Chemical properties Questions in Gujarati

(C) આપેલા સંયોજનોમાં,ફેરિક ક્લોરાઈડ $(FeCl_3)$ પાણીમાં સૌથી વધુ એસિડિક છે.
આ $Fe^{3+}$ આયનના ઉચ્ચ ચાર્જ ઘનતા અને અસરકારક ન્યુક્લિયર ચાર્જને કારણે છે.
જેમ કેન્દ્રીય ધાતુ આયનની ચાર્જ ઘનતા વધે છે,તેમ તે પાણીના અણુઓમાં રહેલા $O-H$ બંધનું ધ્રુવીકરણ કરવાની ક્ષમતા વધારે છે,જે એસિડિકતામાં વધારો કરે છે.
આ તમામ સંયોજનો પાણીમાં જળવિભાજન પામીને $HCl$ વાયુ મુક્ત કરે છે:
$BeCl_2 + 2 H_2O \rightarrow Be(OH)_2 + 2 HCl \uparrow$
$AlCl_3 + 3 H_2O \rightarrow Al(OH)_3 + 3 HCl \uparrow$
$FeCl_3 + 3 H_2O \rightarrow Fe(OH)_3 + 3 HCl \uparrow$
$Fe^{3+}$ નો ચાર્જ-ટુ-સાઇઝ રેશિયો વધુ હોવાથી તે આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી પ્રબળ લુઈસ એસિડ છે.

(B) દરેક સંયોજનમાં $Mn$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા શોધતા:
$1$. $K_2MnO_4$ માં: $2(+1) + x + 4(-2) = 0 \implies x = +6$.
$2$. $KMnO_4$ માં: $1(+1) + x + 4(-2) = 0 \implies x = +7$.
$3$. $MnO_2$ માં: $x + 2(-2) = 0 \implies x = +4$.
$4$. $Mn_2O_3$ માં: $2x + 3(-2) = 0 \implies x = +3$.
આમ,$Mn$ ની સૌથી વધુ ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+7$ છે,જે $KMnO_4$ માં જોવા મળે છે.

(C) દ્વિઅંગી સંયોજન એ બે અલગ-અલગ તત્વોથી બનેલું રાસાયણિક સંયોજન છે.
જે તત્વો ચલ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવે છે તે આપેલ અધાતુ સાથે એક કરતા વધુ પ્રકારના દ્વિઅંગી સંયોજનો બનાવી શકે છે.
$K$ (પોટેશિયમ) એ $+1$ ની નિશ્ચિત ઓક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવતી આલ્કલી ધાતુ છે,જે ફક્ત $KCl$ બનાવે છે.
$Ca$ (કેલ્શિયમ) એ $+2$ ની નિશ્ચિત ઓક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવતી આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુ છે,જે ફક્ત $CaCl_2$ બનાવે છે.
$Zn$ (ઝિંક) એ સંક્રાંતિ ધાતુ છે પરંતુ તેના સંયોજનોમાં $+2$ ની નિશ્ચિત ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે,જે ફક્ત $ZnCl_2$ બનાવે છે.
$Fe$ (આયર્ન) એ સંક્રાંતિ ધાતુ છે જે $+2$ અને $+3$ ની ચલ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવે છે.
તેથી,$Fe$ ક્લોરિન સાથે બે પ્રકારના દ્વિઅંગી સંયોજનો બનાવી શકે છે: $FeCl_2$ અને $FeCl_3$.
આમ,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(C) જ્યારે $Cr^{3+}$ અને $Fe^{3+}$ ના મિશ્રણને સાંદ્ર $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે $Cr^{3+}$ દ્રાવ્ય સંકીર્ણ બનાવે છે,જ્યારે $Fe^{3+}$ અદ્રાવ્ય અવક્ષેપ બનાવે છે.
$Cr^{3+}$ માટે:
$Cr^{3+} + 3OH^{-} \longrightarrow Cr(OH)_3 \downarrow$
$Cr(OH)_3 + OH^{-} \longrightarrow [Cr(OH)_4]^{-} \text{ (દ્રાવ્ય લીલું સંકીર્ણ)}$
$Fe^{3+}$ માટે:
$Fe^{3+} + 3OH^{-} \longrightarrow Fe(OH)_3 \downarrow \text{ (બદામી અવક્ષેપ)}$
આમ,$Cr^{3+}$ દ્રાવણમાં સંકીર્ણ સ્વરૂપે રહે છે અને $Fe^{3+}$ એ $Fe(OH)_3$ તરીકે અવક્ષેપિત થાય છે,તેથી તેમને ગાળણ દ્વારા અલગ કરી શકાય છે.

(C) $Cu^{2+}$ નું $Cu^{+}$ માં રિડક્શન ત્યારે થાય છે જ્યારે $Cu^{2+}$ આયોડાઈડ આયનો $(I^-)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,કારણ કે $CuI$ અદ્રાવ્ય છે અને પ્રક્રિયા ઉષ્માગતિશાસ્ત્રની દ્રષ્ટિએ અનુકૂળ છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ: $2Cu^{2+} + 4I^- \to 2CuI(s) + I_2(s)$.

(C) ઓક્સિડેશનની સરળતા $(M^{2+} \to M^{3+} + e^-)$ ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે,જે રિડક્શન પોટેન્શિયલનું ઋણ મૂલ્ય છે $({E^0}_{M^{2+}/M^{3+}} = -{E^0}_{M^{3+}/M^{2+}})$. વધુ ધન ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ સૂચવે છે કે ઓક્સિડેશનની પ્રક્રિયા સરળ છે.

ધાતુ	ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ $({E^0}_{M^{2+}/M^{3+}})$
$Cr$	$+0.41 \ V$
$Mn$	$-1.57 \ V$
$Fe$	$-0.77 \ V$
$Co$	$-1.97 \ V$

$Cr$ નું ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ સૌથી વધુ $(+0.41 \ V)$ હોવાથી,$Cr$ માટે ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+2$ થી $+3$ માં બદલાવ સૌથી સરળ છે.

(C) ઉભયગુણી પદાર્થ એ છે જે એસિડ અને બેઇઝ બંને સાથે પ્રક્રિયા કરી શકે છે.
$Al^{3+}$,$Cr^{3+}$,અને $Zn^{2+}$ ઉભયગુણી ઓક્સાઇડ અથવા હાઇડ્રોક્સાઇડ બનાવે છે.
$Fe^{3+}$ એ $Fe_2O_3$ અને $Fe(OH)_3$ બનાવે છે,જે સ્વભાવે બેઝિક છે અને ઉભયગુણી ગુણધર્મ દર્શાવતા નથી.

(C) $Fe$,$Co$,અને $Ni$ એ સંક્રાંતિ ધાતુઓ છે જે હાઈડ્રોજનેશન પ્રક્રિયાઓમાં અસરકારક ઉદ્દીપક તરીકે કાર્ય કરે છે. આનું કારણ એ છે કે તેઓ તેમની મુક્ત સપાટી પર હાઈડ્રોજન વાયુનું અધિશોષણ (occlusion) કરવાની ઉચ્ચ ક્ષમતા ધરાવે છે,જે પ્રક્રિયાને સરળ બનાવે છે.

(A) ધાતુઓની સક્રિયતા તેમના પ્રમાણિત ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ અથવા ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાની વૃત્તિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. આપેલી સંક્રાંતિ ધાતુઓમાંથી,$Fe$ (આયર્ન) સૌથી વધુ સક્રિય છે.
$Fe$ ભેજવાળી હવાની હાજરીમાં સરળતાથી ઓક્સિડેશન પામે છે અને હાઇડ્રેટેડ આયર્ન$(III)$ ઓક્સાઈડ બનાવે છે,જેને સામાન્ય રીતે કાટ કહેવામાં આવે છે:
$4Fe(s) + 3O_2(g) + xH_2O(l) \rightarrow 2Fe_2O_3 \cdot xH_2O(s)$
તેની સરખામણીમાં,$Pt$ (પ્લેટિનમ) એક ઉમદા ધાતુ છે અને તે ખૂબ જ ઓછી સક્રિય છે. $Ni$ અને $Co$ પ્રમાણિત વાતાવરણીય પરિસ્થિતિઓમાં $Fe$ કરતા ઓછી સક્રિય છે.

(A) $Zn$ અને $Hg$ બંને આવર્ત કોષ્ટકના સમૂહ $12$ ના તત્વો છે.
$Zn$ એક સક્રિય ધાતુ છે જે હવામાં ગરમ કરવાથી સરળતાથી $ZnO$ બનાવે છે.
$Hg$ પણ $300^{\circ}C$ થી $350^{\circ}C$ તાપમાને હવામાં ગરમ કરવાથી $HgO$ બનાવે છે.
તેથી,બંને દ્વારા વહેંચાયેલ ગુણધર્મ એ છે કે તેઓ સરળતાથી ઓક્સાઇડ બનાવે છે.

(A) સાચો વિકલ્પ $A$ છે.
મેંગેનીઝ $+7$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં સૌથી શક્તિશાળી ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,$KMnO_4$ માં મેંગેનીઝ $+7$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં હોય છે,જે એસિડિક,તટસ્થ અને બેઝિક માધ્યમમાં પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે કાર્ય કરે છે.

(D) સાચો જવાબ $(D)$ છે. $Ta$ (ટેન્ટલમ) નો ઉપયોગ સર્જિકલ ઇમ્પ્લાન્ટ્સ જેમ કે પ્લેટ,સ્ક્રૂ અને વાયર માટે થાય છે કારણ કે તે માનવ શરીરના વાતાવરણમાં અત્યંત બાયોકોમ્પેટીબલ અને બિન-ક્ષયકારી (non-corrosive) છે.

(A) ઓક્સાઇડનો આયનીય સ્વભાવ ધાતુની ઓક્સિડેશન અવસ્થા પર આધાર રાખે છે.
ધાતુની નીચી ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ સામાન્ય રીતે આયનીય ઓક્સાઇડ બનાવે છે,જ્યારે ઊંચી ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ સહસંયોજક સ્વભાવ તરફ દોરી જાય છે.
$MnO$ માં,$Mn$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+2$ છે.
$Mn_2O_7$ માં,$Mn$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+7$ છે.
$CrO_3$ માં,$Cr$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+6$ છે.
$P_2O_5$ એ અધાતુનો ઓક્સાઇડ છે અને તે સહસંયોજક છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી $MnO$ સૌથી વધુ આયનીય ઓક્સાઇડ છે.

(C) જ્યારે $CuSO_4$ ના દ્રાવણમાં $KI$ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે $I^-$ આયનો દ્વારા $Cu^{2+}$ આયનોનું $Cu^+$ આયનોમાં રિડક્શન થાય છે.
પ્રક્રિયા: $2CuSO_4 + 4KI \to Cu_2I_2 + 2K_2SO_4 + I_2$.
અહીં,$Cu_2I_2$ (ક્યુપ્રસ આયોડાઇડ) સફેદ અવક્ષેપ તરીકે બને છે અને આયોડિન $(I_2)$ મુક્ત થાય છે,જે દ્રાવણને કથ્થઈ રંગનું બનાવે છે.

(C) જ્યારે $KI$ ને $CuSO_4$ માં ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે પ્રારંભિક પ્રક્રિયા આ મુજબ છે:
$2KI + CuSO_4 \to CuI_2 + K_2SO_4$
$CuI_2$ અસ્થાયી છે અને તરત જ રિડક્શન પામીને $Cu_2I_2$ અને $I_2$ બનાવે છે:
$2CuI_2 \to Cu_2I_2 + I_2$
આ બંનેને જોડતા,કુલ પ્રક્રિયા આ મુજબ થાય છે:
$2CuSO_4 + 4KI \to Cu_2I_2 + 2K_2SO_4 + I_2$
આમ,અંતિમ મિશ્રણમાં $K_2SO_4$,$Cu_2I_2$ અને $I_2$ હોય છે.

(C) $V_2O_3$ (વેનેડિયમ $(III)$ ઓક્સાઇડ) એક પ્રબળ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
આનું કારણ એ છે કે વેનેડિયમ એક ઇલેક્ટ્રોપોઝિટિવ સંક્રાંતિ ધાતુ છે.
તેની નીચી ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓમાં,તે વધુ સ્થાયી ઉચ્ચ ઓક્સિડેશન અવસ્થા પ્રાપ્ત કરવા માટે ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાનું વલણ ધરાવે છે,જેનાથી અન્ય પદાર્થોનું રિડક્શન સરળ બને છે.

(A) $Cu^{2+}$ આયનો ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે અને $I^-$ આયનોનું $I_2$ માં ઓક્સિડેશન કરે છે,જ્યારે $Cu^{2+}$ નું $Cu^+$ માં રિડક્શન થાય છે. પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2CuSO_4 + 4KI \to Cu_2I_2 + I_2 + 2K_2SO_4$
આમ,જ્યારે $KI$ એ $CuSO_4$ ના દ્રાવણ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે ત્યારે આયોડિન બને છે.

(D) જ્યારે લોખંડને સાંદ્ર $HNO_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેની સપાટી પર ઓક્સાઈડનું $(Fe_2O_3)$ પાતળું,રક્ષણાત્મક અને અછિદ્રાળુ પડ બનવાને કારણે તે નિષ્ક્રિય બને છે.
આ પડ ધાતુની એસિડ સાથેની વધુ પ્રક્રિયાને અટકાવે છે.
$K_2Cr_2O_7$,$KMnO_4$,ક્લોરિક એસિડ અને ક્રોમિક એસિડ જેવા અન્ય ઓક્સિડેશનકર્તાઓ પણ લોખંડને નિષ્ક્રિય બનાવે છે.
નિષ્ક્રિય લોખંડને યાંત્રિક રીતે સપાટી પર ઘસીને અથવા રાસાયણિક રિડક્શન દ્વારા ફરીથી સક્રિય કરી શકાય છે.

(B) કોપરની સૌથી મહત્વની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+2$ છે.
જોકે કોપર $+1$ અને $+2$ બંને ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવે છે,પરંતુ $+2$ અવસ્થા જલીય દ્રાવણમાં વધુ સ્થાયી છે કારણ કે તેની ઉચ્ચ જલીયકરણ એન્થાલ્પી (hydration enthalpy) બીજી આયનીકરણ એન્થાલ્પીને સરભર કરે છે.
પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ નીચે મુજબ છે:
$Cu^{+} + e^{-} \to Cu$; $E^{0} = +0.52 \ V$
$Cu^{2+} + 2e^{-} \to Cu$; $E^{0} = +0.34 \ V$

(D) ઓછા ઓક્સિડેશન આંક ધરાવતી સંક્રાંતિ ધાતુઓ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાની વધુ વૃત્તિ ધરાવે છે.
તેથી,તેઓ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
આપેલ વિકલ્પોમાં 'રિડક્શનકર્તા' ન હોવાથી,સાચો જવાબ $D$ છે.

(B) સાચો જવાબ $B$ છે. આયર્ન $(Fe)$ ઊંચા તાપમાને વરાળ સાથે પ્રક્રિયા કરીને આયર્ન ઓક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે.
$3Fe(s) + 4H_2O(g) \to Fe_3O_4(s) + 4H_2(g)$

(C) પીળો રંગ $(CrO_4^{2-})$ આયનના નિર્માણને કારણે હોય છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2Cr(OH)_3 + 4NaOH + 3Na_2O_2 \rightarrow 2Na_2CrO_4 + 8H_2O$
અહીં,$+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં રહેલું ક્રોમિયમ $+6$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં ઓક્સિડેશન પામે છે,જે સોડિયમ ક્રોમેટ બનાવે છે,જે પીળા રંગનું હોય છે.

(B) $CrO_2Cl_2$ માં: ધારો કે $Cr$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $x$ છે. $x + 2(-2) + 2(-1) = 0 \implies x - 4 - 2 = 0 \implies x = +6$. આ $Cr$ $(3d^5 4s^1)$ માટે મહત્તમ ઓક્સિડેશન અવસ્થા છે.
$MnO_4^-$ માં: ધારો કે $Mn$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $x$ છે. $x + 4(-2) = -1 \implies x - 8 = -1 \implies x = +7$. આ $Mn$ $(3d^5 4s^2)$ માટે મહત્તમ ઓક્સિડેશન અવસ્થા છે.

(C) $+2$ થી $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં ફેરફારમાં ધાતુ આયનનું ઓક્સિડેશન થાય છે: $M^{2+} \rightarrow M^{3+} + e^-$.
આપેલ પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ રિડક્શન માટે છે: $M^{3+} + e^- \rightarrow M^{2+}$.
ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ એ રિડક્શન પોટેન્શિયલનું ઋણ મૂલ્ય છે: $E^{0}_{M^{2+}/M^{3+}} = -E^{0}_{M^{3+}/M^{2+}}$.
$Cr$ માટે: $E^{0}_{Cr^{2+}/Cr^{3+}} = -(-0.41 \ V) = +0.41 \ V$.
$Mn$ માટે: $E^{0}_{Mn^{2+}/Mn^{3+}} = -(+1.57 \ V) = -1.57 \ V$.
$Fe$ માટે: $E^{0}_{Fe^{2+}/Fe^{3+}} = -(+0.77 \ V) = -0.77 \ V$.
$Co$ માટે: $E^{0}_{Co^{2+}/Co^{3+}} = -(+1.97 \ V) = -1.97 \ V$.
વધારે (વધુ ધન) ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ સૂચવે છે કે ઓક્સિડેશન સરળ છે.
તેથી,$Cr$ માટે ઓક્સિડેશન સૌથી સરળ છે.

(B) આપેલા સંક્રાંતિ તત્વો માટે પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ $(E^o\,M^{2+} | M)$ ના મૂલ્યો નીચે મુજબ છે:
$Mn^{2+} | Mn = -1.18 \ V$
$Cr^{2+} | Cr = -0.91 \ V$
$Fe^{2+} | Fe = -0.44 \ V$
$Co^{2+} | Co = -0.28 \ V$
આ ઋણ મૂલ્યોના માનને સરખાવતા,સાચો ક્રમ $Mn > Cr > Fe > Co$ મળે છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(A) ધાતુના ઓક્સાઇડનો બેઝિક ગુણધર્મ તેના ઓક્સિડેશન આંક અને ધાતુના સ્વભાવ પર આધાર રાખે છે.
સંક્રાંતિ ધાતુના મોનોક્સાઇડ $(MO)$ માટે,આવર્તમાં ડાબેથી જમણે જતાં પરમાણુ ક્રમાંક વધવાની સાથે બેઝિક ગુણધર્મ ઘટે છે,કારણ કે ધાતુની વિદ્યુતઋણતા વધે છે અને $M-O$ બંધનો આયનીય સ્વભાવ ઘટે છે.
તેથી,બેઝિક ગુણધર્મનો સાચો ક્રમ $TiO > VO > CrO > FeO$ છે.

(B) $Cu^{2+}$ એ પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે અને $I^-$ એ પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે.
જ્યારે $Cu^{2+}$ ની પ્રક્રિયા $I^-$ સાથે થાય છે,ત્યારે $Cu^{2+}$ એ $I^-$ નું $I_2$ માં ઓક્સિડેશન કરે છે અને પોતે $Cu^+$ માં રિડક્શન પામે છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $2Cu^{2+} + 4I^- \rightarrow 2CuI + I_2$.
તેથી,$CuI_2$ અસ્થાયી છે અને અસ્તિત્વ ધરાવતું નથી.

(C) $pH = 12$ એ બેઝિક માધ્યમ સૂચવે છે.
બેઝિક માધ્યમમાં,ડાયક્રોમેટ આયન $(Cr_2O_7^{2-})$ ક્રોમેટ આયન $(CrO_4^{2-})$ માં રૂપાંતરિત થાય છે.
પ્રક્રિયા: $Cr_2O_7^{2-} + 2OH^- \to 2CrO_4^{2-} + H_2O$.
રંગ નારંગીમાંથી પીળામાં બદલાય છે.

(D) સંક્રાંતિ ધાતુના ઑક્સાઇડનો સ્વભાવ ધાતુની ઓક્સિડેશન અવસ્થા પર આધાર રાખે છે.
સામાન્ય રીતે,ધાતુની નીચી ઓક્સિડેશન અવસ્થા બેઝિક ઑક્સાઇડ બનાવે છે,જ્યારે ઊંચી ઓક્સિડેશન અવસ્થા એસિડિક અથવા ઉભયગુણી ઑક્સાઇડ બનાવે છે.
$1$. $Mn_2O_7$ ($Mn$ $+7$ માં): એસિડિક ઑક્સાઇડ.
$2$. $V_2O_3$ ($V$ $+3$ માં): બેઝિક ઑક્સાઇડ.
$3$. $V_2O_5$ ($V$ $+5$ માં): ઉભયગુણી ઑક્સાઇડ.
$4$. $CrO$ ($Cr$ $+2$ માં): બેઝિક ઑક્સાઇડ.
$5$. $Cr_2O_3$ ($Cr$ $+3$ માં): ઉભયગુણી ઑક્સાઇડ.
આમ,$V_2O_3$ અને $CrO$ બેઝિક ઑક્સાઇડ છે.
સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(D) ધાતુના ઓક્સાઇડનો બેઝિક ગુણધર્મ ધાતુની ઓક્સિડેશન અવસ્થા વધવાની સાથે અથવા ધાતુની વિદ્યુતઋણતા/આયનીકરણ પોટેન્શિયલ વધવાની સાથે ઘટે છે.
આપેલ મોનોક્સાઇડ $(TiO, VO, CrO, FeO)$ માટે,$3d$ શ્રેણીમાં $Ti$ થી $Fe$ તરફ જતાં ધાત્વીય ગુણધર્મ ઘટે છે.
તેથી,બેઝિક પ્રબળતાનો ક્રમ આ મુજબ છે: $TiO > VO > CrO > FeO$.

(B) પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ $E^o_{M^{3+}/M^{2+}}$ એ $M^{2+}$ અને $M^{3+}$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$Mn \ (Z = 25)$ માટે,ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] \ 3d^5 \ 4s^2$ છે.
$Mn^{2+}$ આયન $d^5$ (અર્ધ-પૂર્ણ) રચના ધરાવે છે,જે ખૂબ જ સ્થિર છે.
જોકે,$Mn^{3+}$ આયન $d^4$ રચના ધરાવે છે.
$Mn^{2+}$ અત્યંત સ્થિર હોવાથી,$Mn^{2+}$ નું $Mn^{3+}$ માં ઓક્સિડેશન કરવું ખૂબ મુશ્કેલ છે,જેના કારણે રિડક્શન પોટેન્શિયલ $E^o_{Mn^{3+}/Mn^{2+}}$ ખૂબ ઊંચું (ધન) હોય છે.
તેથી,આપેલા તત્વોમાં $Mn$ નું $E^o_{M^{3+}/M^{2+}}$ મૂલ્ય મહત્તમ છે.

(B) આયર્ન $(Fe)$ ઊંચા તાપમાને વરાળ $(H_2O(g))$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને આયર્ન ઓક્સાઇડ $(Fe_3O_4)$ અને હાઇડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ ઉત્પન્ન કરે છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ:
$3Fe(s) + 4H_2O(g) \rightarrow Fe_3O_4(s) + 4H_2(g)$

(A) ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકેની પ્રબળતા તે ધાતુના તેના મહત્તમ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં રિડક્શન પોટેન્શિયલ પર આધાર રાખે છે.
આપેલ સ્પીસીઝ માટે પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(E^\circ)$ નીચે મુજબ છે:
$VO_2^+ + 2H^+ + e^- \rightarrow VO^{2+} + H_2O$ $(E^\circ = 1.00 \ V)$
$Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 6e^- \rightarrow 2Cr^{3+} + 7H_2O$ $(E^\circ = 1.33 \ V)$
$MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O$ $(E^\circ = 1.51 \ V)$
જેમ પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ વધે તેમ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકેની પ્રબળતા વધે છે,તેથી સાચો ક્રમ $VO_2^+ < Cr_2O_7^{2-} < MnO_4^-$ છે.

(D) $Fe^{+3}$ આયન $Fe^{+2}$ આયન કરતા વધુ વીજભાર ઘનતા ધરાવે છે,જે $Fe^{+3}$ સંયોજનોને વધુ એસિડિક અને જળવિભાજન માટે વધુ સક્રિય બનાવે છે. તેથી,ફેરસ $(Fe^{+2})$ સંયોજનો ફેરીક $(Fe^{+3})$ સંયોજનો કરતા સરળતાથી જળવિભાજન પામે છે તે વિધાન ખોટું છે.

(D) ઓછો ઓક્સિડેશન આંક ધરાવતા સંક્રાંતિ તત્વો રિડક્શન કર્તા તરીકે વર્તે છે કારણ કે તેઓ ઉચ્ચ ઓક્સિડેશન અવસ્થા પ્રાપ્ત કરવા માટે સરળતાથી ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવી શકે છે.

(C) સંક્રાંતિ ધાતુઓ અને તેમના સંયોજનો ઉત્તમ ઉદ્દીપક તરીકે કાર્ય કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે,ક્લોરિનના ઉત્પાદન માટે ડેકોન પદ્ધતિમાં $CuCl_2$ નો ઉપયોગ થાય છે અને તેલના હાઇડ્રોજીનેશનમાં સૂક્ષ્મ વિભાજિત સંક્રાંતિ ધાતુઓનો ઉપયોગ થાય છે.

(A) ધાતુના ઓક્સાઇડનો એસિડિક ગુણધર્મ ધાતુ પરમાણુની ઓક્સિડેશન અવસ્થાના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
જેમ ધાતુની ઓક્સિડેશન અવસ્થા વધે છે,તેમ એસિડિક ગુણધર્મ વધે છે.
આપેલા ઓક્સાઇડમાં $Mn$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ નીચે મુજબ છે:
$MnO$: $+2$
$Mn_2O_3$: $+3$
$MnO_2$: $+4$
$MnO_3$: $+6$
$Mn_2O_7$: $+7$
તેથી,એસિડિક ગુણધર્મનો સાચો ક્રમ $MnO < Mn_2O_3 < MnO_2 < MnO_3 < Mn_2O_7$ છે.

(C) સંક્રાંતિ તત્વો $d$-ઇલેક્ટ્રોનને કારણે મજબૂત ધાત્વિક બંધ ધરાવે છે,તેથી તેમના ગલનબિંદુ ઊંચા હોય છે.
તેઓ વિવિધ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવે છે અને અયુગ્મિત $d$-ઇલેક્ટ્રોનને કારણે તેમના ઘણા આયનો અનુચુંબકીય હોય છે.
જોકે,બધા જ સંક્રાંતિ તત્વો એસિડમાં ઓગળતા નથી. ઉદાહરણ તરીકે,$Au$ (સોનું) અને $Pt$ (પ્લેટિનમ) જેવી ઉમદા ધાતુઓ રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય છે અને સામાન્ય ખનિજ એસિડમાં ઓગળતી નથી.

(C) સંક્રાંતિ ધાતુઓ અને તેમના સંયોજનોની ઉદ્દીપકીય સક્રિયતા મુખ્યત્વે તેમની બદલાતી ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ ધારણ કરવાની ક્ષમતા અને સંકીર્ણ બનાવવાની ક્ષમતાને આભારી છે.
ઉદાહરણ તરીકે,સંપર્ક વિધિમાં,$V_{2}O_{5}$ ઉદ્દીપક તરીકે કાર્ય કરે છે:
$2SO_{2} + O_{2} \xrightarrow{V_{2}O_{5}} 2SO_{3}$
આ પ્રક્રિયા એટલા માટે થાય છે કારણ કે વેનેડિયમ સરળતાથી ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ વચ્ચે બદલાઈ શકે છે:
$SO_{2} + V_{2}O_{5} \longrightarrow SO_{3} + 2VO_{2}$
$2VO_{2} + \frac{1}{2}O_{2} \longrightarrow V_{2}O_{5}$

(A) સંક્રાંતિ ધાતુઓમાં $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાની સ્થિરતા ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી અને વિનિમય ઉર્જા (exchange energy) દ્વારા નક્કી થાય છે.
$1$. $Mn^{2+}$ ની $d^5$ ગોઠવણી છે,જે અર્ધ-પૂર્ણ હોવાથી મહત્તમ વિનિમય ઉર્જાને કારણે ખૂબ જ સ્થિર છે.
$2$. $Fe^{2+}$ ની $d^6$ ગોઠવણી છે. તેમાં એક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત હોવા છતાં,તેમાં નોંધપાત્ર વિનિમય ઉર્જા હોય છે,જે તેને $Cr^{2+}$ $(d^4)$ કરતા વધુ સ્થિર બનાવે છે.
$3$. $Cr^{2+}$ ની $d^4$ ગોઠવણી છે,જે ઓછી વિનિમય ઉર્જાને કારણે $d^5$ અને $d^6$ કરતા ઓછી સ્થિર છે.
$4$. $Co^{2+}$ ની $d^7$ ગોઠવણી છે,જે આંતર-ઇલેક્ટ્રોનિક અપાકર્ષણને કારણે આ બધામાં સૌથી ઓછી સ્થિર છે.
આમ,સ્થિરતાનો ક્રમ $Mn^{2+} > Fe^{2+} > Cr^{2+} > Co^{2+}$ છે.

(A) પ્રક્રિયા $I$ માં,સોડિયમ ડાયક્રોમેટ $(Na_2Cr_2O_7)$ નું રિડક્શન કાર્બન $(C)$ નો ઉપયોગ કરીને ક્રોમિયમ$(III)$ ઓક્સાઇડ $(Cr_2O_3)$ માં થાય છે:
$Na_2Cr_2O_7 + 2C \xrightarrow{\Delta} Na_2CO_3 + Cr_2O_3 + CO$.
પ્રક્રિયા $II$ માં,ક્રોમિયમ$(III)$ ઓક્સાઇડ $(Cr_2O_3)$ નું રિડક્શન થર્મિટ પ્રક્રિયામાં એલ્યુમિનિયમ $(Al)$ નો ઉપયોગ કરીને ધાત્વિક ક્રોમિયમ $(Cr)$ માં થાય છે:
$Cr_2O_3 + 2Al \xrightarrow{\Delta} Al_2O_3 + 2Cr$.
તેથી,$X = C$ અને $Y = Al$.

(C) સ્ટીલમાં મેંગેનીઝ ઉમેરીને મેંગેનીઝ સ્ટીલ બનાવવામાં આવે છે,જે અત્યંત સખત અને ઘસારો પ્રતિરોધક હોય છે.
ધાતુશાસ્ત્રની પ્રક્રિયામાં,મેંગેનીઝ ડીઓક્સિડાઈઝર અને ડીસલ્ફ્યુરાઈઝર તરીકે કામ કરે છે.
તે પીગળેલા સ્ટીલમાં રહેલા ઓક્સિજન અને સલ્ફરની અશુદ્ધિઓ સાથે પ્રક્રિયા કરીને મેંગેનીઝ ઓક્સાઈડ $(MnO)$ અને મેંગેનીઝ સલ્ફાઈડ $(MnS)$ બનાવે છે,જેને પછી સ્લેગ તરીકે દૂર કરવામાં આવે છે.
આ શુદ્ધિકરણ પ્રક્રિયા સ્ટીલના યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરે છે,જે તેને રેલવેના પાટા જેવા ભારે કામ માટે આદર્શ બનાવે છે.

(B) જ્યારે લોખંડ $(Fe)$ ને સાંદ્ર નાઈટ્રિક એસિડ $(HNO_3)$ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે ત્યારે તે નિષ્ક્રિય બને છે.
આ નિષ્ક્રિયતા ધાતુની સપાટી પર એક પાતળા,બિન-પ્રતિક્રિયાશીલ અને રક્ષણાત્મક ઓક્સાઇડ સ્તરના નિર્માણને કારણે થાય છે.
બનેલો ઓક્સાઇડ આયર્ન($II$,$III$) ઓક્સાઇડ છે,જે $Fe_3O_4$ છે.
તેથી,સાચો જવાબ $80\% \text{ conc. } HNO_3$ અને $Fe_3O_4$ છે.

(B) $I^-$ આયનો પ્રબળ રિડક્શનકર્તા ગુણધર્મ ધરાવે છે. તેઓ $Fe^{3+}$ નું $Fe^{2+}$ માં અને $Cu^{2+}$ નું $Cu^+$ માં રિડક્શન કરે છે.
પરિણામે,$Fe^{3+}$ એ $I^-$ સાથે જોડાઈને $FeI_3$ બનાવી શકતું નથી અને $Cu^{2+}$ એ $I^-$ સાથે જોડાઈને $CuI_2$ બનાવી શકતું નથી.
તેથી,$CuI_2$ અને $FeI_3$ બંને અસ્તિત્વ ધરાવતા નથી.

(D) ધાતુઓ સાથે બહુવિધ બંધ બનાવવાની ઓક્સિજનની ક્ષમતા મુખ્ય પરિબળ છે.
$Mn_2O_7$ માં,દરેક $Mn$ પરમાણુ ઓક્સિજન સાથે બહુવિધ બંધ બનાવે છે,જે $+7$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાને સ્થિર કરે છે.
તેનાથી વિપરીત,ફ્લોરિન માત્ર એકલ બંધ બનાવી શકે છે.
ફ્લોરિન સાથે $+7$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા પ્રાપ્ત કરવા માટે,$7$ ફ્લોરિન પરમાણુઓએ $Mn$ પરમાણુને ઘેરવા પડે,જે નોંધપાત્ર અવકાશી અવરોધ (steric crowding) પેદા કરે છે અને સંયોજનને અસ્થિર બનાવે છે.
તેથી,ઓક્સિજનની $p\pi-d\pi$ બહુવિધ બંધ બનાવવાની ક્ષમતા તેને ફ્લોરિનની તુલનામાં ઉચ્ચ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓને સ્થિર કરવામાં મદદ કરે છે.

(A) -બ્લોક તત્વોમાં,સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં ઊંચી ઓક્સિડેશન અવસ્થાની સ્થિરતા વધે છે.
$Cr$ એ $3d$ શ્રેણીમાં,$Mo$ એ $4d$ શ્રેણીમાં અને $W$ એ $5d$ શ્રેણીમાં છે.
જેમ આપણે સમૂહમાં નીચે જઈએ છીએ,તેમ $+6$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાની સ્થિરતા વધે છે,જેનો અર્થ છે કે રિડક્શન પામવાની વૃત્તિ ઘટે છે.
તેથી,ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકેની શક્તિ સમૂહમાં નીચે જતાં ઘટે છે: $CrO_3 > MoO_3 > WO_3$.
આમ,આપેલા વિકલ્પોમાંથી $CrO_3$ એ શ્રેષ્ઠ ઓક્સિડેશનકર્તા છે.

(A) કોઈ આયન મંદ એસિડમાંથી $H_2$ વાયુ મુક્ત કરે તે માટે,તે પ્રબળ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તવું જોઈએ જેથી તેનો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ હાઇડ્રોજન ઇલેક્ટ્રોડ $(E^{\circ}_{H^+/H_2} = 0.00 \ V)$ કરતા વધુ ઋણ હોય.
આપેલ સ્પીસીઝમાં,માત્ર $Cr^{2+}$ નો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(E^{\circ}_{Cr^{3+}/Cr^{2+}} = -0.41 \ V)$ એ $0.00 \ V$ કરતા ઓછો છે,જે તેને $H^+$ નું $H_2$ માં રિડક્શન કરવા માટે સક્ષમ બનાવે છે.
પ્રક્રિયા: $Cr^{2+} + H^+ \to Cr^{3+} + \frac{1}{2}H_2 \uparrow$.
તેથી,માત્ર $1$ આયન $(Cr^{2+})$ $H_2$ વાયુ મુક્ત કરે છે.

(A) ઉભયગુણી ઓક્સાઈડ એવા છે જે એસિડ અને બેઝ બંને સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્ષાર અને પાણી બનાવે છે.
$Fe_2O_3$ (ફેરિક ઓક્સાઈડ) એ બેઝિક ઓક્સાઈડ છે.
$Pb_3O_4$ (રેડ લેડ) એ મિશ્ર ઓક્સાઈડ $(2PbO \cdot PbO_2)$ છે અને ઉભયગુણી ગુણધર્મ દર્શાવે છે.
$Mn_2O_3$ એ બેઝિક ઓક્સાઈડ છે,પરંતુ સામાન્ય અકાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્રના પ્રશ્નોમાં,$Fe_2O_3$ સ્પષ્ટપણે બેઝિક છે,જ્યારે $Sb_2O_3$ ઉભયગુણી છે.
આમ,આપેલા વિકલ્પોમાંથી $Fe_2O_3$ એ સૌથી જાણીતો બેઝિક ઓક્સાઈડ છે જે ઉભયગુણી ગુણધર્મો દર્શાવતો નથી.

(B) ઉભયગુણી ઓક્સાઈડ એવા છે જે એસિડ અને બેઝ બંને સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્ષાર અને પાણી બનાવે છે.
$Cr_2O_3$ (ક્રોમિયમ$(III)$ ઓક્સાઈડ) અને $ZnO$ (ઝિંક ઓક્સાઈડ) બંને જાણીતા ઉભયગુણી ઓક્સાઈડ છે.
$CO$ અને $N_2O$ તટસ્થ ઓક્સાઈડ છે.
$SiO_2$ એસિડિક ઓક્સાઈડ છે.
$CaO$ બેઝિક ઓક્સાઈડ છે.