Properties of Phenols Questions in Hindi

(D) थैलीन डाई परीक्षण एक विशिष्ट रासायनिक परीक्षण है जिसका उपयोग फेनोलिक समूहों की उपस्थिति की पहचान करने के लिए किया जाता है।
इस परीक्षण में, एक फेनोल सांद्र सल्फ्यूरिक अम्ल $(H_2SO_4)$ की उपस्थिति में थैलिक एनहाइड्राइड के साथ अभिक्रिया करता है।
यह अभिक्रिया थैलीन डाई (जैसे फेनोल्फथैलीन) के निर्माण की ओर ले जाती है, जो क्षारीय माध्यम में एक विशिष्ट रंग परिवर्तन प्रदर्शित करती है।
अतः, इस परीक्षण द्वारा पहचाना जाने वाला सही क्रियात्मक समूह फेनोलिक समूह है।

(C) $1$. फिनोल की अम्लीय सामर्थ्य प्रोटॉन के निष्कासन के बाद बनने वाले फिनॉक्साइड आयन के स्थायित्व पर निर्भर करती है।
$2$. इलेक्ट्रॉन-आकर्षी समूह $(-EWG)$ फिनॉक्साइड आयन को स्थिर करके अम्लीय सामर्थ्य बढ़ाते हैं, जबकि इलेक्ट्रॉन-दाता समूह $(-EDG)$ इसे कम करते हैं।
$3$. $p$-स्थिति पर प्रतिस्थापी हैं:
- $p$-नाइट्रोफिनोल $(III)$: $-NO_2$ एक प्रबल $-I$ और $-M$ समूह है (सबसे प्रबल अम्ल)।
- $p$-क्लोरोफिनोल $(I)$: $-Cl$ में $-I$ (इलेक्ट्रॉन-आकर्षी) और $+M$ (इलेक्ट्रॉन-दाता) प्रभाव होता है। $-I$ प्रभाव प्रभावी होता है, जिससे यह फिनोल से अधिक अम्लीय हो जाता है।
- $p$-क्रेसोल $(II)$: $-CH_3$ में $+I$ और अतिसंयुग्मन (दुर्बल इलेक्ट्रॉन-दाता) होता है।
- $p$-मेथॉक्सीफिनोल $(IV)$: $-OCH_3$ में $-I$ होता है लेकिन प्रबल $+M$ (प्रबल इलेक्ट्रॉन-दाता) होता है।
$4$. इलेक्ट्रॉन-दाता/आकर्षी क्षमता का क्रम है: $-NO_2$ $(-M)$ > $-Cl$ $(-I > +M)$ > $-CH_3$ $(+I)$ > $-OCH_3$ $(+M)$।
$5$. अतः, अम्लीय सामर्थ्य का घटता हुआ क्रम है: $III > I > II > IV$।

(D) $1$. ट्राईहाइड्रिक फिनोल वह है जिसमें बेंजीन वलय पर तीन हाइड्रॉक्सिल $(-OH)$ समूह जुड़े होते हैं।
$2$. हाइड्रोक्विनोन एक डाईहाइड्रिक फिनोल ($1,4$-डाईहाइड्रॉक्सीबेंजीन) है।
$3$. कैटिकोल एक डाईहाइड्रिक फिनोल ($1,2$-डाईहाइड्रॉक्सीबेंजीन) है।
$4$. $o$-क्रेसोल एक मोनोहाइड्रिक फिनोल ($2$-मिथाइलफिनोल) है।
$5$. पायरोगैलोल एक ट्राईहाइड्रिक फिनोल ($1,2,3$-ट्राईहाइड्रॉक्सीबेंजीन) है।
$6$. अतः, सही विकल्प $D$ है।

(D) $1$. जल में घुलनशीलता यौगिक की जल के अणुओं के साथ हाइड्रोजन बंध बनाने की क्षमता पर निर्भर करती है।
$2$. $o-\text{नाइट्रोफिनोल}$ में अंतःआणविक (intramolecular) हाइड्रोजन बंध होता है, जो इसकी जल के साथ अंतर-आणविक हाइड्रोजन बंध बनाने की क्षमता को कम कर देता है।
$3$. $p-\text{नाइट्रोफिनोल}$ में ध्रुवीय $-NO_2$ समूह और $-OH$ समूह की उपस्थिति के कारण यह जल के अणुओं के साथ अंतर-आणविक हाइड्रोजन बंध बनाता है, जिससे यह दूसरों की तुलना में अधिक घुलनशील हो जाता है।
$4$. फिनोल और $p-\text{क्रेसोल}$ में हाइड्रोफोबिक हाइड्रोकार्बन भाग होते हैं जो $p-\text{नाइट्रोफिनोल}$ की तुलना में उनकी घुलनशीलता को सीमित करते हैं।

(C) $1$. $o-Nitrophenol$ में अंतःअणुक हाइड्रोजन बंधन (intramolecular hydrogen bonding) होता है, जो अंतराण्विक आकर्षण बलों को कम कर देता है।
$2$. $p-Nitrophenol$ में प्रबल अंतराण्विक हाइड्रोजन बंधन (intermolecular hydrogen bonding) होता है, जिससे अणुओं का संयोजन होता है।
$3$. इस प्रबल अंतराण्विक संयोजन के कारण, $p-Nitrophenol$ की जालक संरचना को तोड़ने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जिसके परिणामस्वरूप $Phenol$, $o-Nitrophenol$ और $p-Cresol$ की तुलना में इसका गलनांक काफी अधिक होता है।

(C) जब $phenol$ ब्रोमीन जल के साथ अभिक्रिया करता है, तो यह सभी ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर एक साथ इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन से गुजरता है।
इसके परिणामस्वरूप $2,4,6-tribromophenol$ का निर्माण होता है, जो सफेद अवक्षेप के रूप में दिखाई देता है।
रासायनिक समीकरण है: $C_6H_5OH + 3Br_2(aq) \rightarrow C_6H_2Br_3OH + 3HBr$।

(D) $1$. आणविक सूत्र $C_6H_6O$ असंतृप्ति की डिग्री $U = 6 - \frac{6}{2} + 1 = 4$ के अनुरूप है, जो एक सुगंधित वलय (aromatic ring) का सुझाव देता है।
$2$. यौगिक $NaOH$ में घुल जाता है, जो दर्शाता है कि यह प्रकृति में अम्लीय है।
$3$. यह उदासीन $FeCl_3$ के साथ एक विशिष्ट बैंगनी रंग देता है, जो फेनोलिक समूहों के लिए एक मानक परीक्षण है।
$4$. यह ब्रोमीन जल के साथ प्रतिक्रिया करके एक ट्राई-ब्रोमो व्युत्पन्न $(2,4,6-\text{tribromophenol})$ बनाता है, जो $-OH$ समूह के मजबूत सक्रियण प्रभाव के कारण फिनोल की विशेषता है।
$5$. इसलिए, यौगिक फिनोल है।

(B) दी गई अभिक्रिया अनुक्रम राइमर-टीमन अभिक्रिया है जिसके बाद ऑक्सीकरण होता है:
$1$. $Phenol$, $CHCl_3$ और $NaOH$ के साथ अभिक्रिया करके मुख्य उत्पाद $(A)$ के रूप में $o-hydroxybenzaldehyde$ (सैलिसिलैल्डिहाइड) बनाता है।
$2$. मध्यवर्ती $A$ पहले से ही $Salicylaldehyde$ है। चरण $\xrightarrow[H_3O^+]{} B$ आमतौर पर अंतिम एल्डिहाइड उत्पाद $B$ प्राप्त करने के लिए फेनॉक्साइड मध्यवर्ती के अम्लीकरण को संदर्भित करता है।
$3$. एक ऑक्सीकरण एजेंट का उपयोग करके $Salicylaldehyde$ $(B)$ का ऑक्सीकरण $-CHO$ समूह को $-COOH$ समूह में परिवर्तित कर देता है, जिसके परिणामस्वरूप $Salicylic \ acid$ $(C)$ प्राप्त होता है।
अतः, अंतिम उत्पाद $C$ $Salicylic \ acid$ है।

(B) चरण $1$: $340 \text{ K}$ पर जलीय सोडियम हाइड्रॉक्साइड $(NaOH)$ की उपस्थिति में फिनोल की क्लोरोफॉर्म $(CHCl_3)$ के साथ अभिक्रिया और उसके बाद जल-अपघटन करने पर सैलिसिलैल्डिहाइड (o-हाइड्रॉक्सीबेंज़ल्डिहाइड) प्राप्त होता है।
चरण $2$: इस विशिष्ट रासायनिक अभिक्रिया को राइमर-टीमन अभिक्रिया के रूप में जाना जाता है।
चरण $3$: इस अभिक्रिया में शामिल इलेक्ट्रोफाइल डाइक्लोरोकार्बीन $(:CCl_2)$ है।

(B) चरण $1$: फिनोल $(Ar-OH)$ और एसिड क्लोराइड $(R-COCl)$ के बीच पाइरीडीन जैसे क्षार की उपस्थिति में होने वाली अभिक्रिया को शोटेन-बॉमन अभिक्रिया कहा जाता है।
चरण $2$: फिनोल के ऑक्सीजन परमाणु पर स्थित एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) एसिड क्लोराइड के इलेक्ट्रोफिलिक कार्बोनिल कार्बन पर आक्रमण करता है।
चरण $3$: क्लोराइड आयन $(Cl^-)$ एक लीविंग ग्रुप के रूप में कार्य करता है, और पाइरीडीन अभिक्रिया को आगे बढ़ाने के लिए उत्पन्न $HCl$ को उदासीन कर देता है।
चरण $4$: निर्मित उत्पाद एक एस्टर है, विशेष रूप से एक एरील एस्टर, जिसकी संरचना $Ar-O-C(=O)-R$ है।

(D) अम्ल उत्प्रेरक की उपस्थिति में फिनोल $(C_6H_5OH)$ और फॉर्मेल्डिहाइड $(HCHO)$ के बीच की अभिक्रिया एक इलेक्ट्रॉनरागी प्रतिस्थापन अभिक्रिया है।
$-OH$ समूह की इलेक्ट्रॉन-दाता प्रकृति के कारण फिनोल एक ऑर्थो/पैरा-निर्देशी समूह है।
अम्ल की उपस्थिति में फॉर्मेल्डिहाइड एक इलेक्ट्रॉनरागी के रूप में कार्य करता है।
यह अभिक्रिया मुख्य उत्पाद के रूप में हाइड्रॉक्सीबेंजिल अल्कोहल (जिसे सैलिजेनिन भी कहा जाता है) का निर्माण करती है, विशेष रूप से ऑर्थो-आइसोमर ($o$-हाइड्रॉक्सीबेंजिल अल्कोहल)।
अतः, उत्पाद $P$, $o$-हाइड्रॉक्सीबेंजिल अल्कोहल है।

(D) यह अभिक्रिया फिनोल का $p$-बेंजोक्विनोन में ऑक्सीकरण दर्शाती है।
फिनोल क्रोमिक अम्ल ($CrO_3$ अम्लीय माध्यम में) की उपस्थिति में ऑक्सीकृत होकर एक संयुग्मित डाइकीटोन बनाता है जिसे $p$-बेंजोक्विनोन कहते हैं।
अतः, सही स्थिति '$A$' $CrO_3$ के साथ ऑक्सीकरण है।

(C) $1$. अम्लीय सामर्थ्य प्रोटॉन $(H^+)$ के निष्कासन के बाद बने संयुग्मी क्षार (conjugate base) के स्थायित्व पर निर्भर करता है।
$2$. $p-Nitrophenol$ $(d)$ सबसे प्रबल अम्ल है क्योंकि $-NO_2$ समूह $-I$ और $-M$ प्रभाव डालता है, जो फिनोक्साइड आयन को अत्यधिक स्थिर करता है।
$3$. $Phenol$ $(c)$, अल्कोहल की तुलना में अधिक अम्लीय है क्योंकि फिनोक्साइड आयन अनुनाद (resonance) द्वारा स्थिर होता है।
$4$. अल्कोहल में, $Ethanol$ $(a)$, $2-Methylpropan-2-ol$ $(b)$ से अधिक अम्लीय है क्योंकि $2-Methylpropan-2-ol$ में तीन मिथाइल समूहों का इलेक्ट्रॉन-दाता प्रेरणिक प्रभाव $(+I)$ एल्कोक्साइड आयन को $Ethanol$ की तुलना में अधिक अस्थिर करता है।
$5$. अतः, अम्लीय सामर्थ्य का घटता क्रम $d > c > a > b$ है।