Oxidizing and Reducing agent Questions in Hindi

(A) सबसे प्रबल ऑक्सीकारक निर्धारित करने के लिए,हम केंद्रीय परमाणु की ऑक्सीकरण अवस्था और उसके अपचयित (reduce) होने की क्षमता को देखते हैं।
$SO_3$ में,$S$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+6$ है,जो इसकी अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था है। इसका और अधिक ऑक्सीकरण नहीं हो सकता है,लेकिन यह आसानी से कम ऑक्सीकरण अवस्था में अपचयित हो सकता है,जो इसे एक प्रबल ऑक्सीकारक बनाता है।
$SO_2$ में,$S$ $+4$ अवस्था में है।
$NO_2$ में,$N$ $+4$ अवस्था में है।
$NO_2^-$ में,$N$ $+3$ अवस्था में है।
इनकी तुलना करने पर,$SO_3$ में सल्फर अपनी उच्चतम संभव ऑक्सीकरण अवस्था $(+6)$ में है,जो इसे दिए गए विकल्पों में सबसे प्रभावी इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता और सबसे प्रबल ऑक्सीकारक बनाता है।

(C) स्टार्च आयोडाइड पेपर में पोटेशियम आयोडाइड $(KI)$ और स्टार्च होता है।
जब कोई ऑक्सीकरण एजेंट पेपर के संपर्क में आता है,तो यह आयोडाइड आयनों $(I^-)$ को आयोडीन $(I_2)$ में ऑक्सीकृत कर देता है।
मुक्त हुई आयोडीन $(I_2)$ फिर स्टार्च के साथ प्रतिक्रिया करके गहरे नीले रंग का कॉम्प्लेक्स बनाती है।
इसलिए,स्टार्च आयोडाइड पेपर का उपयोग ऑक्सीकरण एजेंट की उपस्थिति का पता लगाने के लिए किया जाता है।

(C) कॉपर सल्फेट के विलयन को जिंक के पात्र में संग्रहित नहीं किया जाता है क्योंकि $Zn$,$Cu$ से अधिक अभिक्रियाशील है और इसके जलीय विलयन से $Cu$ को विस्थापित करने की प्रवृत्ति रखता है।
रासायनिक अभिक्रिया: $Zn_{(s)} + CuSO_{4(aq)} \to ZnSO_{4(aq)} + Cu_{(s)}$.
$Zn$,$CuSO_4$ के साथ संकुल नहीं बनाता है। दिया गया कारण वैज्ञानिक रूप से गलत है। अतः,कथन सही है,लेकिन कारण गलत है।

$(a)$ सल्फर डाइऑक्साइड $(SO_{2})$ में,$S$ की ऑक्सीकरण संख्या $(O.N.)$ $+4$ है और $S$ की $O.N.$ की सीमा $+6$ से $-2$ तक है। इसलिए,$SO_{2}$ ऑक्सीकरण और अपचायक दोनों के रूप में कार्य कर सकता है।
$(b)$ हाइड्रोजन पेरोक्साइड $(H_{2}O_{2})$ में,$O$ की $O.N.$ $-1$ है और $O$ की $O.N.$ की सीमा $0$ से $-2$ तक है। इसलिए,$H_{2}O_{2}$ ऑक्सीकरण और अपचायक दोनों के रूप में कार्य कर सकता है।
$(c)$ ओजोन $(O_{3})$ में,$O$ की $O.N.$ $0$ है और $O$ की $O.N.$ की सीमा $0$ से $-2$ तक है। इसलिए,इस मामले में $O$ की $O.N.$ केवल घट सकती है। अतः,$O_{3}$ केवल ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है।
$(d)$ नाइट्रिक एसिड $(HNO_{3})$ में,$N$ की $O.N.$ $+5$ है और $N$ की $O.N.$ की सीमा $+5$ से $-3$ तक है। इसलिए,इस मामले में $N$ की $O.N.$ केवल घट सकती है। अतः,$HNO_{3}$ केवल ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है।

(N/A) दी गई अभिक्रिया इसलिए होती है क्योंकि $XeO_6^{4-}$ एक ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में और $F^{-}$ एक अपचायक एजेंट के रूप में कार्य करता है।
अभिक्रिया में: $\mathop {Xe}\limits^{+8} O_6^{4-}{(aq)} + 2\mathop {F^{-}}\limits^{-1}{(aq)} + 6H^{+}{(aq)} \to \mathop {Xe}\limits^{+6}O_{3_{(g)}} + \mathop {F_2}\limits^{0}_{(g)} + 3H_2O_{(l)}$
$Xe$ की ऑक्सीकरण संख्या $(O.N.)$ $XeO_6^{4-}$ में $+8$ से घटकर $XeO_3$ में $+6$ हो जाती है (अपचयन)।
$F$ की ऑक्सीकरण संख्या $(O.N.)$ $F^{-}$ में $-1$ से बढ़कर $F_2$ में $0$ हो जाती है (ऑक्सीकरण)।
चूंकि $XeO_6^{4-}$,$F^{-}$ को $F_2$ में ऑक्सीकृत करता है,इसलिए हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि $Na_4XeO_6$ एक बहुत ही शक्तिशाली ऑक्सीकरण एजेंट है।

(N/A) $Ag^{+}$ और $Cu^{2+}$ क्रमशः अभिक्रिया $(a)$ और $(b)$ में ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करते हैं।
अभिक्रिया $(c)$ में,$Ag^{+}$ $C_6H_5CHO$ को $C_6H_5COO^{-}$ में ऑक्सीकृत करता है,लेकिन अभिक्रिया $(d)$ में,$Cu^{2+}$ $C_6H_5CHO$ को ऑक्सीकृत नहीं कर सकता है।
अतः,हम कह सकते हैं कि $Ag^{+}$ $Cu^{2+}$ की तुलना में एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है।

(N/A) ऑक्सीकारक वह पदार्थ है जो इलेक्ट्रॉन ग्रहण करता है और रासायनिक अभिक्रिया में उसका अपचयन (reduction) होता है। इसके विपरीत,अपचायक वह पदार्थ है जो इलेक्ट्रॉन खोता है और उसका ऑक्सीकरण (oxidation) होता है।
निम्नलिखित रेडॉक्स अभिक्रियाओं पर विचार करें:
$2 Na_{(s)} + Cl_{2_{(g)}} \rightarrow 2 Na^{+} Cl_{(s)}^{-}$
$2 Na_{(s)} + S_{(s)} \rightarrow (Na^{+})_{2} S_{(s)}^{-2}$
$2 Na_{(s)} + \frac{1}{2} O_{2_{(g)}} \rightarrow (Na^{+})_{2} O_{(s)}^{-2}$
इन अभिक्रियाओं में,$Na$ इलेक्ट्रॉन खोता है और ऑक्सीकृत होता है,इसलिए यह अपचायक के रूप में कार्य करता है। $Cl_{2}$,$S$,और $O_{2}$ इलेक्ट्रॉन ग्रहण करते हैं और अपचयित होते हैं,इसलिए वे ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करते हैं।
उदाहरण के लिए,$Na$ और $Cl_{2}$ के बीच की अभिक्रिया को दो अर्ध-अभिक्रियाओं में विभाजित किया जा सकता है:
ऑक्सीकरण अर्ध-अभिक्रिया: $2 Na_{(s)} \rightarrow 2 Na^{+}_{(g)} + 2 e^{-}$
अपचयन अर्ध-अभिक्रिया: $Cl_{2_{(g)}} + 2 e^{-} \rightarrow 2 Cl^{-}_{(g)}$
कुल अभिक्रिया: $2 Na_{(s)} + Cl_{2_{(g)}} \rightarrow 2 NaCl_{(s)}$
रेडॉक्स अभिक्रिया वह प्रक्रिया है जिसमें एक अभिकारक से दूसरे अभिकारक में इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण होता है।

(B) $SO_{2}$ जब $Fe(III)$ लवण युक्त जलीय घोल से गुजरता है तो यह एक अपचायक (reducing agent) के रूप में कार्य करता है।
यह $Fe(III)$ को $Fe(II)$ में अपचयित करता है,अर्थात फेरिक आयनों को फेरस आयनों में बदल देता है।
संतुलित रासायनिक समीकरण है:
$2Fe^{3+}(aq) + SO_{2}(g) + 2H_{2}O(l) \longrightarrow 2Fe^{2+}(aq) + SO_{4}^{2-}(aq) + 4H^{+}(aq)$

(N/A) $SO_{2}$: $SO_{2}$ में,$S$ की ऑक्सीकरण संख्या $+4$ है। $S$ की ऑक्सीकरण संख्या $-2$ से $+6$ तक होती है। इसलिए,$SO_{2}$ में $S$ की ऑक्सीकरण संख्या बढ़ या घट सकती है,जिससे यह ऑक्सीकरण या अपचायक के रूप में कार्य कर सकता है।
$(b)$ $H_{2}O_{2}$: $H_{2}O_{2}$ में,$O$ की ऑक्सीकरण संख्या $-1$ है। ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण संख्या $0$ ($O_{2}$ में) तक बढ़ सकती है या $-2$ ($H_{2}O$ या $OH^-$ में) तक घट सकती है। इस प्रकार,$H_{2}O_{2}$ ऑक्सीकरण और अपचायक दोनों के रूप में कार्य कर सकता है।
$(c)$ $O_{3}$: $O_{3}$ में ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण संख्या $0$ है। यह केवल $-1$ या $-2$ तक अपचयित हो सकता है। इसलिए,यह केवल ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है।
$(d)$ $HNO_{3}$: $HNO_{3}$ में नाइट्रोजन की ऑक्सीकरण संख्या $+5$ है,जो इसकी अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था है। इसलिए,यह केवल अपचयित हो सकता है,जिसका अर्थ है कि $HNO_{3}$ केवल ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है।

(N/A) अभिक्रिया $(a)$ और $(b)$ में,$H_3PO_2$ एक अपचायक (reducing agent) के रूप में कार्य करता है,जो $Ag^+$ और $Cu^{2+}$ को उनकी धात्विक अवस्था में अपचयित करता है,जबकि $Ag^+$ और $Cu^{2+}$ ऑक्सीकारक (oxidizing agent) के रूप में कार्य करते हैं।
अभिक्रिया $(c)$ में,टॉलेन अभिकर्मक ($Ag^+$ संकुल) बेंजल्डिहाइड $(C_6H_5CHO)$ को बेंजोएट आयन $(C_6H_5COO^-)$ में सफलतापूर्वक ऑक्सीकृत करता है।
अभिक्रिया $(d)$ में,$Cu^{2+}$ दी गई परिस्थितियों में बेंजल्डिहाइड को ऑक्सीकृत करने में विफल रहता है।
अतः,हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि $Ag^+$,$Cu^{2+}$ की तुलना में एक प्रबल ऑक्सीकारक है।

(C) ऑक्सीकारक वह पदार्थ है जिसमें अन्य पदार्थों को ऑक्सीकृत करने की क्षमता होती है।
रासायनिक अभिक्रिया के दौरान,जो पदार्थ ऑक्सीजन प्रदान करता है या हाइड्रोजन को हटाता है,उसे ऑक्सीकारक कहा जाता है।
इलेक्ट्रॉनिक अवधारणा के अनुसार,ऑक्सीकारक वह पदार्थ है जो रेडॉक्स अभिक्रिया के दौरान इलेक्ट्रॉन ग्रहण करता है।

(B) अपचायक वह पदार्थ है जो रासायनिक अभिक्रिया के दौरान इलेक्ट्रॉन खोकर ऑक्सीकृत हो जाता है।
वैकल्पिक रूप से,इसे ऐसे पदार्थ के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जो हाइड्रोजन दान करता है या किसी अन्य पदार्थ से ऑक्सीजन हटाता है।

(A) अभिक्रिया $CH_3CHO + Ag_2O \to CH_3COOH + 2Ag$ में,एल्डिहाइड समूह $(-CHO)$ में कार्बन की ऑक्सीकरण अवस्था $+1$ से बढ़कर कार्बोक्सिलिक एसिड समूह $(-COOH)$ में $+3$ हो जाती है।
यह दर्शाता है कि $CH_3CHO$ का ऑक्सीकरण होता है।
$Ag_2O$ में सिल्वर की ऑक्सीकरण अवस्था $+1$ से घटकर $Ag$ में $0$ हो जाती है।
यह दर्शाता है कि $Ag_2O$ का अपचयन (reduction) होता है।
जो पदार्थ ऑक्सीकृत होता है,वह अपचायक के रूप में कार्य करता है।
अतः,$CH_3CHO$ अपचायक है।

(B) दी गई अभिक्रिया में,$Na$ की ऑक्सीकरण अवस्था $0$ से बढ़कर $+1$ हो जाती है (ऑक्सीकरण)।
$H_2O$ में $H$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+1$ से घटकर $H_2$ में $0$ हो जाती है (अपचयन)।
चूंकि $H_2O$ का अपचयन होता है,इसलिए यह एक ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है।

(C) $I$. $NaH$ (सोडियम हाइड्राइड) में हाइड्रोजन $-1$ ऑक्सीकरण अवस्था में होता है,जो इसे एक प्रबल अपचायक (reducing agent) बनाता है,न कि ऑक्सीकरण एजेंट। अतः,कथन $I$ गलत है।
$II$. पिरिडीन में,नाइट्रोजन परमाणु पर इलेक्ट्रॉनों का एक एकाकी युग्म होता है जो एरोमैटिक सेक्सटेट में शामिल नहीं होता है। यह एकाकी युग्म दान के लिए उपलब्ध होता है,जो पिरिडीन को क्षारीय प्रकृति का बनाता है। अतः,कथन $II$ सही है।

(C) समीकरण $(A)$ में: $HOCl + H_2O_2 \rightarrow H_3O^{+} + Cl^{-} + O_2$। $Cl$ की ऑक्सीकरण अवस्था $HOCl$ में $+1$ से घटकर $Cl^{-}$ में $-1$ हो जाती है। अतः,$HOCl$ का अपचयन होता है और $H_2O_2$ अपचायक के रूप में कार्य करता है।
समीकरण $(B)$ में: $I_2 + H_2O_2 + 2 OH^{-} \rightarrow 2 I^{-} + 2 H_2O + O_2$। $I$ की ऑक्सीकरण अवस्था $I_2$ में $0$ से घटकर $I^{-}$ में $-1$ हो जाती है। अतः,$I_2$ का अपचयन होता है और $H_2O_2$ अपचायक के रूप में कार्य करता है।
अतः,दोनों समीकरणों $(A)$ और $(B)$ में $H_2O_2$ अपचायक के रूप में कार्य करता है।

(C) सही विकल्प $C$ है।
जब कॉपर पाउडर को हवा में गर्म किया जाता है,तो यह ऑक्सीजन के साथ अभिक्रिया करके कॉपर$(II)$ ऑक्साइड बनाता है,जो काले रंग का होता है: $2Cu(s) + O_{2}(g) \stackrel{\Delta}{\longrightarrow} 2CuO(s)$ (काला)।
जब इस काले कॉपर$(II)$ ऑक्साइड को हाइड्रोजन गैस $(H_{2})$ के साथ गर्म किया जाता है,तो यह अपचयन (reduction) अभिक्रिया के माध्यम से कॉपर धातु में बदल जाता है,जो भूरे रंग की होती है: $CuO(s) + H_{2}(g) \stackrel{\Delta}{\longrightarrow} Cu(s) + H_{2}O(g)$।
इस प्रकार,$H_{2}$ एक अपचायक (reducing agent) के रूप में कार्य करता है और काले ऑक्साइड को वापस भूरे कॉपर में बदल देता है।

(C) .
जब लवण $X$ में भीगा हुआ फिल्टर पेपर $HNO_{3}$ वाष्प के संपर्क में आता है,तो यह आयोडीन गैस $(I_{2})$ के मुक्त होने के कारण भूरा हो जाता है,जिसका रंग भूरा होता है।
यह अभिक्रिया इसलिए होती है क्योंकि $KI$ एक प्रबल अपचायक (reducing agent) के रूप में कार्य करता है और $HNO_{3}$ को $NO_{2}$ (भूरे रंग की गैस) में अपचयित करता है,जबकि $I^{-}$ का $I_{2}$ में ऑक्सीकरण हो जाता है।
रासायनिक अभिक्रिया: $2KI + 4HNO_{3} \longrightarrow I_{2} + 2NO_{2} + 2KNO_{3} + 2H_{2}O$.

(B) अम्लीय विलयन में,पोटेशियम डाइक्रोमेट $(K_2Cr_2O_7)$ एक ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है। अपचयन अर्ध-अभिक्रिया इस प्रकार है:
$Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 6e^- \rightarrow 2Cr^{3+} + 7H_2O$
$Cr_2O_7^{2-}$ में,$Cr$ की ऑक्सीकरण अवस्था की गणना इस प्रकार की जाती है:
$2x + 7(-2) = -2$ $\Rightarrow 2x - 14 = -2$ $\Rightarrow 2x = 12$ $\Rightarrow x = +6$
$Cr^{3+}$ में,$Cr$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+3$ है।
अतः,क्रोमियम की ऑक्सीकरण अवस्था $+6$ से बदलकर $+3$ हो जाती है।

(A) एक ऑक्सीकरण एजेंट वह पदार्थ है जो इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है और जिसका अपचयन (reduction) होता है,जिसका अर्थ है कि इसकी ऑक्सीकरण अवस्था कम होनी चाहिए।
$N^{3-}$ आयन में,नाइट्रोजन अपनी न्यूनतम संभव ऑक्सीकरण अवस्था $(-3)$ में है।
चूंकि इसका और अधिक अपचयन नहीं हो सकता है,इसलिए यह ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य नहीं कर सकता है।
इसके विपरीत,$SO_4^{2-}$ में $S$,$BrO_3^{-}$ में $Br$,और $MnO_4^{-}$ में $Mn$ उच्च ऑक्सीकरण अवस्था में हैं और उनका अपचयन हो सकता है।

(C) अपचायक के रूप में कार्य करने के लिए,एक प्रजाति को अपनी ऑक्सीकरण अवस्था बढ़ाने में सक्षम होना चाहिए (अर्थात ऑक्सीकरण से गुजरना चाहिए)।
$SO_2$ में,$S$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+4$ है (जो $+6$ तक बढ़ सकती है)।
$SO_3^{2-}$ में,$S$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+4$ है (जो $+6$ तक बढ़ सकती है)।
$S^{2-}$ में,$S$ की ऑक्सीकरण अवस्था $-2$ है (जो $0$ या उससे अधिक बढ़ सकती है)।
$H_2SO_4$ में,$S$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+6$ है,जो सल्फर के लिए अधिकतम संभव ऑक्सीकरण अवस्था है।
इसलिए,$H_2SO_4$ का और अधिक ऑक्सीकरण नहीं हो सकता है और यह अपचायक के रूप में कार्य नहीं कर सकता है।

(C) अम्लीकृत पोटेशियम डाइक्रोमेट $(K_2Cr_2O_7)$ अम्लीय माध्यम में एक प्रबल ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है।
यह स्टेनस आयनों $(Sn^{2+})$ को स्टेनिक आयनों $(Sn^{4+})$ में ऑक्सीकृत करता है और स्वयं क्रोमिक आयनों $(Cr^{3+})$ में अपचयित हो जाता है।
संतुलित रासायनिक समीकरण है:
$Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 3Sn^{2+} \rightarrow 2Cr^{3+} + 3Sn^{4+} + 7H_2O$
अतः,$Sn^{2+}$ का $Sn^{4+}$ में ऑक्सीकरण हो जाता है।

(D) एक अपचायक वह पदार्थ है जो इलेक्ट्रॉन दान करता है और रासायनिक अभिक्रिया में ऑक्सीकृत हो जाता है।
$(COOH)_2$ (ऑक्सालिक एसिड) में,कार्बन परमाणु $+3$ ऑक्सीकरण अवस्था में है।
इसका ऑक्सीकरण $CO_2$ में हो सकता है,जहाँ कार्बन $+4$ ऑक्सीकरण अवस्था में होता है।
चूंकि यह अपनी ऑक्सीकरण अवस्था बढ़ा सकता है,इसलिए $(COOH)_2$ एक अपचायक के रूप में कार्य करता है।
इसके विपरीत,$HNO_3$,$KMnO_4$,और $H_2SO_4$ प्रबल ऑक्सीकारक हैं क्योंकि उनके केंद्रीय परमाणु ($N$,$Mn$,$S$) अपनी उच्चतम संभव ऑक्सीकरण अवस्था में हैं और उनके अपचयित होने की प्रवृत्ति होती है।

(C) ऑक्सीकारक वह स्पीशीज है जो इलेक्ट्रॉन ग्रहण करती है और अपचयित (reduced) हो जाती है। ऑक्सीकारक की प्रबलता उसके मानक अपचयन विभव $(E^{\circ}_{red})$ द्वारा निर्धारित की जाती है। $E^{\circ}_{red}$ का मान जितना अधिक धनात्मक होता है,वह स्पीशीज उतनी ही आसानी से इलेक्ट्रॉन ग्रहण करती है और एक प्रबल ऑक्सीकारक होती है।
दिए गए विकल्पों में:
$1$. $Li$ एक प्रबल अपचायक है।
$2$. $Li^{+}$ का अपचयन विभव बहुत अधिक ऋणात्मक है।
$3$. $F_2$ का मानक अपचयन विभव सबसे अधिक $(+2.87 \ V)$ है,जो इसे सबसे प्रबल ऑक्सीकारक बनाता है।
$4$. $F^{-}$ फ्लोरीन का अपचयित रूप है।
अतः,$F_2$ सबसे प्रबल ऑक्सीकारक है।

(B) अपचायक वह स्पीशीज है जो इलेक्ट्रॉन दान करती है और स्वयं ऑक्सीकृत हो जाती है।
किसी स्पीशीज के अपचायक के रूप में कार्य करने के लिए,उसे इलेक्ट्रॉन खोने में सक्षम होना चाहिए।
$Li$ एक प्रबल अपचायक है क्योंकि यह आसानी से एक इलेक्ट्रॉन खोकर $Li^+$ बनाता है।
$F_2$ एक प्रबल ऑक्सीकारक है क्योंकि यह आसानी से इलेक्ट्रॉन ग्रहण करता है।
$F^-$ का अष्टक पूर्ण है और इसकी विद्युत ऋणात्मकता बहुत अधिक है,जिससे इससे इलेक्ट्रॉन निकालना अत्यंत कठिन है।
$Li^+$ के पास एक स्थिर उत्कृष्ट गैस विन्यास $(1s^2)$ है और यह अपचायक के रूप में कार्य करने के लिए आसानी से और इलेक्ट्रॉन नहीं खो सकता है।
अतः,दिए गए विकल्पों में $Li^+$ सबसे दुर्बल अपचायक है।

(B) दी गई अभिक्रिया में: $Fe_{(s)} + Cu_{(aq)}^{2+} \rightarrow Fe_{(aq)}^{2+} + Cu_{(s)}$
$1$. $Fe$ की ऑक्सीकरण अवस्था $0$ से बढ़कर $+2$ हो जाती है,इसलिए $Fe$ ऑक्सीकृत होता है।
$2$. $Cu$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+2$ से घटकर $0$ हो जाती है,इसलिए $Cu^{2+}$ अपचयित (reduced) होता है।
$3$. ऑक्सीकारक वह पदार्थ है जो रासायनिक अभिक्रिया में अपचयित होता है।
$4$. चूंकि $Cu_{(aq)}^{2+}$ का अपचयन होता है,इसलिए यह ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है।

(C) अभिक्रिया में तत्वों की ऑक्सीकरण संख्या इस प्रकार है: $\stackrel{+3}{C_2}O_4^{2-} + \stackrel{+7}{Mn}O_4^{-} + H^{+}$ $\longrightarrow \stackrel{+2}{Mn^{2+}} + \stackrel{+4}{C}O_2 + H_2O$.
इस अभिक्रिया में,कार्बन $(C)$ की ऑक्सीकरण संख्या $C_2O_4^{2-}$ में $+3$ से बढ़कर $CO_2$ में $+4$ हो जाती है।
चूंकि ऑक्सीकरण संख्या बढ़ती है,इसलिए $C_2O_4^{2-}$ का ऑक्सीकरण होता है और यह अपचायक (reductant) के रूप में कार्य करता है।

(A) अपचायक की पहचान करने के लिए,हम अभिक्रिया में तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था निर्धारित करते हैं:
$H_2S^{-2} + NO_2^{+4} \rightarrow H_2O + NO^{+2} + S^0$
$H_2S$ में,$S$ की ऑक्सीकरण अवस्था $-2$ से बढ़कर $0$ हो जाती है। यह एक ऑक्सीकरण प्रक्रिया है।
चूंकि $H_2S$ का ऑक्सीकरण होता है,इसलिए यह अपचायक (reducing agent) के रूप में कार्य करता है।
$NO_2$ में,$N$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+4$ से घटकर $+2$ हो जाती है। यह एक अपचयन प्रक्रिया है,इसलिए $NO_2$ ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है।
अतः,$H_2S$ अपचायक है।

(B) अपचायक की पहचान करने के लिए,हम ऑक्सीकरण अवस्थाओं में परिवर्तन का विश्लेषण करते हैं:
$1$. $H_2O_{2(aq)}$ में,ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था $-1$ है। $O_{2(g)}$ में,ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था $0$ है।
$2$. चूंकि ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था $-1$ से बढ़कर $0$ हो जाती है,इसलिए $H_2O_{2(aq)}$ का ऑक्सीकरण होता है।
$3$. जो पदार्थ ऑक्सीकृत होता है,वह अपचायक के रूप में कार्य करता है।
$4$. अतः,$H_2O_{2(aq)}$ अपचायक है।

(D) दी गई अभिक्रिया में: $CH_{4(g)} + 2O_{2(g)} \longrightarrow CO_{2(g)} + 2H_2O_{(l)}$
$1$. $CH_4$ में कार्बन की ऑक्सीकरण अवस्था $-4$ से बढ़कर $+4$ हो जाती है (ऑक्सीकरण)।
$2$. $O_2$ में ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था $0$ से घटकर $-2$ हो जाती है (अपचयन)।
$3$. वह पदार्थ जिसका ऑक्सीकरण होता है,वह अपचायक के रूप में कार्य करता है।
$4$. चूंकि $CH_4$ का ऑक्सीकरण होता है,इसलिए यह अपचायक है।

(B) $SO_2$ ऑक्सीकरण एजेंट और अपचायक एजेंट दोनों के रूप में कार्य कर सकता है क्योंकि $SO_2$ में सल्फर की ऑक्सीकरण अवस्था $+4$ है,जो एक मध्यवर्ती ऑक्सीकरण अवस्था ($-2$ और $+6$ के बीच) है।
अपचायक एजेंट के रूप में: $SO_2$,$Fe^{3+}$ को $Fe^{2+}$ में अपचयित करता है और अम्लीकृत $KMnO_4$ विलयन को रंगहीन कर देता है।
$2Fe^{3+} + SO_2 + 2H_2O \rightarrow 2Fe^{2+} + SO_4^{2-} + 4H^+$
ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में: $SO_2$,$H_2S$ के साथ अभिक्रिया करके सल्फर और जल बनाता है,जहाँ $SO_2$ में सल्फर की ऑक्सीकरण अवस्था $+4$ से घटकर $0$ हो जाती है।
$SO_2 + 2H_2S \rightarrow 3S + 2H_2O$

(A) ऑक्सीकारक की शक्ति उसके मानक अपचयन विभव $(E^\circ)$ पर निर्भर करती है।
दिए गए क्षार धातु आयनों में $Li^+$ का मानक अपचयन विभव सबसे अधिक ऋणात्मक $(E^\circ = -3.04 \ V)$ होता है,जो इसे सबसे दुर्बल ऑक्सीकारक बनाता है।
यद्यपि $Li^+$ का आकार छोटा होता है और जलयोजन ऊर्जा अधिक होती है,लेकिन जलीय विलयन में आयनिक अवस्था में रहने की इसकी प्रवृत्ति बहुत अधिक होती है,जिससे इसका $Li(s)$ में अपचयन करना अत्यंत कठिन होता है।
अतः,$Li^+$ दिए गए विकल्पों में सबसे दुर्बल ऑक्सीकारक है।

(D) पोटेशियम डाइक्रोमेट $(K_2Cr_2O_7)$ अम्लीय माध्यम में एक प्रबल ऑक्सीकरण एजेंट है।
यह फेरस आयनों $(Fe^{2+})$ के साथ अभिक्रिया करके उन्हें निम्नलिखित अभिक्रिया के अनुसार फेरिक आयनों $(Fe^{3+})$ में ऑक्सीकृत करता है:
$Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 6Fe^{2+} \rightarrow 2Cr^{3+} + 6Fe^{3+} + 7H_2O$
अतः,सही कथन यह है कि यह अम्लीय माध्यम में ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है।

(A) अम्लीय पोटेशियम डाइक्रोमेट $(K_2Cr_2O_7)$ एक प्रबल ऑक्सीकारक है।
यह अम्लीय माध्यम में स्टेनस आयनों $(Sn^{2+})$ को स्टेनिक आयनों $(Sn^{4+})$ में ऑक्सीकृत करता है।
संतुलित रासायनिक समीकरण है:
$Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 3Sn^{2+} \rightarrow 2Cr^{3+} + 3Sn^{4+} + 7H_2O$
अतः,$Sn^{2+}$ का परिवर्तन $Sn^{4+}$ में होता है।

(A) दूसरी अभिक्रिया में,$Zn(s)$ का ऑक्सीकरण होकर $[Zn(CN)_{4}]^{2-}(aq)$ बनता है,क्योंकि इसकी ऑक्सीकरण अवस्था $0$ से बढ़कर $+2$ हो जाती है।
चूंकि $Zn$ का ऑक्सीकरण होता है,इसलिए यह एक अपचायक के रूप में कार्य करता है और $Ag^{+}$ आयनों को $Ag(s)$ में अपचयित करता है।

(C) दी गई अभिक्रिया में,आयरन $(Fe)$ की ऑक्सीकरण अवस्था $FeSO_{4}$ में $+2$ से बढ़कर $Fe_{2}(SO_{4})_{3}$ में $+3$ हो जाती है।
यह दर्शाता है कि $FeSO_{4}$ का ऑक्सीकरण हो रहा है।
हाइड्रोजन पेरोक्साइड $(H_{2} O_{2})$ एक शक्तिशाली ऑक्सीकारक है जो इलेक्ट्रॉन ग्रहण करता है और जल $(H_{2} O)$ में अपचयित (reduce) हो जाता है।
इसलिए,इस अभिक्रिया में $H_{2} O_{2}$ ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है।

(D) $O_3$ एक प्रबल ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है।
$KI$ का ऑक्सीकरण $I_2$ में हो जाता है।
$FeSO_4$ का ऑक्सीकरण $Fe_2(SO_4)_3$ में हो जाता है।
$K_2MnO_4$ का ऑक्सीकरण $KMnO_4$ में हो जाता है।
$KMnO_4$ में,$Mn$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+VII$ है,जो $Mn$ के लिए अधिकतम संभव ऑक्सीकरण अवस्था है।
इसलिए,$KMnO_4$ का $O_3$ द्वारा और अधिक ऑक्सीकरण नहीं किया जा सकता है।
अतः,सही विकल्प $D$ है।

(C) एक अपचायक वह पदार्थ है जिसका ऑक्सीकरण हो सकता है,जिसका अर्थ है कि इसके केंद्रीय परमाणु की ऑक्सीकरण अवस्था बढ़नी चाहिए।
$SO_2$ में,$S$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+4$ है और इसकी अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था $+6$ है,इसलिए इसका ऑक्सीकरण हो सकता है।
$NO_2$ में,$N$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+4$ है और इसकी अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था $+5$ है,इसलिए इसका ऑक्सीकरण हो सकता है।
$CO_2$ में,$C$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+4$ है,जो इसकी अधिकतम समूह ऑक्सीकरण अवस्था (समूह $14$) है। इसलिए,इसका और अधिक ऑक्सीकरण नहीं हो सकता है और यह अपचायक के रूप में कार्य नहीं कर सकता है।
$ClO_2$ में,$Cl$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+4$ है और इसकी अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था $+7$ है,इसलिए इसका ऑक्सीकरण हो सकता है।

(C) $Cu^{2+} / Cu^{+}$ का मानक अपचयन विभव $+0.15 \ V$ है,जबकि $I^{-} / I_2$ का ऑक्सीकरण विभव $-0.54 \ V$ है।
चूंकि $Cu^{2+}$ आयन का अपचयन विभव उच्च होता है,इसलिए यह एक प्रबल ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है।
यह आयोडाइड आयन $(I^{-})$ को आयोडीन $(I_2)$ में ऑक्सीकृत कर देता है और स्वयं $Cu^{+}$ में अपचयित हो जाता है।
अतः,$2Cu^{2+} + 4I^{-} \rightarrow 2CuI + I_2$ अभिक्रिया होती है,और $CuI_2$ नहीं बन पाता है।

(A) दी गई अभिक्रिया में,$O_3$ में ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था $0$ से बदलकर $-2$ ($OH^-$ में) और $0$ ($O_2$ में) हो जाती है।
विशेष रूप से,ओजोन में ऑक्सीजन परमाणु इलेक्ट्रॉन प्राप्त करके $OH^-$ बनाता है,जो एक अपचयन प्रक्रिया है।
चूंकि $O_3$ का अपचयन होता है,यह $I^-$ का $I_2$ में ऑक्सीकरण करता है (जहाँ $I$ की ऑक्सीकरण अवस्था $-1$ से बदलकर $0$ हो जाती है)।
इसलिए,$O_3$ एक ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है।

(D) जलीय $CuSO_{4}$ विलयन से धात्विक $Cu$ प्राप्त करने के लिए आयरन $(Fe)$ का उपयोग किया जाता है क्योंकि $Fe$, $Cu$ से अधिक अभिक्रियाशील है (इसका मानक अपचयन विभव $Cu$ से कम होता है), इसलिए यह $CuSO_{4}$ विलयन से कॉपर को विस्थापित करके धात्विक कॉपर $(Cu)$ देता है।
$CuSO_{4(aq)} + Fe_{(s)} \longrightarrow FeSO_{4(aq)} + Cu_{(s)}$

(B) $KMnO_4$ (पोटेशियम परमैंगनेट) एक प्रबल ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है। इसका उपयोग त्वचा के संक्रमण और घावों के उपचार के लिए तनु विलयन में एंटीसेप्टिक और कीटाणुनाशक के रूप में व्यापक रूप से किया जाता है।

(A) $K_2Cr_2O_7$ अम्लीय माध्यम में एक प्रबल ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है।
यह अपचायकों (reducing agents) के साथ अभिक्रिया करके उनका ऑक्सीकरण करता है, जबकि डाइक्रोमेट आयन $(Cr_2O_7^{2-})$ अपचयित होकर हरे रंग के क्रोमियम$(III)$ आयन $(Cr^{3+})$ में परिवर्तित हो जाता है।
दी गई प्रजातियों में, $Fe^{2+}$, $Sn^{2+}$, $I^-$, और $S^{2-}$ सभी अपचायक हैं।
इसलिए, वे $K_2Cr_2O_7$ का अपचयन करेंगे और इसके नारंगी रंग को हरे रंग में बदल देंगे।
अतः, सही सेट $Fe^{2+}, Sn^{2+}, I^-, S^{2-}$ है।

(B) चरण $1$: सभी परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था निर्धारित करें। $H_3AsO_3$ में, $As$ $+3$ है। $BrO_3^-$ में, $Br$ $+5$ है। $Br^-$ में, $Br$ $-1$ है। $H_3AsO_4$ में, $As$ $+5$ है।
चरण $2$: ऑक्सीकारक की पहचान करें। ऑक्सीकारक वह पदार्थ है जिसका अपचयन होता है। यहाँ, $BrO_3^-$ में $Br$, $+5$ से $-1$ में परिवर्तित होता है, इसलिए $BrO_3^-$ ऑक्सीकारक है।
चरण $3$: ऑक्सीकारक की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन $+5$ से $-1$ तक है।