Alkali metals Questions in Gujarati

(B) આલ્કલી ધાતુના હેલાઈડની સ્થિરતા તેમની લેટીસ ઉર્જા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
જેમ સમૂહમાં નીચે તરફ જઈએ તેમ આલ્કલી ધાતુના કેટાયનનું કદ વધે છે $(Li^+ < Na^+ < K^+ < Rb^+ < Cs^+)$,તેમ લેટીસ ઉર્જા ઘટે છે કારણ કે કેટાયન અને ક્લોરાઈડ એનાયન $(Cl^-)$ વચ્ચેનું સ્થિર વિદ્યુતીય આકર્ષણ નબળું પડે છે.
તેથી,કેટાયનનું કદ વધવાની સાથે ક્લોરાઈડની સ્થિરતા ઘટે છે.
સ્થિરતાનો સાચો ક્રમ $LiCl > NaCl > KCl > CsCl$ છે.

(C) જ્યારે કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ ને $200^\circ C$ તાપમાને અને ઊંચા દબાણ હેઠળ ઘન સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(NaOH)$ પરથી પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ ફોર્મેટ $(HCOONa)$ બનાવે છે.
આ પ્રક્રિયાનું રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$NaOH + CO \xrightarrow{200^\circ C} HCOONa$

(B) પ્રક્રિયાનો ક્રમ નીચે મુજબ છે:
$3 Mg + N_2 \xrightarrow{\Delta} Mg_3N_2$ $(Y)$
$Mg_3N_2 + 6 H_2O \rightarrow 3 Mg(OH)_2 + 2 NH_3$ ($Z$,રંગહીન વાયુ)
$CuSO_4 + 4 NH_3 \rightarrow [Cu(NH_3)_4]SO_4$ અથવા $CuSO_4 \cdot 4NH_3$ ($T$,ઘેરો વાદળી રંગ)
તેથી,$Y = Mg_3N_2$ અને $T = CuSO_4 \cdot 4NH_3$.

(D) હાઇડ્રોક્સાઇડની બેઝિક પ્રબળતા $M-OH$ બંધના આયનીય સ્વભાવ પર આધાર રાખે છે.
$KOH$ અને $NaOH$ એ આલ્કલી ધાતુઓના હાઇડ્રોક્સાઇડ છે,જે ખૂબ જ આયનીય અને પ્રબળ બેઇઝ છે.
$Ca(OH)_2$ એ આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુનો હાઇડ્રોક્સાઇડ છે,જે પણ પ્રબળ બેઇઝ છે.
$Zn(OH)_2$ એ ઉભયગુણી (amphoteric) હાઇડ્રોક્સાઇડ છે. $Zn^{2+}$ આયન ઉચ્ચ વીજભાર ઘનતા અને નાનું કદ ધરાવે છે,જેના કારણે $Zn-OH$ બંધમાં નોંધપાત્ર સહસંયોજક સ્વભાવ જોવા મળે છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાં $Zn(OH)_2$ સૌથી નિર્બળ બેઇઝ છે.

(D) લિથિયમ ક્ષારના જલીય દ્રાવણો અન્ય આલ્કલી ધાતુઓની સરખામણીમાં વિદ્યુતના મંદ વાહક હોય છે કારણ કે $Li^{+}$ આયનોનું જલીયકરણ (hydration) વધુ પ્રમાણમાં થાય છે.
તેના નાના કદને કારણે,$Li^{+}$ આયન ખૂબ જ ઉચ્ચ વીજભાર ઘનતા ધરાવે છે,જેના કારણે તે જલીય દ્રાવણમાં વધુ પ્રમાણમાં જલીયકૃત થાય છે.
આ મોટું જલીયકરણ કવચ આયનના અસરકારક કદમાં વધારો કરે છે,જે તેની આયનીય ગતિશીલતામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરે છે.
જલીય દ્રાવણમાં વિદ્યુત વાહકતા આયનોની ગતિશીલતા પર આધારિત હોવાથી,ઘટેલી ગતિશીલતાને કારણે વાહકતા ઓછી થાય છે.
તેથી,વિકલ્પ $D$ સાચો છે.

(C) $Sodium$ ધાતુ અત્યંત સક્રિય છે અને આલ્કોહોલ જેવા પ્રોટિક દ્રાવકો સાથે પ્રક્રિયા કરીને આલ્કોક્સાઈડ અને હાઈડ્રોજન વાયુ બનાવે છે.
ઉદાહરણ તરીકે: $CH_3OH + Na \rightarrow CH_3ONa + \frac{1}{2} H_2$.
તેથી,તેને આલ્કોહોલની નીચે સંગ્રહિત કરી શકાતી નથી. તેને સામાન્ય રીતે કેરોસીન તેલ,ટોલ્યુઈન અથવા બેન્ઝીન હેઠળ સંગ્રહિત કરવામાં આવે છે કારણ કે તે $sodium$ પ્રત્યે નિષ્ક્રિય છે.

(A) $LiAlH_4$ એ એક સંકીર્ણ હાઇડ્રાઇડ છે,જે $Li^+$ ધન આયન અને $[AlH_4]^-$ ઋણાયનમાં વિયોજિત થાય છે.
આ બંધારણમાં,ધાતુ $Al$ એ સંકીર્ણ $[AlH_4]^-$ ઋણાયનની અંદરનું મધ્યસ્થ પરમાણુ છે.
તેથી,ધાતુ $Al$ ઋણાયન ભાગમાં હાજર છે.
આથી,સાચો વિકલ્પ $(A)$ છે.

(A) લેટીસ ઉર્જા એ આયનો વચ્ચેના અંતર (ધન આયન અને ઋણ આયનની ત્રિજ્યાનો સરવાળો) ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
તમામ સંયોજનોમાં ફ્લોરાઈડ આયન $(F^-)$ સમાન હોવાથી,લેટીસ ઉર્જા આલ્કલી ધાતુના ધન આયનના કદ પર આધાર રાખે છે.
જેમ ધન આયનનું કદ $Li^+$ થી $Cs^+$ તરફ વધે છે,તેમ આયનો વચ્ચેનું અંતર વધે છે અને લેટીસ ઉર્જા ઘટે છે.
તેથી,$Li^+$ (સૌથી નાનો ધન આયન હોવાથી) સૌથી વધુ લેટીસ ઉર્જા ધરાવતો ફ્લોરાઈડ બનાવે છે,જે $LiF$ છે.

(A) ક્રાઉન ઈથર્સ અને ક્રિપ્ટન્ડ્સ અનુક્રમે મેક્રોસાયક્લિક અને મેક્રોબાયસાયક્લિક પોલીઈથર્સ છે.
તેઓ એક કેન્દ્રીય પોલાણ ધરાવે છે જે ચોક્કસ કદના ધાતુના કેટાયન્સને સમાવી શકે છે.
ઓક્સિજન પરમાણુઓ પર અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે,તેઓ લિગાન્ડ તરીકે કાર્ય કરે છે અને આયન-દ્વિધ્રુવ આંતરક્રિયા દ્વારા આલ્કલી ધાતુના કેટાયન્સ $(M^+)$ સાથે સ્થિર સંકીર્ણ બનાવે છે.
આ સંકીર્ણોને ઘણીવાર હોસ્ટ-ગેસ્ટ સંકીર્ણ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(C) આયનોના જલીયકરણની માત્રા તેમની વીજભાર ઘનતા (charge density) પર આધાર રાખે છે.
નાના આયનો વધુ વીજભાર ઘનતા ધરાવે છે,જે પાણીના અણુઓ સાથે મજબૂત આકર્ષણ તરફ દોરી જાય છે,પરિણામે જલીયકરણની માત્રા વધુ હોય છે.
આલ્કલી ધાતુના આયનોમાં,આયનીય કદ સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં વધે છે: $Li^{+} < Na^{+} < K^{+} < Rb^{+} < Cs^{+}$.
તેથી,જેમ આયનીય કદ વધે છે તેમ જલીયકરણની માત્રા ઘટે છે.
જલીયકરણનો સાચો ક્રમ $Li^{+} > Na^{+} > K^{+} > Rb^{+} > Cs^{+}$ છે,જે $Cs^{+} < Rb^{+} < K^{+} < Na^{+} < Li^{+}$ ને સમાન છે.

(C) લિથિયમનું અસામાન્ય વર્તન તેના અત્યંત નાના કદ અને ઉચ્ચ ધ્રુવીભવન શક્તિને કારણે છે.
$(1)$ લિથિયમ અન્ય આલ્કલી ધાતુઓ કરતા સખત હોય છે,જે સામાન્ય રીતે નરમ હોય છે.
$(2)$ અન્ય આલ્કલી ધાતુઓની તુલનામાં લિથિયમનું ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુ ઊંચા હોય છે.
$(3)$ લિથિયમની આયનીકરણ એન્થાલ્પી અને વિદ્યુતઋણતા અન્ય આલ્કલી ધાતુઓ કરતા વધારે હોય છે.
$(4)$ લિથિયમ આયન તેના નાના કદને કારણે આલ્કલી ધાતુઓમાં સૌથી વધુ જલીયકરણ પામે છે.
વિકલ્પ $(C)$ જણાવે છે કે લિથિયમ અન્ય આલ્કલી ધાતુઓ કરતા નરમ છે,જે ખોટું છે કારણ કે લિથિયમ વાસ્તવમાં અન્ય આલ્કલી ધાતુઓ કરતા સખત છે. તેથી,આ લિથિયમનો અસામાન્ય ગુણધર્મ નથી.

(B) પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $Na(l) + KCl(l) \rightleftharpoons NaCl(l) + K(g)$.
$850 ^\circ C$ તાપમાને,પોટેશિયમ $(K)$ નું ઉત્કલન બિંદુ $(774 ^\circ C)$ સોડિયમ ($Na$,$883 ^\circ C$) કરતા ઓછું હોય છે.
આ તાપમાને પોટેશિયમ વધુ બાષ્પશીલ હોવાથી તે બાષ્પ સ્વરૂપે દૂર થાય છે.
લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,નીપજ (પોટેશિયમ બાષ્પ) ને સતત દૂર કરવાથી સંતુલન આગળની દિશામાં ખસે છે,જેનાથી પ્રક્રિયા પૂર્ણ થાય છે.

(A) પ્રક્રિયા ક્રમ નીચે મુજબ છે:
$Ca + 2C \rightarrow CaC_2$
$CaC_2 + N_2 \xrightarrow{\Delta} Ca(CN)_2 + C$
સંયોજન $(A)$ એ $Ca(CN)_2$ છે,જેને કેલ્શિયમ સાયનામાઇડ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે (કાર્બન સાથે મિશ્રિત હોય ત્યારે તેને નાઈટ્રોલિમ કહેવાય છે).
તેનો ઉપયોગ ખેતીમાં નાઈટ્રોજનયુક્ત ખાતર તરીકે થાય છે.
તેથી,વિકલ્પ $A$ સાચો છે.

(A) મેગ્નેટાઈટ એ ખડક ખનિજ છે અને લોખંડની મુખ્ય અયસ્ક પૈકીની એક છે,જેનું રાસાયણિક સૂત્ર $Fe_3O_4$ છે. તેમાં $Mg$ હોતું નથી.
મેગ્નેસાઈટ એ મેગ્નેશિયમ કાર્બોનેટ ખનિજ છે જેનું રાસાયણિક બંધારણ $MgCO_3$ છે.
એસ્બેસ્ટોસ એ ખનિજોનો સમૂહ છે,અને તેની એક સામાન્ય જાત $CaMg_3(SiO_3)_4$ છે,જેમાં $Mg$ હોય છે.
કાર્નાલાઈટ એ બાષ્પીભવન દ્વારા બનતું ખનિજ છે,જે હાઈડ્રેટેડ પોટેશિયમ મેગ્નેશિયમ ક્લોરાઈડ છે અને તેનું સૂત્ર $KMgCl_3 \cdot 6H_2O$ છે.

(B) Dow's process એ મેગ્નેશિયમ ધાતુના નિષ્કર્ષણ માટે વપરાતી ઔદ્યોગિક પદ્ધતિ છે.
આ પ્રક્રિયામાં,મેગ્નેશિયમ પીગળેલા મેગ્નેશિયમ ક્લોરાઈડ $(MgCl_2)$ ના વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં કેથોડ પર મેગ્નેશિયમ ધાતુ અને એનોડ પર ક્લોરિન વાયુ ઉત્પન્ન કરવા માટે પીગળેલા $MgCl_2$ નું વિદ્યુતવિભાજન કરવામાં આવે છે.

(B) કાર્નાલાઇટનું રાસાયણિક સૂત્ર $KCl \cdot MgCl_2 \cdot 6H_2O$ છે.
સૂત્ર પરથી જોઈ શકાય છે કે તેમાં પોટેશિયમ $(K)$,મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ અને ક્લોરિન $(Cl)$ હોય છે.
તેમાં કેલ્શિયમ $(Ca)$ હોતું નથી.

(A) $Zn$,$Al$,$Sn$ અને $Pb$ જેવા ઉભયગુણી તત્વો $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $H_2$ વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે.
$Zn + 2NaOH \rightarrow Na_2ZnO_2 + H_2$
$2Al + 2NaOH + 6H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2$
$Sn + 2NaOH + H_2O \rightarrow Na_2SnO_3 + 2H_2$
$Pb + 2NaOH \rightarrow Na_2PbO_2 + H_2$
$S$ અને $P$ એ $NaOH$ સાથે $H_2$ વાયુ ઉત્પન્ન કરતા નથી.
તેથી,આવા કુલ તત્વોની સંખ્યા $4$ છે.

(D) $I$. શુદ્ધ $NaCl$ ભેજશોષક નથી; તે માત્ર $CaCl_2$ અને $MgCl_2$ જેવી અશુદ્ધિઓને કારણે ભેજશોષક બને છે.
$II$. આલ્કલી ધાતુઓની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $ns^1$ છે. $Li$ $(n=2)$ માટે $(n-1)d$ સબશેલ અસ્તિત્વમાં નથી,અને અન્ય માટે તે સંપૂર્ણ ભરાયેલી છે,ખાલી નથી.
$III$. $Na_2CO_3$ એ પ્રબળ બેઝ $(NaOH)$ અને નિર્બળ એસિડ $(H_2CO_3)$ નો ક્ષાર છે,જે તેને બેઝિક બનાવે છે. $NaHCO_3$ એ એમ્ફિપ્રોટિક સ્પીસીઝ છે,અને તેનું દ્રાવણ $Na_2CO_3$ કરતા ઓછું બેઝિક છે.
$IV$. એલમ એ $M'M'''(SO_4)_2 \cdot 12H_2O$ સામાન્ય સૂત્ર ધરાવતા દ્વિક્ષાર છે. $Li^{+}$ અને $Mg^{2+}$ એલમ બનાવતા નથી કારણ કે તેમની આયનીય ત્રિજ્યા એલમના સ્ફટિક લેટીસ બંધારણમાં બંધબેસતી થવા માટે ખૂબ નાની છે.
તેથી,માત્ર વિધાન $IV$ $CORRECT$ (સાચું) છે.

(A) Trona એ $Na_2CO_3 \cdot NaHCO_3 \cdot 2H_2O$ સૂત્ર ધરાવતું દ્વિ ક્ષાર છે.
ગરમ કરવા પર,તેનું ઉષ્મીય વિઘટન થાય છે.
પ્રથમ,સ્ફટિકીકરણનું પાણી દૂર થાય છે અને ત્યારબાદ સોડિયમ બાયકાર્બોનેટ $(NaHCO_3)$ ઘટક સોડિયમ કાર્બોનેટ $(Na_2CO_3)$,પાણીની વરાળ $(H_2O)$ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ માં વિઘટિત થાય છે.
સમગ્ર પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $2(Na_2CO_3 \cdot NaHCO_3 \cdot 2H_2O) \xrightarrow{\Delta} 3Na_2CO_3 + 5H_2O + CO_2$.
આમ,અંતિમ ઘન અવશેષ સોડિયમ કાર્બોનેટ $(Na_2CO_3)$ છે.

(C) આલ્કલી ધાતુઓમાં,માત્ર $Li$ તેના નાના કદ અને ઉચ્ચ વીજભાર ઘનતાને કારણે $N_2$ સાથે સીધી પ્રક્રિયા કરીને $Li_3N$ બનાવે છે.
$Cs$ (સીઝિયમ) જેવી અન્ય આલ્કલી ધાતુઓ નાઈટ્રોજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને નાઈટ્રાઈડ બનાવતી નથી કારણ કે બનતા નાઈટ્રાઈડની લેટીસ ઉર્જા,આયનીકરણ ઉર્જા અને $N \equiv N$ ટ્રિપલ બોન્ડ તોડવા માટે જરૂરી ઉર્જાને સરભર કરવા માટે અપૂરતી હોય છે.
$Mg$ અને $Al$ પણ નાઈટ્રોજન સાથે ગરમ કરવા પર નાઈટ્રાઈડ ($Mg_3N_2$ અને $AlN$) બનાવે છે.

(A) $(1)$ આલ્કલી ધાતુઓના બાયકાર્બોનેટ માટે,લેટીસ ઉર્જામાં ઘટાડો એ જલીયકરણ ઉર્જામાં ઘટાડા કરતા વધુ હોવાથી સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં દ્રાવ્યતા વધે છે. તેથી,$NaHCO_3 < KHCO_3 < RbHCO_3 < CsHCO_3$ સાચું છે.
$(2)$ સમૂહ $15$ ના હાઇડ્રાઇડ્સ માટે ઉત્કલન બિંદુનો ક્રમ $PH_3 < AsH_3 < SbH_3 < NH_3 < BiH_3$ છે. હાઇડ્રોજન બંધને કારણે $NH_3$ નું ઉત્કલન બિંદુ $PH_3, AsH_3, SbH_3$ કરતા વધારે હોય છે.
$(3)$ ફાજન્સના નિયમ મુજબ,જેમ કેટાયન પરનો વીજભાર વધે છે,તેમ ધ્રુવીભવન વધે છે,જે સહસંયોજક લાક્ષણિકતા વધારે છે અને આયનીય લાક્ષણિકતા ઘટાડે છે. તેથી,$Fe_2O_3$ માં $FeO$ કરતા વધુ સહસંયોજક લાક્ષણિકતા છે.
$(4)$ $Na$ $([Ne] 3s^1)$ ની $IE_2$ ખૂબ ઊંચી છે કારણ કે બીજો ઇલેક્ટ્રોન સ્થિર નિષ્ક્રિય વાયુ કોન્ફિગરેશનમાંથી દૂર થાય છે,જ્યારે $Mg$ $([Ne] 3s^2)$ ની $IE_2$ ઓછી છે કારણ કે તે એક ઇલેક્ટ્રોન દૂર કર્યા પછી સ્થિર કોન્ફિગરેશન પ્રાપ્ત કરે છે. તેથી,$Mg < Na$.

(C) જ્યારે આલ્કલી ધાતુ પ્રવાહી $NH_3$ માં ઓગળે છે,ત્યારે તે દ્રાવ્ય ઇલેક્ટ્રોન $(e^-(NH_3)_x)$ અને દ્રાવ્ય ધાતુ આયનો $(M^+(NH_3)_y)$ ની હાજરીને કારણે વાદળી રંગનું,વાહક દ્રાવણ બનાવે છે.
$1$. મંદ દ્રાવણ દ્રાવ્ય ઇલેક્ટ્રોનને કારણે વાદળી અને પેરામેગ્નેટિક હોય છે.
$2$. સાંદ્ર દ્રાવણ કાંસાના રંગનું બને છે અને ધાત્વિક ચમક દર્શાવે છે.
$3$. વાહકતા માત્ર ઇલેક્ટ્રોનને કારણે નહીં,પરંતુ દ્રાવ્ય ઇલેક્ટ્રોન અને દ્રાવ્ય ધાતુ આયનો બંનેને કારણે હોય છે.
$4$. અશુદ્ધિઓની ગેરહાજરીમાં વાદળી રંગ સ્થિર હોય છે,પરંતુ તે ધીમે ધીમે ધાતુ એમાઇડ $(MNH_2)$ અને $H_2$ વાયુ બનાવવા માટે વિઘટિત થાય છે.
$5$. એમોનિયાના બાષ્પીભવન દ્વારા ધાતુને પાછી મેળવી શકાય છે.

(B) પ્રક્રિયા છે: $2KOH + 2O_3 \to 2KO_3 + O_2 + H_2O$.
અહીં,$(a)$ એ $KO_3$ (પોટેશિયમ ઓઝોનાઇડ) છે અને $(b)$ એ $O_2$ (ઓક્સિજન વાયુ) છે.
$KO_3$ માં ઓઝોનાઇડ આયન $(O_3^-)$ હોય છે,જેમાં એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય છે,જે તેને પેરામેગ્નેટિક બનાવે છે.
$KO_3$ એ $HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $O_2$ વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે: $2KO_3 + 2HCl \to 2KCl + 2O_2 + H_2O$.
$O_2$ સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં $Xe$ સાથે સીધી પ્રક્રિયા કરતું નથી.
તેથી,વિધાન '$(b)$ $Xe$ સાથે સીધી પ્રક્રિયા કરતું નથી' સાચું છે.

(D) સહસંયોજક ઉર્જા એ ઘન પદાર્થમાં પરમાણુઓને એકસાથે પકડી રાખતું બળ છે,જે સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં ઘટે છે.
આલ્કલી ધાતુઓ માટે,પરમાણુ કદ વધવાને કારણે ધાત્વીય બંધની મજબૂતી ઘટે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં,$Na$ નું કદ સૌથી નાનું હોવાથી તેની સહસંયોજક ઉર્જા સૌથી વધુ છે.
તેથી,$(D)$ સાચો જવાબ છે.

(B) $LiNO_3$ નું ઉષ્મીય વિઘટન $Li_2O$,$NO_2$ (કથ્થઈ વાયુ) અને $O_2$ ઉત્પન્ન કરે છે.
$4LiNO_3 \xrightarrow{\Delta} 2Li_2O + 4NO_2 + O_2$.
$KNO_3$ નું વિઘટન $KNO_2$ અને $O_2$ (રંગહીન વાયુ) બનાવે છે,તેથી તે કથ્થઈ વાયુ મુક્ત કરતું નથી.
$2KNO_3 \xrightarrow{\Delta} 2KNO_2 + O_2$.
$Zn$ ની સાંદ્ર $HNO_3$ સાથેની પ્રતિક્રિયા $NO_2$ (કથ્થઈ વાયુ) ઉત્પન્ન કરે છે.
$Zn + 4HNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + 2NO_2 + 2H_2O$.
$NaNO_3$ પર સાંદ્ર $H_2SO_4$ ઉમેરવાથી $HNO_3$ બાષ્પ બને છે,જેનું વિઘટન થઈને $NO_2$ (કથ્થઈ વાયુ) મળે છે.

(D) આલ્કલી ધાતુ હેલાઈડ્સ માટે સર્જન એન્થાલ્પી $(\Delta H_f)$ નું મૂલ્ય મુખ્યત્વે લેટીસ ઉર્જા અને જલીયકરણ ઉર્જા દ્વારા નક્કી થાય છે.
કોઈપણ એક ધાતુ માટે,હેલાઈડ આયનનું કદ $F^-$ થી $I^-$ તરફ વધતા સર્જન એન્થાલ્પીનું મૂલ્ય ઘટે છે. તેથી,સાચો ક્રમ $Fluoride > Chloride > Bromide > Iodide$ છે.
કોઈપણ એક હેલાઈડ માટે,આલ્કલી ધાતુના કેટાયનનું કદ સમૂહમાં નીચે તરફ વધતા સર્જન એન્થાલ્પીનું મૂલ્ય ઘટે છે. તેથી,આયોડાઈડ્સ માટે,સાચો ક્રમ $LiI > NaI > RbI > CsI$ છે.

(C) $Zn$ અને $Sn$ જેવી ઉભયગુણી ધાતુઓ $NaOH$ જેવા પ્રબળ બેઝ સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઇડ્રોજન વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$Zn + 2NaOH \rightarrow Na_2ZnO_2 + H_2 \uparrow$
$Sn + 2NaOH \rightarrow Na_2SnO_2 + H_2 \uparrow$
આમ,$Zn$ અને $Sn$ એ તત્વો છે જે $H_2$ વાયુ મુક્ત કરે છે.

(A) સોલ્વે પદ્ધતિમાં,$Na_2CO_3$ એ $NaCl$,$NH_3$ અને $CO_2$ નો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવે છે.
$NH_3$ ને આડપેદાશ $NH_4Cl$ ની પ્રક્રિયા $Ca(OH)_2$ સાથે કરીને પુનઃપ્રાપ્ત કરવામાં આવે છે.
$CO_2$ ને $CaCO_3$ (ચૂનાનો પથ્થર) ના ઉષ્મીય વિઘટન દ્વારા પુનઃપ્રાપ્ત કરવામાં આવે છે.
તેથી,આ પ્રક્રિયામાં $CO_2$ અને $NH_3$ નું પુનઃચક્રણ કરવામાં આવે છે.

(D) રૂબિડિયમ સુપરઓક્સાઈડ $(RbO_2)$ ની પાણી $(H_2O)$ સાથેની પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2RbO_2 + 2H_2O \rightarrow 2RbOH + H_2O_2 + O_2$
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ મુજબ,મળતી નીપજો રૂબિડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(RbOH)$,હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ $(H_2O_2)$ અને ઓક્સિજન વાયુ $(O_2)$ છે.
તેથી,$Rb_2O_2$ (રૂબિડિયમ પેરોક્સાઇડ) એ આ પ્રક્રિયાની નીપજ નથી.

(B) $1$. $Li$ તેની ઉચ્ચ જલીયકરણ ઉર્જાને કારણે જલીય દ્રાવણમાં સૌથી પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે.
$2$. આલ્કલી ધાતુઓની ઘનતા સામાન્ય રીતે સમૂહમાં નીચે જતાં વધે છે,પરંતુ $K$ એક અપવાદ છે કારણ કે તેનું પરમાણ્વીય કદ $Na$ કરતા મોટું છે,તેથી તેની ઘનતા $(0.86 \ g/cm^3)$ $Na$ $(0.97 \ g/cm^3)$ કરતા ઓછી છે. આમ,$K$ ની ઘનતા $Na$ કરતા વધારે છે તે વિધાન ખોટું છે.
$3$. વાયુ અવસ્થામાં $Li^+$ ની આયનીય ત્રિજ્યા સૌથી નાની હોય છે,પરંતુ જલીય દ્રાવણમાં વધુ પડતા જલીયકરણને કારણે તેની જલીય આયનીય ત્રિજ્યા સૌથી મોટી હોય છે.
$4$. તમામ આલ્કલી ધાતુઓ પ્રવાહી એમોનિયામાં ઓગળીને એમોનિયેટેડ ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે ઘેરા વાદળી,વાહક અને અનુચુંબકીય દ્રાવણ બનાવે છે.

(D) આપેલ પ્રક્રિયાઓ સોડિયમ કાર્બોનેટ $(Na_2CO_3)$ બનાવવા માટેની સોલ્વે પ્રક્રિયા દર્શાવે છે:
$1$. $2NH_3 + CO_2 + H_2O \to (NH_4)_2CO_3$ $(A)$
$2$. $(NH_4)_2CO_3 + H_2O + CO_2 \to 2NH_4HCO_3$ $(B)$
$3$. $NH_4HCO_3 + NaCl \to NaHCO_3$ $(C)$ + $NH_4Cl$
$4$. $2NaHCO_3 \xrightarrow{\Delta} Na_2CO_3$ $(D)$ + $H_2O + CO_2$
વિકલ્પો સાથે સરખાવતા:
$A = (NH_4)_2CO_3$ (સાચું)
$B = NH_4HCO_3$ (વિકલ્પ $D$ માં $B = (NH_4)_2C_2O_4$ આપેલ છે,જે ખોટું છે)
$C = NaHCO_3$ (સાચું)
$D = Na_2CO_3$ (સાચું)
તેથી,ખોટું વિધાન $B = (NH_4)_2C_2O_4$ છે.

(C) સોલ્વે પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ સોડિયમ કાર્બોનેટ $(Na_2CO_3)$ ના ઉત્પાદન માટે થાય છે.
$1$. $CaCO_3 \xrightarrow{\Delta} CaO + CO_2$ નો ઉપયોગ $CO_2$ અને $CaO$ મેળવવા માટે થાય છે.
$2$. $NaCl + NH_3 + H_2O + CO_2 \to NH_4Cl + NaHCO_3$ એ મુખ્ય પ્રક્રિયા છે જેમાં સોડિયમ બાયકાર્બોનેટ બને છે.
$3$. $Ca(OH)_2 + 2NH_4Cl \to 2NH_3 + CaCl_2 + 2H_2O$ નો ઉપયોગ એમોનિયા $(NH_3)$ ને પુનઃપ્રાપ્ત કરવા માટે થાય છે.
$4$. પ્રક્રિયા $Na_2CO_3 + CO_2 + H_2O \to 2NaHCO_3$ એ સોલ્વે પ્રક્રિયાનો ભાગ નથી; વાસ્તવમાં,સોડિયમ બાયકાર્બોનેટમાંથી સોડિયમ કાર્બોનેટ મેળવવા માટે તેની ઉલટી પ્રક્રિયા $(2NaHCO_3 \xrightarrow{\Delta} Na_2CO_3 + H_2O + CO_2)$ નો ઉપયોગ થાય છે.

(C) $1$. પ્રક્રિયા $(X)$ માં,જલીય $NaCl$ (બ્રાઈન) ના વિદ્યુતવિભાજનથી $NaOH$ $(A)$,$H_2$ વાયુ $(B)$ અને $Cl_2$ વાયુ મળે છે.
$2NaCl(aq) + 2H_2O(l) \rightarrow 2NaOH(aq) + H_2(g) + Cl_2(g)$.
આમ,$A = NaOH$ અને $B = H_2$.
$2$. $NaOH$ $(A)$ ની $Al$ સાથેની પ્રક્રિયાથી સોડિયમ એલ્યુમિનેટ $(NaAlO_2)$ અને $H_2$ $(B)$ મળે છે: $2Al + 2NaOH + 2H_2O \rightarrow 2NaAlO_2 + 3H_2$.
$3$. પ્રક્રિયા $(Y)$ માં,$NaOH$ $(A)$ ગરમ અને સાંદ્ર સ્થિતિમાં $Cl_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $NaCl$ $(C)$ અને $NaClO_3$ $(D)$ બનાવે છે:
$6NaOH + 3Cl_2 \rightarrow 5NaCl + NaClO_3 + 3H_2O$.
તેથી,$A = NaOH, B = H_2, C = NaCl, D = NaClO_3$.

(D) જ્યારે આલ્કલી ધાતુઓ પ્રવાહી એમોનિયામાં ઓગળે છે,ત્યારે એમોનિયેટેડ ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે તેઓ ઘેરા વાદળી રંગનું દ્રાવણ બનાવે છે $(M + (x+y)NH_3 \rightarrow [M(NH_3)_x]^+ + [e(NH_3)_y]^-)$.
$1$. વાદળી રંગ ખરેખર એમોનિયેટેડ ઇલેક્ટ્રોનને કારણે હોય છે,જે દ્રશ્યમાન પ્રકાશમાં ઊર્જાનું શોષણ કરે છે.
$2$. મંદ કરવા પર,એમોનિયેટેડ ઇલેક્ટ્રોનની સાંદ્રતા ઘટે છે,જેનાથી રંગની તીવ્રતા ઘટે છે.
$3$. લાંબા સમય સુધી રાખી મૂકવાથી,દ્રાવણ પ્રક્રિયા કરીને મેટલ એમાઇડ અને હાઇડ્રોજન વાયુ બનાવે છે $(2M + 2NH_3 \rightarrow 2MNH_2 + H_2)$,જેના કારણે વાદળી રંગ અદ્રશ્ય થઈ જાય છે અને દ્રાવણ રંગહીન બને છે.
આમ,તમામ વિધાનો $(A)$,$(B)$,અને $(C)$ સાચા છે,તેથી ખોટું વિધાન આમાંથી કોઈ નથી.

(B) સંયોજનોની દ્રાવ્યતા લેટીસ ઉર્જા અને જલીયકરણ ઉર્જા વચ્ચેના સંતુલન પર આધાર રાખે છે.
$(a)$ $BeSO_4$ અને $BaSO_4$ માટે,નાના $Be^{2+}$ આયનની જલીયકરણ ઉર્જા $Ba^{2+}$ આયન કરતા ઘણી વધારે હોય છે,તેથી $BeSO_4$ વધુ દ્રાવ્ય છે.
$(b)$ $NaCl$ અને $MgCl_2$ માટે,$MgCl_2$ ની સરખામણીમાં ઓછી લેટીસ ઉર્જાને કારણે $NaCl$ પાણીમાં વધુ દ્રાવ્ય છે.
$(c)$ $AgCl$ અને $AgI$ માટે,$AgCl$ વધુ દ્રાવ્ય છે કારણ કે $Cl^-$ આયન $I^-$ આયન કરતા નાનો અને સરળતાથી જલીયકરણ પામે છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $BeSO_4, NaCl, AgCl$ છે.

(B) પ્રતિક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$1. \ 2 Al + 6 HCl \longrightarrow 2 AlCl_3 + 3 H_2 \uparrow$ (વાયુ $'P'$ એ $H_2$ છે)
$2. \ 2 Al + 2 NaOH + 2 H_2O \longrightarrow 2 NaAlO_2 + 3 H_2 \uparrow$ (વાયુ $'Q'$ એ $H_2$ છે)
પ્રતિક્રિયાઓ પરથી,આપણે જોઈ શકીએ છીએ કે બંને વાયુઓ $'P'$ અને $'Q'$ હાઇડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ છે.
તેથી,વિધાન 'વાયુ $'P'$ અને વાયુ $'Q'$ અલગ છે' તે ખોટું છે.

(B) $KO_2$ (પોટેશિયમ સુપરઓક્સાઇડ) નો ઉપયોગ સબમરીન અને મર્યાદિત જગ્યાઓમાં શ્વસન ઉપકરણોમાં થાય છે કારણ કે તે $CO_2$ સાથે પ્રતિક્રિયા આપીને $O_2$ ઉત્પન્ન કરે છે અને ભેજનું શોષણ કરે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$4KO_2(s) + 2CO_2(g) \to 2K_2CO_3(s) + 3O_2(g)$

(D) જ્યારે પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ $(KMnO_4)$ ને ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેનું ઉષ્મીય વિઘટન થઈને પોટેશિયમ મેંગેનેટ $(K_2MnO_4)$,મેંગેનીઝ ડાયોક્સાઇડ $(MnO_2)$ અને ઓક્સિજન વાયુ $(O_2)$ મળે છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$2KMnO_4 \xrightarrow{\Delta} K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2$

(B) જલીય દ્રાવણોમાં,આયનો જલીયકરણ (hydration) પામે છે. જલીયકરણનું પ્રમાણ આયનના કદના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે. નાના આયનો વધુ જલીયકરણ પામે છે,પરિણામે તેમની જલીય ત્રિજ્યા મોટી હોય છે.
આમ,જલીય આયનીય કદનો ક્રમ $Na^{+} > K^{+} > Rb^{+} > Cs^{+}$ છે.
આયનીય ગતિશીલતા જલીય કદના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોવાથી,આયનીય ગતિશીલતાનો ક્રમ $Cs^{+} > Rb^{+} > K^{+} > Na^{+}$ થશે.

(D) જલીય માધ્યમમાં,આલ્કલી ધાતુના આયનો જલીયકરણ પામે છે. જલીયકરણની માત્રા આયનીય કદના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે. $Li^{+}$ નું આયનીય કદ સૌથી નાનું હોવાથી,તેનું જલીયકરણ સૌથી વધુ થાય છે,પરિણામે તેની જલીય ત્રિજ્યા સૌથી મોટી અને આયનીય ગતિશીલતા સૌથી ઓછી હોય છે.
તેનાથી વિપરીત,$Cs^{+}$ નું આયનીય કદ સૌથી મોટું છે,જલીયકરણની માત્રા સૌથી ઓછી છે,જલીય ત્રિજ્યા સૌથી નાની છે અને તેથી જલીય દ્રાવણમાં તેની આયનીય ગતિશીલતા સૌથી વધુ છે.
પીગળેલા તબક્કામાં,કોઈ જલીયકરણ હોતું નથી,તેથી ગતિશીલતા ખુલ્લા આયનના કદ પર આધાર રાખે છે; $Li^{+}$ જેવા નાના આયનો $Cs^{+}$ જેવા મોટા આયનો કરતા વધુ ગતિશીલતા ધરાવે છે.
વાયુમય તબક્કામાં,આયનોનું કદ $Li^{+} < Na^{+} < K^{+} < Rb^{+} < Cs^{+}$ ક્રમમાં હોય છે. તેથી,$K^{+} > Na^{+}$ એ સાચું વિધાન છે.

(D) $SOLVAY$ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ સોડિયમ કાર્બોનેટ $(Na_2CO_3)$ ના ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન માટે થાય છે.
આ પ્રક્રિયા માટે જરૂરી મુખ્ય કાચો માલ નીચે મુજબ છે:
$1$. સોડિયમ ક્લોરાઇડ $(NaCl)$ (બ્રાઈન દ્રાવણ).
$2$. એમોનિયા $(NH_3)$.
$3$. ચૂનાનો પથ્થર $(CaCO_3)$,જે ગરમ કરવા પર કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ અને એમોનિયાની પુનઃપ્રાપ્તિ માટે કેલ્શિયમ ઓક્સાઇડ $(CaO)$ પૂરો પાડે છે.
આમ,કાચા માલનો સાચો સમૂહ $NaCl$,$NH_3$,અને $CaCO_3$ છે.

(D) જે તત્વો સ્વભાવે ઉભયગુણી (amphoteric) હોય છે તે $NaOH$ જેવા પ્રબળ બેઝ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને $H_2$ વાયુ મુક્ત કરે છે.
$Be + 2NaOH \to Na_2BeO_2 + H_2$
$2Al + 2NaOH + 6H_2O \to 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2$
$Sn + 2NaOH + H_2O \to Na_2SnO_3 + 2H_2$
આમ,$Be$,$Al$ અને $Sn$ ત્રણેય ઉભયગુણી હોવાથી,તેઓ $NaOH$ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને $H_2$ વાયુ મુક્ત કરે છે.

(B) આલ્કલી ધાતુના નાઈટ્રેટ્સમાં,$LiNO_3$ ને ગરમ કરવાથી લિથિયમ ઓક્સાઈડ,નાઈટ્રોજન ડાયોક્સાઈડ અને ઓક્સિજન વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે.
$4LiNO_3 \to 2Li_2O + 4NO_2 + O_2$
$NO_2$ એ કથ્થઈ રંગનો વાયુ છે.
અન્ય આલ્કલી ધાતુના નાઈટ્રેટ્સ જેવા કે $NaNO_3$,$KNO_3$ અને $RbNO_3$ તેમના સંબંધિત નાઈટ્રાઈટ્સ અને ઓક્સિજન વાયુમાં વિઘટન પામે છે,જે કથ્થઈ વાયુ ઉત્પન્ન કરતા નથી.

(A) સોલ્વે પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ સોડિયમ કાર્બોનેટ $(Na_2CO_3)$ ના ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન માટે થાય છે.
આ પ્રક્રિયા માટે જરૂરી કાચો માલ એમોનિયા $(NH_3)$,કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ અને સોડિયમ ક્લોરાઇડ $(NaCl)$ છે.
આ પ્રક્રિયામાં સામેલ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$2NH_3 + H_2O + CO_2 \rightarrow (NH_4)_2CO_3$
$(NH_4)_2CO_3 + H_2O + CO_2 \rightarrow 2NH_4HCO_3$
$NH_4HCO_3 + NaCl \rightarrow NaHCO_3 + NH_4Cl$
$2NaHCO_3 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O + CO_2$
સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ $(SO_2)$ નો ઉપયોગ આ પ્રક્રિયામાં થતો નથી.

(A) સોડિયમ નાઈટ્રેટ $(NaNO_3)$ નું ઉષ્મીય વિઘટન નીચે મુજબ થાય છે:
$2NaNO_3(s) \xrightarrow{\Delta} 2NaNO_2(s) + O_2(g)$
આમ,$NaNO_3$ ને ગરમ કરવાથી સોડિયમ નાઈટ્રાઈટ અને ઓક્સિજન વાયુ $(O_2)$ મળે છે.

(A) પોર્ટલેન્ડ સિમેન્ટના બંધારણમાં મુખ્યત્વે કેલ્શિયમ ઓક્સાઈડ $(CaO)$ હોય છે,જે કુલ દળના લગભગ $50-60\%$ જેટલું હોય છે.
અન્ય ઘટકોમાં સિલિકોન ડાયોક્સાઈડ ($SiO_2$,$20-25\%$),એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઈડ ($Al_2O_3$,$5-10\%$) અને આયર્ન ઓક્સાઈડ ($Fe_2O_3$,$1-2\%$) નો સમાવેશ થાય છે.
તેથી,ટકાવારીની દ્રષ્ટિએ $CaO$ મુખ્ય સંયોજન છે.

(D) જલીયકરણ ઉર્જા એ આયનની ચાર્જ ડેન્સિટી (charge density) ના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે,જે ચાર્જ અને કદના ગુણોત્તર $(Charge/Size)$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે.
કેશન માટે,જેમ ચાર્જ વધે અને કદ ઘટે,તેમ જલીયકરણ ઉર્જા વધે છે.
$Al^{+3}$,$Mg^{+2}$,અને $Na^{+}$ ની સરખામણી કરતા: બધા નિયોન જેવી ઇલેક્ટ્રોનિક રચના ધરાવે છે,પરંતુ $Al^{+3}$ નો ચાર્જ સૌથી વધુ અને કદ સૌથી નાનું છે,ત્યારબાદ $Mg^{+2}$ અને પછી $Na^{+}$ આવે છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $Al^{+3} > Mg^{+2} > Na^{+}$ છે.

(C) સોલ્વે પ્રક્રિયામાં,$NaHCO_3$ ઘન સ્વરૂપે અવક્ષેપિત થાય છે કારણ કે તેની પાણીમાં દ્રાવ્યતા ઓછી હોય છે.
જો કે,$KHCO_3$ એ $NaHCO_3$ કરતા પાણીમાં વધુ દ્રાવ્ય છે.
આ વધુ દ્રાવ્યતાને કારણે,જ્યારે $KCl$ અને $NH_3$ ના સાંદ્ર દ્રાવણમાંથી $CO_2$ પસાર કરવામાં આવે છે ત્યારે $KHCO_3$ અવક્ષેપિત થતું નથી,તેથી સોલ્વે પ્રક્રિયા પોટેશિયમ કાર્બોનેટની તૈયારી માટે અયોગ્ય છે.

(C) $1$. આલ્કલી ધાતુઓના કાર્બોનેટ્સની દ્રાવ્યતા સમૂહમાં નીચે તરફ વધે છે કારણ કે કેશનનું કદ વધતા લેટીસ ઉર્જા હાઈડ્રેશન ઉર્જા કરતા વધુ ઝડપથી ઘટે છે.
$2$. આલ્કલી ધાતુના ફ્લોરાઈડ્સનું ગલનબિંદુ સમૂહમાં નીચે તરફ ઘટે છે $(NaF > KF > RbF > CsF)$ કારણ કે કેશનનું કદ વધતા લેટીસ ઉર્જા ઘટે છે.
$3$. સમૂહ-$1$ ની ધાતુઓના નાઈટ્રેટ્સની ઉષ્મીય સ્થિરતા સમૂહમાં નીચે તરફ વધે છે કારણ કે ધાતુનો વિદ્યુત-ધન ગુણધર્મ વધે છે,જે $M-O$ બંધને મજબૂત બનાવે છે.
$4$. આલ્કલી ધાતુઓના બાયકાર્બોનેટ્સની દ્રાવ્યતા લેટીસ ઉર્જામાં ઘટાડાને કારણે સમૂહમાં નીચે તરફ વધે છે,જેનો ક્રમ $LiHCO_3 > NaHCO_3 > KHCO_3 > RbHCO_3 > CsHCO_3$ છે. તેથી,$Na^{+} < K^{+} < Rb^{+} < Cs^{+}$ વાળું વિધાન ખોટું છે.

(C) મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ એક અત્યંત સક્રિય ધાતુ છે.
$MgCl_2$ ના જલીય દ્રાવણના વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન કેથોડ પર $H_2$ વાયુ મુક્ત થાય છે કારણ કે પાણીનો રિડક્શન પોટેન્શિયલ $Mg^{2+}$ આયનો કરતા વધારે હોય છે.
$MgCl_2 \cdot 6H_2O$ ને સીધું ગરમ કરવાથી તેનું જળવિભાજન થાય છે અને $MgO$ મળે છે $(MgCl_2 \cdot 6H_2O \xrightarrow{\Delta} MgO + 2HCl + 5H_2O)$.
તેથી,$Mg$ ને $MgCl_2$ ની પીગળેલી અવસ્થાના વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.