Chemical equation and limiting reagent Questions in Hindi

(B) दी गई रासायनिक समीकरण है: $aCaCO_3 + bH_3PO_4 \rightarrow pCa_3(PO_4)_2 + qCO_2 + rH_2O$
समीकरण को संतुलित करने के लिए,पहले $Ca$ और $PO_4$ समूहों को संतुलित करें: $3CaCO_3 + 2H_3PO_4 \rightarrow 1Ca_3(PO_4)_2 + qCO_2 + rH_2O$
इसके बाद,कार्बन परमाणुओं को संतुलित करें: $3CaCO_3 + 2H_3PO_4 \rightarrow 1Ca_3(PO_4)_2 + 3CO_2 + rH_2O$
अंत में,हाइड्रोजन और ऑक्सीजन परमाणुओं को संतुलित करें: $3CaCO_3 + 2H_3PO_4 \rightarrow 1Ca_3(PO_4)_2 + 3CO_2 + 3H_2O$
दी गई समीकरण के साथ तुलना करने पर,हमें $a = 3$ और $b = 2$ प्राप्त होता है।
अतः,$a / b$ का अनुपात $3 / 2$ है।

(B) समीकरण $x KNO_3 + y C_{12}H_{22}O_{11} \longrightarrow p N_2 + q CO_2 + r H_2O + s K_2CO_3$ को संतुलित करने के लिए:
विकल्प $(b)$ से मान रखने पर: $x=48, y=5, p=24, q=36, r=55, s=24$.
$48 KNO_3 + 5 C_{12}H_{22}O_{11} \longrightarrow 24 N_2 + 36 CO_2 + 55 H_2O + 24 K_2CO_3$
परमाणुओं की जाँच करने पर,सभी तत्व संतुलित हैं।
अतः,विकल्प $(b)$ सही है।

(D) संतुलित रासायनिक समीकरण:
$CaO + 2HNO_3 \longrightarrow Ca(NO_3)_2 + H_2O$
मोलर द्रव्यमान:
$CaO = 56 \ g/mol$
$HNO_3 = 63 \ g/mol$
$Ca(NO_3)_2 = 164 \ g/mol$
दी गई मात्रा:
$CaO = 1 \ mol$
$HNO_3 = 1 \ mol$
स्टोइकोमेट्री के अनुसार,$1 \ mol$ $CaO$ के लिए $2 \ mol$ $HNO_3$ की आवश्यकता होती है। यहाँ $HNO_3$ सीमांत अभिकर्मक (limiting reagent) है।
समीकरण के अनुसार,$2 \ mol$ $HNO_3$ से $1 \ mol$ $Ca(NO_3)_2$ $(164 \ g)$ प्राप्त होता है।
अतः,$1 \ mol$ $HNO_3$ से $\frac{164}{2} = 82 \ g$ $Ca(NO_3)_2$ प्राप्त होगा।

(B) संतुलित रासायनिक समीकरण है:
$MnO_2 + 4HCl \rightarrow MnCl_2 + 2H_2O + Cl_2$
$MnO_2$ का दिया गया द्रव्यमान = $100 \ g$
$MnO_2$ के मोल = $\frac{100 \ g}{86.9 \ g/mol} = 1.15 \ mol$
$HCl$ का दिया गया द्रव्यमान = $100 \ g$
$HCl$ के मोल = $\frac{100 \ g}{36.5 \ g/mol} = 2.74 \ mol$
स्टोइकोमेट्री (stoichiometry) के अनुसार,$1 \ mol$ $MnO_2$,$4 \ mol$ $HCl$ के साथ अभिक्रिया करता है।
इसलिए,$1.15 \ mol$ $MnO_2$ को $1.15 \times 4 = 4.6 \ mol$ $HCl$ की आवश्यकता होती है।
चूंकि $HCl$ के उपलब्ध मोल $(2.74 \ mol)$ आवश्यक मोल $(4.6 \ mol)$ से कम हैं,इसलिए $HCl$ सीमांत अभिकर्मक है।

(C) संतुलित रासायनिक समीकरण: $H_2SO_4 + 2NaOH \longrightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$
$H_2SO_4$ के प्रारंभिक मोल = $0.2 \ M \times 1 \ L = 0.2 \ mol$.
$NaOH$ के प्रारंभिक मोल = $0.2 \ M \times 1 \ L = 0.2 \ mol$.
स्टोइकोमेट्री के अनुसार,$1 \ mol$ $H_2SO_4$ को $2 \ mol$ $NaOH$ की आवश्यकता होती है।
अतः,$0.2 \ mol$ $H_2SO_4$ के लिए $0.4 \ mol$ $NaOH$ की आवश्यकता होगी।
यहाँ $NaOH$ सीमांत अभिकर्मक (limiting reagent) है।
$2 \ mol$ $NaOH$ से $1 \ mol$ $Na_2SO_4$ प्राप्त होता है,इसलिए $0.2 \ mol$ $NaOH$ से $0.1 \ mol$ $Na_2SO_4$ प्राप्त होगा।
$Na_2SO_4$ का मोलर द्रव्यमान = $142 \ g/mol$.
$Na_2SO_4$ का द्रव्यमान = $0.1 \ mol \times 142 \ g/mol = 14.2 \ g$.

(B) मीथेन के लिए दहन अभिक्रिया इस प्रकार है:
$CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$
प्रारंभिक मोल:
$CH_4 = 10, O_2 = 50, CO_2 = 0, H_2O = 0$
चूंकि $CH_4$ सीमांत अभिकर्मक है,इसलिए यह पूर्णतः उपभोग हो जाएगा।
$10 \ \text{mole}$ $CH_4$ के लिए,$2 \times 10 = 20 \ \text{mole}$ $O_2$ का उपभोग होगा।
अंतिम मोल:
$O_2 = 50 - 20 = 30 \ \text{mole}$
$CO_2 = 10 \ \text{mole}$
$H_2O = 2 \times 10 = 20 \ \text{mole}$
अतः,$O_2$,$H_2O$ और $CO_2$ के मोलों की संख्या क्रमशः $30, 20, 10$ है।
विकल्प $B$ सही उत्तर है।

(C) सबसे पहले,हम रासायनिक समीकरण को संतुलित करते हैं:
$7 H_{2(g)} + 2 NO_{2(g)} \longrightarrow 2 NH_{3(g)} + 4 H_2O_{(g)}$
संतुलित समीकरण के अनुसार,$2$ मोल $NH_3$ का उत्पादन $7$ मोल $H_2$ द्वारा होता है।
इसलिए,$1$ मोल $NH_3$ का उत्पादन $\frac{7}{2}$ मोल $H_2$ द्वारा होता है।
$10$ मोल $NH_3$ के लिए,आवश्यक $H_2$ के मोल:
$= \frac{7}{2} \times 10 = 35$ मोल।
अतः,सही विकल्प $(C)$ है।

(A) संतुलित रासायनिक समीकरण है: $N_{2(g)} + 3H_{2(g)} \rightleftharpoons 2NH_{3(g)}$.
अभिकारकों के मोलों की गणना:
$n_{N_2} = \frac{50.0 \ g}{28.0 \ g/mol} \approx 1.786 \ mol$.
$n_{H_2} = \frac{10.0 \ g}{2.016 \ g/mol} \approx 4.96 \ mol$.
स्टोइकियोमेट्री के अनुसार,$1 \ mol$ $N_2$ को $3 \ mol$ $H_2$ की आवश्यकता होती है।
$1.786 \ mol$ $N_2$ के लिए,हमें $1.786 \times 3 = 5.358 \ mol$ $H_2$ की आवश्यकता है।
चूंकि हमारे पास केवल $4.96 \ mol$ $H_2$ है,इसलिए $H_2$ सीमांत अभिकर्मक है।
उत्पन्न $NH_3$ के मोल सीमांत अभिकर्मक $(H_2)$ पर निर्भर करते हैं:
$n_{NH_3} = n_{H_2} \times \frac{2 \ mol \ NH_3}{3 \ mol \ H_2} = 4.96 \times \frac{2}{3} \approx 3.31 \ mol$.
सटीक द्रव्यमान गणना का उपयोग करते हुए: $n_{NH_3} = \frac{10 \ g}{6 \ g} \times 2 = \frac{20}{6} = 3.33 \ mol$.

(B) $aniline$ और $acetic$ $anhydride$ के बीच अभिक्रिया इस प्रकार है:
$C_6H_5NH_2 + (CH_3CO)_2O \rightarrow C_6H_5NHCOCH_3 + CH_3COOH$
यहाँ,$1$ मोल $aniline$,$1$ मोल $acetic$ $anhydride$ के साथ अभिक्रिया करके $1$ मोल $acetanilide$ $(C_6H_5NHCOCH_3)$ बनाता है।
दिया गया है: $2$ मोल $aniline$ और $1$ मोल $acetic$ $anhydride$।
चूँकि $acetic$ $anhydride$ सीमांत अभिकर्मक है,इसलिए $1$ मोल $acetanilide$ बनेगा।
$acetanilide$ $(C_8H_9NO)$ का मोलर द्रव्यमान $135 \ g/mol$ है।
अतः,प्राप्त उपज $1 \ mol \times 135 \ g/mol = 135 \ g$ है।

(B) अभिक्रिया के लिए संतुलित रासायनिक समीकरण है:
$Pb(NO_{3})_{2}(aq) + 2KI(aq) \rightarrow PbI_{2}(s) + 2KNO_{3}(aq)$
प्रत्येक अभिकारक के प्रारंभिक मिलीमोल की गणना करें:
$Pb(NO_{3})_{2}$ के मिलीमोल $= 5 \ mL \times 0.1 \ M = 0.5 \ mmol$
$KI$ के मिलीमोल $= 10 \ mL \times 0.02 \ M = 0.2 \ mmol$
स्टोइकियोमेट्री के अनुसार,$1 \ mol \ Pb(NO_{3})_{2}$,$2 \ mol \ KI$ के साथ अभिक्रिया करता है। इसलिए,$0.2 \ mmol \ KI$,$0.1 \ mmol \ Pb(NO_{3})_{2}$ के साथ अभिक्रिया करेगा।
चूंकि $KI$ सीमाकारी अभिकारक है,इसलिए $PbI_{2}$ का निर्माण $KI$ की मात्रा पर निर्भर करता है।
स्टोइकियोमेट्री के अनुसार,$2 \ mmol \ KI$ से $1 \ mmol \ PbI_{2}$ बनता है।
अतः,$0.2 \ mmol \ KI$ से $0.1 \ mmol \ PbI_{2}$ बनेगा।
मिलीमोल को मोल में बदलने पर:
$0.1 \ mmol = 0.1 \times 10^{-3} \ mol = 10^{-4} \ mol$.

(A) एक प्रबल अम्ल और एक प्रबल क्षार के बीच उदासीनीकरण की ऊष्मा वह ऊष्मा है जो $1 \ mole$ $H^+$ आयनों के $1 \ mole$ $OH^-$ आयनों के साथ अभिक्रिया करके $1 \ mole$ $H_2O$ बनाने पर मुक्त होती है,जो $13.7 \ kcal$ है।
संतुलित रासायनिक समीकरण है:
$HCl + NaOH \longrightarrow NaCl + H_2O; \Delta H = -13.7 \ kcal \text{ (प्रति मोल } H_2O \text{ के लिए)}$.
दी गई मात्राएँ:
$HCl = 0.6 \ mole$
$NaOH = 0.25 \ mole$
चूंकि $NaOH$ सीमांत अभिकर्मक (limiting reagent) है,इसलिए बनने वाले $H_2O$ की मात्रा $NaOH$ की मात्रा पर निर्भर करती है,जो $0.25 \ mole$ है।
मुक्त ऊष्मा $= \text{उदासीनीकरण ऊष्मा} \times H_2O \text{ के मोल}$
मुक्त ऊष्मा $= 13.7 \ kcal/mole \times 0.25 \ mole = 3.425 \ kcal$.

(C) क्लोरीन की ठंडे और तनु $KOH$ के साथ अभिक्रिया का संतुलित रासायनिक समीकरण है:
$Cl_2 + 2KOH \rightarrow KCl + KClO + H_2O$
$Cl_2$ के प्रारंभिक मोल $= 1 \text{ mole}$
$KOH$ के प्रारंभिक मोल $= \text{Molarity} \times \text{Volume} = 2 \text{ M} \times 2 \text{ L} = 4 \text{ moles}$
स्टोइकोमेट्री के अनुसार,$1 \text{ mole}$ $Cl_2$,$2 \text{ moles}$ $KOH$ के साथ अभिक्रिया करता है।
अभिक्रिया करने वाले $KOH$ के मोल $= 2 \text{ moles}$
शेष बचे $KOH$ के मोल $= 4 - 2 = 2 \text{ moles}$
निर्मित $Cl^{-}$ के मोल ($KCl$ से) $= 1 \text{ mole}$
निर्मित $ClO^{-}$ के मोल ($KClO$ से) $= 1 \text{ mole}$
अंतिम सांद्रता (आयतन $= 2 \text{ L}$):
$[Cl^{-}] = \frac{1 \text{ mole}}{2 \text{ L}} = 0.5 \text{ M}$
$[ClO^{-}] = \frac{1 \text{ mole}}{2 \text{ L}} = 0.5 \text{ M}$
$[OH^{-}] = \frac{2 \text{ moles}}{2 \text{ L}} = 1 \text{ M}$

(A) $1$. $HCl$ विलयन का द्रव्यमान ज्ञात करें: $\text{द्रव्यमान} = \text{घनत्व} \times \text{आयतन} = 1.13 \ g \ mL^{-1} \times 300 \ mL = 339 \ g$.
$2$. शुद्ध $HCl$ का द्रव्यमान ज्ञात करें: $\text{HCl का द्रव्यमान} = 339 \ g \times 0.3855 = 130.68 \ g$.
$3$. अभिकारकों के मोल ज्ञात करें:
$CaCO_{3}$ के मोल $= \frac{90 \ g}{100 \ g \ mol^{-1}} = 0.90 \ mol$.
$HCl$ के मोल $= \frac{130.68 \ g}{36.5 \ g \ mol^{-1}} \approx 3.58 \ mol$.
$4$. सीमांत अभिकर्मक $(LR)$ निर्धारित करें:
स्टोइकियोमेट्री के अनुसार,$1 \ mol$ $CaCO_{3}$,$2 \ mol$ $HCl$ के साथ अभिक्रिया करता है।
$0.90 \ mol$ $CaCO_{3}$ के लिए,$0.90 \times 2 = 1.80 \ mol$ $HCl$ की आवश्यकता होती है।
चूंकि हमारे पास $3.58 \ mol$ $HCl$ है,इसलिए $CaCO_{3}$ सीमांत अभिकर्मक है।
$5$. शेष $HCl$ की गणना करें:
उपभोग किया गया $HCl = 1.80 \ mol$.
शेष $HCl = 3.58 - 1.80 = 1.78 \ mol$.
शेष $HCl$ का द्रव्यमान $= 1.78 \ mol \times 36.5 \ g \ mol^{-1} = 64.97 \ g$.

(C) अभिक्रिया के लिए रासायनिक समीकरण है: $Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2$.
सबसे पहले,शुद्ध $H_2SO_4$ का द्रव्यमान ज्ञात करें:
विलयन का द्रव्यमान $= \text{आयतन} \times \text{घनत्व} = 50 \text{ mL} \times 1.3 \text{ g mL}^{-1} = 65 \text{ g}$.
शुद्ध $H_2SO_4$ का द्रव्यमान $= 65 \text{ g} \times 0.50 = 32.5 \text{ g}$.
$H_2SO_4$ के मोल $= \frac{32.5 \text{ g}}{98 \text{ g mol}^{-1}} \approx 0.3316 \text{ mol}$.
$Zn$ के मोल $= \frac{20 \text{ g}}{65 \text{ g mol}^{-1}} \approx 0.3077 \text{ mol}$.
चूंकि अभिक्रिया का स्टॉइकियोमेट्री $1:1$ है,$Zn$ सीमांत अभिकर्मक (limiting reagent) है क्योंकि इसके मोल कम हैं।
अतः,उत्पन्न $H_2$ के मोल $= Zn$ के मोल $= 0.3077 \text{ mol}$.
$STP$ पर $H_2$ का आयतन $= 0.3077 \text{ mol} \times 22.4 \text{ L mol}^{-1} \approx 6.892 \text{ L}$.