Alkane Questions in Gujarati

(C) આલ્કેન માટે બંધારણીય સમઘટકોની સંખ્યા કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા સાથે વધે છે. માહિતી મુજબ:
$1$. $C_3H_8$ (પ્રોપેન): $0$ બંધારણીય સમઘટકો.
$2$. $C_4H_{10}$ (બ્યુટેન): $2$ બંધારણીય સમઘટકો ($n$-બ્યુટેન અને આઇસોબ્યુટેન).
$3$. $C_5H_{12}$ (પેન્ટેન): $3$ બંધારણીય સમઘટકો ($n$-પેન્ટેન,આઇસોપેન્ટેન અને નિયોપેન્ટેન).
$4$. $C_6H_{14}$ (હેક્ઝેન): $5$ બંધારણીય સમઘટકો.
તેથી,ત્રણ બંધારણીય સમઘટકો ધરાવતો આલ્કેન $C_5H_{12}$ છે.

(C) જો અણુમાં ઓછામાં ઓછો એક કાયરલ કાર્બન પરમાણુ (ચાર અલગ-અલગ સમૂહો સાથે જોડાયેલ કાર્બન પરમાણુ) હોય,તો તે પ્રકાશીય સક્રિય હોય છે.
$2,3-$ડાયમિથાઈલપેન્ટેનમાં,$3$ નંબરના સ્થાન પરનો કાર્બન એક હાઈડ્રોજન પરમાણુ,એક મિથાઈલ સમૂહ $(-CH_3)$,એક ઈથાઈલ સમૂહ $(-CH_2CH_3)$ અને એક આઈસોપ્રોપાઈલ સમૂહ $(-CH(CH_3)_2)$ સાથે જોડાયેલ છે.
$C-3$ પરમાણુ સાથે જોડાયેલા ચારેય સમૂહો અલગ હોવાથી,તે કાયરલ કેન્દ્ર છે.
તેથી,$2,3-$ડાયમિથાઈલપેન્ટેન પ્રકાશીય સક્રિય છે.

(A) આપેલ સંયોજન $2-$મિથાઈલબ્યુટેન $(CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_3)$ છે.
$2-$મિથાઈલબ્યુટેનમાં $4$ અલગ-અલગ પ્રકારના હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ છે,જે બ્રોમિનેશન પર $4$ અલગ-અલગ મોનોબ્રોમો આઇસોમર્સ બનાવે છે:
$1.$ $1-$બ્રોમો$-2-$મિથાઈલબ્યુટેન
$2.$ $2-$બ્રોમો$-2-$મિથાઈલબ્યુટેન
$3.$ $2-$બ્રોમો$-3-$મિથાઈલબ્યુટેન
$4.$ $1-$બ્રોમો$-3-$મિથાઈલબ્યુટેન
તેથી,આઇસોમર્સની કુલ સંખ્યા $4$ છે.

(B) $C_5H_{12}$ અણુસૂત્ર ધરાવતા આલ્કેન માટે $3$ સમઘટકો શક્ય છે. જે નીચે મુજબ છે:
$1$. $n$-પેન્ટેન: $CH_3CH_2CH_2CH_2CH_3$
$2$. આઇસોપેન્ટેન ($2$-મિથાઇલબ્યુટેન): $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$
$3$. નિયોપેન્ટેન ($2,2$-ડાયમિથાઇલપ્રોપેન): $C(CH_3)_4$

(A) વિસિનલ-ડાયહેલાઇડમાં,બે $-Cl$ પરમાણુઓ પાસપાસેના કાર્બન પરમાણુઓ પર હાજર હોય છે. $C_3H_6Cl_2$ આણ્વીય સૂત્ર માટે,એકમાત્ર શક્ય વિસિનલ-ડાયહેલાઇડ $1,2-dichloropropane$ છે,જેનું બંધારણ $CH_3-CHCl-CH_2Cl$ છે. આમ,આવા માત્ર $1$ સમઘટક શક્ય છે.

(D) આલ્કાઈલ હેલાઈડના મિશ્રણની સૂકા ઈથરની હાજરીમાં સોડિયમ ધાતુ સાથેની પ્રક્રિયાને વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે.
જ્યારે મિથાઈલ બ્રોમાઈડ $(CH_3Br)$ અને ઈથાઈલ બ્રોમાઈડ $(C_2H_5Br)$ ના મિશ્રણને સોડિયમ ધાતુ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે નીચે મુજબની પ્રક્રિયાઓ થાય છે:
$1$. $CH_3Br + 2Na + BrCH_3 \rightarrow CH_3-CH_3$ $(Ethane)$
$2$. $C_2H_5Br + 2Na + BrC_2H_5 \rightarrow C_2H_5-C_2H_5$ $(n-Butane)$
$3$. $CH_3Br + 2Na + BrC_2H_5 \rightarrow CH_3-C_2H_5$ $(Propane)$
$Pentane$ $(C_5H_{12})$ મિથાઈલ $(C_1)$ અને ઈથાઈલ $(C_2)$ રેડિકલના જોડાણથી બની શકતું નથી,તેથી તે નીપજમાં મળતું નથી.

(A) $UV$ પ્રકાશની હાજરીમાં મિથેન $(CH_4)$ અને ક્લોરિન $(Cl_2)$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા મુક્ત મુલક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
જ્યારે મિથેન વધુ પ્રમાણમાં હોય અને ક્લોરિન મર્યાદિત હોય,ત્યારે ક્લોરિન મુલકની મિથેન અણુ સાથે અથડામણ થવાની સંભાવના ક્લોરોમિથેન અણુ સાથે અથડામણ થવા કરતાં ઘણી વધારે હોય છે.
તેથી,પ્રક્રિયા મુખ્યત્વે પ્રથમ વિસ્થાપન તબક્કે અટકી જાય છે:
$CH_4 + Cl_2 \xrightarrow{UV \text{ light}} CH_3Cl + HCl$
આમ,મુખ્ય નીપજ તરીકે ક્લોરોમિથેન $(CH_3Cl)$ મળે છે.

(B) શુષ્ક ઈથરની હાજરીમાં મિથાઈલ બ્રોમાઈડ $(CH_3Br)$ ની સોડિયમ સાથેની પ્રક્રિયા એ વુર્ટ્ઝ (Wurtz) પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયાનું રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$2CH_3Br + 2Na \xrightarrow{\text{dry ether}} CH_3-CH_3 + 2NaBr$
મળતી નીપજ ઈથેન $(C_2H_6)$ છે.
ઈથેનનું મોલર દળ નીચે મુજબ ગણવામાં આવે છે:
$M = (2 \times 12.01) + (6 \times 1.008) \approx 24 + 6 = 30.0 \ g \ mol^{-1}$.
આમ,નીપજનું મોલર દળ $30.0 \ g \ mol^{-1}$ છે.

(D) $2-$મિથાઈલપ્રોપેનનું બ્રોમિનેશન મુક્ત મૂલક પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે.
પ્રક્રિયાના તબક્કામાં,આલ્કેનમાંથી હાઇડ્રોજન પરમાણુ દૂર થઈને આલ્કાઈલ મુક્ત મૂલક બનાવે છે.
તૃતીયક કાર્બન પરમાણુમાંથી હાઇડ્રોજન દૂર થવાથી $3^{\circ}$ આલ્કાઈલ મુક્ત મૂલક બને છે,જ્યારે પ્રાથમિક કાર્બનમાંથી હાઇડ્રોજન દૂર થવાથી $1^{\circ}$ આલ્કાઈલ મુક્ત મૂલક બને છે.
$3^{\circ}$ આલ્કાઈલ મુક્ત મૂલક તેની સ્થિરતાને કારણે $1^{\circ}$ આલ્કાઈલ મુક્ત મૂલક કરતા વધુ સ્થાયી હોવાથી,પ્રક્રિયા મુખ્યત્વે $3^{\circ}$ મુક્ત મૂલક મધ્યવર્તી દ્વારા આગળ વધે છે.
તેથી,$2-$બ્રોમો$-2-$મિથાઈલપ્રોપેન એ મુખ્ય નીપજ છે.

(B) $(CH_3)_3CH$ (આઇસોબ્યુટેન) ની $UV$ પ્રકાશની હાજરીમાં $Br_2$ સાથેની પ્રક્રિયા મુક્ત મુલક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
ક્લોરિનેશનની સરખામણીમાં બ્રોમિનેશન ખૂબ જ પસંદગીયુક્ત છે.
મધ્યવર્તી મુક્ત મુલકની સ્થિરતા મુખ્ય નીપજ નક્કી કરે છે.
તૃતીયક મુક્ત મુલક $(CH_3)_3C^{\bullet}$ એ પ્રાથમિક મુક્ત મુલક $(CH_3)_2CHCH_2^{\bullet}$ કરતા વધુ સ્થિર છે.
તેથી,બ્રોમિન પરમાણુ તૃતીયક કાર્બન પરના હાઇડ્રોજન પરમાણુનું વિસ્થાપન કરીને મુખ્ય નીપજ તરીકે $2-$બ્રોમો$-2-$મિથાઈલપ્રોપેન $(99 \%)$ બનાવે છે.

(C) $1$. $C_2H_5-Br$ ની શુષ્ક ઈથરની હાજરીમાં $Mg$ સાથેની પ્રક્રિયાથી ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક,$C_2H_5MgBr$ (સંયોજન $A$) બને છે.
$2$. ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકો પ્રબળ બેઝ છે અને સક્રિય હાઇડ્રોજન પરમાણુ ધરાવતા સંયોજનો (જેમ કે આલ્કોહોલ,પાણી અથવા એમાઇન) સાથે પ્રક્રિયા કરીને આલ્કેન બનાવે છે.
$3$. પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $C_2H_5MgBr + CH_3OH \rightarrow C_2H_6 + Mg(Br)OCH_3$.
$4$. આમ,નીપજ $B$ એ ઇથેન $(C_2H_6)$ છે.

(C) વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયામાં સોડિયમ ધાતુ અને સૂકા ઈથરની હાજરીમાં બે આલ્કાઈલ હેલાઈડ અણુઓનું જોડાણ થાય છે.
આઈસોપ્રોપાઈલ બ્રોમાઈડ $(CH_3-CH(Br)-CH_3)$ માટે,બે મોલ પ્રક્રિયા કરીને $2,3-$ડાયમિથાઈલબ્યુટેન બનાવે છે:
$2CH_3-CH(Br)-CH_3 + 2Na \rightarrow CH_3-CH(CH_3)-CH(CH_3)-CH_3 + 2NaBr$.

(D) વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયાનું સમીકરણ નીચે મુજબ છે: $2CH_3Br + 2Na \xrightarrow{\text{Dry ether}} CH_3-CH_3 + 2NaBr$.
પ્રક્રિયાના તત્વયોગમિતિ (stoichiometry) મુજબ,$2$ મોલ બ્રોમોમિથેન $(CH_3Br)$ એ $2$ મોલ સોડિયમ $(Na)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $1$ મોલ ઈથેન $(CH_3-CH_3)$ ઉત્પન્ન કરે છે.
આપેલ છે કે આપણી પાસે $2n$ મોલ બ્રોમોમિથેન અને $2n$ મોલ સોડિયમ છે,તેથી આ પ્રક્રિયા $n$ મોલ ઈથેન ઉત્પન્ન કરશે.

(D) બે અલગ અલગ આલ્કાઈલ હેલાઈડના મિશ્રણની સૂકા ઈથરની હાજરીમાં સોડિયમ ધાતુ સાથેની પ્રક્રિયાને વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે. $2CH_3I + 2C_2H_5I + 4Na \xrightarrow{\text{dry ether}} CH_3-CH_3 + CH_3-CH_2-CH_2-CH_3 + CH_3-CH_2-CH_3 + 4NaI$. મળતી નીપજો આલ્કેનનું મિશ્રણ છે: ઈથેન $(CH_3-CH_3)$,બ્યુટેન $(CH_3-CH_2-CH_2-CH_3)$,અને પ્રોપેન $(CH_3-CH_2-CH_3)$.

(C) પ્રતિક્રિયા શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1$. આલ્કાઈલ હેલાઈડ $(R-X)$ શુષ્ક ઈથરની હાજરીમાં $Mg$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $A$ બનાવે છે,જે $R-MgX$ છે.
$2$. ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકો $(R-MgX)$ એસિડ-બેઝ પ્રક્રિયા કરવા માટે $NH_3$ (એમોનિયા) સાથે પ્રક્રિયા કરે છે. $NH_3$ પ્રોટોન દાતા હોવાથી,તે ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકના આલ્કાઈલ જૂથ $(R^-)$ ને પ્રોટોનેટ કરીને આલ્કેન $(R-H)$ બનાવે છે.
$3$. તેથી,નીપજ $B$ એ હાઈડ્રોકાર્બન $(R-H)$ છે.

(A) આલ્કેનનું ઉત્કલનબિંદુ અણુના સપાટીના ક્ષેત્રફળ પર આધાર રાખે છે.
જેમ આલ્કેનમાં શાખાઓ વધે છે,તેમ સપાટીનું ક્ષેત્રફળ ઘટે છે,જેના પરિણામે વાન ડેર વાલ્સ આકર્ષણ બળો નબળા પડે છે.
તેથી,શાખાઓની સંખ્યા વધવાની સાથે ઉત્કલનબિંદુ ઘટે છે.
$C_6H_{14}$ ના આપેલા આઈસોમર્સની સરખામણી કરતા:
$1$. $n-$હેક્ઝેન (સીધી શૃંખલા) નું સપાટીનું ક્ષેત્રફળ સૌથી વધુ છે.
$2$. $2-$મિથાઈલપેન્ટેન અને $3-$મિથાઈલપેન્ટેનમાં એક શાખા છે.
$3$. $2,2-$ડાયમિથાઈલબ્યુટેનમાં બે શાખાઓ છે (સૌથી વધુ કોમ્પેક્ટ).
આમ,$n-$હેક્ઝેનનું ઉત્કલનબિંદુ સૌથી વધુ છે.

(D) રસ્તાનું સરફેસિંગ સામાન્ય રીતે બિટ્યુમેન અથવા ડામરનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે,જે ઉચ્ચ આણ્વીય વજન ધરાવતા હાઇડ્રોકાર્બનનું મિશ્રણ છે.
$35$ કરતા વધુ કાર્બન પરમાણુ ધરાવતા આલ્કેન સામાન્ય રીતે ઓરડાના તાપમાને ઘન હોય છે અને તેનો ઉપયોગ રસ્તા બનાવવા માટે ડામર અને બિટ્યુમેનના ઉત્પાદનમાં થાય છે.

(C) આલ્કેન શ્રેણીનું સામાન્ય સૂત્ર $C_nH_{2n+2}$ છે.
પ્રથમ સભ્ય $(n=1)$ માટે,સૂત્ર $CH_4$ (મિથેન) છે.
બીજા સભ્ય $(n=2)$ માટે,સૂત્ર $C_2H_6$ (ઈથેન) છે.
ત્રીજા સભ્ય $(n=3)$ માટે,સૂત્ર $C_3H_8$ (પ્રોપેન) છે.
$C_3H_8$ નું મોલર દળ નીચે મુજબ ગણવામાં આવે છે:
$M = (3 \times 12.01) + (8 \times 1.008) \approx 36 + 8 = 44 \ g \ mol^{-1}$.

(B) આલ્કેન શ્રેણીનું સામાન્ય સૂત્ર $C_nH_{2n+2}$ છે.
ત્રીજા સભ્ય $(n=3)$ માટે,સૂત્ર $C_3H_8$ છે અને તેનું મોલર દળ $(3 \times 12) + (8 \times 1) = 44 \ g \ mol^{-1}$ છે.
ચોથા સભ્ય $(n=4)$ માટે,સૂત્ર $C_4H_{10}$ છે અને તેનું મોલર દળ $(4 \times 12) + (10 \times 1) = 58 \ g \ mol^{-1}$ છે.
આલ્કેન શ્રેણીમાં કોઈપણ બે ક્રમિક સભ્યો $-CH_2-$ સમૂહ દ્વારા અલગ પડે છે.
$-CH_2-$ સમૂહનું મોલર દળ $12 + (2 \times 1) = 14 \ g \ mol^{-1}$ છે.
તેથી,મોલર દળમાં તફાવત $58 - 44 = 14 \ g \ mol^{-1}$ છે.

(A) આલ્કાઈલ હેલાઈડના મિશ્રણની સૂકા ઈથરની હાજરીમાં સોડિયમ ધાતુ સાથેની પ્રક્રિયાને વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે. જ્યારે $CH_3CH_2Br$ (બ્રોમોઈથેન) અને $CH_3CH_2CH_2Br$ ($1$-બ્રોમોપ્રોપેન) ના મિશ્રણનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે,ત્યારે નીચે મુજબના ઉત્પાદનો બને છે:
$1$. બ્રોમોઈથેનનું સ્વ-યુગ્મન: $CH_3CH_2-CH_2CH_3$ ($n$-બ્યુટેન).
$2$. $1$-બ્રોમોપ્રોપેનનું સ્વ-યુગ્મન: $CH_3CH_2CH_2-CH_2CH_2CH_3$ ($n$-હેક્ઝેન).
$3$. બ્રોમોઈથેન અને $1$-બ્રોમોપ્રોપેનનું ક્રોસ-યુગ્મન: $CH_3CH_2-CH_2CH_2CH_3$ ($n$-પેન્ટેન).
આ પ્રક્રિયાના મિશ્રણમાં પ્રોપેન બનતું નથી.

(D) આલ્કેનનું ઉત્કલનબિંદુ કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા વધવાની સાથે વધે છે,કારણ કે વાન ડેર વાલ્સ બળોમાં વધારો થાય છે.
સમઘટકો માટે,શાખાઓ વધવાથી સપાટીનું ક્ષેત્રફળ ઘટતા ઉત્કલનબિંદુ ઘટે છે.
$n-$પેન્ટેન $(C_5H_{12})$ માં પાંચ કાર્બન પરમાણુઓ સીધી શૃંખલામાં છે,જ્યારે $2-$મિથાઈલબ્યુટેન એ શાખિત સમઘટક છે જેનું ઉત્કલનબિંદુ ઓછું હોય છે.
$n-$બ્યુટેનમાં માત્ર ચાર કાર્બન પરમાણુઓ છે અને $2-$મિથોક્સીપ્રોપેન એ ઈથર છે.
આણ્વીય દળ અને આંતરઆણ્વીય બળોની સરખામણી કરતા,$n-$પેન્ટેન આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી વધુ ઉત્કલનબિંદુ ધરાવે છે.

(B) વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયામાં સોડિયમ ધાતુ અને સૂકા ઈથરની હાજરીમાં આલ્કાઈલ હેલાઈડ્સનું જોડાણ થાય છે.
જ્યારે મિથાઈલ ક્લોરાઈડ $(CH_3Cl)$ અને $n-$પ્રોપાઈલ ક્લોરાઈડ $(CH_3CH_2CH_2Cl)$ ના મિશ્રણનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે,ત્યારે નીચે મુજબની પ્રક્રિયાઓ થાય છે:
$1$. $CH_3Cl + CH_3Cl + 2Na \rightarrow CH_3-CH_3$ (ઈથેન)
$2$. $CH_3CH_2CH_2Cl + CH_3CH_2CH_2Cl + 2Na \rightarrow CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2CH_3$ ($n-$હેક્ઝેન)
$3$. $CH_3Cl + CH_3CH_2CH_2Cl + 2Na \rightarrow CH_3CH_2CH_2CH_3$ ($n-$બ્યુટેન)
આ પ્રક્રિયામાં પ્રોપેન બનતું નથી.

(C) આયોડોમિથેન $(CH_3I)$ નું મિથેન $(CH_4)$ માં નવજાત હાઇડ્રોજન $([H])$ નો ઉપયોગ કરીને રિડક્શન નીચે મુજબના રાસાયણિક સમીકરણ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે:
$CH_3I + 2[H] \xrightarrow{Zn, HCl} CH_4 + HI$
પ્રક્રિયાના તત્વયોગમિતિ (stoichiometry) મુજબ,$1$ મોલ મિથેન ઉત્પન્ન કરવા માટે $1$ મોલ આયોડોમિથેન $2$ મોલ નવજાત હાઇડ્રોજન સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
તેથી,જરૂરી નવજાત હાઇડ્રોજનના મોલની સંખ્યા $2$ છે.

(A) $Ni$ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં કાર્બન મોનોક્સાઈડ અને હાઈડ્રોજન વચ્ચેની પ્રક્રિયાથી મિથેન અને પાણીની વરાળ બને છે.
રાસાયણિક સમીકરણ: $CO_{(g)} + 3H_{2_{(g)}} \xrightarrow{Ni} CH_{4_{(g)}} + H_{2}O_{(g)}$

(B) વધારે આણ્વીય દળ ધરાવતા આલ્કેન,ખાસ કરીને $C_{36}H_{74}$ અને તેથી વધુ,પેરાફિન મીણ અથવા ડામર તરીકે ઓળખાય છે,જેનો ઉપયોગ રસ્તા બનાવવા અને વોટરપ્રૂફિંગ માટે થાય છે.

(B) આલ્કાઈલ હેલાઈડના મિશ્રણની સૂકા ઈથરમાં સોડિયમ ધાતુ સાથેની પ્રક્રિયાને વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે. જ્યારે મિથાઈલ બ્રોમાઈડ $(CH_3Br)$ અને $n$-પ્રોપાઈલ બ્રોમાઈડ $(CH_3CH_2CH_2Br)$ ના મિશ્રણને સૂકા ઈથરમાં સોડિયમ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે નીચે મુજબની નીપજો મળે છે:
$1$. બે મિથાઈલ બ્રોમાઈડ અણુઓનું જોડાણ: $CH_3-CH_3$ (ઈથેન)
$2$. બે $n$-પ્રોપાઈલ બ્રોમાઈડ અણુઓનું જોડાણ: $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$ ($n$-હેક્ઝેન)
$3$. મિથાઈલ બ્રોમાઈડ અને $n$-પ્રોપાઈલ બ્રોમાઈડનું ક્રોસ-કપલિંગ: $CH_3-CH_2-CH_2-CH_3$ ($n$-બ્યુટેન)
આમ,આ પ્રક્રિયામાં પ્રોપેન $(CH_3-CH_2-CH_3)$ બનતું નથી.

(A) આલ્કેનનું ઉત્કલનબિંદુ અણુના સપાટીના ક્ષેત્રફળ પર આધાર રાખે છે.
જેમ શાખાઓની સંખ્યા વધે છે,તેમ સપાટીનું ક્ષેત્રફળ ઘટે છે,જેના પરિણામે વાન્ડર વાલ્સ બળો નબળા પડે છે અને ઉત્કલનબિંદુ ઘટે છે.
$C_6H_{14}$ ના આઇસોમર્સમાં,$n-$હેક્ઝેન એ સીધી શૃંખલા ધરાવતો આલ્કેન છે જેનું સપાટીનું ક્ષેત્રફળ સૌથી વધુ છે.
તેથી,$n-$હેક્ઝેન તેના શાખીય આઇસોમર્સ જેવા કે $2-$મિથાઈલપેન્ટેન,$3-$મિથાઈલપેન્ટેન અને $2,2-$ડાયમિથાઈલબ્યુટેન કરતા સૌથી વધુ ઉત્કલનબિંદુ ધરાવે છે.

(C) $Wurtz$ પ્રક્રિયામાં,બે અલગ-અલગ આલ્કાઈલ હેલાઈડનું મિશ્રણ આલ્કેનનું મિશ્રણ આપે છે.
બ્રોમોમિથેન $(CH_3Br)$ અને બ્રોમોઈથેન $(CH_3CH_2Br)$ સૂકા ઈથરમાં સોડિયમ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઈથેન $(CH_3CH_3)$,પ્રોપેન $(CH_3CH_2CH_3)$ અને બ્યુટેન $(CH_3CH_2CH_2CH_3)$ બનાવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં મિથેન $(CH_4)$ બનતું નથી કારણ કે $Wurtz$ પ્રક્રિયામાં ઉચ્ચ આલ્કેન બનાવવા માટે બે આલ્કાઈલ જૂથોનું જોડાણ થાય છે.

(D) ડીઝલ બળતણ મુખ્યત્વે પેરાફિન,એરોમેટિક્સ અને નેપ્થીન્સનું બનેલું છે.
ગેસોલીન હાઇડ્રોકાર્બનમાં સામાન્ય રીતે $4-12$ કાર્બન પરમાણુઓ હોય છે જેનું ઉત્કલનબિંદુ $30 \ ^\circ C$ થી $210 \ ^\circ C$ ની વચ્ચે હોય છે.
જ્યારે ડીઝલ બળતણમાં આશરે $15-18$ કાર્બન પરમાણુઓ ધરાવતા હાઇડ્રોકાર્બન હોય છે અને તેનું ઉત્કલનબિંદુ $170 \ ^\circ C$ થી $360 \ ^\circ C$ ની વચ્ચે હોય છે.

(B) $C_nH_{2n+2}$ સામાન્ય સૂત્ર ધરાવતા આલ્કેન માટે,મોલર દળ $14n + 2 = 240 \ g \ mol^{-1}$ છે.
$14n = 238$,તેથી $n = 17$.
આલ્કેન $C_{17}H_{36}$ છે.
હાઇડ્રોજનનું દળ ટકાવાર પ્રમાણ $\frac{36}{240} \times 100 = 15 \ \%$ છે.
$C_{17}H_{36}$ એ ડીઝલ બળતણમાં જોવા મળતો ઘટક છે.

(C) $Undecane$ એ વંદા દ્વારા તેની પ્રજાતિના વિરુદ્ધ લિંગને આકર્ષવા માટે સેક્સ ફેરોમોન તરીકે સ્ત્રવિત કરવામાં આવતો બાષ્પશીલ હાઇડ્રોકાર્બન છે.

(C) સોડિયમ બ્યુટેનોએટની સોડાલાઈમ $(NaOH + CaO)$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ડિકાર્બોક્સિલેશન પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,કાર્બોક્સિલ સમૂહ $(-COO^-Na^+)$ $Na_2CO_3$ તરીકે દૂર થાય છે,અને મળતો આલ્કેન મૂળ કાર્બોક્સિલિક એસિડ ક્ષાર કરતા એક કાર્બન પરમાણુ ઓછો ધરાવે છે.
સોડિયમ બ્યુટેનોએટ $(CH_3CH_2CH_2COONa)$ માં $4$ કાર્બન પરમાણુઓ છે.
ડિકાર્બોક્સિલેશન પછી,તે પ્રોપેન $(CH_3CH_2CH_3)$ આપે છે,જેમાં $3$ કાર્બન પરમાણુઓ હોય છે.
પ્રક્રિયા: $CH_3CH_2CH_2COONa + NaOH \xrightarrow[\Delta]{CaO} CH_3CH_2CH_3 + Na_2CO_3$

(D) મિથાઈલ ક્લોરાઈડ અને સોડિયમ ધાતુ વચ્ચેની વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2 CH_3Cl + 2 Na \xrightarrow{\text{Dry ether}} CH_3-CH_3 + 2 NaCl$
પ્રક્રિયાના તત્વયોગમિતિ મુજબ,$1$ મોલ ઈથેન $(CH_3-CH_3)$ બનાવવા માટે $2$ મોલ સોડિયમ $(Na)$ ની જરૂર પડે છે.
સોડિયમનું મોલર દળ $23 \ g/mol$ છે.
તેથી,$2$ મોલ સોડિયમનું દળ $2 \times 23 \ g = 46 \ g$ થાય.
આમ,$46 \ g$ સોડિયમની જરૂર પડે છે.

(D) આપેલ પ્રક્રિયા વુર્ટ્ઝ (Wurtz) પ્રક્રિયા છે.
$2n \ R-X + 2n \ Na \xrightarrow{\text{Dry ether}} n \ R-R + 2n \ NaX$
અહીં,$R-R$ એ આલ્કેન દર્શાવે છે.
તેથી,મળતી નીપજ $n \ \text{આલ્કેન}$ છે.

(B) $UV$ પ્રકાશની હાજરીમાં પ્રોપેન $(CH_3-CH_2-CH_3)$ ની બ્રોમીન $(Br_2)$ સાથેની પ્રક્રિયા મુક્ત મુલક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
ક્લોરિનેશનની સરખામણીમાં બ્રોમિનેશન ખૂબ જ પસંદગીયુક્ત છે.
મધ્યવર્તી મુક્ત મુલકની સ્થિરતા મુખ્ય નીપજ નક્કી કરે છે.
દ્વિતીયક $(2^{\circ})$ મુક્ત મુલકો પ્રાથમિક $(1^{\circ})$ મુક્ત મુલકો કરતા વધુ સ્થિર હોય છે.
પ્રોપેનમાં બે પ્રાથમિક કાર્બન અને એક દ્વિતીયક કાર્બન હોય છે.
દ્વિતીયક કાર્બનમાંથી હાઇડ્રોજન પરમાણુ દૂર થવાથી $2^{\circ}$ પ્રોપાઇલ મુલક $(CH_3-\dot{C}H-CH_3)$ બને છે,જે વધુ સ્થિર છે.
તેથી,પ્રક્રિયા મુખ્યત્વે $2-$બ્રોમોપ્રોપેન $(CH_3-CH(Br)-CH_3)$ બનાવે છે.

(A) જ્યારે મિથેન $(CH_4)$ ની $UV$ પ્રકાશની હાજરીમાં ક્લોરિન $(Cl_2)$ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે મુક્ત મુલક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા થાય છે.
મિથેન વધુ પ્રમાણમાં હોવાથી,પ્રક્રિયા વિસ્થાપનના પ્રથમ તબક્કે અટકી જાય છે.
પ્રક્રિયા: $CH_4 + Cl_2 \xrightarrow{UV \ light} CH_3Cl + HCl$.
તેથી,મુખ્ય નીપજ ક્લોરોમિથેન $(CH_3Cl)$ છે.

(D) આપેલી પ્રક્રિયા આલ્કેનનું મુક્ત મુલક બ્રોમિનેશન છે.
આ પ્રક્રિયામાં,આઇસોબ્યુટેન ($2$-મિથાઈલપ્રોપેન) $UV$ પ્રકાશની હાજરીમાં બ્રોમિન $(Br_2)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $2$-બ્રોમો-$2$-મિથાઈલપ્રોપેન બનાવે છે.
આ એક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે જેમાં હાઇડ્રોજન પરમાણુનું સ્થાન બ્રોમિન પરમાણુ લે છે.
પ્રક્રિયક $R$ એ $Br_2 / UV$ પ્રકાશ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(A) પ્રક્રિયા ક્રમ નીચે મુજબ છે:
$1$. સંયોજન $A$ એ $n$-બ્યુટેન $(CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{3})$ છે.
$2$. $U.V.$ પ્રકાશની હાજરીમાં $Cl_{2}$ સાથેની પ્રક્રિયા (મુક્ત મુલક વિસ્થાપન) મુખ્ય નીપજ તરીકે $2$-ક્લોરોબ્યુટેન $(B)$ આપે છે: $CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{3} + Cl_{2} \xrightarrow{h\nu} CH_{3}CH_{2}CHClCH_{3} (B) + HCl$.
$3$. $2$-ક્લોરોબ્યુટેન $(B)$ એ $DMF$ (ધ્રુવીય એપ્રોટિક દ્રાવક) માં $NaNO_{2}$ સાથે $S_{N}2$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા પ્રક્રિયા કરીને $2$-નાઈટ્રોબ્યુટેન બનાવે છે: $CH_{3}CH_{2}CHClCH_{3} + NaNO_{2} \xrightarrow{DMF} CH_{3}CH_{2}CH(NO_{2})CH_{3} + NaCl$.
આમ,સંયોજન $A$ બ્યુટેન છે.

(A) આલ્કેનની ફ્લોરિન સાથેની પ્રતિક્રિયા અત્યંત ઉષ્માક્ષેપક અને નિયંત્રિત કરવામાં મુશ્કેલ હોય છે,જે ઘણીવાર વિસ્ફોટક પરિસ્થિતિઓ તરફ દોરી જાય છે.
શરૂઆતના તબક્કામાં $F-F$ બંધનું હોમોલિટીક વિભાજન થાય છે.
$F-F \rightarrow 2\dot{F} ; \Delta H = +158 \ kJ/mol$
એકવાર ફ્લોરિન મુક્તમૂલકો (radicals) બની જાય પછી,પ્રસરણના તબક્કાઓ અત્યંત ઉષ્માક્ષેપક હોય છે.
$CH_4 + \dot{F} \rightarrow \dot{C}H_3 + HF ; \Delta H = -134 \ kJ/mol$
$\dot{C}H_3 + F_2 \rightarrow CH_3F + \dot{F} ; \Delta H = -293 \ kJ/mol$
સમગ્ર પ્રતિક્રિયા અત્યંત ઉષ્માક્ષેપક છે,જે જો કાળજીપૂર્વક નિયંત્રિત ન કરવામાં આવે તો વિસ્ફોટનું કારણ બની શકે તેવી ઉર્જા મુક્ત કરે છે.

(B) આલ્કેન સંતૃપ્ત હાઈડ્રોકાર્બન છે અને સામાન્ય રીતે યોગશીલ પ્રક્રિયાઓ આપતા નથી,તેથી જ તેઓ બ્રોમીન પાણી કે મંદ $KMnO_{4}$ દ્રાવણનો રંગ દૂર કરતા નથી. તેઓ સામાન્ય રીતે પોલીમરાઈઝેશન પણ દર્શાવતા નથી. જોકે,આલ્કેન વિલોપન પ્રક્રિયાઓ આપે છે,ખાસ કરીને હવાનું ગેરહાજરીમાં $500-700^{\circ} C$ તાપમાને ગરમ કરવાથી તેનું વિહાઈડ્રોજનેશન અથવા ક્રેકિંગ થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે,પ્રોપેનનું ક્રેકિંગ થવાથી પ્રોપીન,ઈથીન,મિથેન અને હાઈડ્રોજન મળે છે. તેથી,આલ્કેન વિલોપન પ્રક્રિયા આપતા નથી તે વિધાન ખોટું છે.

(C) પગલું $1$: $CH_{3}CH_{2}COOH + NaOH \rightarrow CH_{3}CH_{2}COONa (A) + H_{2}O$
પગલું $2$: $CH_{3}CH_{2}COONa + NaOH \xrightarrow{CaO, \Delta} CH_{3}CH_{3} (B) + Na_{2}CO_{3}$ (ડીકાર્બોક્સિલેશન)
પગલું $3$: $CH_{3}CH_{3} + HNO_{3} \xrightarrow{\Delta} CH_{3}CH_{2}NO_{2} (C) + H_{2}O$ (આલ્કેનનું નાઈટ્રેશન)
આમ,નીપજ $C$ એ નાઈટ્રોઈથેન $(CH_{3}CH_{2}NO_{2})$ છે.

(A) આલ્કેનનું આલ્કોહોલમાં ઓક્સિડેશન એ એક પડકારજનક પ્રક્રિયા છે કારણ કે આલ્કેનમાં $C-H$ બંધ નિષ્ક્રિય હોય છે.
જોકે,પ્રયોગશાળાના પ્રક્રિયકોના સંદર્ભમાં,$H_2O_2$ ની હાજરીમાં $KMnO_4$ નો ઉપયોગ આલ્કેનના ઓક્સિડેશન માટે થાય છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી સાચો પ્રક્રિયક $KMnO_4 / H_2O_2$ છે.

(A) પગલું $1$: $AlBr_{3}$ ની હાજરીમાં ઇથેન $(C_{2}H_{6})$ ની બ્રોમીન $(Br_{2})$ સાથેની પ્રક્રિયા બ્રોમિનેશન પ્રક્રિયા છે,જે ઇથાઇલ બ્રોમાઇડ $(A = C_{2}H_{5}Br)$ આપે છે.
પગલું $2$: ઇથાઇલ બ્રોમાઇડ $(C_{2}H_{5}Br)$ ની સિલ્વર એસિટેટ $(CH_{3}COOAg)$ સાથેની પ્રક્રિયા ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન પ્રક્રિયા છે.
પગલું $3$: પ્રક્રિયા નીચે મુજબ થાય છે: $C_{2}H_{5}Br + CH_{3}COOAg \rightarrow CH_{3}COOC_{2}H_{5} + AgBr$.
પગલું $4$: નીપજ $B$ એ ઇથાઇલ એસિટેટ છે,જે $CH_{3}COOC_{2}H_{5}$ છે.

(A) $Neo$-પેન્ટેન ($2,2$-ડાયમિથાઈલપ્રોપેન) માં તમામ $12$ હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ સમાન છે. તેથી,તેનું મોનોક્લોરિનેશન માત્ર એક જ નીપજ આપે છે,$1$-ક્લોરો-$2,2$-ડાયમિથાઈલપ્રોપેન.
$n$-બ્યુટેન બે આઈસોમર્સ આપે છે ($1$-ક્લોરોબ્યુટેન અને $2$-ક્લોરોબ્યુટેન).
$Iso$-બ્યુટેન બે આઈસોમર્સ આપે છે ($1$-ક્લોરો-$2$-મિથાઈલપ્રોપેન અને $2$-ક્લોરો-$2$-મિથાઈલપ્રોપેન).
$Iso$-પેન્ટેન ચાર આઈસોમર્સ આપે છે.
આમ,$Neo$-પેન્ટેન મોનોક્લોરિનેશન પર અલગ-અલગ આઈસોમર્સ આપતું નથી.

(B) સાચો જવાબ $B$ (પેટ્રોલ) છે.
પેટ્રોલ એ હાઇડ્રોકાર્બનનું મિશ્રણ છે જેમાં સામાન્ય રીતે $C_{6}$ થી $C_{8}$ ની રેન્જમાં કાર્બન પરમાણુઓ હોય છે.
તે વિવિધ આલ્કેન (રેખીય અથવા શાખિત) અને સાયક્લોઆલ્કેનનું બનેલું છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,પેટ્રોલ પેન્ટેન $(C_{5}H_{12})$ થી ઓક્ટેન $(C_{8}H_{18})$ સુધીના આલ્કેનનું બનેલું છે,જે તેને આપેલ રેન્જ માટે યોગ્ય પસંદગી બનાવે છે.

(A) પેરાફિન વેક્સ એ સફેદ અથવા રંગહીન નરમ ઘન પદાર્થ છે જે પેટ્રોલિયમ,કોલસો અથવા ઓઈલ શેલમાંથી મેળવવામાં આવે છે.
તે હાઇડ્રોકાર્બન અણુઓ,ખાસ કરીને આલ્કેનનું મિશ્રણ છે.
આ આલ્કેનમાં કાર્બન પરમાણુઓની શ્રેણી સામાન્ય રીતે $C_{20}$ થી $C_{40}$ ની વચ્ચે હોય છે,પરંતુ વ્યાવસાયિક પેરાફિન વેક્સ માટે સૌથી સામાન્ય શ્રેણી $C_{21}$ થી $C_{30}$ છે.
તેનો ઉપયોગ મીણબત્તીઓ,વેક્સ પેપર,પોલિશ,કોસ્મેટિક્સ અને ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેશન જેવી વિવિધ વસ્તુઓમાં થાય છે.

(A) આલ્કેન પ્રત્યે હેલોજનની પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ બંધ વિયોજન ઉર્જા અને હેલોજન પરમાણુઓની વિદ્યુતઋણતા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
ફ્લોરિન તેની ઉચ્ચ વિદ્યુતઋણતા અને $F-F$ બંધની ઓછી બંધ વિયોજન ઉર્જાને કારણે સૌથી વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ છે.
જેમ આપણે સમૂહમાં નીચે જઈએ છીએ,તેમ પ્રતિક્રિયાત્મકતા ઘટે છે.
તેથી,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો સાચો ક્રમ $F_2 > Cl_2 > Br_2 > I_2$ છે.

(D) આલ્કેનનું સામાન્ય સૂત્ર $C_nH_{2n+2}$ છે.
ડેકેન માટે $n = 10$ છે,તેથી તેનું સૂત્ર $C_{10}H_{22}$ છે.
અનડેકેન માટે $n = 11$ છે,તેથી તેનું સૂત્ર $C_{11}H_{24}$ છે.
બંને વચ્ચેનો તફાવત એક $CH_2$ સમૂહ છે.
$CH_2$ સમૂહનું મોલર દળ $(1 \times 12.01) + (2 \times 1.008) \approx 14.02 \ g \ mol^{-1}$ છે.
નજીકની પૂર્ણાંક સંખ્યામાં લેતા,તફાવત $14 \ g \ mol^{-1}$ છે.