Properties of Carboxylic Acids and Their Derivatives Questions in Gujarati

(B) ન્યુક્લિયોફિલિક એસિલ સબસ્ટિટ્યુશન પ્રત્યે કાર્બોક્સિલિક એસિડ ડેરિવેટિવ્ઝની પ્રતિક્રિયાશીલતા એસિલ કાર્બન સાથે જોડાયેલા ગ્રુપની લિવિંગ ગ્રુપ ક્ષમતા પર આધાર રાખે છે. લિવિંગ ગ્રુપ જેટલું સારું,ડેરિવેટિવ તેટલું વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ. લિવિંગ ગ્રુપ ક્ષમતાનો ક્રમ $Cl^- > RCOO^- > RO^- > NH_2^-$ છે. તેથી,પ્રતિક્રિયાશીલતાનો ક્રમ $R-CO-Cl > R-CO-O-CO-R > R-CO-OR > R-CONH_2$ છે.

(B) કાર્બોક્સિલિક એસિડની એસિડિક પ્રબળતા પ્રોટોન ગુમાવ્યા પછી બનતા કાર્બોક્સિલેટ આયનની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક સમૂહો (જેમ કે $-Cl$) ઇન્ડક્ટિવ ઇફેક્ટ ($-I$ અસર) દ્વારા ઋણ વીજભારને સ્થિર કરીને એસિડિકતા વધારે છે.
ઇલેક્ટ્રોન-દાતા આલ્કાઇલ સમૂહો (જેમ કે $-CH_3$,$-C_2H_5$) $+I$ અસર દ્વારા ઋણ વીજભારને અસ્થિર કરીને એસિડિકતા ઘટાડે છે.
સંયોજનોની સરખામણી કરતા:
$1$. $CH_2ClCOOH$: $-Cl$ પરમાણુ પ્રબળ $-I$ અસર ધરાવે છે,તેથી તે સૌથી વધુ એસિડિક છે.
$2$. $HCOOH$: તેમાં કોઈ આલ્કાઇલ સમૂહ નથી,તેથી તે અન્ય કરતા વધુ એસિડિક છે.
$3$. $CH_3COOH$: મિથાઈલ સમૂહ $(-CH_3)$ $+I$ અસર ધરાવે છે,જે ઇથાઇલ સમૂહ કરતા નબળી છે.
$4$. $C_2H_5COOH$: ઇથાઇલ સમૂહ $(-C_2H_5)$ મિથાઈલ સમૂહ કરતા પ્રબળ $+I$ અસર ધરાવે છે,તેથી તે સૌથી ઓછું એસિડિક છે.
આમ,સાચો ક્રમ $CH_2ClCOOH > HCOOH > CH_3COOH > C_2H_5COOH$ છે.

(B) સાબુનીકરણ એ એસ્ટરનું આલ્કલાઇન જળવિભાજન છે. ઇથાઇલ બેન્ઝોએટ $(C_6H_5COOC_2H_5)$ ની કોસ્ટિક સોડા $(NaOH)$ સાથેની પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$C_6H_5COOC_2H_5 + NaOH \xrightarrow{\Delta} C_6H_5COONa + C_2H_5OH$
અહીં,ઇથાઇલ બેન્ઝોએટ સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ બેન્ઝોએટ $(C_6H_5COONa)$ અને ઇથેનોલ $(C_2H_5OH)$ બનાવે છે.

(B) દ્વિતીયક આલ્કોહોલનું કીટોનમાં ઓક્સિડેશન એ એક પ્રમાણિત પ્રક્રિયા છે. $CH_3-CH(OH)-COOH$ (લેક્ટિક એસિડ) એ કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહ ધરાવતો દ્વિતીયક આલ્કોહોલ છે.
આલ્કલાઇન $KMnO_4$ સાથે ઓક્સિડેશન કરવાથી,દ્વિતીયક આલ્કોહોલિક સમૂહ $(-CH(OH)-)$ નું કીટોન સમૂહ $(-CO-)$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે.
$CH_3-CH(OH)-COOH + [O] \xrightarrow{KMnO_4} CH_3-CO-COOH + H_2O$.
બનતી નીપજ $CH_3-CO-COOH$ છે,જેને પાયરુવિક એસિડ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(D) કાર્બોક્સિલિક એસિડ $(RCOOH)$ નું પ્રાથમિક આલ્કોહોલ $(RCH_2OH)$ માં રિડક્શન કરવા માટે પ્રબળ રિડક્શનકર્તાની જરૂર પડે છે.
$LiAlH_4$ (લિથિયમ એલ્યુમિનિયમ હાઈડ્રાઈડ) એ એક શક્તિશાળી રિડક્શનકર્તા છે જે કાર્બોક્સિલિક એસિડનું સીધું પ્રાથમિક આલ્કોહોલમાં રિડક્શન કરી શકે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(D)$ છે.

(D) કાર્બોક્સિલિક એસિડની તટસ્થ $FeCl_3$ દ્રાવણ સાથેની પ્રક્રિયા એ કાર્બોક્સિલ સમૂહની હાજરી માટેની લાક્ષણિક કસોટી છે.
એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ તટસ્થ $FeCl_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ફેરિક એસિટેટનો ઘેરો લાલ રંગનો સંકીર્ણ બનાવે છે,જે $[Fe(OH)_2(CH_3COO)]_n$ અથવા $[Fe(CH_3COO)_3]$ છે.
અન્ય સંયોજનો જેવા કે એસિટોન $(CH_3COCH_3)$,ડાયમિથાઈલ ઈથર $(CH_3OCH_3)$,અને ઈથેનોલ $(CH_3CH_2OH)$ તટસ્થ $FeCl_3$ સાથે આ વિશિષ્ટ લાલ રંગ આપતા નથી.

(D) એસ્ટર $(C_6H_5-COOCH_3)$ ની $LiAlH_4$ જેવા પ્રબળ રિડક્શનકર્તા સાથેની પ્રક્રિયા અને ત્યારબાદ જળવિભાજન કરવાથી એસ્ટર સમૂહનું પ્રાથમિક આલ્કોહોલમાં રિડક્શન થાય છે અને આલ્કોક્સી ભાગમાંથી અનુરૂપ આલ્કોહોલ મુક્ત થાય છે.
$C_6H_5-COOCH_3 + 4[H] \xrightarrow{LiAlH_4} C_6H_5-CH_2OH + CH_3OH$
આમ,નીપજો બેન્ઝાઈલ આલ્કોહોલ $(C_6H_5-CH_2-OH)$ અને મિથેનોલ $(CH_3-OH)$ છે.

(D) એસિડ અને આલ્કોહોલ વચ્ચેની એસિડ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં થતી પ્રક્રિયાને એસ્ટરીકરણ કહેવામાં આવે છે.
સામાન્ય પ્રક્રિયા: $RCOOH + R^{\prime}OH \xrightarrow{H^+} RCOOR^{\prime} + H_2O$.
મળતી નીપજ એસ્ટર છે.

(B) $LiAlH_4$ એ એક પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે જે એસિડ ક્લોરાઈડનું સીધું જ પ્રાથમિક આલ્કોહોલમાં રિડક્શન કરે છે.
$CH_3COCl \xrightarrow{LiAlH_4} CH_3CH_2OH + HCl$
તેથી,મળતી નીપજ ઈથાઈલ આલ્કોહોલ છે.

(D) કાર્બોક્સિલિક એસિડ અને આલ્કોહોલમાંથી એસ્ટરની બનાવટને ફિશર એસ્ટરિફિકેશન કહેવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયા પ્રતિવર્તી છે અને તેને $RCOOH + R'OH \rightleftharpoons RCOOR' + H_2O$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
સંતુલનને આગળની દિશામાં ખસેડવા અને એસ્ટરનું ઉત્પાદન વધારવા માટે,ઉત્પન્ન થયેલ પાણીને દૂર કરવા માટે નિર્જલીકરણ એજન્ટનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં સાંદ્ર $H_2SO_4$ ઉદ્દીપક અને નિર્જલીકરણ એજન્ટ બંને તરીકે કાર્ય કરે છે.

(D) એસ્ટરીકરણ પ્રક્રિયામાં,કાર્બોક્સિલિક એસિડ $(RCOOH)$ એ એસિડ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં આલ્કોહોલ $(R'OH)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને એસ્ટર $(RCOOR')$ અને પાણી $(H_2O)$ બનાવે છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,કાર્બોક્સિલિક એસિડનો $OH^{-}$ સમૂહ આલ્કોહોલમાંથી મળતા $OR'$ (આલ્કોક્સી) સમૂહ દ્વારા બદલાય છે.

(B) ઓછા મોલર દળ ધરાવતા કાર્બોક્સિલિક એસિડ ($4$ કાર્બન અણુઓ સુધી) પાણીમાં મુક્તપણે દ્રાવ્ય હોય છે.
આ દ્રાવ્યતા એસિડના કાર્બોક્સિલ સમૂહ અને પાણીના અણુઓ વચ્ચે આંતરઆણ્વીય $Hydrogen$ બંધના નિર્માણને કારણે છે.
આ આંતરક્રિયાઓ એસિડના અણુઓને પાણીના દ્રાવકમાં સમાનરૂપે વિખેરવાની મંજૂરી આપે છે.

(A) એસીટામાઇડ $(CH_3CONH_2)$ $P_2O_5$ ની હાજરીમાં નિર્જલીકરણ પામીને મિથાઈલ સાયનાઈડ $(CH_3CN)$ બનાવે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$CH_3CONH_2 \xrightarrow{P_2O_5} CH_3C \equiv N + H_2O$
આમ,સાચી નીપજ મિથાઈલ સાયનાઈડ છે.

(A) . જે કાર્બોક્સિલિક એસિડમાં $\alpha$-હાઇડ્રોજન હોય,તેની લાલ ફોસ્ફરસની હાજરીમાં $Cl_2$ અથવા $Br_2$ સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા $\alpha$-હેલો કાર્બોક્સિલિક એસિડ મળે છે,જેને હેલ-વોલહાર્ડ-ઝેલિન્સ્કી પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે.

(A) બેન્ઝોઇક એસિડમાં રહેલ $-COOH$ સમૂહ એ નિષ્ક્રિય કરનાર અને મેટા-નિર્દેશક સમૂહ છે.
તેથી,નાઇટ્રેશન જેવી ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન,આવતો ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી $(NO_2^+)$ મેટા-સ્થાન પર હુમલો કરે છે.
આમ,મુખ્ય નીપજ તરીકે $3-$નાઇટ્રોબેન્ઝોઇક એસિડ (જેને $m-$નાઇટ્રોબેન્ઝોઇક એસિડ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) મળે છે.

(A) કાર્બોક્સિલિક એસિડનું પ્રાથમિક આલ્કોહોલમાં રિડક્શન કરવા માટે પ્રબળ રિડક્શનકર્તાની જરૂર પડે છે.
$LiAlH_4$ (લિથિયમ એલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રાઇડ) એક શક્તિશાળી રિડક્શનકર્તા છે જે ઈથેનોઈક એસિડ $(CH_3COOH)$ નું ઈથેનોલ $(CH_3CH_2OH)$ માં રિડક્શન કરી શકે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$CH_3COOH + 4[H] \xrightarrow{LiAlH_4} CH_3CH_2OH + H_2O$

(A) વિસ્થાપિત બેન્ઝોઈક એસિડની એસિડિક પ્રબળતા તેના પર રહેલા વિસ્થાપકોની ઈલેક્ટ્રોનિક અસરો દ્વારા નક્કી થાય છે.
$1$. $-NO_2$ સમૂહ એ પ્રબળ ઈલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહ ($-I$ અને $-M$ અસરો) છે,જે કાર્બોક્સિલેટ આયનને સ્થાયી કરીને બેન્ઝોઈક એસિડની એસિડિકતા વધારે છે.
$2$. $o-$નાઈટ્રોબેન્ઝોઈક એસિડ 'ઓર્થો-ઈફેક્ટ' દર્શાવે છે,જે તેની એસિડિકતાને મેટા અને પેરા સમઘટકોની સરખામણીમાં નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે.
$3$. આપેલા વિકલ્પોમાં,$-I$ અસર અને ઓર્થો-ઈફેક્ટની સંયુક્ત અસરને કારણે $o-$નાઈટ્રોબેન્ઝોઈક એસિડ સૌથી વધુ એસિડિક છે.
$4$. $p-$નાઈટ્રોફિનોલ એ ફિનોલ છે,જે કાર્બોક્સિલિક એસિડ કરતા નોંધપાત્ર રીતે ઓછો એસિડિક છે.
તેથી,એસિડિકતાનો સાચો ક્રમ $o-$નાઈટ્રોબેન્ઝોઈક એસિડ > $p-$નાઈટ્રોબેન્ઝોઈક એસિડ > $m-$નાઈટ્રોબેન્ઝોઈક એસિડ > $p-$નાઈટ્રોફિનોલ છે.

(A) બેન્ઝોઇક એસિડ $(C_6H_5COOH)$ ની ફોસ્ફરસ પેન્ટાક્લોરાઈડ $(PCl_5)$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ન્યુક્લિયોફિલિક એસિલ સબસ્ટિટ્યુશન પ્રક્રિયા છે.
કાર્બોક્સિલિક એસિડનો હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહ $(-OH)$ ક્લોરિન પરમાણુ $(-Cl)$ દ્વારા બદલાય છે,જેના પરિણામે બેન્ઝોઈલ ક્લોરાઈડ $(C_6H_5COCl)$ બને છે.
પ્રક્રિયા: $C_6H_5COOH + PCl_5 \rightarrow C_6H_5COCl + POCl_3 + HCl$.

(C) ઓક્ઝેલિક એસિડ $(HOOC-COOH)$ સાંદ્ર $H_2SO_4$ ની હાજરીમાં નિર્જલીકરણ (dehydration) પામે છે,જે નિર્જલીકરણ કરતા એજન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે.
આ પ્રક્રિયામાં કાર્બન મોનોક્સાઈડ $(CO)$,કાર્બન ડાયોક્સાઈડ $(CO_2)$ અને પાણી $(H_2O)$ નું મિશ્રણ ઉત્પન્ન થાય છે.
રાસાયણિક સમીકરણ: $HOOC-COOH \xrightarrow{conc. H_2SO_4, \Delta} CO + CO_2 + H_2O$

(A) સેલિસિલિક એસિડ ($2$-હાઈડ્રોક્સીબેન્ઝોઈક એસિડ) એ બેન્ઝોઈક એસિડ કરતા વધુ એસિડિક છે.
આ મુખ્યત્વે ઓર્થો-હાઈડ્રોક્સી ગ્રુપ અને કાર્બોક્સિલેટ ગ્રુપ વચ્ચેના આંતર-આણ્વીય હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા સંયુગ્મી બેઝ (સેલિસિલેટ આયન) ની સ્થિરતાને કારણે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(D) એસીટામાઈડ $(CH_3CONH_2)$ એ એમ્ફોટેરિક સંયોજન છે કારણ કે તે નિર્બળ એસિડ અને નિર્બળ બેઝ બંને તરીકે વર્તી શકે છે.
$1$. બેઝ તરીકે: તે $HCl$ જેવા પ્રબળ એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્ષાર બનાવે છે: $CH_3CONH_2 + HCl \to CH_3CONH_3^+ Cl^-$.
$2$. એસિડ તરીકે: તે પ્રબળ બેઝ અથવા $HgO$ જેવા ધાતુના ઓક્સાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ધાતુના વ્યુત્પન્ન બનાવે છે: $2CH_3CONH_2 + HgO \to (CH_3CONH)_2Hg + H_2O$.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(D) બેન્ઝોઇક એસિડમાં રહેલ $-COOH$ સમૂહ એ નિષ્ક્રિય કરનાર સમૂહ છે અને તે ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રતિક્રિયાઓ માટે મેટા-નિર્દેશક છે.
તેથી,જ્યારે બેન્ઝોઇક એસિડ $FeCl_3$ જેવા લુઈસ એસિડ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં $Cl_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે ક્લોરિન પરમાણુ મેટા-સ્થાન પર વિસ્થાપિત થાય છે,જેના પરિણામે $m-$ક્લોરોબેન્ઝોઇક એસિડ બને છે.

(B) કાર્બોક્સિલિક એસિડની એસિડિકતા તેના સંયુગ્મી બેઝ (કાર્બોક્સિલેટ આયન) ની સ્થિરતા દ્વારા નક્કી થાય છે. ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક સમૂહો (EWGs) ઇન્ડક્ટિવ ઇફેક્ટ ($-I$ અસર) દ્વારા કાર્બોક્સિલેટ આયનને સ્થિર કરે છે,જેથી એસિડિકતા વધે છે.
$1$. $CH_3COOH$: કોઈ $EWG$ નથી,સૌથી ઓછું એસિડિક.
$2$. $CH_2ClCOOH$: એક $Cl$ પરમાણુ ધરાવે છે ($-I$ અસર).
$3$. $CH_2FCOOH$: એક $F$ પરમાણુ ધરાવે છે ($Cl$ કરતા વધુ મજબૂત $-I$ અસર).
$4$. $CCl_3COOH$: ત્રણ $Cl$ પરમાણુઓ ધરાવે છે,જે સૌથી મજબૂત $-I$ અસર આપે છે,તેથી તે સૌથી વધુ એસિડિક છે.
આમ,વધતી જતી એસિડિક પ્રબળતાનો સાચો ક્રમ છે: $CH_3COOH < CH_2ClCOOH < CH_2FCOOH < CCl_3COOH$.

(A) કાર્બોક્સિલિક એસિડની એસિડિકતા આલ્ફા-કાર્બન સાથે જોડાયેલા વિસ્થાપકોની પ્રેરક અસર (inductive effect) દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે.
$Cl$ જેવા ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક સમૂહો $-I$ અસર દ્વારા કાર્બોક્સિલેટ આયનને સ્થિર કરીને એસિડિકતામાં વધારો કરે છે.
જેમ ક્લોરિન પરમાણુઓની સંખ્યા વધે છે,તેમ $-I$ અસર વધે છે,જેનાથી એસિડિક પ્રબળતા વધે છે.
એસિડિક પ્રબળતાનો ક્રમ: $CH_3COOH < ClCH_2COOH < Cl_2CHCOOH < Cl_3CCOOH$ છે.
તેથી,$CH_3COOH$ સૌથી નિર્બળ એસિડ છે.

(B) કાર્બોક્સિલિક એસિડની એસિડિકતા વિસ્થાપિત જૂથોની ઇલેક્ટ્રોનિક અસરો પર આધાર રાખે છે.
$1$. $-NO_2$ જૂથ એ પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક જૂથ ($-I$ અને $-M$ અસરો) છે,જે $PhCOOH$ $(A)$ ની તુલનામાં બેન્ઝોઇક એસિડની એસિડિકતા વધારે છે.
$2$. ઓર્થો અસરને કારણે,નાઇટ્રોબેન્ઝોઇક એસિડમાં ઓર્થો-વિસ્થાપિત આઇસોમર $(B)$ સૌથી વધુ એસિડિક છે.
$3$. મેટા અને પેરા આઇસોમર માટે,પેરા સ્થાન પર $-NO_2$ જૂથ $-I$ અને $-M$ બંને અસરો દર્શાવે છે,જ્યારે મેટા સ્થાન પર $(D)$,તે ફક્ત $-I$ અસર દર્શાવે છે. પેરા સ્થાન પર $-M$ અસર વધુ પ્રબળ હોવાથી,$p-NO_2C_6H_4COOH$ એ $m-NO_2C_6H_4COOH$ કરતા વધુ એસિડિક છે.
$4$. તેથી,એસિડિકતાનો સાચો ક્રમ: $B > C > D > A$ છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(D) આ પ્રક્રિયાને ટ્રાન્સએસ્ટરીફિકેશન અથવા આલ્કોહોલિસિસ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,એસિડ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં એસ્ટરનો આલ્કોક્સી સમૂહ આલ્કોહોલના આલ્કોક્સી સમૂહ દ્વારા બદલાય છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે: $RCOOR' + R''OH \overset{H^{\oplus}}{\longleftrightarrow} RCOOR'' + R'OH$.
તેથી,મળતી નીપજ $RCOOR''$ છે.

(B) $RCOOH + PCl_5 \to RCOCl + POCl_3 + HCl$
$RCOCl + KCN \to RCOCN + KCl$
$RCOCN + 2H_2O \xrightarrow{H^+} RCOCOOH + NH_3$
$RCOCOOH \xrightarrow{Zn(Hg)/HCl} RCH_2COOH$
અંતિમ નીપજ $RCH_2COOH$ મળે છે.

(B) $PCl_5$,$SOCl_2$,અને $PCl_3$ એ કાર્બોક્સિલિક એસિડને એસિડ ક્લોરાઇડ $(RCOCl)$ માં રૂપાંતરિત કરવા માટે વપરાતા પ્રમાણભૂત ક્લોરિનેટિંગ એજન્ટો છે.
$CH_3COOH + PCl_5 \to CH_3COCl + POCl_3 + HCl$
$CH_3COOH + SOCl_2 \to CH_3COCl + SO_2 + HCl$
$3CH_3COOH + PCl_3 \to 3CH_3COCl + H_3PO_3$
જોકે,લાલ ફોસ્ફરસની હાજરીમાં $Cl_2$ (ક્લોરિન વાયુ) (હેલ-વોલહાર્ડ-ઝેલિન્સ્કી પ્રક્રિયા) કાર્બોક્સિલિક એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $\alpha$-હાઇડ્રોજન પરમાણુનું વિસ્થાપન કરે છે,જેના પરિણામે $\alpha$-ક્લોરો કાર્બોક્સિલિક એસિડ મળે છે,એસિડ ક્લોરાઇડ નહીં.
$CH_3COOH + Cl_2 \xrightarrow{\text{Red } P} CH_2ClCOOH + HCl$

(A) આ પ્રક્રિયામાં એસ્ટરનું આલ્કલાઇન જળવિભાજન (સેપોનિફિકેશન) અને ત્યારબાદ એસિડિકરણ થાય છે.
$C_6H_5COOC_2H_5 + KOH \text{ (alc)} \to C_6H_5COOK + C_2H_5OH$
$HCl$ ઉમેરતા,એસિડનો પોટેશિયમ ક્ષાર અનુરૂપ કાર્બોક્સિલિક એસિડમાં રૂપાંતરિત થાય છે:
$C_6H_5COOK + HCl \to C_6H_5COOH (\text{સફેદ ઘન}) + KCl$
$C_6H_5COOH$ (બેન્ઝોઇક એસિડ) એક સફેદ ઘન પદાર્થ છે જે એસિડિકરણ પર અવક્ષેપિત થાય છે,તેથી શરૂઆતનું સંયોજન ઇથાઇલ બેન્ઝોએટ છે.

(C) આલ્કોહોલ અને કાર્બોક્સિલિક એસિડની $PCl_5$ (ફોસ્ફરસ પેન્ટાક્લોરાઇડ) સાથેની પ્રક્રિયામાં હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ $(-OH)$ અથવા કાર્બોક્સિલ સમૂહ $(-COOH)$ નું ક્લોરિન પરમાણુ $(-Cl)$ દ્વારા વિસ્થાપન થાય છે.
આલ્કોહોલ માટે: $R-OH + PCl_5 \to R-Cl + POCl_3 + HCl$
કાર્બોક્સિલિક એસિડ માટે: $R-COOH + PCl_5 \to R-COCl + POCl_3 + HCl$
તેથી,સાચો પ્રક્રિયક ફોસ્ફરસ પેન્ટાક્લોરાઇડ છે.

(D) $Benedict's$ દ્રાવણ એ એક મંદ ઓક્સિડેશનકર્તા છે જે આલ્ડિહાઈડ અને $\alpha$-હાઈડ્રોક્સી કીટોન (જેમ કે ગ્લુકોઝ) સાથે પ્રક્રિયા કરીને $Cu_2O$ ના લાલ અવક્ષેપ બનાવે છે.
એસીટિક એનહાઈડ્રાઈડ એ કાર્બોક્સિલિક એસિડનું વ્યુત્પન્ન છે અને તેમાં મુક્ત આલ્ડિહાઈડ સમૂહ હોતો નથી,તેથી તે $Benedict's$ દ્રાવણનું રિડક્શન કરતું નથી.

(A) જ્યારે એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ ફોસ્ફરસ પેન્ટાક્લોરાઈડ $(PCl_5)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે કાર્બોક્સિલિક એસિડનો હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહ $(-OH)$ ક્લોરિન પરમાણુ દ્વારા વિસ્થાપિત થાય છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$CH_3COOH + PCl_5 \to CH_3COCl + POCl_3 + HCl$
ઉત્પન્ન થતી નીપજો એસિટાઈલ ક્લોરાઈડ $(CH_3COCl)$,ફોસ્ફોરાઈલ ક્લોરાઈડ $(POCl_3)$ અને હાઈડ્રોજન ક્લોરાઈડ $(HCl)$ છે.

(B) $CH_3COOC_2H_5$ એ $C_2H_5MgBr$ ના બે તુલ્યાંક સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
પ્રથમ તુલ્યાંક એસ્ટરને કીટોન $(CH_3COCH_2CH_3)$ માં રૂપાંતરિત કરે છે.
બીજો તુલ્યાંક કીટોન સાથે પ્રક્રિયા કરીને તૃતીયક આલ્કોહોલ,$3-methylpentan-3-ol$ બનાવે છે.
પ્રક્રિયા: $CH_3COOC_2H_5 + 2C_2H_5MgBr \xrightarrow{H_2O} CH_3-C(OH)(C_2H_5)_2 + C_2H_5OH$.

(A) વિનેગર એ એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ નું $6 - 10 \%$ જલીય દ્રાવણ છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) બધા એસ્ટર્સ સુખદ ફળ જેવી સુગંધ ધરાવતા પ્રવાહી છે. તેમાંથી ઘણાનો ઉપયોગ અત્તર બનાવવામાં થાય છે,ઉદાહરણ તરીકે,બેન્ઝાઈલ એસિટેટ.

(B) જ્યારે $2-$હાઈડ્રોક્સીબેન્ઝોઈક એસિડ (સેલિસિલિક એસિડ) ને ઝિંક ડસ્ટ સાથે નિસ્યંદિત કરવામાં આવે છે,ત્યારે રિડક્શન દ્વારા ફિનોલિક $-OH$ સમૂહ દૂર થાય છે,જેના પરિણામે બેન્ઝોઈક એસિડ $(C_6H_5COOH)$ બને છે.

(C) પગલું $I$: ઇથાઇલ એસિટેટ $(CH_3CO_2C_2H_5)$ સોડિયમ ઇથોક્સાઇડ $(NaOC_2H_5)$ ની હાજરીમાં ક્લેસેન કન્ડેન્સેશન પ્રક્રિયા દ્વારા ઇથાઇલ એસીટોએસીટેટ $(CH_3COCH_2COOC_2H_5)$ બનાવે છે,જે સંયોજન $A$ છે.
પગલું $II$: ઇથાઇલ એસીટોએસીટેટને એસિડની હાજરીમાં ગરમ કરતા,તે ડિકાર્બોક્સિલેશન અને નિર્જલીકરણ/પુનઃરચના પામીને આકૃતિમાં દર્શાવેલ ચક્રીય સંયોજન બનાવે છે.

(B) $pK_a$ મૂલ્ય એ એસિડ વિયોજન અચળાંક $(K_a)$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે,એટલે કે $pK_a = -\log(K_a)$.
તેથી,જે એસિડનું $K_a$ મૂલ્ય સૌથી વધુ હશે તેનું $pK_a$ મૂલ્ય સૌથી ઓછું હશે.
આપેલા કાર્બોક્સિલિક એસિડમાં,ફોર્મિક એસિડ $(HCOOH)$ સૌથી પ્રબળ એસિડ છે કારણ કે કાર્બોક્સિલ જૂથ સાથે જોડાયેલ હાઇડ્રોજન પરમાણુ કોઈ ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ઇન્ડક્ટિવ અસર ($+I$ અસર) દર્શાવતું નથી,જ્યારે અન્ય વિકલ્પોમાં રહેલા આલ્કાઇલ જૂથો ($CH_3-$,$CH_3CH_2-$,$(CH_3)_2CH-$) $+I$ અસર દર્શાવે છે,જે કાર્બોક્સિલેટ આયનને અસ્થિર બનાવે છે અને એસિડિટી ઘટાડે છે.
આમ,$HCOOH$ નું $K_a$ સૌથી વધુ અને $pK_a$ મૂલ્ય સૌથી ઓછું છે.

(C) કાર્બોક્સિલિક એસિડની સોડા લાઈમ $(NaOH + CaO)$ સાથેની પ્રક્રિયાને ડીકાર્બોક્સિલેશન કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,કાર્બોક્સિલિક એસિડ એક $CO_2$ અણુ ગુમાવીને મૂળ એસિડ કરતા એક કાર્બન પરમાણુ ઓછો ધરાવતો આલ્કેન બનાવે છે.
ઈથેન ($C_2H_6$,જેમાં $2$ કાર્બન પરમાણુઓ છે) મેળવવા માટે,શરૂઆતનો કાર્બોક્સિલિક એસિડ $3$ કાર્બન પરમાણુઓ ધરાવતો હોવો જોઈએ.
તેથી,$X$ એ પ્રોપેનોઈક એસિડ $(C_2H_5COOH)$ છે.
પ્રક્રિયા: $C_2H_5COOH + NaOH \xrightarrow{CaO} C_2H_6 + Na_2CO_3$.

(A) એસિડ વ્યુત્પન્નોનું જળવિભાજન એસિલ ગ્રુપ $(RCO-)$ સાથે જોડાયેલા ગ્રુપની લિવિંગ ગ્રુપ ક્ષમતા પર આધાર રાખે છે.
લિવિંગ ગ્રુપ ક્ષમતાનો ક્રમ આ મુજબ છે: $Cl^- > RCOO^- > RO^- > NH_2^-$.
તેથી,ન્યુક્લિયોફિલિક એસિલ સબસ્ટિટ્યુશન (જળવિભાજન) પ્રત્યેની પ્રતિક્રિયાશીલતાનો ક્રમ:
$RCOCl > (RCO)_2O > RCOOR > RCONH_2$.
આમ,સાચો ક્રમ $I > IV > II > III$ છે.

(D) કાર્બોક્સિલિક એસિડને ફોસ્ફરસ પેન્ટોક્સાઇડ $(P_2O_5)$ જેવા પ્રબળ નિર્જલીકરણ કારક સાથે ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે તે નિર્જલીકરણ પામીને એસિડ એનહાઇડ્રાઇડ બનાવે છે.
$2R-COOH \xrightarrow{P_2O_5, \Delta} (RCO)_2O + H_2O$

(D) પ્રોટોનની એસિડિકતા પ્રોટોન દૂર થયા પછી બનતા સંયુગ્મી બેઝ (conjugate base) ની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$(CH_3CO)_3CH$ માં,મધ્યસ્થ કાર્બન ત્રણ ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક એસિટાઇલ જૂથો $(-COCH_3)$ સાથે જોડાયેલ છે.
પ્રોટોન દૂર થવાથી બનતો કાર્બેનાયન ત્રણ કાર્બોનિલ જૂથો દ્વારા રેઝોનન્સ દ્વારા સ્થિર થાય છે,જે તેને આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી વધુ સ્થિર સંયુગ્મી બેઝ બનાવે છે.
તેથી,$(CH_3CO)_3CH$ પાસે સૌથી વધુ એસિડિક પ્રોટોન છે.

(D) $(d)$ કાર્બોક્સિલિક એસિડ એ ફિનોલ અને આલ્કોહોલ કરતા વધુ એસિડિક છે કારણ કે કાર્બોક્સિલેટ આયન, જે કાર્બોક્સિલિક એસિડનો સંયુગ્મી બેઝ છે, તે રેઝોનન્સ દ્વારા સ્થિર થાય છે. કાર્બોક્સિલેટ આયનમાં, ઋણ વીજભાર બે ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવ ઓક્સિજન અણુઓ પર વિસ્થાનિકૃત થાય છે, જે તેને ફિનોક્સાઇડ અથવા આલ્કોક્સાઇડ આયનો કરતા વધુ સ્થિર બનાવે છે.

(D) પ્રોપિયોનિક એસિડ અને સોડિયમ બાયકાર્બોનેટ વચ્ચેની પ્રક્રિયા એ એસિડ-બેઝ પ્રક્રિયા છે:
$CH_3CH_2COOH_{(aq)} + NaHCO_{3(aq)} \to CH_3CH_2COONa_{(aq)} + H_2O_{(l)} + CO_{2(g)}$
આ પ્રક્રિયામાં,કાર્બોક્સિલિક એસિડ $(R-COOH)$ પ્રોટોન દાતા તરીકે કાર્ય કરે છે અને બાયકાર્બોનેટ આયન $(HCO_3^-)$ બેઝ તરીકે કાર્ય કરે છે.
$HCO_3^-$ આયન પ્રોટોન સ્વીકારીને કાર્બોનિક એસિડ $(H_2CO_3)$ બનાવે છે,જે પછી $H_2O$ અને $CO_2$ માં વિઘટિત થાય છે.
તેથી,મુક્ત થતા $CO_2$ વાયુમાં કાર્બન પરમાણુ બાયકાર્બોનેટ આયન $(NaHCO_3)$ માંથી આવે છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $(D)$ છે.

(B) ઉત્કલનબિંદુ સંયોજનોમાં હાજર આંતરઆણ્વીય બળો પર આધાર રાખે છે.
$CH_3CH_2CH_2COOH$ $(3)$ માં કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહ હોય છે,જે મજબૂત આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ બનાવે છે,જે ઘણીવાર ડાયમર તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે,જેના પરિણામે સૌથી વધુ ઉત્કલનબિંદુ મળે છે.
$CH_3CH_2CH_2CH_2OH$ $(1)$ માં હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ હોય છે,જે આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ પણ બનાવે છે,પરંતુ તે સામાન્ય રીતે કાર્બોક્સિલિક એસિડ કરતા નબળા હોય છે.
$CH_3CH_2CH_2CHO$ $(2)$ માં આલ્ડિહાઇડ સમૂહ હોય છે,જે ધ્રુવીય છે પરંતુ આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ બનાવી શકતું નથી,જેના પરિણામે ત્રણેયમાં સૌથી ઓછું ઉત્કલનબિંદુ મળે છે.
તેથી,ઉત્કલનબિંદુનો સાચો ક્રમ $3 > 1 > 2$ છે.

(D) આયોડોફોર્મ કસોટી એવા સંયોજનો દ્વારા આપવામાં આવે છે જેમાં મિથાઈલ કીટોન સમૂહ $(CH_3-CO-)$ અથવા મિથાઈલ કાર્બિનોલ સમૂહ $(CH_3-CH(OH)-)$ હોય છે.
$1.$ એસીટોન $(CH_3-CO-CH_3)$ અને ઈથાઈલ આલ્કોહોલ $(CH_3-CH_2-OH)$ બંને ધન આયોડોફોર્મ કસોટી આપે છે.
$2.$ એસીટીક એસિડ $(CH_3-COOH)$ આયોડોફોર્મ કસોટી આપતું નથી કારણ કે કાર્બોનિલ કાર્બન સાથે જોડાયેલ હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહ પ્રક્રિયાને અટકાવે છે.

(B) જ્યારે એસીટામાઇડ $(CH_3CONH_2)$ ને $P_2O_5$ જેવા નિર્જલીકરણ કરતા પદાર્થની હાજરીમાં ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેનું નિર્જલીકરણ થઈને એસીટોનાઇટ્રાઇલ $(CH_3CN)$ બને છે.
પ્રક્રિયા: $CH_3CONH_2 \xrightarrow{P_2O_5} CH_3-C\equiv N + H_2O$
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(A) સંયોજન $(CH_3)_2NCOCH_3$ એ $N,N$-ડાયમિથાઈલએસીટમાઈડ છે,જે એક એમાઈડ છે.
એમાઈડનું એસિડ-ઉદ્દીપકીય જળવિભાજન (એસિડ સાથે રિફ્લક્સિંગ) $C-N$ બંધ તોડે છે અને કાર્બોક્સિલિક એસિડ તથા એમાઈન (અથવા તેના ક્ષાર) આપે છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $(CH_3)_2NCOCH_3 + H_2O \xrightarrow{H^+} (CH_3)_2NH + CH_3COOH$.
આમ,નીપજો ડાયમિથાઈલએમાઈન $(CH_3)_2NH$ અને એસિટિક એસિડ $CH_3COOH$ છે.

(D) જ્યારે બેન્ઝેમાઈડ $(C_6H_5CONH_2)$ ની પ્રક્રિયા ફોસ્ફરસ ઓક્સિક્લોરાઈડ $(POCl_3)$ જેવા નિર્જલીકરણ કરતા પદાર્થ સાથે કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેનું નિર્જલીકરણ થઈને બેન્ઝોનાઈટ્રાઈલ $(C_6H_5CN)$ મળે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$C_6H_5CONH_2 \xrightarrow{POCl_3, \Delta} C_6H_5CN + H_2O$
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(D)$ છે.

(C) $Methyl \ salicylate$ (મિથાઇલ સેલિસિલેટ) સામાન્ય રીતે વિન્ટરગ્રીન તેલ તરીકે ઓળખાય છે.
તેનો ઉપયોગ દવા તરીકે થાય છે,ખાસ કરીને પીડા રાહત માટેની મલમમાં તેના એનાલજેસિક અને બળતરા વિરોધી ગુણધર્મોને કારણે.