Alkali metals Questions in Hindi

(A) जिन तत्वों की आयनीकरण ऊर्जा कम होती है,वे बन्सेन ज्वाला से ऊष्मा अवशोषित करके अपने संयोजी इलेक्ट्रॉनों को आसानी से उच्च ऊर्जा स्तरों में उत्तेजित कर सकते हैं। जब ये इलेक्ट्रॉन वापस मूल अवस्था में आते हैं,तो वे दृश्य क्षेत्र में विकिरण उत्सर्जित करते हैं। सोडियम की आयनीकरण ऊर्जा कम होने के कारण,यह दृश्य स्पेक्ट्रम के सुनहरे पीले भाग में प्रकाश उत्सर्जित करता है।

(B) क्षार धातुओं में,जैसे-जैसे परमाणु क्रमांक बढ़ता है,परमाणु आकार में वृद्धि के कारण धात्विक बंधन कमजोर हो जाता है। परिणामस्वरूप,गलनांक घट जाता है।

(D) क्षार धातुओं के हैलाइडों का आयनिक गुण समूह में नीचे जाने पर बढ़ता है क्योंकि उनकी इलेक्ट्रोपॉजिटिव प्रकृति में वृद्धि होती है। अतः,विकल्प $D$ में दिया गया कथन गलत है।

(A) $Li$ एकमात्र ऐसी क्षार धातु है जो नाइट्रोजन के साथ सीधे अभिक्रिया करके नाइट्राइड बनाती है।
$6Li + N_2 \to 2Li_3N$

(D) क्षार धातुओं में,समूह में $Li$ से $Cs$ की ओर नीचे जाने पर गलनांक घटता है। इसलिए,दिए गए विकल्पों में से $Cs$ का गलनांक सबसे कम है।

(D) जब सोडियम तरल अमोनिया में घुलता है,तो यह अमोनियेटेड इलेक्ट्रॉन और अमोनियेटेड सोडियम आयन बनाता है: $Na + (x+y)NH_3 \rightarrow [Na(NH_3)_x]^+ + [e(NH_3)_y]^-$.
नीला रंग और विद्युत चालकता अमोनियेटेड इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण होती है।
अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण विलयन अनुचुंबकीय (paramagnetic) हो जाता है,न कि प्रतिचुंबकीय।
इसलिए,यह कथन कि विलयन प्रतिचुंबकीय रहता है,गलत है।

(A) प्रकाश-विद्युत प्रभाव तत्व की आयनन ऊर्जा (ionization energy) के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
दिए गए क्षार धातुओं में,$Cs$ (सीज़ियम) की आयनन ऊर्जा सबसे कम होती है।
इसलिए,$Cs$ अधिकतम प्रकाश-विद्युत प्रभाव प्रदर्शित करता है।

(B) $300\,^oC$ पर $Na$ की ऑक्सीजन के साथ अभिक्रिया से सोडियम पेरोक्साइड $(X)$ बनता है:
$2Na + O_2 \xrightarrow{300\,^oC} Na_2O_2$ $(X)$
सोडियम पेरोक्साइड $CO_2$ के साथ अभिक्रिया करके सोडियम कार्बोनेट और ऑक्सीजन $(Y)$ बनाता है:
$2Na_2O_2 + 2CO_2 \rightarrow 2Na_2CO_3 + O_2$ $(Y)$
अतः,$Y$ का मान $O_2$ है।

(B) क्षार धातुओं के हाइड्रॉक्साइड पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं। $K^+$ एक क्षार धातु आयन है,इसलिए $KOH$ पानी में अत्यधिक घुलनशील है।

(D) क्षार धातुओं के बाइकार्बोनेट की विलेयता समूह में नीचे जाने पर बढ़ती है,क्योंकि धनायन का आकार बढ़ने से जालक ऊर्जा (lattice energy) में कमी आती है।
$CaCO_3$ (कैल्शियम कार्बोनेट) पानी में लगभग अघुलनशील है।
बाइकार्बोनेट में,$NaHCO_3$,$KHCO_3$ की तुलना में कम विलेय है क्योंकि छोटे $Na^+$ आयन की जालक ऊर्जा $K^+$ की तुलना में अधिक होती है।
अतः,विलेयता का सही बढ़ता क्रम $CaCO_3 < NaHCO_3 < KHCO_3$ है।

(B) $Li$,$Mg$ के साथ विकर्ण संबंध दर्शाता है क्योंकि उनकी ध्रुवीकरण शक्ति (polarizing power) लगभग समान होती है,जिसका अर्थ है कि उनका आवेश-से-आकार अनुपात लगभग समान होता है।

(D) जब सोडियम धातु द्रव अमोनिया में घुलती है,तो यह आयनित होकर $Na^+$ आयन और सॉल्वेटेड इलेक्ट्रॉन बनाती है,जिन्हें $[Na(NH_3)_x]^+$ और $[e(NH_3)_y]^-$ के रूप में दर्शाया जाता है।
ये सॉल्वेटेड इलेक्ट्रॉन ही विलयन के नीले रंग,उच्च विद्युत चालकता और प्रबल अपचायक गुण के लिए उत्तरदायी होते हैं।

(A) समूह $1$ के तत्वों के क्लोराइड यौगिकों का जलीय विलयन उदासीन होता है क्योंकि वे प्रबल क्षार और प्रबल अम्ल के लवण होते हैं।
उदाहरण के लिए,$NaCl$ पानी में $Na^+$ और $Cl^-$ में वियोजित हो जाता है,जिनका जल-अपघटन नहीं होता है,जिसके परिणामस्वरूप विलयन उदासीन $(pH = 7)$ रहता है।

(B) क्षार धातुएं अत्यधिक विद्युतधनात्मक होती हैं और उनके ऑक्साइड प्रकृति में क्षारीय होते हैं। सोडियम $(Na)$ एक विशिष्ट क्षार धातु है और इसका ऑक्साइड $(Na_2O)$ प्रबल क्षारीय है,उभयधर्मी नहीं। अतः,यह कथन कि सोडियम उभयधर्मी है,गलत है।

(D) जब $Zn$ कास्टिक सोडा $(NaOH)$ के साथ अभिक्रिया करता है,तो सोडियम जिंकेट और हाइड्रोजन गैस उत्पन्न होती है,जो एक दहनशील गैस है।
$2NaOH + Zn \to Na_2ZnO_2 + H_2(g)$

(A) आवर्त सारणी में समूह में नीचे जाने पर क्षार धातु ऑक्साइडों का क्षारीय गुण बढ़ता जाता है।
चूंकि $Cs$ क्षार धातु समूह में सबसे नीचे स्थित है,इसलिए इसका ऑक्साइड $(Cs_2O)$ प्रबल क्षारीय प्रकृति का होता है।

(A) $Li$ परमाणु और $Li^+$ आयन का छोटा आकार ही मुख्य कारण है कि लिथियम अन्य क्षार धातुओं से भिन्न व्यवहार करता है। इस छोटे आकार के कारण इसकी ध्रुवण क्षमता (polarizing power) अधिक होती है और यह समूह के अन्य तत्वों की तुलना में असामान्य गुण प्रदर्शित करता है।

(A) $2Na + 2H_2O \to 2NaOH(aq) + H_2(g)$
$(A) \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad (C) \quad \quad \quad (B)$
$2NaOH + Zn \to Na_2ZnO_2 + H_2(g)$
$(C) \quad \quad \quad (D) \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad (B)$
$Na$ $(A)$ बन्सेन ज्वाला परीक्षण में सुनहरी पीली ज्वाला देता है।

(B) जब सोडियम ऑक्सीजन या वायु की अधिकता के साथ अभिक्रिया करता है,तो यह सोडियम पेरोक्साइड $(Na_2O_2)$ बनाता है।
संतुलित रासायनिक समीकरण इस प्रकार है:
$2Na + O_2 \to Na_2O_2$

(B) उच्च तापमान पर सोडियम धातु की $Al_2O_3$ के साथ अभिक्रिया इस प्रकार है: $6Na + Al_2O_3 \to 3Na_2O + 2Al$। यहाँ,$X$ का मान $Na_2O$ है।
इसके बाद,$Na_2O$,$CO_2$ के साथ अभिक्रिया करके सोडियम कार्बोनेट बनाता है: $Na_2O + CO_2 \to Na_2CO_3$। अतः,$Y$ का मान $Na_2CO_3$ है।

(D) धोने का सोडा सोडियम कार्बोनेट डेकाहाइड्रेट $(Na_2CO_3 \cdot 10H_2O)$ है। गर्म करने पर,यह अपने क्रिस्टलीकरण के जल को खो देता है। अभिक्रिया इस प्रकार है: $Na_2CO_3 \cdot 10H_2O$ $\xrightarrow{\Delta} Na_2CO_3 \cdot H_2O + 9H_2O$ $\xrightarrow{\Delta} Na_2CO_3 + H_2O$। अतः,जल वाष्प मुक्त होती है।

(D) पोटेशियम एक अत्यधिक सक्रिय क्षार धातु है जो हवा और नमी के साथ तेजी से प्रतिक्रिया करती है। इसलिए,हवा और नमी के संपर्क को रोकने के लिए इसे $Kerosene$ (केरोसिन) में रखा जाता है।

(C) सोडियम धातु अल्कोहल के साथ अभिक्रिया करके हाइड्रोजन गैस मुक्त करती है,इसलिए इसे अल्कोहल में संग्रहित नहीं किया जा सकता है।
$2R-OH + 2Na \to 2R-ONa + H_2 \uparrow$

(B) सोडा-एसिड अग्निशामक यंत्र में,सोडियम बाइकार्बोनेट $(NaHCO_3)$ और सल्फ्यूरिक एसिड $(H_2SO_4)$ के बीच अभिक्रिया होती है। रासायनिक समीकरण इस प्रकार है: $2NaHCO_3 + H_2SO_4 \to Na_2SO_4 + 2CO_2 + 2H_2O$। उत्पन्न $CO_2$ गैस आग बुझाने में मदद करती है।

(D) $Na_2CO_3$ तापीय रूप से स्थिर है और गर्म करने पर विघटित नहीं होता है। इसलिए,कोई गैस नहीं निकलती है।

(A) कॉस्टिफिकेशन प्रक्रिया का उपयोग सोडियम कार्बोनेट और स्लेक्ड लाइम $(Ca(OH)_2)$ के बीच अभिक्रिया द्वारा $NaOH$ (कॉस्टिक सोडा) के निर्माण के लिए किया जाता है।

(C) बेकिंग पाउडर बेकिंग सोडा $(NaHCO_3)$ और टार्टरिक एसिड जैसे हल्के खाद्य एसिड का मिश्रण होता है। इसलिए,$NaHCO_3$ बेकिंग पाउडर का एक घटक है।

(B) $Na$ धातु का उपयोग बेंजीन को सुखाने के लिए किया जाता है क्योंकि यह बेंजीन में अशुद्धि के रूप में मौजूद पानी के साथ अभिक्रिया करता है। $Na$ का उपयोग अल्कोहल या अमोनिया को सुखाने के लिए नहीं किया जा सकता है क्योंकि यह उनके साथ अभिक्रिया करता है।

(A) क्षार धातुएं अत्यधिक विद्युत धनात्मक होती हैं और हाइड्रोजन के साथ अभिक्रिया करके $MH$ (जहाँ $M$ एक क्षार धातु है) सामान्य सूत्र वाले आयनिक (लवण जैसे) हाइड्राइड बनाती हैं।
अतः,सही कथन यह है कि वे लवण जैसे हाइड्राइड बनाती हैं।

(D) सोडियम कम आयनन एन्थैल्पी वाली एक क्षार धातु है,जो इसे एक प्रबल अपचायक बनाती है। इसलिए,यह आसानी से इलेक्ट्रॉन खो देती है,जिसका अर्थ है कि इसका आसानी से ऑक्सीकरण हो सकता है $(Na \rightarrow Na^+ + e^-)$.

(B) क्षार धातु हैलाइडों की स्थिरता उनकी जालक ऊर्जा (lattice energy) और संभवन एन्थैल्पी (enthalpy of formation) से सीधे संबंधित है।
जैसे-जैसे क्षार धातु धनायन का आकार बढ़ता है,जालक ऊर्जा कम हो जाती है,जिससे स्थिरता कम हो जाती है।
इसलिए,स्थिरता का क्रम $LiCl > NaCl > KCl > CsCl$ है।
अतः,दिए गए विकल्पों के अनुसार सही क्रम $CsCl < KCl < NaCl < LiCl$ है।

(D) आवर्त सारणी में समूह में ऊपर से नीचे जाने पर क्षार धातुओं की पानी के साथ अभिक्रियाशीलता बढ़ती है। अभिक्रियाशीलता का क्रम $Li < Na < K < Rb < Cs$ है। इसलिए,$Li$,$Na$ और $K$ की तुलना में $Rb$ (रुबिडियम) की पानी के साथ अभिक्रिया की दर सबसे अधिक है।

(D) साल्वे प्रक्रिया में अमोनिया की कार्बन डाइऑक्साइड और पानी के साथ अभिक्रिया से अमोनियम बाइकार्बोनेट बनता है,जो बाद में सोडियम क्लोराइड के साथ अभिक्रिया करके सोडियम बाइकार्बोनेट बनाता है। अभिक्रिया $2NaOH + CO_2 \to Na_2CO_3 + H_2O$ साल्वे प्रक्रिया का हिस्सा नहीं है,क्योंकि इस औद्योगिक विधि में सोडियम हाइड्रोक्साइड का उपयोग कच्चे माल के रूप में नहीं किया जाता है।

(B) क्षार धातुओं की आयनन ऊर्जा कम होती है,जिससे वे आसानी से इलेक्ट्रॉन त्याग देती हैं।
इलेक्ट्रॉन त्यागने की इस प्रक्रिया को ऑक्सीकरण कहते हैं।
चूंकि वे आसानी से ऑक्सीकृत हो जाती हैं,इसलिए वे प्रबल अपचायक के रूप में कार्य करती हैं।

(C) $Na_2CO_3$ के उत्पादन की साल्वे प्रक्रिया में मुख्य उप-उत्पाद के रूप में $CaCl_2$ प्राप्त होता है।
अभिक्रिया: $2NaCl + CaCO_3 \rightarrow Na_2CO_3 + CaCl_2$।

(D) $NaOH$ का उत्पादन $Castner-Kellner$ सेल विधि द्वारा ब्राइन विलयन के विद्युत अपघटन से किया जाता है।

(B) सोडियम धातु एक प्रबल अपचायक है और यह $CO_2$ का अपचयन कार्बन में करती है: $4Na + 3CO_2 \to 2Na_2CO_3 + C$
विकल्प $A$ गलत है क्योंकि $Downs$ प्रक्रिया में गलनांक कम करने के लिए $NaCl$ और $CaCl_2$ के मिश्रण का उपयोग किया जाता है।
विकल्प $C$ गलत है क्योंकि $Mg$ ठंडे पानी के साथ नहीं बल्कि गर्म पानी या भाप के साथ अभिक्रिया करता है।
विकल्प $D$ गलत है क्योंकि मैग्नेलियम $Mg$ और $Al$ की मिश्र धातु है।

(B) जब $CO_2$ को सोडियम कार्बोनेट $(Na_2CO_3)$ के जलीय विलयन से गुजारा जाता है,तो यह पानी और कार्बोनेट के साथ अभिक्रिया करके सोडियम बाइकार्बोनेट $(NaHCO_3)$ बनाता है।
रासायनिक समीकरण है: $Na_2CO_3(aq) + CO_2(g) + H_2O(l) \to 2NaHCO_3(aq)$.

(B) क्षार धातुओं के हाइड्रॉक्साइड की घुलनशीलता समूह में नीचे जाने पर बढ़ती है क्योंकि जालक ऊर्जा (lattice energy),जलयोजन ऊर्जा (hydration energy) की तुलना में अधिक तेजी से घटती है। अतः,सही क्रम $LiOH < NaOH < KOH < RbOH < CsOH$ है।
क्षार धातुओं के कार्बोनेट की घुलनशीलता भी समूह में नीचे जाने पर बढ़ती है। अतः,सही क्रम $Li_2CO_3 < Na_2CO_3 < K_2CO_3 < Rb_2CO_3 < Cs_2CO_3$ है।
दिए गए विकल्पों की तुलना करने पर,विकल्प $B$ क्षार कार्बोनेट के लिए सही प्रवृत्ति दर्शाता है।

(C) जब क्षार धातुएं तरल अमोनिया में घुलती हैं,तो वे आयनित होकर अमोनीकृत धनायन और अमोनीकृत इलेक्ट्रॉन बनाती हैं:
$M + (x+y)NH_3 \rightarrow [M(NH_3)_x]^+ + [e(NH_3)_y]^-$.
विलयन का नीला रंग अमोनीकृत इलेक्ट्रॉनों के उच्च ऊर्जा स्तरों में उत्तेजन के कारण होता है,जो दृश्य स्पेक्ट्रम के लाल क्षेत्र में प्रकाश को अवशोषित करते हैं।

(D) क्षार धातुओं के ऑक्साइड $(M_2O)$ और पेरोक्साइड $(M_2O_2)$ में सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित होते हैं,जिससे वे प्रतिचुंबकीय और रंगहीन होते हैं।
सुपरऑक्साइड $(MO_2)$ में सुपरऑक्साइड आयन $(O_2^-)$ होता है,जिसमें एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होता है,जिससे वे अनुचुंबकीय होते हैं।
$Li$ केवल ऑक्साइड बनाता है और $Na$ ऑक्साइड और पेरोक्साइड बनाता है,लेकिन सामान्य परिस्थितियों में वे सुपरऑक्साइड नहीं बनाते हैं।
अतः,दिए गए सभी कथन सही हैं।

(C) सोडियम धातु विद्युत का संचालन करती है क्योंकि इसमें मुक्त और गतिशील इलेक्ट्रॉन मौजूद होते हैं।

(B) क्षार धातुओं की अपचायक क्षमता उनके मानक ऑक्सीकरण विभव पर निर्भर करती है,जो इलेक्ट्रॉन खोने की आसानी (कम आयनन एन्थैल्पी) और उच्च जलयोजन ऊर्जा से संबंधित है।
समूह में नीचे जाने पर आयनन एन्थैल्पी घटती है $(Li > Na > K > Rb > Cs)$।
जलीय विलयन में,मानक इलेक्ट्रोड विभव $(E^\circ)$ ऊर्ध्वपातन,आयनन और जलयोजन ऊर्जा के योग द्वारा निर्धारित होता है।
दिए गए विकल्पों $(Na, K, Rb, Cs)$ में,समूह में नीचे जाने पर अपचायक क्षमता बढ़ती है क्योंकि आयनन एन्थैल्पी में काफी कमी आती है।
इसलिए,दिए गए विकल्पों में $Cs$ (सीज़ियम) सबसे प्रबल अपचायक है।

(D) क्षार धातुओं की उच्च अभिक्रियाशीलता के कारण,उन्हें सामान्यतः उनके गलित लवणों के विद्युत अपघटन (electrolytic method) द्वारा प्राप्त किया जाता है।

(C) क्षार धातुओं के ऑक्साइड क्षारीय प्रकृति के होते हैं।
$Na_2O$ एक क्षार धातु का ऑक्साइड है,इसलिए यह क्षारीय है।
$CO_2$,$SiO_2$ और $SO_2$ अम्लीय ऑक्साइड हैं।

(B) दी गई धातुओं में $K$ (पोटेशियम) सबसे अधिक सक्रिय धातु है।
समूह $1$ में ऊपर से नीचे जाने पर आयनन एन्थैल्पी कम होने के कारण सक्रियता बढ़ती है।
इसलिए,सक्रियता का क्रम $Na < K < Rb$ है।

(A) लिथियम एकमात्र क्षार धातु है जो कमरे के तापमान पर नाइट्रोजन के साथ सीधे अभिक्रिया करके लिथियम नाइट्राइड $(Li_3N)$ बनाती है।
रासायनिक अभिक्रिया इस प्रकार है:
$6Li + N_2 \to 2Li_3N$

(B) क्षारीय धातु हाइड्रॉक्साइड्स की विलेयता समूह में नीचे जाने पर बढ़ती है क्योंकि जालक ऊर्जा (lattice energy),जलयोजन ऊर्जा (hydration energy) की तुलना में अधिक तेजी से घटती है। इसलिए,$CsOH$ का विलेयता गुणनफल सबसे अधिक होगा।

(B) क्षार धातुओं की अपचायक क्षमता उनके मानक इलेक्ट्रोड विभव $(E^\circ)$ द्वारा निर्धारित की जाती है।
$Li$ का $E^\circ$ मान सबसे अधिक ऋणात्मक होता है,जो इसे जलीय विलयन में सबसे प्रबल अपचायक बनाता है।
दिए गए विकल्पों $(Li, Na, K, Rb)$ के लिए मानक अपचयन विभव $(E^\circ)$ के मान इस प्रकार हैं: $Li^+/Li = -3.04 \ V$,$Rb^+/Rb = -2.93 \ V$,$K^+/K = -2.93 \ V$,$Na^+/Na = -2.71 \ V$.
चूंकि $Na$ का अपचयन विभव सबसे कम ऋणात्मक है,इसलिए यह दिए गए विकल्पों में सबसे दुर्बल अपचायक है।

(A) विद्युत रासायनिक श्रेणी में (जो ऑक्सीकरण विभव पर आधारित है),क्षार धातुओं का ऑक्सीकरण विभव हाइड्रोजन से अधिक होता है।
चूंकि उनमें इलेक्ट्रॉन खोने की उच्च प्रवृत्ति होती है,इसलिए वे पानी से $H^+$ आयनों को आसानी से विस्थापित कर $H_2$ गैस मुक्त करती हैं और धातु हाइड्रॉक्साइड (क्षार) बनाती हैं।