Chemical stoichiometry Questions in Hindi

(B) उदासीनीकरण अभिक्रिया $HCl + NaOH \longrightarrow NaCl + H_2O$ है।
$HCl$ के मिली-तुल्यांकों की संख्या = $x \times y$.
$NaOH$ के मिली-तुल्यांकों की संख्या = $y \times x$.
चूंकि मिली-तुल्यांक समान हैं, इसलिए विलयन उदासीन है और बने $NaCl$ के मिली-तुल्यांकों की संख्या $xy$ है।
विलयन का कुल आयतन = $x \ mL$ $(HCl)$ + $y \ mL$ $(NaOH)$ + $(x+y) \ mL$ (आसुत जल) = $2(x+y) \ mL$.
$\text{Normality} = \frac{\text{Total milliequivalents of salt}}{\text{Total volume in } mL} = \frac{xy}{2(x+y)} \ N$.

(A) $1$. $NaOH$ का मोलर द्रव्यमान ज्ञात करें: $Na(23) + O(16) + H(1) = 40 \ g/mol$.
$2$. $NaOH$ के मोलों की संख्या ज्ञात करें: $n = \frac{\text{द्रव्यमान}}{\text{मोलर द्रव्यमान}} = \frac{4 \ g}{40 \ g/mol} = 0.1 \ mol$.
$3$. विलयन के आयतन को $mL$ से $L$ में बदलें: $V = \frac{250 \ mL}{1000} = 0.25 \ L$.
$4$. मोलरता $(M)$ की गणना करें: $M = \frac{n}{V} = \frac{0.1 \ mol}{0.25 \ L} = 0.4 \ M$.

(B) अनुमापन के लिए संतुलित रासायनिक समीकरण:
$Ba(OH)_{2(aq)} + 2HCl_{(aq)} \rightarrow BaCl_{2(aq)} + 2H_2O_{(\ell)}$
उपयोग किए गए $Ba(OH)_2$ के मिलीमोल की गणना:
$n_{Ba(OH)_2} = M \times V_{(mL)} = 0.1 \ M \times 25.0 \ mL = 2.5 \ mmol$
स्टोइकियोमेट्री के अनुसार, $1 \ mol$ $Ba(OH)_2$, $2 \ mol$ $HCl$ के साथ अभिक्रिया करता है:
$n_{HCl} = 2 \times n_{Ba(OH)_2} = 2 \times 2.5 \ mmol = 5.0 \ mmol$
$HCl$ के द्रव्यमान की $mg$ में गणना:
$Mass = n \times Molar \ mass = 5.0 \ mmol \times 36.5 \ mg/mmol = 182.5 \ mg$
दिया गया है कि $x \ mg = 182.5 \ mg$, हमें इसे $x \times 10^{-1}$ के रूप में व्यक्त करना है:
$182.5 = 1825 \times 10^{-1}$
अतः, $x = 1825$.

(A) अभिक्रिया के लिए संतुलित रासायनिक समीकरण: $MnO_{2(s)} + 4HCl_{(aq)} \rightarrow MnCl_{2(aq)} + Cl_{2(g)} + 2H_{2}O_{(l)}$
$MnO_{2}$ का मोलर द्रव्यमान: $55 + (2 \times 16) = 87 \ g \ mol^{-1}$.
$MnO_{2}$ के मोलों की संख्या: $n = \frac{8.7 \ g}{87 \ g \ mol^{-1}} = 0.1 \ mol$.
अभिक्रिया की रससमीकरणमिति के अनुसार, $1 \ mol$ $MnO_{2}$, $1 \ mol$ $Cl_{2}$ उत्पन्न करता है।
अतः, $0.1 \ mol$ $MnO_{2}$, $0.1 \ mol$ $Cl_{2}$ उत्पन्न करेगा।
$Cl_{2}$ का मोलर द्रव्यमान: $2 \times 35.5 = 71 \ g \ mol^{-1}$.
मुक्त $Cl_{2}$ का भार: $0.1 \ mol \times 71 \ g \ mol^{-1} = 7.1 \ g$.

(B) संतुलित रासायनिक समीकरण है: $2Al_{(s)} + 6HCl_{(aq)} \rightarrow 2Al^{3+}_{(aq)} + 6Cl^{-}_{(aq)} + 3H_{2(g)}$.
स्टोइकियोमेट्री के अनुसार, $2 \ \text{मोल } Al$, $3 \ \text{मोल } H_{2(g)}$ उत्पन्न करते हैं।
इसलिए, $1 \ \text{मोल } Al$, $\frac{3}{2} = 1.5 \ \text{मोल } H_{2(g)}$ उत्पन्न करता है।
$STP$ पर, $1 \ \text{मोल गैस } 22.4 \ L \ \text{आयतन घेरती है}$.
अतः, $1.5 \ \text{मोल } H_{2(g)} = 1.5 \times 22.4 \ L = 33.6 \ L \ H_{2(g)}$.
इस प्रकार, अभिक्रिया करने वाले प्रत्येक मोल $Al$ के लिए $STP$ पर $33.6 \ L \ H_{2(g)}$ उत्पन्न होता है।

(B) $1$. मूलानुपाती सूत्र निर्धारित करें: $C : H$ के द्रव्यमान प्रतिशत का अनुपात $12 : 1$ है। परमाणु द्रव्यमान $(C=12, H=1)$ से विभाजित करने पर, मोल अनुपात $(12/12) : (1/1) = 1 : 1$ प्राप्त होता है। अतः मूलानुपाती सूत्र $CH$ है।
$2$. आणविक सूत्र निर्धारित करें: हाइड्रोकार्बन में दो कार्बन परमाणु हैं, इसलिए आणविक सूत्र $(CH)_2 = C_2H_2$ (इथाइन) है।
$3$. संतुलित दहन अभिक्रिया लिखें: $2C_2H_2 + 5O_2 \to 4CO_2 + 2H_2O$.
$4$. हाइड्रोकार्बन के मोल की गणना करें: $C_2H_2$ का मोलर द्रव्यमान $= (2 \times 12) + (2 \times 1) = 26 \ g/mol$. $3.38 \ g$ में मोल $= 3.38 / 26 = 0.13 \ mol$.
$5$. $CO_2$ के मोल की गणना करें: संतुलित समीकरण के अनुसार, $1 \ mol$ $C_2H_2$ से $2 \ mol$ $CO_2$ प्राप्त होता है। इसलिए, $0.13 \ mol$ $C_2H_2$ से $0.13 \times 2 = 0.26 \ mol$ $CO_2$ प्राप्त होगा।
$6$. $CO_2$ के द्रव्यमान की गणना करें: द्रव्यमान $= 0.26 \ mol \times 44 \ g/mol = 11.44 \ g$.

(B) सिल्वर कार्बोनेट का तापीय अपघटन अभिक्रिया इस प्रकार है: $Ag_2CO_3(s) \to 2Ag(s) + CO_2(g) + 1/2 O_2(g)$.
चूंकि $CO_2$ और $O_2$ गैसें हैं, इसलिए प्राप्त ठोस अवशेष धात्विक सिल्वर $(Ag)$ है।
$Ag_2CO_3$ का मोलर द्रव्यमान $= (2 \times 108) + 12 + (3 \times 16) = 216 + 12 + 48 = 276 \text{ g mol}^{-1}$.
$Ag_2CO_3$ के मोल $= \frac{\text{दिया गया द्रव्यमान}}{\text{मोलर द्रव्यमान}} = \frac{2.76 \text{ g}}{276 \text{ g mol}^{-1}} = 0.01 \text{ mol}$.
अभिक्रिया के स्टोइकोमेट्री के अनुसार, $1 \text{ मोल}$ $Ag_2CO_3$ से $2 \text{ मोल}$ $Ag$ प्राप्त होता है।
अतः, उत्पन्न $Ag$ के मोल $= 2 \times 0.01 \text{ mol} = 0.02 \text{ mol}$.
$Ag$ अवशेष का द्रव्यमान $= \text{मोल} \times \text{मोलर द्रव्यमान} = 0.02 \text{ mol} \times 108 \text{ g mol}^{-1} = 2.16 \text{ g}$.

(D) आयरन और भाप के बीच अभिक्रिया का संतुलित रासायनिक समीकरण है: $3Fe(s) + 4H_2O(g) \rightarrow Fe_3O_4(s) + 4H_2(g)$।
अभिक्रिया की रससमीकरणमिति (stoichiometry) के अनुसार, $4$ मोल $H_2O$, $3$ मोल $Fe$ के साथ अभिक्रिया करते हैं।
$H_2O$ का मोलर द्रव्यमान = $(2 \times 1) + 16 = 18\text{ g mol}^{-1}$ है।
अतः, $4 \times 18\text{ g} = 72\text{ g}$ भाप, $3 \times 56\text{ g} = 168\text{ g}$ आयरन के साथ अभिक्रिया करती है।
एकीकृत विधि (unitary method) का उपयोग करने पर, $18\text{ g}$ भाप के साथ अभिक्रिया करने वाला आयरन = $\frac{168\text{ g Fe}}{72\text{ g H}_2\text{O}} \times 18\text{ g H}_2\text{O} = \frac{168}{4} = 42\text{ g}$ आयरन।

(D) रासायनिक अभिक्रिया इस प्रकार है: $CO_{2}(g) + C(s) \rightarrow 2CO(g)$.
मान लीजिए $CO_{2}$ का प्रारंभिक आयतन $1 \ dm^{3}$ है।
मान लीजिए $x$ कार्बन के साथ अभिक्रिया करने वाले $CO_{2}$ का आयतन है।
अभिक्रिया की रससमीकरणमिति (stoichiometry) के अनुसार, $1 \ mol$ $CO_{2}$, $2 \ mol$ $CO$ उत्पन्न करता है। अतः, $x \ dm^{3}$ $CO_{2}$, $2x \ dm^{3}$ $CO$ उत्पन्न करेगा।
शेष $CO_{2}$ का आयतन $(1 - x) \ dm^{3}$ है।
गैसीय मिश्रण का कुल आयतन शेष $CO_{2}$ और उत्पन्न $CO$ का योग है: $(1 - x) + 2x = 1 + x$.
दिया गया है कि अंतिम आयतन $1.4 \ dm^{3}$ है, इसलिए $1 + x = 1.4$, जिसका अर्थ है $x = 0.4 \ dm^{3}$।
अतः, उत्पन्न $CO$ का आयतन $2x = 2(0.4) = 0.8 \ dm^{3}$ है।
शेष $CO_{2}$ का आयतन $1 - 0.4 = 0.6 \ dm^{3}$ है।

(A) $n$-ब्यूटेन $(C_4H_{10})$ के पूर्ण दहन के लिए रासायनिक समीकरण है:
$2C_4H_{10} + 13O_2 \rightarrow 8CO_2 + 10H_2O$
सबसे पहले, $n$-ब्यूटेन $(C_4H_{10})$ का मोलर द्रव्यमान ज्ञात करें:
$M(C_4H_{10}) = 4 \times 12 + 10 \times 1 = 48 + 10 = 58 \ g/mol$
$116 \ g$ $n$-ब्यूटेन में मोलों की संख्या ज्ञात करें:
$n = \frac{116 \ g}{58 \ g/mol} = 2 \ mol$
संतुलित समीकरण के अनुसार, $2 \ mol$ $C_4H_{10}$ से $8 \ mol$ $CO_2$ उत्पन्न होता है।
उत्पन्न $CO_2$ का द्रव्यमान ज्ञात करें:
$CO_2$ का मोलर द्रव्यमान = $12 + 2 \times 16 = 44 \ g/mol$
$CO_2$ का द्रव्यमान = $8 \ mol \times 44 \ g/mol = 352 \ g$.

(C) अमोनिया के संश्लेषण के लिए संतुलित रासायनिक समीकरण है: $N_2(g) + 3H_2(g) \rightarrow 2NH_3(g)$।
समीकरण से, $3 \text{ मोल}$ $H_2$, $2 \text{ मोल}$ $NH_3$ उत्पन्न करते हैं।
$NH_3$ का मोलर द्रव्यमान $= 14 + 3 \times 1 = 17 \text{ g/mol}$।
उत्पन्न $NH_3$ के मोल $= \frac{3.4 \text{ g}}{17 \text{ g/mol}} = 0.2 \text{ mol}$।
चूंकि $2 \text{ मोल}$ $NH_3$ के लिए $3 \text{ मोल}$ $H_2$ की आवश्यकता होती है, इसलिए $0.2 \text{ मोल}$ $NH_3$ के लिए $\frac{3}{2} \times 0.2 = 0.3 \text{ मोल}$ $H_2$ की आवश्यकता होगी।
$H_2$ अणुओं की संख्या $= 0.3 \times 6.022 \times 10^{23} = 1.8066 \times 10^{23}$।
नोट: गणना के आधार पर दिए गए विकल्प गलत प्रतीत होते हैं।

(D) प्रतिशत परमाणु अर्थव्यवस्था का सूत्र है:
$\text{Atom Economy} = \left( \frac{\text{वांछित उत्पाद का सूत्र भार}}{\text{सभी अभिकारकों के सूत्र भार का योग}} \right) \times 100\%$
दिया गया है:
वांछित उत्पाद का सूत्र भार = $65 \text{ u}$
सभी अभिकारकों के सूत्र भार का योग = $130 \text{ u}$
गणना:
$\text{Atom Economy} = \left( \frac{65}{130} \right) \times 100\%$
$\text{Atom Economy} = 0.5 \times 100\% = 50\%$
अतः, सही विकल्प $D$ है।

(B) चरण $1$: $CO_2$ का मोलर द्रव्यमान ज्ञात करें। $CO_2$ का मोलर द्रव्यमान $= 12 + (2 \times 16) = 44 \text{ g/mol}$।
चरण $2$: $CO_2$ के मोलों की संख्या ज्ञात करें। $n = \frac{\text{द्रव्यमान}}{\text{मोलर द्रव्यमान}} = \frac{99 \text{ g}}{44 \text{ g/mol}} = 2.25 \text{ mol}$।
चरण $3$: $STP$ पर आयतन ज्ञात करें। $STP$ पर, किसी भी गैस का $1 \text{ मोल}$ $22.4 \text{ L}$ आयतन घेरता है।
आयतन $= n \times 22.4 \text{ L/mol} = 2.25 \times 22.4 \text{ L} = 50.4 \text{ L}$।

(A) चरण $1$: दिए गए मानों की पहचान करें: मोलरता $(M) = 0.1 \text{ mol/L}$, आयतन $(V) = 100 \text{ ml} = 0.1 \text{ L}$, मोलर द्रव्यमान $(MW) = 106 \text{ g/mol}$।
चरण $2$: मोलरता के सूत्र का उपयोग करें: $M = \frac{\text{द्रव्यमान}}{MW \times V(\text{L में})}$।
चरण $3$: द्रव्यमान ज्ञात करने के लिए सूत्र को व्यवस्थित करें: $\text{द्रव्यमान} = M \times MW \times V$।
चरण $4$: मान प्रतिस्थापित करें: $\text{द्रव्यमान} = 0.1 \text{ mol/L} \times 106 \text{ g/mol} \times 0.1 \text{ L} = 1.06 \text{ g}$।

(B) चरण $1$: पोटेशियम क्लोरेट के तापीय अपघटन के लिए संतुलित रासायनिक समीकरण लिखें:
$2KClO_3(s) \rightarrow 2KCl(s) + 3O_2(g)$
चरण $2$: स्टोइकोमेट्री से, $KClO_3$ के $2 \text{ मोल}$, $O_2$ के $3 \text{ मोल}$ उत्पन्न करते हैं।
चरण $3$: $STP$ पर, किसी भी गैस का $1 \text{ मोल}$, $22.4 \text{ L}$ आयतन घेरता है। अतः, $O_2$ का $11.2 \text{ L}$, $n = \frac{11.2 \text{ L}}{22.4 \text{ L/mol}} = 0.5 \text{ मोल}$ $O_2$ के बराबर है।
चरण $4$: मोल अनुपात का उपयोग करते हुए, $O_2$ के $3 \text{ मोल}$, $KClO_3$ के $2 \text{ मोल}$ द्वारा उत्पन्न होते हैं। इसलिए, $O_2$ के $0.5 \text{ मोल}$, $\frac{2}{3} \times 0.5 = \frac{2}{3} \times \frac{1}{2} = \frac{1}{3} \text{ मोल}$ $KClO_3$ द्वारा उत्पन्न होंगे।

(D) पोटेशियम क्लोरेट के तापीय अपघटन के लिए संतुलित रासायनिक समीकरण है:
$2KClO_3(s) \rightarrow 2KCl(s) + 3O_2(g)$
अभिक्रिया के रससमीकरणमिति (stoichiometry) से, $KClO_3$ के $2 \text{ मोल}$, $O_2$ के $3 \text{ मोल}$ उत्पन्न करते हैं।
$STP$ पर, किसी भी आदर्श गैस का $1 \text{ मोल}$, $22.4 \text{ L}$ आयतन घेरता है।
अतः, $O_2$ का $22.4 \text{ L}$, $O_2$ के $1 \text{ मोल}$ के बराबर है।
मोल अनुपात का उपयोग करने पर: $\frac{2 \text{ मोल } KClO_3}{3 \text{ मोल } O_2} = \frac{x \text{ मोल } KClO_3}{1 \text{ मोल } O_2}$।
$x$ के लिए हल करने पर: $x = \frac{2}{3} \text{ मोल } KClO_3$।

(A) परमाणु अर्थव्यवस्था का सूत्र इस प्रकार है:
$\text{Atom Economy} = \left( \frac{\text{वांछित उत्पाद का सूत्र भार}}{\text{सभी अभिकारकों के सूत्र भार का योग}} \right) \times 100\%$
दिया गया है:
$\text{Atom Economy} = 50\% = 0.5$
$\text{सभी अभिकारकों के सूत्र भार का योग} = 274 \text{ u}$
माना वांछित उत्पाद का सूत्र भार $x$ है।
$0.5 = \frac{x}{274 \text{ u}}$
$x = 0.5 \times 274 \text{ u} = 137 \text{ u}$
अतः, वांछित उत्पाद का सूत्र भार $137 \text{ u}$ है।

(B) किसी गैस का आंशिक दाब $P_i = x_i P_{total}$ द्वारा दिया जाता है, जहाँ $x_i$ मोल अंश है।
आंशिक दाब समान होने के लिए $(P_{Ne} = P_{CH_4})$, उनके मोल अंश समान होने चाहिए $(x_{Ne} = x_{CH_4})$।
चूँकि $x_i = \frac{n_i}{n_{total}}$, समान मोल अंश का अर्थ है मोलों की समान संख्या $(n_{Ne} = n_{CH_4})$।
मान लीजिए मोलों की संख्या $n$ है। $Ne$ का द्रव्यमान $m_{Ne} = n \times M_{Ne} = n \times 20 \ \text{g/mol}$ है।
$CH_4$ का द्रव्यमान $m_{CH_4} = n \times M_{CH_4} = n \times 16 \ \text{g/mol}$ है।
द्रव्यमान का अनुपात $\frac{m_{Ne}}{m_{CH_4}} = \frac{20n}{16n} = \frac{5}{4}$ या $5:4$ है।

(B) चरण $1$: तत्वों के प्रतीकों और संयोजकता की पहचान करें। टिन $(IV)$ की संयोजकता $+4$ $(Sn^{4+})$ है और ऑक्साइड की संयोजकता $-2$ $(O^{2-})$ है।
चरण $2$: सूत्र निर्धारित करने के लिए क्रिस-क्रॉस विधि का उपयोग करें। $Sn$ का सबस्क्रिप्ट $2$ हो जाता है और $O$ का सबस्क्रिप्ट $4$ हो जाता है, जिससे $Sn_2O_4$ प्राप्त होता है।
चरण $3$: सबस्क्रिप्ट के अनुपात को सबसे छोटी पूर्ण संख्या में सरल करें। दोनों को $2$ से विभाजित करने पर $SnO_2$ प्राप्त होता है।