Redox reaction and Method for balancing Redox reaction Questions in Gujarati

(D) સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$Cr_2O_7^{2-} + 14H^{+} + 6Fe^{2+} \rightarrow 2Cr^{3+} + 6Fe^{3+} + 7H_2O$
આપેલ સમીકરણ સાથે સરખાવતા:
$X = 14$
$Y = 2$
$Z = 7$
તેથી,સરવાળો $(X + Y + Z) = 14 + 2 + 7 = 23$ થાય.

(A) એસિડિક માધ્યમમાં,$KMnO_4$ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે અને તેનું રિડક્શન $Mn^{2+}$ માં થાય છે.
પ્રક્રિયા: $2KMnO_4 + 10KI + 8H_2SO_4 \rightarrow 6K_2SO_4 + 2MnSO_4 + 5I_2 + 8H_2O$.
$KMnO_4$ માં $Mn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+7$ છે.
$MnSO_4$ માં $Mn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+2$ છે.
ઓક્સિડેશન આંકમાં થતો ફેરફાર $|(+2) - (+7)| = 5$ છે.

(A) આયન-ઇલેક્ટ્રોન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરતા:
રિડક્શન અર્ધ-પ્રક્રિયા: $Cr_2O_7^{2-} + 14H^{+} + 6e^- \rightarrow 2Cr^{3+} + 7H_2O$
ઓક્સિડેશન અર્ધ-પ્રક્રિયા: $(SO_3^{2-} + H_2O \rightarrow SO_4^{2-} + 2H^{+} + 2e^-) \times 3$
બંને અર્ધ-પ્રક્રિયાઓનો સરવાળો કરતા:
$Cr_2O_7^{2-} + 14H^{+} + 6e^- + 3SO_3^{2-} + 3H_2O \rightarrow 2Cr^{3+} + 7H_2O + 3SO_4^{2-} + 6H^{+} + 6e^-$
સમીકરણને સરળ બનાવતા:
$Cr_2O_7^{2-} + 3SO_3^{2-} + 8H^{+} \rightarrow 2Cr^{3+} + 3SO_4^{2-} + 4H_2O$
આપેલ સમીકરણ $aCr_2O_7^{2-} + bSO_3^{2-} + cH^{+} \rightarrow 2aCr^{3+} + bSO_4^{2-} + \frac{c}{2}H_2O$ સાથે સરખાવતા:
$a = 1, b = 3, c = 8$.

(C) $PbS$ નું $O_3$ દ્વારા ઓક્સિડેશન માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$PbS + 4 O_3 \rightarrow PbSO_4 + 4 O_2$
સંતુલિત સમીકરણ પરથી જોઈ શકાય છે કે $1$ મોલ $PbS$ એ $4$ મોલ $O_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $4$ મોલ $O_2$ ઉત્પન્ન કરે છે.
તેથી,$X = 4$ અને $Y = 4$.
આમ,$X + Y = 4 + 4 = 8$.

(A) આપેલ પ્રક્રિયા આલ્કલાઇન માધ્યમમાં ક્લોરિનની વિષમીકરણ પ્રક્રિયા છે:
$Cl_2 + 2OH^- \rightarrow Cl^- + ClO^- + H_2O$
પગલું $1$: ઓક્સિડેશન આંક નક્કી કરો.
$Cl_2$ $(0)$ $\rightarrow Cl^-$ $(-1)$ અને $ClO^-$ $(+1)$.
પગલું $2$: અર્ધ-પ્રક્રિયાઓ લખો.
રિડક્શન: $Cl_2 + 2e^- \rightarrow 2Cl^-$
ઓક્સિડેશન: $Cl_2 + 4OH^- \rightarrow 2ClO^- + 2H_2O + 2e^-$
પગલું $3$: અર્ધ-પ્રક્રિયાઓનો સરવાળો કરો.
$2Cl_2 + 4OH^- \rightarrow 2Cl^- + 2ClO^- + 2H_2O$
પગલું $4$: $2$ વડે ભાગીને સાદું રૂપ આપો.
$Cl_2 + 2OH^- \rightarrow Cl^- + ClO^- + H_2O$
$a Cl_2 + b OH^- \rightarrow c ClO^- + d Cl^- + e H_2O$ સાથે સરખાવતા,આપણને $a=1, b=2, c=1, d=1$ મળે છે.

(D) આલ્કલાઇન માધ્યમમાં,પરમેંગેનેટ આયન $(MnO_4^{-})$ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે અને આયોડાઇડ આયન $(I^{-})$ નું આયોડેટ આયન $(IO_3^{-})$ માં ઓક્સિડેશન કરે છે.
આ પ્રક્રિયા માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$2 MnO_4^{-} + H_2O + I^{-} \xrightarrow{\text{alkaline medium}} 2 MnO_2 + 2 OH^{-} + IO_3^{-}$

(A) આપેલ રેડોક્સ પ્રક્રિયા છે: $2 MnO_4^{-} + bI^{-} + cH_2O \rightarrow xI_2 + yMnO_2 + zOH^{-}$
પગલું $1$: અર્ધ-પ્રક્રિયાઓ લખો.
રિડક્શન અર્ધ-પ્રક્રિયા: $MnO_4^{-} \rightarrow MnO_2$
બેઝિક માધ્યમમાં $O$ અને $H$ ને સંતુલિત કરતા: $MnO_4^{-} + 2 H_2O + 3 e^{-} \rightarrow MnO_2 + 4 OH^{-}$
$2$ વડે ગુણતા: $2 MnO_4^{-} + 4 H_2O + 6 e^{-} \rightarrow 2 MnO_2 + 8 OH^{-}$
પગલું $2$: ઓક્સિડેશન અર્ધ-પ્રક્રિયા.
ઓક્સિડેશન અર્ધ-પ્રક્રિયા: $I^{-} \rightarrow I_2$
પરમાણુઓ અને ઇલેક્ટ્રોનને સંતુલિત કરતા: $2 I^{-} \rightarrow I_2 + 2 e^{-}$
$3$ વડે ગુણતા: $6 I^{-} \rightarrow 3 I_2 + 6 e^{-}$
પગલું $3$: બંને અર્ધ-પ્રક્રિયાઓનો સરવાળો કરતા:
$2 MnO_4^{-} + 6 I^{-} + 4 H_2O \rightarrow 2 MnO_2 + 3 I_2 + 8 OH^{-}$
આપેલ સમીકરણ સાથે સરખાવતા,સહગુણક $z$ એ $OH^{-}$ આયનોની સંખ્યા દર્શાવે છે,જે $8$ છે.

(A) પરમેંગેનેટ આયન અને ઓક્ઝેલેટ આયન વચ્ચેની એસિડિક માધ્યમમાં પ્રક્રિયા માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$2 MnO_4^{-} + 5 C_2O_4^{2-} + 16 H^{+} \longrightarrow 2 Mn^{2+} + 10 CO_2 + 8 H_2O$
સંતુલિત સમીકરણના તત્વયોગમિતિ (stoichiometry) મુજબ,$2 \ moles$ $MnO_4^{-}$ ને $16 \ moles$ $H^{+}$ આયનોની જરૂર પડે છે.
તેથી,$1 \ mole$ $MnO_4^{-}$ ને $\frac{16}{2} = 8 \ moles$ $H^{+}$ આયનોની જરૂર પડે છે.

(D) એસિડિક માધ્યમમાં ડાયક્રોમેટના રિડક્શન માટેની સંતુલિત અર્ધ-પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 6e^- \rightarrow 2Cr^{3+} + 7H_2O$
આપેલ સમીકરણ $Cr_2O_7^{2-} + XH^+ + Ye^- \rightarrow 2A + ZH_2O$ સાથે સરખાવતા,આપણને મળે છે:
$X = 14$
$Y = 6$
$Z = 7$
$A = Cr^{3+}$
તેથી,સાચા મૂલ્યો $14, 6, 7$ અને $Cr^{3+}$ છે.

(NONE OF THE ABOVE) એસિડિક માધ્યમમાં $KMnO_4$ અને ઓક્સેલિક એસિડ વચ્ચેની પ્રક્રિયા માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ:
$2KMnO_4 + 5H_2C_2O_4 + 3H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + 2MnSO_4 + 10CO_2 + 8H_2O$.
તુલ્યતાના નિયમ મુજબ,$KMnO_4$ ના તુલ્યભારની સંખ્યા ઓક્સેલિક એસિડના તુલ્યભારની સંખ્યા જેટલી હોય છે:
$n_{eq}(KMnO_4) = n_{eq}(H_2C_2O_4)$.
તુલ્યભારની ગણતરી $Molarity \times Volume \times n-factor$ તરીકે કરવામાં આવે છે.
એસિડિક માધ્યમમાં $KMnO_4$ માટે,$n-factor = 5$.
ઓક્સેલિક એસિડ $(H_2C_2O_4)$ માટે,$n-factor = 2$.
ધારો કે $KMnO_4$ ની મોલારિટી $M$ છે.
$M \times 2 \ mL \times 5 = 2 \ M \times 20 \ mL \times 2$.
$10M = 80$.
$M = 8 \ M$.

(D) એસિડિક માધ્યમમાં સંતુલિત રેડોક્સ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 6Fe^{2+} \longrightarrow 2Cr^{3+} + 6Fe^{3+} + 7H_2O$
સંતુલિત સમીકરણના તત્વયોગમિતિ (stoichiometry) મુજબ,$1 \text{ મોલ}$ $Cr_2O_7^{2-}$ એ $6 \text{ મોલ}$ $Fe^{2+}$ (મોહર ક્ષાર) સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
વૈકલ્પિક રીતે,$n$-ફેક્ટર પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરતા:
$Cr_2O_7^{2-}$ નો $n$-ફેક્ટર $= 6$
$Fe^{2+}$ નો $n$-ફેક્ટર $= 1$
તુલ્યતાના નિયમ મુજબ,$Cr_2O_7^{2-}$ ના મોલ $\times (n\text{-ફેક્ટર}) = Fe^{2+}$ ના મોલ $\times (n\text{-ફેક્ટર})$
$1 \times 6 = Fe^{2+}$ ના મોલ $\times 1$
તેથી,$6 \text{ મોલ}$ મોહર ક્ષારની જરૂર પડે છે.
આમ,$(D)$ સાચો વિકલ્પ છે.

(B) સોડિયમ થાયોસલ્ફેટ $(Na_2S_2O_3)$ ના જલીય દ્રાવણની ક્લોરિન $(Cl_2)$ સાથેની પ્રક્રિયા ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા છે.
$Na_2S_2O_3 + 4Cl_2 + 5H_2O \longrightarrow 2NaHSO_4 + 8HCl$
આ પ્રક્રિયામાં,થાયોસલ્ફેટમાં રહેલા સલ્ફરનું સલ્ફેટ $(HSO_4^-)$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે અને ક્લોરિનનું ક્લોરાઇડ $(HCl)$ માં રિડક્શન થાય છે.

(B) તટસ્થ અથવા થોડા આલ્કલાઇન માધ્યમમાં સંતુલિત રેડોક્સ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$8 MnO_4^{-} + 3 S_2O_3^{2-} + H_2O \rightarrow 8 MnO_2 + 6 SO_4^{2-} + 2 OH^{-}$
સંતુલિત સમીકરણના તત્વયોગમિતિ (stoichiometry) મુજબ,$8$ મોલ $MnO_4^{-}$ એ $6$ મોલ $SO_4^{2-}$ ઉત્પન્ન કરે છે.
તેથી,$X$ નું મૂલ્ય $6$ છે.

(B) જલીય દ્રાવણમાં બ્રોમિન અને સોડિયમ કાર્બોનેટ વચ્ચેની પ્રક્રિયાનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$3 Na_2CO_3 + 3 Br_2 \rightarrow 5 NaBr + NaBrO_3 + 3 CO_2$
સંતુલિત સમીકરણ પરથી,સોડિયમ બ્રોમાઈડ $(NaBr)$ નો સહગુણક $5$ છે.

(B) નિર્બળ બેઝિક અથવા તટસ્થ માધ્યમમાં $KMnO_4$ અને $KI$ ની પ્રક્રિયા માટેનું સંતુલિત સમીકરણ:
$2KMnO_4 + 6KI + 4H_2O \longrightarrow 2MnO_2 + 3I_2 + 8KOH$.
સંતુલિત સમીકરણની તત્વયોગમિતિ મુજબ,$2$ મોલ $KMnO_4$ એ $3$ મોલ $I_2$ ઉત્પન્ન કરે છે.
તેથી,$4$ મોલ $KMnO_4$ માટે,ઉત્પન્ન થતા $I_2$ ના મોલ = $(4 \times 3) / 2 = 6$ મોલ.

(B) સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ:
$6I^{-} + ClO_{3}^{-} + 6H_{2}SO_{4} \longrightarrow Cl^{-} + 6HSO_{4}^{-} + 3I_{2} + 3H_{2}O$
$1$. $HSO_{4}^{-}$ નો તત્વયોગમિતિય ગુણાંક $6$ છે. (વિધાન $A$ સાચું છે)
$2$. $I$ નો ઓક્સિડેશન આંક $-1$ થી $0$ માં બદલાય છે,તેથી $I^{-}$ નું ઓક્સિડેશન થાય છે. (વિધાન $B$ સાચું છે)
$3$. $H_{2}SO_{4}$ માં $S$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+6$ છે અને $HSO_{4}^{-}$ માં પણ $+6$ છે. આમ,સલ્ફરનું રિડક્શન થતું નથી. (વિધાન $C$ ખોટું છે)
$4$. $H_{2}O$ નીપજ તરીકે બને છે. (વિધાન $D$ સાચું છે)
તેથી,સાચા વિધાનો $A, B, D$ છે.

(A) $n$-ફેક્ટર એ અણુ દીઠ ઓક્સિડેશન આંકમાં થતો ફેરફાર છે.
$A$. $C_2O_4^{2-} \rightarrow 2CO_2$: $C$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+3$ થી બદલાઈને $+4$ થાય છે. કુલ ફેરફાર $= 2 \times (4-3) = 2$. તેથી,$A-P$.
$B$. $Cr_2O_7^{2-} \rightarrow 2Cr^{3+}$: $Cr$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+6$ થી બદલાઈને $+3$ થાય છે. કુલ ફેરફાર $= 2 \times (6-3) = 6$. તેથી,$B-Q$.
$C$. $2S_2O_3^{2-} \rightarrow S_4O_6^{2-} + 2e^-$: $S$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+2$ થી બદલાઈને $+2.5$ થાય છે. $2$ મોલ $S_2O_3^{2-}$ માટે કુલ ફેરફાર $2 \times [2 \times (2.5-2)] = 2$ છે. જોકે,$Na_2S_2O_3$ ના પ્રતિ મોલ દીઠ $n$-ફેક્ટર $1$ છે. તેથી,$C-S$.
$D$. $MnO_4^{-} \rightarrow MnO_2$: $Mn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+7$ થી બદલાઈને $+4$ થાય છે. કુલ ફેરફાર $= 7-4 = 3$. તેથી,$D-R$.
આમ,સાચી જોડ $A-P, B-Q, C-S, D-R$ છે.

(C) સંતુલિત રેડોક્ષ પ્રક્રિયા ઓક્સિડેશન અને રિડક્શન અર્ધ-પ્રક્રિયાઓને સંતુલિત કરીને નક્કી કરવામાં આવે છે.
$BrO_3^{-} \rightarrow Br_2$ (રિડક્શન: $Br^{+5}$ થી $Br^0$,$Br$ દીઠ $5$ નો ફેરફાર,તેથી $Br_2$ દીઠ $10$)
$Cr^{+3} \rightarrow HCrO_4^{-}$ (ઓક્સિડેશન: $Cr^{+3}$ થી $Cr^{+6}$,$Cr$ દીઠ $3$ નો ફેરફાર)
ઇલેક્ટ્રોનને સંતુલિત કરવા માટે,રિડક્શન અર્ધ-પ્રક્રિયાને $3$ વડે અને ઓક્સિડેશન અર્ધ-પ્રક્રિયાને $10$ વડે ગુણો.
$6BrO_3^{-} + 10Cr^{+3} + 22H_2O \rightarrow 3Br_2 + 10HCrO_4^{-} + 34H^{+}$
સહગુણકોની સરખામણી કરતા,આપણને $X = 6, Y = 10, Z = 22$ મળે છે.

(C) તુલ્ય દળ શોધવા માટે,આપણે $Cu_2S$ માં રહેલા ઘટકોના ઓક્સિડેશન આંકમાં થતો ફેરફાર નક્કી કરવો પડશે.
ઓક્સિડેશન આંક આ મુજબ છે: $Cu_2S$ માં $Cu$ નો $+1$,$S$ નો $-2$ છે.
નીપજોમાં: $Cu$ નો $+2$ અને $SO_2$ માં $S$ નો $+4$ છે.
$Cu_2S$ માટે ઓક્સિડેશન આંકમાં થતો કુલ ફેરફાર:
$2 \times (Cu^{+1} \rightarrow Cu^{+2}) = 2 \times 1 = 2$
$1 \times (S^{-2} \rightarrow S^{+4}) = 1 \times 6 = 6$
ઓક્સિડેશન આંકમાં કુલ ફેરફાર = $2 + 6 = 8$.
તુલ્ય દળ = $M / n$-ફેક્ટર હોવાથી,અને $n$-ફેક્ટર $8$ હોવાથી,$x$ ની કિંમત $8$ છે.

(A) અર્ધ-પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
ઓક્સિડેશન: $Zn \rightarrow Zn^{+2} + 2e^{-}$ (ઇલેક્ટ્રોનને સંતુલિત કરવા માટે $4$ વડે ગુણતા: $4Zn \rightarrow 4Zn^{+2} + 8e^{-}$)
રિડક્શન: $NO_3^{-} + 10H^{+} + 8e^{-} \rightarrow NH_4^{+} + 3H_2O$
બંને અર્ધ-પ્રક્રિયાઓ ઉમેરતા સંતુલિત સમીકરણ મળે છે:
$4Zn + NO_3^{-} + 10H^{+} \rightarrow 4Zn^{+2} + NH_4^{+} + 3H_2O$
$NO_3^{-}$,$Zn$ અને $H^{+}$ ના સહગુણકો અનુક્રમે $1$,$4$ અને $10$ છે.

(B) પ્રક્રિયા મધ્યવર્તી એ એવી સ્પીસીઝ છે જે પ્રક્રિયાની ક્રિયાવિધિના એક તબક્કામાં ઉત્પન્ન થાય છે અને પછીના તબક્કામાં વપરાઈ જાય છે.
તબક્કા $(i)$ માં,$ClO_2^{-}$ ઉત્પન્ન થાય છે.
તબક્કા $(ii)$ માં,$ClO_2^{-}$ વપરાઈ જાય છે.
તેથી,$ClO_2^{-}$ એ પ્રક્રિયા મધ્યવર્તી છે.

(D) $KMnO_4$ માં,$Mn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+7$ છે.
$MnSO_4$ માં,$Mn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+2$ છે.
રિડક્શન અર્ધ-પ્રક્રિયા: $MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O$ છે.
આ દર્શાવે છે કે $1 \ mol$ $KMnO_4$ ને $Mn^{2+}$ માં રિડક્શન કરવા માટે $5 \ mol$ ઇલેક્ટ્રોન ($5 \ F$ વીજભાર) ની જરૂર પડે છે.
તેથી,$2 \ mol$ $KMnO_4$ માટે,જરૂરી કુલ વીજભાર $2 \times 5 \ F = 10 \ F$ છે.

(C) પ્રથમ,પ્રક્રિયામાં રહેલા તત્વોના ઓક્સિડેશન આંક નક્કી કરો: $I_2^0 + K^{+1}Cl^{+5}O_3^{-2} \rightarrow I^{+1}Cl^{-1} + K^{+1}I^{+5}O_3^{-2}$.
આ પ્રક્રિયામાં,$I_2$ (ઓક્સિડેશન આંક $0$) નું $I^{+1}$ ($ICl$ માં) અને $I^{+5}$ ($KIO_3$ માં) માં ઓક્સિડેશન થાય છે.
$I_2$ નું ઓક્સિડેશન થતું હોવાથી,તે રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
$KClO_3$ માં $Cl$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+5$ થી ઘટીને $-1$ ($ICl$ માં) થાય છે.
$Cl$ ના ઓક્સિડેશન આંકમાં ફેરફાર $|-1 - 5| = 6$ છે. આમ,$Cl$ નો ઓક્સિડેશન આંક $6$ જેટલો ઘટે છે.
તેથી,'$Cl$ નો ઓક્સિડેશન આંક $6$ જેટલો ઘટે છે' તે વિધાન સાચું છે.

(B) $3 H_3AsO_3 + BrO_3^- \rightarrow Br^- + 3 H_3AsO_4$ પ્રક્રિયામાં,આપણે ઓક્સિડેશન આંક નક્કી કરીએ છીએ:
$BrO_3^-$ માં,$Br$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+5$ છે. $Br^-$ માં,તે $-1$ છે. ઓક્સિડેશન આંક $+5$ થી ઘટીને $-1$ થતો હોવાથી,$Br$ નું રિડક્શન થાય છે.
$H_3AsO_3$ માં,$As$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+3$ છે. $H_3AsO_4$ માં,તે $+5$ છે. ઓક્સિડેશન આંક $+3$ થી વધીને $+5$ થતો હોવાથી,$As$ નું ઓક્સિડેશન થાય છે.
તેથી,$Br$ રિડક્શન પામે છે અને $As$ ઓક્સિડેશન પામે છે.

(D) આપેલી પ્રક્રિયામાં: $Zn_{(s)} + 2HCl_{(aq)} \longrightarrow ZnCl_2(aq) + H_2(g)$
$1$. $Zn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $0$ થી વધીને $+2$ થાય છે (ઇલેક્ટ્રોનનો ત્યાગ,ઓક્સિડેશન).
$2$. $HCl$ માં $H$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+1$ થી ઘટીને $H_2$ માં $0$ થાય છે (ઇલેક્ટ્રોનનો સ્વીકાર,રિડક્શન).
$3$. $H^+$ નું રિડક્શન થતું હોવાથી,$HCl$ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
$4$. રિડક્શન અર્ધ-પ્રક્રિયા: $2H^+ + 2e^- \longrightarrow H_2$.
$5$. આ દર્શાવે છે કે $2$ મોલ $H^+$ ($2$ મોલ $HCl$ ને અનુરૂપ) $2$ મોલ ઇલેક્ટ્રોન મેળવે છે.
$6$. તેથી,$1$ મોલ ઓક્સિડેશનકર્તા $(HCl)$ $1$ મોલ ઇલેક્ટ્રોન મેળવે છે.

(D) જ્યારે $SO_{2}$ ને એસિડિક $K_{2}Cr_{2}O_{7}$ દ્રાવણમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે નારંગી ડાયક્રોમેટ આયન $(Cr_{2}O_{7}^{2-})$ નું રિડક્શન થઈને લીલો ક્રોમિયમ$(III)$ આયન $(Cr^{3+})$ બને છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ:
$K_{2}Cr_{2}O_{7} + H_{2}SO_{4} + 3SO_{2} \rightarrow K_{2}SO_{4} + Cr_{2}(SO_{4})_{3} + H_{2}O$
પરિણામે,$Cr_{2}(SO_{4})_{3}$ બનવાને કારણે દ્રાવણ લીલા રંગનું બને છે.

(C) $KMnO_4$ માં,$Mn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $1 + x + 4(-2) = 0$ મુજબ $x = +7$ છે.
$Mn_2O_3$ માં,$Mn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $2x + 3(-2) = 0$ મુજબ $x = +3$ છે.
$Mn$ ના એક પરમાણુ દીઠ ઓક્સિડેશન આંકમાં ફેરફાર $|7 - 3| = 4$ છે.
આમ,$Mn$ દીઠ સ્થાનાંતરિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $4$ છે.

(A) $x$ નું મૂલ્ય શોધવા માટે,આપણે સમીકરણની બંને બાજુએ વીજભાર સંતુલિત કરવો પડશે.
$BiO_3^{-}$ માં,$Bi$ નો ઓક્સિડેશન આંક $x + 3(-2) = -1$ છે,તેથી $x = +5$.
$Bi^{3+}$ માં,$Bi$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+3$ છે.
ઓક્સિડેશન આંકમાં ફેરફાર $+5 - (+3) = 2$ છે.
આપણે કુલ વીજભારને પણ સંતુલિત કરવો પડશે.
ડાબી બાજુનો કુલ વીજભાર: $(-1) + 6(+1) + x(-1) = 5 - x$.
જમણી બાજુનો કુલ વીજભાર: $(+3) + 3(0) = +3$.
વીજભારને સરખાવતા: $5 - x = 3$,જે $x = 2$ આપે છે.

(C) આપેલ પ્રતિક્રિયા: $x CuO + y NH_3 \rightarrow x Cu + N_2 + x H_2 O$ છે.
પગલું $1$: $O$ અને $H$ સિવાયના પરમાણુઓને સંતુલિત કરો. $Cu$ પરમાણુઓ સંતુલિત છે.
પગલું $2$: $N$ પરમાણુઓને સંતુલિત કરો. $N_2$ માં $2$ નાઈટ્રોજન પરમાણુઓ છે,તેથી $2$ $NH_3$ અણુઓની જરૂર પડશે. આમ,$y = 2$.
પગલું $3$: $O$ પરમાણુઓને સંતુલિત કરો. $x CuO$ માં $x$ ઓક્સિજન પરમાણુઓ છે,તેથી $x$ $H_2 O$ અણુઓની જરૂર પડશે.
પગલું $4$: $H$ પરમાણુઓને સંતુલિત કરો. $y NH_3$ માં $3y$ હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ અને $x H_2 O$ માં $2x$ હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ છે. તેથી,$3y = 2x$.
પગલું $5$: $y = 2$ ને $3y = 2x$ માં મૂકતા: $3(2) = 2x$ $\Rightarrow 6 = 2x$ $\Rightarrow x = 3$.
આમ,$x = 3$ અને $y = 2$.

(B) રેડોક્સ પ્રતિક્રિયાને સંતુલિત કરવા માટે,આપણે ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં થતા ફેરફારને જોઈએ છીએ:
$Mn^{2+} \rightarrow MnO_2$: $Mn$ એ $+2$ થી $+4$ માં બદલાય છે (ઓક્સિડેશન,$2e^-$ નો ત્યાગ).
$ClO_3^- \rightarrow ClO_2$: $Cl$ એ $+5$ થી $+4$ માં બદલાય છે (રિડક્શન,$1e^-$ નો સ્વીકાર).
ઇલેક્ટ્રોનને સંતુલિત કરવા માટે,આપણે રિડક્શન અર્ધ-પ્રતિક્રિયાને $2$ વડે ગુણીએ છીએ:
$Mn^{2+} + 2 ClO_3^- \rightarrow MnO_2 + 2 ClO_2$.
આપેલ સમીકરણ $Mn^{2+} + x ClO_3^- \rightarrow MnO_2 + x ClO_2$ સાથે સરખાવતા,આપણને $x=2$ મળે છે.

(D) આપેલ પ્રક્રિયા: $x H_2O_2 + ClO_4^{-} \rightarrow x O_2 + ClO_2^{-} + 2 H_2O$
પગલું $1$: અર્ધ-પ્રક્રિયાઓ લખો.
રિડક્શન અર્ધ-પ્રક્રિયા: $ClO_4^{-} \rightarrow ClO_2^{-}$
ઓક્સિજન અને વીજભાર સંતુલિત કરતા: $ClO_4^{-} + 4 H^{+} + 4 e^{-} \rightarrow ClO_2^{-} + 2 H_2O$
પગલું $2$: ઓક્સિડેશન અર્ધ-પ્રક્રિયા:
$H_2O_2 \rightarrow O_2 + 2 H^{+} + 2 e^{-}$
પગલું $3$: ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સમાન કરો.
ઓક્સિડેશન અર્ધ-પ્રક્રિયાને $2$ વડે ગુણતા: $2 H_2O_2 \rightarrow 2 O_2 + 4 H^{+} + 4 e^{-}$
પગલું $4$: બંને અર્ધ-પ્રક્રિયાઓનો સરવાળો કરતા:
$2 H_2O_2 + ClO_4^{-} \rightarrow 2 O_2 + ClO_2^{-} + 2 H_2O$
આમ,$x = 2$ મળે છે.

(D) એસિડિક માધ્યમમાં,$KMnO_4$ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે અને તેનું રિડક્શન $Mn^{2+}$ માં થાય છે. અર્ધ-પ્રક્રિયા: $MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O$.
સલ્ફાઇડ આયન $(S^{2-})$ નું ઓક્સિડેશન તત્વ સલ્ફર $(S)$ માં થાય છે: $S^{2-} \rightarrow S + 2e^-$.
ઇલેક્ટ્રોનને સંતુલિત કરવા માટે,રિડક્શન અર્ધ-પ્રક્રિયાને $2$ વડે અને ઓક્સિડેશન અર્ધ-પ્રક્રિયાને $5$ વડે ગુણતા:
$2MnO_4^- + 16H^+ + 10e^- \rightarrow 2Mn^{2+} + 8H_2O$
$5S^{2-} \rightarrow 5S + 10e^-$
આ બંનેનો સરવાળો કરતા,સંતુલિત સમીકરણ: $2MnO_4^- + 5S^{2-} + 16H^+ \rightarrow 2Mn^{2+} + 5S + 8H_2O$.
સ્ટોઇકિયોમેટ્રી મુજબ,$5$ મોલ $S^{2-}$ એ $2$ મોલ $KMnO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
તેથી,$1$ મોલ $S^{2-}$ એ $2/5$ મોલ $KMnO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરશે.

(B) મંદ આલ્કલાઇન અથવા તટસ્થ માધ્યમમાં,પરમેંગેનેટ આયન $(MnO_4^-)$ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે અને આયોડાઇડ આયન $(I^-)$ નું આયોડેટ આયન $(IO_3^-)$ માં ઓક્સિડેશન કરે છે.
આ પ્રક્રિયા માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$2MnO_4^- + I^- + H_2O \rightarrow 2MnO_2 + IO_3^- + 2OH^-$
તેથી,મળતી નીપજ $IO_3^-$ છે.

(A) પ્રક્રિયા માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$Cr_{2}O_{7}^{2-} + 6I^{-} + 14H^{+} \longrightarrow 2Cr^{3+} + 3I_{2} + 7H_{2}O$
પ્રક્રિયાના તત્વયોગમિતિ (stoichiometry) મુજબ,$1$ મોલ $K_{2}Cr_{2}O_{7}$ એ $3$ મોલ $I_{2}$ ઉત્પન્ન કરે છે.
તેથી,$6$ મોલ $I_{2}$ મુક્ત કરવા માટે જરૂરી $K_{2}Cr_{2}O_{7}$ ના મોલ:
$\frac{1 \text{ mol } K_{2}Cr_{2}O_{7}}{3 \text{ mol } I_{2}} \times 6 \text{ mol } I_{2} = 2 \text{ મોલ } K_{2}Cr_{2}O_{7}$.

(C) આલ્કલાઇન માધ્યમમાં,$KMnO_4$ ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે અને તેનું રિડક્શન $MnO_2$ માં થાય છે.
આયોડાઇડ આયન $(I^-)$ સાથેની પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2MnO_4^- + H_2O + I^- \rightarrow 2MnO_2 + 2OH^- + IO_3^-$
આમ,આયોડાઇડ આયનનું ઓક્સિડેશન આયોડેટ આયન $(IO_3^-)$ માં થાય છે.

(C) એસિડિક $K_{2}Cr_{2}O_{7}$ દ્રાવણ $SO_{2}$ નું ઓક્સિડેશન કરીને તેને $Cr_{2}(SO_{4})_{3}$ માં ફેરવે છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ:
$3SO_{2} + K_{2}Cr_{2}O_{7} + H_{2}SO_{4} \longrightarrow K_{2}SO_{4} + Cr_{2}(SO_{4})_{3} + H_{2}O$
$SO_{2}$ માં,સલ્ફરનો ઓક્સિડેશન આંક $+4$ છે.
$Cr_{2}(SO_{4})_{3}$ માં,સલ્ફેટ આયન $(SO_{4}^{2-})$ માં સલ્ફરનો ઓક્સિડેશન આંક $+6$ છે.
આમ,સલ્ફરનો ઓક્સિડેશન આંક $+4$ થી બદલાઈને $+6$ થાય છે.

(D) સંતુલિત રેડોક્ષ પ્રક્રિયા: $5H_2S + 2MnO_4^{-} + 6H^{+} \rightarrow 5S + 2Mn^{2+} + 8H_2O$ છે.
આ પ્રક્રિયામાં,$H_2S$ માં $S$ નો ઓક્સિડેશન આંક $-2$ થી વધીને $0$ થાય છે,તેથી $H_2S$ નું $S$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે.
$MnO_4^{-}$ માં $Mn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+7$ થી ઘટીને $+2$ થાય છે,તેથી $MnO_4^{-}$ નું $Mn^{2+}$ માં રિડક્શન થાય છે.

(B) બેઝિક માધ્યમમાં રેડોક્ષ પ્રક્રિયાને સંતુલિત કરવા માટે:
$1$. ઓક્સિડેશન અર્ધ-પ્રક્રિયા: $S_2 O_3^{2-} \longrightarrow 2 SO_4^{2-} + 8 e^-$
$2$. રિડક્શન અર્ધ-પ્રક્રિયા: $MnO_4^{-} + 2 H_2 O + 3 e^- \longrightarrow MnO_2 + 4 OH^-$
$3$. ઇલેક્ટ્રોનને સંતુલિત કરવા માટે,ઓક્સિડેશન અર્ધ-પ્રક્રિયાને $3$ વડે અને રિડક્શન અર્ધ-પ્રક્રિયાને $8$ વડે ગુણો:
$3 S_2 O_3^{2-} \longrightarrow 6 SO_4^{2-} + 24 e^-$
$8 MnO_4^{-} + 16 H_2 O + 24 e^- \longrightarrow 8 MnO_2 + 32 OH^-$
$4$. બંને સમીકરણોનો સરવાળો કરતા:
$8 MnO_4^{-} + 3 S_2 O_3^{2-} + 16 H_2 O \longrightarrow 8 MnO_2 + 6 SO_4^{2-} + 32 OH^-$
બંને બાજુ $H_2 O$ અને $OH^-$ ને સરળ બનાવતા:
$8 MnO_4^{-} + 3 S_2 O_3^{2-} + H_2 O \longrightarrow 8 MnO_2 + 6 SO_4^{2-} + 2 OH^-$
આપેલ સમીકરણ સાથે સરખાવતા,$a = 8$ અને $y = 6$ મળે છે.

(B) આપેલ પ્રક્રિયા માટે સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$ 2MnO_{4}^{-} + 5H_{2}C_{2}O_{4} + 6H^{+} \rightarrow 2Mn^{2+} + 10CO_{2} + 8H_{2}O $
આપેલ સમીકરણ $ xMnO_{4}^{-} + yH_{2}C_{2}O_{4} + zH^{+} \rightarrow mMn^{2+} + nCO_{2} + pH_{2}O $ સાથે સરખાવતા,આપણને મળે છે:
$ x = 2 $
$ y = 5 $
$ m = 2 $
$ n = 10 $
તેથી,સાચા મૂલ્યો $ 2, 5, 2, 10 $ છે.

(B) $x$ નું મૂલ્ય શોધવા માટે,આપણે સમીકરણની બંને બાજુના વીજભારને સંતુલિત કરવો પડશે.
પ્રક્રિયક બાજુએ,કુલ વીજભાર: $(-1) + 6(+1) + x(-1) = 5 - x$ છે.
નીપજ બાજુએ,કુલ વીજભાર: $(+3) + 3(0) = +3$ છે.
વીજભારને સરખાવતા: $5 - x = 3$.
$x$ માટે ઉકેલતા: $x = 5 - 3 = 2$.
આમ,સંતુલિત સમીકરણ $BiO_{3}^{-} + 6H^{+} + 2e^{-} \longrightarrow Bi^{3+} + 3H_{2}O$ છે.

(C) રિડક્શન અર્ધ-પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $Cr_2O_7^{2-} + 14H^{+} + 6e^{-} \rightarrow 2Cr^{3+} + 7H_2O$.
$Cr_2O_7^{2-}$ માં,$Cr$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+6$ છે.
$Cr$ ના $2$ પરમાણુઓ માટે ઓક્સિડેશન આંકમાં થતો ફેરફાર $2 \times (6 - 3) = 6$ છે.
આમ,$1 \ mol$ $Cr_2O_7^{2-}$ ને $6 \ mol$ ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર પડે છે.
$0.2 \ mol$ $Cr_2O_7^{2-}$ માટે,જરૂરી ઇલેક્ટ્રોનના મોલ $= 0.2 \times 6 = 1.2 \ mol$.

(A) આપેલ પ્રક્રિયા: $SnCl_{2} + Cl_{2} \longrightarrow SnCl_{4}$ છે.
આ પ્રક્રિયામાં,$Sn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $SnCl_{2}$ માં $+2$ થી બદલાઈને $SnCl_{4}$ માં $+4$ થાય છે.
$n$-ફેક્ટર એ અણુ દીઠ ઓક્સિડેશન આંકમાં થતો ફેરફાર છે,જે $|4 - 2| = 2$ છે.
$SnCl_{2}$ નું મોલર દળ $= 118.7 + 2 \times 35.5 = 189.7 \approx 190 \ g/mol$ છે.
તુલ્ય વજનની ગણતરી: $\text{Equivalent weight} = \frac{\text{Molar mass}}{n\text{-factor}} = \frac{190}{2} = 95$.

(B) તટસ્થ અથવા મંદ બેઝિક માધ્યમમાં,આયોડાઇડ આયન $(I^{-})$ નું આયોડેટ આયન $(IO_3^{-})$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે:
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ:
$2 MnO_4^{-} + H_2O + I^{-} \rightarrow 2 MnO_2 + 2 OH^{-} + IO_3^{-}$
આમ,$X$ એ આયોડેટ આયન છે.

(B) સંતુલિત તત્વયોગમિતિય સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$P_4 + 3 OH^{-} + 3 H_2 O \rightarrow PH_3 + 3 H_2 PO_2^{-}$
આપેલ સમીકરણ સાથે સરખાવતા,$X^{-}$ એ $H_2 PO_2^{-}$ છે.
સંયુગ્મી એસિડ બેઝમાં પ્રોટોન $(H^{+})$ ઉમેરીને બને છે.
$H_2 PO_2^{-}$ નું સંયુગ્મી એસિડ $H_3 PO_2$ છે.
$H_3 PO_2$ ને હાઈપોફોસ્ફરસ એસિડ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(B) એસિડિક માધ્યમમાં,$KMnO_4$ એક પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
જ્યારે $H_2S$ એસિડિક માધ્યમમાં $KMnO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે $H_2S$ નું ઓક્સિડેશન થઈને તત્વ સલ્ફર મળે છે,જે અવક્ષેપિત થાય છે.
પ્રક્રિયા:
$5H_2S + 2MnO_4^- + 6H^+ \longrightarrow 2Mn^{2+} + 8H_2O + 5S$
આમ,$H_2S$ માંથી સલ્ફરનું અવક્ષેપન એ એસિડિક માધ્યમમાં $KMnO_4$ ની લાક્ષણિક પ્રક્રિયા છે.

(C) પાણીની હાજરીમાં આયોડિન અને ક્લોરિનની પ્રક્રિયા એક ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા છે,જેમાં આયોડિનનું ઓક્સિડેશન આયોડિક એસિડ $(HIO_3)$ માં થાય છે અને ક્લોરિનનું રિડક્શન હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ $(HCl)$ માં થાય છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$I_2 + 5Cl_2 + 6H_2O \longrightarrow 2HIO_3 + 10HCl$
આપેલ પ્રક્રિયા $I_2 + 5Cl_2 + 6H_2O \longrightarrow X + Y$ સાથે સરખાવતા,$X$ એ $HIO_3$ છે અને $Y$ એ $HCl$ છે.

(C) એસિડિક માધ્યમમાં $KMnO_4$ અને $H_2S$ વચ્ચેની પ્રક્રિયાનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$2KMnO_4 + 3H_2SO_4 + 5H_2S \rightarrow K_2SO_4 + 2MnSO_4 + 8H_2O + 5S$
સંતુલિત સમીકરણના તત્વયોગમિતિ (stoichiometry) મુજબ,$2$ મોલ $KMnO_4$ એ $5$ મોલ $H_2S$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
તેથી,$1$ મોલ $H_2S$ સાથે પ્રક્રિયા કરતા $KMnO_4$ ના મોલની સંખ્યા $\frac{2}{5} = 0.4$ મોલ છે.

(D) સંતુલિત સમીકરણ $P_4 + 3OH^{-} + 3H_2O \longrightarrow PH_3 + 3H_2PO_2^{-}$ છે.
સહગુણકોની સરખામણી કરતા: $a=1, b=3, c=3, d=1, e=3$.
વિધાન $I$: $a+b+c = 1+3+3 = 7$. તેથી,$I$ ખોટું છે.
વિધાન $II$: $b+c-e = 3+3-3 = 3$. તેથી,$II$ સાચું છે.
વિધાન $III$: $H_2PO_2^{-}$ માં,$P$ નો ઓક્સિડેશન આંક $x$ ધારો. $2(+1) + x + 2(-2) = -1 \implies 2 + x - 4 = -1 \implies x = +1$. તેથી,$III$ સાચું છે.
આમ,વિધાનો $II$ અને $III$ સાચા છે.

(A) આપેલ પ્રક્રિયા સલ્ફર $(S_8)$ ની વિષમીકરણ (disproportionation) પ્રક્રિયા છે.
પ્રક્રિયા $xS_8 + yOH^- \rightarrow zS^{2-} + 2S_2O_3^{2-} + 6H_2O$ ને સંતુલિત કરવા માટે:
પગલું $1$: સલ્ફર પરમાણુઓને સંતુલિત કરો. ડાબી બાજુ $8$ સલ્ફર પરમાણુઓ છે. જમણી બાજુ,$S^{2-}$ માં $z$ પરમાણુઓ અને $2S_2O_3^{2-}$ માં $2 \times 2 = 4$ પરમાણુઓ છે. તેથી,$z + 4 = 8$,જે $z = 4$ આપે છે.
પગલું $2$: ઓક્સિજન પરમાણુઓને સંતુલિત કરો. ડાબી બાજુ $y$ ઓક્સિજન પરમાણુઓ છે. જમણી બાજુ,$2S_2O_3^{2-}$ માં $2 \times 3 = 6$ અને $6H_2O$ માં $6$ પરમાણુઓ છે. તેથી,$y = 6 + 6 = 12$.
પગલું $3$: હાઇડ્રોજન પરમાણુઓને સંતુલિત કરો. ડાબી બાજુ $y$ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ છે અને જમણી બાજુ $6 \times 2 = 12$ છે. આ $y = 12$ ની પુષ્ટિ કરે છે.
પગલું $4$: સલ્ફર સંતુલન માટે $S_8$ નો સહગુણક $x = 1$ છે.
તેથી,$x = 1, y = 12, z = 4$.

(A) રેડોક્ષ પ્રક્રિયાને સંતુલિત કરવા માટે,આપણે આયન-ઇલેક્ટ્રોન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીએ છીએ.
ઓક્સિડેશન અર્ધ-પ્રક્રિયા: $Fe^{2+} \rightarrow Fe^{3+} + e^-$
રિડક્શન અર્ધ-પ્રક્રિયા: $Cr_2 O_7^{2-} + 14 H^{+} + 6 e^- \rightarrow 2 Cr^{3+} + 7 H_2 O$
ઇલેક્ટ્રોનને સંતુલિત કરવા માટે ઓક્સિડેશન અર્ધ-પ્રક્રિયાને $6$ વડે ગુણતા:
$6 Fe^{2+} \rightarrow 6 Fe^{3+} + 6 e^-$
બંને અર્ધ-પ્રક્રિયાઓનો સરવાળો કરતા:
$6 Fe^{2+} + Cr_2 O_7^{2-} + 14 H^{+} \rightarrow 6 Fe^{3+} + 2 Cr^{3+} + 7 H_2 O$
આને આપેલ સમીકરણ $x Fe^{2+} + y H^{+} + z Cr_2 O_7^{2-} \rightarrow \frac{y}{2} H_2 O + x Fe^{3+} + 2 z Cr^{3+}$ સાથે સરખાવતા,આપણને $x = 6, y = 14, z = 1$ મળે છે.