धातुएँ, अधातुएँ तथा कार्बन यौगिक

यह अध्याय रेलवे भर्ती बोर्डों की कंप्यूटर आधारित परीक्षाओं के सामान्य विज्ञान खंड (“भौतिकी, रसायन विज्ञान तथा जीव विज्ञान, 10वीं स्तर तक”) की उस रसायन-धारा का उत्तर देता है जो धातुओं, अधातुओं और कार्बन यौगिकों से संबंधित है। इसमें धातुओं व अधातुओं के गुण, क्रियाशीलता श्रेणी व विस्थापन, धातुओं का निष्कर्षण, संक्षारण व उसकी रोकथाम, मिश्रधातुएँ, कार्बन में सहसंयोजी आबंधन, समजातीय श्रेणी, एथेनॉल, एथेनोइक अम्ल, साबुन तथा अपमार्जक सिखाए जाते हैं। इसका उपयोग RRB ग्रुप D (लेवल-1), NTPC के सामान्य जागरूकता खंड और टेक्नीशियन के भौतिकी-रसायन खंड में होता है। रेलवे से संबंध पूरे अध्याय में आते हैं: इस्पात की पटरियाँ, पटरियों की थर्मिट वेल्डिंग और जस्तीकृत (गैल्वनीकृत) फिटिंग। प्रश्न क्रियाशीलता का क्रम, उपयोग, गुण, सूत्र या किसी यौगिक का तथ्य पूछते हैं।

धातुएँ और अधातुएँ: गुण व अभिक्रियाएँ

धातुएँ चमकीली, आघातवर्ध्य (पीटकर चादर बनती हैं), तन्य (तार खिंचते हैं), ध्वानिक, कठोर, ऊष्मा व विद्युत की सुचालक और उच्च गलनांक वाली होती हैं। चाँदी और कॉपर सर्वोत्तम चालक हैं; लेड और मरक्यूरी कम चालक हैं। अधातुएँ प्रायः मंद, भंगुर, अध्वानिक, कुचालक और कम गलनांक वाली होती हैं। अपवाद परीक्षा के प्रिय हैं: कमरे के ताप पर द्रव धातु मरक्यूरी और द्रव अधातु ब्रोमीन है; सोडियम, पोटैशियम व लिथियम इतने मुलायम हैं कि चाकू से कट जाते हैं और केरोसिन में रखे जाते हैं; गैलियम और सीज़ियम बहुत कम ताप पर पिघलते हैं; आयोडीन चमकीली अधातु है; कार्बन का रूप ग्रेफ़ाइट विद्युत चालक है; हीरा सबसे कठोर प्राकृतिक पदार्थ है।

धातुएँ कैसे अभिक्रिया करती हैं
किसके साथपरिणाम
ऑक्सीजनधातु ऑक्साइड, प्रकृति में क्षारकीय। Al₂O₃ व ZnO उभयधर्मी हैं: वे अम्ल और क्षारक दोनों से अभिक्रिया करते हैं
ठंडा जलK व Na तीव्रता से (हाइड्रोजन जल सकती है); Ca कम तीव्रता से, उसके बुलबुले तैरते हैं
गरम जल या भापMg गरम जल से; Al, Zn व Fe भाप से अभिक्रिया करके ऑक्साइड व H₂ देते हैं
जल, कोई अभिक्रिया नहींलेड, कॉपर, चाँदी, सोना
तनु अम्लश्रेणी में हाइड्रोजन से ऊपर की धातुएँ H₂ देती हैं; कॉपर, चाँदी व सोना नहीं

ऐक्वा रेजिया, सांद्र हाइड्रोक्लोरिक व नाइट्रिक अम्लों का ताज़ा बना 3 : 1 मिश्रण, सोना और प्लैटिनम को गला देता है, जिन्हें कोई एक अम्ल नहीं गला सकता। नाइट्रिक अम्ल प्रबल उपचायक है, इसलिए वह धातुओं से सामान्य ढंग से हाइड्रोजन मुक्त नहीं करता। आयनिक यौगिक तब बनते हैं जब धातु अधातु को इलेक्ट्रॉन देती है: Na (2, 8, 1) एक इलेक्ट्रॉन खोकर Na⁺ (2, 8) बनता है, Cl (2, 8, 7) एक पाकर Cl⁻ (2, 8, 8) बनता है, और Mg (2, 8, 2) दो क्लोरीन परमाणुओं को दो इलेक्ट्रॉन देकर MgCl₂ बनाता है। आयनों के बीच आकर्षण प्रबल होने से आयनिक यौगिक कठोर, भंगुर ठोस होते हैं जिनके गलनांक व क्वथनांक ऊँचे होते हैं, जो प्रायः जल में विलेय हैं और केवल गलित या विलयन अवस्था में विद्युत चालक हैं।

क्रियाशीलता श्रेणी व विस्थापन

क्रियाशीलता श्रेणी धातुओं को इस आधार पर क्रमबद्ध करती है कि वे कितनी सरलता से इलेक्ट्रॉन खोती हैं। कक्षा 10 के क्रम में, सर्वाधिक से न्यूनतम क्रियाशील: K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, [H], Cu, Hg, Ag, Au। कोई धातु विलयन से अपने से नीचे की धातु को विस्थापित करती है, ऊपर की को कभी नहीं।

🧠 क्रम का सूत्र
इस वाक्य के प्रथम अक्षर लीजिए: Kids Name Candy Many Alike Zebras Finding Pretty Hats Cuz Hugs Are Good। इससे बनता है K Na Ca Mg Al Zn Fe Pb H Cu Hg Ag Au। पहली पाँच (K, Na, Ca, Mg, Al) का निष्कर्षण विद्युत-अपघटन से होता है, और H से ऊपर की सभी धातुएँ तनु अम्ल से हाइड्रोजन निकालती हैं।
विस्थापन: क्या अभिक्रिया होगी?
मिलाई गई धातुविलयनपरिणाम
FeCuSO₄Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu (Fe, Cu से ऊपर है)
ZnFeSO₄Zn + FeSO₄ → ZnSO₄ + Fe (Zn, Fe से ऊपर है)
CuAgNO₃Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag (Cu, Ag से ऊपर है)
CuZnSO₄कोई अभिक्रिया नहीं (Cu, Zn से नीचे है)
PbCuCl₂Pb + CuCl₂ → PbCl₂ + Cu (Pb, Cu से ऊपर है)
⚠️ दिशा न बदलें
जिंक आयरन से ऊपर है, इसलिए जिंक आयरन को विस्थापित करता है, उलटा नहीं। जब प्रश्न पूछे कि किस परखनली में परिवर्तन दिखेगा, तो वह धातु खोजिए जो विलयन के धातु-आयन से ऊँची हो। यह भी ध्यान रहे कि हाइड्रोजन धातु नहीं है, पर श्रेणी में इसलिए रखी गई है कि उससे ऊपर की धातुएँ तनु अम्ल से हाइड्रोजन निकालती हैं और नीचे की नहीं।

धातुओं का निष्कर्षण

खनिज धातु का प्राकृतिक यौगिक है; अयस्क वह खनिज है जिससे धातु लाभप्रद रूप से निकाली जा सके; मिट्टी जैसी अशुद्धि गैंग है। अयस्क के सांद्रण के बाद विधि श्रेणी में स्थान पर निर्भर करती है। अयस्कों के उदाहरण: बॉक्साइट (ऐलुमिनियम), हेमेटाइट (लोहा), सिनेबार HgS (मरक्यूरी), कॉपर ग्लांस Cu₂S, जिंक ब्लेंड ZnS और गैलेना PbS। कॉपर ग्लांस विशेष स्थिति है: उसे सीमित वायु में भर्जित करने पर कॉपर सीधे मिल जाता है, 2Cu₂S + 3O₂ → 2Cu₂O + 2SO₂, फिर 2Cu₂O + Cu₂S → 6Cu + SO₂।

श्रेणी में स्थान के अनुसार विधि
समूहविधिउदाहरण
K, Na, Ca, Mg, Al (ऊपर)गलित क्लोराइड या ऑक्साइड का वैद्युत अपचयन; धातु कैथोड पर जमती हैNaCl → कैथोड पर Na और ऐनोड पर Cl₂
Zn, Fe, Pb, Cu (मध्य)सल्फ़ाइड का भर्जन करके ऑक्साइड; कार्बोनेट का निस्तापन करके ऑक्साइड; ऑक्साइड का कार्बन से अपचयन2ZnS + 3O₂ → 2ZnO + 2SO₂ (भर्जन); ZnO + C → Zn + CO (अपचयन)
Hg, Ag, Au (नीचे)ऑक्साइड या सल्फ़ाइड के लिए केवल गरम करना पर्याप्त है2HgS + 3O₂ → 2HgO + 2SO₂ (भर्जन); 2HgO → 2Hg + O₂ (गरम करना)

भर्जन में सल्फ़ाइड अयस्क को वायु के आधिक्य में तीव्रता से गरम किया जाता है; निस्तापन में कार्बोनेट अयस्क को सीमित वायु में गरम किया जाता है। थर्मिट अभिक्रिया, Fe₂O₃ + 2Al → 2Fe + Al₂O₃ + ऊष्मा, एक विस्थापन है जिसमें ऐलुमिनियम अपचायक है। इसमें इतनी ऊष्मा निकलती है कि लोहा पिघला हुआ मिलता है, और इसी का उपयोग रेल की पटरियाँ जोड़ने तथा भारी मशीनी पुर्ज़ों की दरारें भरने में होता है। वैद्युत परिशोधन कॉपर जैसी धातुओं को शुद्ध करता है: अशुद्ध धातु ऐनोड, शुद्ध धातु की पट्टी कैथोड और विद्युत-अपघट्य धातु के लवण का अम्लीकृत विलयन (कॉपर के लिए कॉपर सल्फ़ेट) होता है। शुद्ध धातु कैथोड पर जमती है और अविलेय अशुद्धियाँ ऐनोड पंक के रूप में नीचे बैठ जाती हैं।

संक्षारण व मिश्रधातुएँ

लोहे में जंग लगने के लिए ऑक्सीजन (वायु) और जल (नमी) दोनों चाहिए; उबले जल में ऊपर तेल डालने पर, या शुष्क वायु में शोषक रखने पर कील को जंग नहीं लगता। जंग जलयोजित आयरन(III) ऑक्साइड, Fe₂O₃·xH₂O, है। चाँदी काली पड़ती है (सिल्वर सल्फ़ाइड) और कॉपर हरा हो जाता है (क्षारकीय कॉपर कार्बोनेट)। रोकथाम धातु और वायु के बीच अवरोध खड़ा करती है: पेंट, तेल व ग्रीस लगाना, जस्तीकरण (जिंक की परत), क्रोमियम चढ़ाना और ऐनोडीकरण (ऐलुमिनियम पर मोटी ऑक्साइड परत)। मिश्रधातु बनाना भी सहायक है।

🎯 खरोंच के बाद भी जस्तीकृत लोहा क्यों बचा रहता है
जिंक आयरन से अधिक क्रियाशील है, इसलिए जहाँ जिंक की परत खरोंच जाने से लोहा खुल जाता है, वहाँ भी पहले जिंक पर आक्रमण होता है और वह लोहे की रक्षा करता है। टिन या क्रोमियम की परत तभी तक रक्षा करती है जब तक वह अखंड हो। इसीलिए जिंक-लेपित फिटिंग, बोल्ट और तार खुले में, रेलवे में भी, प्रयुक्त होते हैं।

मिश्रधातु किसी धातु का अन्य धातुओं या अधातुओं के साथ समांगी मिश्रण है। मिश्रधातुएँ प्रायः शुद्ध धातु से अधिक कठोर व संक्षारण-प्रतिरोधी होती हैं, और उनका गलनांक व विद्युत चालकता कम होती है। शुद्ध लोहा मुलायम होता है; लगभग 0.05 % कार्बन मिलाने से वह कठोर व सुदृढ़ हो जाता है, इसीलिए रेल की पटरियों और पुलों में इस्पात लगता है।

मिश्रधातुएँ और उनके घटक
मिश्रधातुघटकटिप्पणी
इस्पातलोहा और कार्बनपटरियाँ, पुल, औज़ार
स्टेनलेस स्टीललोहा, निकल, क्रोमियम, कार्बनजंग नहीं लगता
पीतलकॉपर और जिंकफिटिंग, बर्तन
काँसाकॉपर और टिनघंटे, मूर्तियाँ
सोल्डरलेड और टिननिम्न गलनांक, तारों को जोड़ने में
अमलगममरक्यूरी और कोई अन्य धातुकोई भी मिश्रधातु जिसमें मरक्यूरी हो

कार्बन व उसके यौगिक

कार्बन (परमाणु क्रमांक 6, विन्यास 2, 4) के चार संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। आयन बनाने के लिए उसे चार इलेक्ट्रॉन खोने या पाने पड़ते, जो ऊर्जा की दृष्टि से कठिन है, इसलिए वह इलेक्ट्रॉन साझा करता है और सहसंयोजी आबंध बनाता है। कार्बन चतुःसंयोजी है और उसमें शृंखलन का गुण है, अर्थात् वह स्वयं से जुड़कर लंबी शृंखलाएँ, शाखाएँ और वलय बना सकता है। सहसंयोजी यौगिकों में अणुओं के बीच बल दुर्बल होते हैं, इसलिए उनके गलनांक व क्वथनांक कम होते हैं और वे विद्युत के कुचालक होते हैं।

कार्बन के अपररूप
रूपसंरचनागुण
हीराप्रत्येक C चार अन्य से दृढ़ त्रिविम जालक में बँधासबसे कठोर प्राकृतिक पदार्थ; चालक नहीं
ग्रेफ़ाइटप्रत्येक C तीन अन्य से षट्कोणीय परतों में बँधामुलायम, चिकना, विद्युत चालक; स्नेहक
फ़ुलरीन (C-60)60 कार्बन परमाणुओं का फुटबॉल जैसा पिंजराबकमिंस्टर फ़ुलर के नाम पर

हाइड्रोकार्बन कार्बन व हाइड्रोजन के यौगिक हैं। संतृप्त (ऐल्केन, सामान्य सूत्र CₙH₂ₙ₊₂) में केवल एकल आबंध होते हैं; असंतृप्त में द्विबंध (ऐल्कीन, CₙH₂ₙ) या त्रिबंध (ऐल्काइन, CₙH₂ₙ₋₂) होता है। समजातीय श्रेणी समान क्रियात्मक समूह व समान रसायन वाला परिवार है जिसमें क्रमागत सदस्यों में CH₂ (14 u) का अंतर होता है। नाम के मूल: मेथ 1, एथ 2, प्रोप 3, ब्यूट 4, पेंट 5, हेक्स 6 कार्बन। प्राकृतिक गैस और CNG मुख्यतः मेथेन हैं।

समजातीय श्रेणी, प्रथम सदस्य
कार्बनऐल्केनऐल्कीनऐल्काइन
1CH₄ मेथेन——
2C₂H₆ एथेनC₂H₄ एथीनC₂H₂ एथाइन
3C₃H₈ प्रोपेनC₃H₆ प्रोपीनC₃H₄ प्रोपाइन
4C₄H₁₀ ब्यूटेनC₄H₈ ब्यूटीनC₄H₆ ब्यूटाइन
5C₅H₁₂ पेंटेनC₅H₁₀ पेंटीनC₅H₈ पेंटाइन

आबंधों की गणना: ऐल्केन CₙH₂ₙ₊₂ में सहसंयोजी आबंधों की संख्या 3n + 1 होती है। मेथेन में 4, एथेन में 7 (छह C–H और एक C–C) तथा प्रोपेन में 10 (आठ C–H और दो C–C) हैं। क्रियात्मक समूह: –OH ऐल्कोहॉल, –CHO ऐल्डिहाइड, >C=O कीटोन, –COOH कार्बोक्सिलिक अम्ल। संतृप्त हाइड्रोकार्बन स्वच्छ नीली ज्वाला से जलते हैं; असंतृप्त वायु सीमित होने पर पीली, कालिखयुक्त ज्वाला से जलते हैं। असंतृप्त तेलों में निकल उत्प्रेरक के साथ हाइड्रोजन का योग संतृप्त वसा देता है (हाइड्रोजनीकरण, जैसे वनस्पति घी में)।

एथेनॉल, एथेनोइक अम्ल, साबुन व अपमार्जक

एथेनॉल (C₂H₅OH) उदासीन द्रव है। वह सोडियम से अभिक्रिया करके हाइड्रोजन देता है, 2Na + 2C₂H₅OH → 2C₂H₅ONa + H₂, और सांद्र H₂SO₄ के साथ 443 K पर गरम करने पर जल खोकर एथीन देता है। क्षारीय पोटैशियम परमैंगनेट या अम्लीकृत पोटैशियम डाइक्रोमेट से वह एथेनोइक अम्ल में उपचयित होता है। इसका उपयोग औषधियों, टिंचर व कफ़ सिरप में होता है। औद्योगिक एथेनॉल में मेथेनॉल या पिरिडीन जैसे विषैले पदार्थ और एक रंजक मिलाकर उसे पीने के अयोग्य (विकृत) बनाया जाता है। एथेनोइक अम्ल (CH₃COOH) दुर्बल अम्ल है: वह लगभग 290 K पर जम जाता है (इसलिए शुद्ध ‘ग्लेशियल’ अम्ल सर्दी में ठोस हो जाता है) और जल में 5 से 8 % विलयन सिरका है। वह कार्बोनेटों से CO₂ मुक्त करता है, 2CH₃COOH + Na₂CO₃ → 2CH₃COONa + H₂O + CO₂।

एस्टरीकरण: अम्ल और ऐल्कोहॉल सांद्र H₂SO₄ की उपस्थिति में अभिक्रिया करके एस्टर बनाते हैं, जिसकी गंध मीठी, फलों जैसी होती है और जो इत्र व स्वाद देने में प्रयुक्त होता है: CH₃COOH + C₂H₅OH → CH₃COOC₂H₅ + H₂O। साबुनीकरण क्षार में इसका उलटा है: एस्टर + NaOH → ऐल्कोहॉल + अम्ल का सोडियम लवण, और वसा व तेलों के साथ यही साबुन बनाने की विधि है।

साबुन लंबी शृंखला वाले कार्बोक्सिलिक अम्लों के सोडियम या पोटैशियम लवण हैं। साबुन के आयन का आयनिक शीर्ष जल-प्रिय और हाइड्रोकार्बन पुच्छ तेल-प्रिय होता है। जल में साबुन के अणु गोलाकार मिसेल बनाते हैं जिसमें पुच्छ भीतर की ओर तेल या चिकनाई को घेरते हैं और शीर्ष बाहर की ओर रहते हैं, जिससे मैल जल में खिंच आता है और धुल जाता है। कठोर जल में, जिसमें कैल्सियम व मैग्नीशियम के लवण होते हैं, साबुन अविलेय झाग-रहित मैल (स्कम) बनाता है। अपमार्जक (प्रायः सल्फ़ोनिक अम्लों के सोडियम लवण या अमोनियम लवण) कठोर जल में स्कम नहीं बनाते, पर अनेक जैव-अनिम्नीकरणीय होते हैं, जबकि साबुन जैव-निम्नीकरणीय है।

⚠️ चिकनाई की ओर कौन-सा भाग
मिसेल में हाइड्रोकार्बन पुच्छ, तेल-प्रिय होने के कारण, केंद्र में चिकनाई के भीतर रहता है और आयनिक शीर्ष जल की ओर। परीक्षार्थी प्रायः इसे उलट देते हैं। यह भी याद रखें कि कठोर जल में स्कम के कारण साबुन विफल रहता है, जबकि अपमार्जक काम करते हैं।

मुख्य बिंदु

  • धातुएँ आघातवर्ध्य, तन्य व सुचालक हैं; अपवाद: Hg द्रव है, Na व K मुलायम हैं, ग्रेफ़ाइट चालक है, हीरा सबसे कठोर है। Al₂O₃ और ZnO उभयधर्मी हैं।
  • क्रियाशीलता: K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Au। धातु केवल अपने से नीचे वाली को विस्थापित करती है; H से ऊपर वाली तनु अम्ल से हाइड्रोजन देती हैं।
  • निष्कर्षण: ऊपर की पाँच विद्युत-अपघटन से, मध्य की धातुएँ भर्जन या निस्तापन व फिर कार्बन से अपचयन द्वारा, नीचे की गरम करके। थर्मिट अभिक्रिया पटरियाँ जोड़ती है।
  • जंग के लिए वायु और जल चाहिए। रोकथाम पेंट, तेल, जस्तीकरण (जिंक), क्रोमियम लेप या मिश्रधातु से: इस्पात लोहा-कार्बन, पीतल कॉपर-जिंक, काँसा कॉपर-टिन, सोल्डर लेड-टिन।
  • कार्बन चतुःसंयोजी है और इलेक्ट्रॉन साझा करता है: सहसंयोजी यौगिकों के गलनांक कम होते हैं और वे चालक नहीं होते। ऐल्केन CₙH₂ₙ₊₂, ऐल्कीन CₙH₂ₙ, ऐल्काइन CₙH₂ₙ₋₂; समजातीय श्रेणी में CH₂ का अंतर होता है।
  • एथेनॉल + सोडियम से हाइड्रोजन; एथेनोइक अम्ल (सिरका 5 से 8 %) कार्बोनेट से CO₂ देता है; अम्ल + ऐल्कोहॉल से मीठी गंध वाला एस्टर। साबुन के मिसेल में चिकनाई पुच्छ में रहती है; कठोर जल में साबुन स्कम देता है, अपमार्जक नहीं।

अभ्यास प्रश्न (18)

उत्तर खोलने से पहले प्रत्येक प्रश्न हल करें। हर व्याख्या सही विकल्प के साथ लुभावना गलत विकल्प भी बताती है, क्योंकि अंक वहीं जाते हैं।

  1. कमरे के ताप पर कौन-सी धातु द्रव अवस्था में होती है?

    1. सोडियम, जो केरोसिन में रखा जाता है
    2. लेड, जो कुचालक है
    3. मरक्यूरी
    4. ब्रोमीन, जो लाल-भूरा द्रव है
    उत्तर देखें

    उत्तर: C — मरक्यूरी

    मरक्यूरी कमरे के ताप पर द्रव रहने वाली एकमात्र सामान्य धातु है। ब्रोमीन भी द्रव है पर वह अधातु है, इसीलिए वह भ्रम पैदा करने वाला विकल्प है।

  2. इन धातुओं में से कौन-सी क्रियाशीलता श्रेणी में सबसे ऊपर है?

    1. ऐलुमिनियम
    2. मैग्नीशियम
    3. जिंक
    4. कैल्सियम
    उत्तर देखें

    उत्तर: D — कैल्सियम

    क्रम K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Au है, इसलिए चारों में कैल्सियम सबसे ऊपर है। उसके बाद मैग्नीशियम, फिर ऐलुमिनियम और जिंक आते हैं।

  3. इनमें से किस संयोजन में विस्थापन अभिक्रिया नहीं होगी?

    1. कॉपर सल्फ़ेट विलयन में जिंक धातु
    2. कॉपर सल्फ़ेट विलयन में लोहा धातु
    3. आयरन सल्फ़ेट विलयन में मैग्नीशियम धातु
    4. जिंक सल्फ़ेट विलयन में कॉपर धातु
    उत्तर देखें

    उत्तर: D — जिंक सल्फ़ेट विलयन में कॉपर धातु

    श्रेणी में कॉपर जिंक से नीचे है, इसलिए वह जिंक को उसके लवण से विस्थापित नहीं कर सकता। अन्य तीनों में मिलाई गई धातु (Zn, Fe, Mg) विलयन वाली धातु से ऊपर है, इसलिए प्रत्येक उसे विस्थापित करती है।

  4. मैग्नीशियम, जिंक, कॉपर और लोहे को क्रियाशीलता के घटते क्रम में सजाइए।

    1. मैग्नीशियम > जिंक > लोहा > कॉपर
    2. मैग्नीशियम > लोहा > जिंक > कॉपर
    3. जिंक > मैग्नीशियम > लोहा > कॉपर
    4. मैग्नीशियम > जिंक > कॉपर > लोहा
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — मैग्नीशियम > जिंक > लोहा > कॉपर

    श्रेणी के अनुसार: Mg, Zn, Fe, फिर Cu। सबसे आम भूल लोहे को जिंक से ऊपर रखना है, जिससे दोनों के स्थान उलट जाते हैं।

  5. कौन-सी धातु अपने गलित क्लोराइड या ऑक्साइड के विद्युत-अपघटन से निकाली जाती है?

    1. जिंक, उसके ऑक्साइड को कार्बन से अपचयित करके
    2. सोडियम
    3. मरक्यूरी, सिनेबार को वायु में गरम करके
    4. कॉपर, कॉपर ग्लांस को वायु में गरम करके
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — सोडियम

    सोडियम श्रेणी में सबसे ऊपर है, इसलिए कार्बन उसके यौगिकों को अपचयित नहीं कर सकता और गलित NaCl का विद्युत-अपघटन किया जाता है। जिंक कार्बन अपचयन से, तथा मरक्यूरी और कॉपर सल्फ़ाइड गरम करके प्राप्त होते हैं।

  6. थर्मिट अभिक्रिया Fe₂O₃ + 2Al → 2Fe + Al₂O₃ के बारे में: P: यह विस्थापन अभिक्रिया है। Q: ऐलुमिनियम अपचायक है। R: यह परिवेश से ऊष्मा अवशोषित करती है। S: पिघला लोहा रेल की पटरियाँ जोड़ने में प्रयुक्त होता है। कौन-से सही हैं?

    1. केवल P, Q और S
    2. केवल P और R, ऊष्मा अवशोषित होती है
    3. Q, R और S, ऊष्मा अवशोषित होती है
    4. केवल R और S, ऊष्मा अवशोषित होती है
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — केवल P, Q और S

    अधिक क्रियाशील होने से ऐलुमिनियम लोहे को विस्थापित करता है और Fe₂O₃ को अपचयित करता है; निकली भारी ऊष्मा लोहे को पिघलाती है जिससे पटरियाँ जुड़ती हैं। R ग़लत है क्योंकि अभिक्रिया प्रबल ऊष्माक्षेपी है, ऊष्माशोषी नहीं।

  7. लोहे की कीलों में सबसे तेज़ जंग किस स्थिति में लगता है?

    1. निर्जल कैल्सियम क्लोराइड के ऊपर शुष्क वायु
    2. ऊपर तेल की परत वाला उबला जल
    3. जल के संपर्क में नम वायु
    4. ऑक्सीजन-रहित सीलबंद नली में शुष्क वायु
    उत्तर देखें

    उत्तर: C — जल के संपर्क में नम वायु

    जंग के लिए ऑक्सीजन और जल दोनों चाहिए। केवल नम वायु वाली स्थिति दोनों देती है; तेल की परत वाले उबले जल में घुली ऑक्सीजन नहीं होती, और अन्य दो में जल या ऑक्सीजन का अभाव है।

  8. जस्तीकृत लोहे की चादर पर जिंक की परत खरोंच जाने पर भी वह सुरक्षित क्यों रहती है?

    1. जिंक लोहे से कम क्रियाशील है और कसी हुई परत बनाता है
    2. जिंक लोहे से अधिक क्रियाशील है, इसलिए उस पर पहले आक्रमण होता है
    3. जिंक लोहे से भारी है, इसलिए खरोंच में धँस जाता है
    4. जिंक लोहे से बेहतर विद्युत चालक है
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — जिंक लोहे से अधिक क्रियाशील है, इसलिए उस पर पहले आक्रमण होता है

    जिंक क्रियाशीलता श्रेणी में लोहे से ऊपर है, इसलिए वह लोहे से पहले संक्षारित होकर उसकी रक्षा करता है। जिंक को कम क्रियाशील बताने वाला कथन श्रेणी का क्रम उलट देता है।

  9. कौन-सा युग्म मिश्रधातु और उसके घटकों को सही बताता है?

    1. काँसा: कॉपर और जिंक
    2. पीतल: कॉपर और जिंक
    3. सोल्डर: कॉपर और टिन
    4. इस्पात: केवल लोहा और निकल
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — पीतल: कॉपर और जिंक

    पीतल कॉपर और जिंक का मिश्रण है। काँसा कॉपर और टिन का, सोल्डर लेड और टिन का, और इस्पात लोहे और कार्बन का होता है, इसलिए वे युग्म ग़लत हैं।

  10. मैग्नीशियम (परमाणु क्रमांक 12) क्लोरीन (परमाणु क्रमांक 17) से संयोग करता है। बने यौगिक में प्रत्येक मैग्नीशियम आयन के साथ कितने क्लोराइड आयन होते हैं?

    1. 1
    2. 2
    3. 3
    4. 4
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — 2

    Mg का विन्यास 2, 8, 2 है और वह दो इलेक्ट्रॉन खोकर Mg²⁺ बनाता है; प्रत्येक Cl (2, 8, 7) एक इलेक्ट्रॉन पाता है, इसलिए दो Cl⁻ चाहिए और सूत्र MgCl₂ है।

  11. कार्बन का कौन-सा अपररूप विद्युत का चालन करता है?

    1. हीरा
    2. ग्रेफ़ाइट
    3. केवल ठोस रूप में फ़ुलरीन C-60
    4. शुद्ध हीरे से बना चारकोल
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — ग्रेफ़ाइट

    ग्रेफ़ाइट में प्रत्येक कार्बन अपने चार संयोजी इलेक्ट्रॉनों में से तीन आबंधन में लगाता है और परतों में मुक्त इलेक्ट्रॉन विद्युत का चालन करते हैं। हीरे में चारों प्रयुक्त होते हैं, इसलिए वह कुचालक है।

  12. प्रोपेन C₃H₈ के एक अणु में कुल कितने सहसंयोजी आबंध होते हैं?

    1. 8
    2. 9
    3. 10
    4. 11
    उत्तर देखें

    उत्तर: C — 10

    प्रोपेन में आठ C–H और दो C–C आबंध हैं, कुल 10, जो n = 3 के लिए सूत्र 3n + 1 से मेल खाता है। केवल C–H गिनने पर 8 आता है।

  13. एथीन की समजातीय श्रेणी के एक हाइड्रोकार्बन में 5 कार्बन परमाणु हैं। उसका अणुसूत्र क्या है?

    1. C₅H₁₂
    2. C₅H₈
    3. C₅H₁₄
    4. C₅H₁₀
    उत्तर देखें

    उत्तर: D — C₅H₁₀

    ऐल्कीन श्रेणी का सामान्य सूत्र CₙH₂ₙ है, अतः पाँच कार्बन से C₅H₁₀ मिलता है। C₅H₁₂ ऐल्केन पेंटेन है और C₅H₈ ऐल्काइन श्रेणी का है।

  14. एथेनोइक अम्ल में कौन-सा क्रियात्मक समूह उपस्थित होता है?

    1. –OH
    2. –CHO
    3. –COOH
    4. –Cl
    उत्तर देखें

    उत्तर: C — –COOH

    एथेनोइक अम्ल कार्बोक्सिलिक अम्ल है, इसलिए उसमें –COOH समूह होता है। केवल –OH समूह एथेनॉल जैसे ऐल्कोहॉलों में और –CHO ऐल्डिहाइडों में होता है।

  15. एथेनॉल व एथेनोइक अम्ल के बारे में P: एथेनॉल सोडियम से अभिक्रिया कर हाइड्रोजन देता है। Q: एथेनोइक अम्ल सोडियम कार्बोनेट से CO₂ मुक्त करता है। R: एथेनोइक अम्ल HCl जैसा प्रबल अम्ल है। S: अम्ल व ऐल्कोहॉल को सांद्र H₂SO₄ के साथ गरम करने पर एस्टर बनता है। कौन-से सही हैं?

    1. केवल P, Q और S
    2. केवल P और R
    3. केवल Q, R और S
    4. P, Q, R और S
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — केवल P, Q और S

    P, Q और S मानक अभिक्रियाएँ हैं। R असत्य है: एथेनोइक अम्ल केवल दुर्बल अम्ल है जो जल में आंशिक आयनित होता है, इसलिए R वाले विकल्प ग़लत हैं।

  16. चिकनाई की बूँद के चारों ओर बने साबुन के मिसेल में साबुन अणु का कौन-सा भाग चिकनाई में धँसा रहता है?

    1. हाइड्रोकार्बन पुच्छ, जो तेल-प्रिय है
    2. आयनिक शीर्ष, जो तेल-प्रिय है
    3. आयनिक शीर्ष, जो जल-प्रिय है
    4. हाइड्रोकार्बन पुच्छ, जो जल-प्रिय है
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — हाइड्रोकार्बन पुच्छ, जो तेल-प्रिय है

    हाइड्रोकार्बन पुच्छ जल-विरोधी और तेल-प्रिय है, इसलिए वह चिकनाई की ओर रहता है; आयनिक शीर्ष जल-प्रिय है और बाहर की ओर रहता है। दोनों को उलट देना सामान्य भूल है।

  17. कठोर जल में, जहाँ साबुन दही जैसा स्कम बनाता है, अपमार्जक अच्छा काम क्यों करता है?

    1. इसके कैल्सियम व मैग्नीशियम लवण जल में अविलेय हैं
    2. इसके कैल्सियम व मैग्नीशियम लवण जल में विलेय रहते हैं
    3. इसमें हाइड्रोकार्बन शृंखला नहीं होती, इसलिए यह अप्रभावित रहता है
    4. यह साबुन से अधिक अम्लीय है और आयनों को गैस के रूप में हटा देता है
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — इसके कैल्सियम व मैग्नीशियम लवण जल में विलेय रहते हैं

    साबुन कैल्सियम व मैग्नीशियम के अविलेय लवण बनाता है, यही स्कम है। अपमार्जक के संगत लवण घुले रहते हैं, इसलिए स्कम नहीं बनता। लवणों को अविलेय बताने वाला कथन साबुन का व्यवहार है, अपमार्जक का नहीं।

  18. वायु की सीमित आपूर्ति में जलने पर असंतृप्त हाइड्रोकार्बन की ज्वाला प्रायः कैसी होती है?

    1. कालिख-रहित स्वच्छ नीली ज्वाला
    2. कालिख देने वाली पीली ज्वाला
    3. फुफकार की ध्वनि वाली हरी ज्वाला
    4. अदृश्य ज्वाला जो प्रकाश नहीं देती
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — कालिख देने वाली पीली ज्वाला

    सीमित वायु में असंतृप्त हाइड्रोकार्बन अपूर्ण दहन करते हैं और पीली कालिखयुक्त ज्वाला देते हैं। पर्याप्त वायु में संतृप्त हाइड्रोकार्बन स्वच्छ नीली ज्वाला देते हैं।