Properties of Phenols Questions in Hindi

(D) $NaOH$ या पिरिडीन जैसे जलीय क्षार की उपस्थिति में फिनोल की एरोमैटिक एसाइल क्लोराइड (जैसे बेंज़ोयल क्लोराइड) के साथ होने वाली अभिक्रिया को शोटेन-बॉमन अभिक्रिया कहा जाता है। इस अभिक्रिया के परिणामस्वरूप एस्टर (फिनाइल बेंज़ोएट) का निर्माण होता है।

(D) जब फिनोल की अभिक्रिया अधिक मात्रा में ब्रोमीन जल के साथ कराई जाती है,तो यह सभी उपलब्ध ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया करता है।
इसके परिणामस्वरूप $2,4,6-$ट्राइब्रोमोफिनोल का सफेद अवक्षेप प्राप्त होता है।

(B) यह अभिक्रिया एक कार्बधनायन मध्यवर्ती के निर्माण के माध्यम से आगे बढ़ती है। जब $H^+$ द्वि-आबंध में जुड़ता है,तो यह बेंजाइलिक स्थिति पर एक कार्बधनायन बनाता है,जो पैरा स्थिति पर इलेक्ट्रॉन-दाता $-OH$ समूह के कारण अनुनाद द्वारा स्थिर हो जाता है। कार्बधनायन $I$ $(CH_3-CH_2-CH^+-C_6H_4-OH)$ अन्य संभावित कार्बधनायनों की तुलना में अधिक स्थिर है। इसके बाद,$Br^-$ आयन इस स्थिर कार्बधनायन पर आक्रमण करके अंतिम उत्पाद बनाता है: $CH_3-CH_2-CH(Br)-C_6H_4-OH$।

(A) $1$. पिक्रिक एसिड $2,4,6-\text{ट्राइनाइट्रोफिनोल}$ है। इसकी संरचना में एक फेनोलिक $-OH$ समूह और तीन $-NO_2$ समूह होते हैं,लेकिन $-COOH$ समूह नहीं होता है।
$2$. बेंजोइक एसिड $C_6H_5COOH$ है,जिसमें $-COOH$ समूह होता है।
$3$. एस्पिरिन एसिटाइलसैलिसिलिक एसिड है,जिसमें $-COOH$ समूह होता है।
$4$. इसलिए,पिक्रिक एसिड वह पदार्थ है जिसमें $-COOH$ समूह नहीं होता है।

(A) फिनोल एक क्षार (जैसे पिरिडीन) की उपस्थिति में एसिड क्लोराइड $(R-COCl)$ के साथ अभिक्रिया करके एस्टर बनाते हैं। इस अभिक्रिया को फिनोल का एस्टरीकरण या एसाइलेशन कहा जाता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$C_6H_5OH + R-COCl \xrightarrow{\text{base}} C_6H_5O-CO-R + HCl$
अतः,फिनोल वह यौगिक है जो एसिड क्लोराइड के साथ अभिक्रिया करके एस्टर बनाता है।

(C) क्षारीय माध्यम में पोटेशियम पर्सल्फेट $(K_2S_2O_8)$ के साथ फिनोल की अभिक्रिया को एलब्स पर्सल्फेट ऑक्सीकरण के रूप में जाना जाता है।
यह अभिक्रिया फिनोल के हाइड्रॉक्सिलेशन के परिणामस्वरूप ऑर्थो- और पैरा-डाईहाइड्रॉक्सीबेंजीन (कैटेकोल और क्विनोल) का मिश्रण बनाती है।
अतः,अभिकर्मक $X$,क्षारीय विलयन में $K_2S_2O_8$ है।

(C) किसी यौगिक का क्वथनांक अंतर-आणविक हाइड्रोजन बंधन की सीमा पर निर्भर करता है।
$1.$ हाइड्रॉक्सीबेंजीन $(IV)$ में केवल एक $-OH$ समूह होता है,इसलिए इसका क्वथनांक सबसे कम होता है।
$2.$ डाइहाइड्रॉक्सीबेंजीन यौगिकों में,$1, 2-$डाइहाइड्रॉक्सीबेंजीन $(I)$ में अंतः-आणविक हाइड्रोजन बंधन होता है,जो अंतर-आणविक हाइड्रोजन बंधन की सीमा को कम कर देता है,जिससे $1, 3-$ और $1, 4-$ आइसोमर्स की तुलना में इसका क्वथनांक कम हो जाता है।
$3.$ $1, 3-$डाइहाइड्रॉक्सीबेंजीन $(II)$ और $1, 4-$डाइहाइड्रॉक्सीबेंजीन $(III)$ मजबूत अंतर-आणविक हाइड्रोजन बंधन प्रदर्शित करते हैं। $1, 4-$डाइहाइड्रॉक्सीबेंजीन की संरचना अधिक सममितीय होती है और इसमें मजबूत अंतर-आणविक बल होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप इसका क्वथनांक सबसे अधिक होता है।
अतः,क्वथनांक का बढ़ता क्रम: $IV < I < II < III$ है।

(B) यह अभिक्रिया राइमर-टीमैन अभिक्रिया है।
इस अभिक्रिया में शामिल इलेक्ट्रोफाइल डाइक्लोरोकार्बीन $(:CCl_2)$ है।
यह क्षार $(OH^-)$ की क्रिया द्वारा क्लोरोफॉर्म $(CHCl_3)$ से उत्पन्न होता है:
$OH^- + CHCl_3 \rightleftharpoons H_2O + :CCl_3^-$
$:CCl_3^- \to Cl^- + :CCl_2$

(C) फिनोल की $NaOH$ और उसके बाद $CO_2$ के साथ अभिक्रिया को कोल्बे-श्मिट अभिक्रिया के रूप में जाना जाता है।
इस अभिक्रिया में,फिनोल पहले सोडियम फेनॉक्साइड में परिवर्तित होता है,जो उच्च दबाव और तापमान पर $CO_2$ के साथ इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया करके सोडियम सैलिसिलेट बनाता है।
अम्लीकरण (acidification) करने पर,यह मुख्य उत्पाद के रूप में सैलिसिलिक एसिड देता है।

(C) $1$. फिनोल $Zn$ डस्ट के साथ अभिक्रिया करके बेंजीन $(X)$ बनाता है।
$2$. बेंजीन निर्जलीय $AlCl_3$ की उपस्थिति में $CH_3Cl$ के साथ फ्रीडल-क्राफ्ट्स एल्काइलेशन अभिक्रिया करके टोल्यूनि $(Y)$ बनाता है।
$3$. टोल्यूनि का क्षारीय $KMnO_4$ द्वारा ऑक्सीकरण करने पर बेंजोइक अम्ल $(Z)$ प्राप्त होता है।

(D) बेंजोइक एसिड $(C_6H_5COOH)$ सोडालाइम $(NaOH + CaO)$ के साथ गर्म करने पर डीकार्बोक्सिलेशन अभिक्रिया द्वारा बेंजीन $(C_6H_6)$ और सोडियम कार्बोनेट $(Na_2CO_3)$ देता है। अतः $X$ सोडालाइम है।
फिनोल $(C_6H_5OH)$ जिंक डस्ट $(Zn)$ के साथ गर्म करने पर अपचयन (reduction) द्वारा बेंजीन $(C_6H_6)$ और जिंक ऑक्साइड $(ZnO)$ देता है। अतः $Y$ जिंक डस्ट है।
इसलिए,$X$ सोडालाइम है और $Y$ जिंक डस्ट है। सही विकल्प $D$ है।

(B) सैलिसिलिक एसिड में बेंजीन रिंग से जुड़ा एक फेनोलिक $-OH$ समूह होता है।
फेनोलिक समूह वाले यौगिक उदासीन $FeCl_3$ के साथ प्रतिक्रिया करके बैंगनी रंग का कॉम्प्लेक्स बनाते हैं।
यह फिनोल के लिए एक विशिष्ट परीक्षण है।

(A) दिए गए यौगिकों की अम्लता का क्रम इस प्रकार है: $HCOOH > C_6H_5COOH > CH_3COOH > C_6H_5OH$।
कार्बोक्सिलिक अम्ल सामान्यतः फिनोल की तुलना में अधिक प्रबल अम्ल होते हैं क्योंकि कार्बोक्सिलेट आयन,फिनोक्साइड आयन की तुलना में अनुनाद (resonance) द्वारा अधिक प्रभावी ढंग से स्थिर होता है।
दिए गए विकल्पों में से,फिनोल $(C_6H_5OH)$ सबसे दुर्बल अम्ल है।

(C) एथेनोइक एसिड $(CH_3COOH)$,फिनोल $(C_6H_5OH)$ की तुलना में एक प्रबल अम्ल है।
एथेनोइक एसिड सोडियम कार्बोनेट $(Na_2CO_3)$ के साथ अभिक्रिया करके $CO_2$ गैस उत्पन्न करता है,जिसे बुदबुदाहट (effervescence) के रूप में देखा जाता है।
फिनोल एक दुर्बल अम्ल है और यह सोडियम कार्बोनेट के साथ अभिक्रिया करके $CO_2$ गैस उत्पन्न नहीं करता है।
इसलिए,सोडियम कार्बोनेट विलयन का उपयोग उनके बीच अंतर करने के लिए किया जाता है।

(D) सैलिसिलिक एसिड $(C_7H_6O_3)$ में एक कार्बोक्सिलिक समूह $(-COOH)$ और एक फेनोलिक हाइड्रॉक्सिल समूह $(-OH)$ होता है। यह $-COOH$ समूह के कारण मोनोबेसिक एसिड के रूप में कार्य करता है। यह उदासीन $FeCl_3$ के साथ प्रतिक्रिया करके बैंगनी रंग देता है (फेनोलिक समूह के कारण) और $NaHCO_3$ के साथ प्रतिक्रिया करके $CO_2$ गैस छोड़ता है (बुदबुदाहट)। मिथाइल सैलिसिलेट एक एस्टर है जिसे 'ऑयल ऑफ विंटरग्रीन' के रूप में जाना जाता है और यह कई प्राकृतिक तेलों में पाया जाता है। इसलिए,यह कथन कि यह प्राकृतिक तेलों में नहीं पाया जाता है,गलत है।

(D) मेथॉक्सी समूह $(-OCH_3)$ $+I$ प्रभाव और $+M$ प्रभाव प्रदर्शित करता है। $+I$ प्रभाव $-OH$ समूह के ऑक्सीजन परमाणु पर इलेक्ट्रॉन घनत्व को बढ़ाता है,जो फिनोक्साइड आयन को अस्थिर करता है और फिनोल की अम्लता को कम करता है।
मेथॉक्सी समूह की इलेक्ट्रॉन-दाता प्रकृति के कारण $o-$मेथॉक्सी फिनोल,फिनोल से कम अम्लीय होता है।
एसिटिलीन $(C_2H_2)$ एक टर्मिनल एल्काइन है जिसका $pK_a$ लगभग $25$ होता है,जबकि फिनोल का $pK_a$ लगभग $10$ होता है। अतः,फिनोल एसिटिलीन से अधिक अम्लीय है।
$p-$नाइट्रोफिनोल,नाइट्रो समूह के प्रबल $-I$ और $-M$ प्रभावों के कारण फिनोल से अधिक अम्लीय होता है।

(B) दी गई अभिक्रिया कोल्बे-श्मिट अभिक्रिया है।
इस अभिक्रिया में,सोडियम फिनोक्साइड $390 \ K$ तापमान और उच्च दाब पर कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ के साथ अभिक्रिया करके मध्यवर्ती के रूप में सोडियम फेनिल कार्बोनेट बनाता है,जो बाद में पुनर्विन्यासित होकर सोडियम सैलिसिलेट $(X)$ बनाता है।
अंत में,$HCl$ के साथ अम्लीकरण करने पर सैलिसिलिक एसिड प्राप्त होता है।
अतः,यौगिक $X$ सोडियम सैलिसिलेट है।

(A) अम्ल या क्षार उत्प्रेरक की उपस्थिति में फिनोल की फॉर्मेल्डिहाइड $(CH_2O)$ के साथ अभिक्रिया से ऑर्थो- और पैरा-हाइड्रॉक्सीबेन्जिल अल्कोहल का निर्माण होता है।
इस विशिष्ट इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया को लेडेरर-मनासे अभिक्रिया के रूप में जाना जाता है।
अतः,सही विकल्प $(A)$ है।

(D) यह अभिक्रिया राइमर-टीमैन अभिक्रिया है।
$1$. $NaOH$,$CHCl_3$ के साथ अभिक्रिया करके इलेक्ट्रोफिलिक मध्यवर्ती डाइक्लोरोकार्बीन,$:CCl_2$ उत्पन्न करता है।
$2$. फिनोल $NaOH$ के साथ अभिक्रिया करके फिनोक्साइड आयन बनाता है,जो इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन के प्रति अधिक सक्रिय होता है।
$3$. फिनोक्साइड आयन $:CCl_2$ द्वारा इलेक्ट्रोफिलिक हमले से गुजरता है और डाइक्लोरोमिथाइल प्रतिस्थापित मध्यवर्ती बनाता है।
$4$. चूंकि $:CCl_2$ और फिनोक्साइड आयन दोनों अभिक्रिया तंत्र में मध्यवर्ती के रूप में शामिल हैं,इसलिए सही विकल्प $D$ है।

(D) फिनोल की अम्लता बेंजीन रिंग से जुड़े प्रतिस्थापियों की प्रकृति पर निर्भर करती है।
$1$. $-NO_2$ जैसे इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह $(EWG)$ प्रेरणिक और अनुनाद प्रभावों के माध्यम से फिनोक्साइड आयन को स्थिर करके अम्लता बढ़ाते हैं।
$2$. $-CH_3$ जैसे इलेक्ट्रॉन-दाता समूह $(ERG)$ फिनोक्साइड आयन को अस्थिर करके अम्लता कम करते हैं।
$3$. $p$-नाइट्रोफिनोल $(IV)$ में,पैरा स्थिति पर $-NO_2$ समूह $-I$ और $-M$ दोनों प्रभाव डालता है,जिससे यह सबसे अधिक अम्लीय हो जाता है।
$4$. $m$-नाइट्रोफिनोल $(III)$ में,$-NO_2$ समूह केवल $-I$ प्रभाव डालता है,जिससे यह $p$-नाइट्रोफिनोल से कम अम्लीय लेकिन फिनोल से अधिक अम्लीय होता है।
$5$. फिनोल $(I)$ संदर्भ यौगिक है।
$6$. $p$-क्रेसोल $(II)$ में,$-CH_3$ समूह $+I$ और अतिसंयुग्मन (hyperconjugation) प्रभाव डालता है,जो अम्लता को कम करते हैं,जिससे यह सबसे कम अम्लीय हो जाता है।
अतः,अम्लता का सही क्रम $IV > III > I > II$ है।

(A) इन यौगिकों की अम्लता उनके संयुग्मी क्षार (conjugate base) के स्थायित्व पर निर्भर करती है।
$1$. $ClCH_2COOH$ सबसे प्रबल अम्ल है क्योंकि क्लोरीन परमाणु का प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक प्रभाव कार्बोक्सिलेट आयन को स्थिर करता है।
$2$. $HCOOH$,$CH_3COOH$ से अधिक प्रबल है क्योंकि $CH_3COOH$ में मिथाइल समूह इलेक्ट्रॉन-दाता होता है,जो कार्बोक्सिलेट आयन को अस्थिर करता है।
$3$. फिनोल $(C_6H_5OH)$ कार्बोक्सिलिक अम्लों की तुलना में बहुत दुर्बल अम्ल है क्योंकि फिनोक्साइड आयन पर ऋण आवेश,कार्बोक्सिलेट आयन की तुलना में कम प्रभावी ढंग से विस्थानीकृत (delocalized) होता है।
अतः,दिए गए विकल्पों में फिनोल सबसे दुर्बल अम्ल है।

(A) इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन के प्रति एरोमैटिक वलय की प्रतिक्रियाशीलता उस पर जुड़े प्रतिस्थापी की प्रकृति पर निर्भर करती है।
जो समूह वलय को इलेक्ट्रॉन देते हैं (सक्रियकारी समूह) वे वलय पर इलेक्ट्रॉन घनत्व बढ़ाते हैं,जिससे यह इलेक्ट्रोफाइल के प्रति अधिक प्रतिक्रियाशील हो जाता है। उदाहरण के लिए $-OH$,$-NH_2$ आदि।
जो समूह वलय से इलेक्ट्रॉन खींचते हैं (निष्क्रियकारी समूह) वे वलय पर इलेक्ट्रॉन घनत्व कम करते हैं,जिससे यह कम प्रतिक्रियाशील हो जाता है। उदाहरण के लिए $-NO_2$,$-Cl$।
दिए गए विकल्पों में:
$(A)$ फिनोल ($-OH$ समूह) $+M$ प्रभाव के कारण अत्यधिक सक्रियकारी है।
$(B)$ क्लोरोबेंजीन ($-Cl$ समूह) अपने $-I$ प्रभाव के कारण निष्क्रियकारी है।
$(C)$ नाइट्रोबेंजीन ($-NO_2$ समूह) $-I$ और $-M$ प्रभावों के कारण अत्यधिक निष्क्रियकारी है।
$(D)$ बेंजाइल अल्कोहल ($-CH_2OH$ समूह) हाइपरकंजुगेशन के कारण थोड़ा सक्रिय है,लेकिन यह सीधे वलय से जुड़े $-OH$ समूह की तुलना में कम सक्रिय है।
इसलिए,फिनोल इलेक्ट्रोफिलिक हमले के प्रति सबसे अधिक प्रतिक्रियाशील है।

(C) फिनोल की अम्लता प्रोटॉन खोने के बाद बनने वाले फिनोक्साइड आयन के स्थायित्व पर निर्भर करती है। इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह ($-I$ और $-M$ प्रभाव) फिनोक्साइड आयन को स्थिर करके अम्लता बढ़ाते हैं,जबकि इलेक्ट्रॉन-दाता समूह (जैसे $-CH_3$) अम्लता को कम करते हैं।
$1$. $2,4,6$-ट्राइनाइट्रोफिनोल में तीन $-NO_2$ समूह होते हैं,जो मजबूत $-I$ और $-M$ प्रभाव डालते हैं,जिससे यह सबसे अधिक अम्लीय हो जाता है।
$2$. $p$-नाइट्रोफिनोल में एक $-NO_2$ समूह होता है,जो पिक्रिक एसिड से कम अम्लीय है।
$3$. फिनोल में कोई प्रतिस्थापी नहीं होता है।
$4$. $p$-क्रेसोल में $-CH_3$ समूह होता है,जो इलेक्ट्रॉन-दाता ($+I$ और हाइपरकंजुगेशन) है,जिससे यह सबसे कम अम्लीय होता है।
इसलिए,अम्लता का क्रम है: $2,4,6$-ट्राइनाइट्रोफिनोल > $p$-नाइट्रोफिनोल > फिनोल > $p$-क्रेसोल।

(C) फिनोल की क्लोरोफॉर्म $(CHCl_3)$ के साथ जलीय सोडियम हाइड्रॉक्साइड $(NaOH)$ की उपस्थिति में अभिक्रिया को राइमर-टीमैन अभिक्रिया के रूप में जाना जाता है।
यह अभिक्रिया फिनोल वलय की $ortho$ स्थिति पर एक एल्डिहाइड समूह $(-CHO)$ पेश करती है।
कुल अभिक्रिया इस प्रकार है: $C_6H_5OH + CHCl_3 + 3NaOH \rightarrow C_6H_4(OH)(CHO) + 3NaCl + 2H_2O$.

(C) $NaHCO_3$ में कार्बनिक अम्ल की घुलनशीलता उसकी अम्लता पर निर्भर करती है। यदि अम्ल कार्बोनिक एसिड $(H_2CO_3)$ से अधिक मजबूत है,तो वह $NaHCO_3$ के साथ प्रतिक्रिया करके लवण बनाता है और $CO_2$ गैस उत्सर्जित करता है।
सामान्य प्रतिक्रिया है: $\text{Acid} + NaHCO_3 \longrightarrow \text{Salt} + H_2O + CO_2$.
$1$. $2,4,6-$ट्राइनाइट्रोफिनोल (पिक्रिक एसिड),बेंजोइक एसिड और बेंजीनसल्फोनिक एसिड $H_2CO_3$ से अधिक मजबूत अम्ल हैं और इसलिए $NaHCO_3$ के घोल में घुल जाते हैं।
$2$. $o-$नाइट्रोफिनोल,इंट्रा-मॉलिक्यूलर हाइड्रोजन बॉन्डिंग के कारण $H_2CO_3$ से कमजोर अम्ल है,जो अणु को स्थिर करता है और प्रोटॉन के निकलने में बाधा डालता है। इसलिए,यह $NaHCO_3$ के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है और इसमें घुलनशील नहीं है।

(A) अम्लीय सामर्थ्य प्रोटॉन $(H^+)$ के नुकसान के बाद बनने वाले संयुग्मी क्षार (conjugate base) की स्थिरता पर निर्भर करता है।
$2,4,6-$ट्राइनाइट्रोफिनोल $(III)$ सबसे अधिक अम्लीय है क्योंकि फिनोक्साइड आयन तीन $-NO_2$ समूहों के मजबूत $-I$ और $-M$ प्रभावों द्वारा अत्यधिक स्थिर होता है।
एसिटिक एसिड $(II)$,फिनोल $(IV)$ से अधिक अम्लीय है क्योंकि कार्बोक्सिलेट आयन दो विद्युत ऋणात्मक ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच अनुनाद (resonance) द्वारा स्थिर होता है,जबकि फिनोक्साइड आयन एरोमैटिक वलय के भीतर अनुनाद द्वारा स्थिर होता है।
फिनोल $(IV)$,साइक्लोहेक्सेनॉल $(I)$ से अधिक अम्लीय है क्योंकि फिनोक्साइड आयन अनुनाद-स्थिर है,जबकि साइक्लोहेक्सोक्साइड आयन में ऐसी कोई स्थिरता नहीं होती है।
साइक्लोहेक्सेनॉल $(I)$ सबसे कम अम्लीय है क्योंकि एल्काइल समूह इलेक्ट्रॉन-दाता ($+I$ प्रभाव) है,जो एल्कोक्साइड आयन को अस्थिर करता है।
इसलिए,अम्लीय सामर्थ्य का घटता क्रम $III > II > IV > I$ है।

(B) किसी यौगिक की अम्लता उसके संयुग्मी क्षार (conjugate base) के स्थायित्व पर निर्भर करती है।
$1$. फिनोल $(C_6H_5OH)$ एक प्रोटॉन खोने के बाद फिनोक्साइड आयन $(C_6H_5O^-)$ बनाता है। यह फिनोक्साइड आयन बेंजीन रिंग द्वारा अत्यधिक अनुनाद-स्थिर (resonance-stabilized) होता है,जो फिनोल को दिए गए विकल्पों में सबसे अधिक अम्लीय बनाता है।
$2$. बेंज़िल अल्कोहल $(C_6H_5CH_2OH)$ बेंज़िलॉक्साइड आयन $(C_6H_5CH_2O^-)$ बनाता है,जिसमें ऋणात्मक आवेश ऑक्सीजन परमाणु पर केंद्रित होता है और यह बेंजीन रिंग द्वारा अनुनाद-स्थिर नहीं होता है।
$3$. साइक्लोहेक्सानोल और डाइसाइक्लोहेक्सिलमेथेनॉल एलिफैटिक अल्कोहल हैं। $-OH$ समूह वाले कार्बन से जुड़े एल्काइल समूह इलेक्ट्रॉन-रिलीजिंग ($+I$ प्रभाव) होते हैं,जो एल्कोक्साइड आयन को अस्थिर करते हैं और अम्लता को कम करते हैं।
इसलिए,फिनोल सबसे अधिक अम्लीय यौगिक है।

(A) फिनोल की अम्लता प्रोटॉन के नुकसान के बाद बनने वाले फिनोक्साइड आयन की स्थिरता द्वारा निर्धारित होती है।
इलेक्ट्रॉन खींचने वाले समूह $(EWG)$,जैसे $-NO_2$,$-I$ और $-M$ प्रभाव के माध्यम से फिनोक्साइड आयन को स्थिर करते हैं,जिससे अम्लता बढ़ती है।
इलेक्ट्रॉन देने वाले समूह $(ERG)$,जैसे $-CH_3$,$+I$ और $+H$ प्रभाव के माध्यम से फिनोक्साइड आयन को अस्थिर करते हैं,जिससे अम्लता कम हो जाती है।
यौगिकों की तुलना:
$1$. $(iv)$ पैरा-नाइट्रोफिनोल: पैरा स्थिति पर $-NO_2$ समूह $-I$ और $-M$ दोनों प्रभाव डालता है,जो अधिकतम स्थिरता प्रदान करता है।
$2$. $(iii)$ मेटा-नाइट्रोफिनोल: मेटा स्थिति पर $-NO_2$ समूह केवल $-I$ प्रभाव डालता है,जो पैरा की तुलना में कम स्थिरता देता है।
$3$. $(i)$ फिनोल: संदर्भ यौगिक।
$4$. $(ii)$ मिथाइल फिनोल: $-CH_3$ समूह $+I$ और $+H$ प्रभाव डालता है,जो फिनोक्साइड आयन को अस्थिर करता है।
अतः,अम्लता का सही क्रम $(iv) > (iii) > (i) > (ii)$ है।

(B) चरण $1$: फिनोल $Zn$ डस्ट के साथ अभिक्रिया करके बेंजीन $(X)$ बनाता है।
$C_6H_5OH + Zn \rightarrow C_6H_6 + ZnO$
चरण $2$: बेंजीन निर्जलीय $AlCl_3$ की उपस्थिति में $CH_3Cl$ के साथ फ्रीडल-क्राफ्ट्स एल्काइलेशन अभिक्रिया करके टोल्यूनि $(Y)$ बनाता है।
$C_6H_6 + CH_3Cl \xrightarrow{Anhyd.\,AlCl_3} C_6H_5CH_3 + HCl$
चरण $3$: टोल्यूनि $(Y)$ का क्षारीय $KMnO_4$ द्वारा ऑक्सीकरण होकर बेंज़ोइक अम्ल $(Z)$ प्राप्त होता है।
$C_6H_5CH_3 \xrightarrow{Alkaline\,KMnO_4} C_6H_5COOH$
अतः,उत्पाद $Z$ बेंज़ोइक अम्ल है।

(B) अंतःअणुक (intramolecular) $H-$बंधन के कारण,$-OH$ समूह पानी के अणुओं के साथ हाइड्रोजन बंधन बनाने के लिए उपलब्ध नहीं होता है।
इसलिए,$o-$नाइट्रोफिनोल पानी में कम घुलनशील है,जबकि $m-$ और $p-$नाइट्रोफिनोल पानी के साथ अंतर-अणुक (intermolecular) $H-$बंधन बनाने की क्षमता के कारण अधिक घुलनशील होते हैं।

(C) जब फिनोल को ब्रोमीन जल के साथ उपचारित किया जाता है,तो $-OH$ समूह बेंजीन वलय को दृढ़ता से सक्रिय करता है,जिससे सभी उपलब्ध ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन होता है।
$m$-क्रेसोल ($3$-मिथाइलफिनोल) के लिए,$-OH$ समूह के सापेक्ष ऑर्थो और पैरा स्थितियां प्रतिस्थापन के लिए उपलब्ध हैं।
विशेष रूप से,$-OH$ समूह के ऑर्थो स्थितियां ($C2$ और $C6$ पर) और पैरा स्थिति ($C4$ पर) सभी सक्रिय हैं,जिससे $2,4,6-$ट्राइब्रोमो$-3-$मिथाइलफिनोल का निर्माण होता है।
इसलिए,$m$-क्रेसोल एक ट्राइब्रोमो व्युत्पन्न देता है।

(D) दी गई अभिक्रिया $Reimer-Tiemann$ अभिक्रिया है।
इस अभिक्रिया में,फिनोल जलीय सोडियम हाइड्रॉक्साइड $(NaOH)$ की उपस्थिति में क्लोरोफॉर्म $(CHCl_3)$ के साथ अभिक्रिया करके सैलिसिलैल्डिहाइड बनाता है।
इसकी क्रियाविधि में डाइक्लोरोकार्बीन $(:\,CCl_2)$ एक मध्यवर्ती के रूप में बनता है,जो इलेक्ट्रोफाइल के रूप में कार्य करता है।
अतः,सही विकल्प $D$ है।

(B) जब फिनोल सांद्र $H_2SO_4$ के साथ अभिक्रिया करता है,तो यह सल्फोनीकरण के माध्यम से फिनोल-$2, 4-$डाइसल्फोनिक एसिड बनाता है।
इसके बाद,जब यह उत्पाद सांद्र $HNO_3$ के साथ अभिक्रिया करता है,तो सल्फोनिक एसिड समूह नाइट्रो समूहों द्वारा प्रतिस्थापित हो जाते हैं और $2, 4, 6-$ट्राइनाइट्रोफिनोल प्राप्त होता है,जिसे आमतौर पर पिकरिक एसिड के रूप में जाना जाता है।
अतः,विकल्प $B$ सही है।

(B) फिनोल की $NaOH$ के साथ और उसके बाद $6 \ atm$ दाब तथा $140 \ ^\circ C$ तापमान पर $CO_2$ के साथ अभिक्रिया,और बाद में अम्लीकरण को कोल्बे-श्मिट अभिक्रिया के रूप में जाना जाता है।
इस अभिक्रिया में,फिनोल पहले सोडियम फिनोक्साइड में परिवर्तित होता है।
सोडियम फिनोक्साइड फिर $CO_2$ के साथ अभिक्रिया करके सोडियम सैलिसिलेट बनाता है,जिसका अम्लीकरण करने पर मुख्य उत्पाद के रूप में सैलिसिलिक अम्ल प्राप्त होता है।

(D) जब फिनोल को अम्लीय माध्यम में $KBr$ और $KBrO_3$ के मिश्रण के साथ उपचारित किया जाता है,तो $Br_2$ उत्पन्न होता है।
$5KBr + KBrO_3 + 6H^+ \rightarrow 3Br_2 + 6K^+ + 3H_2O$
$-OH$ समूह की अत्यधिक सक्रिय प्रकृति के कारण,फिनोल ब्रोमीन जल के साथ इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया करके $2, 4, 6-$ ट्राइब्रोमोफिनोल का सफेद अवक्षेप बनाता है।

(C) प्रतिस्थापित फिनोल की अम्लता बेंजीन वलय से जुड़े प्रतिस्थापी समूह की प्रकृति पर निर्भर करती है।
इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह $(EWG)$ $-I$ और $-M$ प्रभावों के माध्यम से फिनोक्साइड आयन को स्थिर करते हैं,जिससे अम्लता बढ़ती है।
इलेक्ट्रॉन-दाता समूह $(ERG)$ $+I$ और $+M$ प्रभावों के माध्यम से फिनोक्साइड आयन को अस्थिर करते हैं,जिससे अम्लता घटती है।
प्रतिस्थापियों की तुलना:
$III$ $(NO_2)$: प्रबल $-M$ और $-I$ प्रभाव (सर्वाधिक अम्लीय)।
$I$ $(Cl)$: $-I$ प्रभाव।
$II$ $(CH_3)$: $+I$ प्रभाव और अतिसंयुग्मन (hyperconjugation)।
$IV$ $(OCH_3)$: प्रबल $+M$ प्रभाव (सबसे प्रबल इलेक्ट्रॉन-दाता समूह,सबसे कम अम्लीय)।
अतः,अम्लता का घटता क्रम $III > I > II > IV$ है।

(A) सोडियम फेनॉक्साइड की $125\,^{\circ}C$ और $5 \ atm$ दबाव पर $CO_2$ के साथ अभिक्रिया कोल्बे-श्मिट अभिक्रिया है,जो मध्यवर्ती उत्पाद $B$ के रूप में सैलिसिलिक एसिड ($2$-हाइड्रॉक्सीबेन्जोइक एसिड) देती है।
दूसरे चरण में,सैलिसिलिक एसिड का एसिटिक एनहाइड्राइड $(Ac_2O)$ के साथ एसिटिलीकरण होकर एसिटाइलसैलिसिलिक एसिड बनता है,जिसे सामान्यतः एस्पिरिन के रूप में जाना जाता है,जो मुख्य उत्पाद $C$ है।
$C$ की संरचना $2$-एसिटॉक्सीबेन्जोइक एसिड है।

(D) फिनोल तटस्थ $FeCl_3$ विलयन के साथ बैंगनी रंग देता है।
बेंजोइक एसिड तटस्थ $FeCl_3$ विलयन के साथ बफ (हल्का पीला) रंग का अवक्षेप देता है।
इसलिए,तटस्थ $FeCl_3$ का उपयोग उनके बीच अंतर करने के लिए किया जा सकता है।

(C) जब फिनोल को $Zn$ डस्ट के साथ आसवित किया जाता है,तो इसका अपचयन होकर मुख्य उत्पाद के रूप में बेंजीन प्राप्त होता है।
रासायनिक अभिक्रिया इस प्रकार है:
$C_6H_5OH + Zn \rightarrow C_6H_6 + ZnO$

(A) $pK_a$ मान यौगिक की अम्लता के व्युत्क्रमानुपाती होता है। एक प्रबल अम्ल का $pK_a$ मान कम होता है।
दिए गए यौगिकों में,नाइट्रो समूह $(-NO_2)$ एक प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह ($-I$ और $-M$ प्रभाव) है,जो फिनोक्साइड आयन को स्थिर करके फिनोल की अम्लता को बढ़ाता है।
$p$-नाइट्रोफिनोल,$o$-नाइट्रोफिनोल की तुलना में अधिक अम्लीय है क्योंकि $o$-नाइट्रोफिनोल में अंतःआणविक हाइड्रोजन बंधन होता है,जो अविघटित अणु को स्थिर करता है और इसकी अम्लता को कम कर देता है।
इसलिए,$p$-नाइट्रोफिनोल सबसे अधिक अम्लीय है और इसका $pK_a$ मान सबसे कम है।

(D) जो एसिड कार्बोनिक एसिड $(H_2CO_3)$ से अधिक अम्लीय होते हैं,वे $NaHCO_3$ के साथ अभिक्रिया करके कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ गैस मुक्त करते हैं।
बेंजीन सल्फोनिक एसिड $(C_6H_5SO_3H)$ एक प्रबल एसिड है,जो $H_2CO_3$ से अधिक प्रबल होने के कारण $CO_2$ मुक्त करता है।
$p-$नाइट्रोफिनोल $(O_2N-C_6H_4-OH)$ भी $NaHCO_3$ के साथ अभिक्रिया करके $CO_2$ गैस मुक्त करता है।
अतः,दोनों यौगिक $CO_2$ गैस मुक्त करते हैं।

(D) $FeCl_3$ (एक लुईस अम्ल उत्प्रेरक) की उपस्थिति में $p$-क्रेसोल ($4$-मेथिलफिनोल) की $Br_2$ के साथ अभिक्रिया एक इलेक्ट्रॉनरागी प्रतिस्थापन अभिक्रिया है।
चूंकि $-OH$ समूह एक प्रबल सक्रियक समूह है और ऑर्थो/पैरा निर्देशक है,और पैरा स्थिति पहले से ही $-CH_3$ समूह द्वारा भरी हुई है,इसलिए इलेक्ट्रॉनरागी $(Br^+)$ $-OH$ समूह के सापेक्ष ऑर्थो स्थिति पर आक्रमण करेगा।
अतः,मुख्य उत्पाद $2$-ब्रोमो-$4$-मेथिलफिनोल है।

(D) अभिक्रिया का क्रम इस प्रकार है:
$1$. फिनोल $NaOH$ की उपस्थिति में $CO_2$ के साथ अभिक्रिया करके (कोल्बे-श्मिट अभिक्रिया) सोडियम सैलिसिलेट बनाता है,जिसका अम्लीकरण करने पर सैलिसिलिक एसिड $(A)$ प्राप्त होता है,जो $2$-हाइड्रॉक्सीबेन्ज़ोइक एसिड है।
$2$. सैलिसिलिक एसिड $(A)$ अम्लीय उत्प्रेरक की उपस्थिति में एसिटिक एनहाइड्राइड $(Ac_2O)$ के साथ अभिक्रिया करके फिनोलिक $-OH$ समूह का एसिटिलीकरण करता है,जिससे $2$-एसिटॉक्सीबेन्ज़ोइक एसिड $(B)$ बनता है,जिसे सामान्यतः एस्पिरिन के रूप में जाना जाता है।
$3$. $(B)$ की संरचना एक बेंजीन रिंग है जिसमें स्थिति $1$ पर $-COOH$ समूह और स्थिति $2$ पर $-OCOCH_3$ समूह जुड़ा होता है।

(A) राइमर-टीमैन अभिक्रिया में,फिनोल $(C_6H_5OH)$ जलीय $NaOH$ की उपस्थिति में क्लोरोफॉर्म $(CHCl_3)$ के साथ अभिक्रिया करके सैलिसिलैल्डिहाइड $(C_6H_4(OH)CHO)$ बनाता है।
रासायनिक समीकरण: $C_6H_5OH + CHCl_3 + 3NaOH \rightarrow C_6H_4(OH)CHO + 3NaCl + 2H_2O$.
फिनोल $(C_6H_5OH)$ का आणविक भार $94 \ g/mol$ है।
सैलिसिलैल्डिहाइड $(C_6H_4(OH)CHO)$ का आणविक भार $122 \ g/mol$ है।
आणविक भार में वृद्धि $122 - 94 = 28$ है।

(D) फिनोल $(C_6H_5OH)$ में एक इलेक्ट्रॉन-समृद्ध सुगंधित वलय होता है जो ब्रोमीन जल $(Br_2 / H_2O)$ के साथ इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया करके $2,4,6$-ट्राइब्रोमोफिनोल बनाता है,जिससे ब्रोमीन का लाल-भूरा रंग गायब हो जाता है।
इसके अतिरिक्त,फिनोल उदासीन $FeCl_3$ के साथ अभिक्रिया करके बैंगनी रंग का आयरन-फिनोक्साइड संकुल बनाता है,जो फिनोलिक समूहों के लिए एक विशिष्ट परीक्षण है।

(B) $4$-हाइड्रॉक्सीबेन्जीनसल्फोनिक एसिड की ब्रोमीन जल के साथ अभिक्रिया एक इलेक्ट्रॉनरागी प्रतिस्थापन अभिक्रिया है। $-OH$ समूह एक प्रबल सक्रियकारी समूह है और ऑर्थो/पैरा निर्देशक है। $-SO_3H$ समूह पैरा स्थिति पर है। ब्रोमीनीकरण $-OH$ के सापेक्ष ऑर्थो स्थितियों ($3$ और $5$) पर होता है। अतः,मुख्य उत्पाद $3, 5$-डाइब्रोमो-$4$-हाइड्रॉक्सीबेन्जीनसल्फोनिक एसिड प्राप्त होता है।

(D) जलीय $NaOH$ की उपस्थिति में बेंज़ोयल क्लोराइड के साथ फिनोल,एनिलिन या अल्कोहल जैसे सक्रिय हाइड्रोजन युक्त यौगिकों के बेंज़ोयलेशन की प्रक्रिया को शोटेन-$Baumann$ अभिक्रिया कहा जाता है।

(C) $NaOH$ की उपस्थिति में फिनोल की $CO_2$ के साथ अभिक्रिया और उसके बाद अम्लीकरण,कोल्बे-श्मिट अभिक्रिया है,जो उत्पाद $(A)$ के रूप में सैलिसिलिक एसिड देती है।
सैलिसिलिक एसिड फिर उत्पाद $(B)$ के रूप में एस्पिरिन (एसिटाइलसैलिसिलिक एसिड) बनाने के लिए एसिटिक एनहाइड्राइड के साथ एसिटिलीकरण से गुजरता है।
इस अभिक्रिया में,फेनोलिक $-OH$ समूह का एसिटिलीकरण होकर एस्टर लिंकेज बनता है,जिसके परिणामस्वरूप $2$-एसिटॉक्सीबेंजोइक एसिड प्राप्त होता है।

(A) अभिक्रिया क्रम इस प्रकार है:
$1.$ $p\text{-toluidine}$ $(4\text{-methylaniline})$ $0\,^{\circ}C$ पर $NaNO_2/HCl$ के साथ अभिक्रिया करके डायज़ोनियम लवण $(A)$ बनाता है,जो $p\text{-toluenediazonium chloride}$ है।
$2.$ उच्च तापमान पर $H_2O$ के साथ $(A)$ का जल-अपघटन करने पर $(B)$ के रूप में $p\text{-cresol}$ $(4\text{-methylphenol})$ प्राप्त होता है।
$3.$ $p\text{-cresol}$ की $CHCl_3$ और $KOH$ के साथ राइमर-टीमैन अभिक्रिया और उसके बाद अम्लीकरण करने पर $-OH$ समूह के सापेक्ष ऑर्थो स्थिति पर एक फॉर्मिल समूह $(-CHO)$ जुड़ जाता है,जिससे $(C)$ के रूप में $2\text{-hydroxy-5-methylbenzaldehyde}$ प्राप्त होता है।

(D) $OH^{\ominus}$ की उपस्थिति में फिनोल की $Br_2$ के साथ अभिक्रिया एक इलेक्ट्रॉनरागी एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है।
सबसे पहले,फिनोल $OH^{\ominus}$ के साथ अभिक्रिया करके फेनॉक्साइड आयन बनाता है,जो इलेक्ट्रॉनरागी प्रतिस्थापन के लिए अत्यधिक सक्रिय होता है।
फेनॉक्साइड आयन फिर $Br_2$ के साथ अभिक्रिया करके ऑर्थो-ब्रोमोफेनॉक्साइड ($2$-ब्रोमोफेनॉक्साइड) और पैरा-ब्रोमोफेनॉक्साइड ($4$-ब्रोमोफेनॉक्साइड) मध्यवर्ती बनाता है।
$Br_2$ के साथ आगे की अभिक्रिया $2,4,6$-ट्राइब्रोमोफिनोल के निर्माण की ओर ले जाती है।
चूंकि सभी दी गई प्रजातियां ($2$-ब्रोमोफेनॉक्साइड,$4$-ब्रोमोफेनॉक्साइड और $2,4$-डाइब्रोमोफेनॉक्साइड) चरणबद्ध ब्रोमीनीकरण प्रक्रिया के दौरान मध्यवर्ती के रूप में बनती हैं,इसलिए सही उत्तर 'ये सभी' है।