CLASS 10 SCIENCE CHAPTER 4 SOLUTION

 

एनसीईआरटी कक्षा 10

विज्ञान

अध्याय 4 - कार्बन और उसके यौगिक

 

पाठगत प्रश्न सेट 1, पृष्ठ संख्या 61

1. कार्बन डाइऑक्साइड की इलेक्ट्रॉन बिंदु संरचना क्या होगी जिसका सूत्र CO2 है?

समाधान: C की परमाणु संख्या = 6  इलेक्ट्रिक विन्यास = 2, 4

O की परमाणु संख्या = 8  इलेक्ट्रिक विन्यास = 2, 6

इलेक्ट्रॉन बिंदु संरचना

 

2. सल्फर के एक अणु की इलेक्ट्रॉन बिंदु संरचना क्या होगी जो सल्फर के आठ परमाणुओं से बना है? (संकेत-सल्फर के आठ परमाणु एक वलय के रूप में आपस में जुड़े हुए हैं)।

समाधान: सल्फर की परमाणु संख्या = 16 इलेक्ट्रिक विन्यास = 2, 8, 6

 

पाठगत प्रश्न सेट 2, पृष्ठ संख्या 61

1. आप पेन्टेन के लिए कितने संरचनात्मक समावयवियों बना सकते हैं ?

समाधान: पेन्टेन के संरचनात्मक समावयवी इस प्रकार हैं:

N – पेन्टेन या पेन्टेन

2-मिथाइलब्यूटेन

2, 2-डाइमिथाइलप्रोपेन

2. कार्बन के वे कौन से दो गुण हैं जिनके कारण हम अपने चारों ओर बड़ी संख्या में कार्बन यौगिक देखते हैं?

समाधान: कार्बन के दो गुण जिनके कारण हम अपने चारों ओर बड़ी संख्या में कार्बन यौगिक देखते हैं, नीचे दिए गए हैं:

1.     कार्बन में छह वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं जो वास्तव में वैलेंस की एक उच्च संख्या है ।

2.     सहसंयोजक बंधन कार्बन परमाणुओं और कई अन्य, जैसे ऑक्सीजन, क्लोरीन, नाइट्रोजन, सल्फर, हाइड्रोजन, आदि के साथ आसानी से होता है।

3. साइक्लोपेंटेन का सूत्र और इलेक्ट्रॉन बिंदु संरचना क्या होगी?

समाधान: साइक्लोपेंटेन का सूत्र और इलेक्ट्रॉन बिंदु संरचना नीचे दी गई है:

 

4. निम्नलिखित यौगिकों की संरचनाएँ बनाएँ ।

(i) एथेनोइक एसिड

(ii) ब्रोमोपेंटेन*

(iii) बुटानोन

(iv) हेक्सानल

समाधान: (i) एथेनोइक अम्ल

H       O

H       C       C       OH

          H

(ii) ब्रोमोपेन्टेन*

          H       H       H       H       H

H       C       C       C       C       C       Br

          H       H       H       H       H      

(iii) ब्यूटेनॉन

          H       H       O       H

H       C       C       C       C       H

          H       H                 H

(iv) हेक्सेनैल

          H       H       H       H       H       O

H       C       C       C       C       C       C       H

          H       H       H       H       H

 

5. आप निम्नलिखित यौगिकों का नाम कैसे रखेंगे?

CH3—CH2—Br

एनसीईआरटी समाधान कक्षा 10 विज्ञान अध्याय 4-11

समाधान: ब्रोमोइथेन

मेथनाल या फॉर्मेल्डिहाइड

1 - हेक्सीन

पाठगत प्रश्न सेट 3, पृष्ठ संख्या 71

1. इथेनॉल का एथेनोइक एसिड में रूपांतरण एक ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया कैसे है?

समाधान: इथेनॉल को एथेनोइक एसिड में बदलने में हाइड्रोजन परमाणु को हटाना और ऑक्सीजन जोड़ना शामिल है, और यह एक ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया है। पहले चरण में, इथेनॉल बनाने के लिए एक H2 अणु को इथेनॉल से हटा दिया जाता है। चूँकि हाइड्रोजन की हानि ऑक्सीकरण है, इसलिए प्रतिक्रिया ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया है। इसी प्रकार, इथेनॉल से एथेनोइक एसिड बनाने के लिए एक ऑक्सीजन परमाणु जोड़ा जाता है। चूँकि ऑक्सीजन की प्राप्ति को ऑक्सीकरण कहा जाता है, प्रतिक्रिया एक ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया है।

2. वेल्डिंग के लिए ऑक्सीजन और एथाइन के मिश्रण को जलाया जाता है। क्या आप बता सकते हैं कि एथीन और वायु के मिश्रण का उपयोग क्यों नहीं किया जाता है?

समाधान: वेल्डिंग के लिए एथाइन और वायु के मिश्रण के बजाय ऑक्सीजन और एथाइन के मिश्रण को जलाया जाता है क्योंकि वेल्डिंग धातुओं के लिए गर्मी का उत्पादन बहुत महत्वपूर्ण है। जब ऑक्सीजन और एथाइन को जलाया जाता है, तो यह पूरी तरह से जल जाता है और हवा और एथाइन की तुलना में अधिक तापमान पैदा करता है। ऑक्सीजन और एथाइन बहुत गर्म नीली लौ पैदा करते हैं, लेकिन हवा और एथाइन का मिश्रण एक कालिखदार लौ पैदा करता है जिसका मतलब है कि इसमें बिना जले हुए कण होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कम गर्मी होती है।

इन-टेक्स्ट प्रश्न सेट 4, पृष्ठ संख्या 74

1. आप प्रयोगात्मक रूप से अल्कोहल और कार्बोक्जिलिक एसिड के बीच अंतर कैसे करेंगे?

समाधान: सोडियम कार्बोनेट के साथ प्रतिक्रिया में, कार्बोक्जिलिक एसिड कार्बन डाइऑक्साइड गैस उत्पन्न करते हैं जो चूने के पानी को दूधिया कर देते हैं, जबकि अल्कोहल यह प्रतिक्रिया नहीं देते हैं। इस प्रयोग का उपयोग अल्कोहल और कार्बोक्जिलिक एसिड को अलग करने के लिए किया जा सकता है।

सोडियम कार्बोनेट के साथ कार्बोक्जिलिक एसिड की प्रतिक्रिया:

2CH3COOH + Na2CO3 → 2CH3COONa + H2O + CO2

2. ऑक्सीकरण एजेंट क्या हैं?

समाधान: ऑक्सीकारक एजेंट वे यौगिक होते हैं जो किसी यौगिक में या तो हाइड्रोजन हटाते हैं या ऑक्सीजन जोड़ते हैं। उदाहरण के लिए, हैलोजन, पोटेशियम नाइट्रेट और नाइट्रिक एसिड।

इन-टेक्स्ट प्रश्न सेट 5, पृष्ठ संख्या 76

1. क्या आप डिटर्जेंट का उपयोग करके जांच कर पाएंगे कि पानी कठोर है या नहीं?

समाधान: डिटर्जेंट का उपयोग करके यह जांचना संभव नहीं है कि पानी कठोर है या नहीं क्योंकि डिटर्जेंट अमोनियम के लवण या लंबी श्रृंखला वाले कार्बोक्जिलिक एसिड के सल्फोनेट हैं। साबुन के विपरीत, वे पानी की प्रकृति को अलग करने के लिए कैल्शियम और मैग्नीशियम के साथ प्रतिक्रिया नहीं करते हैं।

2. कपड़े धोने के लिए लोग कई तरह के तरीकों का इस्तेमाल करते हैं। आमतौर पर साबुन मिलाने के बाद वे कपड़ों को पत्थर पर 'पीटते' हैं, या चप्पू से पीटते हैं, ब्रश से रगड़ते हैं या मिश्रण को वॉशिंग मशीन में हिलाते हैं। साफ़ कपड़े पाने के लिए आंदोलन क्यों ज़रूरी है?

समाधान: साफ कपड़े पाने के लिए हलचल जरूरी है क्योंकि यह साबुन के मिसेल्स को तेल, ग्रीस या किसी भी अन्य अशुद्धियों को फंसाने में मदद करता है जिन्हें हटाया जाना है। जब उन्हें पीटा जाता है या उत्तेजित किया जाता है, तो कण कपड़ों की सतह से निकल जाते हैं और पानी में चले जाते हैं, जिससे कपड़े साफ हो जाते हैं।

अभ्यास प्रश्न, पृष्ठ संख्या 77-78

1. ईथेन, आणविक सूत्र C2H6 के साथ है

(ए) 6 सहसंयोजक बंधन

(बी) 7 सहसंयोजक बंधन

(सी) 8 सहसंयोजक बंधन

(डी) 9 सहसंयोजक बंधन

उत्तर: (बी) 7 सहसंयोजक बंधन

समाधान: ईथेन, आणविक सूत्र C2H6 के साथ, 7 सहसंयोजक बंधन हैं।

2. ब्यूटेनोन कार्यात्मक समूह वाला चार-कार्बन यौगिक है

(ए) कार्बोक्जिलिक एसिड

(बी) एल्डिहाइड

(सी) कीटोन

(डी) शराब

उत्तर: (सी) कीटोन

3. खाना पकाते समय अगर बर्तन का निचला भाग बाहर की तरफ काला पड़ रहा है तो इसका मतलब है

(ए) खाना पूरी तरह से नहीं पका है

(बी) ईंधन पूरी तरह से नहीं जल रहा है

(सी) ईंधन गीला है

(डी) ईंधन पूरी तरह से जल रहा है

उत्तर: (बी) ईंधन पूरी तरह से नहीं जल रहा है

समाधान: खाना बनाते समय यदि बर्तन का निचला भाग बाहर से काला पड़ रहा है तो यह इस बात का संकेत है कि ईंधन पूरी तरह से नहीं जल रहा है।

4. CH3Cl में बंधन निर्माण का उपयोग करके सहसंयोजक बंधन की प्रकृति की व्याख्या करें।

समाधान: कार्बन न तो 4 इलेक्ट्रॉन खो सकता है और न ही चार इलेक्ट्रॉन प्राप्त कर सकता है क्योंकि ये प्रक्रियाएँ अतिरिक्त ऊर्जा की आवश्यकता के कारण सिस्टम को अस्थिर बनाती हैं। इसलिए, CH3Cl अपने 4 इलेक्ट्रॉनों को कार्बन परमाणुओं या अन्य तत्वों के परमाणुओं के साथ साझा करके अपना ऑक्टेट कॉन्फ़िगरेशन पूरा करता है। इसलिए, CH3Cl में मौजूद बंधन एक सहसंयोजक बंधन है।

यहां, कार्बन को अपने ऑक्टेट को पूरा करने के लिए 4 इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है, जबकि प्रत्येक हाइड्रोजन परमाणु को अपने डुप्लेट को पूरा करने के लिए एक इलेक्ट्रॉन की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, क्लोरीन को ऑक्टेट पूरा करने के लिए एक इलेक्ट्रॉन की आवश्यकता होती है। इसलिए, ये सभी इलेक्ट्रॉन साझा करते हैं, और परिणामस्वरूप, कार्बन हाइड्रोजन के साथ 3 बंधन और क्लोरीन के साथ एक बंधन बनाता है।

5. इसके लिए इलेक्ट्रॉन बिंदु संरचनाएँ बनाएं

(ए) एथेनोइक एसिड

(बी) H2 S

(सी) प्रोपेनोन

(डी) F2

समाधान:

(ए) एथेनोइक एसिड

(बी) H2 S

(सी) प्रोपेनोन

(डी) F2

 

6. समजात श्रृंखला क्या है? उदाहरण सहित समझाइये।

सजातीय श्रृंखला यौगिकों की एक श्रृंखला है जिसका कार्यात्मक समूह समान होता है। इसमें समान सामान्य सूत्र और रासायनिक गुण भी शामिल हैं। चूँकि भौतिक गुणों में परिवर्तन हो रहा है, हम कह सकते हैं कि आणविक आकार और द्रव्यमान में वृद्धि होगी।

उदाहरण के लिए, मीथेन, ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन, आदि, सभी अल्केन समजात श्रृंखला का हिस्सा हैं। इस श्रृंखला का सामान्य सूत्र CnH2n+2 है। मीथेन CH4 ईथेन CH3CH3 प्रोपेन CH3CH2CH3 ब्यूटेन CH3CH2CH2CH3। यह देखा जा सकता है कि प्रत्येक क्रमिक यौगिक के बीच −CH2 इकाई का अंतर है।

7. इथेनॉल और एथेनोइक एसिड को उनके भौतिक और रासायनिक गुणों के आधार पर कैसे अलग किया जा सकता है?

समाधान:

इथेनॉल	इथेनोइक एसिड
यह सोडियम हाइड्रोजन कार्बोनेट के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है	सोडियम हाइड्रोजन कार्बोनेट के साथ बुलबुले और फ़िज़ करता है
एक अच्छी गंध	सिरके जैसी गंध आती है
लिटमस पेपर में कोई क्रिया नहीं	नीले लिटमस पेपर को लाल करना
तीखा स्वाद	खट्टा स्वाद

 

8. पानी में साबुन मिलाने पर मिसेल का निर्माण क्यों होता है? क्या इथेनॉल जैसे अन्य विलायकों में भी मिसेल बनेगा?

समाधान: मिसेल का निर्माण जल तथा स्वच्छ जल में मौजूद गंदगी के कणों के कारण होता है। इसमें दो माध्यम शामिल हैं: एक शुद्ध पानी है, और दूसरा गंदगी है, जिसे अशुद्धियाँ भी कहा जाता है। साबुन के भी दो माध्यम हैं:

(i) जैविक पूँछ

(ii) आयनिक शीर्ष

तो कार्बनिक पूंछ गंदगी के साथ मिल जाती है और घुल जाती है, जबकि तेल या ग्रीस और आयनिक सिर घुल जाता है और पानी के साथ मिल जाता है। इसलिए, जब साफ की जाने वाली सामग्री को पानी से निकाला जाता है, तो पानी में साबुन के अणुओं द्वारा गंदगी को हटा दिया जाता है। इसलिए, साबुन मिसेल (धनात्मक आवेशित सिर) के पारस्परिक प्रतिकर्षण के माध्यम से बंद संरचनाओं का निर्माण करके सफाई करता है।

अन्य सॉल्वैंट्स, जैसे इथेनॉल, जिसमें फैटी एसिड का सोडियम नमक नहीं घुलता है, इसलिए ऐसे मिसेल बनाने में सक्षम नहीं होते हैं।

9. अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए कार्बन और उसके यौगिकों को ईंधन के रूप में क्यों उपयोग किया जाता है?

समाधान: कार्बन और उसके यौगिकों का उपयोग अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए ईंधन के रूप में किया जाता है क्योंकि उनका कैलोरी मान उच्च होता है और वे बहुत अधिक ऊर्जा देते हैं। अधिकांश कार्बन यौगिक हवा में जलाने पर बहुत अधिक गर्मी और प्रकाश देते हैं।

10. कठोर जल को साबुन से उपचारित करने पर मैल बनने की व्याख्या करें।

समाधान: साबुन के साथ कठोर जल की अभिक्रिया से मैल उत्पन्न होता है। कठोर जल में मौजूद कैल्शियम और मैग्नीशियम एक अघुलनशील अवक्षेप बनाते हैं जिसे मैल कहते हैं।

11. यदि आप साबुन का परीक्षण लिटमस पेपर (लाल और नीला) से करें तो आप क्या परिवर्तन देखेंगे?

समाधान: जब क्षारीय NaOH या KOH बनने के कारण साबुन को पानी में घोला जाता है, तो समाधान क्षारीय होता है। घोल लाल लिटमस का रंग बदलकर नीला कर देता है, लेकिन साबुन के घोल में नीला लिटमस नीला ही रहता है।

12. हाइड्रोजनीकरण क्या है? इसका औद्योगिक अनुप्रयोग क्या है?

समाधान: हाइड्रोजनीकरण हाइड्रोजन और अन्य यौगिकों के बीच एक प्रक्रिया या रासायनिक प्रतिक्रिया है। यह आमतौर पर उत्प्रेरकों की उपस्थिति में किया जाता है। उदाहरण के लिए, निकल, पैलेडियम या प्लैटिनम। हाइड्रोजनीकरण का उपयोग मुख्य रूप से कार्बनिक यौगिकों को संतृप्त करने के लिए किया जाता है।

13. निम्नलिखित में से कौन सा हाइड्रोकार्बन योगात्मक प्रतिक्रिया से गुजरता है: C2H6, C3H8, C3H6, C2H2 और CH4?

समाधान: असंतृप्त हाइड्रोकार्बन योगात्मक प्रतिक्रियाओं से गुजरते हैं। C3H6 और C2H2 असंतृप्त हाइड्रोकार्बन हैं जो योगात्मक प्रतिक्रियाओं से गुजरते हैं।

14. एक परीक्षण दीजिए जिसका उपयोग संतृप्त और असंतृप्त हाइड्रोकार्बन के बीच अंतर करने के लिए किया जा सकता है।

समाधान: ब्रोमीन जल परीक्षण का उपयोग असंतृप्त यौगिकों (जैसे एल्कीन और एल्काइन) और संतृप्त यौगिकों के बीच अंतर करने के लिए किया जाता है। इस प्रयोजन के लिए ब्रोमीन का उपयोग ब्रोमीन जल के रूप में किया जाता है। पानी में ब्रोमीन के घोल को ब्रोमीन जल कहा जाता है। ब्रोमीन जल में ब्रोमीन की उपस्थिति के कारण उसका रंग लाल-भूरा होता है। जब ब्रोमीन जल को असंतृप्त यौगिक में मिलाया जाता है, तो ब्रोमीन असंतृप्त यौगिक में मिल जाता है, और ब्रोमीन जल का लाल-भूरा रंग निकल जाता है। इसलिए, यदि कोई कार्बनिक यौगिक ब्रोमीन पानी को रंगहीन कर देता है, तो यह एक असंतृप्त हाइड्रोकार्बन (एक डबल बॉन्ड या ट्रिपल बॉन्ड युक्त) होगा, लेकिन संतृप्त हाइड्रोकार्बन (अल्केन्स) ब्रोमीन पानी को रंगहीन नहीं करते हैं।

ब्रोमीन जल परीक्षण असंतृप्त यौगिकों (जैसे एल्कीन और एल्काइन) और संतृप्त यौगिकों के बीच अंतर करने के लिए किया जाता है। जब ब्रोमीन जल को असंतृप्त हाइड्रोकार्बन में मिलाया जाता है, तो ब्रोमीन घोल का लाल-भूरा रंग निकल जाता है। इसलिए, यदि रंग फीका पड़ गया है, तो यौगिक एक असंतृप्त हाइड्रोकार्बन होगा।

15. साबुन की सफाई क्रिया की क्रियाविधि समझाइये।

समाधान: पानी में बहुत सारी अशुद्धियाँ और गंदगी मिली हुई होती है और सबसे बड़ी बात यह है कि गंदगी पानी में घुलती नहीं है। साबुन के अणु सोडियम या पोटेशियम जैसे लवणों का एक संयोजन होते हैं। अणु कार्बोक्जिलिक एसिड की एक लंबी श्रृंखला के होते हैं। इसलिए, जब कार्बन श्रृंखला तेल में घुल जाती है, और आयनिक सिरा पानी में घुल जाता है, तो साबुन गंदगी को साफ करना और फंसाना शुरू कर देता है। जब ऐसा होता है, तो साबुन के अणु मिसेल नामक संरचना बनाते हैं जिसका उपयोग तेल की बूंदों को पकड़ने के लिए किया जाता है, और फिर दूसरा छोर आयनिक चेहरे होता है। इसके बाद यह पानी में एक इमल्शन बनाएगा और कपड़े धोते समय गंदगी या अशुद्धियों को घोलने में मदद करेगा।

साबुन के अणुओं के अलग-अलग सिरों पर अलग-अलग गुण होते हैं। पहला सिरा हाइड्रोफोबिक सिरा है, जो पानी में घुल जाता है और पानी की ओर आकर्षित होता है, और दूसरा हाइड्रोफोबिक सिरा है, जो हाइड्रोकार्बन में घुल जाता है और पानी के प्रति प्रतिकारक होता है। हाइड्रोफोबिक पूंछ पानी की सतह के साथ खुद को संरेखित करती है क्योंकि यह पानी में घुलनशील नहीं है।