Properties of Carboxylic Acids and Their Derivatives Questions in Hindi

(A) एसिड उत्प्रेरक की उपस्थिति में सैलिसिलिक एसिड की एसिटिक एनहाइड्राइड के साथ अभिक्रिया को एसिटिलेशन कहा जाता है।
यह अभिक्रिया सैलिसिलिक एसिड के फेनोलिक $-OH$ समूह को एसिटिल समूह में परिवर्तित कर देती है,जिसके परिणामस्वरूप एसिटाइलसैलिसिलिक एसिड बनता है,जिसे सामान्यतः $Aspirin$ के रूप में जाना जाता है।
रासायनिक समीकरण इस प्रकार है:
$C_6H_4(OH)COOH + (CH_3CO)_2O \rightarrow C_6H_4(OCOCH_3)COOH + CH_3COOH$
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(B) $pK_a$ का मान अम्ल की प्रबलता के व्युत्क्रमानुपाती होता है। उच्च $pK_a$ मान एक दुर्बल अम्ल को दर्शाता है।
दिए गए अम्लों की तुलना करने पर:
$FCH_2COOH$ सबसे प्रबल है क्योंकि $F$ का $-I$ प्रभाव सबसे अधिक होता है।
$ClCH_2COOH$ इसके बाद आता है क्योंकि $Cl$ का $-I$ प्रभाव होता है।
$HCOOH$,$CH_3COOH$ से अधिक प्रबल है क्योंकि $CH_3COOH$ में $CH_3$ समूह $+I$ प्रभाव डालता है,जो कार्बोक्सिलेट आयन को अस्थिर करता है।
अतः,$CH_3COOH$ दिए गए विकल्पों में सबसे दुर्बल अम्ल है और इसका $pK_a$ मान सबसे अधिक है।

(A) एसिटामाइड $(CH_3CONH_2)$ की नाइट्रस अम्ल $(HNO_2)$ के साथ अभिक्रिया करने पर एसिटिक अम्ल,नाइट्रोजन गैस और जल प्राप्त होता है।
रासायनिक समीकरण: $CH_3CONH_2 + HNO_2 \rightarrow CH_3COOH + N_2 + H_2O$.

(A) कार्बोक्सिलिक एसिड $(RCOOH)$ और एरोमैटिक एमाइन ($H_2N\phi$,जहाँ $\phi = C_6H_5$) के बीच की अभिक्रिया एक एसाइलेशन अभिक्रिया है।
बनने वाला उत्पाद एक एमाइड है,विशेष रूप से एक $N$-प्रतिस्थापित एमाइड जिसे एनीलाइड के रूप में जाना जाता है।
सामान्य संरचना $RCONH\phi$ एक एनीलाइड को दर्शाती है।

(C) एसिड क्लोराइड और एमाइन के बीच की अभिक्रिया एक एसाइलेशन अभिक्रिया है।
$N, N$-डाइमिथाइलएसीटामाइड की संरचना $CH_3CON(CH_3)_2$ है।
यह यौगिक एसिटाइल क्लोराइड $(CH_3COCl)$ की डाइमिथाइलएमाइन $((CH_3)_2NH)$ के साथ अभिक्रिया से बनता है।
अभिक्रिया: $CH_3COCl + (CH_3)_2NH \rightarrow CH_3CON(CH_3)_2 + HCl$.

(C) इस अभिक्रिया में $PCl_5$ का उपयोग करके एमाइड $({C_6}{H_5}CONH_2)$ का नाइट्राइल $({C_6}{H_5}CN)$ में रूपांतरण होता है।
यहाँ $PCl_5$ एक डिहाइड्रेटिंग एजेंट के रूप में कार्य करता है,जो एमाइड समूह $(-CONH_2)$ से पानी का एक अणु $(H_2O)$ हटाकर नाइट्राइल समूह $(-CN)$ बनाता है।
चूंकि पानी का अणु हटाया जाता है,इसलिए इस प्रक्रिया को डिहाइड्रेशन कहा जाता है।

(A) $2, 4, 6-$ ट्राइनाइट्रोबेन्जोइक एसिड का डिकार्बोक्सिलेशन करने पर गर्म करने पर $-COOH$ समूह $CO_2$ के रूप में बाहर निकल जाता है।
अभिक्रिया: $C_6H_2(NO_2)_3COOH \xrightarrow{\Delta} C_6H_3(NO_2)_3 + CO_2$.
प्राप्त उत्पाद $2, 4, 6-$ ट्राइनाइट्रोटोल्यूइन $(TNT)$ है,जो एक प्रसिद्ध विस्फोटक है।

(B) जब एसिटामाइड $(CH_3CONH_2)$ को फास्फोरस पेंटोक्साइड $(P_2O_5)$ के साथ गर्म किया जाता है,तो यह निर्जलीकरण (dehydration) के माध्यम से एसिटोनाइट्राइल $(CH_3CN)$ बनाता है।
$CH_3CONH_2 \xrightarrow{P_2O_5, \Delta} CH_3CN + H_2O$

(C) जब एक एस्टर $(RCOOR')$ ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $(R''MgX)$ के आधिक्य के साथ प्रतिक्रिया करता है,तो यह पहले एक कीटोन बनाता है,जो फिर तृतीयक अल्कोहल बनाने के लिए ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक के एक और अणु के साथ प्रतिक्रिया करता है।
एथिल एस्टर $(RCOOCH_2CH_3)$ के लिए,अतिरिक्त $CH_3MgBr$ के साथ प्रतिक्रिया इस प्रकार है:
$1. RCOOCH_2CH_3 + CH_3MgBr \rightarrow RCOCH_3 + CH_3CH_2OMgBr$
$2. RCOCH_3 + CH_3MgBr \rightarrow R-C(OH)(CH_3)_2$
यदि एस्टर एथिल प्रोपियोनेट $(CH_3CH_2COOCH_2CH_3)$ है,तो:
$CH_3CH_2COOCH_2CH_3 + 2CH_3MgBr \rightarrow CH_3CH_2-C(OH)(CH_3)_2 + CH_3CH_2OMgBr$
उत्पाद $2$-मेथिलब्यूटेन-$2$-ऑल है।
दिए गए विकल्पों में से,विकल्प $C$ $2$-मेथिलब्यूटेन-$2$-ऑल को दर्शाता है।

(D) अभिक्रिया का क्रम इस प्रकार है:
$1$. $CH_3Cl + KCN \rightarrow CH_3CN (A) + KCl$ (नाभिकरागी प्रतिस्थापन)
$2$. $CH_3CN + H_3O^+ \rightarrow CH_3COOH (B)$ (नाइट्राइल का अम्लीय जलअपघटन)
$3$. $CH_3COOH + NH_3 \rightarrow CH_3COONH_4 (C)$ (अमोनियम एसीटेट लवण का निर्माण)
$4$. $CH_3COONH_4 \xrightarrow{\Delta} CH_3CONH_2 (D) + H_2O$ (एसिटामाइड बनाने के लिए निर्जलीकरण)
अतः,अंतिम उत्पाद $D$,$CH_3CONH_2$ है।

(A) बेंजोइक एसिड में $-COOH$ समूह इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रियाओं के लिए $meta$-निर्देशकारी समूह है।
इसलिए,सांद्र $HNO_3$ और सांद्र $H_2SO_4$ के मिश्रण का उपयोग करके बेंजोइक एसिड का नाइट्रीकरण करने पर मुख्य उत्पाद के रूप में $3$-नाइट्रोबेंजोइक एसिड प्राप्त होता है।

(A) इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन में,आने वाले समूह का अभिविन्यास बेंजीन वलय पर पहले से मौजूद प्रतिस्थापी की प्रकृति पर निर्भर करता है।
जो समूह प्रेरक प्रभाव या अनुनाद प्रभाव द्वारा इलेक्ट्रॉन आकर्षित करते हैं (निष्क्रिय करने वाले समूह),वे मेटा-निर्देशक होते हैं।
दिए गए विकल्पों में से,$-COOH$ बेंजीन वलय से जुड़े कार्बोनिल समूह की उपस्थिति के कारण एक इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह है,जो इसे मेटा-निर्देशक बनाता है।
$-Cl$ अनुनाद प्रभाव के कारण ऑर्थो/पैरा-निर्देशक है।
$-NH_2$ और $-CH_3$ अपनी इलेक्ट्रॉन-दाता प्रकृति के कारण ऑर्थो/पैरा-निर्देशक हैं।
अतः,सही उत्तर $-COOH$ है।

(B) उच्च तापमान पर एथिल एसीटेट $(CH_3COOCH_2CH_3)$ का पायरोलिसिस एक चक्रीय संक्रमण अवस्था के माध्यम से 'syn-elimination' अभिक्रिया द्वारा होता है।
इस प्रक्रिया में एथीन $(CH_2 = CH_2)$ और एसिटिक एसिड $(CH_3COOH)$ प्राप्त होते हैं।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$CH_3COOCH_2CH_3 \xrightarrow{\Delta} CH_2 = CH_2 + CH_3COOH$.

(D) कार्बनिक यौगिकों की अम्लता उनके संयुग्मी क्षार (conjugate base) की स्थिरता पर निर्भर करती है।
$1$. $PhSO_3H$ (बेंजीन सल्फोनिक एसिड) एक प्रबल अम्ल है क्योंकि संयुग्मी क्षार पर ऋणात्मक आवेश तीन ऑक्सीजन परमाणुओं पर विस्थानीकृत (delocalized) होता है।
$2$. $PhCO_2H$ (बेंजोइक एसिड) एक कार्बोक्सिलिक एसिड है,जो कार्बोक्सिलेट आयन की अनुनाद स्थिरता के कारण फिनोल से अधिक अम्लीय है।
$3$. $PhOH$ (फिनोल) अम्लीय है क्योंकि फिनोक्साइड आयन बेंजीन वलय द्वारा अनुनाद-स्थिर होता है।
$4$. $PhCH_2OH$ (बेंजाइल अल्कोहल) सबसे कम अम्लीय है क्योंकि एल्कोक्साइड आयन पर ऋणात्मक आवेश अनुनाद द्वारा स्थिर नहीं होता है।
अतः,घटती अम्लता का सही क्रम $PhSO_3H > PhCO_2H > PhOH > PhCH_2OH$ है।

(A) कार्बोक्सिलिक एसिड की अम्लीय शक्ति उसके संयुग्मी बेस (कार्बोक्सिलेट आयन) की स्थिरता पर निर्भर करती है। इलेक्ट्रॉन-विथड्रॉइंग ग्रुप $(EWG)$ ऋणात्मक आवेश को स्थिर करके अम्लता बढ़ाते हैं,जबकि इलेक्ट्रॉन-डोनेटिंग ग्रुप $(EDG)$ इसे अस्थिर करके अम्लता कम करते हैं।
$I. CH_3CO_2H$: संदर्भ यौगिक।
$II. MeOCH_2CO_2H$: इसमें $-OCH_3$ समूह है,जो इंडक्टिव इफेक्ट ($-I$ प्रभाव) के कारण $EWG$ है,इसलिए यह $I$ से अधिक अम्लीय है।
$III. CF_3CO_2H$: इसमें तीन फ्लोरीन परमाणु हैं,जो प्रबल इलेक्ट्रॉन-विथड्रॉइंग ($-I$ प्रभाव) हैं,इसलिए यह सबसे अधिक अम्लीय है।
$IV. (CH_3)_2CHCO_2H$: इसमें दो मिथाइल समूह हैं,जो इलेक्ट्रॉन-डोनेटिंग ($+I$ प्रभाव) हैं,इसलिए यह $I$ से कम अम्लीय है।
प्रभावों की तुलना करने पर: अम्लता का क्रम $IV < I < II < III$ है।

(A) कार्बोक्सिलिक अम्लों की अम्लता उनके संयुग्मी क्षार (कार्बोक्सिलेट आयन) के स्थायित्व द्वारा निर्धारित होती है।
$-Cl$ जैसे इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह $(EWG)$ प्रेरणिक प्रभाव ($-I$ प्रभाव) के माध्यम से कार्बोक्सिलेट आयन पर ऋणात्मक आवेश को स्थिर करके अम्लता को बढ़ाते हैं।
$-I$ प्रभाव की शक्ति दूरी के साथ कम हो जाती है।
$CH_3CH_2CH(Cl)CO_2H$ में,$-Cl$ समूह $\alpha$-कार्बन पर है,जो $ClCH_2CH_2COOH$ (जहाँ यह $\beta$-कार्बन पर है) की तुलना में $-COOH$ समूह के अधिक निकट है।
इसलिए,दिए गए विकल्पों में से $CH_3CH_2CH(Cl)CO_2H$ सबसे प्रबल अम्ल है।

(D) कार्बोक्सिलिक एसिड की अम्लता रिंग से जुड़े इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूहों $(EWG)$ द्वारा बढ़ जाती है।
$p-nitrobenzoic$ एसिड $(O_2N-C_6H_4-COOH)$ में,$-NO_2$ समूह एक मजबूत $-I$ (प्रेरणिक) प्रभाव और $-M$ (मेसोमेरिक) प्रभाव दोनों प्रदर्शित करता है।
ये प्रभाव इलेक्ट्रॉन घनत्व को खींचकर कार्बोक्सिलेट आयन को स्थिर करते हैं,जिससे यह दिए गए विकल्पों में सबसे अधिक अम्लीय हो जाता है।

(B) कार्बोक्सिलिक अम्लों की अम्लता उनके संयुग्मी क्षार (कार्बोक्सिलेट आयन) के स्थायित्व पर निर्भर करती है।
इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह ($-I$ प्रभाव) संयुग्मी क्षार को स्थिर करते हैं और अम्लता बढ़ाते हैं।
कार्बोक्सिल समूह से जुड़े कार्बन परमाणु का संकरण $-I$ प्रभाव की शक्ति निर्धारित करता है: $sp > sp^2 > sp^3$।
$(III)$ में,कार्बन $sp$ संकरित है (सबसे मजबूत $-I$ प्रभाव)।
$(II)$ में,कार्बन $sp^2$ संकरित है।
$(I)$ में,कार्बन $sp^3$ संकरित है (सबसे कमजोर $-I$ प्रभाव)।
अतः,अम्लता का घटता क्रम $III > II > I$ है।

(C) $pK_a$ मान अम्ल की अम्लीय शक्ति के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
प्रबल अम्लों का $pK_a$ मान कम होता है।
अम्लीय शक्ति संयुग्मी क्षार (कार्बोक्सिलेट आयन) के स्थायित्व पर निर्भर करती है।
इलेक्ट्रॉन-दाता समूह (जैसे एल्काइल समूह) ऋणात्मक आवेश घनत्व को बढ़ाकर कार्बोक्सिलेट आयन को अस्थिर करते हैं,जिससे अम्लीय शक्ति कम हो जाती है।
$HCOOH$ में कार्बोक्सिल समूह से कोई एल्काइल समूह नहीं जुड़ा है,जबकि अन्य में एल्काइल समूह ($CH_3-$,$CH_3CH_2-$,$(CH_3)_2CH-$) जुड़े हैं जो $+I$ प्रभाव के माध्यम से इलेक्ट्रॉन दान करते हैं।
इसलिए,दिए गए विकल्पों में $HCOOH$ सबसे प्रबल अम्ल है और इसका $pK_a$ मान सबसे कम है।

(C) अम्लता निर्धारित करने के लिए,हम प्रोटॉन $(H^+)$ के नुकसान के बाद बनने वाले संयुग्मी क्षार (conjugate base) की स्थिरता की तुलना करते हैं।
$1$. $p$-नाइट्रोफिनोल एक फिनोल व्युत्पन्न है,जो आमतौर पर कार्बोक्सिलिक एसिड की तुलना में कम अम्लीय होता है।
$2$. कार्बोक्सिलिक एसिड ($p$-हाइड्रॉक्सी बेंजोइक एसिड,$o$-हाइड्रॉक्सी बेंजोइक एसिड,और $p$-टोल्यूइक एसिड) में,अम्लता प्रतिस्थापियों (substituents) के प्रेरक और अनुनाद प्रभावों पर निर्भर करती है।
$3$. $o$-हाइड्रॉक्सी बेंजोइक एसिड (सैलिसिलिक एसिड) में 'ऑर्थो प्रभाव' और इंट्रा-मॉलिक्यूलर हाइड्रोजन बॉन्डिंग होती है,जो कार्बोक्सिलेट आयन को काफी स्थिर करती है।
$4$. $o$-हाइड्रॉक्सी बेंजोइक एसिड में $-OH$ समूह कार्बोक्सिलेट समूह के करीब होने के कारण $p$-हाइड्रॉक्सी बेंजोइक एसिड की तुलना में अधिक स्थिरता प्रदान करता है।
$5$. इसलिए,दिए गए विकल्पों में से $o$-हाइड्रॉक्सी बेंजोइक एसिड सबसे अधिक अम्लीय है।

(D) न्यूक्लियोफिलिक एसाइल प्रतिस्थापन अभिक्रियाओं में,अभिक्रिया की दर $Z$ समूह की लिविंग ग्रुप के रूप में कार्य करने की क्षमता पर निर्भर करती है।
लिविंग ग्रुप जितना अच्छा होगा,अभिक्रिया उतनी ही तेज़ होगी।
एक अच्छा लिविंग ग्रुप एक प्रबल अम्ल का संयुग्मी क्षार (conjugate base) होता है,जिसका अर्थ है कि वह एक दुर्बल क्षार है।
दिए गए विकल्पों के क्षारीय गुणों की तुलना करने पर:
$Cl^-$ प्रबल अम्ल $HCl$ का संयुग्मी क्षार है।
$OCOCH_3^-$ दुर्बल अम्ल $CH_3COOH$ का संयुग्मी क्षार है।
$OC_2H_5^-$ बहुत दुर्बल अम्ल $C_2H_5OH$ का संयुग्मी क्षार है।
$NH_2^-$ अत्यंत दुर्बल अम्ल $NH_3$ का संयुग्मी क्षार है।
चूंकि $Cl^-$ दिए गए विकल्पों में सबसे दुर्बल क्षार है,इसलिए यह सबसे अच्छा लिविंग ग्रुप है,जिससे अभिक्रिया तब सबसे तेज़ होती है जब $Z = Cl$ होता है।

(A) कार्बोक्सिलिक एसिड की अम्लीय सामर्थ्य कार्बोक्सिलेट समूह से जुड़े एल्काइल समूह के $+I$ (प्रेरणिक) प्रभाव के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
$HCOOH$ में कोई एल्काइल समूह नहीं है (केवल $H$ है),जबकि $CH_3COOH$ में मिथाइल समूह ($+I$ प्रभाव) और $C_2H_5COOH$ में एथिल समूह (मिथाइल से अधिक $+I$ प्रभाव) होता है।
जैसे-जैसे $+I$ प्रभाव बढ़ता है,संयुग्मी क्षार (conjugate base) की स्थिरता कम हो जाती है,जिससे अम्लीय सामर्थ्य घट जाती है।
अतः,सही क्रम $HCOOH > CH_3COOH > C_2H_5COOH$ है।

(C) कार्बोक्सिलिक एसिड की अम्लीय शक्ति प्रोटॉन के नुकसान के बाद बनने वाले कार्बोक्सिलेट आयन की स्थिरता पर निर्भर करती है।
इलेक्ट्रॉन-दाता समूह (जैसे अल्काइल समूह) $+I$ प्रभाव के माध्यम से कार्बोक्सिलेट आयन को अस्थिर करके अम्लता को कम करते हैं।
इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह (जैसे फिनाइल समूह) $-I$ और अनुनाद प्रभाव के माध्यम से कार्बोक्सिलेट आयन को स्थिर करके अम्लता को बढ़ाते हैं।
यौगिकों की तुलना:
$(I) HCOOH$: कोई अल्काइल समूह नहीं जुड़ा है।
$(II) CH_3COOH$: एक मिथाइल समूह ($+I$ प्रभाव) है।
$(III) CH_3CH_2COOH$: एक एथिल समूह ($+I$ प्रभाव,मिथाइल से अधिक) है।
$(IV) C_6H_5COOH$: एक फिनाइल समूह ($-I$ और अनुनाद प्रभाव) है।
अम्लता का क्रम: $HCOOH > C_6H_5COOH > CH_3COOH > CH_3CH_2COOH$।
अतः,सही क्रम $(I) > (IV) > (II) > (III)$ है।

(C) कार्बोक्सिलिक अम्लों की प्रबलता उनके संयुग्मी क्षार (कार्बोक्सिलेट आयन) के स्थायित्व द्वारा निर्धारित होती है।
$Cl$ जैसे इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह (EWGs) प्रेरणिक प्रभाव ($-I$ प्रभाव) के माध्यम से ऋण आवेश को स्थिर करके अम्लता को बढ़ाते हैं।
दिए गए अम्लों की तुलना:
$1$. $CH_3CH_2COOH$ (प्रोपेनोइक अम्ल): इसमें एक इलेक्ट्रॉन-दाता एल्काइल समूह होता है,जो अम्लता को कम करता है।
$2$. $ClCH_2CH_2COOH$ ($3$-क्लोरोप्रोपेनोइक अम्ल): $Cl$ परमाणु कार्बोक्सिल समूह के सापेक्ष दूर है,इसलिए इसका $-I$ प्रभाव कमजोर है।
$3$. $ClCH_2COOH$ (क्लोरोएसेटिक अम्ल): $Cl$ परमाणु $\alpha$-स्थिति पर है,जो एक मजबूत $-I$ प्रभाव डालता है,जो कार्बोक्सिलेट आयन को काफी स्थिर करता है।
$4$. $CH_3COOH$ (एसेटिक अम्ल): इसमें एक मिथाइल समूह होता है,जो प्रोपेनोइक अम्ल के एथिल समूह की तुलना में कम इलेक्ट्रॉन-दाता होता है।
इसलिए,दिए गए विकल्पों में $ClCH_2COOH$ सबसे प्रबल अम्ल है।

(C) $pK_a$ मान कार्बोक्सिलिक अम्ल की अम्लीय शक्ति के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
प्रबल अम्लों का $pK_a$ मान कम होता है,जबकि दुर्बल अम्लों का $pK_a$ मान अधिक होता है।
अम्लीय शक्ति का क्रम है: $CH_2FCOOH > CH_2ClCOOH > HCOOH > CH_3COOH$।
चूंकि मिथाइल समूह के $+I$ प्रभाव के कारण $CH_3COOH$ दिए गए विकल्पों में सबसे दुर्बल अम्ल है,इसलिए इसका $pK_a$ मान अधिकतम है।

(D) कार्बोक्सिलिक अम्लों की अम्लीय प्रबलता अल्फा-कार्बन से जुड़े प्रतिस्थापियों के इलेक्ट्रॉन-आकर्षक प्रभाव ($-I$ प्रभाव) के सीधे समानुपाती होती है।
जैसे-जैसे क्लोरीन परमाणुओं की संख्या बढ़ती है,$-I$ प्रभाव बढ़ता है,जो ऋण आवेश को फैलाकर कार्बोक्सिलेट आयन को स्थिर करता है।
इसलिए,अम्लीय प्रबलता का क्रम है: $CH_3COOH < CH_2ClCOOH < CHCl_2COOH < CCl_3COOH$.
अतः,$CCl_3COOH$ सबसे प्रबल अम्ल है।

(D) कार्बोक्सिलेट आयन $(R-COO^-)$ की स्थिरता अल्फा कार्बन से जुड़े इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूहों (EWGs) की उपस्थिति से बढ़ती है।
ये समूह प्रेरणिक प्रभाव ($-I$ प्रभाव) के माध्यम से आवेश घनत्व को फैलाकर ऋण आवेश को स्थिर करते हैं।
दिए गए विकल्पों की तुलना करने पर:
$A$: $CH_3-COO^-$ (इसमें इलेक्ट्रॉन-दाता मिथाइल समूह होता है,जो आयन को अस्थिर करता है)।
$B$: $Cl-CH_2-COO^-$ (इसमें एक $Cl$ परमाणु होता है,जो $-I$ प्रभाव दिखाता है)।
$C$: $F-CH_2-COO^-$ (इसमें एक $F$ परमाणु होता है,जिसका $-I$ प्रभाव $Cl$ से अधिक होता है)।
$D$: $F_2CH-COO^-$ (इसमें दो $F$ परमाणु होते हैं,जो एक $F$ या $Cl$ परमाणु की तुलना में बहुत अधिक संयुक्त $-I$ प्रभाव डालते हैं)।
चूंकि $-I$ प्रभाव योगात्मक होता है,इसलिए दो फ्लोरीन परमाणुओं की उपस्थिति ऋण आवेश का सबसे अधिक प्रकीर्णन करती है,जिससे $F_2CH-COO^-$ सबसे स्थिर कार्बोक्सिलेट आयन बन जाता है।

(D) प्रतिस्थापित बेंजोइक एसिड की अम्लता प्रतिस्थापियों के इलेक्ट्रॉनिक प्रभावों द्वारा निर्धारित की जाती है।
$1$. $-NO_2$ समूह एक प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह ($-I$ और $-M$ प्रभाव) है।
$2$. $(II)$ $o-NO_2C_6H_4COOH$ में,ऑर्थो प्रभाव अन्य आइसोमर्स की तुलना में अम्लता को काफी बढ़ा देता है।
$3$. $(III)$ $p-NO_2C_6H_4COOH$ में,$-NO_2$ समूह $-I$ और $-M$ दोनों प्रभाव डालता है,जिससे यह $(IV)$ $m-NO_2C_6H_4COOH$ से अधिक अम्लीय हो जाता है,जहाँ केवल $-I$ प्रभाव कार्य करता है।
$4$. $(I)$ $PhCOOH$ में कोई इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह नहीं है,इसलिए यह सबसे कम अम्लीय है।
अतः,अम्लीय सामर्थ्य का सही क्रम $(II) > (III) > (IV) > (I)$ है।

(C) कार्बोक्सिलिक एसिड की अम्लता उसके संयुग्मी क्षार (कार्बोक्सिलेट आयन) की स्थिरता द्वारा निर्धारित होती है।
इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह ($-I$ प्रभाव) कार्बोक्सिलेट आयन को स्थिर करते हैं और अम्लता बढ़ाते हैं,जबकि इलेक्ट्रॉन-दाता समूह (जैसे मिथाइल समूह) इसे कम करते हैं।
$-I$ प्रभाव की प्रबलता का क्रम है: $F > Cl > Br > I$।
इसलिए,अम्लता का सही क्रम $FCH_2COOH > ClCH_2COOH > BrCH_2COOH > CH_3COOH$ है।

(C) $Methyl \ salicylate$ (मिथाइल सैलिसिलेट) को आमतौर पर विंटरग्रीन के तेल के रूप में जाना जाता है। इसका उपयोग औषधीय तैयारियों में,विशेष रूप से मलहम और बाम में,मांसपेशियों और जोड़ों के दर्द से राहत के लिए इसके एनाल्जेसिक और एंटी-इंफ्लेमेटरी गुणों के कारण किया जाता है।

(A) एसिड उत्प्रेरक की उपस्थिति में सैलिसिलिक एसिड $(C_7H_6O_3)$ की एसिटिक एनहाइड्राइड $((CH_3CO)_2O)$ के साथ अभिक्रिया को एसिटिलेशन कहा जाता है।
यह अभिक्रिया एसिटाइलसैलिसिलिक एसिड उत्पन्न करती है,जिसे सामान्यतः $Aspirin$ के रूप में जाना जाता है और उप-उत्पाद के रूप में एसिटिक एसिड प्राप्त होता है।
रासायनिक समीकरण: $C_6H_4(OH)COOH + (CH_3CO)_2O \rightarrow C_6H_4(OCOCH_3)COOH + CH_3COOH$.

(C) अम्ल उत्प्रेरक $(H^+)$ की उपस्थिति में इथेनॉल और एसिटिक एसिड के बीच की अभिक्रिया एस्टरीकरण अभिक्रिया है:
$C_2H_5OH + CH_3COOH \xrightarrow{H^+} CH_3COOC_2H_5 + H_2O$
प्राप्त उत्पाद इथाइल एसीटेट है,जो एक एस्टर है।
एस्टर अपनी विशिष्ट फलों जैसी,मीठी गंध के लिए जाने जाते हैं।

(A) कार्बोक्सिलिक एसिड को लिथियम एल्युमिनियम हाइड्राइड $(LiAlH_4)$ जैसे प्रबल अपचायक का उपयोग करके प्राथमिक अल्कोहल में अपचयित किया जाता है।
अभिक्रिया: $CH_3COOH + 4[H] \xrightarrow{LiAlH_4} CH_3CH_2OH + H_2O$.

(A) अल्कोहल और कार्बोक्सिलिक एसिड के बीच की अभिक्रिया से एस्टर बनता है। इसलिए,इस अभिक्रिया को एस्टरीफिकेशन कहा जाता है।
$RCOOH + R'OH \to RCOOR' + H_2O$
$\text{कार्बोक्सिलिक एसिड} + \text{अल्कोहल} \to \text{एस्टर} + \text{जल}$

(D) कार्बोक्सिलिक एसिड का लिथियम एल्युमीनियम हाइड्राइड $(LiAlH_4)$ जैसे प्रबल अपचायक द्वारा प्राथमिक अल्कोहल में अपचयन किया जाता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$CH_3CH_2COOH \xrightarrow{LiAlH_4} CH_3CH_2CH_2OH$
अतः,$LiAlH_4$ सही अभिकर्मक है।

(B) क्वथनांक अंतर-आणविक आकर्षण बलों,मुख्य रूप से हाइड्रोजन बंधन और द्विध्रुव-द्विध्रुव आकर्षण पर निर्भर करता है।
$III$ $(CH_3CH_2CH_2COOH)$ एक कार्बोक्सिलिक एसिड है,जो मजबूत अंतर-आणविक हाइड्रोजन बंधन (डाइमर) बनाता है,जिससे इसका क्वथनांक सबसे अधिक होता है।
$I$ $(CH_3CH_2CH_2CH_2OH)$ एक अल्कोहल है,जो भी अंतर-आणविक हाइड्रोजन बंधन बनाता है,लेकिन ये कार्बोक्सिलिक एसिड की तुलना में कमजोर होते हैं।
$II$ $(CH_3CH_2CH_2CHO)$ एक एल्डिहाइड है,जिसमें केवल द्विध्रुव-द्विध्रुव आकर्षण होता है और हाइड्रोजन बंधन का अभाव होता है,जिससे इसका क्वथनांक सबसे कम होता है।
अतः,सही क्रम $III > I > II$ है।

(B) कार्बोक्सिलिक एसिड,जैसे कि एसिटिक एसिड $(CH_3COOH)$,कार्बोनिक एसिड $(H_2CO_3)$ की तुलना में अधिक प्रबल एसिड होते हैं।
इसलिए,वे सोडियम बाइकार्बोनेट $(NaHCO_3)$ के साथ अभिक्रिया करके $CO_2$ गैस उत्पन्न करते हैं।
फिनोल और $n$-हेक्सेनॉल,कार्बोनिक एसिड की तुलना में बहुत दुर्बल एसिड होते हैं और $NaHCO_3$ के साथ अभिक्रिया करके $CO_2$ मुक्त नहीं करते हैं।

(B) प्रारंभिक पदार्थ $1,2-bis(hydroxymethyl)benzene$ है।
$1$. एक शक्तिशाली ऑक्सीकरण एजेंट (जैसे $KMnO_4$) का उपयोग करके $1,2-bis(hydroxymethyl)benzene$ का तीव्र ऑक्सीकरण करने पर दो $-CH_2OH$ समूह $-COOH$ समूहों में परिवर्तित हो जाते हैं,जिससे $X$ बनता है,जो थैलिक एसिड $(benzene-1,2-dicarboxylic \ acid)$ है।
$2$. शुष्क गर्म करने पर,थैलिक एसिड निर्जलीकरण (dehydration) के माध्यम से $Z$ बनाता है,जो थैलिक एनहाइड्राइड है।
अभिक्रिया क्रम:
$1,2-bis(hydroxymethyl)benzene$ $\xrightarrow[\text{Oxidation}]{} \text{Phthalic acid} (X)$ $\xrightarrow[\text{Heating}]{} \text{Phthalic anhydride} (Z) + H_2O$.

(B) वह अभिक्रिया जिसमें फेनिल एस्टर निर्जलीय $AlCl_3$ की उपस्थिति में पुनर्विन्यासित होकर $o-$ और $p-$ हाइड्रॉक्सी कीटोन देते हैं,उसे फ्रीज पुनर्विन्यास (Fries rearrangement) कहा जाता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$Phenyl \ acetate \xrightarrow{Anhyd. AlCl_3, \Delta} o-Hydroxyacetophenone + p-Hydroxyacetophenone$

(D) मिथाइल सैलिसिलेट को सामान्यतः ऑयल ऑफ विंटरग्रीन के रूप में जाना जाता है। इसकी रासायनिक संरचना $C_6H_4(OH)(COOCH_3)$ है।

(B) $H_2SO_4$ की उपस्थिति में सैलिसिलिक एसिड की मिथाइल अल्कोहल के साथ अभिक्रिया (एस्टरीकरण) से मिथाइल सैलिसिलेट बनता है,जिसे ऑयल ऑफ विंटरग्रीन के रूप में जाना जाता है।

(C) यह अभिक्रिया नोवेनेगल संघनन (Knoevenagel condensation) और उसके बाद डीकार्बोक्सिलेशन है।
$CH_3CHO + CH_2(COOH)_2$ $\xrightarrow{\Delta} CH_3CH=C(COOH)_2$ $\xrightarrow{-\text{CO}_2} CH_3CH=CHCOOH$ (क्रोटोनिक एसिड)।
अतः,उत्पाद $X$,$CH_3CH=CHCOOH$ है।

(C) एसिटाल्डिहाइड की $HCN$ के साथ अभिक्रिया से सायनोहाइड्रिन बनता है,जिसका जल-अपघटन करने पर लैक्टिक एसिड $(2-hydroxypropanoic \ acid)$ प्राप्त होता है।
$CH_3CHO + HCN \to CH_3CH(OH)CN \xrightarrow{H_3O^+} CH_3CH(OH)COOH$.
लैक्टिक एसिड में एक कायरल कार्बन परमाणु होता है (जो $-H, -OH, -CH_3, -COOH$ समूहों से जुड़ा होता है)।
इस कायरल केंद्र की उपस्थिति के कारण,लैक्टिक एसिड दो गैर-अध्यारोपणीय दर्पण प्रतिबिंबों के रूप में मौजूद होता है,इसलिए यह एनैन्टीओमेरिज्म प्रदर्शित करता है।

(D) फिनोल,कार्बोक्सिलिक एसिड की तुलना में कम अम्लीय होते हैं और $CO_2$ गैस उत्पन्न करने के लिए $NaHCO_3$ के साथ अभिक्रिया नहीं करते हैं।
कार्बोक्सिलिक एसिड $NaHCO_3$ के साथ अभिक्रिया करके जल में घुलनशील सोडियम कार्बोक्सिलेट लवण बनाते हैं।
इसलिए,मिश्रण से कार्बोक्सिलिक एसिड $(B)$ को अलग करने के लिए $NaHCO_3$ का उपयोग किया जा सकता है,जिससे फिनोल $(A)$ कार्बनिक चरण में रह जाता है।

(C) एसिटिक अम्ल की $P_2O_5$ (निर्जलीकरण कारक) के साथ अभिक्रिया से एथेनोइक एनहाइड्राइड प्राप्त होता है।
$2CH_3COOH \xrightarrow{P_2O_5, \Delta} (CH_3CO)_2O + H_2O$
यहाँ,$CH_3COOH$ एसिटिक अम्ल है और $(CH_3CO)_2O$ एथेनोइक एनहाइड्राइड है।

(B) कार्बोक्सिलिक अम्ल जिनमें $\alpha$-हाइड्रोजन होता है,उनकी लाल फास्फोरस की उपस्थिति में ब्रोमीन या क्लोरीन के साथ अभिक्रिया द्वारा $\alpha$-हेलो कार्बोक्सिलिक अम्ल प्राप्त होते हैं,जिसे $Hell-Volhard-Zelinsky$ $(HVZ)$ अभिक्रिया कहा जाता है।

(D) शुद्ध एसिटिक एसिड का गलनांक $16.6\,^{\circ}C$ होता है।
इस तापमान से नीचे यह बर्फ जैसे क्रिस्टल बनाता है,इसीलिए इसे ग्लेशियल एसिटिक एसिड कहा जाता है।

(D) ऑक्सेलिक एसिड सांद्र $H_2SO_4$ की उपस्थिति में निर्जलीकरण होकर कार्बन मोनोऑक्साइड,कार्बन डाइऑक्साइड और जल उत्पन्न करता है।
रासायनिक अभिक्रिया इस प्रकार है:
$(COOH)_2 \xrightarrow{conc. H_2SO_4} CO + CO_2 + H_2O$

(C) एसिटिक एसिड $(CH_3COOH)$ की फास्फोरस पेंटाक्लोराइड $(PCl_5)$ के साथ अभिक्रिया करने पर एसिटाइल क्लोराइड $(CH_3COCl)$ के साथ फास्फोरस ऑक्सीक्लोराइड $(POCl_3)$ और हाइड्रोजन क्लोराइड $(HCl)$ प्राप्त होता है।
रासायनिक समीकरण:
$CH_3COOH + PCl_5 \to CH_3COCl + POCl_3 + HCl$

(C) सोडा लाइम $(NaOH + CaO)$ के साथ कार्बोक्सिलिक एसिड का डिकार्बोक्सिलेशन करने पर श्रृंखला से एक कार्बन परमाणु $Na_2CO_3$ के रूप में निकल जाता है।
इथेन $(C_2H_6)$ प्राप्त करने के लिए,हमें तीन कार्बन परमाणुओं वाले कार्बोक्सिलिक एसिड की आवश्यकता होती है।
प्रोपेनोइक एसिड $(CH_3CH_2COOH)$ का डिकार्बोक्सिलेशन होने पर इथेन $(CH_3CH_3)$ बनता है:
$CH_3CH_2COOH + NaOH \xrightarrow{CaO} CH_3CH_3 + Na_2CO_3$.