Class 10 Science Chapter 4 कार्बन और उसके यौगिक

प्रश्न 1.
एथेन, आणविक सूत्र C2 H 6 के साथ है:
(ए) जी सहसंयोजक बंधन
(बी) 7 सहसंयोजक बंधन
(सी) 8 सहसंयोजक बंधन
(डी) 9 सहसंयोजक बंधन
उत्तर:

(बी)। अणु में सात सहसंयोजक बंधन होते हैं।

प्रश्न 2.
ब्यूटेनोन एक चार कार्बन यौगिक है जिसमें कार्यात्मक समूह
(ए) कार्बोक्जिलिक एसिड
(बी) एल्डिहाइड
(सी) कीटोन
(डी) अल्कोहल है।
उत्तर:
(सी)। क्रियात्मक समूह कीटोन (>C=0) है जिसे एक के रूप में भी जाना जाता है।

प्रश्न 3.
खाना बनाते समय यदि बर्तन का तल बाहर से काला हो रहा है, तो इसका मतलब है कि
(a) खाना पूरी तरह से नहीं
बना है (b) ईंधन पूरी तरह से नहीं जल रहा है
(c) ईंधन गीला है
(d) ईंधन पूरी तरह से जल रहा है।
उत्तर:
(बी)। ईंधन पूरी तरह से नहीं जल रहा है। धुएँ में मौजूद अधूरे कण बर्तन को बाहर से काला कर देते हैं।

प्रश्न 4. सीएच 3 सीएल
में बंध निर्माण का उपयोग करते हुए सहसंयोजक बंधन की प्रकृति की व्याख्या करेंउत्तर: क्लोरोमिथेन (CH 3 Cl) के अणु में तीन तत्व होते हैं अर्थात कार्बन (Z = 6) हाइड्रोजन (Z = 1) और क्लोरीन (Z = 17)। कार्बन परमाणु में चार संयोजकता इलेक्ट्रॉन होते हैं (2, 4); हाइड्रोजन में एक (1) होता है जबकि क्लोरीन के संयोजकता कोश (2, 8, 7) में सात इलेक्ट्रॉन होते हैं। अपने अष्टक को पूरा करने के लिए, कार्बन तीन हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ तीन संयोजकता इलेक्ट्रॉनों को साझा करता है जबकि एक क्लोरीन परमाणु के इलेक्ट्रॉन के साथ साझा करता है। सहसंयोजक अणु की संरचना इस प्रकार लिखी जा सकती है:

प्रश्न 5. (i) एथेनोइक अम्ल (ii) H2S ( iii) प्रोपेनोन( iv)
के लिए इलेक्ट्रॉन बिंदु संरचनाएँ। जवाब:

प्रश्न 6.
समजातीय श्रंखला क्या है ? उदाहरण सहित समझाइए।
उत्तर:
समान रूप से गठित यौगिकों की एक श्रृंखला जिसमें उपस्थित सदस्यों का एक ही कार्यात्मक समूह, समान रासायनिक गुण होते हैं और एक विशेष श्रृंखला में कोई भी दो क्रमिक सदस्य अपने आणविक सूत्र में -CH2समूह और आणविक द्रव्यमान 14 u द्वारा भिन्न होते हैं।
उदाहरण के लिए, अल्केन्स के परिवार में सदस्यों के क्वथनांक क्रम का पालन करते हैं:

प्रश्न 7.
एथेनॉल और एथेनोइक एसिड को उनके भौतिक और रासायनिक गुणों के आधार पर कैसे विभेदित किया जा सकता है?
(सीबीएसई दिल्ली 2011)

उत्तर:
भौतिक गुणों के आधार पर भेद:

1. महक। इथेनॉल में एक विशिष्ट गंध होती है जिसे मादक गंध के रूप में जाना जाता है जो सुखद होती है। एथेनोइक एसिड में सिरका जैसी गंध होती है।
2. उबलते बिंदु। इथेनॉल का क्वथनांक (351 K) एथेनोइक एसिड (391 K) से कम होता है।
3. लिट्मस परीक्षण। इथेनॉल प्रकृति में तटस्थ है और लिटमस के रंग में कोई बदलाव नहीं लाता है चाहे वह नीला हो या लाल। एथेनोइक एसिड अम्लीय होता है और इसमें डुबोने पर नीले लिटमस की पट्टी का रंग बदलकर लाल हो जाता है।

रासायनिक गुणों के आधार पर भेद:

1. सोडियम हाइड्रोजन कार्बोनेट के साथ क्रिया। एथेनोइक अम्ल में सोडियम हाइड्रोजन कार्बोनेट की थोड़ी मात्रा मिलाने पर कार्बन डाइऑक्साइड गैस तेज बुदबुदाहट के साथ निकलती है। हालांकि, इथेनॉल के मामले में ऐसी कोई प्रतिक्रिया नहीं देखी गई है।
   सीएच 3 सीओओएच + नाहको 3 ———> सीएच 3 कूना + सीओ 2 + एच 2 ओ
2. कास्टिक क्षार के साथ क्रिया। एथेनोइक सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH) और पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (KOH) दोनों के साथ प्रतिक्रिया करके संबंधित नमक और पानी बनाता है। इथेनॉल इनमें से किसी के साथ प्रतिक्रिया करने में विफल रहता है।
   

प्रश्न 8.
साबुन को पानी में मिलाने पर मिसेल क्यों बनता है? क्या एथेनॉल जैसे अन्य विलायकों में भी मिसेल बनेगा? (सीबीएसई दिल्ली 2011)
उत्तर:
साबुन को RCOO – Na + . सूत्र द्वारा दर्शाया जा सकता हैजहाँ R एक अल्काइल समूह है जो पंद्रह या अधिक परमाणुओं के साथ कार्बन की लंबी श्रृंखला का प्रतिनिधित्व करता है। अब, तेल की बूंदों में गंदगी के कण और पानी मिश्रण नहीं करते हैं। साबुन इंटरफेसियल तनाव या घर्षण को कम करके उनके मिश्रण में मदद करता है। वास्तव में यह तेल की बूंदों और पानी के बीच एक प्रकार का सेतु बनाता है जिसमें अल्काइल भाग (हाइड्रोफोबिक छोर) तेल की बूंद की ओर इशारा करता है जबकि अन्य भाग COONa (हाइड्रोफिलिक छोर) पानी की ओर निर्देशित होता है। इसे मिसेल गठन के रूप में जाना जाता है। इस प्रकार, साबुन तेल और पानी के बीच एक स्थिर इमल्शन बनाने में मदद करता है। इथेनॉल और अन्य समान विलायक जो कार्बनिक प्रकृति के होते हैं, मिसेल बनाने में मदद नहीं करते क्योंकि साबुन उनमें घुलनशील होता है।

प्रश्न 9.
कार्बन और उसके यौगिकों का प्रयोग अधिकांश मामलों में ईंधन के रूप में क्यों किया जाता है ?
उत्तर:
कार्बन ऑक्सीजन या वायु में जलकर कार्बन डाइऑक्साइड गैस बनाता है। प्रतिक्रिया अत्यधिक एक्ज़ोथिर्मिक है। इसलिए ईंधन के रूप में कोयले के विभिन्न रूपों का उपयोग किया जाता है। कार्बन के सबसे महत्वपूर्ण यौगिक हाइड्रोकार्बन हैं। कार्बन की तरह, हाइड्रोजन भी ऑक्सीजन या हवा में आसानी से जलता है जिससे पानी पैदा करने वाली गर्मी पैदा होती है। हाइड्रोकार्बन मीथेन (सीएच 4 ) प्राकृतिक गैस का एक घटक है। तरल पेट्रोलियम गैस (एलपीजी) में प्रोपेन (सी 3 एच 8 ) और ब्यूटेन (सी 4 एच 10 ) मौजूद हैं। पेट्रोल और मिट्टी के तेल में भी विभिन्न हाइड्रोकार्बन होते हैं। इसलिए, इनका उपयोग ईंधन के रूप में किया जाता है।

प्रश्न 10.
कठोर जल को साबुन से उपचारित करने पर मैल बनने की व्याख्या कीजिए। (सीबीएसई दिल्ली 2011)
उत्तर:
साबुन मूल रूप से उच्च फैटी एसिड का सोडियम या पोटेशियम नमक है। कठोर जल में Ca 2+ और Mg 2+  आयन उनके लवण के रूप में होते हैं। जब साबुन को कठोर जल में मिलाया जाता है, तो संगत कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण बनते हैं। ये अवक्षेप के रूप में होते हैं, जिन्हें 'स्कम' भी कहा जाता है।

प्रश्न 11.
लिटमस पेपर (नीला या लाल) के साथ साबुन का परीक्षण करने पर आप क्या परिवर्तन देखेंगे?
उत्तर:
जब साबुन को पानी में घोला जाता है, तो क्षार NaOH या KOH बनने के कारण घोल की प्रकृति क्षारीय होती है। विलयन लाल लिटमस का रंग बदलकर नीला कर देता है। हालांकि, विलयन नीले लिटमस के रंग को नहीं बदलता है।

प्रश्न 12.
हाइड्रोजनीकरण क्या है? इसका औद्योगिक अनुप्रयोग क्या है?
उत्तर:
धातु उत्प्रेरक की उपस्थिति में असंतृप्त हाइड्रोकार्बन में हाइड्रोजन का योग उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण के रूप में भी जाना जाता है।
प्रतिक्रिया वनस्पति तेलों के हाइड्रोजनीकरण में अत्यंत उपयोगी है, जिन्हें खाद्य तेल भी कहा जाता है जैसे मूंगफली का तेल, कपास के बीज का तेल आदि। इन्हें खाना पकाने के तेल भी कहा जाता है और इस अर्थ में असंतृप्त होते हैं कि उनके अणुओं में उनकी संरचनाओं में कम से कम एक सी = सी बंधन होता है। . निकल उत्प्रेरक की उपस्थिति में तेल के माध्यम से हाइड्रोजन गैस पारित करने पर, दोहरा बंधन एकल बंधन में बदल जाता है। नतीजतन, असंतृप्त तेल ठोस वसा में बदल जाता है जो संतृप्त प्रकृति का होता है। डालडा जैसे वनस्पति घी संतृप्त प्रकृति के होते हैं और उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रिया से बनते हैं।

प्रश्न 13.
सूचीबद्ध हाइड्रोकार्बन में से कौन अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं से गुजरता है: सी 2 एच 6 , सी 3 एच 8 , सी 3 एच 6 , सी 2 एच 2 और सीएच 4 ?
उत्तर:
एक हाइड्रोकार्बन अतिरिक्त प्रतिक्रिया से गुजर सकता है, यह प्रकृति में असंतृप्त होना चाहिए। यह या तो सामान्य सूत्र C n H 2n या सामान्य सूत्र C n H 2n-2 के साथ एक एल्कीन (C = C) वाला एक एल्केन (C=C) होना चाहिए । दी गई हाइड्रोकार्बन की सूची में से:

• सी 3 एच 6 (प्रोपेन) सी = सी बांड के साथ एक एल्कीन है। यह सामान्य सूत्र C n H 2n (n = 3) से मेल खाता है
• सी 2 एच 2 (एथाइन) सी = सी बांड के साथ एक एल्केनी है। यह सामान्य सूत्र C n H 2n-2 (n = 2) से मेल खाता है।

ये दोनों हाइड्रोकार्बन अतिरिक्त अभिक्रियाओं में भाग लेते हैं। उदाहरण के लिए, वे निकेल उत्प्रेरक की उपस्थिति में 473 K तक गर्म करने पर हाइड्रोजन के साथ अभिक्रिया कर संगत ऐल्केन बनाते हैं।

प्रश्न 14.
एक परीक्षण दीजिए जिससे मक्खन और खाना पकाने के तेल में अंतर किया जा सके।
उत्तर:
मक्खन प्रकृति में संतृप्त होता है जबकि खाना पकाने का तेल असंतृप्त होता है। इसका मतलब यह है कि खाना पकाने के तेल में कम से कम एक सी = सी बंधन होता है जो कि यौगिकों में मौजूद होता है जबकि मक्खन में ऐसा कोई बंधन नहीं होता है। कार्बन टेट्राक्लोराइड में घुले ब्रोमीन पानी या ब्रोमीन के साथ प्रतिक्रिया करके उनके बीच अंतर किया जा सकता है। खाना पकाने के तेल से ब्रोमीन का पीला रंग निकल जाएगा जबकि मक्खन नहीं निकलेगा।

प्रश्न 15.
साबुन की सफाई क्रिया की क्रियाविधि समझाइए।
उत्तर:
साबुन और अपमार्जक की सफाई क्रिया साबुन और अपमार्जक
दोनों ही अपनी सफाई क्रिया में मिलते-जुलते हैं। इनके दो मुख्य भाग होते हैं। ये गैर-ध्रुवीय हाइड्रोकार्बन श्रृंखला हैं जो जल विकर्षक या हाइड्रोफोबिक (फ़ोबिक या फ़ोबिया का अर्थ है प्रतिकर्षण या घृणा) और ध्रुवीय कार्बोक्सिल समूह इसके नमक के रूप में जो पानी की ओर आकर्षित होता है या हाइड्रोफिलिक (प्रेम या आकर्षण के लिए दार्शनिक खड़ा होता है)। पूर्व को अणु की पूंछ कहा जाता है और बाद वाले को सिर माना जाता है।

साबुन और अपमार्जक दोनों की सफाई क्रिया को समझने के लिए, आइए हम यह विश्लेषण करने का प्रयास करें कि कपड़े कैसे गंदे हो जाते हैं। वे पहले त्वचा से निकलने वाले पसीने और वातावरण में फैले कार्बनिक पदार्थों से भी तैलीय हो जाते हैं। धूल के कण तेल की बूंदों से चिपक जाते हैं और कपड़े गंदे हो जाते हैं। इन्हें धोने के लिए इन्हें पानी में डुबोया जाता है और साबुन या डिटर्जेंट लगाया जाता है। विलयन में यह वियोजित होकर कार्बोक्सिलेट आयन (RCOO) या सल्फोनेट आयन (RSO 3 - ) और धनायन (Na + ) देता है। कार्बोक्जिलेट आयन में, एल्काइल भाग जिसमें हाइड्रोकार्बन की एक लंबी श्रृंखला होती है, तेल की बूंदों की ओर इशारा करते हुए एक पूंछ होती है जबकि सीओओ - भाग पानी की ओर निर्देशित सिर होता है। एक अपमार्जक में यह SO3 होता है- वह भाग जो पानी की ओर इशारा करता है। यह उस आकृति से काफी स्पष्ट है जहां ठोस वृत्त (•) ध्रुवीय समूहों का प्रतिनिधित्व करते हैं और लहरदार रेखाएं (^^^) एल्काइल भागों का प्रतिनिधित्व करती हैं। साबुन या अपमार्जक के अणुओं का जल में अद्वितीय अभिविन्यास होता है। वे वास्तव में अणुओं का एक समूह बनाते हैं जिसमें हाइड्रोफोबिक या एल्काइल भाग आंतरिक भाग में होता है जबकि आयनिक या ध्रुवीय भाग क्लस्टर की सतह पर होता है जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। इस गठन को मिसेलियर फॉर्मेशन या केवल मिसेल के रूप में जाना जाता है। इस प्रकार साबुन या डिटर्जेंट दोनों के बीच एक सेतु का काम करके तेल और पानी का एक स्थिर इमल्शन बनाने में मदद करते हैं। तेल की बूंदें गंदगी के कणों के साथ कपड़ों के रेशों से अलग हो जाती हैं और इमल्शन में चली जाती हैं। इस तरह कपड़े धूल या गंदगी से मुक्त हो जाते हैं।