवस्था $x$ है।
ऑक्सीकरण अवस्था के नियम को लागू करने पर: $2(+1) + 2(x) + 2(-1) + 6(-2) = 0$।
$2 + 2x - 2 - 12 = 0$।
$2x = 12$।
$x = +6$।

(B) प्रत्येक यौगिक में नाइट्रोजन $(N)$ की ऑक्सीकरण अवस्था ज्ञात करने के लिए,हम अन्य तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्थाओं का उपयोग करते हैं (हाइड्रोजन = $+1$,ऑक्सीजन = $-2$,क्लोरीन = $-1$):
$1$. $NH_2OH$ में: $x + 2(+1) + (-2) + (+1) = 0 \implies x = -1$.
$2$. $NH_4Cl$ में: $x + 4(+1) + (-1) = 0 \implies x = -3$.
$3$. $N_2H_4$ में: $2x + 4(+1) = 0 \implies x = -2$.
$4$. $HNO_2$ में: $(+1) + x + 2(-2) = 0 \implies x = +3$.
मानों की तुलना करने पर: $-1, -3, -2, +3$. सबसे कम ऑक्सीकरण अवस्था $-3$ है जो $NH_4Cl$ में है।

(A) कार्बन सबऑक्साइड $(C_3O_2)$ की संरचना $O=C=C=C=O$ है।
इस संरचना में,दो टर्मिनल कार्बन परमाणु ऑक्सीजन परमाणुओं से जुड़े होते हैं।
चूंकि ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था $-2$ है,इसलिए प्रत्येक टर्मिनल कार्बन परमाणु की ऑक्सीकरण अवस्था $+2$ होती है।
केंद्रीय कार्बन परमाणु दो अन्य कार्बन परमाणुओं से जुड़ा होता है,और समान परमाणुओं के बीच विद्युत ऋणात्मकता में कोई अंतर न होने के कारण,इसकी ऑक्सीकरण अवस्था $0$ होती है।
अतः,ऑक्सीकरण अवस्थाएँ $+2, 0, +2$ हैं।

(C) $Pb_3O_4$ एक मिश्रित ऑक्साइड है,जिसे $2PbO \cdot PbO_2$ के रूप में दर्शाया जा सकता है।
$PbO$ में,$Pb$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+2$ है।
$PbO_2$ में,$Pb$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+4$ है।
$PbO$ के लिए गणना: $x + (-2) = 0 \Rightarrow x = +2$।
$PbO_2$ के लिए गणना: $x + 2(-2) = 0$ $\Rightarrow x - 4 = 0$ $\Rightarrow x = +4$।
अतः,$Pb_3O_4$ में $Pb$ की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ $+2$ और $+4$ हैं।

(C) जलीय विलयन में,पोटेशियम डाइक्रोमेट $(K_2Cr_2O_7)$ विलयन की $pH$ के आधार पर पोटेशियम क्रोमेट $(K_2CrO_4)$ के साथ साम्यावस्था में रहता है।
साम्यावस्था अभिक्रिया: $Cr_2O_7^{2-} + 2OH^- \rightleftharpoons 2CrO_4^{2-} + H_2O$.
$K_2Cr_2O_7$ में,$Cr$ की ऑक्सीकरण अवस्था: $2(+1) + 2(x) + 7(-2) = 0$ $\Rightarrow 2 + 2x - 14 = 0$ $\Rightarrow 2x = 12$ $\Rightarrow x = +6$.
$K_2CrO_4$ में,$Cr$ की ऑक्सीकरण अवस्था: $2(+1) + x + 4(-2) = 0$ $\Rightarrow 2 + x - 8 = 0$ $\Rightarrow x = +6$.
चूंकि अम्लीय $(Cr_2O_7^{2-})$ और क्षारीय $(CrO_4^{2-})$ दोनों माध्यमों में $Cr$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+6$ ही रहती है,इसलिए सही उत्तर $6$ है।

(A) $H_2S_2O_7$ को ओलियम या पाइरोसल्फ्यूरिक अम्ल के रूप में जाना जाता है।
$H_2S_2O_7$ की संरचना में,प्रत्येक सल्फर परमाणु तीन ऑक्सीजन परमाणुओं से द्वि-आबंध (प्रत्येक $+2$ का योगदान) द्वारा,एक ऑक्सीजन परमाणु से एकल आबंध ( $+1$ का योगदान) द्वारा,और एक हाइड्रॉक्सिल समूह ( $+1$ का योगदान) द्वारा जुड़ा होता है।
इसलिए,प्रत्येक सल्फर परमाणु के लिए ऑक्सीकरण अवस्था $+2 + 2 + 1 + 1 = +6$ है।
अतः,दोनों सल्फर परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ $VI$ और $VI$ हैं।

(C) $N_2H_4$ में $N$ की प्रारंभिक ऑक्सीकरण अवस्था इस प्रकार है: $2x + 4(+1) = 0 \implies 2x = -4 \implies x = -2$.
चूंकि $N_2H_4$ का $1 \ mole$,$10 \ moles$ इलेक्ट्रॉन खोता है,इसलिए ऑक्सीकरण संख्या में कुल वृद्धि $10$ है।
मान लीजिए $Z$ में $N$ की ऑक्सीकरण अवस्था $y$ है। चूंकि $2$ नाइट्रोजन परमाणु हैं,$Z$ में $N$ की कुल ऑक्सीकरण अवस्था $2y$ है।
ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन $2y - (-4) = +10$ है।
$2y + 4 = 10 \implies 2y = 6 \implies y = +3$.
अतः,$Z$ में नाइट्रोजन की ऑक्सीकरण अवस्था $+3$ है।

(B) $NH_4NO_3$,$NH_4^+$ और $NO_3^-$ आयनों से बना है।
$NH_4^+$ के लिए: मान लीजिए $N$ की ऑक्सीकरण संख्या $x$ है। $x + 4(+1) = +1$,इसलिए $x = -3$।
$NO_3^-$ के लिए: मान लीजिए $N$ की ऑक्सीकरण संख्या $x$ है। $x + 3(-2) = -1$,इसलिए $x - 6 = -1$,जिससे $x = +5$ प्राप्त होता है।
अतः,नाइट्रोजन की ऑक्सीकरण संख्याएँ $-3$ और $+5$ हैं।

(B) प्रारंभिक यौगिक $LiCoO_2$ में,$Li$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+1$ और ऑक्सीजन की $-2$ है।
माना $Co$ की ऑक्सीकरण अवस्था $x$ है।
$1(1) + x + 2(-2) = 0$
$x - 3 = 0 \implies x = +3$.
$50\%$ लिथियम निष्कर्षण के बाद,सूत्र $Li_{0.5}CoO_2$ हो जाता है।
माना $Co$ की नई ऑक्सीकरण अवस्था $x'$ है।
$0.5(1) + x' + 2(-2) = 0$
$x' + 0.5 - 4 = 0 \implies x' = +3.5$.
$Co$ की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन $3.5 - 3.0 = +0.5$ है।
ऑक्सीकरण अवस्था में प्रतिशत वृद्धि $\frac{0.5}{3} \times 100 = 16.66\%$ है।

(C) $K_2Cr_2O_7$ के लिए: मान लीजिए $Cr$ की ऑक्सीकरण अवस्था $x$ है।
$2(+1) + 2x + 7(-2) = 0$
$2 + 2x - 14 = 0$
$2x = 12$
$x = +6$
$CrO_5$ के लिए: इस यौगिक की संरचना बटरफ्लाई (तितली) जैसी होती है,जिसमें चार पेरोक्सी ऑक्सीजन परमाणु (प्रत्येक पर $-1$ आवेश) और एक ऑक्सो ऑक्सीजन परमाणु ($-2$ आवेश) होता है। मान लीजिए $Cr$ की ऑक्सीकरण अवस्था $x$ है।
$x + 4(-1) + 1(-2) = 0$
$x - 4 - 2 = 0$
$x - 6 = 0$
$x = +6$
अतः,दोनों यौगिकों में $Cr$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+6$ है।

(C) अम्लीय माध्यम में,अपचयन अभिक्रिया इस प्रकार है:
$Cr_{2}O_{7}^{2-} + 14H^{+} + 6e^{-} \longrightarrow 2Cr^{3+} + 7H_{2}O$
यहाँ,$Cr$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+6$ से बदलकर $+3$ हो जाती है।
चूंकि $K_{2}Cr_{2}O_{7}$ में दो $Cr$ परमाणु होते हैं,इसलिए ऑक्सीकरण अवस्था में कुल परिवर्तन $2 \times (6 - 3) = 6$ है।
अतः,n-कारक $6$ है।
तुल्यांकी भार = $\frac{\text{आणविक भार}}{\text{n-कारक}} = \frac{M}{6}$.