Properties of alcohol Questions in Gujarati

(A) સ્ટેપ-$1$ માં: $CH_3 CH_2 OH + Cl_2 \rightarrow CH_3 CHO + 2HCl$. અહીં,$Cl_2$ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે કાર્ય કરે છે,જે પ્રાથમિક આલ્કોહોલ $(-CH_2OH)$ ને આલ્ડિહાઇડ $(-CHO)$ માં રૂપાંતરિત કરે છે.
સ્ટેપ-$2$ માં: $CH_3 CHO + 3Cl_2 \rightarrow CCl_3 CHO + 3HCl$. અહીં,$Cl_2$ મિથાઈલ સમૂહના હાઈડ્રોજન પરમાણુઓને ક્લોરિન પરમાણુઓ દ્વારા બદલે છે,જે ક્લોરિનેશન પ્રક્રિયા (ખાસ કરીને,વિસ્થાપન પ્રક્રિયા) છે.

(A) ઇથાઇલ આલ્કોહોલ $(C_2H_5OH)$ માં ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ સક્રિય હાઇડ્રોજન પરમાણુ હોય છે. જ્યારે તે મિથાઇલ મેગ્નેશિયમ આયોડાઇડ $(CH_3MgI)$ જેવા ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે સક્રિય હાઇડ્રોજન મિથાઇલ ગ્રુપ દ્વારા બદલાય છે અને મિથેન વાયુ $(CH_4)$ બનાવે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$C_2H_5OH + CH_3MgI \rightarrow CH_4 \uparrow + C_2H_5OMgI$

(D) ઇથેનોલની ફોસ્ફરસ ટ્રાયબ્રોમાઇડ સાથેની પ્રક્રિયાનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$3 CH_3CH_2OH + PBr_3 \rightarrow 3 CH_3CH_2Br + H_3PO_3$
આ પ્રક્રિયામાં,$3$ મોલ ઇથેનોલ $1$ મોલ $PBr_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $3$ મોલ બ્રોમોઇથેન અને $1$ મોલ ફોસ્ફરસ એસિડ $(H_3PO_3)$ ઉત્પન્ન કરે છે.
તેથી,$X$ એ $H_3PO_3$ છે.

(C) ઇથેનોલની $PCl_5$ સાથેની પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$C_2H_5OH + PCl_5 \rightarrow C_2H_5Cl (A) + POCl_3 + HCl$
આમ,$A$ એ $C_2H_5Cl$ (ઇથાઇલ ક્લોરાઇડ) છે.
ત્યારબાદ,ઇથાઇલ ક્લોરાઇડ $(A)$ ની સિલ્વર નાઈટ્રાઈટ $(AgNO_2)$ સાથેની પ્રક્રિયા:
$C_2H_5Cl + AgNO_2 \rightarrow C_2H_5NO_2 (B) + AgCl$
આમ,$B$ એ $C_2H_5NO_2$ (નાઇટ્રોઇથેન) છે.
તેથી,$A$ અને $B$ અનુક્રમે $C_2H_5Cl$ અને $C_2H_5NO_2$ છે.

(A) $H_3PO_4$ ની હાજરીમાં આલ્કોહોલનું નિર્જલીકરણ કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી દ્વારા થાય છે. પ્રતિક્રિયાનો દર કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$II$ સંયોજન બેન્ઝીન બનાવે છે જે સુગંધિત (aromatic) હોવાને કારણે ખૂબ જ સ્થિર છે.
તેથી,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો સાચો ક્રમ $II > III > I$ છે.

(C) ઇથેનોલ $(C_2H_5OH)$ ની ક્લોરિન $(Cl_2)$ સાથેની પ્રક્રિયા નીચે મુજબ થાય છે:
$1$. ઇથેનોલનું ક્લોરિન દ્વારા ઓક્સિડેશન થઈને એસીટાલ્ડિહાઈડ $(CH_3CHO)$ બને છે,જે $X$ છે.
$CH_3CH_2OH + Cl_2 \rightarrow CH_3CHO + 2HCl$
$2$. ત્યારબાદ એસીટાલ્ડિહાઈડ વધુ ક્લોરિન સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્લોરલ $(CCl_3CHO)$ બનાવે છે,જે $Y$ છે.
$CH_3CHO + 3Cl_2 \rightarrow CCl_3CHO + 3HCl$
આમ,$X$ એ $CH_3CHO$ છે અને $Y$ એ $CCl_3CHO$ છે.

(C) $1$. પ્રોપેનોન $(CH_3)_2CO$ ની ઈથરની હાજરીમાં મિથાઈલ મેગ્નેશિયમ બ્રોમાઈડ $(CH_3MgBr)$ સાથેની પ્રક્રિયાથી એડિશન પ્રોડક્ટ $A$ (આલ્કોક્સાઈડ સંકિર્ણ) બને છે.
$2$. $A$ નું એસિડિક જળવિભાજન $(H_3O^+)$ કરવાથી $B$ મળે છે,જે $2-$મિથાઈલપ્રોપેન$-2-$ઓલ $(CH_3)_3C-OH$ (તૃતીયક આલ્કોહોલ) છે.
$3$. જ્યારે તૃતીયક આલ્કોહોલને $573 \ K$ તાપમાને ગરમ કોપર $(Cu)$ પરથી પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેનું નિર્જલીકરણ થઈને આલ્કીન બને છે.
$4$. તેથી,$2-$મિથાઈલપ્રોપેન$-2-$ઓલનું નિર્જલીકરણ થઈને અંતિમ નીપજ $C$ તરીકે $2-$મિથાઈલપ્રોપ$-1-$ઈન $(CH_3)_2C=CH_2$ મળે છે.

(B) વિકલ્પ $(A)$ માં પ્રક્રિયા શક્ય નથી કારણ કે ફિનોલમાં $C-O$ બંધમાં સંસ્પંદનને કારણે આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા હોય છે,જે તેને $SOCl_2$ દ્વારા ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન સામે પ્રતિરોધક બનાવે છે.
વિકલ્પ $(B)$ માં પ્રક્રિયા શક્ય છે. $PCC$ (પિરિડિનિયમ ક્લોરોક્રોમેટ) એક પસંદગીયુક્ત ઓક્સિડેશનકર્તા છે જે દ્વિબંધને અસર કર્યા વિના પ્રાથમિક એલાઈલિક આલ્કોહોલનું આલ્ડિહાઈડમાં ઓક્સિડેશન કરે છે.
વિકલ્પ $(C)$ માં પ્રક્રિયા શક્ય નથી કારણ કે $KMnO_4/H^{+}$ એક પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે જે પ્રાથમિક આલ્કોહોલનું સીધું કાર્બોક્સિલિક એસિડ $(CH_3CH_2COOH)$ માં ઓક્સિડેશન કરશે,આલ્ડિહાઈડમાં નહીં.
વિકલ્પ $(D)$ માં પ્રક્રિયા શક્ય નથી કારણ કે $20\%\ H_3PO_4$ એ મંદ એસિડ છે અને તે આલ્કોહોલનું આલ્કીનમાં રૂપાંતર કરવા માટે પૂરતું પ્રબળ નિર્જલીકરણ કર્તા નથી; આ માટે સાંદ્ર $H_3PO_4$ અથવા $H_2SO_4$ ની જરૂર પડે છે.

(C) દ્વિતીયક $(2^{\circ})$ આલ્કોહોલ એ છે જેમાં હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહ $(-OH)$ એવા કાર્બન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ હોય છે જે અન્ય બે કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય છે.
$1$. $2$-મિથાઈલ-$1$-પ્રોપેનોલ: $(CH_3)_2CH-CH_2OH$ (પ્રાથમિક આલ્કોહોલ)
$2$. $2$-મિથાઈલ-$2$-પ્રોપેનોલ: $(CH_3)_3C-OH$ (તૃતીયક આલ્કોહોલ)
$3$. $2$-બ્યુટેનોલ: $CH_3-CH(OH)-CH_2-CH_3$ (દ્વિતીયક આલ્કોહોલ)
$4$. $1$-બ્યુટેનોલ: $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2OH$ (પ્રાથમિક આલ્કોહોલ)
આમ,$2$-બ્યુટેનોલ એ દ્વિતીયક આલ્કોહોલ છે.

(D) દ્વિતીયક $(2^{\circ})$ આલ્કોહોલ એટલે એવો આલ્કોહોલ જેમાં હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહ $(-OH)$ એવા કાર્બન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ હોય જે અન્ય બે કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય.
$1$. $2$-મિથાઈલ-$2$-પ્રોપેનોલ: $(CH_3)_3COH$ એ તૃતીયક $(3^{\circ})$ આલ્કોહોલ છે.
$2$. $1$-પ્રોપેનોલ: $CH_3CH_2CH_2OH$ એ પ્રાથમિક $(1^{\circ})$ આલ્કોહોલ છે.
$3$. $1$-બ્યુટેનોલ: $CH_3CH_2CH_2CH_2OH$ એ પ્રાથમિક $(1^{\circ})$ આલ્કોહોલ છે.
$4$. $2$-પેન્ટેનોલ: $CH_3CH(OH)CH_2CH_2CH_3$ એ દ્વિતીયક $(2^{\circ})$ આલ્કોહોલ છે,કારણ કે $-OH$ સમૂહ $C2$ કાર્બન સાથે જોડાયેલ છે,જે $C1$ અને $C3$ સાથે જોડાયેલ છે.

(B) $PBr_3$ ઇથેનોલનું ઇથાઇલ બ્રોમાઇડમાં રૂપાંતર કરે છે. સંયોજન $X$ એ $CH_3CH_2Br$ છે.
આલ્કોહોલિક $KOH$ ઇથાઇલ બ્રોમાઇડનું ડિહાઇડ્રોહેલોજિનેશન કરીને ઇથિન બનાવે છે. સંયોજન $Y$ એ $CH_2=CH_2$ છે.
ઇથિન ઠંડા સાંદ્ર $H_2SO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને અને ત્યારબાદ જળવિભાજન દ્વારા ઇથેનોલ બનાવે છે. સંયોજન $Z$ એ $CH_3CH_2OH$ છે.
પ્રક્રિયા:
$CH_3CH_2OH$ $\xrightarrow{PBr_3} (X) CH_3CH_2Br$ $\xrightarrow{alc. KOH} (Y) CH_2=CH_2$ $\xrightarrow[{(ii) H_2O, \text{heat}}]{{(i) H_2SO_4, \text{RT}}} (Z) CH_3CH_2OH$
તેથી,આપેલ પ્રક્રિયામાં સંયોજન $Z$ એ $CH_3CH_2OH$ છે.

(B) પગલું $(i)$: બેન્ઝીન નિર્જળ $FeBr_3$ ની હાજરીમાં $Br_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન દ્વારા બ્રોમોબેન્ઝીન બનાવે છે.
પગલું (ii): બ્રોમોબેન્ઝીન $CH_3Cl$ અને નિર્જળ $AlCl_3$ સાથે ફ્રિડેલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઈલેશન પ્રક્રિયા આપે છે. $-Br$ સમૂહ ઓર્થો/પેરા નિર્દેશક હોવાથી,મુખ્ય નીપજ $p$-બ્રોમોટોલ્યુઈન મળે છે.
પગલું (iii): $p$-બ્રોમોટોલ્યુઈન સૂકા ઈથરમાં $Mg$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક,$p$-ટોલિલમેગ્નેશિયમ બ્રોમાઈડ $(CH_3-C_6H_4-MgBr)$ બનાવે છે.
પગલું (iv) અને $(v)$: ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક એસિટાલડીહાઈડ $(CH_3CHO)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે અને ત્યારબાદ જળવિભાજન $(H_2O)$ દ્વારા દ્વિતીયક આલ્કોહોલ બનાવે છે. ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકનો ન્યુક્લિયોફિલિક કાર્બન એસિટાલડીહાઈડના કાર્બોનિલ કાર્બન પર હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે $1-(4-\text{methylphenyl})\text{ethanol}$ મળે છે.

(D) સાયક્લોપેન્ટેનોલની $NaH$ સાથે પ્રક્રિયા થવાથી સોડિયમ આલ્કોક્સાઇડ મધ્યવર્તી બને છે.
આ આલ્કોક્સાઇડ ત્યારબાદ $CS_{2}$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ ઝેન્થેટ ક્ષાર બનાવે છે.
અંતે, $CH_{3}I$ (મિથાઈલ આયોડાઈડ) સાથેની પ્રક્રિયાથી મિથાઈલ ઝેન્થેટ એસ્ટર બને છે.
આ પ્રક્રિયા ક્રમને ચુગાવ એલિમિનેશન પ્રિકર્સર સંશ્લેષણ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તેથી, નીપજ ઝેન્થેટ છે.
આમ, વિકલ્પ $(d)$ સાચો જવાબ છે.

(C) એલાઈલ આલ્કોહોલ $(CH_2=CH-CH_2OH)$ નું પરએસિડ $(RCO_3H)$ સાથે ઓક્સિડેશન એ ઇપોક્સિડેશન પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયાથી ગ્લાયસિડોલ મળે છે, જેનું આણ્વીય સૂત્ર $C_3H_6O_2$ છે.
ગ્લાયસિડોલનું બંધારણ $CH_2(O)CH-CH_2OH$ (અથવા $2,3-$ઇપોક્સીપ્રોપેન$-1-$ઓલ) છે.
આ અણુમાં, $C-2$ સ્થાન પરનો કાર્બન પરમાણુ ચાર અલગ-અલગ સમૂહો ($-H$, $-CH_2OH$, અને ઇપોક્સાઇડ વલયના બે કાર્બન) સાથે જોડાયેલ છે, જે તેને અસમપ્રમાણ (કાઈરલ) કાર્બન પરમાણુ બનાવે છે.
તેથી, સાચું બંધારણ $CH_2(O)CH-CH_2OH$ છે.

(B) આપેલ રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓનો ક્રમ નીચે મુજબ છે:
$C_{4}H_{10}O$ $\xrightarrow{K_{2}Cr_{2}O_{7} / H_{2}SO_{4}} C_{4}H_{8}O$ $\xrightarrow{I_{2} / NaOH, \text{Warm}} CHI_{3}$
$(N)$
પગલું $1$: સંયોજન $N$ નું $K_{2}Cr_{2}O_{7} / H_{2}SO_{4}$ દ્વારા કીટોન $(C_{4}H_{8}O)$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે. આ સૂચવે છે કે $N$ એ દ્વિતીયક આલ્કોહોલ છે.
પગલું $2$: બનેલ કીટોન $I_{2} / NaOH$ સાથે આયોડોફોર્મ પ્રક્રિયા આપે છે અને આયોડોફોર્મ $(CHI_{3})$ બનાવે છે. આ પુષ્ટિ કરે છે કે કીટોનમાં કાર્બોનિલ કાર્બન સાથે એક મિથાઈલ જૂથ જોડાયેલું હોવું જોઈએ (એટલે કે તે મિથાઈલ કીટોન છે).
બ્યુટેન-$2$-ઓલ $(CH_{3}CH(OH)CH_{2}CH_{3})$ એ દ્વિતીયક આલ્કોહોલ છે. ઓક્સિડેશન પર, તે બ્યુટેન-$2$-ઓન $(CH_{3}COCH_{2}CH_{3})$ આપે છે, જે મિથાઈલ કીટોન છે અને આયોડોફોર્મ કસોટી આપે છે.
તેથી, $N$ એ બ્યુટેન-$2$-ઓલ છે.

(C) લ્યુકાસ પ્રક્રિયક કસોટીનો ઉપયોગ પ્રાથમિક, દ્વિતીયક અને તૃતીયક આલ્કોહોલ વચ્ચે તફાવત કરવા માટે થાય છે.
તૃતીયક આલ્કોહોલ ઓરડાના તાપમાને તરત જ પ્રક્રિયા કરીને ધૂંધળાપણું (turbidity) આપે છે.
દ્વિતીયક આલ્કોહોલ $5-10$ મિનિટમાં પ્રક્રિયા કરે છે.
પ્રાથમિક આલ્કોહોલ ઓરડાના તાપમાને લ્યુકાસ પ્રક્રિયક સાથે પ્રક્રિયા કરતા નથી.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી, $CH_{3}CH_{2}CH_{2}OH$ એ પ્રાથમિક આલ્કોહોલ છે, તેથી તે ઓરડાના તાપમાને પ્રક્રિયા કરતું નથી.

(B) આલ્કોહોલ $(R-OH)$ અને ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(R'-MgX)$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા એ એસિડ-બેઝ પ્રક્રિયા છે.
આલ્કોહોલમાં ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ નિર્બળ એસિડિક હાઇડ્રોજન પરમાણુ હોય છે.
ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકો $(R'-MgX)$ માં અત્યંત ન્યુક્લિયોફિલિક/બેઝિક આલ્કાઇલ ગ્રુપ $(R'^- )$ હોય છે.
$R'^- $ ગ્રુપ આલ્કોહોલમાંથી એસિડિક પ્રોટોન મેળવીને આલ્કેન $(R'-H)$ અને આલ્કોક્સાઇડ ક્ષાર $(R-OMgX)$ બનાવે છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $R-OH + R'-MgX \rightarrow R-OMgX + R'-H$ (આલ્કેન).

(C) ઉત્કલન બિંદુ આંતરઆણ્વીય આકર્ષણ બળોની પ્રબળતા પર આધાર રાખે છે.
$1$. ઇથોક્સીઇથેન $(II)$ એ ઇથર છે, જે માત્ર નિર્બળ દ્વિધ્રુવ-દ્વિધ્રુવ આકર્ષણ દર્શાવે છે.
$2$. $N$-ઇથાઇલઇથેનામાઇન $(I)$ એ દ્વિતીયક એમાઇન છે, જે હાઇડ્રોજન બંધન દર્શાવે છે, પરંતુ $N$ ની ઓછી વિદ્યુતઋણતાને કારણે તે આલ્કોહોલ કરતા નિર્બળ હોય છે.
$3$. બ્યુટેન$-2-$ઓલ $(III)$ એ આલ્કોહોલ છે, જે પ્રબળ આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધન દર્શાવે છે.
તેથી, ઉત્કલન બિંદુનો ક્રમ $II < I < III$ છે.

(B) ઉત્કલન બિંદુ આંતરઆણ્વીય બળોની પ્રબળતા પર આધાર રાખે છે. આંતરઆણ્વીય બળોની પ્રબળતાનો ક્રમ આ મુજબ છે: $\text{હાઇડ્રોજન બંધન} > \text{દ્વિધ્રુવ-દ્વિધ્રુવ આકર્ષણ} > \text{વેન્ડર વાલ્સ બળો}$.
$1$. $1$-butanol $(CH_3CH_2CH_2CH_2OH)$ માં આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધન જોવા મળે છે, જે આપેલા સંયોજનોમાં સૌથી પ્રબળ બળ છે, તેથી તેનું ઉત્કલન બિંદુ સૌથી વધુ છે.
$2$. Butanone $(CH_3COCH_2CH_3)$ એક ધ્રુવીય અણુ છે અને તેમાં દ્વિધ્રુવ-દ્વિધ્રુવ આકર્ષણ જોવા મળે છે, જે વેન્ડર વાલ્સ બળો કરતા પ્રબળ છે પરંતુ હાઇડ્રોજન બંધન કરતા નિર્બળ છે.
$3$. $n$-pentane અને isopentane અધ્રુવીય આલ્કેન છે અને તેમાં માત્ર વેન્ડર વાલ્સ બળો જોવા મળે છે. આલ્કેન માટે, શાખાઓ વધવાથી ઉત્કલન બિંદુ ઘટે છે કારણ કે શાખાઓ સંપર્ક સપાટીનું ક્ષેત્રફળ ઘટાડે છે, જેનાથી વેન્ડર વાલ્સ બળો નિર્બળ બને છે. આમ, $n$-pentane નું ઉત્કલન બિંદુ isopentane કરતા વધારે છે.
તેથી, ઉત્કલન બિંદુનો સાચો ક્રમ છે: $\text{isopentane} < n\text{-pentane} < \text{butanone} < 1\text{-butanol}$.

(B, C) $n-$બ્યુટેનોલ એ સીધી શૃંખલા ધરાવતો આલ્કોહોલ છે, જ્યારે $t-$બ્યુટેનોલ એ શાખિત શૃંખલા ધરાવતો આલ્કોહોલ છે.
શાખાઓ વધવાથી અણુનું પૃષ્ઠફળ ઘટે છે, જે આંતરઆણ્વીય વાન્ડર વાલ્સ બળોની પ્રબળતા ઘટાડે છે, જેના પરિણામે $n-$બ્યુટેનોલની સરખામણીમાં $t-$બ્યુટેનોલનું ઉત્કલનબિંદુ નીચું હોય છે.
વધુમાં, શાખાઓ વધવાથી આલ્કોહોલની પાણીમાં દ્રાવ્યતા વધે છે કારણ કે તે આલ્કાઈલ સમૂહના હાઈડ્રોફોબિક ગુણધર્મને ઘટાડે છે.
તેથી, $t-$બ્યુટેનોલ પાણીમાં વધુ દ્રાવ્ય છે અને તેનું ઉત્કલનબિંદુ $n-$બ્યુટેનોલ કરતા ઓછું છે.
આમ, વિધાન $B$ અને $C$ બંને સાચા છે.

(B) દ્વિતીયક આલ્કોહોલ એ છે જેમાં $-OH$ સમૂહ એવા કાર્બન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ હોય જે અન્ય બે કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય.
બંધારણોનું વિશ્લેષણ:
$(I)$ બે પ્રાથમિક આલ્કોહોલ $(-CH_2OH)$ ધરાવે છે.
$(II)$ એક દ્વિતીયક આલ્કોહોલ ધરાવે છે ($-OH$ એ $CH$ સમૂહ પર છે જે બે કાર્બન સાથે જોડાયેલ છે).
$(III)$ તૃતીયક આલ્કોહોલ ધરાવે છે ($-OH$ એવા કાર્બન પર છે જે અન્ય ત્રણ કાર્બન સાથે જોડાયેલ છે).
$(IV)$ દ્વિતીયક આલ્કોહોલ ધરાવે છે ($-OH$ સમૂહો $CH$ સમૂહો પર છે જે બે કાર્બન સાથે જોડાયેલ છે).
$(V)$ એક દ્વિતીયક આલ્કોહોલ ધરાવે છે ($-OH$ એ $CH$ સમૂહ પર છે જે બે કાર્બન સાથે જોડાયેલ છે).
$(VI)$ તૃતીયક આલ્કોહોલ ધરાવે છે ($-OH$ સમૂહો એવા કાર્બન પર છે જે અન્ય ત્રણ કાર્બન સાથે જોડાયેલ છે).
આમ, સંયોજનો $(II)$, $(IV)$ અને $(V)$ માં ઓછામાં ઓછો એક દ્વિતીયક આલ્કોહોલ છે.
આવા $3$ સંયોજનો છે.

(D) એસિટિલેશન દરમિયાન, દરેક $-OH$ જૂથને $-OCOCH_3$ જૂથ દ્વારા બદલવામાં આવે છે.
આના પરિણામે એક હાઇડ્રોજન પરમાણુ (દળ $1 \ u$) નું એસિટિલ જૂથ ($-COCH_3$, દળ $43 \ u$) દ્વારા વિસ્થાપન થાય છે.
તેથી, દરેક $-OH$ જૂથ માટે મોલર દળમાં ચોખ્ખો વધારો $43 - 1 = 42 \ g \ mol^{-1}$ છે.
ધારો કે $n$ એ $-OH$ જૂથોની સંખ્યા છે.
મોલર દળમાં વધારો $290 - 122 = 168 \ g \ mol^{-1}$ છે.
આમ, $n \times 42 = 168$.
$n = \frac{168}{42} = 4$.
તેથી, સંયોજન $(X)$ માં $4$ હાઇડ્રોક્સિલ જૂથો હાજર છે.

(A) $413 \ K$ તાપમાને સાંદ્ર $H_2SO_4$ ની હાજરીમાં ઇથેનોલનું ઇથરમાં આંતરઆણ્વિય નિર્જલીકરણ એ આલ્કોહોલમાંથી ઇથર બનાવવાની પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયા $S_N2$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા થાય છે.
પ્રથમ તબક્કામાં, આલ્કોહોલનું એસિડ દ્વારા પ્રોટોનેશન થાય છે.
બીજા તબક્કામાં, ઇથેનોલનો બીજો અણુ ન્યુક્લિયોફાઇલ તરીકે વર્તે છે અને પ્રોટોનેટેડ આલ્કોહોલ પર હુમલો કરે છે, જેનાથી પાણીનો અણુ દૂર થાય છે અને ડાયઇથાઇલ ઇથર બને છે.
વેગ નિર્ણાયક તબક્કામાં બે અણુઓનો સમાવેશ થતો હોવાથી, આ દ્વિ-આણ્વિય ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન $(S_N2)$ પ્રક્રિયા છે.

(C) આ પ્રક્રિયા પ્રાથમિક આલ્કોહોલ (સાયક્લોહેક્સાઇલમિથેનોલ) નું આલ્ડિહાઇડ (સાયક્લોહેક્સેનકાર્બાલ્ડિહાઇડ) માં ઓક્સિડેશન દર્શાવે છે.
પિરિડિનિયમ ક્લોરોક્રોમેટ $(C_5H_5NH^+CrO_3Cl^-)$, જેને સામાન્ય રીતે $PCC$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તે એક મંદ ઓક્સિડેશનકર્તા છે.
તે પ્રાથમિક આલ્કોહોલનું પસંદગીયુક્ત રીતે આલ્ડિહાઇડમાં ઓક્સિડેશન કરે છે અને તેને કાર્બોક્સિલિક એસિડમાં વધુ ઓક્સિડેશન થતું અટકાવે છે.
$KMnO_4$ જેવા અન્ય પ્રક્રિયકો પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે જે પ્રાથમિક આલ્કોહોલનું સીધું જ કાર્બોક્સિલિક એસિડમાં ઓક્સિડેશન કરી નાખે છે.

(B) સાંદ્ર $\text{H}_2\text{SO}_4$ સાથે ઇથેનોલ $(\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH})$ નું નિર્જલીકરણ પ્રક્રિયાની પરિસ્થિતિઓ પર આધાર રાખે છે.
$1$. $413 \text{ K}$ $(140^{\circ}\text{C})$ તાપમાને, પ્રક્રિયા $S_N2$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા ડાયઇથાઇલ ઈથર $(\text{C}_2\text{H}_5\text{OC}_2\text{H}_5)$ બનાવે છે.
$2$. $443 \text{ K}$ $(170^{\circ}\text{C})$ તાપમાને, પ્રક્રિયા $E1$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા ઇથિન $(\text{CH}_2 = \text{CH}_2)$ બનાવે છે.
$3$. ઇથાઇલ હાઇડ્રોજન સલ્ફેટ $(\text{C}_2\text{H}_5\text{HSO}_4)$ બંને પ્રક્રિયાઓમાં મધ્યવર્તી નીપજ તરીકે બને છે.
$4$. એસિટિલીન $(\text{CH} \equiv \text{CH})$ આ પ્રક્રિયામાં મળતી નથી.

(B) ઇથાઇલ આલ્કોહોલ $(C_2H_5OH)$ અને સોડિયમ ધાતુ $(Na)$ વચ્ચેની રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2C_2H_5OH + 2Na \rightarrow 2C_2H_5ONa + H_2 \uparrow$
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ મુજબ, $2 \text{ moles}$ ઇથાઇલ આલ્કોહોલ $1 \text{ mole}$ હાઇડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ ઉત્પન્ન કરે છે.
તેથી, $6 \text{ moles}$ ઇથાઇલ આલ્કોહોલ ઉત્પન્ન કરશે:
$\frac{1}{2} \times 6 = 3 \text{ moles}$ $H_2$ વાયુ.
આમ, સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(B) $1$. આલ્કોહોલનું ઓક્સિડેશન આલ્કોહોલના પ્રકાર પર આધાર રાખે છે.
$2$. પ્રાથમિક આલ્કોહોલ $(R-CH_2OH)$ ઓક્સિડેશન પામીને આલ્ડિહાઈડ અને ત્યારબાદ કાર્બોક્સિલિક એસિડ બનાવે છે.
$3$. દ્વિતીયક આલ્કોહોલ $(R_2CHOH)$ ઓક્સિડેશન પામીને કીટોન બનાવે છે.
$4$. $2-Propanol$ $(CH_3-CH(OH)-CH_3)$ એ દ્વિતીયક આલ્કોહોલ છે. ઓક્સિડેશન પર, તે $propanone$ $(CH_3-CO-CH_3)$ બનાવે છે:
$CH_3-CH(OH)-CH_3 \xrightarrow{[O]} CH_3-CO-CH_3 + H_2O$।

(C) આલ્કોહોલ $(R-OH)$ નું $pK_a$ મૂલ્ય પાણીની સરખામણીમાં (આશરે $16-18$) હોય છે. જલીય માધ્યમમાં, તેઓ પાણીને પ્રોટોનનું દાન કરતા નથી કે પાણીમાંથી પ્રોટોન સ્વીકારીને બેઝ તરીકે કાર્ય કરતા નથી. તેથી, જલીય માધ્યમમાં આલ્કોહોલ તટસ્થ માનવામાં આવે છે.

(A) પગલું $1$: પ્રાથમિક આલ્કોહોલ $(R-CH_2OH)$ નું ઓક્સિડેશન એલ્ડિહાઈડ $(R-CHO)$ માં અને ત્યારબાદ કાર્બોક્સિલિક એસિડ $(R-COOH)$ માં પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા દ્વારા થાય છે.
પગલું $2$: $K_2Cr_2O_7 / \text{મંદ } H_2SO_4$ અને એસિડિક $KMnO_4$ પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે જે પ્રાથમિક આલ્કોહોલને સીધા જ કાર્બોક્સિલિક એસિડમાં ઓક્સિડાઈઝ કરે છે.
પગલું $3$: નિર્જળ પરિસ્થિતિમાં $CrO_3$ એલ્ડિહાઈડ તબક્કે અટકી શકે છે, પરંતુ $PCC$ (પિરિડિનિયમ ક્લોરોક્રોમેટ) ખાસ કરીને પ્રાથમિક આલ્કોહોલને કાર્બોક્સિલિક એસિડમાં વધુ ઓક્સિડેશન કર્યા વિના એલ્ડિહાઈડમાં ઓક્સિડાઈઝ કરવા માટે બનાવવામાં આવ્યું છે.
પગલું $4$: તેથી, ઓક્સિડેશનને એલ્ડિહાઈડ તબક્કે મર્યાદિત કરવા માટે $PCC$ યોગ્ય પ્રક્રિયક છે.

(D) આયોડોફોર્મ કસોટી એવા સંયોજનો દ્વારા આપવામાં આવે છે જેમાં $CH_3CO-$ જૂથ અથવા $CH_3CH(OH)-$ જૂથ હોય છે.
$(1)$ ઇથાઇલ મિથાઇલ કીટોન $(CH_3COCH_2CH_3)$ માં $CH_3CO-$ જૂથ હોય છે, તેથી તે હકારાત્મક કસોટી આપે છે.
$(2)$ આઇસોપ્રોપાઇલ આલ્કોહોલ $(CH_3CH(OH)CH_3)$ માં $CH_3CH(OH)-$ જૂથ હોય છે, તેથી તે હકારાત્મક કસોટી આપે છે.
$(3)$ $3-\text{મિથાઇલ} - 2 - \text{બ્યુટેનોન}$ $(CH_3COCH(CH_3)_2)$ માં $CH_3CO-$ જૂથ હોય છે, તેથી તે હકારાત્મક કસોટી આપે છે.
$(4)$ આઇસોબ્યુટાઇલ આલ્કોહોલ $((CH_3)_2CHCH_2OH)$ માં $CH_3CO-$ કે $CH_3CH(OH)-$ જૂથ હોતું નથી. તેથી, તે આયોડોફોર્મ કસોટી આપતું નથી.

(D) $1$. લ્યુકાસ પ્રક્રિયક એ સાંદ્ર $HCl$ અને નિર્જળ $ZnCl_2$ નું મિશ્રણ છે.
$2$. આ પ્રક્રિયા $S_N1$ ક્રિયાવિધિને અનુસરે છે, જેમાં પ્રક્રિયાનો વેગ બનતા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$3$. લ્યુકાસ પ્રક્રિયક સાથે આલ્કોહોલની પ્રતિક્રિયાશીલતાનો ક્રમ છે: $3^\circ > 2^\circ > 1^\circ$.
$4$. $tert$-બ્યુટાઇલ આલ્કોહોલ એ તૃતીયક $(3^\circ)$ આલ્કોહોલ છે, જે સ્થિર તૃતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે, જેના પરિણામે ત્વરિત પ્રક્રિયા થાય છે અને દ્રાવણ ધૂંધળું બને છે.
$5$. તેથી, $tert$-બ્યુટાઇલ આલ્કોહોલ સૌથી ઝડપથી પ્રક્રિયા કરે છે.

(D) પગલું $1$: $363 \ K$ તાપમાને $20\% H_2SO_4$ સાથે $2-methylpropan-2-ol$ નું નિર્જલીકરણ $E1$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા મુખ્ય નીપજ તરીકે $2-methylprop-1-ene$ $(A)$ આપે છે.
$(CH_3)_3C-OH \xrightarrow{H^+} (CH_3)_3C^+ \xrightarrow{-H^+} CH_2=C(CH_3)_2$ $(A)$.
પગલું $2$: $2-methylprop-1-ene$ $(A)$ નું એસિડ-ઉદ્દીપકીય જલીયકરણ માર્કોવનીકોવના નિયમનું પાલન કરીને મુખ્ય નીપજ તરીકે $2-methylpropan-2-ol$ $(B)$ આપે છે.
$CH_2=C(CH_3)_2 + H_2O \xrightarrow{H^+} (CH_3)_3C-OH$ $(B)$.
આમ, નીપજ '$B$' એ $tert-Butyl alcohol$ છે.

(A) $1$. ઉત્કલનબિંદુ આંતરઆણ્વિય બળો (intermolecular forces) પર આધાર રાખે છે. હાઇડ્રોજન બંધન એ દ્વિધ્રુવ-દ્વિધ્રુવ આંતરક્રિયા અથવા લંડન ડિસ્પર્ઝન બળોની તુલનામાં ઉત્કલનબિંદુમાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે.
$2$. વિકલ્પ $(A)$ એક ડાયોલ $(CH_3 - CH(OH) - CH_2 - CH_2 - OH)$ છે, જે બે $-OH$ સમૂહોની હાજરીને કારણે વ્યાપક આંતરઆણ્વિય હાઇડ્રોજન બંધન બનાવી શકે છે.
$3$. વિકલ્પ $(B)$ અને $(C)$ આલ્કાઇલ હેલાઇડ છે, જે દ્વિધ્રુવ-દ્વિધ્રુવ આંતરક્રિયા દર્શાવે છે.
$4$. વિકલ્પ $(D)$ એક ક્લોરોહાઇડ્રિન છે, જેમાં માત્ર એક $-OH$ સમૂહ હોય છે અને તે ડાયોલની સરખામણીમાં હાઇડ્રોજન બંધન માટે ઓછું અસરકારક છે.
$5$. તેથી, વિકલ્પ $(A)$ માં રહેલા ડાયોલનું ઉત્કલનબિંદુ સૌથી વધુ છે।

(B) પગલું $1$: આણ્વિક સૂત્ર $C_4H_{10}O$ માટે શક્ય બંધારણો ઓળખો. આ સૂત્ર સંતૃપ્ત આલ્કોહોલ અથવા ઈથરને અનુરૂપ છે. આપણે પ્રાથમિક આલ્કોહોલ $(R-CH_2OH)$ શોધવાના છે.
પગલું $2$: સમઘટકો દોરો:
$(i)$ $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2OH$ (બ્યુટેન$-1-$ઓલ) - આ એક પ્રાથમિક આલ્કોહોલ છે.
(ii) $(CH_3)_2CH-CH_2OH$ ($2$-મિથાઈલપ્રોપેન$-1-$ઓલ) - આ એક પ્રાથમિક આલ્કોહોલ છે.
(iii) $CH_3-CH_2-CH(OH)-CH_3$ (બ્યુટેન$-2-$ઓલ) - આ એક દ્વિતીયક આલ્કોહોલ છે.
(iv) $(CH_3)_3C-OH$ ($2$-મિથાઈલપ્રોપેન$-2-$ઓલ) - આ એક તૃતીયક આલ્કોહોલ છે.
પગલું $3$: પ્રાથમિક આલ્કોહોલની ગણતરી કરો. અહીં બે છે: બ્યુટેન$-1-$ઓલ અને $2-$મિથાઈલપ્રોપેન$-1-$ઓલ.
તેથી, પ્રાથમિક સમઘટકીય આલ્કોહોલની સંખ્યા $2$ છે.

(D) $1$. આલ્કોહોલનું ઉત્કલનબિંદુ આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધન અને અણુના સપાટીના ક્ષેત્રફળ પર આધાર રાખે છે.
$2$. જેમ આલ્કાઇલ શૃંખલામાં શાખાઓ (branching) વધે છે, તેમ અણુનું સપાટીનું ક્ષેત્રફળ ઘટે છે, જે વાન ડર વાલ્સ બળોના મૂલ્યમાં ઘટાડો કરે છે.
$3$. આપેલા સમઘટકોમાં, $n$-બ્યુટાઇલ આલ્કોહોલ સીધી શૃંખલા ધરાવે છે (મહત્તમ સપાટીનું ક્ષેત્રફળ), જ્યારે $tert$-બ્યુટાઇલ આલ્કોહોલ વધુ શાખિત છે (ન્યૂનતમ સપાટીનું ક્ષેત્રફળ).
$4$. તેથી, $tert$-બ્યુટાઇલ આલ્કોહોલમાં સૌથી નબળા આંતરઆણ્વીય બળો હોય છે અને તેનું ઉત્કલનબિંદુ સૌથી ઓછું હોય છે.

(D) $1$. આલ્કોહોલનું ઉત્કલનબિંદુ અણુના પૃષ્ઠભૂમિ ક્ષેત્રફળ અને આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધન પર આધાર રાખે છે.
$2$. જેમ આલ્કાઇલ શૃંખલામાં શાખાઓ (branching) વધે છે, તેમ અણુનું પૃષ્ઠભૂમિ ક્ષેત્રફળ ઘટે છે, જે વાન ડર વાલ્સ બળોની તીવ્રતા ઘટાડે છે.
$3$. આપેલા સમઘટકોમાં, $n$-બ્યુટાઇલ આલ્કોહોલ સીધી શૃંખલા ધરાવે છે, જ્યારે $tert$-બ્યુટાઇલ આલ્કોહોલ વધુ શાખિત છે.
$4$. મહત્તમ શાખાઓને કારણે, $tert$-બ્યુટાઇલ આલ્કોહોલનું પૃષ્ઠભૂમિ ક્ષેત્રફળ સૌથી ઓછું હોય છે અને આંતરઆણ્વીય બળો સૌથી નબળા હોય છે, જેના પરિણામે તેનું ઉત્કલનબિંદુ સૌથી ઓછું હોય છે.