प्रश्न 1. बेंजॉयल क्लोराइड का उबलती हुई जाइलीन में पैलेडियम युक्त बेरियम सल्फेट (Pd / BaSO₄, जो सल्फर या क्विनोलिन द्वारा आंशिक विषैला किया गया हो) की उपस्थिति में हाइड्रोजन द्वारा अपचयन कराने पर बेंजैल्डिहाइड प्राप्त होता है। इस अभिक्रिया को क्या कहते हैं?
Q1. The reduction of benzoyl chloride with hydrogen in the presence of palladium supported on barium sulfate (Pd / BaSO₄) poisoned with sulfur or quinoline to yield benzaldehyde is called:
सही उत्तर: B) रोजेनमुंड अपचयन (Rosenmund Reduction)
Correct Answer: B) Rosenmund Reduction
स्पष्टीकरण: अम्ल क्लोराइडों (acyl chlorides) से सीधे ऐल्डिहाइड बनाने के लिए **रोजेनमुंड अपचयन (Rosenmund Reduction)** एक सर्वश्रेष्ठ विधि है।
– इसमें प्रयुक्त होने वाला उत्प्रेरक पैलेडियम (Pd) है।
– बेरियम सल्फेट (BaSO₄) और सल्फर/क्विनोलिन यहाँ उत्प्रेरक विष (catalytic poison) का कार्य करते हैं जो Pd की क्रियाशीलता को कम करते हैं। यदि ऐसा न किया जाए, तो बनने वाला ऐल्डिहाइड आगे तुरंत अपचयित होकर प्राथमिक ऐल्कोहॉल बना लेगा।
– इसमें प्रयुक्त होने वाला उत्प्रेरक पैलेडियम (Pd) है।
– बेरियम सल्फेट (BaSO₄) और सल्फर/क्विनोलिन यहाँ उत्प्रेरक विष (catalytic poison) का कार्य करते हैं जो Pd की क्रियाशीलता को कम करते हैं। यदि ऐसा न किया जाए, तो बनने वाला ऐल्डिहाइड आगे तुरंत अपचयित होकर प्राथमिक ऐल्कोहॉल बना लेगा।
Explanation: **Rosenmund Reduction** is used for the selective hydrogenation of acyl chlorides to aldehydes.
– The catalyst used is palladium (Pd) deposited on BaSO₄.
– BaSO₄ and sulfur/quinoline act as catalytic poisons to partially deactivate the palladium catalyst. This prevents the further reduction of the generated aldehyde into a primary alcohol.
– The catalyst used is palladium (Pd) deposited on BaSO₄.
– BaSO₄ and sulfur/quinoline act as catalytic poisons to partially deactivate the palladium catalyst. This prevents the further reduction of the generated aldehyde into a primary alcohol.
प्रश्न 2. एल्केन नाइट्राइलों का ईथरीय विलयन में हाइड्रोक्लोरिक अम्ल की उपस्थिति में स्टेनस क्लोराइड (SnCl₂ + HCl) द्वारा अपचयन कराने पर इमीन हाइड्रोक्लोराइड बनता है, जो उबलते जल द्वारा अपघटित होकर ऐल्डिहाइड देता है। इस अभिक्रिया को क्या कहते हैं?
Q2. The reduction of alkane nitriles with stannous chloride and hydrochloric acid (SnCl₂ + HCl) followed by acid hydrolysis to yield aldehydes is known as:
सही उत्तर: B) स्टीफेन अभिक्रिया (Stephen Reaction)
Correct Answer: B) Stephen Reaction
स्पष्टीकरण: नाइट्राइलों (cyanides) से ऐल्डिहाइड बनाने की इस विधि को **स्टीफेन अभिक्रिया (Stephen Reaction)** कहते हैं।
समीकरण: R-CN + SnCl₂ + HCl → R-CH=NH·HCl (इमीन हाइड्रोक्लोराइड)
जल अपघटन: R-CH=NH·HCl + H₂O → R-CHO + NH₄Cl.
(वैकल्पिक रूप से, नाइट्राइलों को डिबाल-एच DIBAL-H, अर्थात डाईआइसोब्यूटिलऐलुमिनियम हाइड्राइड द्वारा भी ऐल्डिहाइडों में अपचयित किया जा सकता है)।
समीकरण: R-CN + SnCl₂ + HCl → R-CH=NH·HCl (इमीन हाइड्रोक्लोराइड)
जल अपघटन: R-CH=NH·HCl + H₂O → R-CHO + NH₄Cl.
(वैकल्पिक रूप से, नाइट्राइलों को डिबाल-एच DIBAL-H, अर्थात डाईआइसोब्यूटिलऐलुमिनियम हाइड्राइड द्वारा भी ऐल्डिहाइडों में अपचयित किया जा सकता है)।
Explanation: The preparation of aldehydes from nitriles (alkyl cyanides) using tin(II) chloride and hydrogen chloride in ether, followed by hydrolysis of the intermediate imine salt, is called the **Stephen Reaction**:
R-CN + SnCl₂ + HCl → R-CH=NH·HCl &xrightarrow{H₂O} R-CHO + NH₄Cl.
R-CN + SnCl₂ + HCl → R-CH=NH·HCl &xrightarrow{H₂O} R-CHO + NH₄Cl.
प्रश्न 3. कार्बन डाइसल्फाइड (CS₂) विलायक में टालूईन का क्रोमिल क्लोराइड (CrO₂Cl₂) द्वारा आंशिक ऑक्सीकरण कराने पर एक क्रोमियम संकुल बनता है, जो जल अपघटन द्वारा बेंजैल्डिहाइड देता है। इस अभिक्रिया को क्या कहते हैं?
Q3. The partial oxidation of toluene to benzaldehyde using chromyl chloride (CrO₂Cl₂) in carbon disulfide (CS₂) followed by hydrolysis is called:
सही उत्तर: B) इटार्ड अभिक्रिया (Etard Reaction)
Correct Answer: B) Etard Reaction
स्पष्टीकरण: टालूईन के मैथिल समूह को नियंत्रित रूप से बेंजाल्डिहाइड में ऑक्सीकृत करने की इस विधि को **इटार्ड अभिक्रिया (Etard Reaction)** कहते हैं।
– इसमें प्रयुक्त होने वाला अभिकर्मक **क्रोमिल क्लोराइड (CrO₂Cl₂)** एक मध्यम श्रेणी का ऑक्सीकारक है।
– यह सर्वप्रथम भूरे रंग का क्रोमियम संकुल C₆H₅CH[OCr(OH)Cl₂]₂ बनाता है, जो जल अपघटन करने पर बेंजैल्डिहाइड (C₆H₅CHO) देता है। यदि प्रबल ऑक्सीकारक (जैसे क्षारीय KMnO₄) का उपयोग किया जाए, तो उत्पाद सीधे बेंजोइक अम्ल बन जाता है।
– इसमें प्रयुक्त होने वाला अभिकर्मक **क्रोमिल क्लोराइड (CrO₂Cl₂)** एक मध्यम श्रेणी का ऑक्सीकारक है।
– यह सर्वप्रथम भूरे रंग का क्रोमियम संकुल C₆H₅CH[OCr(OH)Cl₂]₂ बनाता है, जो जल अपघटन करने पर बेंजैल्डिहाइड (C₆H₅CHO) देता है। यदि प्रबल ऑक्सीकारक (जैसे क्षारीय KMnO₄) का उपयोग किया जाए, तो उत्पाद सीधे बेंजोइक अम्ल बन जाता है।
Explanation: The controlled oxidation of a methyl group on a benzene ring (such as in toluene) to a formyl group using **chromyl chloride (CrO₂Cl₂)** in CS₂ or CCl₄ is known as the **Etard Reaction**. It proceeds via a brown chromium complex intermediate, which on aqueous decomposition yields benzaldehyde.
प्रश्न 4. कार्बोनील यौगिकों पर होने वाली नाभिकरागी योगात्मक अभिक्रियाओं **(Nucleophilic Addition Reactions)** के प्रति ऐल्डिहाइडों और कीटोनों की क्रियाशीलता का सही घटता हुआ क्रम क्या होगा?
Q4. The correct decreasing order of reactivity of carbonyl compounds towards nucleophilic addition reactions is:
सही उत्तर: B) Formaldehyde (HCHO) > Acetaldehyde (CH₃CHO) > Acetone (CH₃COCH₃)
Correct Answer: B) Formaldehyde (HCHO) > Acetaldehyde (CH₃CHO) > Acetone (CH₃COCH₃)
स्पष्टीकरण: नाभिकरागी योगात्मक अभिक्रियाओं में, न्यूक्लीओफाइल आंशिक धनावेशित कार्बोनिल कार्बन पर आक्रमण करता है। क्रियाशीलता दो कारकों पर निर्भर करती है:
1. **त्रिविम प्रभाव (Steric factor):** कार्बोनिल कार्बन पर जितने बड़े ऐल्किल समूह होंगे, आने वाले न्यूक्लीओफाइल के लिए त्रिविम बाधा (hindrance) उतनी ही अधिक होगी। फॉर्मैल्डिहाइड में कोई ऐल्किल समूह नहीं होता, एसीटैल्डिहाइड में 1 और एसीटोन में 2 होते हैं।
2. **प्रेरणिक प्रभाव (Electronic factor):** ऐल्किल समूहों का +I प्रभाव कार्बोनिल कार्बन के धनावेश को कम कर देता है, जिससे उसकी नाभिकरागी के प्रति आकर्षण क्षमता घट जाती है।
अतः क्रियाशीलता का क्रम: **फॉर्मैल्डिहाइड > एसीटैल्डिहाइड > एसीटोन** होगा। (अॉरोमैटिक ऐल्डिहाइड अनुनाद के कारण कीटोनों से भी कम क्रियाशील होते हैं)।
1. **त्रिविम प्रभाव (Steric factor):** कार्बोनिल कार्बन पर जितने बड़े ऐल्किल समूह होंगे, आने वाले न्यूक्लीओफाइल के लिए त्रिविम बाधा (hindrance) उतनी ही अधिक होगी। फॉर्मैल्डिहाइड में कोई ऐल्किल समूह नहीं होता, एसीटैल्डिहाइड में 1 और एसीटोन में 2 होते हैं।
2. **प्रेरणिक प्रभाव (Electronic factor):** ऐल्किल समूहों का +I प्रभाव कार्बोनिल कार्बन के धनावेश को कम कर देता है, जिससे उसकी नाभिकरागी के प्रति आकर्षण क्षमता घट जाती है।
अतः क्रियाशीलता का क्रम: **फॉर्मैल्डिहाइड > एसीटैल्डिहाइड > एसीटोन** होगा। (अॉरोमैटिक ऐल्डिहाइड अनुनाद के कारण कीटोनों से भी कम क्रियाशील होते हैं)।
Explanation: Nucleophilic addition reactions involve the attack of a nucleophile on the electrophilic carbonyl carbon. Reactivity is governed by two factors:
1. **Steric Hindrance:** Bulky alkyl groups restrict the spatial approach of the nucleophile. Formaldehyde (0 alkyl groups) is least hindered, followed by acetaldehyde (1 methyl group) and acetone (2 methyl groups).
2. **Electronic (+I) Effect:** Alkyl groups release electron density towards the carbonyl carbon, reducing its positive electrophilic character.
Therefore, the reactivity order is: **Formaldehyde (HCHO) > Acetaldehyde (CH₃CHO) > Acetone (CH₃COCH₃)**.
1. **Steric Hindrance:** Bulky alkyl groups restrict the spatial approach of the nucleophile. Formaldehyde (0 alkyl groups) is least hindered, followed by acetaldehyde (1 methyl group) and acetone (2 methyl groups).
2. **Electronic (+I) Effect:** Alkyl groups release electron density towards the carbonyl carbon, reducing its positive electrophilic character.
Therefore, the reactivity order is: **Formaldehyde (HCHO) > Acetaldehyde (CH₃CHO) > Acetone (CH₃COCH₃)**.
प्रश्न 5. सेमिकार्बेजाइड (H₂N-NH-CO-NH₂) के पास एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म वाले दो नाइट्रोजन परमाणु (-NH₂ समूह) उपस्थित होते हैं। परन्तु कार्बोनील यौगिकों के साथ सेमिकार्बेजोन (Semicarbazone) बनाते समय केवल एक विशिष्ट -NH₂ समूह ही आबंध बनाने में भाग लेता है, क्यों?
Q5. Semicarbazide (H₂N-NH-CO-NH₂) contains two nitrogen atoms with lone pairs belonging to -NH₂ groups. However, only one specific -NH₂ group participates in forming semicarbazones with carbonyl compounds because:
सही उत्तर: B) कार्बोनील समूह के सीधे बगल वाले -NH₂ समूह का एकाकी युग्म अनुनाद (Resonance) में व्यस्त होने के कारण स्वतंत्र नहीं होता, जबकि दूसरा सिरा (H₂N-NH-) स्वतंत्र होता है
Correct Answer: B) The lone pair of the -NH₂ group adjacent to the carbonyl oxygen is delocalized in resonance, making only the hydrazine-end -NH₂ free to attack
स्पष्टीकरण: यह एक अत्यंत बारीक और महत्वपूर्ण संकल्पना है।
सेमिकार्बेजाइड की संरचना: H₂N¹-NH²-CO-NH³₂
– यहाँ N³ परमाणु सीधे कार्बोनिल समूह (-CO-) से जुड़ा है। इसका एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) ऑक्सीजन के साथ अनुनाद (resonance) में भाग लेता है: H₂N-NH-C(O⁻)=N⁺H₂, जिससे यह आबंध बनाने के लिए उपलब्ध नहीं होता (कम नाभिकरागी होता है)।
– इसके विपरीत, N¹ परमाणु (हाइड्राजीन सिरा) कार्बोनिल समूह से दूर होता है, इसका एकाकी युग्म पूरी तरह स्वतंत्र और अत्यधिक नाभिकरागी होता है। अतः केवल यही सिरा कार्बोनिल समूह पर आक्रमण करता है।
सेमिकार्बेजाइड की संरचना: H₂N¹-NH²-CO-NH³₂
– यहाँ N³ परमाणु सीधे कार्बोनिल समूह (-CO-) से जुड़ा है। इसका एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) ऑक्सीजन के साथ अनुनाद (resonance) में भाग लेता है: H₂N-NH-C(O⁻)=N⁺H₂, जिससे यह आबंध बनाने के लिए उपलब्ध नहीं होता (कम नाभिकरागी होता है)।
– इसके विपरीत, N¹ परमाणु (हाइड्राजीन सिरा) कार्बोनिल समूह से दूर होता है, इसका एकाकी युग्म पूरी तरह स्वतंत्र और अत्यधिक नाभिकरागी होता है। अतः केवल यही सिरा कार्बोनिल समूह पर आक्रमण करता है।
Explanation: Semicarbazide has the structure H₂N¹-NH²-CO-NH³₂.
– The lone pair of electrons on the N³ nitrogen (directly attached to -CO-) is involved in resonance/conjugation with the carbonyl group (-NH-CO- amide resonance). This makes it electron-deficient and unavailable for nucleophilic attack.
– On the other hand, the lone pair on the terminal N¹ nitrogen of the hydrazine end is not involved in resonance and is highly nucleophilic, thus acting as the sole reactive center.
– The lone pair of electrons on the N³ nitrogen (directly attached to -CO-) is involved in resonance/conjugation with the carbonyl group (-NH-CO- amide resonance). This makes it electron-deficient and unavailable for nucleophilic attack.
– On the other hand, the lone pair on the terminal N¹ nitrogen of the hydrazine end is not involved in resonance and is highly nucleophilic, thus acting as the sole reactive center.
प्रश्न 6. जिंक अमलगम और सांद्र हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (Zn-Hg / conc. HCl) का उपयोग करके कार्बोनील समूह (>C=O) को सीधे मेथिलीन समूह (>CH₂) में अपचयित करने की इस विधि को क्या कहते हैं?
Q6. The reduction of a carbonyl group (>C=O) directly to a methylene group (>CH₂) using zinc amalgam and concentrated hydrochloric acid (Zn-Hg / HCl) is known as:
सही उत्तर: B) क्लीमेन्सन अपचयन (Clemmensen Reduction)
Correct Answer: B) Clemmensen Reduction
स्पष्टीकरण: ऐल्डिहाइडों और कीटोनों के कार्बोनील समूह (>C=O) को हाइड्रोकार्बनों (>CH₂) में अपचयित करने की दो प्रमुख नामी अभिक्रियाएँ हैं:
– **क्लीमेन्सन अपचयन (Clemmensen Reduction):** इसमें अम्लीय माध्यम में अपचयन कराया जाता है, जिसमें अभिकर्मक **जिंक अमलगम और सांद्र HCl** प्रयुक्त होता है।
– **वोल्फ-किश्नर अपचयन (Wolff-Kishner Reduction):** इसमें क्षारीय माध्यम में हाइड्राजीन (NH₂NH₂) और KOH का उपयोग किया जाता है।
दोनों विधियाँ कार्बोनील को सीधे ऐल्केन में बदल देती हैं।
– **क्लीमेन्सन अपचयन (Clemmensen Reduction):** इसमें अम्लीय माध्यम में अपचयन कराया जाता है, जिसमें अभिकर्मक **जिंक अमलगम और सांद्र HCl** प्रयुक्त होता है।
– **वोल्फ-किश्नर अपचयन (Wolff-Kishner Reduction):** इसमें क्षारीय माध्यम में हाइड्राजीन (NH₂NH₂) और KOH का उपयोग किया जाता है।
दोनों विधियाँ कार्बोनील को सीधे ऐल्केन में बदल देती हैं।
Explanation: The reduction of aldehydes or ketones to alkanes (converting >C=O into >CH₂) can be performed under acidic or basic conditions:
– **Clemmensen Reduction:** Uses acidic conditions with **zinc amalgam and concentrated hydrochloric acid (Zn-Hg/HCl)** as the reducing agent.
– **Wolff-Kishner Reduction:** Performs the same conversion under basic conditions using hydrazine followed by heating with KOH in ethylene glycol.
– **Clemmensen Reduction:** Uses acidic conditions with **zinc amalgam and concentrated hydrochloric acid (Zn-Hg/HCl)** as the reducing agent.
– **Wolff-Kishner Reduction:** Performs the same conversion under basic conditions using hydrazine followed by heating with KOH in ethylene glycol.
प्रश्न 7. कार्बोनील समूह को मेथिलीन समूह में अपचयित करने के लिए प्रयुक्त होने वाले **वोल्फ-किश्नर अपचयन (Wolff-Kishner Reduction)** में प्रयुक्त होने वाले अभिकर्मक क्रमशः कौन से हैं?
Q7. The reagent(s) employed in the **Wolff-Kishner Reduction** of aldehydes and ketones to hydrocarbons is/are:
सही उत्तर: B) हाइड्राजीन (NH₂NH₂) जिसके बाद इथिलीन ग्लाइकॉल विलायक में KOH के साथ गर्म किया जाता है
Correct Answer: B) Hydrazine (NH₂NH₂) followed by heating with KOH in ethylene glycol
स्पष्टीकरण: वोल्फ-किश्नर अपचयन (Wolff-Kishner Reduction) क्षारीय माध्यम में होने वाला प्रक्रम है:
1. कार्बोनील यौगिक पहले हाइड्राजीन (NH₂NH₂) के साथ क्रिया करके हाइड्राजोन मध्यवर्ती बनाता है।
2. इसके बाद इसे एक उच्च क्वथनांक वाले विलायक (जैसे एथिलीन ग्लाइकॉल) में पोटेशियम हाइड्रोक्साइड (KOH) के साथ गर्म किया जाता है।
3. इसके फलस्वरूप नाइट्रोजन गैस (N₂) बाहर निकल जाती है और ऐल्केन प्राप्त होता है। यह विधि उन यौगिकों के लिए उपयुक्त है जो अम्ल के प्रति संवेदनशील (acid-sensitive) होते हैं।
1. कार्बोनील यौगिक पहले हाइड्राजीन (NH₂NH₂) के साथ क्रिया करके हाइड्राजोन मध्यवर्ती बनाता है।
2. इसके बाद इसे एक उच्च क्वथनांक वाले विलायक (जैसे एथिलीन ग्लाइकॉल) में पोटेशियम हाइड्रोक्साइड (KOH) के साथ गर्म किया जाता है।
3. इसके फलस्वरूप नाइट्रोजन गैस (N₂) बाहर निकल जाती है और ऐल्केन प्राप्त होता है। यह विधि उन यौगिकों के लिए उपयुक्त है जो अम्ल के प्रति संवेदनशील (acid-sensitive) होते हैं।
Explanation: The Wolff-Kishner reduction is a base-catalyzed reduction:
1. The carbonyl compound is reacted with hydrazine (NH₂NH₂) to form a hydrazone intermediate.
2. This intermediate is heated with a strong base like potassium hydroxide (KOH) in a high-boiling solvent like ethylene glycol.
3. This eliminates nitrogen gas (N₂), yielding the alkane. It is preferred for acid-sensitive compounds.
1. The carbonyl compound is reacted with hydrazine (NH₂NH₂) to form a hydrazone intermediate.
2. This intermediate is heated with a strong base like potassium hydroxide (KOH) in a high-boiling solvent like ethylene glycol.
3. This eliminates nitrogen gas (N₂), yielding the alkane. It is preferred for acid-sensitive compounds.
प्रश्न 8. रजत दर्पण परीक्षण (Silver Mirror Test) के लिए प्रयुक्त होने वाला **टॉलेन अभिकर्मक (Tollens’ Reagent)** रासायनिक रूप से मूलतः क्या होता है?
Q8. Tollens’ Reagent, used for the detection of aldehydes (Silver Mirror Test), is chemically:
सही उत्तर: A) अमोनियामय सिल्वर नाइट्रेट विलयन (Ammoniacal silver nitrate, [Ag(NH₃)₂]⁺)
Correct Answer: A) Ammoniacal silver nitrate solution containing the complex ion [Ag(NH₃)₂]⁺
स्पष्टीकरण: टॉलेन अभिकर्मक (Tollens’ Reagent) एक मृदु (mild) ऑक्सीकारक है जो रासायनिक रूप से **अमोनियामय सिल्वर नाइट्रेट विलयन** होता है, जिसमें मुख्य सक्रिय संकुल आयन **[Ag(NH₃)₂]⁺** (डाईऐमीनसिल्वर(I) आयन) उपस्थित होता है।
– यह ऐल्डिहाइडों (दोनों ऐलिफैटिक और अॉरोमैटिक) को ऑक्सीकृत करके कार्बोक्सिलेट आयन बनाता है, और स्वयं धात्विक सिल्वर (Ag) में अपचयित होकर परखनली की दीवार पर एक चमकीला रजत दर्पण (Silver mirror) बनाता है। कीटोन्स यह परीक्षण नहीं देते।
– यह ऐल्डिहाइडों (दोनों ऐलिफैटिक और अॉरोमैटिक) को ऑक्सीकृत करके कार्बोक्सिलेट आयन बनाता है, और स्वयं धात्विक सिल्वर (Ag) में अपचयित होकर परखनली की दीवार पर एक चमकीला रजत दर्पण (Silver mirror) बनाता है। कीटोन्स यह परीक्षण नहीं देते।
Explanation: Tollens’ Reagent is a mild oxidizing agent prepared freshly as an **ammoniacal silver nitrate solution**. It contains the active coordination complex ion **[Ag(NH₃)₂]⁺**.
– Aldehydes (both aliphatic and aromatic) reduce this reagent to metallic silver, which deposits on the inner wall of the test tube as a shiny “silver mirror”. Ketones do not respond to this test.
– Aldehydes (both aliphatic and aromatic) reduce this reagent to metallic silver, which deposits on the inner wall of the test tube as a shiny “silver mirror”. Ketones do not respond to this test.
प्रश्न 9. फेहलिंग परीक्षण (Fehling’s Test) के दौरान, ऐलिफैटिक ऐल्डिहाइड फेहलिंग विलयन को अपचयित करके किस यौगिक का **लाल-भूरा अवक्षेप (reddish-brown precipitate)** बनाते हैं?
Q9. During Fehling’s test, aliphatic aldehydes reduce the Fehling’s solution to give a reddish-brown precipitate of:
सही उत्तर: B) क्यूप्रस ऑक्साइड (Cuprous oxide, Cu₂O)
Correct Answer: B) Cuprous oxide (Cu₂O)
स्पष्टीकरण: फेहलिंग विलयन दो विलयनों (Fehling A: जलीय कॉपर सल्फेट, और Fehling B: सोडियम पोटेशियम टार्ट्रेट / रोशेल लवण युक्त क्षारीय विलयन) का मिश्रण होता है।
– ऐलिफैटिक ऐल्डिहाइड कॉपर आयनों (Cu²⁺, नीला रंग) को अपचयित कर देते हैं, जिससे लाल-भूरे रंग के **क्यूप्रस ऑक्साइड (Cu₂O)** का अवक्षेप प्राप्त होता है:
R-CHO + 2Cu²⁺ + 5OH⁻ → R-COO⁻ + Cu₂O↓ + 3H₂O.
– (ध्यान दें: बेन्जऐल्डिहाइड या अॉरोमैटिक ऐल्डिहाइड फेहलिंग परीक्षण नहीं देते हैं, यह ऐलिफैटिक और अॉरोमैटिक ऐल्डिहाइड में विभेद करने की उत्तम विधि है)।
– ऐलिफैटिक ऐल्डिहाइड कॉपर आयनों (Cu²⁺, नीला रंग) को अपचयित कर देते हैं, जिससे लाल-भूरे रंग के **क्यूप्रस ऑक्साइड (Cu₂O)** का अवक्षेप प्राप्त होता है:
R-CHO + 2Cu²⁺ + 5OH⁻ → R-COO⁻ + Cu₂O↓ + 3H₂O.
– (ध्यान दें: बेन्जऐल्डिहाइड या अॉरोमैटिक ऐल्डिहाइड फेहलिंग परीक्षण नहीं देते हैं, यह ऐलिफैटिक और अॉरोमैटिक ऐल्डिहाइड में विभेद करने की उत्तम विधि है)।
Explanation: Fehling’s solution consists of a mixture of Fehling’s A (aqueous copper sulfate) and Fehling’s B (alkaline sodium potassium tartrate / Rochelle salt).
– Aliphatic aldehydes reduce blue cupric ions (Cu²⁺) to cuprous ions (Cu⁺), which precipitate out as reddish-brown **cuprous oxide (Cu₂O)**:
R-CHO + 2Cu²⁺ + 5OH⁻ → R-COO⁻ + Cu₂O↓ + 3H₂O.
– Aromatic aldehydes (like benzaldehyde) are weaker reducing agents and do not reduce Fehling’s solution.
– Aliphatic aldehydes reduce blue cupric ions (Cu²⁺) to cuprous ions (Cu⁺), which precipitate out as reddish-brown **cuprous oxide (Cu₂O)**:
R-CHO + 2Cu²⁺ + 5OH⁻ → R-COO⁻ + Cu₂O↓ + 3H₂O.
– Aromatic aldehydes (like benzaldehyde) are weaker reducing agents and do not reduce Fehling’s solution.
प्रश्न 10. तनु क्षार (जैसे तनु NaOH) की उपस्थिति में होने वाली **ऐल्डोल संघनन (Aldol Condensation)** अभिक्रिया प्रदर्शित करने के लिए किसी कार्बोनील यौगिक के पास कौन सी संरचनात्मक शर्त होनी अनिवार्य है?
Q10. To undergo **Aldol Condensation** in the presence of a dilute alkali (such as dilute NaOH), a carbonyl compound must structurally possess:
सही उत्तर: A) कम से कम एक α-हाइड्रोजन परमाणु (At least one α-hydrogen atom)
Correct Answer: A) At least one α-hydrogen atom
स्पष्टीकरण: ऐल्डोल संघनन (Aldol Condensation) की क्रियाविधि में:
1. तनु क्षार (OH⁻) कार्बोनिल समूह के बगल वाले कार्बन (α-कार्बन) से एक अम्लीय हाइड्रोजन (**α-हाइड्रोजन**) को हटाकर एक स्थिर न्यूक्लीओफिलिक इनॉलेट आयन (enolate ion) बनाता है।
2. यह इनॉलेट आयन दूसरे कार्बोनिल अणु पर आक्रमण करता है।
अतः, जिन यौगिकों के पास कम से कम एक α-हाइड्रोजन होता है (जैसे एसीटैल्डिहाइड, एसीटोन, प्रोपियोनैल्डिहाइड), केवल वे ही ऐल्डोल संघनन प्रदर्शित कर सकते हैं।
1. तनु क्षार (OH⁻) कार्बोनिल समूह के बगल वाले कार्बन (α-कार्बन) से एक अम्लीय हाइड्रोजन (**α-हाइड्रोजन**) को हटाकर एक स्थिर न्यूक्लीओफिलिक इनॉलेट आयन (enolate ion) बनाता है।
2. यह इनॉलेट आयन दूसरे कार्बोनिल अणु पर आक्रमण करता है।
अतः, जिन यौगिकों के पास कम से कम एक α-हाइड्रोजन होता है (जैसे एसीटैल्डिहाइड, एसीटोन, प्रोपियोनैल्डिहाइड), केवल वे ही ऐल्डोल संघनन प्रदर्शित कर सकते हैं।
Explanation: The mechanism of Aldol Condensation requires:
1. A dilute base (OH⁻) to deprotonate an acidic hydrogen atom attached to the carbon adjacent to the carbonyl group (the **α-hydrogen**), forming a nucleophilic enolate carbanion.
2. This carbanion then performs a nucleophilic addition on another carbonyl molecule.
Therefore, only carbonyl compounds possessing **at least one α-hydrogen** (e.g., acetaldehyde, acetone) can undergo Aldol condensation.
1. A dilute base (OH⁻) to deprotonate an acidic hydrogen atom attached to the carbon adjacent to the carbonyl group (the **α-hydrogen**), forming a nucleophilic enolate carbanion.
2. This carbanion then performs a nucleophilic addition on another carbonyl molecule.
Therefore, only carbonyl compounds possessing **at least one α-hydrogen** (e.g., acetaldehyde, acetone) can undergo Aldol condensation.
प्रश्न 11. सांद्र क्षार (जैसे 50% NaOH) की उपस्थिति में होने वाली **कैनिजारो अभिक्रिया (Cannizzaro Reaction)** किस प्रकार के कार्बोनील यौगिकों द्वारा प्रदर्शित की जाती है?
Q11. The **Cannizzaro Reaction** in the presence of concentrated alkali (such as 50% NaOH) is exhibited exclusively by aldehydes that:
सही उत्तर: B) जिनके पास कोई भी α-हाइड्रोजन परमाणु उपस्थित नहीं होता (Do not contain any α-hydrogen atom)
Correct Answer: B) Do not contain any α-hydrogen atom
स्पष्टीकरण: कैनिजारो अभिक्रिया (Cannizzaro Reaction) उन ऐल्डिहाइडों द्वारा दर्शाई जाती है जिनमें **कोई α-हाइड्रोजन नहीं होता** (जैसे फॉर्मैल्डिहाइड HCHO, बेन्जऐल्डिहाइड C₆H₅CHO, ट्राइमेथिलएसीटैल्डिहाइड)।
– सांद्र क्षार की उपस्थिति में इन ऐल्डिहाइडों का स्वतः ऑक्सीकरण-अपचयन (स्व-अपचयोपचय या disproportionation) होता है।
– इसमें ऐल्डिहाइड का एक अणु अपचयित होकर **ऐल्कोहॉल** बनाता है, जबकि दूसरा अणु ऑक्सीकृत होकर **कार्बोक्सिलिक अम्ल का सोडियम लवण** बनाता है।
– सांद्र क्षार की उपस्थिति में इन ऐल्डिहाइडों का स्वतः ऑक्सीकरण-अपचयन (स्व-अपचयोपचय या disproportionation) होता है।
– इसमें ऐल्डिहाइड का एक अणु अपचयित होकर **ऐल्कोहॉल** बनाता है, जबकि दूसरा अणु ऑक्सीकृत होकर **कार्बोक्सिलिक अम्ल का सोडियम लवण** बनाता है।
Explanation: Aldehydes that **do not contain any α-hydrogen atom** (such as formaldehyde HCHO, benzaldehyde C₆H₅CHO, and pivalaldehyde) cannot undergo Aldol condensation. Instead, when treated with concentrated alkali, they undergo self-oxidation and reduction (disproportionation). One molecule of aldehyde is reduced to an alcohol, while another is oxidized to a carboxylic acid salt. This is the **Cannizzaro Reaction**.
प्रश्न 12. फॉर्मैल्डिहाइड (HCHO) के दो अणुओं की सांद्र NaOH (50%) के साथ होने वाली कैनिजारो अभिक्रिया के मुख्य उत्पाद क्या प्राप्त होंगे?
Q12. The reaction of two molecules of formaldehyde (HCHO) with concentrated 50% NaOH (Cannizzaro reaction) yields:
सही उत्तर: B) मेथेनॉल (CH₃OH) और सोडियम फॉर्मेट (HCOONa)
Correct Answer: B) Methanol (CH₃OH) and Sodium formate (HCOONa)
स्पष्टीकरण: फॉर्मैल्डिहाइड में कोई α-हाइड्रोजन नहीं होता, अतः यह कैनिजारो अभिक्रिया प्रदर्शित करता है:
2 HCHO + NaOH (सांद्र) → CH₃OH (मेथेनॉल – अपचयित उत्पाद) + HCOONa (सोडियम फॉर्मेट – ऑक्सीकृत उत्पाद)।
2 HCHO + NaOH (सांद्र) → CH₃OH (मेथेनॉल – अपचयित उत्पाद) + HCOONa (सोडियम फॉर्मेट – ऑक्सीकृत उत्पाद)।
Explanation: Since formaldehyde lacks α-hydrogens, it undergoes disproportionation (the Cannizzaro reaction) in the presence of concentrated NaOH:
2 HCHO + NaOH (conc.) → CH₃OH (Methanol) + HCOONa (Sodium formate).
2 HCHO + NaOH (conc.) → CH₃OH (Methanol) + HCOONa (Sodium formate).
प्रश्न 13. हैलोजन प्रतिस्थापी समूहों के इलेक्ट्रॉन आकर्षी ऋणात्मक प्रेरणिक प्रभाव (-I) के आधार पर, निम्नलिखित हैलो-एसिटिक अम्लों के अम्लीय सामर्थ्य (Acidic Strength) का सही घटता हुआ क्रम क्या होगा?
Q13. Based on the negative inductive (-I) effect of halogen substituents, the correct decreasing order of acidic strength of chloro-substituted acetic acids is:
सही उत्तर: B) CCl₃COOH > CHCl₂COOH > CH₂ClCOOH > CH₃COOH
Correct Answer: B) CCl₃COOH > CHCl₂COOH > CH₂ClCOOH > CH₃COOH
स्पष्टीकरण: कार्बोक्सिलिक अम्लों की अम्लीयता वियोजन के पश्चात बनने वाले कार्बोक्सिलेट आयन (R-COO⁻) के स्थायित्व पर निर्भर करती है।
– इलेक्ट्रॉन आकर्षी समूह (-I प्रभाव वाले समूह जैसे क्लोरीन) O-H आबंध की ध्रुवीयता को बढ़ाते हैं और ऋणावेश को विस्थापित करके कार्बोक्सिलेट आयन को अत्यधिक स्थायी बनाते हैं।
– क्लोरीन परमाणुओं की संख्या जितनी अधिक होगी, -I प्रभाव उतना ही प्रबल होगा, और अम्लीयता उतनी ही अधिक होगी।
अतः सही क्रम: **ट्राइक्लोरोएसिटिक अम्ल (CCl₃COOH) > डाइक्लोरोएसिटिक अम्ल (CHCl₂COOH) > मोनोक्लोरोएसिटिक अम्ल (CH₂ClCOOH) > एसिटिक अम्ल (CH₃COOH)** है।
– इलेक्ट्रॉन आकर्षी समूह (-I प्रभाव वाले समूह जैसे क्लोरीन) O-H आबंध की ध्रुवीयता को बढ़ाते हैं और ऋणावेश को विस्थापित करके कार्बोक्सिलेट आयन को अत्यधिक स्थायी बनाते हैं।
– क्लोरीन परमाणुओं की संख्या जितनी अधिक होगी, -I प्रभाव उतना ही प्रबल होगा, और अम्लीयता उतनी ही अधिक होगी।
अतः सही क्रम: **ट्राइक्लोरोएसिटिक अम्ल (CCl₃COOH) > डाइक्लोरोएसिटिक अम्ल (CHCl₂COOH) > मोनोक्लोरोएसिटिक अम्ल (CH₂ClCOOH) > एसिटिक अम्ल (CH₃COOH)** है।
Explanation: The acidity of carboxylic acids increases in the presence of electron-withdrawing groups (-I effect) which disperse the negative charge of the conjugate carboxylate anion, stabilizing it.
– Chlorine is highly electronegative and exerts a strong -I effect.
– As the number of chlorine atoms increases, the -I stabilization increases, significantly enhancing acidity.
– Thus, the correct decreasing order is: **Trichloroacetic acid (CCl₃COOH) > Dichloroacetic acid (CHCl₂COOH) > Monochloroacetic acid (CH₂ClCOOH) > Acetic acid (CH₃COOH)**.
– Chlorine is highly electronegative and exerts a strong -I effect.
– As the number of chlorine atoms increases, the -I stabilization increases, significantly enhancing acidity.
– Thus, the correct decreasing order is: **Trichloroacetic acid (CCl₃COOH) > Dichloroacetic acid (CHCl₂COOH) > Monochloroacetic acid (CH₂ClCOOH) > Acetic acid (CH₃COOH)**.
प्रश्न 14. कार्बोक्सिलिक अम्ल (Carboxylic acids) फिनॉलों (Phenols) की तुलना में बहुत अधिक प्रबल अम्लीय (much stronger acids) होते हैं। इसका सबसे मुख्य संरचनात्मक कारण क्या है?
Q14. Carboxylic acids are significantly stronger acids than phenols. The primary structural reason for this difference is:
सही उत्तर: B) कार्बोक्सिलेट आयन का ऋणावेश दो समान रूप से विद्युतऋणात्मक ऑक्सीजन परमाणुओं पर विस्थानीकृत (delocalized) होता है, जबकि फिनॉक्साइड आयन में ऋणावेश कम विद्युतऋणात्मक कार्बन परमाणुओं पर जाता है
Correct Answer: B) In the carboxylate ion, the negative charge is delocalized over two highly electronegative oxygen atoms in equivalent structures, whereas in the phenoxide ion, it is delocalized over less electronegative carbon atoms
स्पष्टीकरण: यह एक अत्यंत महत्वपूर्ण NEET वैचारिक प्रश्न है:
– **कार्बोक्सिलेट आयन (R-COO⁻):** में अनुनाद के कारण ऋणावेश दो समान रूप से विद्युतऋणात्मक ऑक्सीजन परमाणुओं पर वितरित रहता है, जिससे दोनों अनुनादी संरचनाएँ बिल्कुल समतुल्य (identical resonance structures) और अत्यधिक स्थायी होती हैं।
– **फिनॉक्साइड आयन (C₆H₅O⁻):** में यद्यपि अनुनादी संरचनाओं की संख्या (5) अधिक होती है, परंतु ऋणावेश ऑक्सीजन से निकलकर वलय के कम विद्युतऋणात्मक कार्बन परमाणुओं (ortho, para carbons) पर जाता है। गैर-समतुल्य संरचनाओं के कारण इसका स्थायित्व कार्बोक्सिलेट आयन से काफी कम होता है।
इसलिए कार्बोक्सिलिक अम्ल फिनॉल की तुलना में अत्यधिक अम्लीय होते हैं।
– **कार्बोक्सिलेट आयन (R-COO⁻):** में अनुनाद के कारण ऋणावेश दो समान रूप से विद्युतऋणात्मक ऑक्सीजन परमाणुओं पर वितरित रहता है, जिससे दोनों अनुनादी संरचनाएँ बिल्कुल समतुल्य (identical resonance structures) और अत्यधिक स्थायी होती हैं।
– **फिनॉक्साइड आयन (C₆H₅O⁻):** में यद्यपि अनुनादी संरचनाओं की संख्या (5) अधिक होती है, परंतु ऋणावेश ऑक्सीजन से निकलकर वलय के कम विद्युतऋणात्मक कार्बन परमाणुओं (ortho, para carbons) पर जाता है। गैर-समतुल्य संरचनाओं के कारण इसका स्थायित्व कार्बोक्सिलेट आयन से काफी कम होता है।
इसलिए कार्बोक्सिलिक अम्ल फिनॉल की तुलना में अत्यधिक अम्लीय होते हैं।
Explanation: Both carboxylate and phenoxide ions are stabilized by resonance.
– **Carboxylate ion (R-COO⁻):** The negative charge is delocalized over two equivalent, highly electronegative oxygen atoms. This leads to two identical, highly stable resonance structures.
– **Phenoxide ion (C₆H₅O⁻):** Although it has more resonance structures (5), the negative charge is delocalized onto less electronegative carbon atoms of the benzene ring. Delocalization over carbon is less effective than over oxygen. Thus, the carboxylate ion is much more stable than the phenoxide ion, making carboxylic acids much stronger acids than phenols.
– **Carboxylate ion (R-COO⁻):** The negative charge is delocalized over two equivalent, highly electronegative oxygen atoms. This leads to two identical, highly stable resonance structures.
– **Phenoxide ion (C₆H₅O⁻):** Although it has more resonance structures (5), the negative charge is delocalized onto less electronegative carbon atoms of the benzene ring. Delocalization over carbon is less effective than over oxygen. Thus, the carboxylate ion is much more stable than the phenoxide ion, making carboxylic acids much stronger acids than phenols.
प्रश्न 15. ग्रीन्यार अभिकर्मक (RMgX) की **ठोस कार्बन डाइऑक्साइड (शुष्क बर्फ / Dry Ice)** के साथ क्रिया कराने के पश्चात अम्लीय जल अपघटन करने पर क्या प्राप्त होता है?
Q15. The reaction of a Grignard reagent (RMgX) with solid carbon dioxide (dry ice) followed by acidic hydrolysis yields:
सही उत्तर: B) कार्बोक्सिलिक अम्ल (Carboxylic Acids, R-COOH)
Correct Answer: B) Carboxylic Acids (R-COOH)
स्पष्टीकरण: ग्रीन्यार अभिकर्मक का न्यूक्लीओफिलिक ऐल्किल समूह (R⁻) कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) के आंशिक धनावेशित कार्बन पर आक्रमण करता है।
– इसके फलस्वरूप कार्बोक्सिलिक अम्ल का मैग्नीशियम लवण संकुल बनता है: R-COOMgX।
– खनिज अम्ल (H₃O⁺) द्वारा इसका जल अपघटन करने पर **कार्बोक्सिलिक अम्ल (R-COOH)** प्राप्त होता है।
यह कार्बन श्रृंखला की लंबाई एक कार्बन बढ़ाने (step-up reaction) की महत्वपूर्ण विधि है।
– इसके फलस्वरूप कार्बोक्सिलिक अम्ल का मैग्नीशियम लवण संकुल बनता है: R-COOMgX।
– खनिज अम्ल (H₃O⁺) द्वारा इसका जल अपघटन करने पर **कार्बोक्सिलिक अम्ल (R-COOH)** प्राप्त होता है।
यह कार्बन श्रृंखला की लंबाई एक कार्बन बढ़ाने (step-up reaction) की महत्वपूर्ण विधि है।
Explanation: Nucleophilic addition of Grignard reagent (R⁻) to carbon dioxide (O=C=O) forms a magnesium carboxylate salt complex (R-COOMgX). On subsequent acidic hydrolysis, this complex is cleaved to yield a **carboxylic acid (R-COOH)**:
R-MgX + CO₂ → R-COOMgX &xrightarrow{H₃O⁺} R-COOH + Mg(OH)X.
R-MgX + CO₂ → R-COOMgX &xrightarrow{H₃O⁺} R-COOH + Mg(OH)X.
प्रश्न 16. एलिफैटिक कार्बोक्सिलिक अम्लों (जिनके पास α-हाइड्रोजन उपस्थित हो) की लाल फास्फोरस की अल्प मात्रा की उपस्थिति में क्लोरीन या ब्रोमीन के साथ क्रिया कराने पर **α-हैलोकार्बोक्सिलिक अम्ल** प्राप्त होते हैं। इस अभिक्रिया को क्या कहते हैं?
Q16. The reaction of aliphatic carboxylic acids containing α-hydrogen with chlorine or bromine in the presence of a small amount of red phosphorus to yield α-halocarboxylic acids is called:
सही उत्तर: B) हेल-वोल्हार्ड-जेलिंस्की अभिक्रिया (Hell-Volhard-Zelinsky Reaction – HVZ)
Correct Answer: B) Hell-Volhard-Zelinsky Reaction (HVZ)
स्पष्टीकरण: कार्बोक्सिलिक अम्लों के α-कार्बन पर हैलोजन प्रतिस्थापन की इस विशिष्ट अभिक्रिया को **हेल-वोल्हार्ड-जेलिंस्की अभिक्रिया (HVZ Reaction)** कहा जाता है।
– यह केवल उन अम्लों में ही संभव है जिनमें कम से कम एक **α-हाइड्रोजन** उपस्थित हो (जैसे एसिटिक अम्ल, प्रोपेनोइक अम्ल)।
– लाल फास्फोरस की उपस्थिति में क्लोरीन या ब्रोमीन क्रिया करके α-हाइड्रोजन को प्रतिस्थापित कर देते हैं, जिससे α-क्लोरोएसिटिक अम्ल आदि प्राप्त होते हैं।
– यह केवल उन अम्लों में ही संभव है जिनमें कम से कम एक **α-हाइड्रोजन** उपस्थित हो (जैसे एसिटिक अम्ल, प्रोपेनोइक अम्ल)।
– लाल फास्फोरस की उपस्थिति में क्लोरीन या ब्रोमीन क्रिया करके α-हाइड्रोजन को प्रतिस्थापित कर देते हैं, जिससे α-क्लोरोएसिटिक अम्ल आदि प्राप्त होते हैं।
Explanation: The selective halogenation of aliphatic carboxylic acids at the α-carbon is known as the **Hell-Volhard-Zelinsky (HVZ) Reaction**. It requires the presence of at least one **α-hydrogen** in the carboxylic acid. The acid is treated with chlorine or bromine in the presence of a catalytic amount of red phosphorus, yielding α-halocarboxylic acids.
प्रश्न 17. फार्मिक अम्ल (HCOOH) और एसिटिक अम्ल (CH₃COOH) के संदर्भ में निम्नलिखित में से कौन सा कथन सत्य है, जो फार्मिक अम्ल की अनूठी संरचनात्मक विशिष्टता को दर्शाता है?
Q17. Regarding formic acid (HCOOH) and acetic acid (CH₃COOH), which of the following statements is correct, showcasing the unique structural feature of formic acid?
सही उत्तर: B) फार्मिक अम्ल टॉलेन और फेहलिंग विलयन दोनों को अपचयित कर सकता है, जबकि एसिटिक अम्ल नहीं कर सकता
Correct Answer: B) Formic acid reduces both Tollens’ reagent and Fehling’s solution, whereas acetic acid does not
स्पष्टीकरण: फार्मिक अम्ल (H-CO-OH) की संरचना बहुत ही अनोखी होती है।
– इसमें एक तरफ से कार्बोक्सिलिक अम्ल समूह (-COOH) और दूसरी तरफ से देखने पर ऐल्डिहाइडिक समूह (H-C=O) दिखाई देता है।
– ऐल्डिहाइड समूह की उपस्थिति के कारण, यह एक मृदु अपचायक की तरह व्यवहार करता है और टॉलेन अभिकर्मक (रजत दर्पण बनाता है) व फेहलिंग विलयन (लाल Cu₂O बनाता है) दोनों को अपचयित कर देता है।
– एसिटिक अम्ल (CH₃COOH) में कोई ऐल्डिहाइडिक हाइड्रोजन नहीं होता, अतः यह यह परीक्षण नहीं देता।
– इसमें एक तरफ से कार्बोक्सिलिक अम्ल समूह (-COOH) और दूसरी तरफ से देखने पर ऐल्डिहाइडिक समूह (H-C=O) दिखाई देता है।
– ऐल्डिहाइड समूह की उपस्थिति के कारण, यह एक मृदु अपचायक की तरह व्यवहार करता है और टॉलेन अभिकर्मक (रजत दर्पण बनाता है) व फेहलिंग विलयन (लाल Cu₂O बनाता है) दोनों को अपचयित कर देता है।
– एसिटिक अम्ल (CH₃COOH) में कोई ऐल्डिहाइडिक हाइड्रोजन नहीं होता, अतः यह यह परीक्षण नहीं देता।
Explanation: Formic acid (H-CO-OH) contains a unique dual structure: it has a carboxylic acid group (-COOH) on one side and an aldehydic group (H-C=O) on the other. Because of this aldehydic hydrogen, formic acid behaves as a reducing agent and successfully reduces both Tollens’ reagent and Fehling’s solution. Acetic acid (CH₃COOH) lacks this aldehydic feature and does not respond to these tests.
प्रश्न 18. दो अणुओं एसिटिक अम्ल को फास्फोरस पेंटाऑक्साइड (P₂O₅) जैसे प्रबल निर्जलीकारक (dehydrating agent) के साथ गर्म करने पर क्या प्राप्त होता है?
Q18. Heating two molecules of acetic acid with a strong dehydrating agent such as phosphorus pentoxide (P₂O₅) yields:
सही उत्तर: B) एसिटिक एनहाइड्राइड (Acetic anhydride, (CH₃CO)₂O)
Correct Answer: B) Acetic anhydride ((CH₃CO)₂O)
स्पष्टीकरण: जब खनिज अम्ल (जैसे सांद्र H₂SO₄) या फास्फोरस पेंटाऑक्साइड (P₂O₅) की उपस्थिति में कार्बोक्सिलिक अम्लों को गर्म किया जाता है, तो उनके दो अणुओं के बीच से एक जल का अणु (H₂O) निष्कासित हो जाता है (Intermolecular dehydration)। इसके फलस्वरूप संगत एनहाइड्राइड का निर्माण होता है।
समीकरण: 2 CH₃COOH &xrightarrow{P₂O₅, Δ} (CH₃CO)₂O + H₂O (एसिटिक एनहाइड्राइड)।
समीकरण: 2 CH₃COOH &xrightarrow{P₂O₅, Δ} (CH₃CO)₂O + H₂O (एसिटिक एनहाइड्राइड)।
Explanation: Carboxylic acids undergo intermolecular dehydration when heated with mineral acids (like concentrated H₂SO₄) or strong dehydrating agents like phosphorus pentoxide (P₂O₅). Heating two molecules of acetic acid eliminates one water molecule to yield **acetic anhydride**:
2 CH₃COOH &xrightarrow{P₂O₅, Δ} (CH₃CO)₂O (Acetic anhydride) + H₂O.
2 CH₃COOH &xrightarrow{P₂O₅, Δ} (CH₃CO)₂O (Acetic anhydride) + H₂O.
प्रश्न 19. एरोमैटिक कार्बोक्सिलिक अम्ल (जैसे बेंजोइक अम्ल, C₆H₅COOH) बेन्जीन वलय पर होने वाली इलेक्ट्रॉनरागी प्रतिस्थापन अभिक्रियाओं के प्रति कैसा व्यवहार प्रदर्शित करते हैं?
Q19. The carboxyl group (-COOH) attached to a benzene ring (as in benzoic acid) directs incoming electrophiles to which position?
सही उत्तर: B) केवल मेटा-स्थिति (meta-position) पर (वलय को निष्क्रिय करते हुए)
Correct Answer: B) meta-position only (deactivating the ring)
स्पष्टीकरण: बेंजोइक अम्ल में उपस्थित कार्बोक्सिल समूह (-COOH) एक इलेक्ट्रॉन-आकर्षी (electron-withdrawing) समूह है जो -I और -R प्रभाव प्रदर्शित करता है।
– यह बेन्जीन वलय से इलेक्ट्रॉन घनत्व को खींच लेता है, जिससे वलय निष्क्रिय (deactivate) हो जाता है।
– अनुनाद संरचनाओं में ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर धनावेश आ जाता है (इलेक्ट्रॉन घनत्व न्यूनतम हो जाता है)।
– अतः आने वाला इलेक्ट्रॉनरागी अपेक्षाकृत समृद्ध **मेटा (meta)** स्थिति पर आक्रमण करता है।
– उदाहरण: बेंजोइक अम्ल का ब्रोमीनीकरण कराने पर मेटा-ब्रोमोबेंजोइक अम्ल बनता है। (यह फ्रीडेल-क्राफ्ट्स अभिक्रिया प्रदर्शित नहीं करता क्योंकि लुईस अम्ल उत्प्रेरक इसके साथ संकुल बना लेता है)।
– यह बेन्जीन वलय से इलेक्ट्रॉन घनत्व को खींच लेता है, जिससे वलय निष्क्रिय (deactivate) हो जाता है।
– अनुनाद संरचनाओं में ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर धनावेश आ जाता है (इलेक्ट्रॉन घनत्व न्यूनतम हो जाता है)।
– अतः आने वाला इलेक्ट्रॉनरागी अपेक्षाकृत समृद्ध **मेटा (meta)** स्थिति पर आक्रमण करता है।
– उदाहरण: बेंजोइक अम्ल का ब्रोमीनीकरण कराने पर मेटा-ब्रोमोबेंजोइक अम्ल बनता है। (यह फ्रीडेल-क्राफ्ट्स अभिक्रिया प्रदर्शित नहीं करता क्योंकि लुईस अम्ल उत्प्रेरक इसके साथ संकुल बना लेता है)।
Explanation: The carboxyl group (-COOH) is an electron-withdrawing group via resonance (-R) and inductive (-I) effects.
– It deactivates the benzene ring towards electrophilic substitution.
– Resonance structures show that positive charge (electron deficiency) develops at the ortho and para positions, leaving the **meta position** relatively more electron-rich.
– Thus, incoming electrophiles are directed exclusively to the meta-position (e.g., bromination of benzoic acid yields m-bromobenzoic acid).
– It deactivates the benzene ring towards electrophilic substitution.
– Resonance structures show that positive charge (electron deficiency) develops at the ortho and para positions, leaving the **meta position** relatively more electron-rich.
– Thus, incoming electrophiles are directed exclusively to the meta-position (e.g., bromination of benzoic acid yields m-bromobenzoic acid).
प्रश्न 20. ऐल्कोहॉल की कार्बोक्सिलिक अम्ल के साथ एस्टरीकरण (Esterification) अभिक्रिया के दौरान, विभिन्न ऐल्कोहॉलों की क्रियाशीलता का सही क्रम क्या होगा?
Q20. During the esterification of carboxylic acids, the correct reactivity order of different alcohols is:
सही उत्तर: A) Primary (1°) > Secondary (2°) > Tertiary (3°)
Correct Answer: A) Primary (1°) > Secondary (2°) > Tertiary (3°)
स्पष्टीकरण: एस्टरीकरण की क्रियाविधि में, ऐल्कोहॉल का ऑक्सीजन परमाणु प्रोटोनीकृत कार्बोक्सिलिक अम्ल के कार्बोनिल कार्बन पर न्यूक्लीओफिलिक आक्रमण करता है।
– ऐल्कोहॉल का आकार जितना बड़ा होगा (जैसे 3° ऐल्कोहॉल), इस आक्रमण के दौरान **त्रिविम बाधा (Steric Hindrance)** उतनी ही अधिक होगी, जिससे अभिक्रिया की दर धीमी हो जाएगी।
– अतः न्यूनतम त्रिविम बाधा होने के कारण प्राथमिक ऐल्कोहॉल सबसे तीव्र क्रिया करते हैं।
क्रम: **प्राथमिक (1°) > द्वितीयक (2°) > तृतीयक (3°)**। (इसी प्रकार कार्बोक्सिलिक अम्लों की क्रियाशीलता का क्रम भी न्यूनतम बाधा के अनुसार: HCOOH > CH₃COOH > RCH₂COOH होता है)।
– ऐल्कोहॉल का आकार जितना बड़ा होगा (जैसे 3° ऐल्कोहॉल), इस आक्रमण के दौरान **त्रिविम बाधा (Steric Hindrance)** उतनी ही अधिक होगी, जिससे अभिक्रिया की दर धीमी हो जाएगी।
– अतः न्यूनतम त्रिविम बाधा होने के कारण प्राथमिक ऐल्कोहॉल सबसे तीव्र क्रिया करते हैं।
क्रम: **प्राथमिक (1°) > द्वितीयक (2°) > तृतीयक (3°)**। (इसी प्रकार कार्बोक्सिलिक अम्लों की क्रियाशीलता का क्रम भी न्यूनतम बाधा के अनुसार: HCOOH > CH₃COOH > RCH₂COOH होता है)।
Explanation: In esterification, the alcohol molecule acts as a nucleophile and attacks the protonated carbonyl carbon of the carboxylic acid.
– As the size of the alkyl group on the alcohol increases (e.g., tertiary alcohol), the **steric hindrance** in the transition state increases, slowing down the reaction.
– Therefore, less hindered alcohols react faster. The reactivity order of alcohols is: **Primary (1°) > Secondary (2°) > Tertiary (3°)**. (Similarly, for carboxylic acids, the reactivity order is: HCOOH > CH₃COOH > R-CH₂COOH).
– As the size of the alkyl group on the alcohol increases (e.g., tertiary alcohol), the **steric hindrance** in the transition state increases, slowing down the reaction.
– Therefore, less hindered alcohols react faster. The reactivity order of alcohols is: **Primary (1°) > Secondary (2°) > Tertiary (3°)**. (Similarly, for carboxylic acids, the reactivity order is: HCOOH > CH₃COOH > R-CH₂COOH).
प्रश्न 21. ऐल्डिहाइडों और कीटोनों की पहचान करने के लिए प्रयुक्त होने वाले **”2,4-डीएनपी परीक्षण” (2,4-DNP Test / Brady’s Reagent)** में चमकीला पीला, नारंगी या लाल अवक्षेप किस रासायनिक यौगिक के बनने के कारण प्राप्त होता है?
Q21. In the detection of carbonyl compounds using 2,4-DNP reagent (Brady’s Reagent), the characteristic yellow, orange, or red precipitate is due to the formation of:
सही उत्तर: B) 2,4-डाइनाइट्रोफेनिलहाइड्राजोन (2,4-Dinitrophenylhydrazones)
Correct Answer: B) 2,4-Dinitrophenylhydrazones
स्पष्टीकरण: ब्रेडी अभिकर्मक (2,4-डाइनाइट्रोफेनिलहाइड्राजीन) अमोनिया व्युत्पन्नों की श्रेणी में आता है।
– यह कार्बोनील समूह (>C=O) के साथ न्यूक्लीओफिलिक योगात्मक-विलोपन (addition-elimination) अभिक्रिया करता है, जिससे जल का अणु बाहर निकल जाता है।
– इसके फलस्वरूप अत्यधिक क्रिस्टलीय और रंगीन उत्पाद **2,4-डाइनाइट्रोफेनिलहाइड्राजोन** बनता है, जिसका गलनांक निश्चित होता है।
– यह ऐल्डिहाइडों और कीटोनों (कार्बोनील समूह) की पहचान का प्राथमिक और अत्यंत विश्वसनीय प्रयोगशाला परीक्षण है।
– यह कार्बोनील समूह (>C=O) के साथ न्यूक्लीओफिलिक योगात्मक-विलोपन (addition-elimination) अभिक्रिया करता है, जिससे जल का अणु बाहर निकल जाता है।
– इसके फलस्वरूप अत्यधिक क्रिस्टलीय और रंगीन उत्पाद **2,4-डाइनाइट्रोफेनिलहाइड्राजोन** बनता है, जिसका गलनांक निश्चित होता है।
– यह ऐल्डिहाइडों और कीटोनों (कार्बोनील समूह) की पहचान का प्राथमिक और अत्यंत विश्वसनीय प्रयोगशाला परीक्षण है।
Explanation: Brady’s Reagent (2,4-dinitrophenylhydrazine) reacts with the carbonyl group of aldehydes and ketones via nucleophilic addition-elimination (condensation). This eliminates a water molecule to form highly crystalline, brightly colored **2,4-dinitrophenylhydrazone** precipitates (yellow, orange, or red). This is the standard diagnostic test to confirm the presence of a carbonyl group.
प्रश्न 22. बेंजैल्डिहाइड (C₆H₅CHO) की तनु क्षार (NaOH) की उपस्थिति में एसीटैल्डिहाइड (CH₃CHO) के साथ होने वाली **मिश्रित ऐल्डोल संघनन (Cross-Aldol Condensation)** अभिक्रिया से मुख्य असंतृप्त उत्पाद क्या प्राप्त होता है?
Q22. The cross-aldol condensation of benzaldehyde (C₆H₅CHO) and acetaldehyde (CH₃CHO) in the presence of dilute NaOH followed by heating yields:
सही उत्तर: B) सिन्नमैल्डिहाइड / 3-फेनिलप्रोप-2-इनल (Cinnamaldehyde)
Correct Answer: B) Cinnamaldehyde (3-phenylprop-2-enal)
स्पष्टीकरण: यह एक महत्वपूर्ण क्रॉस-ऐल्डोल (Cross-Aldol) अभिक्रिया है:
1. बेन्जऐल्डिहाइड के पास कोई α-H नहीं है, अतः यह इनॉलेट आयन नहीं बना सकता।
2. एसीटैल्डिहाइड के पास α-H है, अतः तनु क्षार इसके प्रोटॉन को हटाकर इनॉलेट आयन (⁻CH₂CHO) बनाता है।
3. यह इनॉलेट बेन्जऐल्डिहाइड के अधिक सक्रिय कार्बन पर आक्रमण करता है, जिससे बीटा-हाइड्रॉक्सी ऐल्डिहाइड बनता है।
4. इसे गर्म करने पर जल का अणु आसानी से बाहर निकल जाता है (निर्जलीकरण) और अत्यंत स्थायी संयुग्मित असंतृप्त ऐल्डिहाइड **सिन्नमैल्डिहाइड (Cinnamaldehyde / 3-फेनिलप्रोप-2-इनल, C₆H₅-CH=CH-CHO)** मुख्य उत्पाद के रूप में प्राप्त होता है।
1. बेन्जऐल्डिहाइड के पास कोई α-H नहीं है, अतः यह इनॉलेट आयन नहीं बना सकता।
2. एसीटैल्डिहाइड के पास α-H है, अतः तनु क्षार इसके प्रोटॉन को हटाकर इनॉलेट आयन (⁻CH₂CHO) बनाता है।
3. यह इनॉलेट बेन्जऐल्डिहाइड के अधिक सक्रिय कार्बन पर आक्रमण करता है, जिससे बीटा-हाइड्रॉक्सी ऐल्डिहाइड बनता है।
4. इसे गर्म करने पर जल का अणु आसानी से बाहर निकल जाता है (निर्जलीकरण) और अत्यंत स्थायी संयुग्मित असंतृप्त ऐल्डिहाइड **सिन्नमैल्डिहाइड (Cinnamaldehyde / 3-फेनिलप्रोप-2-इनल, C₆H₅-CH=CH-CHO)** मुख्य उत्पाद के रूप में प्राप्त होता है।
Explanation: In this cross-aldol condensation, only acetaldehyde (CH₃CHO) possesses α-hydrogens and can generate the nucleophilic enolate carbanion (⁻CH₂CHO). Benzaldehyde (C₆H₅CHO) acts as the electrophilic carbonyl target.
– The condensation yields a β-hydroxy aldehyde intermediate.
– Heating eliminates a water molecule to give the highly stable, conjugated α,β-unsaturated aldehyde, **cinnamaldehyde (3-phenylprop-2-enal, C₆H₅-CH=CH-CHO)**.
– The condensation yields a β-hydroxy aldehyde intermediate.
– Heating eliminates a water molecule to give the highly stable, conjugated α,β-unsaturated aldehyde, **cinnamaldehyde (3-phenylprop-2-enal, C₆H₅-CH=CH-CHO)**.
प्रश्न 23. निम्नलिखित में से कौन सी रासायनिक अभिक्रिया बेन्जीन को सीधे **बेंजैल्डिहाइड** में बदलने की एक प्रसिद्ध और महत्वपूर्ण औद्योगिक संश्लेषण विधि है?
Q23. Which of the following reactions is a prominent method to prepare benzaldehyde directly from benzene?
सही उत्तर: B) गटरमैन-कोच अभिक्रिया (Gatterman-Koch Reaction)
Correct Answer: B) Gatterman-Koch Reaction
स्पष्टीकरण: जब बेन्जीन की क्रिया उच्च दाब पर कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) और हाइड्रोक्लोरिक एसिड (HCl) के मिश्रण के साथ निर्जल ऐलुमिनियम क्लोराइड (anhydrous AlCl₃) या क्यूप्रस क्लोराइड (CuCl) की उपस्थिति में कराई जाती है, तो सीधे बेन्जीन वलय पर फॉर्मिल समूह प्रतिस्थापित हो जाता है। इस इलेक्ट्रॉनरागी प्रतिस्थापन अभिक्रिया को **गटरमैन-कोच अभिक्रिया (Gatterman-Koch Reaction)** कहते हैं और इससे मुख्य उत्पाद **बेंजैल्डिहाइड** प्राप्त होता है।
Explanation: Benzene can be converted directly into benzaldehyde by treating it with carbon monoxide (CO) and hydrogen chloride (HCl) in the presence of anhydrous aluminium chloride (AlCl₃) or cuprous chloride (CuCl) under pressure. This electrophilic aromatic substitution is named the **Gatterman-Koch Reaction**.
प्रश्न 24. सोडियम फॉर्मेट और सोडियम हाइड्रॉक्साइड के ठोस मिश्रण (सोडालाइम) को गर्म करने पर होने वाली वि-कार्बोक्सिलीकरण (Decarboxylation) अभिक्रिया से मुख्य रूप से कौन सी गैस उत्पन्न होती है?
Q24. When sodium formate (HCOONa) is heated strongly with soda-lime (NaOH + CaO), the gas evolved is:
सही उत्तर: B) हाइड्रोजन गैस (H₂)
Correct Answer: B) Hydrogen gas (H₂)
स्पष्टीकरण: वि-कार्बोक्सिलीकरण का सामान्य सूत्र R-COONa + NaOH → R-H + Na₂CO₃ होता है।
– सोडियम फॉर्मेट के लिए R = H होता है।
– समीकरण: H-COONa + NaOH → H-H (H₂) + Na₂CO₃।
अतः इस अभिक्रिया में **हाइड्रोजन गैस (H₂)** उत्पन्न होती है। (जबकि सोडियम एसीटेट CH₃COONa का उपयोग करने पर मीथेन CH₄ गैस बनती है)।
– सोडियम फॉर्मेट के लिए R = H होता है।
– समीकरण: H-COONa + NaOH → H-H (H₂) + Na₂CO₃।
अतः इस अभिक्रिया में **हाइड्रोजन गैस (H₂)** उत्पन्न होती है। (जबकि सोडियम एसीटेट CH₃COONa का उपयोग करने पर मीथेन CH₄ गैस बनती है)।
Explanation: The general decarboxylation reaction is: R-COONa + NaOH → R-H + Na₂CO₃.
– For sodium formate, the alkyl group ‘R‘ is hydrogen ‘H‘.
– Thus, the reaction is: H-COONa + NaOH → H-H (H₂ gas) + Na₂CO₃.
Therefore, the gas evolved is **hydrogen gas (H₂)**. (Using sodium acetate yields methane).
– For sodium formate, the alkyl group ‘R‘ is hydrogen ‘H‘.
– Thus, the reaction is: H-COONa + NaOH → H-H (H₂ gas) + Na₂CO₃.
Therefore, the gas evolved is **hydrogen gas (H₂)**. (Using sodium acetate yields methane).
प्रश्न 25. एथिल एसीटेट (CH₃COOC₂H₅) का अम्लीय जल अपघटन (Acidic Hydrolysis) करने पर उत्पादों का कौन सा युग्म प्राप्त होगा?
Q25. The acidic hydrolysis of the ester ethyl acetate (CH₃COOC₂H₅) yields:
सही उत्तर: B) एसिटिक अम्ल (CH₃COOH) और एथिल ऐल्कोहॉल (C₂H₅OH)
Correct Answer: B) Acetic acid (CH₃COOH) and Ethyl alcohol (C₂H₅OH)
स्पष्टीकरण: एस्टरों का अम्लीय जल अपघटन एस्टरीकरण की विपरीत प्रतिवर्ती अभिक्रिया है।
– एथिल एसीटेट का अम्लीय जलयोजन करने पर आबंध विभाजित हो जाता है:
CH₃CO-OC₂H₅ + H-OH → CH₃COOH (एसिटिक अम्ल) + C₂H₅OH (एथिल ऐल्कोहॉल)।
(यदि जल अपघटन क्षारीय माध्यम NaOH में कराया जाए, तो सोडियम एसीटेट और एथिल ऐल्कोहॉल बनते हैं, जिसे साबुनीकरण या saponification कहते हैं)।
– एथिल एसीटेट का अम्लीय जलयोजन करने पर आबंध विभाजित हो जाता है:
CH₃CO-OC₂H₅ + H-OH → CH₃COOH (एसिटिक अम्ल) + C₂H₅OH (एथिल ऐल्कोहॉल)।
(यदि जल अपघटन क्षारीय माध्यम NaOH में कराया जाए, तो सोडियम एसीटेट और एथिल ऐल्कोहॉल बनते हैं, जिसे साबुनीकरण या saponification कहते हैं)।
Explanation: Acidic hydrolysis of an ester is the reverse of esterification.
– Under acidic conditions, ethyl acetate cleaves to regenerate its parent carboxylic acid and alcohol:
CH₃CO-OC₂H₅ + H-OH → CH₃COOH (Acetic acid) + C₂H₅OH (Ethyl alcohol).
– (Alkaline hydrolysis using NaOH is called saponification and yields sodium acetate and ethyl alcohol).
– Under acidic conditions, ethyl acetate cleaves to regenerate its parent carboxylic acid and alcohol:
CH₃CO-OC₂H₅ + H-OH → CH₃COOH (Acetic acid) + C₂H₅OH (Ethyl alcohol).
– (Alkaline hydrolysis using NaOH is called saponification and yields sodium acetate and ethyl alcohol).