Redox reaction and Method for balancing Redox reaction Questions in Gujarati

(D) સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ મુજબ:
$MnO_4^- + 5Fe^{2+} + 8H^{+} \to Mn^{2+} + 5Fe^{3+} + 4H_2O$
$1 \ \text{મોલ } KMnO_4, 5 \ \text{મોલ } FeSO_4 \text{ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે}$.
આપેલ છે:
$KMnO_4 \text{ ના મોલ} = \text{મોલારિટી} \times \text{કદ (L માં)} = 0.1 \ M \times 0.010 \ L = 0.001 \ \text{મોલ}$.
$1 \ \text{મોલ } KMnO_4, 5 \ \text{મોલ } FeSO_4 \text{ સાથે પ્રતિક્રિયા આપતું હોવાથી}$,
$FeSO_4 \text{ ના જરૂરી મોલ} = 5 \times 0.001 \ \text{મોલ} = 0.005 \ \text{મોલ}$.
હવે,$FeSO_4 \text{ નું કદ} = \frac{\text{મોલ}}{\text{મોલારિટી}} = \frac{0.005 \ \text{મોલ}}{0.1 \ M} = 0.050 \ L = 50 \ mL$.
તેથી,$0.1 \ M$ $KMnO_4$ ના $10 \ mL$ એ $0.1 \ M$ $FeSO_4$ ના $50 \ mL$ ના સમકક્ષ છે.

(A) એસિડિક માધ્યમમાં સંતુલિત રેડોક્સ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$3MnO_4^- + 5FeC_2O_4 + 24H^+ \to 3Mn^{2+} + 5Fe^{3+} + 10CO_2 + 12H_2O$
સંતુલિત સમીકરણના તત્વયોગમિતિ (stoichiometry) મુજબ,$5 \ mol$ $FeC_2O_4$ એ $3 \ mol$ $KMnO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
તેથી,$1 \ mol$ $FeC_2O_4$ એ $3/5 \ mol$ $KMnO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરશે.

(B) સંતુલિત રેડોક્ષ પ્રક્રિયા આ મુજબ છે:
$2MnO_4^- + 16H^{+} + 5C_2O_4^{2-} \to 2Mn^{2+} + 10CO_2 + 8H_2O$
આપેલ સમીકરણ $yMnO_4^- + xH^{+} + C_2O_4^{2-} \to yMn^{2+} + 2CO_2 + \frac{x}{2}H_2O$ સાથે સરખાવતા,$y = 2$ અને $x = 16$ મળે છે.

(D) સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ: $Cu + 4HNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO_2 + 2H_2O$.
સંતુલિત સમીકરણ પરથી જોઈ શકાય છે કે:
$1$. નિપજ બાજુએ નાઈટ્રોજન પરમાણુઓની સંખ્યા $4$ છે ($Cu(NO_3)_2$ માં $2$ અને $2NO_2$ માં $2$).
$2$. પાણીના અણુઓની $(H_2O)$ સંખ્યા $2$ છે.
$3$. નિપજ બાજુએ કુલ વીજભાર $0$ છે કારણ કે તમામ ઘટકો તટસ્થ અણુઓ છે.

(B) જ્યારે $H_2S$ વાયુને એસિડિક $KMnO_4$ ના દ્રાવણમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે $KMnO_4$ પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
તે $H_2S$ નું તત્ત્વ સલ્ફર $(S)$ માં ઓક્સિડેશન કરે છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ:
$2KMnO_4 + 3H_2SO_4 + 5H_2S \rightarrow K_2SO_4 + 2MnSO_4 + 8H_2O + 5S$.
આમ,સલ્ફર $(S)$ નીપજ તરીકે મળે છે.

(C) એસિડિક માધ્યમમાં,$K_2Cr_2O_7$ પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે અને તેનું રિડક્શન $Cr^{3+}$ માં થાય છે.
અર્ધ-પ્રક્રિયા: $Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 6e^- \to 2Cr^{3+} + 7H_2O$.
$Cr$ ના ઓક્સિડેશન આંકમાં ફેરફાર $+6$ થી $+3$ થાય છે. બે $Cr$ પરમાણુઓ હોવાથી,કુલ ફેરફાર $2 \times (6 - 3) = 6$ છે.
તેથી,$K_2Cr_2O_7$ માટે $n$-ફેક્ટર $6$ છે.
તુલ્યભાર = $\frac{\text{મોલર દળ}}{n\text{-ફેક્ટર}} = \frac{294}{6} = 49$.

(B) એસિડિક માધ્યમમાં $IO_4^-$ નું $I_2$ માં રિડક્શન અર્ધ-પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2IO_4^- + 16H^+ + 14e^- \rightarrow I_2 + 8H_2O$.
અહીં,$IO_4^-$ ના પ્રતિ મોલ દીઠ સંકળાયેલા ઇલેક્ટ્રોનની કુલ સંખ્યા $n = \frac{14}{2} = 7$ છે.
તેથી,તુલ્યભાર $\frac{M}{n} = \frac{M}{7}$ દ્વારા મળે છે.

(B) આલ્કલાઇન માધ્યમમાં $KMnO_4$ અને $KI$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2KMnO_4 + H_2O + KI \to 2MnO_2 + 2KOH + KIO_3$
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ મુજબ,$1$ મોલ $KI$ એ $2$ મોલ $KMnO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
તેથી,$1$ મોલ $KI$ દ્વારા $2$ મોલ $KMnO_4$ નું રિડક્શન થાય છે.

(B) $5H_2O_2 + XClO_2 + 2OH^- \to XCl^- + YO_2 + 6H_2O$ પ્રક્રિયાને સંતુલિત કરવા માટે:
$1$. ક્લોરિન $(Cl)$ ને સંતુલિત કરો: બંને બાજુ $Cl$ ના $X$ પરમાણુઓ છે.
$2$. ઓક્સિજન $(O)$ ને સંતુલિત કરો: ડાબી બાજુ,કુલ $O = 5(2) + 2(X) + 2 = 12 + 2X$. જમણી બાજુ,કુલ $O = 2Y + 6(1) = 2Y + 6$.
$3$. હાઇડ્રોજન $(H)$ ને સંતુલિત કરો: ડાબી બાજુ,કુલ $H = 5(2) + 2 = 12$. જમણી બાજુ,કુલ $H = 6(2) = 12$. (પહેલેથી જ સંતુલિત છે).
$4$. વીજભાર સંતુલિત કરો: ડાબી બાજુનો વીજભાર = $-2$. જમણી બાજુનો વીજભાર = $-X$. તેથી,$X = 2$.
$5$. ઓક્સિજનના સંતુલન સમીકરણમાં $X = 2$ મૂકતા: $12 + 2(2) = 2Y + 6 \implies 16 = 2Y + 6 \implies 2Y = 10 \implies Y = 5$.
તેથી,$X = 2$ અને $Y = 5$.

(A) ચાલો ઓક્સિડેશન આંક પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને પ્રક્રિયાને સંતુલિત કરીએ.
$(i) IO_3^- + I^- + H^+ \to H_2O + I_2$
$(ii)$ ઓક્સિડેશન આંકમાં ફેરફાર:
$\mathop{I}\limits^{+5}O_3^- + \mathop{I}\limits^{-1} \to \mathop{I}\limits^{0}_2$
ઓક્સિડેશન આંકમાં ઘટાડો = $5$ એકમ
ઓક્સિડેશન આંકમાં વધારો = $1$ એકમ
$(iii)$ ફેરફારને સંતુલિત કરવા માટે,$I^-$ ને $5$ વડે ગુણો:
$IO_3^- + 5I^- + H^+ \to H_2O + I_2$
$(iv)$ ડાબી બાજુ કુલ $I$ પરમાણુઓ $6$ છે,તેથી જમણી બાજુ $I_2$ ની સંખ્યા $3$ હોવી જોઈએ:
$IO_3^- + 5I^- + H^+ \to H_2O + 3I_2$
$(v)$ $3H_2O$ ઉમેરીને $O$ પરમાણુઓને સંતુલિત કરો:
$IO_3^- + 5I^- + H^+ \to 3H_2O + 3I_2$
$(vi)$ $6H^+$ ઉમેરીને $H$ પરમાણુઓને સંતુલિત કરો:
$IO_3^- + 5I^- + 6H^+ \to 3H_2O + 3I_2$
$IO_3^- + aI^- + bH^+ \to cH_2O + dI_2$ સાથે સરખાવતા,આપણને $a=5, b=6, c=3, d=3$ મળે છે.

(A) પ્રક્રિયાને સંતુલિત કરવા માટે,આપણે વીજભાર અને પરમાણુઓના સંરક્ષણનું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ.
સમીકરણમાં $x = 2$,$y = 5$ અને $z = 6$ મૂકતા:
$2\,MnO_4^- + 5\,H_2O \to 2Mn^{2+} + 5H_2O + 9O_2 + 6e^-$
વીજભાર સંતુલન તપાસતા:
ડાબી બાજુ: $2 \times (-1) = -2$
જમણી બાજુ: $2 \times (+2) + 6 \times (-1) = 4 - 6 = -2$
આમ,વીજભાર અને પરમાણુઓ સંતુલિત હોવાથી,$x = 2$,$y = 5$ અને $z = 6$ છે.

(A) એસિડિક માધ્યમમાં $MnO_4^-$ ના રિડક્શન માટેની સંતુલિત અર્ધ-પ્રક્રિયા છે:
$MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- \to Mn^{2+} + 4H_2O$
આ દર્શાવે છે કે $1 \ mol$ $KMnO_4$ એ $5 \ mol$ ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારે છે.
$Fe(C_2O_4)$ નું ઓક્સિડેશન નીચે મુજબ થાય છે:
$Fe(C_2O_4) \to Fe^{3+} + 2CO_2 + 3e^-$
આ દર્શાવે છે કે $1 \ mol$ $Fe(C_2O_4)$ એ $3 \ mol$ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે.
ઇલેક્ટ્રોનને સંતુલિત કરવા માટે,આપણે મેળવેલા અને ગુમાવેલા ઇલેક્ટ્રોનના મોલને સરખાવીએ છીએ:
$5 \times (KMnO_4 \text{ ના મોલ}) = 3 \times (Fe(C_2O_4) \text{ ના મોલ})$
$1 \ mol$ $Fe(C_2O_4)$ માટે,જરૂરી $KMnO_4$ ના મોલ:
$KMnO_4 \text{ ના મોલ} = \frac{3}{5} = 0.6 \ mol$.

(A) $Cr_2O_7^{2-}$ અને $Sn^{2+}$ વચ્ચેની પ્રક્રિયાનું સંતુલિત સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$Cr_2O_7^{2-} + 3Sn^{2+} + 14H^+ \to 2Cr^{3+} + 3Sn^{4+} + 7H_2O$
પ્રક્રિયાના તત્વયોગમિતિ (stoichiometry) મુજબ,$3$ મોલ $Sn^{2+}$ આયનો $1$ મોલ $Cr_2O_7^{2-}$ નું રિડક્શન કરે છે.
તેથી,$1$ મોલ $Sn^{2+}$ આયનો $\frac{1}{3}$ મોલ $K_2Cr_2O_7$ નું રિડક્શન કરશે.

(D) બેઝિક માધ્યમમાં,પરમેંગેનેટ આયન $(MnO_4^-)$ નું મેંગેનીઝ ડાયોક્સાઇડ $(MnO_2)$ માં રિડક્શન નીચે મુજબની અર્ધ-પ્રક્રિયા દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે:
$MnO_4^- + 2H_2O + 3e^- \to MnO_2 + 4OH^-$
સમીકરણમાં દર્શાવ્યા મુજબ,આ રિડક્શન પ્રક્રિયામાં $3$ ઇલેક્ટ્રોન સંકળાયેલા છે.

(C) $KMnO_4$ માં $Mn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+7$ છે. સ્થળાંતર પામેલા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા એ પ્રક્રિયક અને નીપજમાં $Mn$ ના ઓક્સિડેશન આંકનો તફાવત છે.
$1$. $MnO_4^{2-}$ માટે: $Mn$ એ $+6$ અવસ્થામાં છે. સ્થળાંતર પામેલા ઇલેક્ટ્રોન = $7 - 6 = 1$.
$2$. $MnO_2$ માટે: $Mn$ એ $+4$ અવસ્થામાં છે. સ્થળાંતર પામેલા ઇલેક્ટ્રોન = $7 - 4 = 3$.
$3$. $Mn_2O_3$ માટે: $Mn$ એ $+3$ અવસ્થામાં છે. $Mn$ ના એક પરમાણુ દીઠ ફેરફાર = $7 - 3 = 4$.
$4$. $Mn^{2+}$ માટે: $Mn$ એ $+2$ અવસ્થામાં છે. સ્થળાંતર પામેલા ઇલેક્ટ્રોન = $7 - 2 = 5$.
આમ,ક્રમ $1, 3, 4, 5$ છે.

(B) મંદ $H_2SO_4$ ની હાજરીમાં,$K_2Cr_2O_7$ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
સંતુલિત અર્ધ-પ્રક્રિયા:
$Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 6e^- \to 2Cr^{3+} + 7H_2O$
અહીં $K_2Cr_2O_7$ ના એક મોલના રિડક્શનમાં $6$ ઇલેક્ટ્રોન વપરાય છે,તેથી n-ફેક્ટર $6$ છે.
તેથી,$K_2Cr_2O_7$ નો તુલ્યભાર = $\frac{\text{અણુભાર}}{6}$.

(D) આલ્કલાઇન માધ્યમમાં રિડક્શન પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$MnO_4^- + e^- \to MnO_4^{2-}$
$Mn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+7$ થી બદલાઈને $+6$ થાય છે.
ઓક્સિડેશન આંકમાં ફેરફાર ($n$-ફેક્ટર) $= |7 - 6| = 1$ છે.
$KMnO_4$ નો તુલ્યભાર નીચે મુજબ ગણવામાં આવે છે:
$\text{તુલ્યભાર} = \frac{\text{આણ્વીય દળ}}{n\text{-ફેક્ટર}}$
$KMnO_4$ નું આણ્વીય દળ $= 39 + 55 + (4 \times 16) = 158 \ g/mol$.
$\text{તુલ્યભાર} = \frac{158}{1} = 158$.

(A) ડાયક્રોમેટના રિડક્શન માટેની સંતુલિત અર્ધ-પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 6e^- \rightarrow 2Cr^{3+} + 7H_2O$
આ પ્રક્રિયામાં,$Cr$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+6$ થી ઘટીને $+3$ થાય છે. અહીં $Cr$ ના બે પરમાણુઓ હોવાથી,ઓક્સિડેશન આંકમાં કુલ ફેરફાર $2 \times (6 - 3) = 6$ થાય છે.
તેથી,$Cr_2O_7^{2-}$ ના એક મોલ દીઠ મેળવેલા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $6$ છે.
તુલ્યભારની ગણતરી નીચે મુજબ થાય છે:
$\text{તુલ્યભાર} = \frac{\text{અણુભાર}}{\text{n-ફેક્ટર}} = \frac{M}{6}$

(A) ચાલો આપણે ઓક્સિડેશન આંકની પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને પ્રક્રિયાને સંતુલિત કરીએ.
$Step (i)$: અસંતુલિત સમીકરણ લખો:
$MnO_4^- + C_2O_4^{2-} + H^+ \to Mn^{2+} + CO_2 + H_2O$
$Step (ii)$: ઓક્સિડેશન આંકમાં ફેરફાર ઓળખો:
$Mn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+7$ થી ઘટીને $+2$ થાય છે (પરમાણુ દીઠ $5$ નો ઘટાડો).
$C$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+3$ થી વધીને $+4$ થાય છે (પરમાણુ દીઠ $1$ નો વધારો).
$Step (iii)$: ઓક્સિડેશન આંકમાં ફેરફાર સમાન કરો:
$C$ માં કુલ વધારો $= 2 \times 1 = 2$.
$Mn$ માં કુલ ઘટાડો $= 1 \times 5 = 5$.
સંતુલિત કરવા માટે,$MnO_4^-$ ને $2$ વડે અને $C_2O_4^{2-}$ ને $5$ વડે ગુણો:
$2MnO_4^- + 5C_2O_4^{2-} + H^+ \to 2Mn^{2+} + 10CO_2 + H_2O$
$Step (iv)$: $H$ અને $O$ પરમાણુઓને સંતુલિત કરો:
ડાબી બાજુ $16$ ઓક્સિજન પરમાણુઓ છે અને જમણી બાજુ $20$ છે. $H^+$ અને $H_2O$ ને સંતુલિત કરતા:
$2MnO_4^- + 5C_2O_4^{2-} + 16H^+ \to 2Mn^{2+} + 10CO_2 + 8H_2O$
આમ,$MnO_4^-$,$C_2O_4^{2-}$ અને $H^+$ માટેના સહગુણકો અનુક્રમે $2, 5, 16$ છે.

(A) આપેલ પ્રક્રિયા: $IO_3^- + aI^- + bH^+ \to cH_2O + dI_2$ છે.
સ્ટેપ-$(I)$: ઓક્સિડેશન અને રિડક્શન અર્ધ-પ્રક્રિયાઓ ઓળખો.
ઓક્સિડેશન: $I^- \to I_2$
રિડક્શન: $IO_3^- \to I_2$
સ્ટેપ-$(II)$: રિડક્શન અર્ધ-પ્રક્રિયાને સંતુલિત કરો:
$2IO_3^- + 12H^+ + 10e^- \to I_2 + 6H_2O$
સ્ટેપ-$(III)$: ઓક્સિડેશન અર્ધ-પ્રક્રિયાને સંતુલિત કરો:
$2I^- \to I_2 + 2e^-$
સ્ટેપ-$(IV)$: ઇલેક્ટ્રોનને સંતુલિત કરવા માટે ઓક્સિડેશન અર્ધ-પ્રક્રિયાને $5$ વડે ગુણો:
$10I^- \to 5I_2 + 10e^-$
સ્ટેપ-$(V)$: બંને અર્ધ-પ્રક્રિયાઓનો સરવાળો કરો:
$2IO_3^- + 10I^- + 12H^+ \to 6I_2 + 6H_2O$
સ્ટેપ-$(VI)$: $2$ વડે ભાગીને સાદું રૂપ આપો:
$IO_3^- + 5I^- + 6H^+ \to 3H_2O + 3I_2$
$IO_3^- + aI^- + bH^+ \to cH_2O + dI_2$ સાથે સરખાવતા,$a = 5, b = 6, c = 3, d = 3$ મળે છે.

(B) બેઝિક માધ્યમમાં $KMnO_4$ ની $Br^-$ સાથેની પ્રક્રિયાનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$2MnO_4^- + Br^- + H_2O \to 2MnO_2 + BrO_3^- + 2OH^-$
$MnO_4^-$ માં $Mn$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+7$ છે.
$MnO_2$ માં $Mn$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+4$ છે.
તેથી,$Mn$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $7$ થી બદલાઇને $4$ થાય છે.

(C) આલ્કલાઇન માધ્યમમાં $ClO_2$ માટે રિડક્શન અર્ધ-પ્રક્રિયા:
$ClO_2 + 2H_2O + 5e^- \to Cl^- + 4OH^-$
આલ્કલાઇન માધ્યમમાં $H_2O_2$ માટે ઓક્સિડેશન અર્ધ-પ્રક્રિયા:
$H_2O_2 + 2OH^- \to O_2 + 2H_2O + 2e^-$
ઇલેક્ટ્રોનને સંતુલિત કરવા માટે,રિડક્શન અર્ધ-પ્રક્રિયાને $2$ વડે અને ઓક્સિડેશન અર્ધ-પ્રક્રિયાને $5$ વડે ગુણતા:
$2ClO_2 + 4H_2O + 10e^- \to 2Cl^- + 8OH^-$
$5H_2O_2 + 10OH^- \to 5O_2 + 10H_2O + 10e^-$
આ પ્રક્રિયાઓનો સરવાળો કરતા સંતુલિત સમીકરણ મળે છે:
$2ClO_2 + 5H_2O_2 + 2OH^- \to 2Cl^- + 5O_2 + 6H_2O$
સ્ટોઇકિયોમેટ્રી મુજબ,$2 \ mol$ $ClO_2$ એ $5 \ mol$ $H_2O_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
તેથી,$1 \ mol$ $ClO_2$ એ $2.5 \ mol$ $H_2O_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરશે.

(D) આપેલ અર્ધ-પ્રક્રિયામાં વીજભારને સંતુલિત કરવા માટે: $A^{-n_2} + x e^- \to A^{-n_1}$.
ડાબી બાજુનો વીજભાર $C_L = -n_2 + x(-1) = -n_2 - x$ છે.
જમણી બાજુનો વીજભાર $C_R = -n_1$ છે.
વીજભારને સરખાવતા: $-n_2 - x = -n_1$.
$x$ માટે ઉકેલતા: $x = n_1 - n_2$.

(A) $1$. ઓક્સિડેશન અને રિડક્શન અર્ધ-પ્રક્રિયાઓ ઓળખો.
$2$. આપેલી પ્રક્રિયામાં,$H_2O_2$ નું $O_2$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે $(H_2O_2 \rightarrow O_2 + 2H^+ + 2e^-)$.
$3$. $H_2O_2$ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે,તેથી તે રીડક્ટન્ટ તરીકે વર્તે છે.
$4$. $H_2O_2$ માં ઓક્સિજનનો ઓક્સિડેશન આંક $-1$ થી $O_2$ માં $0$ થાય છે,જે પ્રતિ ઓક્સિજન પરમાણુ $1$ એકમનો ફેરફાર દર્શાવે છે. $H_2O_2$ માં બે ઓક્સિજન પરમાણુઓ માટે,કુલ ફેરફાર $2$ છે.
$5$. તુલ્યભાર = $\frac{\text{મોલર દળ}}{\text{n-ફેક્ટર}}$.
$6$. $H_2O_2$ નું મોલર દળ = $(2 \times 1) + (2 \times 16) = 34 \ g/mol$.
$7$. આ પ્રક્રિયામાં $H_2O_2$ માટે n-ફેક્ટર $2$ છે.
$8$. તેથી,તુલ્યભાર = $\frac{34}{2} = 17$.

(B) આપેલ રેડોક્ષ પ્રક્રિયામાં:
$2Fe^{3+} + Sn^{2+} \to 2Fe^{2+} + A$
$1$. ઓક્સિડેશન આંકનું વિશ્લેષણ કરો:
- $Fe^{3+}$ નું $Fe^{2+}$ માં રિડક્શન થાય છે (ઇલેક્ટ્રોન મેળવે છે).
- $Sn^{2+}$ નું $Sn^{4+}$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે (ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે).
$2$. વીજભાર સંતુલિત કરો:
- ડાબી બાજુનો કુલ વીજભાર: $2(+3) + (+2) = +8$.
- જમણી બાજુનો કુલ વીજભાર: $2(+2) + x = +4 + x$.
- પ્રક્રિયા સંતુલિત કરવા માટે,$+8 = +4 + x$,તેથી $x = +4$.
તેથી,'$A$' એ $Sn^{4+}_{(aq)}$ છે.

(C) એસિડિક માધ્યમમાં,પોટેશિયમ ડાયક્રોમેટ $(K_2Cr_2O_7)$ માટે રિડક્શન અર્ધ-પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 6e^- \rightarrow 2Cr^{3+} + 7H_2O$
અહીં,ક્રોમિયમ $(Cr)$ ના ઓક્સિડેશન આંકમાં ફેરફાર $+6$ થી $+3$ થાય છે. બે $Cr$ પરમાણુઓ હોવાથી,ઓક્સિડેશન આંકમાં કુલ ફેરફાર $2 \times (6 - 3) = 6$ છે.
તેથી,એસિડિક માધ્યમમાં $K_2Cr_2O_7$ માટે n-ફેક્ટર $6$ છે.
તુલ્યભારની ગણતરી નીચે મુજબ થાય છે:
$\text{તુલ્યભાર} = \frac{\text{આણ્વીય દળ}}{\text{n-ફેક્ટર}} = \frac{M}{6}$

(A) આપેલ પ્રક્રિયામાં: ${2S_2O_3^{2-} + I_2 \rightarrow S_4O_6^{2-} + 2I^-}$.
સૌ પ્રથમ,સલ્ફરના ઓક્સિડેશન આંકમાં થતો ફેરફાર નક્કી કરો.
${S_2O_3^{2-}}$ માં,$S$ નો સરેરાશ ઓક્સિડેશન આંક $+2$ છે.
${S_4O_6^{2-}}$ માં,$S$ નો સરેરાશ ઓક્સિડેશન આંક $+2.5$ છે.
પ્રતિ સલ્ફર પરમાણુ ઓક્સિડેશન આંકમાં થતો ફેરફાર ${2.5 - 2 = 0.5}$ છે.
${S_2O_3^{2-}}$ માં $2$ સલ્ફર પરમાણુઓ હોવાથી,${S_2O_3^{2-}}$ ના અણુ દીઠ કુલ ઓક્સિડેશન આંકમાં ફેરફાર ${2 \times 0.5 = 1}$ છે.
તેથી,${S_2O_3^{2-}}$ માટે n-ફેક્ટર $1$ છે.
તુલ્યભાર = $\frac{\text{અણુભાર}}{\text{n-ફેક્ટર}}$.
આમ,તુલ્યભાર $\frac{\text{અણુભાર}}{1}$ થશે.

(D) રેડોક્ષ પ્રક્રિયાને સંતુલિત કરવા માટે,આપણે આયન-ઇલેક્ટ્રોન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીએ છીએ.
પગલું $1$: અર્ધ-પ્રક્રિયાઓ લખો.
રિડક્શન: $MnO_4^- \rightarrow Mn^{2+}$
ઓક્સિડેશન: $C_2O_4^{2-} \rightarrow CO_2$
પગલું $2$: પરમાણુઓ અને વીજભારને સંતુલિત કરો.
રિડક્શન: $MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O$
ઓક્સિડેશન: $C_2O_4^{2-} \rightarrow 2CO_2 + 2e^-$
પગલું $3$: ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સમાન કરો.
રિડક્શન અર્ધ-પ્રક્રિયાને $2$ વડે અને ઓક્સિડેશન અર્ધ-પ્રક્રિયાને $5$ વડે ગુણો.
$2MnO_4^- + 16H^+ + 10e^- \rightarrow 2Mn^{2+} + 8H_2O$
$5C_2O_4^{2-} \rightarrow 10CO_2 + 10e^-$
પગલું $4$: અર્ધ-પ્રક્રિયાઓનો સરવાળો કરો.
$2MnO_4^- + 5C_2O_4^{2-} + 16H^+ \rightarrow 2Mn^{2+} + 10CO_2 + 8H_2O$
આમ,ઓકઝેલેટ આયન $(C_2O_4^{2-})$ નો તત્વયોગમિતિય સહગુણક $5$ છે.

(D) આપેલ પ્રક્રિયામાં: $2CuSO_4 + 4KI \rightarrow Cu_2I_2 + 2K_2SO_4 + I_2$.
$CuSO_4$ માં $Cu$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+2$ છે.
$Cu_2I_2$ (જે $CuI$ છે) માં $Cu$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+1$ છે.
$Cu$ પરમાણુ દીઠ ઓક્સિડેશન આંકમાં ફેરફાર $2 - 1 = 1$ છે.
$CuSO_4$ માં એક $Cu$ પરમાણુ હોવાથી,$CuSO_4$ માટે $n$-ફેક્ટર $1$ છે.
તુલ્યભારનું સૂત્ર: $\text{તુલ્યભાર} = \frac{\text{અણુભાર}}{n\text{-ફેક્ટર}}$.
તેથી,$\frac{\text{તુલ્યભાર}}{\text{અણુભાર}} = \frac{1}{n\text{-ફેક્ટર}} = \frac{1}{1} = 1$.

(C) ઓક્સિડેશનકર્તા અથવા રિડક્શનકર્તાનું તુલ્ય વજન તેના આણ્વીય વજન $(M)$ ને પ્રતિ અણુ મેળવેલા અથવા ગુમાવેલા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા ($n$-ફેક્ટર) વડે ભાગીને મેળવવામાં આવે છે.
આપેલ અર્ધ-પ્રક્રિયામાં: $Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 6e^- \rightarrow 2Cr^{3+} + 7H_2O$.
$Cr_2O_7^{2-}$ ના એક અણુ દ્વારા મેળવેલા કુલ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $6$ છે.
તેથી,$Cr_2O_7^{2-}$ માટે $n$-ફેક્ટર $6$ છે.
તુલ્ય વજન = $\frac{\text{આણ્વીય વજન}}{6}$.

(D) એસિડિક માધ્યમમાં પોટેશિયમ મેંગેનેટના વિષમીકરણ (disproportionation) માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$3K_2MnO_4 + 2H_2SO_4 \rightarrow 2KMnO_4 + K_2SO_4 + MnO_2 + 2H_2O$
સંતુલિત સમીકરણ પરથી,પ્રક્રિયકો માટે તત્વયોગમિતિય સહગુણકો $K_2MnO_4$ માટે $3$ અને $H_2SO_4$ માટે $2$ છે.
તેથી,$K_2MnO_4$ અને $H_2SO_4$ નું મોલર પ્રમાણ $3 : 2$ છે.

(A) આલ્કલાઈન માધ્યમમાં,પરમેંગેનેટ આયન $(MnO_4^-)$ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે અને આયોડાઈડ આયન $(I^-)$ નું આયોડેટ આયન $(IO_3^-)$ માં ઓક્સિડેશન કરે છે.
આ પ્રક્રિયા માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$2MnO_4^- + I^- + H_2O \rightarrow 2MnO_2 + IO_3^- + 2OH^-$

(C) એસિડિક માધ્યમમાં $MnO_4^-$ માં $Mn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+7$ થી ઘટીને $+2$ થાય છે.
અર્ધ-પ્રક્રિયા: $MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O$.
તેથી,એક મોલ $MnO_4^-$ એ $5$ મોલ ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારશે.

(D) આપેલ પ્રક્રિયાને સંતુલિત કરવા માટે,આપણે ઓક્સિડેશન અને રિડક્શન અર્ધ-પ્રક્રિયાઓનો ઉપયોગ કરીએ છીએ.
સંતુલિત સમીકરણ: $MnO_4^- + 5Fe^{2+} + 8H^+ \rightarrow Mn^{2+} + 5Fe^{3+} + 4H_2O$ છે.
અહીં,$x = 5$ અને $y = 8$ છે.
જો કે,પ્રશ્નમાં આપેલ વિકલ્પોમાં આ મૂલ્યો ઉપલબ્ધ નથી,પરંતુ જો આપણે પ્રક્રિયાના ગુણાંકને $2$ વડે ગુણીએ તો તે $2MnO_4^- + 10Fe^{2+} + 16H^+ \rightarrow 2Mn^{2+} + 10Fe^{3+} + 8H_2O$ થાય.
આથી,$x = 5$ અને $y = 8$ એ સાચો જવાબ છે.

(D) $K_2Cr_2O_7$ અને $KI$ વચ્ચે એસિડિક માધ્યમમાં થતી પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$K_2Cr_2O_7 + 7H_2SO_4 + 6KI \rightarrow 4K_2SO_4 + Cr_2(SO_4)_3 + 7H_2O + 3I_2$
નીપજ $Cr_2(SO_4)_3$ માં,ક્રોમિયમ $Cr^{3+}$ આયન તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
તેથી,અંતિમ નીપજમાં ક્રોમિયમની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+3$ છે.

(C) એસિડિક $KMnO_4$ એક પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
મોહરનો ક્ષાર,જે $FeSO_4 \cdot (NH_4)_2SO_4 \cdot 6H_2O$ છે,તેમાં $Fe^{2+}$ આયનો હોય છે.
જ્યારે તે એસિડિક $KMnO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે $Fe^{2+}$ આયનોનું $Fe^{3+}$ આયનોમાં ઓક્સિડેશન થાય છે અને જાંબલી રંગના $MnO_4^-$ આયનોનું રંગવિહીન $Mn^{2+}$ આયનોમાં રિડક્શન થાય છે.
તેથી,દ્રાવણ રંગવિહીન બને છે.

(C) પ્રક્રિયા $MnO_2 + 4HCl \to MnCl_2 + 2H_2O + Cl_2$ માં:
$1$. $MnO_2$ માં $Mn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+4$ છે અને $MnCl_2$ માં $+2$ છે. ઓક્સિડેશન આંક ઘટતો હોવાથી,$Mn^{4+}$ નું રિડક્શન થાય છે.
$2$. $HCl$ માં $Cl$ નો ઓક્સિડેશન આંક $-1$ છે અને $Cl_2$ માં $0$ છે. ઓક્સિડેશન આંક વધતો હોવાથી,$Cl^-$ નું ઓક્સિડેશન થાય છે.
તેથી,વિધાનો $(2)$ અને $(3)$ સાચા છે.

(B) સમીકરણ સંતુલિત છે કે નહીં તે તપાસવા માટે,આપણે વિકલ્પ $B$ માટે બંને બાજુએ પરમાણુઓની સંખ્યા અને કુલ વીજભારની ચકાસણી કરીએ છીએ:
ડાબી બાજુ: $5 \times Bi$,$15 \times O$,$14 \times H$,$2 \times Mn$. કુલ વીજભાર: $(-5) + (+14) + (+4) = +13$.
જમણી બાજુ: $5 \times Bi$,$7 \times O + 8 \times O = 15 \times O$,$14 \times H$,$2 \times Mn$. કુલ વીજભાર: $(+15) + (-2) = +13$.
પરમાણુઓ અને વીજભાર બંને સંતુલિત હોવાથી,વિકલ્પ $B$ સાચો છે.

(C) એસિડિક માધ્યમમાં $K_2Cr_2O_7$ માટે રિડક્શન અર્ધ-પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$Cr_2O_7^{2-} + 14H^{+} + 6e^{-} \to 2Cr^{3+} + 7H_2O$
આ પ્રક્રિયામાં,$Cr$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+6$ થી બદલાઈને $+3$ થાય છે. અહીં બે $Cr$ પરમાણુઓ હોવાથી,કુલ ઓક્સિડેશન આંકમાં ફેરફાર $2 \times (6 - 3) = 6$ થાય છે.
આમ,$K_2Cr_2O_7$ માટે $n$-ફેક્ટર $6$ છે.
તુલ્ય વજનની ગણતરી:
$\text{તુલ્ય વજન} = \frac{\text{આણ્વીય દળ}}{n\text{-ફેક્ટર}} = \frac{M}{6}$.

(C) એસિડિક માધ્યમમાં,ડાયક્રોમેટ આયન $(Cr_2O_7^{2-})$ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે અને તેનું રિડક્શન ક્રોમિયમ$(III)$ આયન $(Cr^{3+})$ માં થાય છે.
અર્ધ-પ્રક્રિયા છે: $Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 6e^- \rightarrow 2Cr^{3+} + 7H_2O$.
ક્રોમિયમની ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં ફેરફાર દરેક $Cr$ પરમાણુ માટે $+6$ થી $+3$ થાય છે. $K_2Cr_2O_7$ માં બે $Cr$ પરમાણુ હોવાથી,ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં કુલ ફેરફાર $2 \times (6 - 3) = 6$ છે.
તેથી,$K_2Cr_2O_7$ માટે $n$-ફેક્ટર $6$ છે.
તુલ્ય દળની ગણતરી આ રીતે થાય છે: $\text{તુલ્ય દળ} = \frac{\text{આણ્વીય દળ}}{n\text{-ફેક્ટર}} = \frac{294}{6} = 49 \ g$.

(A) રાસાયણિક પ્રક્રિયા: $3Sn + K_2Cr_2O_7 + 14HCl \rightarrow 3SnCl_4 + 2CrCl_3 + 2KCl + 7H_2O$.
અહીં $Sn$ નું $Sn^0$ માંથી $Sn^{4+}$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે,તેથી $Sn$ માટે $n$-ફેક્ટર $4$ છે.
$Sn$ ના તુલ્યાંક = $\frac{1}{118.7/4} = 0.0337 \ eq$.
ડેસીનોર્મલ દ્રાવણ માટે,નોર્માલિટી $N = 0.1 \ N$.
$K_2Cr_2O_7$ ના તુલ્યાંક = $N \times V(L) = 0.1 \times V$.
$Sn$ ના તુલ્યાંક = $K_2Cr_2O_7$ ના તુલ્યાંક.
$0.1 \times V = 0.01685 \implies V = 168.5 \ mL$.

(B) તુલ્ય વજન નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $\text{તુલ્ય વજન} = \frac{\text{આણ્વીય વજન}}{n\text{-ફેક્ટર}}$.
તુલ્ય વજન આણ્વીય વજન કરતા અડધું હોવા માટે,$n$-ફેક્ટર $2$ હોવો જોઈએ.
$MnSO_4$ માં,$Mn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+2$ છે.
$MnO_2$ માં,$Mn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+4$ છે.
ઓક્સિડેશન આંકમાં ફેરફાર $|4 - 2| = 2$ છે.
આમ,પ્રક્રિયા $Mn^{2+} \rightarrow Mn^{4+} + 2e^-$ માં $2$ ઇલેક્ટ્રોનનો ત્યાગ થાય છે,તેથી $n$-ફેક્ટર $2$ છે.

(D) એસિડિક માધ્યમમાં પોટેશિયમ ડાયક્રોમેટ $(K_2Cr_2O_7)$ અને ફેરસ સલ્ફેટ $(FeSO_4)$ વચ્ચેની પ્રક્રિયાનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 6Fe^{2+} \rightarrow 2Cr^{3+} + 6Fe^{3+} + 7H_2O$
પ્રક્રિયાના તત્વયોગમિતિ (stoichiometry) મુજબ,$1 \text{ મોલ}$ $K_2Cr_2O_7$ એ $6 \text{ મોલ}$ $Fe^{2+}$ આયનો સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
તેથી,$1 \text{ મોલ}$ પોટેશિયમ ડાયક્રોમેટ $6 \text{ મોલ}$ ફેરસ સલ્ફેટનું ઓક્સિડેશન કરે છે.

(C) એસિડિક માધ્યમમાં,$MnO_4^-$ ફેરસ ઓક્ઝેલેટ $(FeC_2O_4)$ નું નીચે મુજબ ઓક્સિડેશન કરે છે:
$3MnO_4^- + 5FeC_2O_4 + 24H^+ \rightarrow 3Mn^{2+} + 5Fe^{3+} + 10CO_2 + 12H_2O$
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ પરથી,$5$ મોલ ફેરસ ઓક્ઝેલેટ માટે $3$ મોલ $MnO_4^-$ ની જરૂર પડે છે.
તેથી,$1$ મોલ ફેરસ ઓક્ઝેલેટ માટે $\frac{3}{5} = 0.6$ મોલ $MnO_4^-$ ની જરૂર પડે છે.

(C) જ્યારે કોપર સાંદ્ર $HNO_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે અને કોપર$(II)$ નાઈટ્રેટ,પાણી અને નાઈટ્રોજન ડાયોક્સાઈડ વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$Cu(s) + 4HNO_3(conc.) \longrightarrow Cu(NO_3)_2(aq) + 2H_2O(l) + 2NO_2(g)$
ઉત્પન્ન થતો લાલ-કથ્થઈ રંગનો વાયુ $NO_2$ છે.

(D) $KMnO_4$ $(Mn^{7+})$ નું $Mn^{2+}$ માં રિડક્શન થાય છે,જેમાં પ્રતિ મોલ $KMnO_4$ દીઠ $5$ ઇલેક્ટ્રોન સામેલ છે.
સંયોજનના સમાન મોલ માટે,જે ઓક્સિડેશન માટે સૌથી ઓછા ઇલેક્ટ્રોન વાપરે છે તેને સૌથી ઓછા $KMnO_4$ ની જરૂર પડશે.
$(a)$ $FeSO_3$ માટે:
$Fe^{2+} \rightarrow Fe^{3+} + 1e^-$
$SO_3^{2-} \rightarrow SO_4^{2-} + 2e^-$
કુલ $e^- = 1 + 2 = 3$
$(b)$ $FeC_2O_4$ માટે:
$Fe^{2+} \rightarrow Fe^{3+} + 1e^-$
$C_2O_4^{2-} \rightarrow 2CO_2 + 2e^-$
કુલ $e^- = 1 + 2 = 3$
$(c)$ $Fe(NO_2)_2$ માટે:
$Fe^{2+} \rightarrow Fe^{3+} + 1e^-$
$2NO_2^- \rightarrow 2NO_3^- + 4e^-$
કુલ $e^- = 1 + 4 = 5$
$(d)$ $FeSO_4$ માટે:
$Fe^{2+} \rightarrow Fe^{3+} + 1e^-$
કુલ $e^- = 1$
$FeSO_4$ સૌથી ઓછા ઇલેક્ટ્રોન $(1)$ વાપરે છે,તેથી તેને સૌથી ઓછા $KMnO_4$ ની જરૂર પડશે.

(B) એસિડિક માધ્યમમાં જલીય $KMnO_4$ ની $H_2O_2$ સાથેની પ્રક્રિયા $3H_2SO_4 + 2KMnO_4 + 5H_2O_2 \rightarrow 5O_2 + 2MnSO_4 + 8H_2O + K_2SO_4$ છે.
ઉપરની પ્રક્રિયામાં,$KMnO_4$ એ $H_2O_2$ નું $O_2$ માં ઓક્સિડેશન કરે છે અને પોતે $[MnO_4^-]$ નું $MnSO_4$ તરીકે $Mn^{2+}$ આયનમાં રિડક્શન થાય છે.
તેથી,એસિડિક પરિસ્થિતિમાં $KMnO_4$ ના જલીય દ્રાવણની $H_2O_2$ સાથેની પ્રક્રિયાથી $Mn^{2+}$ અને $O_2$ મળે છે.

(C) પ્રક્રિયાના અર્ધ-સમીકરણો નીચે મુજબ છે:
$MnO_4^{-} \rightarrow Mn^{2+}$
$C_2O_4^{2-} \rightarrow CO_2$
સંતુલિત અર્ધ-સમીકરણો છે:
$(MnO_4^{-} + 8H^{+} + 5e^{-} \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O) \times 2$
$(C_2O_4^{2-} \rightarrow 2CO_2 + 2e^{-}) \times 5$
ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સમાન કરતા,આપણને મળે છે:
$2MnO_4^{-} + 16H^{+} + 10e^{-} \rightarrow 2Mn^{2+} + 8H_2O$
$5C_2O_4^{2-} \rightarrow 10CO_2 + 10e^{-}$
બંને સમીકરણો ઉમેરતા,આપણને મળે છે:
$2MnO_4^{-} + 5C_2O_4^{2-} + 16H^{+} \rightarrow 2Mn^{2+} + 10CO_2 + 8H_2O$
આમ,$x, y$ અને $z$ ના મૂલ્યો અનુક્રમે $2, 5$ અને $16$ છે.

(C) ઓક્સિડેશન અર્ધ-પ્રક્રિયા: $2I^{-} \to I_2 + 2e^{-}$ ($3$ વડે ગુણતા: $6I^{-} \to 3I_2 + 6e^{-}$).
રિડક્શન અર્ધ-પ્રક્રિયા: $ClO_3^{-} + 6H^{+} + 6e^{-} \to Cl^{-} + 3H_2O$.
બંનેનો સરવાળો કરતા: $6I^{-} + ClO_3^{-} + 6H^{+} \to 3I_2 + Cl^{-} + 3H_2O$.
$H_2SO_4$ એ $H^{+}$ પૂરો પાડે છે,તેથી બંને બાજુ $6HSO_4^{-}$ ઉમેરતા: $6I^{-} + ClO_3^{-} + 6H_2SO_4 \to 3I_2 + Cl^{-} + 3H_2O + 6HSO_4^{-}$.
સહગુણકોની સરખામણી કરતા,$HSO_4^{-}$ નો તત્વયોગમિતિય સહગુણક $6$ છે.