Properties of Carboxylic Acids and Their Derivatives Questions in Gujarati

(C) $NaHCO_3$ સાથેની પ્રક્રિયા એ કાર્બોક્સિલિક એસિડ માટેની લાક્ષણિક કસોટી છે.
કાર્બોક્સિલિક એસિડ એ કાર્બોનિક એસિડ $(H_2CO_3)$ કરતા વધુ પ્રબળ એસિડ છે,જે $NaHCO_3$ ની એસિડ સાથે પ્રક્રિયા થવાથી બને છે.
એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ એ કાર્બોક્સિલિક એસિડ છે અને તે $NaHCO_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $CO_2$ વાયુ મુક્ત કરે છે:
$CH_3COOH + NaHCO_3 \rightarrow CH_3COONa + H_2O + CO_2 \uparrow$.
ફિનોલ એ કાર્બોનિક એસિડ કરતા ઘણો નિર્બળ એસિડ છે અને તે $NaHCO_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી.
$n$-હેકઝેનોલ એ આલ્કોહોલ છે અને તે ફિનોલ કરતા પણ ઓછો એસિડિક છે,તેથી તે પણ $NaHCO_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી.
તેથી,માત્ર એસિટિક એસિડ જ $NaHCO_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $CO_2$ ઉત્પન્ન કરે છે.

(B) જ્યારે બેન્ઝોઇક એસિડ $(C_6H_5COOH)$ ની પ્રક્રિયા લિથિયમ એલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રાઇડ $(LiAlH_4)$ સાથે કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે પ્રબળ રિડક્શનકર્તા તરીકે કાર્ય કરે છે.
તે કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહ $(-COOH)$ નું પ્રાથમિક આલ્કોહોલ સમૂહ $(-CH_2OH)$ માં રિડક્શન કરે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$C_6H_5COOH + 4[H] \xrightarrow{LiAlH_4} C_6H_5CH_2OH + H_2O$
આમ,મળતી નીપજ બેન્ઝાઇલ આલ્કોહોલ છે.

(C) એસ્ટરનું એસિડિક જળવિભાજન એસિડ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને કાર્બોક્સિલિક એસિડ અને આલ્કોહોલ આપે છે.
ઇથાઇલ એસિટેટ $(CH_3COOC_2H_5)$ માટે:
$CH_3COOC_2H_5 + H_2O \xrightarrow{H^+} CH_3COOH + C_2H_5OH$
અહીં,$CH_3COOH$ (એસિટિક એસિડ) અને $C_2H_5OH$ (ઇથેનોલ) એ બે અલગ-અલગ કાર્બનિક સંયોજનો છે.

(D) ઇથેન-$1, 2$-ડાયોઇક એસિડ (ઓક્ઝેલિક એસિડ) ને સાંદ્ર $H_2SO_4$ ની હાજરીમાં ગરમ કરતા તેનું નિર્જલીકરણ થાય છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$(COOH)_2 \xrightarrow[\text{conc. } H_2SO_4]{\Delta} CO + CO_2 + H_2O$
આમ,કાર્બન મોનોક્સાઇડ,કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને પાણી મળે છે.

(B) કાર્બોક્સિલિક એસિડની એસિડિકતા પ્રોટોન મુક્ત થયા પછી બનતા કાર્બોક્સિલેટ આયનની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$-Cl$ જેવા ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક સમૂહો ($-I$ અસર) ઋણ વીજભારને સ્થિર કરીને એસિડિકતા વધારે છે.
આલ્કાઇલ સમૂહો જેવા ઇલેક્ટ્રોન-દાતા સમૂહો ($+I$ અસર) ઋણ વીજભારને અસ્થિર કરીને એસિડિકતા ઘટાડે છે.
$+I$ અસરનો ક્રમ: $-C_2H_5 > -CH_3 > -H$ છે.
આથી,સાચો ક્રમ $ClCH_2COOH > HCOOH > CH_3COOH > C_2H_5COOH$ છે.

(B) $\alpha$-હાઇડ્રોજન ધરાવતા કાર્બોક્સિલિક એસિડની હેલોજન ($Cl_2$ અથવા $Br_2$) સાથે લાલ ફોસ્ફરસની હાજરીમાં પ્રક્રિયા થઈને $\alpha$-હેલો કાર્બોક્સિલિક એસિડ મળે છે,જેને હેલ-વોલહાર્ડ-ઝેલિન્સ્કી $(HVZ)$ પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(C) $-COOH$ સમૂહ તેના $-I$ અને $-M$ બંને અસરોને કારણે પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક સમૂહ છે.
તે ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન પ્રત્યે બેન્ઝીન વલયને નિષ્ક્રિય બનાવે છે.
તમામ સ્થાનો પર ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા ઘટે છે,પરંતુ $o-$ અને $p-$ સ્થાનોની સરખામણીમાં $m-$સ્થાન પર ઘટાડો પ્રમાણમાં ઓછો હોય છે.
તેથી,આવતો ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી $(NO_2^+)$ $m-$સ્થાન પર હુમલો કરે છે.
વિધાન સાચું છે,પરંતુ કારણ ખોટું છે કારણ કે કાર્બોક્સિલ સમૂહ ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે નહીં પણ ઘટાડે છે.

(A) $\beta$-કીટો કાર્બોક્સિલિક એસિડનું ડિકાર્બોક્સિલેશન કીટોનના કાર્બોનિલ ઓક્સિજન અને કાર્બોક્સિલિક એસિડ જૂથના હાઇડ્રોજનને સમાવતી ચક્રીય સંક્રાંતિ અવસ્થા દ્વારા થાય છે.
આ પ્રક્રિયા $CO_2$ મુક્ત કરે છે અને શરૂઆતમાં ઇનોલ મધ્યવર્તી બનાવે છે.
ઇનોલ અસ્થાયી છે અને વધુ સ્થાયી કીટોન બનાવવા માટે ઝડપથી ટૉટોમેરાઇઝેશન અનુભવે છે.
તેથી,વિધાન અને કારણ બંને સાચા છે,અને કારણ ડિકાર્બોક્સિલેશન પ્રક્રિયા માટે સાચી સમજૂતી આપે છે.

(C) વિધાન સાચું છે કારણ કે એસીટેટ આયન $(CH_3COO^-)$ પરનો ઋણ વીજભાર રેઝોનન્સ દ્વારા બે ઓક્સિજન પરમાણુઓ પર વિસ્થાનિકૃત થાય છે,જે આયનને સ્થિર કરે છે.
કારણ ખોટું છે કારણ કે એસીટેટ આયન એ મેથોક્સાઈડ આયન $(CH_3O^-)$ કરતા ઘણો નિર્બળ બેઝ છે. આનું કારણ એ છે કે $CH_3COOH$ એ $CH_3OH$ $(pK_a \approx 15.5)$ કરતા ઘણો પ્રબળ એસિડ $(pK_a \approx 4.75)$ છે. પ્રબળ એસિડનો સંયુગ્મી બેઝ હંમેશા નિર્બળ બેઝ હોવાથી,એસીટેટ આયન મેથોક્સાઈડ આયન કરતા ઓછો બેઝિક છે.

(C) પ્રક્રિયા $CH_3COCl + 2NH_3 \rightarrow CH_3CONH_2 + NH_4Cl$ એ ન્યુક્લિયોફિલિક એસિલ સબસ્ટિટ્યુશનનું ઉદાહરણ છે. વિધાન સાચું છે કારણ કે $NH_3$ એ $Cl$ પરમાણુને બદલવા માટે ન્યુક્લિયોફાઇલ તરીકે કાર્ય કરે છે.
જોકે,કારણ ખોટું છે. $Cl^{-}$ એ સારું લિવિંગ ગ્રુપ છે,પરંતુ તે $NH_3$ ની સરખામણીમાં ખૂબ જ નબળો ન્યુક્લિયોફાઇલ છે. ન્યુક્લિયોફાઇલની પ્રબળતા સામાન્ય રીતે તેના સંયુગ્મી એસિડની પ્રબળતા સાથે વ્યસ્ત સંબંધ ધરાવે છે. $HCl$ એ પ્રબળ એસિડ હોવાથી,$Cl^{-}$ એ નિર્બળ બેઇઝ અને નિર્બળ ન્યુક્લિયોફાઇલ છે.

(B) જ્યારે થેલિક એસિડ એમોનિયા $(NH_3)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે પ્રથમ એમોનિયમ થેલેટ બનાવે છે.
ગરમ કરવા પર,એમોનિયમ થેલેટ પાણીના બે અણુઓ ગુમાવીને થેલેમાઇડ બનાવે છે.
વધુ સખત ગરમ કરવા પર,થેલેમાઇડ એમોનિયા $(NH_3)$ નો એક અણુ ગુમાવીને ચક્રીય ઇમાઇડ બનાવે છે જેને થેલિમાઇડ કહેવાય છે.

(D) કાર્બોક્સિલિક એસિડના ઉત્કલનબિંદુઓ સમાન આણ્વીય દળ ધરાવતા આલ્ડિહાઈડ,કીટોન અને આલ્કોહોલ કરતા પણ ઊંચા હોય છે.
આનું મુખ્ય કારણ આંતર-આણ્વીય (intermolecular) $H$-બંધ દ્વારા કાર્બોક્સિલિક એસિડના અણુઓનું વધુ વ્યાપક જોડાણ છે,જે ઘણીવાર બાષ્પ અવસ્થામાં અથવા અધ્રુવીય દ્રાવકોમાં સ્થાયી ડાયમર (dimers) બનાવે છે.

(D) આપેલ રૂપાંતરણમાં કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહ $(-COOH)$ નું પ્રાથમિક આલ્કોહોલ $(-CH_2OH)$ માં રિડક્શન થાય છે,જ્યારે કીટોન $(-COCH_3)$,એમાઈડ $(-CONH_2)$ અને નાઈટ્રાઈલ $(-CN)$ સમૂહો અપરિવર્તિત રહે છે.
$B_2H_6$ (ડાયબોરેન) એ એક પસંદગીયુક્ત ઇલેક્ટ્રોફિલિક રિડ્યુસિંગ એજન્ટ છે જે કાર્બોક્સિલિક એસિડનું પ્રાથમિક આલ્કોહોલમાં રિડક્શન કરે છે,જ્યારે અન્ય ક્રિયાશીલ સમૂહોને અસર કરતું નથી.
$LiAlH_4$ એક પ્રબળ રિડ્યુસિંગ એજન્ટ છે જે આ તમામ સમૂહોનું રિડક્શન કરી શકે છે.
તેથી,$B_2H_6$ સૌથી યોગ્ય પ્રક્રિયક છે.

(N/A) એસ્ટરનું જળવિભાજન નીચે મુજબ દર્શાવી શકાય છે:
$Ester + H_2O \longrightarrow Acid + Alcohol$
પ્રક્રિયામાં ઉત્પન્ન થતો એસિડ ઉદ્દીપક તરીકે કાર્ય કરે છે અને પ્રક્રિયાને ઝડપી બનાવે છે.
જે પદાર્થો તે જ પ્રક્રિયામાં ઉદ્દીપક તરીકે કાર્ય કરે છે જેમાં તેઓ નીપજ તરીકે પ્રાપ્ત થાય છે,તેમને સ્વયં-ઉદ્દીપક (autocatalysts) કહેવામાં આવે છે.
આ ઘટનાને સ્વયં-ઉદ્દીપન (autocatalysis) કહેવામાં આવે છે.

(N/A) ફિનોક્સાઇડ આયનના સંસ્પંદન બંધારણો આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે.
ફિનોક્સાઇડ આયનના સંસ્પંદન બંધારણો પરથી જોઈ શકાય છે કે બંધારણ $II$,$III$,અને $IV$ માં,ઓછી વિદ્યુતઋણતા ધરાવતા કાર્બન પરમાણુઓ પર ઋણ વીજભાર છે. તેથી,આ ત્રણ બંધારણો ફિનોક્સાઇડ આયનની સંસ્પંદન સ્થિરતામાં નહિવત ફાળો આપે છે.
આથી,આ બંધારણોને અવગણી શકાય છે. માત્ર બંધારણ $I$ અને $V$ માં વધુ વિદ્યુતઋણતા ધરાવતા ઓક્સિજન પરમાણુ પર ઋણ વીજભાર છે.
કાર્બોક્સિલેટ આયનના સંસ્પંદન બંધારણો પણ આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે.
કાર્બોક્સિલેટ આયનના કિસ્સામાં,સંસ્પંદન બંધારણ $I'$ અને $II'$ માં ઋણ વીજભાર વધુ વિદ્યુતઋણતા ધરાવતા ઓક્સિજન પરમાણુ પર છે.
વધુમાં,સંસ્પંદન બંધારણ $I'$ અને $II'$ માં,ઋણ વીજભાર બે ઓક્સિજન પરમાણુઓ પર વિસ્થાનિકૃત (delocalized) થયેલ છે. જોકે,ફિનોક્સાઇડ આયનના સંસ્પંદન બંધારણ $I$ અને $V$ માં,ઋણ વીજભાર એક જ ઓક્સિજન પરમાણુ પર સ્થાનિકૃત (localized) છે. તેથી,કાર્બોક્સિલેટ આયનના સંસ્પંદન બંધારણો તેની સ્થિરતામાં ફિનોક્સાઇડ આયન કરતા વધુ ફાળો આપે છે. પરિણામે,કાર્બોક્સિલેટ આયન એ ફિનોક્સાઇડ આયન કરતા વધુ સંસ્પંદન-સ્થાયી છે. તેથી,કાર્બોક્સિલિક એસિડ એ ફિનોલ કરતા વધુ પ્રબળ એસિડ છે.

(N/A) કાર્બોક્સિલિક એસિડના સોડિયમ ક્ષારને સોડા લાઈમ (સોડિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડ અને કેલ્શિયમ ઓક્સાઈડનું મિશ્રણ) સાથે ગરમ કરતા,મૂળ કાર્બોક્સિલિક એસિડ કરતા એક કાર્બન પરમાણુ ઓછો ધરાવતા આલ્કેન મળે છે. કાર્બોક્સિલિક એસિડમાંથી કાર્બન ડાયોક્સાઈડ દૂર કરવાની આ પ્રક્રિયાને ડીકાર્બોક્સિલેશન કહેવાય છે.
$RCOOH \xrightarrow{\text{Soda lime, } \Delta} RH + Na_2CO_3$
સોડા લાઈમ એ સોડિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડ $(NaOH)$ અને કેલ્શિયમ ઓક્સાઈડ $(CaO)$ નું મિશ્રણ છે. સોડા લાઈમમાં રહેલ $NaOH$ એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને એસિડનો સોડિયમ ક્ષાર બનાવે છે.
ઉદાહરણ-$1$: ઈથેનોઈક એસિડ (એસેટિક એસિડ) માંથી મિથેન.
$CH_3COONa + NaOH \xrightarrow{CaO, \Delta} CH_4 + Na_2CO_3$
ઉદાહરણ-$2$: પ્રોપેનોઈક એસિડમાંથી ઈથેન.
$CH_3CH_2COONa + NaOH \xrightarrow{CaO, \Delta} C_2H_6 + Na_2CO_3$

(N/A) એલિફેટિક કાર્બોક્સિલિક એસિડના પ્રથમ ત્રણ સભ્યો ($HCOOH$,$CH_3COOH$,અને $CH_3CH_2COOH$) તીવ્ર ગંધ ધરાવતા રંગહીન પ્રવાહી છે.
$4$ થી $9$ કાર્બન પરમાણુઓ ધરાવતા એલિફેટિક કાર્બોક્સિલિક એસિડ ઓરડાના તાપમાને અપ્રિય,દુર્ગંધયુક્ત રંગહીન પ્રવાહી છે.
ઉચ્ચ કાર્બોક્સિલિક એસિડ ($9$ થી વધુ કાર્બન પરમાણુઓ ધરાવતા) મીણ જેવા ઘન પદાર્થો છે અને તેમની ઓછી બાષ્પશીલતાને કારણે વ્યવહારિક રીતે ગંધહીન હોય છે.

(N/A) $(i)$ કાર્બોક્સિલિક એસિડમાં $-COOH$ ક્રિયાશીલ સમૂહ હોય છે. કાર્બોક્સિલ સમૂહમાં,ઓક્સિજન પરમાણુ અત્યંત વિદ્યુતઋણ હોય છે,જે ધ્રુવીય $C=O$ બંધ અને $O-H$ બંધ બનાવે છે. આના પરિણામે હાઇડ્રોજન પરમાણુ પર આંશિક ધન વીજભાર અને કાર્બોનિલ ઓક્સિજન પર આંશિક ઋણ વીજભાર ઉત્પન્ન થાય છે,જેના કારણે કાર્બોક્સિલિક એસિડના અણુઓ વચ્ચે આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ રચાય છે.
$(ii)$ આ આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ એટલા મજબૂત હોય છે કે તે બાષ્પ અવસ્થામાં પણ સંપૂર્ણપણે તૂટતા નથી. પરિણામે,મોટાભાગના કાર્બોક્સિલિક એસિડ બાષ્પ અવસ્થામાં અથવા એપ્રૉટિક દ્રાવકોમાં સ્થાયી ડાયમર (દ્વિઅણુ) તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. અણુઓનું આ જોડાણ અસરકારક આણ્વીય દળમાં વધારો કરે છે,જે સમાન આણ્વીય દળ ધરાવતા આલ્કોહોલ અથવા આલ્ડિહાઇડની તુલનામાં કાર્બોક્સિલિક એસિડના ઉત્કલન બિંદુમાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે.

(N/A) $(i)$ ચાર કાર્બન પરમાણુઓ સુધીના સાદા એલિફેટિક કાર્બોક્સિલિક એસિડ ($HCOOH, CH_3COOH, CH_3CH_2COOH$ અને $CH_3CH_2CH_2COOH$) પાણી સાથે હાઇડ્રોજન બંધ બનાવવાની ક્ષમતાને કારણે પાણીમાં મિશ્રિત થઈ શકે છે.
$(ii)$ કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા વધવાની સાથે દ્રાવ્યતા ઘટે છે.
$(iii)$ હાઇડ્રોકાર્બન ભાગના વધતા હાઇડ્રોફોબિક આકર્ષણને કારણે ઉચ્ચ કાર્બોક્સિલિક એસિડ વ્યવહારિક રીતે પાણીમાં અદ્રાવ્ય હોય છે.
$(iv)$ બેન્ઝોઇક એસિડ,જે સૌથી સરળ એરોમેટિક કાર્બોક્સિલિક એસિડ છે,તે ઠંડા પાણીમાં લગભગ અદ્રાવ્ય છે.
$(v)$ કાર્બોક્સિલિક એસિડ બેન્ઝીન,ઈથર,આલ્કોહોલ,ક્લોરોફોર્મ વગેરે જેવા ઓછા ધ્રુવીય કાર્બનિક દ્રાવકોમાં પણ દ્રાવ્ય છે.

(N/A) કાર્બોક્સિલિક એસિડ પ્રોટોન $(H^+)$ દાન કરી શકતા હોવાથી તે બ્રોન્સ્ટેડ એસિડ તરીકે વર્તે છે. તેમની એસિડિક પ્રકૃતિ નીચેની પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા સાબિત થાય છે:
$(i)$ ધાતુઓ સાથેની પ્રતિક્રિયા: કાર્બોક્સિલિક એસિડ $Na$ અને $K$ જેવી ઇલેક્ટ્રોપોઝિટિવ ધાતુઓ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને ડાયહાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત કરે છે,જે પ્રોટોન દાતા તરીકે કાર્ય કરે છે.
$2 RCOOH + 2 Na \longrightarrow 2 RCOO^- Na^+ + H_2 \uparrow$
$(ii)$ કાર્બોનેટ અને બાયકાર્બોનેટ સાથેની પ્રતિક્રિયા: કાર્બોક્સિલિક એસિડ કાર્બોનેટ અને હાઇડ્રોજન કાર્બોનેટના જલીય દ્રાવણ જેવા મંદ બેઝ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ વાયુ મુક્ત કરે છે.
$RCOOH + NaHCO_{3(aq)} \longrightarrow RCOO^- Na^+ + H_2O + CO_2 \uparrow$
$2 RCOOH + Na_2CO_3 \longrightarrow 2 RCOO^- Na^+ + H_2O + CO_2 \uparrow$

(N/A) આ સંયોજનોની એસિડિકતાનો ક્રમ આ મુજબ છે: $Carboxylic \ acid > Phenol > Alcohol$.
$1$. $Na$ ધાતુ: ત્રણેય સંયોજનોમાં એસિડિક હાઇડ્રોજન પરમાણુ ($-OH$ સમૂહ) હોય છે,તેથી તે બધા $Na$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $H_2$ વાયુ મુક્ત કરે છે.
$2$. $NaOH$: કાર્બોક્સિલિક એસિડ અને ફિનોલ પ્રબળ બેઇઝ $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને પાણીમાં દ્રાવ્ય ક્ષાર બનાવે છે. આલ્કોહોલ ખૂબ જ નિર્બળ એસિડ હોવાથી $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરતા નથી.
$3$. $NaHCO_3$: માત્ર કાર્બોક્સિલિક એસિડ જ નિર્બળ બેઇઝ $NaHCO_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $CO_2$ વાયુ મુક્ત કરવા માટે પૂરતા એસિડિક હોય છે. ફિનોલ અને આલ્કોહોલ $NaHCO_3$ નું વિઘટન કરવા માટે પૂરતા એસિડિક નથી.

(N/A) $(i)$ કાર્બોક્સિલિક એસિડ પાણીમાં વિયોજન પામીને સંસ્પદન-સ્થાયી કાર્બોક્સિલેટ આયનો અને હાઇડ્રોનિયમ આયનો આપે છે.
$RCOOH + H_{2}O \rightleftharpoons RCOO^{-} + H_{3}O^{+}$
આ કાર્બોક્સિલેટ આયન તેની સંસ્પદન સક્રિયતાને કારણે સ્થાયી છે.
$(ii)$ જો જલીય એસિડિક દ્રાવણ માટે સંતુલન અચળાંક $K_{eq}$ હોય,તો:
$K_{eq} = \frac{[H_{3}O^{+}][RCOO^{-}]}{[RCOOH][H_{2}O]}$
$\therefore K_{eq}[H_{2}O] = \frac{[H_{3}O^{+}][RCOO^{-}]}{[RCOOH]}$
$\therefore K_{a} = \frac{[H_{3}O^{+}][RCOO^{-}]}{[RCOOH]} \quad (\because K_{eq}[H_{2}O] = K_{a})$
જ્યાં,$K_{a}$ એ એસિડ માટેનો વિયોજન અચળાંક છે.
બંને બાજુ ઋણ લઘુગણક લેતા:
$-\log K_{a} = -\log \left( \frac{[H_{3}O^{+}][RCOO^{-}]}{[RCOOH]} \right)$
$\therefore pK_{a} = -\log K_{a}$
સંબંધ: $K_{a} \propto \text{એસિડિક પ્રબળતા}$ અને $pK_{a} \propto \frac{1}{\text{એસિડિક પ્રબળતા}}$. સુવિધા માટે,એસિડની પ્રબળતા સામાન્ય રીતે તેના $K_{a}$ મૂલ્યને બદલે તેના $pK_{a}$ મૂલ્ય દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.

(N/A) ખનિજ એસિડ એ કાર્બોક્સિલિક એસિડ કરતાં વધુ શક્તિશાળી હોય છે કારણ કે તેઓ પાણીમાં સંપૂર્ણપણે આયનીકરણ પામે છે.
કાર્બોક્સિલિક એસિડ એ ફિનોલ અને આલ્કોહોલ કરતાં વધુ શક્તિશાળી એસિડ છે કારણ કે કાર્બોક્સિલેટ આયન સંસ્પંદન દ્વારા સ્થિર થાય છે,જેમાં ઋણ વીજભાર બે વિદ્યુતઋણ ઓક્સિજન પરમાણુઓ પર વિસ્થાનિકૃત થાય છે.
ફિનોલ એ આલ્કોહોલ કરતાં વધુ એસિડિક છે કારણ કે ફિનોક્સાઇડ આયન બેન્ઝીન રિંગ સાથે સંસ્પંદન દ્વારા સ્થિર થાય છે.
આલ્કોહોલ આ બધામાં સૌથી ઓછા એસિડિક છે કારણ કે આલ્કોક્સાઇડ આયન સંસ્પંદન દ્વારા સ્થિર થતો નથી.
એસિડિક પ્રબળતાનો ક્રમ આ મુજબ છે: $\text{mineral acid} > \text{carboxylic acid} > \text{phenol} > \text{alcohol}$.

(N/A) કાર્બોક્સિલિક એસિડની એસિડિકતા કાર્બોક્સિલેટ આયનની રેઝોનન્સ સ્થિરતાને કારણે છે.
$(i)$ કાર્બોક્સિલિક એસિડ એસિડિક છે કારણ કે તેઓ પ્રોટોન દાન કરીને કાર્બોક્સિલેટ આયન $(RCOO^-)$ બનાવે છે.
$(a)$ કાર્બોક્સિલિક એસિડ અણુ $(RCOOH)$ માં,રેઝોનન્સમાં ચાર્જનું વિભાજન થાય છે,જે બંધારણોને ઓછી સ્થિરતા આપે છે.
$(b)$ કાર્બોક્સિલેટ આયન $(RCOO^-)$ માં,ઋણ વીજભાર બે સમાન રેઝોનન્સ બંધારણો દ્વારા બે વિદ્યુતઋણ ઓક્સિજન પરમાણુઓ પર વિસ્થાનિકૃત (delocalized) થાય છે. આ કાર્બોક્સિલેટ આયનને ખૂબ જ સ્થિર બનાવે છે.
$(c)$ સંયુગ્મી બેઝ (કાર્બોક્સિલેટ આયન) એસિડ કરતા વધુ સ્થિર હોવાથી,સંતુલન કાર્બોક્સિલેટ આયન તરફ ખસે છે,જે કાર્બોક્સિલિક એસિડને એસિડિક બનાવે છે.
$(ii)$ કાર્બોક્સિલિક એસિડ ફિનોલ કરતા વધુ એસિડિક છે કારણ કે:
$(a)$ કાર્બોક્સિલેટ આયનમાં,ઋણ વીજભાર બે સમાન વિદ્યુતઋણ ઓક્સિજન પરમાણુઓ પર વિસ્થાનિકૃત થાય છે. ફિનોક્સાઈડ આયન $(C_6H_5O^-)$ માં,ઋણ વીજભાર બેન્ઝીન રિંગના કાર્બન પરમાણુઓ પર વિસ્થાનિકૃત થાય છે,જે ઓક્સિજન કરતા ઓછા વિદ્યુતઋણ હોય છે. આમ,કાર્બોક્સિલેટ આયન ફિનોક્સાઈડ આયન કરતા વધુ સ્થિર છે,જે કાર્બોક્સિલિક એસિડને ફિનોલ કરતા વધુ મજબૂત એસિડ બનાવે છે.

(N/A) વિસ્થાપકો સંયુગ્મી બેઇઝની સ્થિરતાને અસર કરી શકે છે અને આમ,કાર્બોક્સિલિક એસિડની એસિડિકતાને પણ અસર કરે છે.
$(a)$ કાર્બોક્સિલિક એસિડની એસિડિકતા પર વિસ્થાપકોની અસર:
$(i)$ ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહો $(EWG)$ પ્રેરક અને/અથવા સંસ્પંદન અસરો દ્વારા ઋણ વીજભારના વિસ્થાનિકરણ દ્વારા સંયુગ્મી બેઇઝને સ્થિર કરીને કાર્બોક્સિલિક એસિડની એસિડિકતામાં વધારો કરે છે.
$(ii)$ એસિડિકતા વધવાના ક્રમમાં નીચેના સમૂહોની અસર આ મુજબ છે:
$Ph < I < Br < Cl < F < CN < NO_{2} < CF_{3}$
$(iii)$ આમ,નીચેના એસિડને એસિડિકતા ઘટતા ક્રમમાં ગોઠવવામાં આવ્યા છે ($pK_{a}$ મૂલ્યોના આધારે):
$CF_{3}COOH > CCl_{3}COOH > CHCl_{2}COOH > NO_{2}CH_{2}COOH > NC-CH_{2}COOH > FCH_{2}COOH > ClCH_{2}COOH > BrCH_{2}COOH > HCOOH > ClCH_{2}CH_{2}COOH > C_{6}H_{5}COOH > C_{6}H_{5}CH_{2}COOH > CH_{3}COOH > CH_{3}CH_{2}COOH$
$(iv)$ કાર્બોક્સિલિક એસિડ સાથે ફિનાઈલ અથવા વિનાઈલ જેવા સમૂહોનું સીધું જોડાણ,સંસ્પંદન અસરને કારણે અપેક્ષિત ઘટાડાથી વિપરીત,સંબંધિત કાર્બોક્સિલિક એસિડની એસિડિકતામાં વધારો કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે: $CH_{2}=CHCOOH$ એ $CH_{3}COOH$ કરતા વધુ એસિડિક છે.

(N/A) બેન્ઝોઇક એસિડની એસિડિક પ્રબળતા બેન્ઝીન વલય પર હાજર વિસ્થાપકો દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે:
$1$. ઇલેક્ટ્રોન વિથડ્રોઇંગ ગ્રુપ $(EWG)$: $-NO_{2}$,$-Cl$ જેવા સમૂહો ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક અસર ($-I$ અને/અથવા $-M$ અસર) દર્શાવે છે,જે ઋણભારને વિખેરીને કાર્બોક્સિલેટ આયનને સ્થિર કરે છે. આનાથી એસિડિક પ્રબળતા વધે છે. ઉદાહરણ તરીકે,એસિડિક પ્રબળતાનો ક્રમ: $p-nitrobenzoic \ acid > p-chlorobenzoic \ acid > benzoic \ acid$.
$2$. ઇલેક્ટ્રોન ડોનેટિંગ ગ્રુપ $(EDG)$: $-CH_{3}$,$-OH$,$-OCH_{3}$ જેવા સમૂહો ઇલેક્ટ્રોન દાતા અસર ($+I$ અને/અથવા $+M$ અસર) દર્શાવે છે,જે ઋણભારની તીવ્રતા વધારીને કાર્બોક્સિલેટ આયનને અસ્થિર કરે છે. આનાથી એસિડિક પ્રબળતા ઘટે છે. ઉદાહરણ તરીકે,એસિડિક પ્રબળતાનો ક્રમ: $benzoic \ acid > p-toluic \ acid > p-hydroxybenzoic \ acid$.

(N/A) એનહાઈડ્રાઈડનું નિર્માણ: કાર્બોક્સિલિક એસિડને $H_{2}SO_{4}$ જેવા ખનિજ એસિડ અથવા $P_{2}O_{5}$ સાથે ગરમ કરવાથી અનુરૂપ એનહાઈડ્રાઈડ મળે છે.
$(b)$ એસ્ટરીકરણ: કાર્બોક્સિલિક એસિડનું આલ્કોહોલ અથવા ફિનોલ સાથે સાંદ્ર $H_{2}SO_{4}$ અથવા $HCl$ વાયુ જેવા ઉદ્દીપકની હાજરીમાં એસ્ટરીકરણ થાય છે.
$RCOOH + R'OH \rightleftharpoons H^{+} \rightleftharpoons RCOOR' + H_{2}O$
આ પદ્ધતિમાં એસિડનો $C-OH$ બંધ અને આલ્કોહોલનો $O-H$ બંધ તૂટીને એસ્ટર બનાવે છે અને પાણીનો એક અણુ દૂર થાય છે.
$(c)$ એસિડ ક્લોરાઈડનું નિર્માણ: કાર્બોક્સિલિક એસિડના હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહ $(-OH)$ ને $PCl_{5}$,$PCl_{3}$ અથવા $SOCl_{2}$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્લોરિન પરમાણુ દ્વારા સરળતાથી બદલી શકાય છે.
$RCOOH + PCl_{5} \rightarrow RCOCl + POCl_{3} + HCl$
$3RCOOH + PCl_{3} \rightarrow 3RCOCl + H_{3}PO_{3}$
$RCOOH + SOCl_{2} \rightarrow RCOCl + SO_{2} + HCl$
$(d)$ એમાઈડનું નિર્માણ: કાર્બોક્સિલિક એસિડ એમોનિયા સાથે પ્રક્રિયા કરીને એમોનિયમ ક્ષાર આપે છે,જેને ઊંચા તાપમાને ગરમ કરવાથી એમાઈડ મળે છે.
$RCOOH + NH_{3}$ $\rightarrow RCOONH_{4}$ $\xrightarrow{\Delta} RCONH_{2} + H_{2}O$

(N/A) $(i)$ એસિટિક એસિડ એમોનિયા સાથે પ્રક્રિયા કરીને એમોનિયમ એસિટેટ બનાવે છે,જે ગરમ કરવાથી પાણી ગુમાવીને એસીટામાઇડ બનાવે છે:
$CH_3COOH + NH_3 \rightleftharpoons CH_3COO^-NH_4^+ \xrightarrow{\Delta, -H_2O} CH_3CONH_2$
$(ii)$ બેન્ઝોઇક એસિડ એમોનિયા સાથે પ્રક્રિયા કરીને એમોનિયમ બેન્ઝોએટ બનાવે છે,જે ગરમ કરવાથી પાણી ગુમાવીને બેન્ઝામાઇડ બનાવે છે:
$C_6H_5COOH + NH_3 \rightleftharpoons C_6H_5COO^-NH_4^+ \xrightarrow{\Delta, -H_2O} C_6H_5CONH_2$
$(iii)$ થેલિક એસિડ એમોનિયા સાથે પ્રક્રિયા કરીને એમોનિયમ થેલેટ બનાવે છે,જે ગરમ કરવાથી પાણી ગુમાવીને થેલેમાઇડ બનાવે છે,અને વધુ ગરમ કરવાથી તે એમોનિયા ગુમાવીને થેલીમાઇડ બનાવે છે:
$C_6H_4(COOH)_2 + 2NH_3 \rightleftharpoons C_6H_4(COO^-NH_4^+)_2$ $\xrightarrow{\Delta, -2H_2O} C_6H_4(CONH_2)_2$ $\xrightarrow{\Delta, -NH_3} C_6H_4(CO)_2NH$

(N/A) કાર્બોક્સિલિક એસિડનું આલ્કોહોલ સાથેનું એસ્ટરીકરણ એ ન્યુક્લિયોફિલિક એસિલ વિસ્થાપનનો એક પ્રકાર છે. આ પ્રક્રિયા નીચેના તબક્કાઓ દ્વારા થાય છે:
$(i)$ એસિડ ઉદ્દીપકના $H^{+}$ દ્વારા કાર્બોનિલ ઓક્સિજનનું પ્રોટોનેશન થઈને પ્રોટોનેટેડ કાર્બોક્સિલિક એસિડ $(X)$ બને છે.
$(ii)$ પ્રોટોનેટેડ કાર્બોનિલ સમૂહ આલ્કોહોલ $(R'-OH)$ ના ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલા માટે સક્રિય થાય છે,જે ટેટ્રાહેડ્રલ મધ્યવર્તી $(M)$ બનાવે છે.
$(iii)$ ટેટ્રાહેડ્રલ મધ્યવર્તી $(M)$ માં પ્રોટોન સ્થાનાંતર થાય છે,જે હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહને સારા લિવિંગ ગ્રુપ $-OH_2^{+}$ માં રૂપાંતરિત કરે છે,જેના પરિણામે મધ્યવર્તી $(Y)$ મળે છે.
$(iv)$ મધ્યવર્તી $(Y)$ પાણીનો અણુ દૂર કરીને પ્રોટોનેટેડ એસ્ટર $(Z)$ બનાવે છે.
$(v)$ અંતે,પ્રોટોનેટેડ એસ્ટર $(Z)$ એક પ્રોટોન ગુમાવીને અંતિમ એસ્ટર $(P)$ આપે છે.

(N/A) જે કાર્બોક્સિલિક એસિડમાં $\alpha$-હાઇડ્રોજન હોય છે,તેનું લાલ ફોસ્ફરસની હાજરીમાં ક્લોરિન અથવા બ્રોમિન સાથે પ્રક્રિયા કરાવતા $\alpha$-સ્થાન પર હેલોજન દાખલ થાય છે,જેને $\alpha$-હેલો-કાર્બોક્સિલિક એસિડ કહે છે. આ પ્રક્રિયાને 'હેલ-વોલહાર્ડ-ઝેલિન્સ્કી' પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$RCH_{2}COOH \xrightarrow[(ii)\ H_{2}O]{(i)\ X_{2}/\text{Red } P} RCH(X)COOH$
જ્યાં,$X = Cl, Br$.
આ હેલોજનેશન પ્રક્રિયા ત્યાં સુધી ચાલુ રહે છે જ્યાં સુધી $\alpha$-હાઇડ્રોજન ઉપલબ્ધ હોય.
ઉદાહરણ: ઇથેનોઇક એસિડનું ક્લોરિનેશન:
$CH_{3}COOH$ $\xrightarrow{Cl_{2}/\text{Red } P} CH_{2}ClCOOH$ $\xrightarrow{Cl_{2}/\text{Red } P} CHCl_{2}COOH$ $\xrightarrow{Cl_{2}/\text{Red } P} CCl_{3}COOH$
ઉપયોગો: આ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ એસિડના $\alpha$-સ્થાન પર $Cl$ અથવા $Br$ દાખલ કરીને ત્યારબાદ $-OH, -CN, -NH_{2}$ જેવા સમૂહો દાખલ કરવા માટે થાય છે.

(N/A) $1$. એરોમેટિક કાર્બોક્સિલિક એસિડ ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ આપે છે.
$2$. કાર્બોક્સિલ સમૂહ $(-COOH)$ એ નિષ્ક્રિયકારક અને મેટા-નિર્દેશક સમૂહ તરીકે વર્તે છે.
$3$. તેઓ ફ્રિડેલ-ક્રાફ્ટસ પ્રક્રિયા આપતા નથી કારણ કે કાર્બોક્સિલ સમૂહ પ્રબળ નિષ્ક્રિયકારક છે અને ઉદ્દીપક (લુઈસ એસિડ,$AlCl_3$) કાર્બોક્સિલ સમૂહ સાથે જોડાઈ જાય છે.
$4$. ઉદાહરણો:
$(i)$ બેન્ઝોઈક એસિડનું નાઈટ્રેશન: બેન્ઝોઈક એસિડ સાંદ્ર $HNO_3$ અને સાંદ્ર $H_2SO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $m$-નાઈટ્રોબેન્ઝોઈક એસિડ બનાવે છે.
(ii) બેન્ઝોઈક એસિડનું બ્રોમિનેશન: બેન્ઝોઈક એસિડ $FeBr_3$ ની હાજરીમાં $Br_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $m$-બ્રોમોબેન્ઝોઈક એસિડ બનાવે છે.
(iii) બેન્ઝોઈક એસિડનું સલ્ફોનેશન: બેન્ઝોઈક એસિડ $H_2SO_4$ ($SO_3$ ધરાવતું) સાથે પ્રક્રિયા કરીને $m$-સલ્ફોબેન્ઝોઈક એસિડ બનાવે છે.

(A) $(i) 2C_6H_5COOH + 2Na \rightarrow 2C_6H_5COO^-Na^+ + H_2 \uparrow$
$(ii) C_6H_5COOH + NaOH \rightarrow C_6H_5COO^-Na^+ + H_2O$
$(iii) C_6H_5COOH + NaHCO_3 \rightarrow C_6H_5COO^-Na^+ + H_2O + CO_2 \uparrow$
$(iv) 2C_6H_5COOH \xrightarrow{P_2O_5/\Delta} (C_6H_5CO)_2O + H_2O$
$(v) C_6H_5COOH + PCl_5 \rightarrow C_6H_5COCl + POCl_3 + HCl$
$(vi) 3C_6H_5COOH + PCl_3 \rightarrow 3C_6H_5COCl + H_3PO_3$
$(vii) C_6H_5COOH + SOCl_2 \rightarrow C_6H_5COCl + SO_2 + HCl$
$(viii) C_6H_5COOH + NH_3 \rightarrow C_6H_5COONH_4 \xrightarrow{\Delta, -H_2O} C_6H_5CONH_2$
$(ix) C_6H_5COOH \xrightarrow{LiAlH_4/\text{ether}} C_6H_5CH_2OH$
$(x) C_6H_5COOH + NaOH/CaO \xrightarrow{\Delta} C_6H_6 + Na_2CO_3$
$(xi) C_6H_5COOH \xrightarrow{\text{conc. } HNO_3/H_2SO_4, \Delta} m\text{-$\text{નાઈટ્રોબેન્ઝોઈક એસિડ}$}$
$(xii) C_6H_5COOH \xrightarrow{Br_2/FeBr_3} m\text{-$\text{બ્રોમોબેન્ઝોઈક એસિડ}$}$
$(xiii) C_6H_5COOH \xrightarrow{\text{Oleum}, \Delta} m\text{-$\text{સલ્ફોબેન્ઝોઈક એસિડ}$}$

(N/A) $(i)$ $C_2H_4O_2$ આણ્વીય સૂત્ર ધરાવતું સંયોજન જે સોડિયમ કાર્બોનેટ ઉમેરતા $CO_2$ વાયુના પરપોટા આપે છે,તેમાં $-COOH$ સમૂહ હોવો જોઈએ. તેથી,સંયોજન $(A)$ એ $CH_3COOH$ (એસેટિક એસિડ) છે.
$(ii)$ સંયોજન $(P)$ એ એસિડનું સોડિયમ ક્ષાર છે,જે $CH_3COONa$ (સોડિયમ ઇથેનોએટ) છે. જ્યારે $(P)$ ને સોડાલાઈમ $(NaOH + CaO)$ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે ડિકાર્બોક્સિલેશન પ્રક્રિયા દ્વારા $CH_4$ વાયુ આપે છે. તેથી,$(Q) = CH_4$ (મિથેન વાયુ).
પ્રતિક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$CH_3COOH + Na_2CO_3 \rightarrow CH_3COONa + CO_2 + H_2O$
$(A) \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad (P)$
$CH_3COONa + NaOH \xrightarrow{\Delta, CaO} CH_4 + Na_2CO_3$
$(P) \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad (Q)$

(N/A) એસિડિક પ્રબળતાનો ઉતરતો ક્રમ: $FCH_{2}COOH > ClCH_{2}COOH > C_{6}H_{5}CH_{2}COOH > CH_{3}COOH > CH_{3}CH_{2}OH$.
કારણ:
$1$. કાર્બોક્સિલિક એસિડની એસિડિકતા કાર્બોક્સિલેટ આયન (સંયુગ્મી બેઝ) ની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$2$. $F$ અને $Cl$ જેવા ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહો ઇન્ડક્ટિવ અસર ($-I$ અસર) દ્વારા કાર્બોક્સિલેટ આયનને સ્થિર કરે છે,જેથી એસિડિકતા વધે છે. $F$ એ $Cl$ કરતા વધુ વિદ્યુતઋણ હોવાથી,$FCH_{2}COOH$ એ $ClCH_{2}COOH$ કરતા વધુ એસિડિક છે.
$3$. $C_{6}H_{5}CH_{2}COOH$ એ $CH_{3}COOH$ કરતા વધુ એસિડિક છે કારણ કે ફિનાઇલ સમૂહ નિર્બળ ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક ઇન્ડક્ટિવ અસર દર્શાવે છે.
$4$. $CH_{3}COOH$ એ $CH_{3}CH_{2}OH$ કરતા વધુ એસિડિક છે કારણ કે કાર્બોક્સિલેટ આયન સંસ્પંદન દ્વારા સ્થિર થાય છે,જ્યારે ઇથોક્સાઇડ આયન થતું નથી. આલ્કોહોલ એ કાર્બોક્સિલિક એસિડ કરતા ઘણા નિર્બળ એસિડ છે.

(A) એસિડિક પ્રબળતાનો ઉતરતો ક્રમ આ મુજબ છે: $NO_2CH_2COOH > FCH_2COOH > C_6H_5COOH$.
સમજૂતી: કાર્બોક્સિલિક એસિડની એસિડિકતા પ્રોટોન ગુમાવ્યા પછી બનતા કાર્બોક્સિલેટ આયન (સંયુગ્મી બેઇઝ) ની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે. ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહો $(EWG)$ પ્રેરક અસર ($-I$ અસર) દ્વારા ઋણ વીજભારનું વિસ્થાપન કરીને કાર્બોક્સિલેટ આયનને સ્થિર કરે છે. $-I$ અસરની પ્રબળતાનો ક્રમ આ મુજબ છે: $-NO_2 > -F$. નાઈટ્રો સમૂહ $(-NO_2)$ એ ફ્લોરિન પરમાણુ $(-F)$ કરતા વધુ શક્તિશાળી ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહ છે,તેથી $NO_2CH_2COOH$ સૌથી વધુ એસિડિક છે. $C_6H_5COOH$ (બેન્ઝોઇક એસિડ) આમાં સૌથી ઓછો એસિડિક છે કારણ કે આલ્ફા-કાર્બન સાથે જોડાયેલા $-F$ અને $-NO_2$ સમૂહોની પ્રેરક અસરની તુલનામાં ફિનાઇલ સમૂહ ઓછો ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક છે.

(N/A) કાર્બોક્સિલિક એસિડમાં કાર્બોનિલ કાર્બન આલ્ડિહાઇડ અને કીટોન કરતા ઓછો ઇલેક્ટ્રોફિલિક હોય છે. આ $-OH$ સમૂહની રેઝોનન્સ અસરને કારણે છે,જ્યાં ઓક્સિજન પરમાણુ પરના ઇલેક્ટ્રોનની અબંધકારક જોડી કાર્બોનિલ સમૂહમાં વિસ્થાપિત થાય છે.
નીચે દર્શાવ્યા મુજબની આ રેઝોનન્સ રચના કાર્બોનિલ કાર્બન પરના આંશિક ધન વીજભારને ઘટાડે છે:
$-C(=O)-OH \leftrightarrow -C(-O^-)=O^+-H$
કાર્બોનિલ કાર્બનની ઇલેક્ટ્રોફિલીસીટી નોંધપાત્ર રીતે ઘટી જતી હોવાથી,તે સરળતાથી ન્યુક્લિયોફિલિક યોગશીલ પ્રતિક્રિયાઓ આપતા નથી.

(A) $1$. $CH_3-Br$ ની શુષ્ક ઈથરની હાજરીમાં $Mg$ સાથેની પ્રક્રિયાથી ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક,મિથાઈલ મેગ્નેશિયમ બ્રોમાઈડ બને છે,જે $[A] = CH_3MgBr$ છે.
$2$. મિથાઈલ મેગ્નેશિયમ બ્રોમાઈડની $CO_2$ સાથેની પ્રક્રિયા અને ત્યારબાદ જળવિભાજનથી ઈથેનોઈક એસિડ મળે છે,જે $[B] = CH_3COOH$ છે.
$3$. એસિડ ઉદ્દીપક $(H^+)$ ની હાજરીમાં ઈથેનોઈક એસિડનું મિથેનોલ $(CH_3OH)$ સાથે એસ્ટરીકરણ કરવાથી મિથાઈલ ઈથેનોએટ મળે છે,જે $[C] = CH_3COOCH_3$ છે.
તેથી,સાચી ઓળખ $A = CH_3MgBr, B = CH_3COOH, C = CH_3COOCH_3$ છે.

(A) કોઈપણ સંયોજનની એસિડિકતા તેના સંયુગ્મી બેઝ (conjugate base) ની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$1$. કાર્બોક્સિલિક એસિડ $(R-COOH)$ પ્રોટોન ગુમાવીને કાર્બોક્સિલેટ આયન $(R-COO^-)$ બનાવે છે. આ આયન બે સમાન સંસ્પંદન બંધારણો દ્વારા સ્થિર થાય છે જ્યાં ઋણ વીજભાર બે અત્યંત વિદ્યુતઋણ ઓક્સિજન પરમાણુઓ પર વિસ્તરેલો હોય છે.
$2$. ફિનોલ $(C_6H_5OH)$ પ્રોટોન ગુમાવીને ફિનોક્સાઇડ આયન $(C_6H_5O^-)$ બનાવે છે. જોકે ફિનોક્સાઇડ આયન સંસ્પંદન દ્વારા સ્થિર થાય છે,પરંતુ ઋણ વીજભાર બેન્ઝીન વલયના ઓછા વિદ્યુતઋણ કાર્બન પરમાણુઓ પર વિસ્તરે છે,જે તેને કાર્બોક્સિલેટ આયન કરતા ઓછું સ્થિર બનાવે છે.
$3$. આલ્કોહોલ $(R-OH)$ પ્રોટોન ગુમાવ્યા પછી આલ્કોક્સાઇડ આયન $(R-O^-)$ બનાવે છે. આ આયનોમાં કોઈ સંસ્પંદન સ્થિરતા હોતી નથી,જે તેમને સૌથી ઓછા સ્થિર અને તેથી સૌથી ઓછા એસિડિક બનાવે છે.
તેથી,ફિનોક્સાઇડ અને આલ્કોક્સાઇડ આયનોની તુલનામાં કાર્બોક્સિલેટ આયનની વધુ સ્થિરતાને કારણે,કાર્બોક્સિલિક એસિડ વધુ એસિડિક છે.

સાબુ એ લાંબી શૃંખલા ધરાવતા ફેટી એસિડ્સ જેવા કે પામિટિક એસિડ $(C_{15}H_{31}COOH)$,સ્ટિઅરિક એસિડ $(C_{17}H_{35}COOH)$ અને ઓલિક એસિડ $(C_{17}H_{33}COOH)$ ના સોડિયમ અથવા પોટેશિયમ ક્ષાર છે.
આ ફેટી એસિડ્સના પોટેશિયમ ક્ષારને મૃદુ સાબુ (soft soap) કહેવામાં આવે છે. તે પાણીમાં વધુ દ્રાવ્ય હોય છે અને તેનો ઉપયોગ શેવિંગ ક્રીમ અને શેમ્પૂમાં થાય છે.
પોટેશિયમ સ્ટિઅરેટ (મૃદુ સાબુ) બનાવવાની પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$(C_{17}H_{35}COO)_3C_3H_5 + 3KOH \rightarrow 3C_{17}H_{35}COOK + C_3H_5(OH)_3$
(સ્ટિઅરિક એસિડનો ગ્લિસરાઈલ એસ્ટર + પોટેશિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડ $\rightarrow$ પોટેશિયમ સ્ટિઅરેટ + ગ્લિસરોલ)

(N/A) $C_6H_5COOH + NaOH \xrightarrow{CaO, \Delta} C_6H_6 + Na_2CO_3$
બેન્ઝોઈક એસિડને સોડા લાઈમ $(NaOH + CaO)$ સાથે ગરમ કરવાથી ડિકાર્બોક્સિલેશન થાય છે,જેના પરિણામે બેન્ઝીન અને સોડિયમ કાર્બોનેટ બને છે.

(A) કાર્બોક્સિલિક એસિડની એસિડિક પ્રબળતા આલ્ફા-કાર્બન સાથે જોડાયેલા વિસ્થાપકોની ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક અસર પર આધાર રાખે છે. ક્લોરિન પરમાણુઓની હાજરી ઇન્ડક્ટિવ અસર ($-I$ અસર) દ્વારા કાર્બોક્સિલેટ આયનને સ્થિર કરીને એસિડિટી વધારે છે. જેમ ક્લોરિન પરમાણુઓની સંખ્યા વધે છે,તેમ $-I$ અસર વધે છે,જેનાથી એસિડિક પ્રબળતા વધે છે. સાચો ક્રમ: $CH_{3}COOH < CH_{2}ClCOOH < CHCl_{2}COOH < CCl_{3}COOH$ છે.

(D) એ $o$-હાઇડ્રોક્સીબેન્ઝોઇક એસિડ (સેલિસિલિક એસિડ) છે,જે આંતર-અણુ $H$-બંધન દર્શાવે છે.
$(B)$ એ $p$-હાઇડ્રોક્સીબેન્ઝોઇક એસિડ છે,જે આંતર-આણ્વીય $H$-બંધન દર્શાવે છે.
$(a)$ આંતર-આણ્વીય $H$-બંધનને કારણે,$(B)$ ના અણુઓ લેટીસ રચના બનાવવા માટે જોડાય છે,જે તેને $(A)$ કરતા વધુ સ્ફટિકમય બનાવે છે,જે આંતર-અણુ $H$-બંધનને કારણે અલગ અણુઓ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. આમ,$(a)$ સાચું છે.
$(b)$ $(B)$ માં આંતર-આણ્વીય $H$-બંધન વધુ આણ્વીય જોડાણ તરફ દોરી જાય છે,જેને તોડવા માટે વધુ ઉર્જાની જરૂર પડે છે,તેથી $(B)$ નું ઉત્કલનબિંદુ $(A)$ કરતા વધારે હોય છે. આમ,$(b)$ સાચું છે.
$(c)$ $(B)$ તેના ક્રિયાશીલ સમૂહોની ઉપલબ્ધતાને કારણે $(A)$ ની તુલનામાં પાણીના અણુઓ સાથે વધુ વ્યાપક $H$-બંધન બનાવી શકે છે,જે તેને પાણીમાં વધુ દ્રાવ્ય બનાવે છે. આમ,$(c)$ સાચું છે.
તેથી,ત્રણેય વિધાનો સાચા છે.

(D) હાઇડ્રોજન પરમાણુની એસિડિકતા પ્રોટોન દૂર થયા પછી બનતા સંયુગ્મી બેઇઝની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
ટ્રાયમિથાઇલ મિથેનટ્રાયકાર્બોક્સિલેટમાં,મધ્યવર્તી કાર્બન ત્રણ ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક એસ્ટર સમૂહો $(-COOCH_3)$ સાથે જોડાયેલ છે.
આ સમૂહો પ્રબળ પ્રેરક $(-I)$ અને સંસ્પંદન $(-R)$ અસરો દ્વારા પરિણામી કાર્બેનાયનને સ્થિર કરે છે.
આવા ત્રણ સમૂહો હોવાથી,કાર્બેનાયન પરનો ઋણ વીજભાર ખૂબ જ વિસ્થાનિકૃત થાય છે,જેના કારણે અન્ય વિકલ્પોની તુલનામાં આ હાઇડ્રોજન પરમાણુ વધુ એસિડિક બને છે.

(D) $\alpha$-હાઇડ્રોજનની એસિડિકતા પરિણામી કાર્બેનાયનની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે. કાર્બેનાયન જેટલો વધુ સ્થિર,તેટલો $\alpha$-હાઇડ્રોજન વધુ એસિડિક.
$(B)$ $Ph-CO-CH_2-CO-Ph$ સૌથી વધુ એસિડિક છે કારણ કે કાર્બેનાયન બે કાર્બોનિલ જૂથો અને બે ફિનાઇલ વલયો સાથેના સંસ્પંદન દ્વારા સ્થિર થાય છે.
$(A)$ $CH_3-CO-CH_3$ (એસીટોન) માં કાર્બેનાયન એક કાર્બોનિલ જૂથ દ્વારા સ્થિર થાય છે.
$(C)$ $CH_3-CO-OCH_3$ (મિથાઈલ એસીટેટ) માં કાર્બેનાયન $(A)$ કરતા ઓછો સ્થિર છે કારણ કે ઓક્સિજન પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનું કાર્બોનિલ જૂથ સાથે ક્રોસ-કોન્જુગેશન થાય છે,જે કાર્બોનિલની ઇલેક્ટ્રોન ખેંચવાની અસર ઘટાડે છે.
$(D)$ $CH_3-CO-N(CH_3)_2$ ($N$,$N$-ડાયમિથાઈલએસીટામાઈડ) સૌથી ઓછો એસિડિક છે કારણ કે નાઇટ્રોજનનું અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ કાર્બોનિલ જૂથ સાથે મજબૂત સંસ્પંદન (ક્રોસ-કોન્જુગેશન) માં ભાગ લે છે,જે કાર્બોનિલ કાર્બનને ઓછો ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક બનાવે છે.
તેથી,એસિડિકતાનો વધતો ક્રમ $(D) < (C) < (A) < (B)$ છે.

(B) જલીય બેઇઝમાં આલ્કોહોલના વ્યુત્પન્નોની સ્થિરતા તેમના જળવિભાજન (hydrolysis) પામવાની ક્ષમતા પર આધાર રાખે છે.
$RO-CO-CH_3$ બંધારણ ધરાવતા એસ્ટર જલીય બેઇઝમાં બેઇઝ-ઉદ્દીપિત જળવિભાજન (saponification) પામે છે.
આ પ્રક્રિયામાં $OH^-$ આયન એસ્ટરના કાર્બોનિલ કાર્બન પર ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલો કરે છે,ત્યારબાદ આલ્કોક્સાઇડ આયન $(RO^-)$ દૂર થાય છે,જે ઉત્પન્ન થયેલા કાર્બોક્સિલિક એસિડમાંથી પ્રોટોન મેળવીને આલ્કોહોલ અને કાર્બોક્સિલેટ આયન બનાવે છે.
ઇથર $(RO-CH_2-C_6H_5)$ અને એસિટલ/કીટલ $(RO-C_5H_9O)$ જેવા અન્ય વ્યુત્પન્નો સામાન્ય રીતે બેઝિક માધ્યમમાં સ્થાયી હોય છે.

(A) થેલિક એસિડ $(C_6H_4(COOH)_2)$ ને ગરમ કરવાથી પાણીનો અણુ દૂર થાય છે અને થેલિક એનહાઇડ્રાઇડ બને છે. એમોનિયા સાથે વધુ ગરમ કરવાથી તે થેલીમાઇડ બનાવે છે,જે એક એસિડ ઇમાઇડ છે.

(A) ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપનની સરળતા લિવિંગ ગ્રુપ (leaving group) ના સ્વભાવ પર આધાર રાખે છે. જ્યારે સંયોજનમાં સમૂહની દૂર થવાની વૃત્તિ (leaving tendency) વધારે હોય,ત્યારે તે સંયોજન ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રત્યે વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે.
ન્યુક્લિયોફિલિક એસિલ વિસ્થાપન બે તબક્કામાં પૂર્ણ થાય છે.
દૂર થવાની વૃત્તિનો ક્રમ $Cl^{-} > RCOO^{-} > RO^{-} > NH_{2}^{-}$ છે અને તેથી,એસિલ સંયોજનની પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ નીચે મુજબ છે:
$RCOCl$ (એસિલ ક્લોરાઇડ) $ > (RCO)_2O$ (એસિડ એનહાઇડ્રાઇડ) $ > RCOOR$ (એસ્ટર) $ > RCONH_2$ (એમાઇડ).

(A) $3-$વિનાઇલબેન્ઝાલ્ડિહાઇડનું $3-(2-$બ્રોમોઇથાઇલ$)$બેન્ઝોઇક એસિડમાં રૂપાંતરણ બે મુખ્ય તબક્કામાં થાય છે:
$1$. આયોડોફોર્મ કસોટીના પ્રક્રિયકો $(I_2/NaOH)$ નો ઉપયોગ કરીને આલ્ડિહાઇડ ગ્રુપ $(-CHO)$ નું કાર્બોક્સિલિક એસિડ ગ્રુપ $(-COOH)$ માં ઓક્સિડેશન કરવામાં આવે છે,જે આલ્કીન ગ્રુપને અસર કરતું નથી.
$2$. વિનાઇલ ગ્રુપ $(-CH=CH_2)$ પર $HBr/R_2O_2$ (પેરોક્સાઇડ અસર) નો ઉપયોગ કરીને એન્ટિ-માર્કોવનીકોવ ઉમેરણ દ્વારા $2-$બ્રોમોઇથાઇલ ગ્રુપ મેળવવામાં આવે છે.
આમ,યોગ્ય પ્રક્રિયકોનો ક્રમ $I_2/NaOH$ અને ત્યારબાદ $HBr/R_2O_2$ છે.