Compounds of Transitional elements Questions in Gujarati

(B) $ZnO$ (ઝીંક ઓક્સાઈડ) ઓરડાના તાપમાને સફેદ હોય છે. જ્યારે તેને ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે ઓક્સિજન ગુમાવે છે અને આંતરાલીય સ્થાનોમાં વધારાના $Zn^{2+}$ આયનોની હાજરીને કારણે બિન-સ્ટોઈકિયોમેટ્રિક $Zn_{1+x}O$ બનાવે છે,જેના કારણે તેનો રંગ પીળો થઈ જાય છે.

(B) કેલોમલ એ મર્ક્યુરી$(I)$ ક્લોરાઈડનું સામાન્ય નામ છે,જેનું રાસાયણિક સૂત્ર $Hg_2Cl_2$ છે.

(D) હિમેટાઈટ $Fe_2O_3$ છે,જેમાં આયર્ન $+III$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં હોય છે.
મેગ્નેટાઈટ $Fe_3O_4$ છે,જે મિશ્ર ઓક્સાઈડ $FeO \cdot Fe_2O_3$ છે. આ ખનીજમાં આયર્ન $+II$ અને $+III$ બંને ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓમાં જોવા મળે છે.
તેથી,સાચો જવાબ $D$ છે.

(C) ગોલ્ડ ક્લોરાઈડ $(AuCl_3)$ ઉષ્મીય રીતે અસ્થાયી છે. જ્યારે તેને ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે ધાતુમય ગોલ્ડ $(Au)$ અને ક્લોરિન વાયુ $(Cl_2)$ માં વિઘટિત થાય છે. રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે: $2AuCl_3 \rightarrow 2Au + 3Cl_2$.

(A) $K_2Cr_2O_7$ માં $Cr$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા શોધવા માટે:
ધારો કે $Cr$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $x$ છે.
$2(+1) + 2(x) + 7(-2) = 0$
$2 + 2x - 14 = 0$
$2x = 12$
$x = +6$.
તેથી,$K_2Cr_2O_7$ માં ક્રોમિયમ $+6$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવે છે.

(B) $K_2Cr_2O_7$ ને ગરમ કરવાથી $O_2$ વાયુ મળે છે: $4K_2Cr_2O_7 \rightarrow 4K_2CrO_4 + 2Cr_2O_3 + 3O_2$.
$(NH_4)_2Cr_2O_7$ ને ગરમ કરવાથી $N_2$ વાયુ મળે છે: $(NH_4)_2Cr_2O_7 \rightarrow N_2 + Cr_2O_3 + 4H_2O$.
$KClO_3$ ને ગરમ કરવાથી $O_2$ વાયુ મળે છે: $2KClO_3 \rightarrow 2KCl + 3O_2$.
$Zn(ClO_3)_2$ ને ગરમ કરવાથી $O_2$ વાયુ મળે છે: $Zn(ClO_3)_2 \rightarrow ZnCl_2 + 3O_2$.
તેથી,$(NH_4)_2Cr_2O_7$ ગરમ કરવાથી $O_2$ ઉત્પન્ન કરતું નથી.

(B) જ્યારે $SO_2$ વાયુને એસિડિક $K_2Cr_2O_7$ ના દ્રાવણમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે અને $Cr(VI)$ નું $Cr(III)$ માં રિડક્શન કરે છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ: $K_2Cr_2O_7 + H_2SO_4 + 3SO_2 \longrightarrow K_2SO_4 + Cr_2(SO_4)_3 + H_2O$.
$Cr_2(SO_4)_3$ ના નિર્માણને કારણે દ્રાવણનો રંગ લીલો થાય છે.

(B) . એસિડિક $K_2Cr_2O_7$ માંથી $H_2S$ પસાર કરતા $S$ (સલ્ફર) ઉત્પન્ન થાય છે જે દૂધ જેવો દેખાવ આપે છે. આ વિધાન સાચું છે.
$B$. $Na_2Cr_2O_7$ એ $K_2Cr_2O_7$ કરતા વધુ દ્રાવ્ય છે,પરંતુ તે ભેજશોષક હોવાથી વોલ્યુમેટ્રિક વિશ્લેષણમાં પ્રાથમિક પ્રમાણિત દ્રાવણ તરીકે યોગ્ય નથી. તેથી,$K_2Cr_2O_7$ ને વધુ પસંદ કરવામાં આવે છે. આ વિધાન ખોટું છે.
$C$. એસિડિક માધ્યમમાં $K_2Cr_2O_7$ ડાયક્રોમેટ આયનો તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે,જે નારંગી રંગના હોય છે. આ વિધાન સાચું છે.
$D$. બેઝિક માધ્યમમાં $(pH > 7)$,ડાયક્રોમેટ આયનો $(Cr_2O_7^{2-})$ ક્રોમેટ આયનો $(CrO_4^{2-})$ માં રૂપાંતરિત થાય છે,જે પીળા રંગના હોય છે. આ વિધાન સાચું છે.

(A) $KMnO_4 \to K^{+} + MnO_4^-$.
$MnO_4^-$ માં,$Mn$ એ $+7$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે,જેનો અર્થ છે કે તેની પાસે $d^0$ ઇલેક્ટ્રોનિક કોન્ફિગરેશન છે ($d$-ઓર્બિટલ્સમાં કોઈ ઇલેક્ટ્રોન નથી).
$KMnO_4$ નો ઘેરો જાંબલી રંગ $d-d$ ટ્રાન્ઝિશનને કારણે નથી કારણ કે તેમાં $d$-ઇલેક્ટ્રોન હોતા નથી.
તેના બદલે,તે $L \to M$ (લિગાન્ડથી મેટલ) ચાર્જ ટ્રાન્સફરને કારણે ઉદ્ભવે છે,જ્યાં ઓક્સિજનના $2p$ ઓર્બિટલમાંથી ઇલેક્ટ્રોન ખાલી $Mn$ $3d$ ઓર્બિટલમાં ઉત્તેજિત થાય છે.
આ ચાર્જ ટ્રાન્સફર લેપોર્ટે-અલાઉડ અને સ્પિન-અલાઉડ બંને હોવાથી,તે ઘેરો રંગ આપે છે.

(B) $Mn_2O_7$ એ પરમેંગેનિક એસિડ $(HMnO_4)$ નો એસિડ એનહાઇડ્રાઇડ છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $Mn_2O_7 + H_2O \rightarrow 2HMnO_4$.
$KMnO_4$ એ આ એસિડનો પોટેશિયમ ક્ષાર છે,જે આ પ્રક્રિયા દ્વારા બને છે: $HMnO_4 + KOH \rightarrow KMnO_4 + H_2O$.
તેથી,$KMnO_4$ એ $Mn_2O_7$ માંથી મેળવેલા એસિડનો ઓક્સો-ક્ષાર છે.

(C) જ્યારે ફેરિક સલ્ફેટ $(Fe_2(SO_4)_3)$ ને ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેનું ઉષ્મીય વિઘટન થઈને ફેરિક ઓક્સાઈડ $(Fe_2O_3)$ અને સલ્ફર ટ્રાયોક્સાઈડ $(SO_3)$ મળે છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$Fe_2(SO_4)_3 \xrightarrow{\Delta} Fe_2O_3 + 3SO_3$

(D) ફોટોગ્રાફીમાં,ગોલ્ડ ટોનિંગ એ ફોટોગ્રાફિક પ્રિન્ટના દેખાવ અને સ્થિરતાને સુધારવા માટે વપરાતી પ્રક્રિયા છે.
$AuCl_3$ (ગોલ્ડ$(III)$ ક્લોરાઇડ) એ આ હેતુ માટે સામાન્ય રીતે વપરાતો પ્રક્રિયક છે.
તે છબીમાં રહેલા કેટલાક સિલ્વરને સોના સાથે બદલે છે,જે વધુ ગરમ ટોન આપે છે અને પ્રિન્ટની આર્કાઇવલ ટકાઉપણું વધારે છે.

(D) $200^{\circ}C$ તાપમાને $KMnO_4$ નું ઉષ્મીય વિઘટન નીચે મુજબ થાય છે: $2KMnO_4 \rightarrow K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2$. આમ,'$X$' એ $K_2MnO_4$ (પોટેશિયમ મેંગેનેટ) છે.
$1$. $K_2MnO_4$ માં,$Mn$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+6$ છે અને $MnO_4^{2-}$ આયન ટેટ્રાહેડ્રલ ભૂમિતિ ધરાવે છે. તેથી,વિધાન $C$ સાચું છે.
$2$. $K_2MnO_4$ એ એસિડિક અથવા તટસ્થ માધ્યમમાં વિષમીકરણ (disproportionation) પામીને $KMnO_4$ (જાંબલી રંગ) બનાવે છે. $3MnO_4^{2-} + 4H^+ \rightarrow 2MnO_4^- + MnO_2 + 2H_2O$. આમ,$H_2O$ સાથેની પ્રક્રિયા જાંબલી રંગ આપે છે. તેથી,વિધાન $B$ સાચું છે.
$3$. $K_2MnO_4$ એ $Cl_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $KMnO_4$ (જાંબલી રંગ) બનાવે છે: $2K_2MnO_4 + Cl_2 \rightarrow 2KMnO_4 + 2KCl$. તેથી,વિધાન $A$ સાચું છે.
બધા વિધાનો સાચા હોવાથી,જવાબ $D$ છે.

(B) એસિડિક માધ્યમમાં $Cr_2O_7^{2-}$ ની $H_2O_2$ સાથેની પ્રક્રિયાથી ક્રોમિયમ પેન્ટોક્સાઇડ $(CrO_5)$ બને છે.
$Cr_2O_7^{2-} + 2H^{\oplus} + 4H_2O_2 \rightarrow 2CrO_5 + 5H_2O$.
$CrO_5$ અસ્થિર છે અને તેનો રંગ ઘેરો વાદળી ('$X$') હોય છે.
સ્થિર રાખતા,$CrO_5$ નું વિઘટન થઈને જલીય દ્રાવણમાં $Cr^{3+}$ આયનો ('$Y$') બને છે,જે લીલા રંગના હોય છે.
તેથી,'$X$' ઘેરો વાદળી છે અને '$Y$' લીલો છે.

(A) ક્રોમાઇટ અયસ્ક $(FeCr_2O_4)$ માંથી ક્રોમિયમનું નિષ્કર્ષણ નીચેના તબક્કાઓ દ્વારા થાય છે:
તબક્કો $I$: ક્રોમાઇટ અયસ્કને હવાની હાજરીમાં સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે જેથી સોડિયમ ક્રોમેટ $(Na_2CrO_4)$ બને છે.
$4FeCr_2O_4 + 16NaOH + 7O_2 \rightarrow 8Na_2CrO_4 + 2Fe_2O_3 + 8H_2O$
અહીં,$(A) = Na_2CrO_4$.
તબક્કો $II$: સોડિયમ ક્રોમેટના પીળા દ્રાવણને સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_2SO_4)$ સાથે એસિડિક બનાવવામાં આવે છે જેથી તેનું રૂપાંતર નારંગી સોડિયમ ડાયક્રોમેટ $(Na_2Cr_2O_7)$ માં થાય છે.
$2Na_2CrO_4 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2Cr_2O_7 + Na_2SO_4 + H_2O$
અહીં,$(B) = H_2SO_4$.
આમ,સંયોજનો $(A)$ અને $(B)$ અનુક્રમે $Na_2CrO_4$ અને $H_2SO_4$ છે.

(D) વેનેડિયમ જલીય દ્રાવણમાં $+2, +3, +4,$ અને $+5$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવે છે.
$VO_2^+$ માં $V$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+5$ છે.
$VO^{2+}$ માં $V$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+4$ છે.
$[V(H_2O)_6]^{3+}$ માં $V$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+3$ છે.
$VO_2^{2+}$ માં $V$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+6$ થાય. વેનેડિયમની મહત્તમ ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+5$ હોવાથી,$VO_2^{2+}$ સ્પીસીઝ જલીય દ્રાવણમાં બનતી નથી.

(A) ડાયક્રોમેટ $(Cr_2O_7^{2-})$ અને ક્રોમેટ $(CrO_4^{2-})$ આયનો વચ્ચેનું આંતરરૂપાંતરણ $pH$ પર આધારિત છે.
આલ્કલાઇન માધ્યમમાં $(OH^{-})$,ડાયક્રોમેટ આયન ક્રોમેટ આયનમાં રૂપાંતરિત થાય છે: $Cr_2O_7^{2-} + 2OH^{-} \rightarrow 2CrO_4^{2-} + H_2O$.
એસિડિક માધ્યમમાં $(H^{+})$,ક્રોમેટ આયન ડાયક્રોમેટ આયનમાં રૂપાંતરિત થાય છે: $2CrO_4^{2-} + 2H^{+} \rightarrow Cr_2O_7^{2-} + H_2O$.
તેથી,પ્રક્રિયા $Cr_2O_7^{2-} \xrightarrow{X} 2CrO_4^{2-}$ માટે,$X$ એ $OH^{-}$ હોવું જોઈએ.
ઉલટી પ્રક્રિયા $2CrO_4^{2-} \xrightarrow{Y} Cr_2O_7^{2-}$ માટે,$Y$ એ $H^{+}$ હોવું જોઈએ.
આમ,$X = OH^{-}$ અને $Y = H^{+}$.

(B) સાચો જવાબ $(B)$ છે.
$MnO_4^-$ આયન લિગાન્ડ-ટુ-મેટલ ચાર્જ ટ્રાન્સફર $(LMCT)$ ને કારણે ઘેરો જાંબલી રંગ ધરાવે છે.
$MnO_4^-$ માં,$Mn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+7$ છે,જે $d^0$ ઇલેક્ટ્રોનિક રચના દર્શાવે છે.
$d-d$ સંક્રમણ માટે કોઈ $d$-ઇલેક્ટ્રોન ઉપલબ્ધ ન હોવાથી,આ તીવ્ર રંગ ઓક્સિજનના $2p$ ઓર્બિટલમાંથી $Mn^{7+}$ આયનના ખાલી $3d$ ઓર્બિટલમાં ઇલેક્ટ્રોનના સ્થાનાંતરણને કારણે ઉદ્ભવે છે.

(D) $1$. એસિડિક માધ્યમમાં,$K_2Cr_2O_7$ પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે અને $I^-$ નું $I_2$ માં ઓક્સિડેશન કરે છે: $Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 6I^- \rightarrow 2Cr^{3+} + 7H_2O + 3I_2$. તેથી,વિધાન $A$ સાચું છે.
$2$. $K_2Cr_2O_7$ એ રેડોક્સ ટાઇટ્રેશનમાં $Fe^{2+}$ આયનોના અંદાજ માટે વપરાતું પ્રાથમિક પ્રમાણિત દ્રાવણ છે: $Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 6Fe^{2+} \rightarrow 2Cr^{3+} + 6Fe^{3+} + 7H_2O$. તેથી,વિધાન $B$ સાચું છે.
$3$. એસિડિક માધ્યમમાં $K_2Cr_2O_7$ માટે $n$-ફેક્ટર $6$ છે. $N = M \times n\text{-factor}$ હોવાથી,$N = M \times 6$,એટલે કે $M = N/6$. તેથી,વિધાન $C$ સાચું છે.
$4$. બધા વિધાનો સાચા હોવાથી,જવાબ $D$ છે.

(A) જ્યારે એસિડિક પોટેશિયમ ડાયક્રોમેટ અથવા ક્રોમિક એસિડ $H_2O_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે ક્રોમિયમ પેન્ટોક્સાઇડ $(CrO_5)$ બનાવે છે જે વાદળી રંગનું હોય છે.
પ્રક્રિયા છે: $H_2CrO_4 + 2H_2O_2 \rightarrow CrO_5 + 3H_2O$.
અહીં,$X$ એ $CrO_5$ છે અને $Y$ એ $H_2O$ છે.

(B) $CuSO_4$ ની $KI$ સાથેની પ્રક્રિયાથી $Cu_2I_2$ અને $I_2$ વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે: $2Cu^{2+} + 4I^- \rightarrow Cu_2I_2 + I_2(g)$. તેથી,$Y = I_2$.
જ્યારે $CuSO_4$ ને મંદ $H_2SO_4$ માં ઓગાળવામાં આવે છે,ત્યારે તે હાઇડ્રેટેડ કોપર$(II)$ આયન બનાવે છે,જે વાદળી રંગનો હોય છે: $CuSO_4 + 4H_2O \rightarrow [Cu(H_2O)_4]^{2+} + SO_4^{2-}$. તેથી,$X = [Cu(H_2O)_4]^{2+}$.

(D) $1$. $MnO_2$ એ સાંદ્ર $HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $MnCl_2$,$Cl_2$ વાયુ અને $H_2O$ બનાવે છે. તે $Mn^{4+}$ આયનો બનાવતું નથી કારણ કે $Cl^-$ આયનોની હાજરીમાં $Mn^{4+}$ અસ્થિર છે. આ વિધાન સાચું છે.
$2$. $MnO_2$ ગરમ સાંદ્ર $H_2SO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $MnSO_4$,$O_2$ વાયુ અને $H_2O$ ઉત્પન્ન કરે છે. આ વિધાન સાચું છે.
$3$. જ્યારે $MnO_2$ ને હવા,$KNO_3, PbO_2$ અથવા $NaBiO_3$ જેવા ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટની હાજરીમાં $KOH$ સાથે પીગળવામાં આવે છે,ત્યારે તે લીલા રંગનું પોટેશિયમ મેંગેનેટ $(K_2MnO_4)$ બનાવે છે. આ વિધાન સાચું છે.
$4$. $KMnO_4$ નું વિઘટન ખરેખર પ્રકાશ (સૂર્યપ્રકાશ) દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે. તેથી,તે 'સૂર્યપ્રકાશ દ્વારા ઉદ્દીપિત થતું નથી' તેવું વિધાન ખોટું છે.

(A) ઇન્વાર એ $Fe$ $(64\%)$ અને $Ni$ $(36\%)$ ની મિશ્રધાતુ છે.
તેનો ઉષ્મીય પ્રસરણાંક ખૂબ જ ઓછો હોય છે.
આ ગુણધર્મને કારણે,તાપમાનના ફેરફાર સાથે તેની લંબાઈમાં નોંધપાત્ર ફેરફાર થતો નથી,તેથી તે મીટર સ્કેલ જેવા ચોકસાઈપૂર્વકના સાધનો બનાવવા માટે યોગ્ય છે.

(D) ઉભયગુણી ઓક્સાઈડ એવા ઓક્સાઈડ છે જે એસિડિક અને બેઝિક બંને તરીકે વર્તે છે.
$MnO_2$ એ ઉભયગુણી ઓક્સાઈડ તરીકે વર્તે છે.
$Mn_3O_4$ એ મિશ્ર ઓક્સાઈડ છે,જેને $MnO \cdot Mn_2O_3$ તરીકે દર્શાવી શકાય છે. તે પણ ઉભયગુણી લાક્ષણિકતા ધરાવે છે.
$Mn_2O_7$ એ એસિડિક ઓક્સાઈડ છે.
તેથી,$MnO_2$ અને $Mn_3O_4$ બંને ઉભયગુણી છે.

(C) વિકલ્પ $C$ માં આપેલ વિધાન ખોટું છે કારણ કે $KMnO_4$ આલ્કલાઇન માધ્યમમાં પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે કામ કરે છે,જ્યાં તેનું રિડક્શન $MnO_4^{2-}$ (મેંગેનેટ આયન) માં થાય છે.
વિકલ્પ $A$ સાચો છે કારણ કે $MnO_4^{2-}$ માત્ર પ્રબળ આલ્કલાઇન દ્રાવણોમાં સ્થાયી છે અને તટસ્થ અથવા એસિડિક માધ્યમોમાં અસમાનતા પામે છે.
વિકલ્પ $B$ સાચો છે કારણ કે $KMnO_4$ એસિડિક માધ્યમોમાં શક્તિશાળી ઓક્સિડેશનકર્તા છે,જે $Mn^{2+}$ માં રિડ્યુસ થાય છે.
વિકલ્પ $D$ સાચો છે કારણ કે તે પાયરોલ્યુસાઇટ $(MnO_2)$ માંથી $KMnO_4$ ની પ્રમાણભૂત ઔદ્યોગિક તૈયારીનું વર્ણન કરે છે.

(A) રેલ્વે ટ્રેક મેંગેનીઝ સ્ટીલના બનેલા હોય છે,જે આશરે $10-15\%$ મેંગેનીઝ ધરાવતી લોખંડની મિશ્રધાતુ છે.
આ ચોક્કસ રચના સ્ટીલને અત્યંત સખત,મજબૂત અને ઘસારો અને ઘર્ષણ સામે પ્રતિરોધક બનાવે છે,જે રેલ્વે ટ્રેક દ્વારા અનુભવાતા ભારે ભાર અને સતત ઘર્ષણ માટે જરૂરી છે.
$Mn$ ઉમેરવાથી સ્ટીલની કઠિનતા અને મજબૂતી વધે છે જ્યારે તેની બરડતા ઘટે છે.
તેથી,સાચો જવાબ એ છે કે તે $Mn$ ની ઉચ્ચ ટકાવારીને કારણે સખત છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) પોટેશિયમ ડાયક્રોમેટ $(K_2Cr_2O_7)$ ની એસિડિક માધ્યમમાં હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ $(H_2O_2)$ સાથેની પ્રક્રિયાથી ક્રોમિયમ પેન્ટોક્સાઇડ $(CrO_5)$ મળે છે,જે વાદળી રંગનું હોય છે.
$K_2Cr_2O_7 + 4H_2O_2 + 2H^+ \to 2CrO_5 + 5H_2O + 2K^+$
$CrO_5$ માં,ક્રોમિયમ પરમાણુ ચાર ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે પેરોક્સાઇડ બંધ $(-O-O-)$ દ્વારા અને એક દ્વિ-બંધિત ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ હોય છે.
તેની રચના પતંગિયા જેવી (butterfly structure) હોય છે.
$CrO_5$ માં $Cr$ નો ઓક્સિડેશન આંક ગણતા:
ધારો કે ઓક્સિડેશન આંક $x$ છે.
$x + 4(-1) + 1(-2) = 0$
$x - 4 - 2 = 0$
$x = +6$
આમ,સંયોજન $(B)$ માં મધ્યસ્થ પરમાણુ $Cr$ નો ઓક્સિડેશન આંક $6$ છે.

(A) ધાતુના ક્ષારોનો રંગ સામાન્ય રીતે $d-d$ સંક્રમણને કારણે હોય છે,જેના માટે $d$-કક્ષકોમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરી જરૂરી છે.
$TiCl_4$ માં,$Ti$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+4$ છે,જે $3d^0$ ઇલેક્ટ્રોન રચના દર્શાવે છે (કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન નથી).
$Cu_2Cl_2$ માં,$Cu$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+1$ છે,જે $3d^{10}$ ઇલેક્ટ્રોન રચના દર્શાવે છે (કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન નથી).
$Ce(SO_4)_2$ માં,$Ce$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+4$ છે. જોકે $Ce^{4+}$ માં $4f^0$ રચના છે,છતાં $Ce(SO_4)_2$ પીળા રંગનું હોય છે. આ રંગ $d-d$ સંક્રમણને બદલે ચાર્જ ટ્રાન્સફર સંક્રમણને કારણે જોવા મળે છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી $Ce(SO_4)_2$ રંગીન સંયોજન છે.

(D) $1.$ $KMnO_4$ નું ઉષ્મીય વિઘટન: $2 KMnO_4 \xrightarrow{\Delta } K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2$. અહીં $K_2MnO_4$ બને છે.
$2.$ $KMnO_4$ ની સાંદ્ર $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા: $4 KMnO_4 + 4 KOH \xrightarrow{\Delta } 4 K_2MnO_4 + O_2 + 2 H_2O$. અહીં $K_2MnO_4$ બને છે.
$3.$ $MnO_2$ નું $KOH$ સાથે હવાની હાજરીમાં ફ્યુઝન: $2 MnO_2 + 4 KOH + O_2 \xrightarrow{\Delta } 2 K_2MnO_4 + 2 H_2O$. અહીં $K_2MnO_4$ બને છે.
$4.$ $KMnO_4$ ની સાંદ્ર $H_2SO_4$ સાથેની પ્રક્રિયા: $KMnO_4 + H_2SO_4 \text{ (સાંદ્ર)} \xrightarrow{\Delta } K_2SO_4 + Mn_2O_7 + H_2O$. આ પ્રક્રિયામાં મેંગેનીઝ હેપ્ટોક્સાઈડ $(Mn_2O_7)$ બને છે,પોટેશિયમ મેંગેનેટ $(K_2MnO_4)$ નહીં.

(A) ક્રોમેટ $(CrO_4^{2-})$ અને ડાયક્રોમેટ $(Cr_2O_7^{2-})$ આયનો વચ્ચેનું આંતરરૂપાંતર દ્રાવણના $pH$ પર આધારિત છે.
એસિડિક માધ્યમમાં $(pH < 7)$,ક્રોમેટ આયન ($CrO_4^{2-}$,પીળો) ડાયક્રોમેટ આયન ($Cr_2O_7^{2-}$,નારંગી) માં રૂપાંતરિત થાય છે: $2CrO_4^{2-} + 2H^+ \rightarrow Cr_2O_7^{2-} + H_2O$.
બેઝિક માધ્યમમાં $(pH > 7)$,ડાયક્રોમેટ આયન $(Cr_2O_7^{2-})$ ફરીથી ક્રોમેટ આયન $(CrO_4^{2-})$ માં રૂપાંતરિત થાય છે: $Cr_2O_7^{2-} + 2OH^- \rightarrow 2CrO_4^{2-} + H_2O$.
આપેલ પ્રક્રિયા $CrO _4^{2-} \underset{ pH = y }{\stackrel{ pH = x }{\longleftrightarrow}} Cr _2 O _7^{2-}$ માટે,$x$ એ એસિડિક સ્થિતિ $(pH < 7)$ દર્શાવે છે અને $y$ એ બેઝિક સ્થિતિ $(pH > 7)$ દર્શાવે છે.
આપેલા વિકલ્પોને જોતા,વિકલ્પ $A$ $(6, 8)$ એ ફોરવર્ડ પ્રક્રિયા માટે એસિડિક $pH$ $(6)$ અને રિવર્સ પ્રક્રિયા માટે બેઝિક $pH$ $(8)$ યોગ્ય રીતે દર્શાવે છે.

(A) $Mn$ ની મહત્તમ ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+7$ છે.
ફ્લોરાઈડમાં,$Mn$ તેનો સૌથી વધુ ફ્લોરાઈડ તરીકે $MnF_4$ બનાવે છે કારણ કે ફ્લોરિનની ઊંચી વિદ્યુતઋણતા અને $Mn$ પરમાણુનું કદ સંકલન સંખ્યાને મર્યાદિત કરે છે.
ઓક્સાઈડમાં,$Mn$ એ $Mn_2O_7$ (મેંગેનીઝ હેપ્ટોક્સાઈડ) બનાવે છે જેમાં $Mn$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+7$ છે.
તેથી,સૌથી વધુ ફ્લોરાઈડ $MnF_4$ છે અને સૌથી વધુ ઓક્સાઈડ $Mn_2O_7$ છે.

(B) મિશ મેટલ એ લેન્થેનોઇડ ધાતુઓ $(Ln)$ ની જાણીતી મિશ્રધાતુ છે.
તેમાં સામાન્ય રીતે આશરે $95\%$ લેન્થેનોઇડ ધાતુ અને $5\%$ લોખંડ $(Fe)$ હોય છે,સાથે સલ્ફર $(S)$,કાર્બન $(C)$,સિલિકોન $(Si)$ અને એલ્યુમિનિયમ $(Al)$ ના અંશો હોય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,તેના બંધારણનું સૌથી સચોટ નિરૂપણ $Ln + Fe$ છે.

(D) જલીય દ્રાવણમાં,$Cu^{2+}$ એ તેની વધુ નકારાત્મક જલીયકરણ એન્થાલ્પીને કારણે $Cu^{+}$ કરતા વધુ સ્થિર છે,જે કોપરની બીજી આયનીકરણ એન્થાલ્પીને સરભર કરે છે.
$Cu^{2+}$ પાસે $3d^9$ ઇલેક્ટ્રોન રચના છે (એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન),જે તેને પેરામેગ્નેટિક બનાવે છે,જ્યારે $Cu^{+}$ પાસે $3d^{10}$ ઇલેક્ટ્રોન રચના છે (કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન નથી),જે તેને ડાયામેગ્નેટિક બનાવે છે.
$Cu^{2+}$ સંયોજનો સામાન્ય રીતે $d-d$ સંક્રમણને કારણે વાદળી હોય છે,જ્યારે $Cu^{+}$ સંયોજનો ભરાયેલી $d$-કક્ષકને કારણે રંગહીન હોય છે.
$Cu^{+}$ જલીય દ્રાવણમાં અસ્થિર છે અને $Cu$ અને $Cu^{2+}$ માં વિષમીકરણ (disproportionation) પામે છે.
તેથી,$Cu^{+}$ અને $Cu^{2+}$ બંને $F^{-}$ સાથે સ્થિર છે તે વિધાન ખોટું છે.

(B) $K_2Cr_2O_7$ નું ઉત્પાદન ક્રોમાઈટ કાચી ધાતુમાંથી કરવામાં આવે છે,જેનું રાસાયણિક સૂત્ર $FeO \cdot Cr_2O_3$ ($FeCr_2O_4$ તરીકે પણ લખાય છે) છે.

(D) ક્રોમાઈટ અયસ્ક $(FeCr_2O_4)$ માંથી ક્રોમિયમનું નિષ્કર્ષણ નીચે મુજબના તબક્કાઓ દ્વારા થાય છે:
$1$. હવાની હાજરીમાં સોડિયમ કાર્બોનેટ સાથે ક્રોમાઈટ અયસ્કનું ગલન: $4FeCr_2O_4 + 8Na_2CO_3 + 7O_2 \to 8Na_2CrO_4 + 2Fe_2O_3 + 8CO_2$. અહીં,$A$ એ $Na_2CrO_4$ (સોડિયમ ક્રોમેટ) છે.
$2$. સલ્ફ્યુરિક એસિડ સાથે એસિડીકરણ દ્વારા સોડિયમ ક્રોમેટનું સોડિયમ ડાયક્રોમેટમાં રૂપાંતર: $2Na_2CrO_4 + H_2SO_4 \to Na_2Cr_2O_7 + Na_2SO_4 + H_2O$. અહીં,$B$ એ $Na_2Cr_2O_7$ (સોડિયમ ડાયક્રોમેટ) છે.
$3$. $NaOH$ ઉમેરીને સોડિયમ ડાયક્રોમેટને ફરીથી સોડિયમ ક્રોમેટમાં ફેરવી શકાય છે: $Na_2Cr_2O_7 + 2NaOH \to 2Na_2CrO_4 + H_2O$.
આમ,$A = Na_2CrO_4$ અને $B = Na_2Cr_2O_7$ બંને સાચા છે.

(D) પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ $(KMnO_4)$ નું ઉષ્મીય વિઘટન નીચે મુજબના સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ દ્વારા થાય છે:
$2KMnO_4 \xrightarrow{\Delta} K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2$
પ્રક્રિયા પરથી સ્પષ્ટ થાય છે કે $K_2MnO_4$,$MnO_2$ અને $O_2$ બને છે.
તેથી,આ પ્રક્રિયા દરમિયાન $MnO$ બનતું નથી.

(C) ઉભયગુણી ઓક્સાઈડ એવો પદાર્થ છે જે એસિડ અને બેઇઝ બંને સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્ષાર અને પાણી બનાવે છે.
$Cr_2O_3$ એ જાણીતો ઉભયગુણી ઓક્સાઈડ છે.
તે એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $Cr^{3+}$ ક્ષાર બનાવે છે અને બેઇઝ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્રોમાઈટ્સ બનાવે છે,જેમ કે $NaCrO_2$.

(B) પોટેશિયમ ડાયક્રોમેટનું ઉષ્મીય વિઘટન નીચે મુજબ છે:
$4K_2Cr_2O_7 \xrightarrow{\Delta} 4K_2CrO_4 + 2Cr_2O_3 + 3O_2$
આ પ્રક્રિયામાં,$K_2CrO_4$ પીળા રંગનું,$Cr_2O_3$ લીલા રંગનું અને $O_2$ વાયુ છે.
તેથી,$B$ એ $Cr_2O_3$ છે.

(B) સંક્રાંતિ ધાતુઓની ઉચ્ચ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓની સ્થિરતા લિગાન્ડના સ્વભાવ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
ઓક્સિજન,એક નાનો અને અત્યંત વિદ્યુતઋણ પરમાણુ હોવાથી,સંક્રાંતિ ધાતુ સાથે બહુવિધ બંધ (ખાસ કરીને $p\pi-d\pi$ બેક-બોન્ડિંગ) બનાવવાની ક્ષમતા ધરાવે છે.
આ બહુવિધ બંધન ધાતુને તેની ઉચ્ચતમ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં સ્થિર કરે છે,જેમ કે $Mn_2O_7$ માં $Mn$ ($+7$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા).
તેનાથી વિપરીત,ફ્લોરિન ધાતુ સાથે માત્ર એકલ બંધ બનાવી શકે છે,જે $Mn$ ની $+7$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાને સ્થિર કરવા માટે અપૂરતું છે,જે તેને $MnF_4$ સુધી મર્યાદિત રાખે છે.

(B) સિંદૂર એક તેજસ્વી લાલ રંગદ્રવ્ય છે,જે રાસાયણિક રીતે મર્ક્યુરી$(II)$ સલ્ફાઈડ,$HgS$ છે.
તેનો ઉપયોગ ઐતિહાસિક રીતે કોસ્મેટિક્સમાં,તેમજ પરંપરાગત આયુર્વેદિક અને યુનાની દવાઓમાં કરવામાં આવે છે.

(A) $KMnO_4$ ના ઉત્પાદન માટેનું પ્રારંભિક દ્રવ્ય પાયરોલ્યુસાઇટ છે.
પાયરોલ્યુસાઇટ એ એક ખનિજ છે જે મુખ્યત્વે મેંગેનીઝ ડાયોક્સાઇડ $(MnO_2)$ ધરાવે છે અને તે મેંગેનીઝની અયસ્ક તરીકે મહત્વપૂર્ણ છે.
તેથી,વિકલ્પ $A$ સાચો છે.

(C) સોડિયમ ક્રોમેટ $(Na_2CrO_4)$ નું જલીય દ્રાવણ ક્રોમેટ આયનો $(CrO_4^{2-})$ ની હાજરીને કારણે પીળા રંગનું હોય છે.
જ્યારે આ દ્રાવણમાંથી $CO_2$ વાયુ પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને કાર્બોનિક એસિડ $(H_2CO_3)$ બનાવે છે,જે $H^+$ આયનો પૂરા પાડે છે.
પ્રક્રિયા: $2Na_2CrO_4 + 2CO_2 + H_2O \rightarrow Na_2Cr_2O_7 + 2NaHCO_3$.
સોડિયમ ડાયક્રોમેટ $(Na_2Cr_2O_7)$ ના નિર્માણને કારણે દ્રાવણનો રંગ ડાયક્રોમેટ આયનો $(Cr_2O_7^{2-})$ ની હાજરીને લીધે નારંગી-લાલ થઈ જાય છે.

(B) $7B$ $(OsO_4)$ માં,$Os$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા આ રીતે ગણવામાં આવે છે: $x + 4(-2) = 0$,તેથી $x = +8$ થાય છે.
$7C$ માં,ઓસ્મિયમ પરમાણુ બે ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે એકલ બંધ દ્વારા (ચક્રીય એસ્ટર લિંકેજથી) અને બે ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે દ્વિબંધ દ્વારા જોડાયેલ છે. ઓક્સિડેશન અવસ્થા આ રીતે ગણવામાં આવે છે: $x + 2(-1) + 2(-2) = 0$,જે $x - 2 - 4 = 0$ આપે છે,તેથી $x = +6$ થાય છે.

(A) $MnO_2$ ની $KOH$ અને $KNO_3$ સાથેની પ્રક્રિયા: $MnO_2 + 2KOH + KNO_3 \to K_2MnO_4 + KNO_2 + H_2O$.
નીપજ $K_2MnO_4$ (પોટેશિયમ મેંગેનેટ) ઘેરા લીલા રંગની હોય છે.
એસિડિક માધ્યમમાં,મેંગેનેટ આયન $(MnO_4^{2-})$ અસમાનતા (disproportionation) અનુભવે છે: $3MnO_4^{2-} + 4H^+ \to 2MnO_4^- + MnO_2 + 2H_2O$.
$MnO_4^-$ (પરમેંગેનેટ) આયન ઘેરા જાંબલી રંગનો હોય છે.
આમ,$X$ એ $Mn$ છે.

(B) જલીય દ્રાવણમાં સ્પીસીઝની સ્થિરતા તેમના અસમાનતા (disproportionation) અથવા ઓક્સિડેશન-રિડક્શન પ્રતિક્રિયાઓમાંથી પસાર થવાની વૃત્તિ પર આધાર રાખે છે.
$Cr^{2+}$ એક પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે અને હવા અથવા પાણીની હાજરીમાં સરળતાથી $Cr^{3+}$ માં ઓક્સિડાઇઝ થાય છે.
$Cu^{+}$ જલીય દ્રાવણમાં અસમાનતા અનુભવે છે: $2Cu^{+} \to Cu^{2+} + Cu$.
$MnO_4^{3-}$ અત્યંત અસ્થિર છે અને ઝડપથી અસમાનતા પામે છે.
$MnO_4^{2-}$ (મેંગેનેટ આયન) પ્રબળ આલ્કલાઇન દ્રાવણમાં સ્થાયી છે,જ્યારે તે તટસ્થ અથવા એસિડિક માધ્યમમાં અસમાનતા પામે છે. આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$MnO_4^{2-}$ ચોક્કસ જલીય પરિસ્થિતિઓમાં (આલ્કલાઇન માધ્યમ) સૌથી સ્થાયી સ્પીસીઝ છે.

(C) રૂબી એ એલ્યુમિના,એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઈડ $(Al_2O_3)$ નો સ્ફટિક છે,જેમાં એલ્યુમિનિયમ આયનોની જગ્યાએ થોડા પ્રમાણમાં ક્રોમિયમ $(III)$ આયનો હોય છે.
રૂબીમાં,દરેક $Al^{3+}$ અને $Cr^{3+}$ આયન અષ્ટફલકીય ગોઠવણીમાં છ ઓક્સાઈડ આયનોથી ઘેરાયેલા હોય છે.
નીલમ (emerald) ના રંગનું મૂળ રૂબીના રંગ જેવું જ છે.
જોકે,નીલમનો મુખ્ય ભાગ બેરિલ,બેરિલિયમ એલ્યુમિનિયમ સિલિકેટ $(Be_3Al_2(SiO_3)_6)$ નો બનેલો હોય છે.
તેનો રંગ ક્રોમિયમ $(III)$ આયનો દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે,જે સ્ફટિકમાં કેટલાક એલ્યુમિનિયમ આયનોને બદલે છે.
નીલમમાં,$Cr^{3+}$ આયન છ સિલિકેટ આયનોથી ઘેરાયેલા હોય છે.
તેથી,રૂબી અને નીલમ બંને તેમના રંગ માટે $Cr^{3+}$ આયનો પર આધાર રાખે છે.

(A, B) $Na_2Cr_2O_7$ ભેજગ્રાહી છે અને વોલ્યુમેટ્રીમાં પ્રાથમિક પ્રમાણિત પદાર્થ તરીકે વપરાતું નથી,જ્યારે $K_2Cr_2O_7$ નો ઉપયોગ પ્રાથમિક પ્રમાણિત પદાર્થ તરીકે થાય છે.
$Na^+$ આયનોની ઊંચી જલીયકરણ ઉર્જાને કારણે $Na_2Cr_2O_7$ એ $K_2Cr_2O_7$ કરતા વધુ દ્રાવ્ય છે.
$CrO_4^{2-}$ સમચતુષ્ફલકીય બંધારણ ધરાવે છે.
$Cr_2O_7^{2-}$ માં $Cr-O-Cr$ સેતુ બંધ હોય છે.

(C) જ્યારે પોટેશિયમ ડાયક્રોમેટ $(K_2Cr_2O_7)$ ને સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_2SO_4)$ અને દ્રાવ્ય ક્લોરાઇડ (જેમ કે $NaCl$) સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે ક્રોમિલ ક્લોરાઇડ $(CrO_2Cl_2)$ ની લાલાશ પડતી કથ્થઈ બાષ્પ ઉત્પન્ન કરે છે.
આને ક્રોમિલ ક્લોરાઇડ કસોટી તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $K_2Cr_2O_7 + 4NaCl + 6H_2SO_4 \rightarrow 2KHSO_4 + 4NaHSO_4 + 2CrO_2Cl_2 + 3H_2O$.

(A) $Cu_2O$ (ક્યુપ્રસ ઓક્સાઇડ) લાલ રંગનું હોય છે,રંગહીન નથી. તેથી,'$Cu_2O$ રંગહીન છે' તે વિધાન ખોટું છે.

(B) આપેલ પ્રક્રિયાઓ મેંગેનીઝ સંયોજનોની રસાયણવિજ્ઞાન દર્શાવે છે:
$1$. $2 MnO_2 + 4 KOH + O_2 \rightarrow 2 K_2MnO_4 (Green) + 2 H_2O$. તેથી,$A = MnO_2$ અને $B = K_2MnO_4$.
$2$. $3 K_2MnO_4 + 4 HCl \rightarrow 2 KMnO_4 (Purple) + MnO_2 + 2 H_2O$. તેથી,$C = KMnO_4$.
$3$. $2 KMnO_4 + H_2O + KI \rightarrow 2 MnO_2 + 2 KOH + KIO_3$. તેથી,$D = KIO_3$.
આમ,$A = MnO_2$ અને $D = KIO_3$ છે.