प्रश्न 1. डाइबोरेन और क्षारीय हाइड्रोजन परऑक्साइड (B₂H₆ / H₂O₂, OH⁻) द्वारा प्रोपीन (CH₃-CH=CH₂) के **हाइड्रोबोरॉनन-ऑक्सीकरण (Hydroboration-Oxidation)** अभिक्रिया से मुख्य उत्पाद क्या प्राप्त होता है?
Q1. Hydroboration-oxidation of propene (CH₃-CH=CH₂) with diborane followed by alkaline hydrogen peroxide yields:
सही उत्तर: B) प्रोपेन-1-ऑल (Propan-1-ol)
Correct Answer: B) Propan-1-ol
स्पष्टीकरण: हाइड्रोबोरॉनन-ऑक्सीकरण (Hydroboration-Oxidation) ऐल्कीनों पर जल जोड़ने की एक विधि है।
– यह अभिक्रिया अप्रत्यक्ष रूप से **विपरीत-मार्कोनीकॉफ नियम (Anti-Markovnikov’s rule)** के अनुसार जल का योग (syn-addition) करती है।
– प्रोपीन पर इस क्रिया से ऋणात्मक भाग (-OH) किनारे वाले कार्बन पर जुड़ता है, जिससे प्राथमिक ऐल्कोहॉल **प्रोपेन-1-ऑल** प्राप्त होता है।
(यदि तनु H₂SO₄ द्वारा सीधे जलयोजन कराया जाता, तो मार्कोनीकॉफ नियम से प्रोपेन-2-ऑल मुख्य उत्पाद बनता)।
– यह अभिक्रिया अप्रत्यक्ष रूप से **विपरीत-मार्कोनीकॉफ नियम (Anti-Markovnikov’s rule)** के अनुसार जल का योग (syn-addition) करती है।
– प्रोपीन पर इस क्रिया से ऋणात्मक भाग (-OH) किनारे वाले कार्बन पर जुड़ता है, जिससे प्राथमिक ऐल्कोहॉल **प्रोपेन-1-ऑल** प्राप्त होता है।
(यदि तनु H₂SO₄ द्वारा सीधे जलयोजन कराया जाता, तो मार्कोनीकॉफ नियम से प्रोपेन-2-ऑल मुख्य उत्पाद बनता)।
Explanation: Hydroboration-oxidation of alkenes is an indirect method of hydration.
– It yields alcohols corresponding to **anti-Markovnikov’s addition** of water across the double bond (syn-addition of H and OH).
– Therefore, hydroboration-oxidation of propene yields the primary alcohol, **propan-1-ol**, as the major product. Direct acid-catalyzed hydration yields propan-2-ol (Markovnikov’s product).
– It yields alcohols corresponding to **anti-Markovnikov’s addition** of water across the double bond (syn-addition of H and OH).
– Therefore, hydroboration-oxidation of propene yields the primary alcohol, **propan-1-ol**, as the major product. Direct acid-catalyzed hydration yields propan-2-ol (Markovnikov’s product).
प्रश्न 2. ग्रीन्यार अभिकर्मक (RMgX) की **फॉर्मैल्डिहाइड (Formaldehyde, HCHO)** के साथ क्रिया कराने के पश्चात जल अपघटन करने पर किस श्रेणी का ऐल्कोहॉल प्राप्त होता है?
Q2. The reaction of a Grignard reagent (RMgX) with formaldehyde (HCHO) followed by nucleophilic addition and hydrolysis yields:
सही उत्तर: A) प्राथमिक ऐल्कोहॉल (Primary alcohol, 1°)
Correct Answer: A) Primary alcohol (1°)
स्पष्टीकरण: ग्रीन्यार अभिकर्मकों की कार्बोनिल यौगिकों के साथ अभिक्रिया से ऐल्कोहॉल प्राप्त करने के नियम निम्न हैं:
– **फॉर्मैल्डिहाइड (HCHO) + RMgX → प्राथमिक ऐल्कोहॉल (1°)** (R-CH₂OH)।
– अन्य कोई भी ऐल्डिहाइड (R’CHO) + RMgX → द्वितीयक ऐल्कोहॉल (2°)।
– कीटोन (RCOR’) + RMgX → तृतीयक ऐल्कोहॉल (3°)।
– **फॉर्मैल्डिहाइड (HCHO) + RMgX → प्राथमिक ऐल्कोहॉल (1°)** (R-CH₂OH)।
– अन्य कोई भी ऐल्डिहाइड (R’CHO) + RMgX → द्वितीयक ऐल्कोहॉल (2°)।
– कीटोन (RCOR’) + RMgX → तृतीयक ऐल्कोहॉल (3°)।
Explanation: Grignard reagents add to carbonyl compounds to synthesize alcohols:
– **Formaldehyde (HCHO) + RMgX → Primary alcohol (1°)** (R-CH₂OH).
– Any other aldehyde (R’CHO) + RMgX → Secondary alcohol (2°).
– Ketones (R-CO-R’) + RMgX → Tertiary alcohol (3°).
– **Formaldehyde (HCHO) + RMgX → Primary alcohol (1°)** (R-CH₂OH).
– Any other aldehyde (R’CHO) + RMgX → Secondary alcohol (2°).
– Ketones (R-CO-R’) + RMgX → Tertiary alcohol (3°).
प्रश्न 3. ऐल्किल समूहों के प्रेरणिक प्रभाव (+I) के आधार पर, ऐल्कोहॉलों के **अम्लीय सामर्थ्य (Acidic Strength)** का सही घटता हुआ क्रम क्या होगा?
Q3. Based on the electronic inductive effects of alkyl groups, the correct decreasing order of acidic strength of alcohols is:
सही उत्तर: A) Primary (1°) > Secondary (2°) > Tertiary (3°)
Correct Answer: A) Primary (1°) > Secondary (2°) > Tertiary (3°)
स्पष्टीकरण: ऐल्कोहॉल दुर्बल अम्लीय होते हैं।
– आबंध ध्रुवीयता जितनी अधिक होगी, अम्लीयता उतनी ही अधिक होगी।
– ऐल्किल समूहों का धनात्मक प्रेरणिक प्रभाव (+I) ऑक्सीजन परमाणु पर इलेक्ट्रॉन घनत्व को बढ़ाता है, जिससे O-H आबंध की ध्रुवीयता घटती है और संयुग्मी क्षार ऐल्कॉक्साइड आयन (R-O⁻) का स्थायित्व कम हो जाता है।
– तृतीयक ऐल्कोहॉल में 3 ऐल्किल समूह सर्वाधिक +I प्रभाव डालते हैं, जिससे यह न्यूनतम अम्लीय होता है।
अतः सही अम्लीय क्रम: **प्राथमिक (1°) > द्वितीयक (2°) > तृतीयक (3°)** है। (ध्यान दें: जल सामान्यतः सभी ऐल्कोहॉलों से अधिक अम्लीय होता है, केवल मेथेनॉल को छोड़कर)।
– आबंध ध्रुवीयता जितनी अधिक होगी, अम्लीयता उतनी ही अधिक होगी।
– ऐल्किल समूहों का धनात्मक प्रेरणिक प्रभाव (+I) ऑक्सीजन परमाणु पर इलेक्ट्रॉन घनत्व को बढ़ाता है, जिससे O-H आबंध की ध्रुवीयता घटती है और संयुग्मी क्षार ऐल्कॉक्साइड आयन (R-O⁻) का स्थायित्व कम हो जाता है।
– तृतीयक ऐल्कोहॉल में 3 ऐल्किल समूह सर्वाधिक +I प्रभाव डालते हैं, जिससे यह न्यूनतम अम्लीय होता है।
अतः सही अम्लीय क्रम: **प्राथमिक (1°) > द्वितीयक (2°) > तृतीयक (3°)** है। (ध्यान दें: जल सामान्यतः सभी ऐल्कोहॉलों से अधिक अम्लीय होता है, केवल मेथेनॉल को छोड़कर)।
Explanation: Alcohols are weak acids.
– The +I inductive effect of electron-releasing alkyl groups increases electron density on oxygen, decreasing the polarity of the O-H bond and destabilizing the conjugate base (alkoxide ion, R-O⁻).
– Since tertiary alcohols have three +I alkyl groups, they have the least polar O-H bonds and are the least acidic.
– The correct decreasing order is: **Primary (1°) > Secondary (2°) > Tertiary (3°)**. (Note: Water is more acidic than all alcohols, except methanol).
– The +I inductive effect of electron-releasing alkyl groups increases electron density on oxygen, decreasing the polarity of the O-H bond and destabilizing the conjugate base (alkoxide ion, R-O⁻).
– Since tertiary alcohols have three +I alkyl groups, they have the least polar O-H bonds and are the least acidic.
– The correct decreasing order is: **Primary (1°) > Secondary (2°) > Tertiary (3°)**. (Note: Water is more acidic than all alcohols, except methanol).
प्रश्न 4. ल्यूकास अभिकर्मक (सांद्र HCl + निर्जल ZnCl₂) द्वारा ऐल्कोहॉलों की पहचान की जाती है। कमरे के ताप पर कौन सा ऐल्कोहॉल ल्यूकास अभिकर्मक के साथ मिलाने पर **तत्काल धुंधलापन / गंदलापन (immediate turbidity)** उत्पन्न करता है?
Q4. Lucas reagent is a mixture of concentrated HCl and anhydrous ZnCl₂. Which class of alcohols produces immediate turbidity/cloudiness at room temperature?
सही उत्तर: C) तृतीयक ऐल्कोहॉल (Tertiary alcohol, 3°)
Correct Answer: C) Tertiary alcohol (3°)
स्पष्टीकरण: ल्यूकास परीक्षण कारबॉकेटायन के स्थायित्व पर आधारित है और SN1 क्रियाविधि द्वारा होता है।
– **तृतीयक ऐल्कोहॉल (3°):** अत्यधिक स्थायी तृतीयक कारबॉकेटायन बनाने के कारण अत्यंत तीव्र गति से क्रिया करते हैं और कमरे के ताप पर **तुरंत धुंधलापन (immediate turbidity)** उत्पन्न करते हैं (अविलेय ऐल्किल हैलाइड बनने के कारण)।
– **द्वितीयक ऐल्कोहॉल (2°):** 5-10 मिनट में धुंधलापन देते हैं।
– **प्राथमिक ऐल्कोहॉल (1°):** कमरे के ताप पर कोई धुंधलापन नहीं देते (केवल गर्म करने पर ही धुंधलापन देते हैं)।
– **तृतीयक ऐल्कोहॉल (3°):** अत्यधिक स्थायी तृतीयक कारबॉकेटायन बनाने के कारण अत्यंत तीव्र गति से क्रिया करते हैं और कमरे के ताप पर **तुरंत धुंधलापन (immediate turbidity)** उत्पन्न करते हैं (अविलेय ऐल्किल हैलाइड बनने के कारण)।
– **द्वितीयक ऐल्कोहॉल (2°):** 5-10 मिनट में धुंधलापन देते हैं।
– **प्राथमिक ऐल्कोहॉल (1°):** कमरे के ताप पर कोई धुंधलापन नहीं देते (केवल गर्म करने पर ही धुंधलापन देते हैं)।
Explanation: The Lucas test proceeds via the SN1 mechanism and depends on carbocation intermediate stability.
– **Tertiary alcohols (3°):** Form highly stable 3° carbocations, reacting almost instantly to produce insoluble alkyl chlorides, resulting in **immediate turbidity/cloudiness** at room temperature.
– **Secondary alcohols (2°):** Produce turbidity within 5–10 minutes.
– **Primary alcohols (1°):** Do not produce turbidity at room temperature unless heated strongly.
– **Tertiary alcohols (3°):** Form highly stable 3° carbocations, reacting almost instantly to produce insoluble alkyl chlorides, resulting in **immediate turbidity/cloudiness** at room temperature.
– **Secondary alcohols (2°):** Produce turbidity within 5–10 minutes.
– **Primary alcohols (1°):** Do not produce turbidity at room temperature unless heated strongly.
प्रश्न 5. जब किसी तृतीयक ऐल्कोहॉल (जैसे t-ब्यूटिल ऐल्कोहॉल) की वाष्प को अत्यधिक गर्म तांबे की नली के ऊपर से **573 K** ताप पर प्रवाहित किया जाता है, तो मुख्य रासायनिक अभिक्रिया और उत्पाद क्या होते हैं?
Q5. When vapors of a tertiary alcohol (such as t-butyl alcohol) are passed over heated copper catalyst at **573 K**, the reaction that occurs and the major product formed are respectively:
सही उत्तर: C) निर्जलीकरण (Dehydration); ऐल्कीन (Alkene)
Correct Answer: C) Dehydration; Alkene
स्पष्टीकरण: गर्म कॉपर (573 K) के साथ ऐल्कोहॉलों का व्यवहार बहुत महत्वपूर्ण है:
– प्राथमिक ऐल्कोहॉल का वि-हाइड्रोजनीकरण (dehydrogenation) होता है → ऐल्डिहाइड बनता है।
– द्वितीयक ऐल्कोहॉल का वि-हाइड्रोजनीकरण होता है → कीटोन बनता है।
– **तृतीयक ऐल्कोहॉल (3°):** इसमें α-कार्बन पर कोई हाइड्रोजन परमाणु नहीं होता, इसलिए इसका वि-हाइड्रोजनीकरण नहीं हो सकता। अत्यधिक कठोर परिस्थितियों के कारण इसका **निर्जलीकरण (Dehydration – जल का निकलना)** हो जाता है, जिसके फलस्वरूप मुख्य उत्पाद के रूप में **ऐल्कीन (Alkene)** प्राप्त होता है। (जैसे t-ब्यूटिल ऐल्कोहॉल से आइसोब्यूटिलीन बनता है)।
– प्राथमिक ऐल्कोहॉल का वि-हाइड्रोजनीकरण (dehydrogenation) होता है → ऐल्डिहाइड बनता है।
– द्वितीयक ऐल्कोहॉल का वि-हाइड्रोजनीकरण होता है → कीटोन बनता है।
– **तृतीयक ऐल्कोहॉल (3°):** इसमें α-कार्बन पर कोई हाइड्रोजन परमाणु नहीं होता, इसलिए इसका वि-हाइड्रोजनीकरण नहीं हो सकता। अत्यधिक कठोर परिस्थितियों के कारण इसका **निर्जलीकरण (Dehydration – जल का निकलना)** हो जाता है, जिसके फलस्वरूप मुख्य उत्पाद के रूप में **ऐल्कीन (Alkene)** प्राप्त होता है। (जैसे t-ब्यूटिल ऐल्कोहॉल से आइसोब्यूटिलीन बनता है)।
Explanation: Passing alcohol vapors over heated copper catalyst at 573 K leads to different pathways:
– Primary alcohols undergo dehydrogenation to yield aldehydes.
– Secondary alcohols undergo dehydrogenation to yield ketones.
– **Tertiary alcohols (3°):** Do not have an α-hydrogen atom. Under the harsh thermal conditions, they undergo **dehydration** (loss of water molecule) instead of dehydrogenation, selectively yielding **alkenes** as the major product (e.g., t-butyl alcohol dehydrates to isobutylene).
– Primary alcohols undergo dehydrogenation to yield aldehydes.
– Secondary alcohols undergo dehydrogenation to yield ketones.
– **Tertiary alcohols (3°):** Do not have an α-hydrogen atom. Under the harsh thermal conditions, they undergo **dehydration** (loss of water molecule) instead of dehydrogenation, selectively yielding **alkenes** as the major product (e.g., t-butyl alcohol dehydrates to isobutylene).
प्रश्न 6. प्राथमिक ऐल्कोहॉलों को बिना आगे ऑक्सीकृत किए सीधे और नियंत्रित रूप से ऐल्डिहाइडों में बदलने के लिए सबसे उपयुक्त ऑक्सीकारक (Selective Oxidizing Agent) कौन सा है?
Q6. Which of the following reagents is best suited for the controlled oxidation of primary alcohols directly to aldehydes, without further oxidation to carboxylic acids?
सही उत्तर: B) पिरिडीनियम क्लोरोक्रोमेट (Pyridinium Chlorochromate – PCC)
Correct Answer: B) Pyridinium Chlorochromate (PCC)
स्पष्टीकरण: अम्लीय KMnO₄ या K₂Cr₂O₇ अत्यंत प्रबल ऑक्सीकारक हैं जो प्राथमिक ऐल्कोहॉल को ऐल्डिहाइड बनाने के बाद तुरंत आगे ऑक्सीकृत करके कार्बोक्सिलिक अम्ल में बदल देते हैं।
– **पीसीसी (PCC):** क्रोमियम ट्राइऑक्साइड का पिरिडीन और HCl के साथ संकुल है। यह एक माइल्ड (मृदु) ऑक्सीकारक है जो रासायनिक अभिक्रिया को ऐल्डिहाइड अवस्था पर ही सफलतापूर्वक रोक देता है। अतः यह प्राथमिक ऐल्कोहॉल से ऐल्डिहाइड की उत्तम लब्धि देता है।
– **पीसीसी (PCC):** क्रोमियम ट्राइऑक्साइड का पिरिडीन और HCl के साथ संकुल है। यह एक माइल्ड (मृदु) ऑक्सीकारक है जो रासायनिक अभिक्रिया को ऐल्डिहाइड अवस्था पर ही सफलतापूर्वक रोक देता है। अतः यह प्राथमिक ऐल्कोहॉल से ऐल्डिहाइड की उत्तम लब्धि देता है।
Explanation: Strong oxidants like acidic KMnO₄ or K₂Cr₂O₇ oxidize primary alcohols to aldehydes and immediately further oxidize them to carboxylic acids.
– **PCC (Pyridinium Chlorochromate):** Is a mild, selective oxidant. It oxidizes primary alcohols to aldehydes and stops the reaction there, preventing any further oxidation to carboxylic acids, thus giving excellent yields of aldehydes.
– **PCC (Pyridinium Chlorochromate):** Is a mild, selective oxidant. It oxidizes primary alcohols to aldehydes and stops the reaction there, preventing any further oxidation to carboxylic acids, thus giving excellent yields of aldehydes.
प्रश्न 7. फिनॉल बनाने की सबसे प्रसिद्ध व्यावसायिक औद्योगिक विधि क्यूमीन (Cumene – आइसोप्रोपिलबेन्जीन) प्रक्रम है। इस अभिक्रिया में फिनॉल के साथ सह-उत्पाद (by-product) के रूप में क्या मूल्यवान कार्बनिक यौगिक प्राप्त होता है?
Q7. In the industrial manufacture of phenol from Cumene (isopropylbenzene), what highly valuable organic by-product is obtained?
सही उत्तर: B) ऐसीटोन या प्रोपेनोन (Acetone / Propanone, CH₃COCH₃)
Correct Answer: B) Acetone / Propanone (CH₃COCH₃)
स्पष्टीकरण: क्यूमीन प्रक्रम फिनॉल बनाने की सबसे सस्ती औद्योगिक विधि है।
– सर्वप्रथम क्यूमीन (आइसोप्रोपिलबेन्जीन) का हवा द्वारा ऑक्सीकरण करके क्यूमीन हाइड्रोपरऑक्साइड बनाया जाता है।
– इसके बाद तनु अम्ल (H⁺/H₂O) द्वारा अपघटन कराने पर यह फिनॉल और **ऐसीटोन (Acetone)** में टूट जाता है।
– इस प्रक्रम में बनने वाला सह-उत्पाद ऐसीटोन व्यावसायिक रूप से अत्यंत मूल्यवान होता है, जिससे फिनॉल उत्पादन की कुल लागत बहुत कम हो जाती है।
– सर्वप्रथम क्यूमीन (आइसोप्रोपिलबेन्जीन) का हवा द्वारा ऑक्सीकरण करके क्यूमीन हाइड्रोपरऑक्साइड बनाया जाता है।
– इसके बाद तनु अम्ल (H⁺/H₂O) द्वारा अपघटन कराने पर यह फिनॉल और **ऐसीटोन (Acetone)** में टूट जाता है।
– इस प्रक्रम में बनने वाला सह-उत्पाद ऐसीटोन व्यावसायिक रूप से अत्यंत मूल्यवान होता है, जिससे फिनॉल उत्पादन की कुल लागत बहुत कम हो जाती है।
Explanation: The oxidation of cumene (isopropylbenzene) with air yields cumene hydroperoxide. On subsequent hydrolysis in an acidic medium, it decomposes to produce phenol along with a highly valuable by-product, **acetone (propanone, CH₃COCH₃)**. The high demand and value of this by-product make this process the most commercially viable industrial route to synthesize phenol.
प्रश्न 8. रासायनिक और संरचनात्मक आधार पर, फिनॉल (C₆H₅OH) ऐल्कोहॉलों (जैसे एथेनॉल) की तुलना में बहुत अधिक अम्लीय (highly acidic) क्यों होता है?
Q8. Chemically and structurally, phenol (C₆H₅OH) is much more acidic than aliphatic alcohols (such as ethanol) because:
सही उत्तर: B) आबंध टूटने के बाद बनने वाला फिनॉक्साइड आयन (Phenoxide ion) अनुनाद (Resonance) द्वारा अत्यधिक स्थायी हो जाता है, जबकि ऐल्कॉक्साइड आयन में ऐसा नहीं होता
Correct Answer: B) The conjugate base, phenoxide ion, is highly resonance-stabilized over the benzene ring, whereas the alkoxide ion has no resonance stabilization
स्पष्टीकरण: फिनॉल और ऐल्कोहॉल दोनों H⁺ दान कर सकते हैं।
– **ऐल्कोहॉल:** H⁺ दान करने के बाद ऐल्कॉक्साइड आयन (R-O⁻) बनाता है। ऐल्किल समूह का +I प्रभाव ऑक्सीजन पर ऋण आवेश को और बढ़ाता है, जिससे यह अस्थाई हो जाता है।
– **फिनॉल:** H⁺ दान करने के बाद फिनॉक्साइड आयन (C₆H₅O⁻) बनाता है। ऑक्सीजन का ऋणावेश बेन्जीन वलय के साथ अनुनाद (Resonance) द्वारा विस्थानीकृत (delocalized) हो जाता है, जिससे यह अत्यधिक स्थायी हो जाता है। इसलिए फिनॉल आसानी से H⁺ दान कर देता है। (फिनॉल का अम्लीय सामर्थ्य ऐल्कोहॉलों से लगभग 10⁶ गुना अधिक होता है)।
– **ऐल्कोहॉल:** H⁺ दान करने के बाद ऐल्कॉक्साइड आयन (R-O⁻) बनाता है। ऐल्किल समूह का +I प्रभाव ऑक्सीजन पर ऋण आवेश को और बढ़ाता है, जिससे यह अस्थाई हो जाता है।
– **फिनॉल:** H⁺ दान करने के बाद फिनॉक्साइड आयन (C₆H₅O⁻) बनाता है। ऑक्सीजन का ऋणावेश बेन्जीन वलय के साथ अनुनाद (Resonance) द्वारा विस्थानीकृत (delocalized) हो जाता है, जिससे यह अत्यधिक स्थायी हो जाता है। इसलिए फिनॉल आसानी से H⁺ दान कर देता है। (फिनॉल का अम्लीय सामर्थ्य ऐल्कोहॉलों से लगभग 10⁶ गुना अधिक होता है)।
Explanation: The acidity of any species depends on the stability of its conjugate base.
– For alcohols, ionization yields the alkoxide ion (R-O⁻), which is destabilized by the electron-releasing +I effect of the alkyl group.
– For phenols, ionization yields the phenoxide ion (C₆H₅O⁻). The negative charge on the oxygen atom is delocalized over the aromatic ring through resonance, dispersing the charge and making the phenoxide ion highly stable. Thus, phenol loses protons much more easily than alcohols.
– For alcohols, ionization yields the alkoxide ion (R-O⁻), which is destabilized by the electron-releasing +I effect of the alkyl group.
– For phenols, ionization yields the phenoxide ion (C₆H₅O⁻). The negative charge on the oxygen atom is delocalized over the aromatic ring through resonance, dispersing the charge and making the phenoxide ion highly stable. Thus, phenol loses protons much more easily than alcohols.
प्रश्न 9. फिनॉक्साइड आयन पर सोडियम लवण के रूप में कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) की क्रिया कराकर अम्लीकृत करने पर सैलिसिलिक अम्ल (Salicylic acid) प्राप्त होता है। इस प्रसिद्ध अभिक्रिया को क्या कहा जाता है?
Q9. The reaction of sodium phenoxide with carbon dioxide (CO₂) followed by acidification to yield salicylic acid (2-hydroxybenzoic acid) is known as:
सही उत्तर: B) कोल्बे अभिक्रिया (Kolbe’s Reaction)
Correct Answer: B) Kolbe’s Reaction
स्पष्टीकरण: फिनॉल की कोल्बे अभिक्रिया (Kolbe’s reaction) एक इलेक्ट्रॉनरागी प्रतिस्थापन अभिक्रिया है।
– सोडियम फिनॉक्साइड को जब कमजोर इलेक्ट्रॉनरागी CO₂ के साथ 400 K ताप और 4-7 atm दाब पर गर्म किया जाता है, तो मुख्य रूप से ऑर्थो स्थिति पर प्रतिस्थापन होता है और सोडियम सैलिसिलेट बनता है।
– इसके अम्लीकरण से **सैलिसिलिक अम्ल (2-हाइड्रॉक्सीबेंजोइक अम्ल)** प्राप्त होता है। (इसका उपयोग एस्पिरिन दवा बनाने में किया जाता है)।
– सोडियम फिनॉक्साइड को जब कमजोर इलेक्ट्रॉनरागी CO₂ के साथ 400 K ताप और 4-7 atm दाब पर गर्म किया जाता है, तो मुख्य रूप से ऑर्थो स्थिति पर प्रतिस्थापन होता है और सोडियम सैलिसिलेट बनता है।
– इसके अम्लीकरण से **सैलिसिलिक अम्ल (2-हाइड्रॉक्सीबेंजोइक अम्ल)** प्राप्त होता है। (इसका उपयोग एस्पिरिन दवा बनाने में किया जाता है)।
Explanation: Phenoxide ion undergoes electrophilic substitution with carbon dioxide (CO₂), which acts as a weak electrophile. Under high temperature (400 K) and pressure (4-7 atm), sodium salicylate is formed, which on acidification yields **salicylic acid (2-hydroxybenzoic acid)**. This transformation is called **Kolbe’s Reaction**.
प्रश्न 10. जब फिनॉल की क्रिया जलीय सोडियम हाइड्रोक्साइड की उपस्थिति में **क्लोरोफॉर्म (CHCl₃)** से कराई जाती है, तो बेन्जीन वलय की ऑर्थो स्थिति पर -CHO समूह जुड़ जाता है और सैलिसिलैल्डिहाइड प्राप्त होता है। इस अभिक्रिया का क्या नाम है?
Q10. The reaction of phenol with chloroform (CHCl₃) in the presence of sodium hydroxide followed by acidification to introduce a formyl (-CHO) group at the ortho position, yielding salicylaldehyde, is:
सही उत्तर: B) राइमर-टीमैन अभिक्रिया (Reimer-Tiemann Reaction)
Correct Answer: B) Reimer-Tiemann Reaction
स्पष्टीकरण: फिनॉल की क्लोरोफॉर्म और जलीय NaOH के साथ होने वाली अभिक्रिया को **राइमर-टीमैन अभिक्रिया (Reimer-Tiemann Reaction)** कहते हैं।
– इसके फलस्वरूप बेन्जीन वलय की ऑर्थो स्थिति पर ऐल्डिहाइडिक समूह (-CHO) जुड़ता है और **सैलिसिलैल्डिहाइड (2-हाइड्रॉक्सीबेंज़ैल्डिहाइड)** प्राप्त होता है।
– इस अभिक्रिया में सक्रिय इलेक्ट्रॉनरागी मध्यवर्ती **डाइक्लोरोकार्बीन (:CCl₂)** होता है, जो क्षारीय माध्यम में क्लोरोफॉर्म से उत्पन्न होता है।
(यदि क्लोरोफॉर्म के स्थान पर कार्बन टेट्राक्लोराइड CCl₄ का उपयोग किया जाए, तो सैलिसिलिक अम्ल प्राप्त होता है)।
– इसके फलस्वरूप बेन्जीन वलय की ऑर्थो स्थिति पर ऐल्डिहाइडिक समूह (-CHO) जुड़ता है और **सैलिसिलैल्डिहाइड (2-हाइड्रॉक्सीबेंज़ैल्डिहाइड)** प्राप्त होता है।
– इस अभिक्रिया में सक्रिय इलेक्ट्रॉनरागी मध्यवर्ती **डाइक्लोरोकार्बीन (:CCl₂)** होता है, जो क्षारीय माध्यम में क्लोरोफॉर्म से उत्पन्न होता है।
(यदि क्लोरोफॉर्म के स्थान पर कार्बन टेट्राक्लोराइड CCl₄ का उपयोग किया जाए, तो सैलिसिलिक अम्ल प्राप्त होता है)।
Explanation: Treatment of phenol with chloroform (CHCl₃) in the presence of aqueous sodium hydroxide introduces a formyl (-CHO) group at the ortho position of the benzene ring. This reaction is called the **Reimer-Tiemann Reaction** and yields **salicylaldehyde** as the major product. The active electrophile generated in situ is **dichlorocarbene (:CCl₂)**.
प्रश्न 11. राइमर-टीमैन (Reimer-Tiemann) अभिक्रिया के दौरान क्लोरोफॉर्म और क्षार के आपस में क्रिया करने से उत्पन्न होने वाला **सक्रिय इलेक्ट्रॉनरागी मध्यवर्ती (Active Electrophile)** क्या होता है?
Q11. The active electrophile intermediate involved in the Reimer-Tiemann reaction of phenol is:
सही उत्तर: B) डाइक्लोरोकार्बीन (Dichlorocarbene, :CCl₂)
Correct Answer: B) Dichlorocarbene (:CCl₂)
स्पष्टीकरण: राइमर-टीमैन अभिक्रिया में:
1. मजबूत क्षार (OH⁻) क्लोरोफॉर्म (CHCl₃) से एक प्रोटॉन खींचता है, जिससे ट्राइक्लोरोकार्वानियन बनता है: OH⁻ + CHCl₃ → H₂O + :CCl₃⁻
2. यह कार्वानियन तुरंत एक क्लोराइड आयन (Cl⁻) त्याग देता है, जिससे उदासीन परंतु इलेक्ट्रॉन न्यून **डाइक्लोरोकार्बीन (:CCl₂)** बनता है: :CCl₃⁻ → :CCl₂ + Cl⁻।
यह डाइक्लोरोकार्बीन एक उत्कृष्ट इलेक्ट्रॉनरागी (electrophile) की तरह व्यवहार करता है और फिनॉक्साइड आयन की ऑर्थो स्थिति पर आक्रमण करता है।
1. मजबूत क्षार (OH⁻) क्लोरोफॉर्म (CHCl₃) से एक प्रोटॉन खींचता है, जिससे ट्राइक्लोरोकार्वानियन बनता है: OH⁻ + CHCl₃ → H₂O + :CCl₃⁻
2. यह कार्वानियन तुरंत एक क्लोराइड आयन (Cl⁻) त्याग देता है, जिससे उदासीन परंतु इलेक्ट्रॉन न्यून **डाइक्लोरोकार्बीन (:CCl₂)** बनता है: :CCl₃⁻ → :CCl₂ + Cl⁻।
यह डाइक्लोरोकार्बीन एक उत्कृष्ट इलेक्ट्रॉनरागी (electrophile) की तरह व्यवहार करता है और फिनॉक्साइड आयन की ऑर्थो स्थिति पर आक्रमण करता है।
Explanation: In the Reimer-Tiemann reaction, the strong base (OH⁻) deprotonates chloroform (CHCl₃) to form the trichlorocarbanion (:CCl₃⁻), which spontaneously loses a chloride ion (Cl⁻) to generate a neutral, electron-deficient divalent carbon species, **dichlorocarbene (:CCl₂)**. It acts as the active electrophile in this reaction.
प्रश्न 12. जब फिनॉल की क्रिया सांद्र नाइट्रिक अम्ल और सांद्र सल्फ्यूरिक अम्ल (conc. HNO₃ + conc. H₂SO₄) के मिश्रण के साथ कराई जाती है, तो प्राप्त होने वाला मुख्य उत्पाद क्या होता है जिसे **”पिक्रिक अम्ल” (Picric Acid)** भी कहा जाता है?
Q12. Treatment of phenol with a mixture of concentrated HNO₃ and concentrated H₂SO₄ yields:
सही उत्तर: B) 2,4,6-ट्राइनाइट्रोफिनॉल (2,4,6-Trinitrophenol / Picric Acid)
Correct Answer: B) 2,4,6-Trinitrophenol (Picric Acid)
स्पष्टीकरण: फिनॉल में उपस्थित हाइड्रोक्सिल समूह (-OH) एक अत्यंत शक्तिशाली ऑर्थो-पैरा निर्देशक और सक्रियक (activating) समूह है।
– **सांद्र HNO₃ + H₂SO₄ के साथ:** अत्यंत उग्र परिस्थितियों में फिनॉल की दोनों ऑर्थो और एक पैरा स्थिति पर नाइट्रो समूह जुड़ जाते हैं, जिससे पीले रंग का तीव्र अम्लीय क्रिस्टलीय ठोस **2,4,6-ट्राइनाइट्रोफिनॉल (पिक्रिक अम्ल)** बनता है।
– **तनु HNO₃ के साथ:** कम तापमान पर केवल एकल प्रतिस्थापन होता है, जिससे o-नाइट्रोफिनॉल और p-नाइट्रोफिनॉल का मिश्रण प्राप्त होता है।
– **सांद्र HNO₃ + H₂SO₄ के साथ:** अत्यंत उग्र परिस्थितियों में फिनॉल की दोनों ऑर्थो और एक पैरा स्थिति पर नाइट्रो समूह जुड़ जाते हैं, जिससे पीले रंग का तीव्र अम्लीय क्रिस्टलीय ठोस **2,4,6-ट्राइनाइट्रोफिनॉल (पिक्रिक अम्ल)** बनता है।
– **तनु HNO₃ के साथ:** कम तापमान पर केवल एकल प्रतिस्थापन होता है, जिससे o-नाइट्रोफिनॉल और p-नाइट्रोफिनॉल का मिश्रण प्राप्त होता है।
Explanation: The -OH group of phenol is highly activating and ortho-para directing.
– When treated with **concentrated HNO₃** in the presence of concentrated H₂SO₄, nitration occurs simultaneously at both ortho and para positions, yielding **2,4,6-trinitrophenol**, also known as **Picric Acid**.
– Dilute HNO₃ at low temperature yields a mixture of ortho and para-nitrophenols.
– When treated with **concentrated HNO₃** in the presence of concentrated H₂SO₄, nitration occurs simultaneously at both ortho and para positions, yielding **2,4,6-trinitrophenol**, also known as **Picric Acid**.
– Dilute HNO₃ at low temperature yields a mixture of ortho and para-nitrophenols.
प्रश्न 13. तनु नाइट्रिक अम्ल द्वारा फिनॉल के नाइट्रीकरण से प्राप्त **ऑर्थो-नाइट्रोफिनॉल** और **पैरा-नाइट्रोफिनॉल** के मिश्रण को भाप आसवन (Steam Distillation) द्वारा आसानी से पृथक किया जा सकता है। इसका मुख्य कारण क्या है?
Q13. A mixture of ortho and para-nitrophenols obtained by nitrating phenol with dilute nitric acid can be separated easily by steam distillation because:
सही उत्तर: B) ऑर्थो-नाइट्रोफिनॉल अंतःअणुक हाइड्रोजन आबंध (intramolecular H-bonding) के कारण भाप-वाष्पशील है, जबकि पैरा-नाइट्रोफिनॉल अंतर-अणुक हाइड्रोजन आबंध के कारण कम वाष्पशील है
Correct Answer: B) o-nitrophenol is steam-volatile due to intramolecular hydrogen bonding, while p-nitrophenol is less volatile due to intermolecular hydrogen bonding
स्पष्टीकरण: यह भी एक अत्यंत महत्वपूर्ण और बार-बार पूछी जाने वाली NEET अवधारणा है:
– **ऑर्थो-नाइट्रोफिनॉल:** में ऑर्थो स्थिति पर समीप होने के कारण -OH का H और -NO₂ का O आपस में **अंतःअणुक (intramolecular) हाइड्रोजन आबंध** बना लेते हैं। इस कारण इसके अणु आपस में नहीं जुड़ते (एकल रहते हैं)। यह बहुत ही वाष्पशील (steam-volatile) होता है और भाप आसवन करने पर पहले बाहर आ जाता है।
– **पैरा-नाइट्रोफिनॉल:** में समूह दूर-दूर होने के कारण विभिन्न अणुओं के बीच **अंतर-अणुक (intermolecular) हाइड्रोजन आबंध** बनते हैं, जिससे संघनन (association) होता है। इसके अणुओं को अलग करने के लिए अधिक ऊर्जा चाहिए, अतः यह बहुत कम वाष्पशील होता है।
– **ऑर्थो-नाइट्रोफिनॉल:** में ऑर्थो स्थिति पर समीप होने के कारण -OH का H और -NO₂ का O आपस में **अंतःअणुक (intramolecular) हाइड्रोजन आबंध** बना लेते हैं। इस कारण इसके अणु आपस में नहीं जुड़ते (एकल रहते हैं)। यह बहुत ही वाष्पशील (steam-volatile) होता है और भाप आसवन करने पर पहले बाहर आ जाता है।
– **पैरा-नाइट्रोफिनॉल:** में समूह दूर-दूर होने के कारण विभिन्न अणुओं के बीच **अंतर-अणुक (intermolecular) हाइड्रोजन आबंध** बनते हैं, जिससे संघनन (association) होता है। इसके अणुओं को अलग करने के लिए अधिक ऊर्जा चाहिए, अतः यह बहुत कम वाष्पशील होता है।
Explanation: This is a classic separation and bonding concept:
– **o-Nitrophenol:** Exhibits **intramolecular hydrogen bonding** (within the same molecule) due to the close proximity of the -OH and -NO₂ groups. Since the molecules do not associate with each other, it has a lower boiling point and is **steam-volatile**.
– **p-Nitrophenol:** Exhibits **intermolecular hydrogen bonding** (between different molecules), causing association of molecules. It has a higher boiling point, is much less volatile, and remains in the flask during steam distillation.
– **o-Nitrophenol:** Exhibits **intramolecular hydrogen bonding** (within the same molecule) due to the close proximity of the -OH and -NO₂ groups. Since the molecules do not associate with each other, it has a lower boiling point and is **steam-volatile**.
– **p-Nitrophenol:** Exhibits **intermolecular hydrogen bonding** (between different molecules), causing association of molecules. It has a higher boiling point, is much less volatile, and remains in the flask during steam distillation.
प्रश्न 14. जब फिनॉल की क्रिया ब्रोमीन जल (Bromine Water, Br₂/H₂O) के आधिक्य के साथ कमरे के ताप पर कराई जाती है, तो निम्नलिखित में से किसका सफेद अवक्षेप (White Precipitate) प्राप्त होता है?
Q14. Reaction of phenol with excess of bromine water (Br₂ / H₂O) at room temperature yields a white precipitate of:
सही उत्तर: B) 2,4,6-ट्राइब्रोमोफिनॉल (2,4,6-Tribromophenol)
Correct Answer: B) 2,4,6-Tribromophenol
स्पष्टीकरण: जलीय माध्यम (जल) एक अत्यधिक ध्रुवीय विलायक है।
– जलीय माध्यम में फिनॉल अत्यधिक आयनित होकर फिनॉक्साइड आयन (C₆H₅O⁻) बनाता है। फिनॉक्साइड आयन का +R प्रभाव अत्यंत प्रबल होता है, जो बेन्जीन वलय को अत्यधिक सक्रिय कर देता है।
– इसके कारण तीनों सक्रिय स्थितियों (दोनों ऑर्थो और एक पैरा) पर तुरंत ब्रोमीनीकरण हो जाता है, और **2,4,6-ट्राइब्रोमोफिनॉल** का सफेद अवक्षेप प्राप्त होता है।
– (यदि विलायक अध्रुवीय जैसे CS₂ या CHCl₃ हो, तो आयनन कम होने के कारण केवल एकल प्रतिस्थापन होता है और o- तथा p-ब्रोमोफिनॉल का मिश्रण बनता है)।
– जलीय माध्यम में फिनॉल अत्यधिक आयनित होकर फिनॉक्साइड आयन (C₆H₅O⁻) बनाता है। फिनॉक्साइड आयन का +R प्रभाव अत्यंत प्रबल होता है, जो बेन्जीन वलय को अत्यधिक सक्रिय कर देता है।
– इसके कारण तीनों सक्रिय स्थितियों (दोनों ऑर्थो और एक पैरा) पर तुरंत ब्रोमीनीकरण हो जाता है, और **2,4,6-ट्राइब्रोमोफिनॉल** का सफेद अवक्षेप प्राप्त होता है।
– (यदि विलायक अध्रुवीय जैसे CS₂ या CHCl₃ हो, तो आयनन कम होने के कारण केवल एकल प्रतिस्थापन होता है और o- तथा p-ब्रोमोफिनॉल का मिश्रण बनता है)।
Explanation: In a highly polar solvent like water, phenol ionizes significantly to form the phenoxide ion (C₆H₅O⁻). The phenoxide oxygen releases electron density into the ring very powerfully, highly activating the ortho and para positions.
– Thus, treatment with **bromine water** results in polybromination, yielding a white precipitate of **2,4,6-tribromophenol**.
– In non-polar solvents like CS₂ or CHCl₃, ionization is suppressed, and only monobromination occurs, yielding a mixture of o-bromophenol and p-bromophenol.
– Thus, treatment with **bromine water** results in polybromination, yielding a white precipitate of **2,4,6-tribromophenol**.
– In non-polar solvents like CS₂ or CHCl₃, ionization is suppressed, and only monobromination occurs, yielding a mixture of o-bromophenol and p-bromophenol.
प्रश्न 15. सोडियम ऐल्कॉक्साइड की ऐल्किल हैलाइड के साथ होने वाली नाभिकरागी प्रतिस्थापन (SN2) अभिक्रिया द्वारा ईथर बनाने की इस महत्वपूर्ण प्रयोगशाला विधि को क्या कहते हैं?
Q15. The reaction of a sodium alkoxide with an alkyl halide via the SN2 mechanism to prepare ethers is commercially known as:
सही उत्तर: B) विलियमसन ईथर संश्लेषण (Williamson Ether Synthesis)
Correct Answer: B) Williamson Ether Synthesis
स्पष्टीकरण: सममित (symmetrical) और असममित (unsymmetrical) दोनों प्रकार के ईथरों को बनाने के लिए **विलियमसन ईथर संश्लेषण (Williamson Ether Synthesis)** एक उत्कृष्ट प्रयोगशाला विधि है।
समीकरण: R-O⁻ Na⁺ + R’-X → R-O-R’ + NaX
– यह अभिक्रिया एक पद में होने वाली SN2 नाभिकरागी प्रतिस्थापन है।
– आबंध बनाने के लिए ऐल्किल हैलाइड (R’-X) का प्राथमिक (1°) होना अत्यंत आवश्यक है।
समीकरण: R-O⁻ Na⁺ + R’-X → R-O-R’ + NaX
– यह अभिक्रिया एक पद में होने वाली SN2 नाभिकरागी प्रतिस्थापन है।
– आबंध बनाने के लिए ऐल्किल हैलाइड (R’-X) का प्राथमिक (1°) होना अत्यंत आवश्यक है।
Explanation: **Williamson Ether Synthesis** is an important laboratory method for preparing symmetrical and unsymmetrical ethers. It involves the nucleophilic attack of an alkoxide ion (R-O⁻) on an alkyl halide (R’-X) via an SN2 mechanism:
R-O⁻ Na⁺ + R’-X → R-O-R’ + NaX.
R-O⁻ Na⁺ + R’-X → R-O-R’ + NaX.
प्रश्न 16. विलियमसन ईथर संश्लेषण द्वारा मैथिल तृतीयक-ब्यूटिल ईथर (CH₃-O-C(CH₃)₃) का निर्माण करने के लिए अभिकारकों (reactants) का सही युग्म क्या होना चाहिए?
Q16. To prepare methyl tert-butyl ether (CH₃-O-C(CH₃)₃) using Williamson synthesis, the correct choice of reactants is:
सही उत्तर: B) मेथिल ब्रोमाइड (CH₃Br) और सोडियम तृतीयक-ब्यूटॉक्साइड ((CH₃)₃C-ONa)
Correct Answer: B) Methyl bromide (CH₃Br) and sodium tert-butoxide ((CH₃)₃C-ONa)
स्पष्टीकरण: विलियमसन संश्लेषण एक SN2 अभिक्रिया है।
– **ऐल्किल हैलाइड हमेशा प्राथमिक (1°) या मैथिल हैलाइड होना चाहिए** ताकि न्यूनतम त्रिविम बाधा के कारण नाभिकरागी आसानी से प्रतिस्थापन कर सके। अतः **CH₃Br** और **(CH₃)₃C-ONa** का उपयोग किया जाएगा।
– यदि हम तृतीयक-ब्यूटिल हैलाइड (3°) और सोडियम मेथाक्साइड (विकल्प A) का उपयोग करेंगे, तो अत्यधिक त्रिविम बाधा के कारण प्रतिस्थापन नहीं हो पाएगा। सोडियम मेथाक्साइड एक प्रबल क्षार की तरह कार्य करेगा और β-विलोपन (elimination) अभिक्रिया कर देगा, जिससे मुख्य उत्पाद ईथर के स्थान पर ऐल्कीन (आइसोब्यूटिलीन, (CH₃)₂C=CH₂) बन जाएगा।
– **ऐल्किल हैलाइड हमेशा प्राथमिक (1°) या मैथिल हैलाइड होना चाहिए** ताकि न्यूनतम त्रिविम बाधा के कारण नाभिकरागी आसानी से प्रतिस्थापन कर सके। अतः **CH₃Br** और **(CH₃)₃C-ONa** का उपयोग किया जाएगा।
– यदि हम तृतीयक-ब्यूटिल हैलाइड (3°) और सोडियम मेथाक्साइड (विकल्प A) का उपयोग करेंगे, तो अत्यधिक त्रिविम बाधा के कारण प्रतिस्थापन नहीं हो पाएगा। सोडियम मेथाक्साइड एक प्रबल क्षार की तरह कार्य करेगा और β-विलोपन (elimination) अभिक्रिया कर देगा, जिससे मुख्य उत्पाद ईथर के स्थान पर ऐल्कीन (आइसोब्यूटिलीन, (CH₃)₂C=CH₂) बन जाएगा।
Explanation: Williamson synthesis is an SN2 substitution reaction.
– For successful substitution, the **alkyl halide must be primary (1°) or methyl** to minimize steric hindrance. Thus, we must use methyl bromide (CH₃Br) and sodium tert-butoxide ((CH₃)₃C-ONa).
– If a tertiary alkyl halide like tert-butyl bromide is reacted with sodium methoxide (Option A), substitution is hindered. Instead, the alkoxide acts as a strong base, causing **β-elimination** to yield an alkene (isobutylene, (CH₃)₂C=CH₂) instead of the desired ether.
– For successful substitution, the **alkyl halide must be primary (1°) or methyl** to minimize steric hindrance. Thus, we must use methyl bromide (CH₃Br) and sodium tert-butoxide ((CH₃)₃C-ONa).
– If a tertiary alkyl halide like tert-butyl bromide is reacted with sodium methoxide (Option A), substitution is hindered. Instead, the alkoxide acts as a strong base, causing **β-elimination** to yield an alkene (isobutylene, (CH₃)₂C=CH₂) instead of the desired ether.
प्रश्न 17. असममित ईथर मेथॉक्सीएथेन (CH₃-O-CH₂CH₃) की कमरे के ताप पर हाइड्रोजन आयोडाइड (HI) के 1 मोल के साथ क्रिया कराने पर मुख्य उत्पाद क्या प्राप्त होंगे?
Q17. Cleavage of the unsymmetrical ether methoxyethane (CH₃-O-CH₂CH₃) with 1 mole of cold hydrogen iodide (HI) yields:
सही उत्तर: B) मेथिल आयोडाइड (CH₃I) और एथिल ऐल्कोहॉल (CH₃CH₂OH)
Correct Answer: B) Methyl iodide (CH₃I) and Ethyl alcohol (CH₃CH₂OH)
स्पष्टीकरण: ईथर का HI द्वारा अपघटन एक महत्वपूर्ण अभिक्रिया है:
– सर्वप्रथम ईथर ऑक्सीजन प्रोटोनीकृत (protonated) होकर डाइऐल्किलऑक्सोनियम आयन बनाता है।
– यदि दोनों ऐल्किल समूह प्राथमिक (1°) या द्वितीयक (2°) प्रकार के हैं, तो अभिक्रिया **SN2 क्रियाविधि** से होती है।
– आने वाला न्यूक्लीओफाइल (I⁻) उस कार्बन परमाणु पर आक्रमण करता है जहाँ **त्रिविम बाधा न्यूनतम** हो (छोटे समूह पर)।
– मेथिल (-CH₃) समूह एथिल (-C₂H₅) से छोटा है, अतः I⁻ मेथिल पर आक्रमण करेगा जिससे **CH₃I** और **CH₃CH₂OH** बनेंगे।
– सर्वप्रथम ईथर ऑक्सीजन प्रोटोनीकृत (protonated) होकर डाइऐल्किलऑक्सोनियम आयन बनाता है।
– यदि दोनों ऐल्किल समूह प्राथमिक (1°) या द्वितीयक (2°) प्रकार के हैं, तो अभिक्रिया **SN2 क्रियाविधि** से होती है।
– आने वाला न्यूक्लीओफाइल (I⁻) उस कार्बन परमाणु पर आक्रमण करता है जहाँ **त्रिविम बाधा न्यूनतम** हो (छोटे समूह पर)।
– मेथिल (-CH₃) समूह एथिल (-C₂H₅) से छोटा है, अतः I⁻ मेथिल पर आक्रमण करेगा जिससे **CH₃I** और **CH₃CH₂OH** बनेंगे।
Explanation: Acidic cleavage of ethers by HI involves protonation of ether oxygen followed by nucleophilic attack of I⁻.
– When both alkyl groups are primary (1°) or secondary (2°), the reaction follows an **SN2 pathway**.
– The nucleophile (I⁻) preferentially attacks the carbon atom with **less steric hindrance** (the smaller alkyl group).
– Between methyl and ethyl, methyl is smaller. Thus, I⁻ attacks methyl, yielding **methyl iodide (CH₃I)** and **ethyl alcohol (CH₃CH₂OH)**.
– When both alkyl groups are primary (1°) or secondary (2°), the reaction follows an **SN2 pathway**.
– The nucleophile (I⁻) preferentially attacks the carbon atom with **less steric hindrance** (the smaller alkyl group).
– Between methyl and ethyl, methyl is smaller. Thus, I⁻ attacks methyl, yielding **methyl iodide (CH₃I)** and **ethyl alcohol (CH₃CH₂OH)**.
प्रश्न 18. जब ईथर में एक ऐल्किल समूह **तृतीयक (जैसे t-ब्यूटिल समूह, CH₃-O-C(CH₃)₃)** प्रकार का होता है, तो ठंडे HI के 1 मोल के साथ क्रिया कराने पर उत्पादों का कौन सा युग्म प्राप्त होगा?
Q18. Cleavage of methyl tert-butyl ether (CH₃-O-C(CH₃)₃) with 1 mole of cold HI yields:
सही उत्तर: B) मेथिल ऐल्कोहॉल (CH₃OH) and तृतीयक-ब्यूटिल आयोडाइड ((CH₃)₃C-I)
Correct Answer: B) Methyl alcohol (CH₃OH) and tert-butyl iodide ((CH₃)₃C-I)
स्पष्टीकरण: यह एक अत्यंत महत्वपूर्ण अपवाद है जो पिछले प्रश्न (Q17) से भिन्न है:
– जब ईथर में जुड़ा एक ऐल्किल समूह **तृतीयक (3°)** प्रकार का होता है, तो आबंध टूटने की क्रियाविधि **SN1 प्रक्रम** का अनुसरण करती है।
– प्रोटोनीकरण के पश्चात, C-O आबंध का टूटना एक अत्यधिक स्थायी **तृतीयक-ब्यूटिल कारबॉकेटायन ((CH₃)₃C⁺)** के बनने के कारण सुगम हो जाता है।
– इसके पश्चात मुक्त हुआ हैलाइड आयन (I⁻) इस स्थायी कारबॉकेटायन पर आक्रमण करके **तृतीयक-ब्यूटिल आयोडाइड ((CH₃)₃C-I)** बनाता है।
– बचा हुआ भाग **मेथिल ऐल्कोहॉल (CH₃OH)** के रूप में अलग हो जाता है।
(NEET परीक्षा के लिए यह संकल्पना सर्वाधिक महत्वपूर्ण है)।
– जब ईथर में जुड़ा एक ऐल्किल समूह **तृतीयक (3°)** प्रकार का होता है, तो आबंध टूटने की क्रियाविधि **SN1 प्रक्रम** का अनुसरण करती है।
– प्रोटोनीकरण के पश्चात, C-O आबंध का टूटना एक अत्यधिक स्थायी **तृतीयक-ब्यूटिल कारबॉकेटायन ((CH₃)₃C⁺)** के बनने के कारण सुगम हो जाता है।
– इसके पश्चात मुक्त हुआ हैलाइड आयन (I⁻) इस स्थायी कारबॉकेटायन पर आक्रमण करके **तृतीयक-ब्यूटिल आयोडाइड ((CH₃)₃C-I)** बनाता है।
– बचा हुआ भाग **मेथिल ऐल्कोहॉल (CH₃OH)** के रूप में अलग हो जाता है।
(NEET परीक्षा के लिए यह संकल्पना सर्वाधिक महत्वपूर्ण है)।
Explanation: This is a very critical exception in ether cleavage:
– When one of the alkyl groups of the ether is a **tertiary group (3°)**, the reaction proceeds via the **SN1 mechanism**.
– After protonation, the leaving group (methanol) departs easily because it generates an exceptionally stable **tert-butyl carbocation intermediate ((CH₃)₃C⁺)**.
– The nucleophile (I⁻) then attacks this carbocation, selectively yielding **tert-butyl iodide ((CH₃)₃C-I)** and **methanol (CH₃OH)**.
– When one of the alkyl groups of the ether is a **tertiary group (3°)**, the reaction proceeds via the **SN1 mechanism**.
– After protonation, the leaving group (methanol) departs easily because it generates an exceptionally stable **tert-butyl carbocation intermediate ((CH₃)₃C⁺)**.
– The nucleophile (I⁻) then attacks this carbocation, selectively yielding **tert-butyl iodide ((CH₃)₃C-I)** and **methanol (CH₃OH)**.
प्रश्न 19. एनीसॉल (Anisole / Methoxybenzene, C₆H₅-O-CH₃) की हाइड्रोजन आयोडाइड (HI) के साथ गर्म करने पर अभिक्रिया कराने से मुख्य उत्पाद क्या प्राप्त होते हैं?
Q19. Heating anisole (methoxybenzene, C₆H₅-O-CH₃) with HI yields:
सही उत्तर: B) फिनॉल (C₆H₅OH) और मेथिल आयोडाइड (CH₃I)
Correct Answer: B) Phenol (C₆H₅OH) and Methyl iodide (CH₃I)
स्पष्टीकरण: एनीसॉल में ऑक्सीजन परमाणु के एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म बेन्जीन वलय के साथ अनुनाद (Resonance) प्रदर्शित करते हैं।
– अनुनाद के कारण एरीलिक कार्बन और ऑक्सीजन के बीच का आबंध (C_sp² – O bond) आंशिक द्वि-आबंध लक्षण (partial double bond character) प्राप्त कर लेता है, जो बहुत छोटा और मजबूत होता है। इसे तोड़ना असंभव होता है।
– इसके विपरीत, मेथिल समूह का O-CH₃ आबंध एकल आबंध होने के कारण आसानी से टूट जाता है।
– अतः प्रोटोनीकृत एनीसॉल में, I⁻ केवल मेथिल समूह पर ही आक्रमण कर सकता है, जिससे **फिनॉल** और **मेथिल आयोडाइड (CH₃I)** बनते हैं। आयोडोबेन्जीन कभी नहीं बनता।
– अनुनाद के कारण एरीलिक कार्बन और ऑक्सीजन के बीच का आबंध (C_sp² – O bond) आंशिक द्वि-आबंध लक्षण (partial double bond character) प्राप्त कर लेता है, जो बहुत छोटा और मजबूत होता है। इसे तोड़ना असंभव होता है।
– इसके विपरीत, मेथिल समूह का O-CH₃ आबंध एकल आबंध होने के कारण आसानी से टूट जाता है।
– अतः प्रोटोनीकृत एनीसॉल में, I⁻ केवल मेथिल समूह पर ही आक्रमण कर सकता है, जिससे **फिनॉल** और **मेथिल आयोडाइड (CH₃I)** बनते हैं। आयोडोबेन्जीन कभी नहीं बनता।
Explanation: In anisole, the lone pairs on the oxygen atom are conjugated with the benzene ring.
– Resonance gives the oxygen-aryl carbon bond (C_sp² – O bond) a **partial double bond character**, making it extremely strong and resistant to cleavage.
– Thus, the weaker O-CH₃ bond is cleaved.
– In protonated anisole, the nucleophile I⁻ attacks only the methyl group via an S_N2 pathway, yielding **phenol (C₆H₅OH)** and **methyl iodide (CH₃I)**. Iodobenzene is never formed.
– Resonance gives the oxygen-aryl carbon bond (C_sp² – O bond) a **partial double bond character**, making it extremely strong and resistant to cleavage.
– Thus, the weaker O-CH₃ bond is cleaved.
– In protonated anisole, the nucleophile I⁻ attacks only the methyl group via an S_N2 pathway, yielding **phenol (C₆H₅OH)** and **methyl iodide (CH₃I)**. Iodobenzene is never formed.
प्रश्न 20. कार्बोक्सिलिक अम्लों की तुलना में फिनॉल सोडियम बाइकार्बोनेट (NaHCO₃) जलीय विलयन के साथ क्रिया करके कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) गैस के बुलबुले उत्पन्न **नहीं** करता है। इसका मुख्य कारण क्या है?
Q20. Unlike carboxylic acids, phenol does not react with aqueous sodium bicarbonate (NaHCO₃) to evolve carbon dioxide (CO₂) gas because:
सही उत्तर: B) फिनॉल कार्बोनिक अम्ल (H₂CO₃) की तुलना में एक दुर्बल अम्ल (weaker acid) है
Correct Answer: B) Phenol is a weaker acid than carbonic acid (H₂CO₃)
स्पष्टीकरण: बाइकार्बोनेट लवणों से CO₂ गैस केवल वे अम्ल ही मुक्त करा सकते हैं जो **कार्बोनिक अम्ल (H₂CO₃)** से अधिक प्रबल (stronger) होते हैं।
– कार्बोक्सिलिक अम्ल (R-COOH) कार्बोनिक अम्ल से अधिक प्रबल होते हैं, अतः ये जलीय NaHCO₃ से बुदबुदाहट के साथ CO₂ गैस मुक्त करते हैं।
– फिनॉल कार्बोनिक अम्ल से दुर्बल अम्ल है, अतः यह NaHCO₃ से क्रिया नहीं करता और न ही CO₂ गैस मुक्त करता है। (यह कार्बोक्सिलिक अम्ल और फिनॉल में विभेद करने के लिए प्राथमिक प्रयोगशाला परीक्षण है)।
– कार्बोक्सिलिक अम्ल (R-COOH) कार्बोनिक अम्ल से अधिक प्रबल होते हैं, अतः ये जलीय NaHCO₃ से बुदबुदाहट के साथ CO₂ गैस मुक्त करते हैं।
– फिनॉल कार्बोनिक अम्ल से दुर्बल अम्ल है, अतः यह NaHCO₃ से क्रिया नहीं करता और न ही CO₂ गैस मुक्त करता है। (यह कार्बोक्सिलिक अम्ल और फिनॉल में विभेद करने के लिए प्राथमिक प्रयोगशाला परीक्षण है)।
Explanation: Only acids that are stronger than **carbonic acid (H₂CO₃)** can displace it from its bicarbonate salts to evolve carbon dioxide gas.
– Carboxylic acids are stronger than H₂CO₃, so they react with NaHCO₃ with effervescence.
– Phenol is a weaker acid than carbonic acid, and therefore does not react with sodium bicarbonate. This difference serves as a standard test to distinguish between carboxylic acids and phenols.
– Carboxylic acids are stronger than H₂CO₃, so they react with NaHCO₃ with effervescence.
– Phenol is a weaker acid than carbonic acid, and therefore does not react with sodium bicarbonate. This difference serves as a standard test to distinguish between carboxylic acids and phenols.
प्रश्न 21. ऐल्कोहॉलों के क्वथनांक (Boiling Points) समान अणु भार वाले हाइड्रोकार्बनों या ईथरों की तुलना में बहुत अधिक होते हैं। इसका मुख्य कारण क्या है?
Q21. The boiling points of alcohols are much higher than those of isomeric ethers or hydrocarbons of comparable molecular masses. This is due to:
सही उत्तर: B) अणुओं के मध्य अंतर-अणुक हाइड्रोजन आबंधन (Intermolecular hydrogen bonding) की उपस्थिति
Correct Answer: B) The presence of intermolecular hydrogen bonding among alcohol molecules
स्पष्टीकरण: ऐल्कोहॉल अणुओं में अत्यधिक ध्रुवीय O-H आबंध होता है। इस कारण ऐल्कोहॉल के कई अणु आपस में **अंतर-अणुक (intermolecular) हाइड्रोजन आबंधों** द्वारा जुड़कर बड़े संघनित पुंज (associated clusters) बना लेते हैं। इन आबंधों को तोड़ने के लिए बहुत अधिक ऊष्मीय ऊर्जा की आवश्यकता होती है। ईथरों या हाइड्रोकार्बनों में कोई हाइड्रोजन आबंध नहीं बन पाता, इसलिए ऐल्कोहॉल के क्वथनांक बहुत उच्च होते हैं।
Explanation: Alcohols contain highly polar O-H bonds. This polar character allows them to form strong **intermolecular hydrogen bonds** with each other, leading to molecular association. Ethers and hydrocarbons lack any acidic hydrogens bonded to electronegative atoms, preventing them from forming hydrogen bonds. Breaking these associated clusters in alcohols requires substantial thermal energy, leading to much higher boiling points.
प्रश्न 22. ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक की सहायता से तृतीयक ब्यूटिल ऐल्कोहॉल (3° alcohol) प्राप्त करने के लिए किस कार्बोनिल यौगिक का चयन किया जाना चाहिए?
Q22. To prepare tert-butyl alcohol (3° alcohol) using a Grignard reagent, which carbonyl starting material must be selected?
सही उत्तर: C) ऐसीटोन या प्रोपेनोन (CH₃COCH₃)
Correct Answer: C) Acetone / Propanone (CH₃COCH₃)
स्पष्टीकरण: तृतीयक ब्यूटिल ऐल्कोहॉल ((CH₃)₃C-OH) एक तृतीयक (3°) ऐल्कोहॉल है।
– तृतीयक ऐल्कोहॉल बनाने के लिए ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक (R-MgX) की क्रिया हमेशा **कीटोन (Ketones)** के साथ कराई जाती है।
– यहाँ मेथिल मैग्नीशियम ब्रोमाइड (CH₃MgBr) की क्रिया जब **ऐसीटोन (CH₃COCH₃)** के साथ कराई जाएगी, तो जल अपघटन के पश्चात तृतीयक ब्यूटिल ऐल्कोहॉल प्राप्त होगा।
– तृतीयक ऐल्कोहॉल बनाने के लिए ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक (R-MgX) की क्रिया हमेशा **कीटोन (Ketones)** के साथ कराई जाती है।
– यहाँ मेथिल मैग्नीशियम ब्रोमाइड (CH₃MgBr) की क्रिया जब **ऐसीटोन (CH₃COCH₃)** के साथ कराई जाएगी, तो जल अपघटन के पश्चात तृतीयक ब्यूटिल ऐल्कोहॉल प्राप्त होगा।
Explanation: To synthesize a tertiary (3°) alcohol like tert-butyl alcohol using Grignard reagent, we must react it with a **ketone**.
– Reacting methylmagnesium bromide (CH₃MgBr) with **acetone (propanone, CH₃COCH₃)**, followed by acidic hydrolysis, yields the 3° alcohol tert-butyl alcohol.
– Reacting methylmagnesium bromide (CH₃MgBr) with **acetone (propanone, CH₃COCH₃)**, followed by acidic hydrolysis, yields the 3° alcohol tert-butyl alcohol.
प्रश्न 23. ऐल्कोहॉल और कार्बोक्सिलिक अम्ल की सांद्र सल्फ्यूरिक अम्ल की उपस्थिति में होने वाली अभिक्रिया से मीठी गंध वाला एस्टर प्राप्त होता है। इस रासायनिक अभिक्रिया को क्या कहा जाता है?
Q23. The reaction of an alcohol with a carboxylic acid in the presence of concentrated sulfuric acid to yield a sweet-smelling ester is known as:
सही उत्तर: B) एस्टरीकरण (Esterification)
Correct Answer: B) Esterification
स्पष्टीकरण: जब ऐल्कोहॉलों या फिनॉलों की क्रिया कार्बोक्सिलिक अम्ल, एसिड क्लोराइड या एसिड एनहाइड्राइड के साथ अम्ल उत्प्रेरक (जैसे सांद्र H₂SO₄) की उपस्थिति में कराई जाती है, तो मीठी फलों जैसी गंध वाले एस्टर (Esters) बनते हैं। इस प्रतिवर्ती अभिक्रिया को **एस्टरीकरण (Esterification)** कहते हैं।
समीकरण: R-COOH + R’-OH &rightleftharpoons R-COOR’ + H₂O.
समीकरण: R-COOH + R’-OH &rightleftharpoons R-COOR’ + H₂O.
Explanation: Alcohols and phenols react with carboxylic acids, acid chlorides, or acid anhydrides in the presence of an acid catalyst (like concentrated H₂SO₄) to form sweet, fruity-smelling compounds called esters. This reversible condensation reaction is known as **Esterification**:
R-COOH + R’-OH &rightleftharpoons R-COOR’ + H₂O.
R-COOH + R’-OH &rightleftharpoons R-COOR’ + H₂O.
प्रश्न 24. जब डाइएथिल ईथर (CH₃CH₂-O-CH₂CH₃) को हवा की ऑक्सीजन की उपस्थिति में प्रकाश में लंबे समय तक खुला छोड़ दिया जाता है, तो यह ऑक्सीकृत होकर एक विस्फोटक अवांछित उत्पाद बनाता है। इस उत्पाद का क्या नाम है?
Q24. On long exposure to air and light, diethyl ether slowly oxidizes to form a highly explosive hazardous compound called:
सही उत्तर: B) ईथर परऑक्साइड (Ether peroxides / hydroperoxide)
Correct Answer: B) Ether peroxides / hydroperoxides
स्पष्टीकरण: ईथर वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ साधारण प्रकाश की उपस्थिति में धीमी गति से स्वतः ऑक्सीकरण (auto-oxidation) करते हैं।
– इसके फलस्वरूप अत्यंत खतरनाक और विस्फोटक **ईथर परऑक्साइड** या हाइड्रोपरऑक्साइड बनते हैं।
– आसवन (distillation) के दौरान सुखाने पर ये गंभीर विस्फोट का कारण बन सकते हैं। इसलिए प्रयोगशाला में उपयोग करने से पहले ईथर में परऑक्साइडों की जांच स्टार्च-KI पत्र द्वारा की जाती है और फेरस सल्फेट मिलाकर उन्हें नष्ट किया जाता है।
– इसके फलस्वरूप अत्यंत खतरनाक और विस्फोटक **ईथर परऑक्साइड** या हाइड्रोपरऑक्साइड बनते हैं।
– आसवन (distillation) के दौरान सुखाने पर ये गंभीर विस्फोट का कारण बन सकते हैं। इसलिए प्रयोगशाला में उपयोग करने से पहले ईथर में परऑक्साइडों की जांच स्टार्च-KI पत्र द्वारा की जाती है और फेरस सल्फेट मिलाकर उन्हें नष्ट किया जाता है।
Explanation: Ethers react slowly with atmospheric oxygen in the presence of light (auto-oxidation) to form highly unstable and explosive **ether peroxides** (or hydroperoxides). These peroxide residues can detonate violently when heated during distillation, making the storage of old ethers a safety hazard in laboratories.
प्रश्न 25. एनीसॉल (Anisole / Methoxybenzene) बेन्जीन वलय पर होने वाली इलेक्ट्रॉनरागी प्रतिस्थापन अभिक्रियाओं के प्रति कैसा व्यवहार प्रदर्शित करता है?
Q25. The methoxy group (-OCH₃) in anisole directs incoming electrophiles to which positions of the benzene ring?
सही उत्तर: B) ऑर्थो और पैरा-स्थितियों पर (Ortho and para-positions)
Correct Answer: B) ortho and para-positions
स्पष्टीकरण: एनीसॉल (C₆H₅OCH₃) में उपस्थित मेथॉक्सी समूह (-OCH₃) का ऑक्सीजन परमाणु अपने एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म को अनुनाद (+R प्रभाव) द्वारा बेन्जीन वलय में भेजता है।
– इसके कारण ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर इलेक्ट्रॉन घनत्व बहुत अधिक बढ़ जाता है।
– अतः यह आने वाले इलेक्ट्रॉनरागी के लिए एक **ऑर्थो-पैरा निर्देशक (ortho-para directing)** और सक्रियक (activating) समूह की तरह व्यवहार करता है।
– उदाहरण: इसका नाइट्रीकरण कराने पर ऑर्थो-नाइट्रोएनीसॉल और पैरा-नाइट्रोएनीसॉल का मिश्रण प्राप्त होता है, जिसमें पैरा समावयवी मुख्य उत्पाद होता है।
– इसके कारण ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर इलेक्ट्रॉन घनत्व बहुत अधिक बढ़ जाता है।
– अतः यह आने वाले इलेक्ट्रॉनरागी के लिए एक **ऑर्थो-पैरा निर्देशक (ortho-para directing)** और सक्रियक (activating) समूह की तरह व्यवहार करता है।
– उदाहरण: इसका नाइट्रीकरण कराने पर ऑर्थो-नाइट्रोएनीसॉल और पैरा-नाइट्रोएनीसॉल का मिश्रण प्राप्त होता है, जिसमें पैरा समावयवी मुख्य उत्पाद होता है।
Explanation: In anisole, the methoxy group (-OCH₃) donates electron density into the benzene ring through resonance (+R effect). This increases the electron density significantly at the **ortho and para positions**, activating the ring towards electrophilic substitution. Therefore, subsequent electrophilic attacks occur preferentially at these positions.