Compounds of Transitional elements Questions in Gujarati

(D) $d-d$ સંક્રમણ અને અનુચુંબકીય ગુણધર્મ દર્શાવવા માટે,આયનમાં તેના $d$-કક્ષકોમાં ઓછામાં ઓછો એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોવો જોઈએ.
$A$. $CrO_4^{2-}$: $Cr$ એ $+6$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે $(3d^0)$. તે પ્રતિચુંબકીય છે અને $d-d$ સંક્રમણ દર્શાવતું નથી.
$B$. $Cr_2O_7^{2-}$: $Cr$ એ $+6$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે $(3d^0)$. તે પ્રતિચુંબકીય છે અને $d-d$ સંક્રમણ દર્શાવતું નથી.
$C$. $MnO_4^{-}$: $Mn$ એ $+7$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે $(3d^0)$. તે પ્રતિચુંબકીય છે અને $d-d$ સંક્રમણ દર્શાવતું નથી.
$D$. $MnO_4^{2-}$: $Mn$ એ $+6$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે $(3d^1)$. તેમાં એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે,જે તેને અનુચુંબકીય બનાવે છે,અને તે $d-d$ સંક્રમણ દર્શાવે છે.

(C) પ્રતિક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$4 NaCl + K_{2}Cr_{2}O_{7} + 6 H_{2}SO_{4} \rightarrow 2 CrO_{2}Cl_{2} (A) + 4 NaHSO_{4} + 2 KHSO_{4} + 3 H_{2}O$
$CrO_{2}Cl_{2} (A) + 4 NaOH \rightarrow Na_{2}CrO_{4} (B) + 2 NaCl + 2 H_{2}O$
$Na_{2}CrO_{4} (B) + 2 H_{2}SO_{4} + 2 H_{2}O_{2} \rightarrow CrO_{5} (C) + 2 NaHSO_{4} + 3 H_{2}O$
સંયોજનો ઓળખતા:
$(A) = CrO_{2}Cl_{2}$,પરમાણુઓની સંખ્યા $= 1 + 2 + 2 = 5$
$(B) = Na_{2}CrO_{4}$,પરમાણુઓની સંખ્યા $= 2 + 1 + 4 = 7$
$(C) = CrO_{5}$,પરમાણુઓની સંખ્યા $= 1 + 5 = 6$
કુલ પરમાણુઓનો સરવાળો $= 5 + 7 + 6 = 18$.

(A) માણેક અને નીલમ એ રત્નો છે જે મુખ્યત્વે એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ $(Al_2O_3)$ ના બનેલા હોય છે. માણેકનો લાક્ષણિક લાલ રંગ તેમાં રહેલી ક્રોમિયમ $(Cr)$ ની અશુદ્ધિઓને કારણે હોય છે,જ્યારે નીલમનો વાદળી રંગ તેમાં રહેલી આયર્ન $(Fe)$ અને ટાઇટેનિયમ $(Ti)$ ની અશુદ્ધિઓને કારણે હોય છે. તેથી,માણેક અને નીલમમાં રહેલી અશુદ્ધિઓ ધાતુના ઓક્સાઇડ છે જેમ કે $Cr_2O_3$ (માણેકમાં) અને $Fe_2O_3$ અથવા $TiO_2$ (નીલમમાં).

(N/A) $(i)$ વેનેડેટ,$VO_3^-$. $V$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+5$ છે,જે તેના સમૂહ ક્રમાંક $(5)$ જેટલી છે.
(ii) ક્રોમેટ,$CrO_4^{2-}$. $Cr$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+6$ છે,જે તેના સમૂહ ક્રમાંક $(6)$ જેટલી છે.
(iii) પરમેંગેનેટ,$MnO_4^-$. $Mn$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+7$ છે,જે તેના સમૂહ ક્રમાંક $(7)$ જેટલી છે.

(N/A) પોટેશિયમ ડાયક્રોમેટ ક્રોમાઈટ અયસ્ક $(FeCr_2O_4)$ માંથી નીચેના તબક્કાઓ દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવે છે:
તબક્કો $(1):$ સોડિયમ ક્રોમેટની તૈયારી
$4FeCr_2O_4 + 16NaOH + 7O_2 \longrightarrow 8Na_2CrO_4 + 2Fe_2O_3 + 8H_2O$
તબક્કો $(2):$ સોડિયમ ક્રોમેટનું સોડિયમ ડાયક્રોમેટમાં રૂપાંતર
$2Na_2CrO_4 + 2H^+ \longrightarrow Na_2Cr_2O_7 + H_2O$
તબક્કો $(3):$ સોડિયમ ડાયક્રોમેટનું પોટેશિયમ ડાયક્રોમેટમાં રૂપાંતર
$Na_2Cr_2O_7 + 2KCl \longrightarrow K_2Cr_2O_7 + 2NaCl$
પોટેશિયમ ડાયક્રોમેટ સોડિયમ ક્લોરાઈડ કરતા ઓછું દ્રાવ્ય છે અને નારંગી રંગના સ્ફટિકો તરીકે મેળવવામાં આવે છે.
ડાયક્રોમેટ આયન $(Cr_2O_7^{2-})$ એ $pH \approx 4$ પર ક્રોમેટ આયન $(CrO_4^{2-})$ સાથે સંતુલનમાં હોય છે. $pH$ વધારવાથી (દ્રાવણને વધુ બેઝિક બનાવવાથી) સંતુલન ક્રોમેટ આયનો $(CrO_4^{2-})$ ના નિર્માણ તરફ ખસે છે: $Cr_2O_7^{2-} + 2OH^- \longrightarrow 2CrO_4^{2-} + H_2O$.

(N/A) $K_{2}Cr_{2}O_{7}$ એ એસિડિક માધ્યમમાં ખૂબ જ પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે કાર્ય કરે છે.
એસિડિક દ્રાવણમાં,ડાયક્રોમેટ આયનનું રિડક્શન ક્રોમિયમ $(III)$ આયનમાં થાય છે:
$Cr_{2}O_{7}^{2-} + 14H^{+} + 6e^{-} \longrightarrow 2Cr^{3+} + 7H_{2}O$
$(i)$ આયોડાઈડ સાથેની પ્રક્રિયા:
$Cr_{2}O_{7}^{2-} + 14H^{+} + 6I^{-} \longrightarrow 2Cr^{3+} + 3I_{2} + 7H_{2}O$
$(ii)$ આયર્ન $(II)$ દ્રાવણ સાથેની પ્રક્રિયા:
$Cr_{2}O_{7}^{2-} + 14H^{+} + 6Fe^{2+} \longrightarrow 2Cr^{3+} + 6Fe^{3+} + 7H_{2}O$
$(iii)$ $H_{2}S$ સાથેની પ્રક્રિયા:
$Cr_{2}O_{7}^{2-} + 8H^{+} + 3H_{2}S \longrightarrow 2Cr^{3+} + 3S + 7H_{2}O$

(N/A) પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ પાયરોલ્યુસાઈટ અયસ્ક $(MnO_2)$ માંથી બનાવવામાં આવે છે. અયસ્કને વાતાવરણીય ઓક્સિજન અથવા $KNO_3$ જેવા ઓક્સિડેશનકર્તાની હાજરીમાં $KOH$ સાથે ગરમ કરીને પોટેશિયમ મેંગેનેટ $(K_2MnO_4)$ મેળવવામાં આવે છે.
$2MnO_2 + 4KOH + O_2 \longrightarrow 2K_2MnO_4 + 2H_2O$
લીલા રંગના $K_2MnO_4$ નું વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા અથવા $Cl_2$ કે $O_3$ વાયુ પસાર કરીને જાંબલી રંગના $KMnO_4$ માં ઓક્સિડેશન કરવામાં આવે છે.
વિદ્યુતવિભાજન ઓક્સિડેશન: $2MnO_4^{2-} + H_2O + [O] \longrightarrow 2MnO_4^- + 2OH^-$
$(i)$ આયર્ન $(II)$ આયનો સાથેની પ્રતિક્રિયા: $5Fe^{2+} + MnO_4^- + 8H^+ \longrightarrow 5Fe^{3+} + Mn^{2+} + 4H_2O$
$(ii)$ $SO_2$ સાથેની પ્રતિક્રિયા: $5SO_2 + 2MnO_4^- + 2H_2O \longrightarrow 5SO_4^{2-} + 2Mn^{2+} + 4H^+$
$(iii)$ ઓક્ઝેલિક એસિડ સાથેની પ્રતિક્રિયા: $5C_2H_2O_4 + 2MnO_4^- + 6H^+ \longrightarrow 10CO_2 + 2Mn^{2+} + 8H_2O$

(N/A) $(i)$ પોટેશિયમ ડાયક્રોમેટ $(K_2Cr_2O_7)$ ક્રોમાઈટ અયસ્ક $(FeCr_2O_4)$ માંથી નીચેના સોપાન દ્વારા બનાવવામાં આવે છે.
સોપાન $(1):$ સોડિયમ ક્રોમેટની બનાવટ
$4 FeCr_2O_4 + 16 NaOH + 7 O_2 \longrightarrow 8 Na_2CrO_4 + 2 Fe_2O_3 + 8 H_2O$
સોપાન $(2):$ સોડિયમ ક્રોમેટનું સોડિયમ ડાયક્રોમેટમાં રૂપાંતર
$2 Na_2CrO_4 + 2 H^+ \longrightarrow Na_2Cr_2O_7 + 2 Na^+ + H_2O$
સોપાન $(3):$ સોડિયમ ડાયક્રોમેટનું પોટેશિયમ ડાયક્રોમેટમાં રૂપાંતર
$Na_2Cr_2O_7 + 2 KCl \longrightarrow K_2Cr_2O_7 + 2 NaCl$
$(ii)$ પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ $(KMnO_4)$ પાયરોલ્યુસાઈટ $(MnO_2)$ માંથી બનાવવામાં આવે છે. અયસ્કને હવાની હાજરીમાં અથવા $KNO_3$ જેવા ઓક્સિડેશનકર્તા સાથે $KOH$ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે જેથી $K_2MnO_4$ મળે છે.
$2 MnO_2 + 4 KOH + O_2 \longrightarrow 2 K_2MnO_4 + 2 H_2O$
લીલા રંગના દ્રવ્યને પાણીમાં ઓગાળીને તેનું વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા અથવા ક્લોરિન/ઓઝોન વાયુ પસાર કરીને ઓક્સિડેશન કરવામાં આવે છે.

(N/A) સંક્રાંતિ તત્વો $+1$ થી $+6$ સુધીના ઓક્સિડેશન આંક ધરાવતા વિવિધ હેલાઈડ બનાવે છે. આ હેલાઈડનો સ્વભાવ હેલોજનની વિદ્યુતઋણતા અને ધાતુના ઓક્સિડેશન આંક પર આધાર રાખે છે.

ઓક્સિડેશન આંક	સંયોજનો
$+6$	$CrF_{6}$
$+5$	$VF_{5}, CrF_{5}$
$+4$	$TiX_{4}, VX_{4}, CrX_{4}, MnF_{4}$
$+3$	$TiX_{3}, VX_{3}, CrX_{3}, MnF_{3}, FeX_{3}, CoF_{3}$
$+2$	$TiX_{2}, VX_{2}, CrX_{2}, MnX_{2}, FeX_{2}, CoX_{2}, NiX_{2}, CuX_{2}, ZnX_{2}$
$+1$	$CuX$

$1$. સંક્રાંતિ તત્વો ફ્લોરિન સાથે આયનીય હેલાઈડ અને ક્લોરિન,બ્રોમિન તથા આયોડિન સાથે સહસંયોજક હેલાઈડ બનાવે છે.
$2$. મેંગેનીઝ $MnF_{7}$ બનાવતું નથી કારણ કે ઓક્સિજન બહુબંધ દ્વારા ઉચ્ચ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓને વધુ સારી રીતે સ્થિર કરે છે.
$3$. ઉચ્ચ ઓક્સિડેશન આંક ધરાવતા ધાતુ હેલાઈડ જળવિભાજન પામીને ઓક્સોહેલાઈડ બનાવે છે,જે દ્રાવણને એસિડિક બનાવે છે.
$4$. $CuI_{2}$ અસ્થિર છે કારણ કે $Cu^{2+}$ ઓક્સિડેશનકર્તા અને $I^{-}$ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
$5$. સહસંયોજક ગુણધર્મ હેલોજનના કદ અને ધાતુના ઓક્સિડેશન આંક સાથે વધે છે.

(N/A) ઓક્સિજનની ધાતુઓની ઊંચી ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓને સ્થાયી કરવાની ક્ષમતા ફ્લોરિન કરતા વધારે છે કારણ કે તે ધાતુ સાથે બહુબંધ બનાવે છે.
નીચી ઓક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવતા ધાતુના ઓક્સાઈડ બેઝિક હોય છે,જ્યારે સૌથી ઊંચી ઓક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવતા ઓક્સાઈડ એસિડિક હોય છે. મધ્યવર્તી ઓક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવતા ધાતુના ઓક્સાઈડ ઉભયગુણી (amphoteric) હોય છે.
ઉદાહરણ તરીકે: $Mn_{2}O_{7}$ એસિડિક છે,$MnO$ બેઝિક છે,જ્યારે $Mn_{3}O_{4}$,$Mn_{2}O_{3}$ અને $MnO_{2}$ ઉભયગુણી છે. તેવી જ રીતે $CrO$ બેઝિક છે પરંતુ $Cr_{2}O_{3}$ ઉભયગુણી છે.
ઓક્સાઈડ સામાન્ય રીતે ઊંચા તાપમાને ધાતુઓની ઓક્સિજન સાથેની પ્રતિક્રિયા દ્વારા બને છે. સ્કેન્ડિયમ માત્ર એક ઓક્સાઈડ $Sc_{2}O_{3}$ બનાવે છે જેમાં તેની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $(+3)$ છે. ઓક્સિડેશન અવસ્થા સમૂહ ક્રમાંક સાથે સુસંગત હોય છે,જે મેંગેનીઝ સુધી જોવા મળે છે (દા.ત.,$Mn_{2}O_{7}$). મેંગેનીઝ પછી,આયર્ન સિવાય અન્ય કોઈ તત્વ $M_{2}O_{3}$ પ્રકારનો ઓક્સાઈડ બનાવતું નથી (દા.ત.,$Fe_{2}O_{3}$).
જોકે ફેરેટ્સ $(FeO_{4}^{2-})$ આલ્કલાઇન માધ્યમમાં બને છે,તેઓ સરળતાથી વિઘટન પામીને $Fe_{2}O_{3}$ અને $O_{2}$ આપે છે. ઓક્સાઈડ સિવાય,ઓક્સોકેટાયન્સ $V^{+5}$ ને $VO_{2}^{+}$ તરીકે,$V^{4+}$ ને $VO^{2+}$ તરીકે અને $Ti^{4+}$ ને $TiO^{2+}$ તરીકે સ્થાયી કરે છે. $V_{2}O_{5}$ ઉભયગુણી છે,જોકે મુખ્યત્વે એસિડિક છે અને તે $VO_{4}^{3-}$ તેમજ $VO^{2+}$ ક્ષાર આપે છે. વેનેડિયમમાં બેઝિક $V_{2}O_{3}$ થી ઓછા બેઝિક $V_{2}O_{4}$ અને ઉભયગુણી $V_{2}O_{5}$ સુધી ક્રમિક ફેરફાર જોવા મળે છે. $V_{2}O_{4}$ એસિડમાં ઓગળીને $VO^{2+}$ ક્ષાર આપે છે,જ્યારે $V_{2}O_{5}$ આલ્કલીમાં ઓગળતા $VO_{4}^{3-}$ અને એસિડમાં $VO_{2}^{+}$ આયનો આપે છે.
નીચી ઓક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવતા ધાતુના ઓક્સાઈડ ઓક્સિડેશન પામવાની ક્ષમતા ધરાવે છે અને તેથી તે બેઝિક છે,જ્યારે ઊંચી ઓક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવતા ઓક્સાઈડ રિડક્શન પામવાની વૃત્તિ ધરાવે છે અને તેથી તે સ્વભાવે એસિડિક છે. ધાતુના ઓક્સાઈડનો આયનીય સ્વભાવ ધાતુના ઓક્સિડેશન આંકમાં વધારા સાથે ઘટે છે. ઉદાહરણ તરીકે,$Mn_{2}O_{7}$ એક સહસંયોજક લીલું તેલ છે,જ્યારે $CrO_{3}$ અને $V_{2}O_{5}$ ના ગલનબિંદુ નીચા હોય છે.

(N/A) જ્યારે સંક્રાંતિ ધાતુઓના સ્ફટિક લેટિસમાં અંદરના ભાગમાં નાના પરમાણુઓ જેવા કે $H, C$ કે $N$ ગોઠવાય છે,ત્યારે બનતાં સંયોજનોને આંતરાલીય સંયોજનો કહે છે.
ઉદાહરણ: $TiC, Mn_4N, Fe_3H, VH_{0.56}, TiH_{1.7}$ વગેરે.
આ સંયોજનો સામાન્ય રીતે બિન-તત્ત્વયોગમિતિય હોય છે અને તેઓ આયનીય કે સહસંયોજક હોતાં નથી. તેમના સૂત્રો ધાતુની સામાન્ય ઑક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવતા નથી.
આંતરાલીય સંયોજનોની ભૌતિક અને રાસાયણિક લાક્ષણિકતાઓ:
$(i)$ તેમનાં ગલનબિંદુ ઊંચાં હોય છે,જે તેમની શુદ્ધ ધાતુનાં ગલનબિંદુ કરતાં પણ વધારે હોય છે.
$(ii)$ આ સંયોજનો ખૂબ જ સખત હોય છે. કેટલાક બોરાઈડ સંયોજનો કઠિનતામાં હીરા જેવા હોય છે.
$(iii)$ તેઓ ધાત્વીય વાહકતા જાળવી રાખે છે.
$(iv)$ તેઓ રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય હોય છે.

(N/A) ચુંબકીય ચાકમાત્રાનો એકમ $\text{બોહર મેગ્નેટોન (BM)}$ છે.
$(b)$ $Mn^{2+}$ $\text{ગુલાબી}$ રંગ ધરાવે છે.
$(c)$ $Fe_3H$ તે $\text{આંતરાલીય (interstitial)}$ પ્રકારનું સંયોજન છે.

(A) $CrO_2$ સંયોજન ધાત્વીય વાહકતા દર્શાવે છે અને તેનો દેખાવ તાંબા $(Cu)$ જેવો ચમકદાર હોય છે.
આ ગુણધર્મ સ્ફટિક લેટીસમાં $d$-કક્ષકોના અતિવ્યાપનને કારણે જોવા મળે છે.

(N/A) ઝિંક: ઝિંકનો ઉપયોગ લોખંડને ગેલ્વેનાઇઝ કરવા માટે થાય છે. તેનો ઉપયોગ બેટરીમાં પણ મોટા પ્રમાણમાં થાય છે. તે ઘણી મિશ્રધાતુઓનો ઘટક છે,જેમ કે પિત્તળ ($Cu$ $60\%$,$Zn$ $40\%$) અને જર્મન સિલ્વર ($Cu$ $25-30\%$,$Zn$ $25-30\%$,$Ni$ $40-50\%$). ઝિંક ડસ્ટનો ઉપયોગ ડાય અને પેઇન્ટના ઉત્પાદનમાં રિડ્યુસિંગ એજન્ટ તરીકે થાય છે.
આયર્ન: કાસ્ટ આયર્નનો ઉપયોગ સ્ટવ,રેલવે સ્લીપર,ગટરની પાઇપ અને રમકડાં બનાવવા માટે થાય છે. તેનો ઉપયોગ ઘડતર લોખંડ (wrought iron) અને સ્ટીલના ઉત્પાદનમાં થાય છે. ઘડતર લોખંડનો ઉપયોગ એન્કર,વાયર,બોલ્ટ,સાંકળો અને ખેતીના સાધનો બનાવવામાં થાય છે. જ્યારે અન્ય ધાતુઓ ઉમેરવામાં આવે ત્યારે એલોય સ્ટીલ મળે છે. નિકલ સ્ટીલનો ઉપયોગ કેબલ,ઓટોમોબાઈલ,વિમાનના ભાગો,લોલક અને માપપટ્ટી બનાવવા માટે થાય છે.

(N/A) ઓક્સાઈડનું નિર્માણ: સંક્રાંતિ ધાતુઓ ઊંચા તાપમાને ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઓક્સાઈડ બનાવે છે. સ્કેન્ડિયમ સિવાયની તમામ સંક્રાંતિ ધાતુઓ $MO$ પ્રકારના આયનીય ઓક્સાઈડ બનાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે: $TiO, VO, CrO, MnO, FeO, CoO, NiO, CuO, ZnO$.
ઓક્સાઈડમાં ધાતુનો મહત્તમ ઓક્સિડેશન આંક તેના સમૂહ ક્રમાંક જેટલો હોય છે (મેંગેનીઝ સુધી). દા.ત. $Sc_2O_3, TiO_2, V_2O_5, CrO_3, Mn_2O_7$ માં ઓક્સિડેશન આંક અનુક્રમે $Sc^{3+}, Ti^{4+}, V^{5+}, Cr^{6+}, Mn^{7+}$ છે.
સમૂહ $VII (Mn)$ પછી $+3$ થી વધુ ઓક્સિડેશન આંક ધરાવતા ઓક્સાઈડ જાણીતા નથી. ઓક્સોકેટાયન: $VO_2^+$ $(V^{V})$,$VO^{2+}$ $(V^{IV})$,અને $TiO^{2+}$ $(Ti^{IV})$ સ્થાયી ઓક્સોકેટાયન છે.
ઓક્સિડેશન આંક અને ગુણધર્મો: જેમ ઓક્સિડેશન આંક વધે તેમ આયનીય લક્ષણ ઘટે અને સહસંયોજક લક્ષણ વધે છે. દા.ત.:
$(i)$ $Mn_2O_7$ એ સહસંયોજક લીલો તૈલી ઓક્સાઈડ છે.
$(ii)$ $CrO_3$ અને $V_2O_5$ ના ગલનબિંદુ નીચા હોય છે.
$(iii)$ એસિડિક ગુણધર્મ: ઊંચા ઓક્સિડેશન આંકવાળા ઓક્સાઈડ એસિડિક હોય છે. $Mn_2O_7$ અને $CrO_3$ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને $HMnO_4$ અને $H_2CrO_4/H_2Cr_2O_7$ બનાવે છે.
$(iv)$ $V_2O_5$ ઉભયગુણધર્મી છે પણ મુખ્યત્વે એસિડિક છે. ઓક્સિડેશન આંક ઘટતા $(V^{5+} > V^{3+} > V^{2+})$ બેઝિક ગુણધર્મ વધે છે.
$CrO$ બેઝિક છે,જ્યારે $Cr_2O_3$ ઉભયગુણધર્મી છે કારણ કે $CrO$ માં $Cr$ નો ઓક્સિડેશન આંક $(+2)$ છે,જે $Cr_2O_3$ માં $(+3)$ કરતા ઓછો છે.

(N/A) બનાવટ: ક્રોમાઈટ અયસ્ક $[FeCr_{2}O_{4}]$ ને સોડિયમ કાર્બોનેટ સાથે હવાની હાજરીમાં ગરમ કરવાથી પીળા રંગનો સોડિયમ ક્રોમેટ મળે છે.
$4FeCr_{2}O_{4} + 8Na_{2}CO_{3} + 7O_{2} \rightarrow 8Na_{2}CrO_{4} + 2Fe_{2}O_{3} + 8CO_{2}$
સોડિયમ ક્રોમેટના પીળા દ્રાવણને ગાળીને સલ્ફ્યુરિક એસિડ ઉમેરતા નારંગી રંગનો સોડિયમ ડાયક્રોમેટ $Na_{2}Cr_{2}O_{7} \cdot 2H_{2}O$ સ્ફટિકીકરણ દ્વારા મેળવી શકાય છે.
$2Na_{2}CrO_{4} + 2H^{+} \rightarrow Na_{2}Cr_{2}O_{7} + 2Na^{+} + H_{2}O$
સોડિયમ ડાયક્રોમેટ એ પોટેશિયમ ડાયક્રોમેટ કરતા વધુ દ્રાવ્ય છે. તેથી પોટેશિયમ ડાયક્રોમેટ મેળવવા માટે સોડિયમ ડાયક્રોમેટના દ્રાવણમાં પોટેશિયમ ક્લોરાઇડ ઉમેરવામાં આવે છે.
$Na_{2}Cr_{2}O_{7} + 2KCl \rightarrow K_{2}Cr_{2}O_{7} + 2NaCl$
આમ,પોટેશિયમ ડાયક્રોમેટના નારંગી રંગના સ્ફટિકો મળે છે.
ઉપયોગો: તે બિન-ભેજગ્રાહી હોવાથી કદમાપક પૃથ્થકરણમાં પ્રાથમિક પ્રમાણિત પદાર્થ તરીકે વપરાય છે.
તે ચામડાના ઉદ્યોગમાં અને એઝો સંયોજનો બનાવવા માટે વપરાય છે.
તે કાર્બનિક રસાયણવિજ્ઞાનમાં ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વપરાય છે.
તે રાસાયણિક ઓક્સિજન માંગ $(COD)$ માપવા માટે વપરાય છે.
બંધારણ: $CrO_{4}^{2-}$ (ક્રોમેટ) સમચતુષ્ફલકીય છે,જ્યારે $Cr_{2}O_{7}^{2-}$ (ડાયક્રોમેટ) બે સમચતુષ્ફલકીય એકમો એક ખૂણો શેર કરીને જોડાયેલા હોય છે,જેમાં $Cr-O-Cr$ બંધકોણ $126^{\circ}$ હોય છે.
આંતરરૂપાંતર: દ્રાવણની $pH$ ના આધારે ક્રોમેટ અને ડાયક્રોમેટ આયનો એકબીજામાં રૂપાંતરિત થાય છે:
$2CrO_{4}^{2-} + 2H^{+} \rightarrow Cr_{2}O_{7}^{2-} + H_{2}O$ (પીળું થી નારંગી)
$Cr_{2}O_{7}^{2-} + 2OH^{-} \rightarrow 2CrO_{4}^{2-} + H_{2}O$ (નારંગી થી પીળું)
ઓક્સિડેશનકર્તા સ્વભાવ: એસિડિક માધ્યમમાં ડાયક્રોમેટ આયન ખૂબ જ સારો ઓક્સિડેશનકર્તા છે. અર્ધ-પ્રક્રિયા:
$Cr_{2}O_{7}^{2-} + 14H^{+} + 6e^{-} \rightarrow 2Cr^{3+} + 7H_{2}O$ $(E^{\circ} = +1.33 \ V)$
એસિડિક ડાયક્રોમેટ દ્રાવણ આયોડાઇડનું આયોડિનમાં,સલ્ફાઇડનું સલ્ફરમાં,$Sn(II)$ નું $Sn(IV)$ માં અને $Fe(II)$ નું $Fe(III)$ માં ઓક્સિડેશન કરે છે.

(A) $(i)$ પ્રયોગશાળામાં બનાવટ: પ્રયોગશાળામાં,$KMnO_{4}$ ને પરોક્સિડાયસલ્ફેટ દ્વારા $Mn(II)$ ક્ષારોના ઓક્સિડેશનથી બનાવવામાં આવે છે.
$2 Mn^{2+} + 5 S_{2}O_{8}^{2-} + 8 H_{2}O \rightarrow 2 MnO_{4}^{-} + 10 SO_{4}^{2-} + 16 H^{+}$
$(ii)$ વ્યાવસાયિક બનાવટ:
પગલું-$1$: $MnO_{2}$ નું પોટેશિયમ મેંગેનેટમાં રૂપાંતર. જ્યારે $MnO_{2}$ ને $KNO_{3}$ જેવા ઓક્સિડેશનકર્તાની હાજરીમાં આલ્કલી મેટલ હાઇડ્રોક્સાઇડ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે ઘેરા લીલા રંગનું પોટેશિયમ મેંગેનેટ $(K_{2}MnO_{4})$ મળે છે.
$2 MnO_{2} + 4 KOH + O_{2} \rightarrow 2 K_{2}MnO_{4} \text{ (લીલું)} + 2 H_{2}O$
પગલું-$2$: $K_{2}MnO_{4}$ નું $KMnO_{4}$ માં રૂપાંતર.
$(a)$ પોટેશિયમ મેંગેનેટ તટસ્થ અથવા એસિડિક માધ્યમમાં વિષમીકરણ પામીને પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ આપે છે.
$3 MnO_{4}^{2-} + 4 H^{+} \rightarrow 2 MnO_{4}^{-} + MnO_{2} + 2 H_{2}O$
$(b)$ વિદ્યુતવિભાજન પદ્ધતિ: આ રૂપાંતરણની આધુનિક પદ્ધતિ છે. એનોડ પર $MnO_{4}^{2-}$ નું $MnO_{4}^{-}$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે.
એનોડ: $MnO_{4}^{2-} \rightarrow MnO_{4}^{-} \text{ (જાંબલી)} + e^{-}$
ભૌતિક ગુણધર્મો: પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ ઘેરા જાંબલી સ્ફટિકો બનાવે છે જે $KClO_{4}$ સાથે સમબંધારણીય છે. તે પાણીમાં ઓછું દ્રાવ્ય છે $[293 \ K$ તાપમાને $6.4 \ g / 100 \ g$ પાણી]. તે પ્રતિચુંબકીય છે અને ઘેરો રંગ ધરાવે છે.
બંધારણ: $MnO_{4}^{-}$ આયન સમચતુષ્ફલકીય છે. $\pi$-બંધ ઓક્સિજનના $p$-કક્ષકો અને મેંગેનીઝના $d$-કક્ષકોના અતિવ્યાપનથી બને છે,જે $d\pi-p\pi$ બંધન દર્શાવે છે.
ઉપયોગો: તેનો ઉપયોગ કાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્રમાં ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે,રેસાઓના વિરંજન માટે,તેલના વિરંજન માટે અને જંતુનાશક તરીકે થાય છે.
રાસાયણિક ગુણધર્મો: $513 \ K$ તાપમાને વિઘટન થતા $K_{2}MnO_{4}$ મળે છે. $2 KMnO_{4} \rightarrow K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}$.
એસિડિક માધ્યમમાં ઓક્સિડેશનકર્તા ગુણધર્મ:
$(i) 5 Fe^{2+} + MnO_{4}^{-} + 8 H^{+} \rightarrow Mn^{2+} + 4 H_{2}O + 5 Fe^{3+}$
$(ii) 5 C_{2}O_{4}^{2-} + 2 MnO_{4}^{-} + 16 H^{+} \rightarrow 2 Mn^{2+} + 8 H_{2}O + 10 CO_{2}$

(B) $MnO_4^{2-}$ માં એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ($d^1$ રચના) હોય છે,તેથી તે અનુચુંબકીય છે. આમ,વિધાન $(a)$ $F$ છે.
$(b)$ $MnO_4^-$ જાંબુડિયો અને $MnO_4^{2-}$ લીલો હોય છે. આમ,વિધાન $(b)$ $F$ છે.
$(c)$ $K_2Cr_2O_7$ નારંગી છે,પીળો નથી. આમ,વિધાન $(c)$ $F$ છે.
$(d)$ $K_2Cr_2O_7$ નારંગી છે. આમ,વિધાન $(d)$ $T$ છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $a-F, b-F, c-F, d-T$ છે.

(B) ખોટું: $KMnO_4$ અને $C_2O_4^{2-}$ વચ્ચેની પ્રક્રિયામાં $C_2O_4^{2-}$ નું $CO_2$ માં ઑક્સિડેશન થાય છે,તેથી તે રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
$(b)$ સાચું: $KMnO_4$ એ એસિડિક માધ્યમમાં જાણીતો પ્રબળ ઑક્સિડેશનકર્તા છે.
$(c)$ ખોટું: $Cr_2O_4^{2-}$ (ક્રોમેટ) આયનનો આકાર સમચતુષ્ફલકીય છે,જેમાં બંધકોણ આશરે $109.5^o$ હોય છે,$120^o$ નહીં.
$(d)$ ખોટું: પ્રક્રિયા $Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 6e^- \to 2Cr^{3+} + 7H_2O$ માટે પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $E^o = +1.33 \ V$ છે,$-1.33 \ V$ નહીં.

(B) $MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- \to Mn^{2+} + 4H_2O$ પ્રક્રિયા માટે પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $+1.51 \ V$ છે,$-1.52 \ V$ નથી. તેથી,વિધાન $(a)$ $(F)$ છે.
$(b)$ $MnO_4^-$ એક પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે અને તે આયોડાઇડ આયનો $(I^-)$ નું આયોડિન $(I_2)$ માં ઓક્સિડેશન કરે છે. તેથી,વિધાન $(b)$ $(T)$ છે.
$(c)$ એસિડિક માધ્યમમાં $(H^+)$,$CrO_4^{2-}$ (પીળો) એ $Cr_2O_7^{2-}$ (નારંગી) માં રૂપાંતરિત થાય છે. તેથી,વિધાન $(c)$ $(F)$ છે.
$(d)$ બેઝિક માધ્યમમાં $(OH^-)$,સંતુલન $CrO_4^{2-}$ તરફ ખસે છે,જે પીળા રંગનું હોય છે. તેથી,વિધાન $(d)$ $(T)$ છે.

(N/A) $(1)$ મંદ $H_2SO_4$ નો ઉપયોગ થાય છે કારણ કે તે પોતે ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તતું નથી.
$(2)$ પોટેશિયમ ડાયક્રોમેટ $(K_2Cr_2O_7)$ ના સ્ફટિકો નારંગી-લાલ રંગના હોય છે,જ્યારે પોટેશિયમ ક્રોમેટ $(K_2CrO_4)$ ના સ્ફટિકો પીળા રંગના હોય છે.
$(3)$ મેંગેનેટ આયન $(MnO_4^{2-})$ નો રંગ લીલો છે,અને પરમેંગેનેટ આયન $(MnO_4^-)$ નો રંગ ઘેરો જાંબલી છે.

(N/A) $(1)$ ડાયક્રોમેટ આયન $(Cr_2O_7^{2-})$ માં $O-Cr-O$ બંધકોણ $126^o$ હોય છે.
$(2)$ પ્રક્રિયા $3Sn^{2+} \to 3Sn^{4+} + 6e^-$ ઓક્સિડેશન દ્વારા થાય છે,જેમાં $Sn^{2+}$ એ રિડક્શનકર્તા છે.
$(3)$ સ્ટેનસ અને સ્ટેનિકની સંજ્ઞા અનુક્રમે $Sn^{2+}$ અને $Sn^{4+}$ છે.
$(4)$ $V_2O_4$ એસિડિક સંયોજનોમાં ઓગળીને વેનેડિલ $(VO^{2+})$ ક્ષાર આપે છે.

(N/A) $(1)$ $V_2O_5$ ઉભયધર્મી (amphoteric) ઑક્સાઈડ છે કારણ કે તે ઍસિડ અને બેઈઝ બંને સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
$(2)$ $CrO$ બેઝિક ઑક્સાઈડ છે,જ્યારે $Cr_2O_3$ ઉભયધર્મી ઑક્સાઈડ છે.
$(3)$ ક્રોમાઈટ અયસ્કનું સૂત્ર $FeCr_2O_4$ (અથવા $FeO \cdot Cr_2O_3$) છે.
$(4)$ સોડિયમ ડાયક્રોમેટના સ્ફટિકનું સૂત્ર $Na_2Cr_2O_7 \cdot 2H_2O$ છે.

(A) $3d$ શ્રેણીમાં,સંક્રાંતિ ધાતુઓ મુખ્યત્વે તેમની ઊંચી ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓમાં ઑક્સોકેટાયનો બનાવે છે.
ખાસ કરીને,વેનેડિયમ સ્થાયી ઑક્સોકેટાયનો બનાવે છે જેમ કે વેનેડિલ આયન,$VO^{2+}$ (જ્યાં $V$ એ $+4$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે),અને ડાયોક્સિવેનેડિયમ$(V)$ આયન,$VO_2^+$ (જ્યાં $V$ એ $+5$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે).
ટાઇટેનિયમ પણ ટાઇટેનિલ આયન,$TiO^{2+}$ બનાવે છે.

(N/A) $1.$ ક્રોમેટ આયન $(CrO_4^{2-})$ નું બંધારણ સમચતુષ્ફલકીય છે,જેમાં મધ્યસ્થ $Cr$ પરમાણુ ચાર ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે. બંધકોણ આશરે $109.5^{\circ}$ હોય છે.
$2.$ ડાયક્રોમેટ આયન $(Cr_2O_7^{2-})$ બે $CrO_4$ સમચતુષ્ફલકોનું બનેલું છે જે એક ખૂણે સામાન્ય ઓક્સિજન પરમાણુ ધરાવે છે. $Cr-O-Cr$ બંધકોણ આશરે $126^{\circ}$ હોય છે.

(A) $Mn_2O_7$ ની પાણી સાથેની પ્રક્રિયા: $Mn_2O_7 + H_2O \rightarrow 2HMnO_4$ (પરમેંગેનિક ઍસિડ).
$CrO_3$ ની પાણી સાથેની પ્રક્રિયા: $CrO_3 + H_2O \rightarrow H_2CrO_4$ (ક્રોમિક ઍસિડ).
તેથી,બનતા સંયોજનો $HMnO_4$ અને $H_2CrO_4$ છે.

(A) પ્રક્રિયા $(a)$ માં,ક્રોમાઈટ અયસ્ક $(FeCr_2O_4)$ નું સોડિયમ કાર્બોનેટ $(Na_2CO_3)$ સાથે હવાની $(O_2)$ હાજરીમાં ભુંજન કરવાથી સોડિયમ ક્રોમેટ $(Na_2CrO_4)$ મળે છે. તેથી,$X = Na_2CO_3$.
પ્રક્રિયા $(b)$ માં,સોડિયમ ક્રોમેટ $(Na_2CrO_4)$ માં એસિડ (જેમ કે $H_2SO_4$) ઉમેરવાથી તે સોડિયમ ડાયક્રોમેટ $(Na_2Cr_2O_7)$ માં રૂપાંતરિત થાય છે,જે $H^+$ આયનો પૂરા પાડે છે. પ્રક્રિયા: $2Na_2CrO_4 + 2H^+ \to Na_2Cr_2O_7 + 2Na^+ + H_2O$. તેથી,$X = 2H^+$.

(N/A) $KMnO_4$ (પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ) ના ઉપયોગો:
$1$. પ્રયોગશાળા અને ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયાઓમાં ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે.
$2$. પાણીના શુદ્ધિકરણમાં જંતુનાશક તરીકે.
$K_2Cr_2O_7$ (પોટેશિયમ ડાયક્રોમેટ) ના ઉપયોગો:
$1$. કદમાપક પૃથ્થકરણમાં પ્રાથમિક પ્રમાણિત દ્રાવણ તરીકે.
$2$. એઝો સંયોજનોના ઉત્પાદનમાં અને ચામડા ઉદ્યોગમાં ક્રોમ ટેનિંગ માટે ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે.

(N/A) $1.$ લેન્થેનોઈડ્સને સલ્ફર સાથે ગરમ કરવાથી લેન્થેનોઈડ સલ્ફાઈડ $(Ln_2S_3)$ બને છે.
$2.$ લેન્થેનોઈડ્સના મિશ્ર ઑક્સાઈડનો ઉપયોગ પેટ્રોલિયમ ક્રેકિંગમાં ઉદ્દીપક તરીકે થાય છે.

(A) $(i)$ લોખંડ અને સ્ટીલનું ઉત્પાદન અને ઉપયોગ: લોખંડ અને સ્ટીલ મહત્ત્વના બાંધકામની સામગ્રી છે. તેમનું ઉત્પાદન આયર્ન ઑક્સાઈડ સંયોજનોના રિડક્શન,અશુદ્ધિઓ દૂર કરવા અને કાર્બન તથા $Cr, Mn$ અને $Ni$ જેવી ધાતુઓના મિશ્રણીકરણ પર આધારિત છે.
$(ii)$ વર્ણક ઉદ્યોગમાં: $TiO_2$ વર્ણક ઉદ્યોગ માટે ઉત્પાદિત કરાય છે.
$(iii)$ બેટરી ઉદ્યોગમાં: બેટરી ઉદ્યોગ માટે નીચેનાનું ઉત્પાદન કરાય છે:
$\Rightarrow$ સુકા કોષ માટે $MnO_2$ અને $Zn$.
$\Rightarrow$ બેટરી માટે $Ni/Cd$.
$(iv)$ મુદ્રા ધાતુઓમાં: સમૂહ $11$ નાં તત્ત્વો મૂલ્યવાન હોવાથી મુદ્રા ધાતુઓ કહેવાય છે. $Ag$ અને $Au$ નું મહત્ત્વ સંગ્રહ સુધી મર્યાદિત છે,પરંતુ તેના ઔદ્યોગિક ઉપયોગો પણ છે. $UK$ માં 'કૉપર સિક્કા' કૉપરનું સ્તર ચઢાવેલ સ્ટીલ છે અને 'સિલ્વર સિક્કા' તે $Cu/Ni$ ની મિશ્રધાતુ છે.
$(v)$ ઉદ્દીપક તરીકે: ઘણા તત્ત્વો અથવા તેમના સંયોજનો રસાયણિક ઉદ્યોગો માટે આવશ્યક ઉદ્દીપકો છે.
$\Rightarrow$ સલ્ફ્યુરિક ઍસિડના ઉત્પાદનમાં $SO_2$ નું $SO_3$ માં ઑક્સિડેશન કરવા માટે $V_2O_5$ ઉદ્દીપક વપરાય છે.
$\Rightarrow$ પૉલીઈથીલિનના ઉત્પાદનમાં ઝિગલર-નાટા ઉદ્દીપક ($Al(CH_3)_3$ યુક્ત $TiCl_4$) વપરાય છે.
$\Rightarrow$ હેબર પ્રક્રમમાં એમોનિયાના ઉત્પાદન માટે આયર્ન ઉદ્દીપક વપરાય છે.
$\Rightarrow$ ચરબીના હાઈડ્રોજનીકરણમાં નિકલ ઉદ્દીપક તરીકે વર્તે છે.
$\Rightarrow$ વાકર પ્રક્રમમાં ઈથાઈન $(C_2H_2)$ ના ઑક્સિડેશન દ્વારા ઈથેનાલ $(CH_3CHO)$ બનાવવા $PdCl_2$ ઉદ્દીપક વપરાય છે.
$\Rightarrow$ આલ્કાઈન અને બેન્ઝિન જેવા કાર્બનિક સંયોજનોના પૉલિમરાઈઝેશનમાં નિકલ સંકીર્ણો વપરાય છે.
$\Rightarrow$ ફોટોગ્રાફી ઉદ્યોગ $AgBr$ ના પ્રકાશ સંવેદનશીલ ગુણધર્મો પર આધારિત છે.

(N/A) $1.$ $UK$ માં કૉપરના સિક્કામાં કૉપરનું સ્તર $Cu$ (કૉપર) હોય છે.
$2.$ $UK$ માં કૉપર-સિલ્વર સિક્કા તે $Cu$ અને $Ag$ ની મિશ્ર ધાતુ છે.
$3.$ $SO_2$ નું $SO_3$ માં ઑક્સિડેશન કરવા $V_2O_5$ (વેનેડિયમ પેન્ટોક્સાઈડ) ઉદ્દીપક વપરાય છે.

(A) સૂકા બેટરી કોષ (લેકલાન્શે કોષ) માં,કેથોડ તરીકે કાર્બનનો સળિયો હોય છે જે મેંગેનીઝ ડાયોક્સાઇડ $(MnO_2)$ અને કાર્બન પાવડરના મિશ્રણથી ઘેરાયેલો હોય છે.
$MnO_2$ કોષમાં ડિપોલરાઇઝર તરીકે કાર્ય કરે છે.

(A) સૂકા કોષ (લેકલાન્શે કોષ) માં,એનોડ ઝિંક $(Zn)$ નો બનેલો હોય છે અને કેથોડ એ મેંગેનીઝ ડાયોક્સાઇડ $(MnO_2)$ અને કાર્બનના મિશ્રણથી ઘેરાયેલો કાર્બનનો સળિયો હોય છે. $3d$ શ્રેણીના સંક્રાંતિ તત્વોમાં,$Zn$ નો ઉપયોગ એનોડ પાત્ર તરીકે થાય છે.

(N/A) $1.$ પરમેંગેનેટ આયન $(MnO_4^-)$ ટેટ્રાહેડ્રલ (સમચતુષ્ફલકીય) ભૂમિતિ ધરાવે છે,જેમાં મેંગેનીઝ પરમાણુ કેન્દ્રમાં હોય છે અને ચાર ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય છે. તેમાં $d\pi-p\pi$ બંધન જોવા મળે છે.
$2.$ મેંગેનેટ આયન $(MnO_4^{2-})$ પણ ટેટ્રાહેડ્રલ ભૂમિતિ ધરાવે છે,જેમાં મેંગેનીઝ પરમાણુ કેન્દ્રમાં હોય છે અને ચાર ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય છે. એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે તે પેરામેગ્નેટિક (અનુચુંબકીય) છે.

(A-IV, B-I, C-II, D-V, E-VI) સંક્રાંતિ ધાતુ ક્ષારોના જલીય દ્રાવણોના રંગ નીચે મુજબ છે:
$A$. $FeSO_4 \cdot 7H_2O$ આછો લીલો $(iv)$ છે.
$B$. $NiCl_2 \cdot 4H_2O$ લીલો $(i)$ છે.
$C$. $MnCl_2 \cdot 4H_2O$ આછો ગુલાબી $(ii)$ છે.
$D$. $CoCl_2 \cdot 6H_2O$ ગુલાબી $(v)$ છે.
$E$. $Cu_2Cl_2$ રંગવિહીન $(vi)$ છે કારણ કે $Cu^+$ પાસે $d^{10}$ ઇલેક્ટ્રોન રચના છે.
તેથી,સાચી જોડ છે: $A-iv, B-i, C-ii, D-v, E-vi$.

(A) $A: FeCr_{2}O_{4}$ (ક્રોમાઈટ અયસ્ક)
$B: Na_{2}CrO_{4}$ (સોડિયમ ક્રોમેટ)
$C: Na_{2}Cr_{2}O_{7}$ (સોડિયમ ડાયક્રોમેટ)
$D: K_{2}Cr_{2}O_{7}$ (પોટેશિયમ ડાયક્રોમેટ)
પ્રક્રિયાઓ:
$1$. ક્રોમાઈટ અયસ્કનું સોડિયમ કાર્બોનેટ સાથે ફ્યુઝન:
$4FeCr_{2}O_{4} + 8Na_{2}CO_{3} + 7O_{2} \rightarrow 8Na_{2}CrO_{4} + 2Fe_{2}O_{3} + 8CO_{2}$
$2$. સોડિયમ ક્રોમેટનું એસિડિકરણ:
$2Na_{2}CrO_{4} + 2H_{2}SO_{4} \rightarrow Na_{2}Cr_{2}O_{7} + 2Na_{2}SO_{4} + H_{2}O$
$3$. સોડિયમ ડાયક્રોમેટનું પોટેશિયમ ડાયક્રોમેટમાં રૂપાંતર:
$Na_{2}Cr_{2}O_{7} + 2KCl \rightarrow K_{2}Cr_{2}O_{7} + 2NaCl$

(A-D)

$A$: $MnO_{2}$	$B$: $K_{2}MnO_{4}$
$C$: $KMnO_{4}$	$D$: $KIO_{3}$

$1. \text{ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયા: } 2 MnO_{2} + 4 KOH + O_{2} \rightarrow 2 K_{2}MnO_{4} + 2 H_{2}O$
$2. \text{એસિડિક માધ્યમમાં } (B) \text{ નું અસમાનતાકરણ: } 3 MnO_{4}^{2-} + 4 H^{+}$ $\rightarrow 2 MnO_{4}^{-} + MnO_{2} + 2 H_{2}O$
$3. \text{આલ્કલાઇન માધ્યમમાં } (C) \text{ દ્વારા } KI \text{ નું ઓક્સિડેશન: } 2 MnO_{4}^{-} + H_{2}O + I^{-}$ $\rightarrow 2 MnO_{2} + 2 OH^{-} + IO_{3}^{-}$

(N/A) બનતા સંયોજનોને આંતરાલીય (interstitial) સંયોજનો કહેવામાં આવે છે. જ્યારે $H$,$B$,$C$ અને $N$ જેવા નાના પરમાણુઓ સંક્રાંતિ ધાતુઓની સ્ફટિક લેટીસની આંતરાલીય જગ્યાઓમાં ફસાઈ જાય છે ત્યારે આ સંયોજનો બને છે.
તેના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ તેમના ગલનબિંદુઓ ઊંચા હોય છે,જે શુદ્ધ ધાતુઓ કરતા પણ વધારે હોય છે.
$(ii)$ તેઓ અત્યંત સખત હોય છે.
$(iii)$ તેઓ ધાતુકીય વાહકતા જાળવી રાખે છે.
$(iv)$ તેઓ રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય હોય છે.

(A) $A: KMnO_{4}$,$B: K_{2}MnO_{4}$,$C: MnO_{2}$,$D: MnCl_{2}$
$2KMnO_{4} \rightarrow K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}$
$2MnO_{2} + 4KOH + O_{2} \rightarrow 2K_{2}MnO_{4} + 2H_{2}O$
$MnO_{2} + 4NaCl + 4H_{2}SO_{4} \rightarrow MnCl_{2} + 2NaHSO_{4} + 2H_{2}O + Cl_{2}$

(C) $K_{2}Cr_{2}O_{7}$ માટે: $2(+1) + 2x + 7(-2) = 0 \implies 2 + 2x - 14 = 0 \implies 2x = 12 \implies x = +6$.
$KMnO_{4}$ માટે: $(+1) + y + 4(-2) = 0 \implies 1 + y - 8 = 0 \implies y = +7$.
$K_{2}FeO_{4}$ માટે: $2(+1) + z + 4(-2) = 0 \implies 2 + z - 8 = 0 \implies z = +6$.
સરવાળો $x + y + z = 6 + 7 + 6 = 19$ થાય છે.

(C) $1$) મેંગેનેટ આયન $(MnO_{4}^{2-})$ માં $Mn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+6$ $(3d^1)$ છે,જે એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનને કારણે પેરામેગ્નેટિક છે.
$2$) પરમેંગેનેટ આયન $(MnO_{4}^{-})$ માં $Mn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+7$ $(3d^0)$ છે,જે અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ન હોવાને કારણે ડાયામેગ્નેટિક છે.
$3$) તેથી,બંને પેરામેગ્નેટિક છે તે વિધાન ખોટું છે.
$4$) બંને આયનો $d^3s$ સંકરણ દર્શાવે છે અને ટેટ્રાહેડ્રલ ભૂમિતિ ધરાવે છે.
$5$) $\pi$-બંધમાં ઓક્સિજનના $2p$-કક્ષકો અને મેંગેનીઝના $3d$-કક્ષકોનું ઓવરલેપિંગ થાય છે.
$6$) મેંગેનેટ લીલા રંગનો અને પરમેંગેનેટ જાંબલી રંગનો હોય છે.

(C) $K_{2}Cr_{2}O_{7}$ એ રેડોક્ષ ટાઇટ્રેશનમાં વપરાતું પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે.
તેને એસિડ ઉમેરીને $K_{2}CrO_{4}$ માંથી બનાવવામાં આવે છે.
તેનો રંગ નારંગી છે.
જોકે,તે એસિડ અને બેઇઝ બંનેમાં સ્થિર નથી; તે એસિડિક માધ્યમમાં $Cr_{2}O_{7}^{2-}$ (ડાયક્રોમેટ) તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે અને બેઝિક માધ્યમમાં $CrO_{4}^{2-}$ (ક્રોમેટ) માં રૂપાંતરિત થાય છે.
આમ,તે એસિડ અને બેઇઝ બંનેમાં સ્થિર છે તે વિધાન ખોટું છે.

(A) $573 \ K$ તાપમાને પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ $(KMnO_4)$ નું ઉષ્મીય વિઘટન નીચે મુજબ થાય છે:
$2 KMnO_4 \xrightarrow{573 \ K} K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2$
આમ,વિધાન-$I$ સાચું છે.
વિધાન-$II$ ના સંદર્ભમાં:
- પરમેંગેનેટ આયન $(MnO_4^-)$ માં $Mn$ એ $+7$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં ($d^0$ ઇલેક્ટ્રોન રચના) છે,જે તેને પ્રતિચુંબકીય (diamagnetic) બનાવે છે.
- મેંગેનેટ આયન $(MnO_4^{2-})$ માં $Mn$ એ $+6$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં ($d^1$ ઇલેક્ટ્રોન રચના) છે,જે તેને અનુચુંબકીય (paramagnetic) બનાવે છે.
બંને આયનો ચતુષ્ફલકીય છે,પરંતુ બંને અનુચુંબકીય નથી.
આમ,વિધાન-$II$ ખોટું છે.

(A, D) $(I)$ $VOSO_4$ માં,$V$ એ $+4$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે. તે ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે,રિડક્શનકર્તા તરીકે નહીં.
$(II)$ $Cr_2O_3$ એ ઉભયગુણી ઓક્સાઇડ છે.
$(III)$ $RuO_4$ માં,$Ru$ એ $+8$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે. તે ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
$(IV)$ રૂબીનો લાલ રંગ $Al_2O_3$ લેટીસમાં $Cr^{3+}$ આયનોની હાજરીને કારણે છે,$Co^{3+}$ ને કારણે નહીં.
તેથી,$(A)$ અને $(D)$ બંને વિધાનો ખોટા છે.

(A) $CuCl_{2}$ પાણીમાં ઓગળીને $[Cu(H_{2}O)_{6}]^{2+}$ બનાવે છે,જે વાદળી રંગનું હોય છે.
$AgCl$ પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે.
$ZnCl_{2}$ પાણીમાં ઓગળીને $[Zn(H_{2}O)_{6}]^{2+}$ બનાવે છે,જે રંગહીન છે કારણ કે $Zn^{2+}$ પાસે $d^{10}$ ઇલેક્ટ્રોન રચના છે.
$Cu_{2}Cl_{2}$ પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે.
તેથી,$CuCl_{2}$ સાચો જવાબ છે.

(D) $513 \ K$ $(240^{\circ}C)$ તાપમાને પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ $(KMnO_{4})$ નું ઉષ્મીય વિઘટન નીચે મુજબ થાય છે:
$2 \ KMnO_{4} \xrightarrow{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}$
નીપજ $K_{2}MnO_{4}$ (પોટેશિયમ મેંગેનેટ) માં મેંગેનીઝ $(Mn)$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+6$ છે.
$Mn^{6+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ar] \ 3d^{1}$ છે.
એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોવાને કારણે,$K_{2}MnO_{4}$ અનુચુંબકીય છે.
વધુમાં,$K_{2}MnO_{4}$ તેના લાક્ષણિક લીલા રંગ માટે જાણીતું છે.

(B) ડાયક્રોમેટ આયન $(Cr_2O_7^{2-})$ માં બે $CrO_4$ ટેટ્રાહેડ્રા એક સામાન્ય ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલા હોય છે.
આ રચનામાં,$Cr-O-Cr$ બંધ અરેખીય (બંધકોણ આશરે $126^{\circ}$ છે) અને સંમિત હોય છે,કારણ કે બંને $Cr$ પરમાણુઓ સમાન છે.

(A) સંક્રાંતિ ધાતુના ઓક્સાઇડનો બેઝિક ગુણધર્મ ધાતુના ઓક્સિડેશન આંક વધવાની સાથે ઘટે છે.
$V_2O_3$ માં,$V$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+3$ છે.
$V_2O_4$ માં,$V$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+4$ છે.
$V_2O_5$ માં,$V$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+5$ છે.
તેથી,$V_2O_3$ સૌથી વધુ બેઝિક ઓક્સાઇડ છે.
$V^{3+}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^2$ છે.
અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ $2$ છે.
સ્પિન-ઓન્લી ચુંબકીય મોમેન્ટ $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ B.M.$ તરીકે ગણવામાં આવે છે.
$\mu = \sqrt{2(2+2)} = \sqrt{8} \approx 2.83 \ B.M.$.
નજીકનો પૂર્ણાંક મૂલ્ય $3$ છે.

(D) પ્રક્રિયા માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ: $2 \ KMnO_4 + 5 \ H_2C_2O_4 + 3 \ H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + 2 \ MnSO_4 + 10 \ CO_2 + 8 \ H_2O$.
આ પ્રક્રિયામાં,મેંગેનીઝ નીપજ $MnSO_4$ છે,જેમાં મેંગેનીઝ $Mn^{2+}$ આયન તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
$Mn^{2+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] \ 3d^5$ છે.
તેમાં $5$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
સ્પિન-ઓન્લી ચુંબકીય મોમેન્ટ $\mu = \sqrt{n(n+2)} \, B.M.$ સૂત્ર દ્વારા ગણવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$\mu = \sqrt{5(5+2)} = \sqrt{35} \approx 5.92 \, B.M.$
નજીકના પૂર્ણાંકમાં લેતા,આપણને $6 \, B.M.$ મળે છે.

(A) પ્રક્રિયા $2Na_2CrO_4 + 2H^{+} \rightarrow Na_2Cr_2O_7 + 2Na^{+} + H_2O$ દર્શાવે છે કે નીપજ $B$ એ સોડિયમ ડાયક્રોમેટ $(Na_2Cr_2O_7)$ છે.
ડાયક્રોમેટ આયન $(Cr_2O_7^{2-})$ ની રચનામાં બે $CrO_4$ ટેટ્રાહેડ્રા એક ખૂણા પર સામાન્ય ઓક્સિજન પરમાણુ ધરાવે છે.
આ રચનામાં,$6$ ટર્મિનલ ઓક્સિજન પરમાણુઓ (દરેક ક્રોમિયમ પરમાણુ સાથે ત્રણ જોડાયેલા) અને $1$ બ્રિજિંગ ઓક્સિજન પરમાણુ હોય છે.
તેથી,ટર્મિનલ ઓક્સિજન પરમાણુઓની સંખ્યા $6$ છે.