समस्या समाधान सत्र: एल्डिहाइड और कीटोन

संख्यात्मक समस्याओं को हल करने के शॉर्टकट तरीके और ट्रिक्स#

1. एक ऐल्डिहाइड का आण्विक सूत्र निर्धारित कीजिए जिसका आण्विक भार 88 g/mol है और जिसमें 62.0% कार्बन द्रव्यमान के अनुसार है।

शॉर्टकट विधि:

• एम्पिरिकल सूत्र निर्धारित करने के लिए, आण्विक भार को उपसूत्रों के महत्तम समापवर्तक से विभाजित करके एम्पिरिकल द्रव्यमान निकालें, और % संरचना को एम्पिरिकल द्रव्यमान के सापेक्ष निर्धारित करें
• परमाणु अनुपात की गणना करें।
• पूर्णांक अनुपात पाने के लिए परमाणु अनुपातों को उपयुक्त संख्या से गुणा करें
• इस प्रकार एम्पिरिकल सूत्र है, CH2O
• आण्विक सूत्र निर्धारित करने के लिए, यौगिक के आण्विक द्रव्यमान को एम्पिरिकल द्रव्यमान से विभाजित करें। यहाँ यह 2 आता है।
• इस प्रकार, आण्विक सूत्र है, C2H4O2

2. 10 g विलयन में मौजूद कीटोन के मोलों की गणना कीजिए जिसमें 20% कीटोन द्रव्यमान के अनुसार है।

शॉर्टकट विधि:

• कीटोन का द्रव्यमान = 10 g × 20% = 2g
• कीटोन के मोल = 2 g / (कीटोन का मोलर द्रव्यमान)
• मोलों की गणना करने के लिए कीटोन का मोलर द्रव्यमान आवश्यक है।

3. एक ऐल्डिहाइड का 0.1 M विलयन सोडियम बोरोहाइड्राइड की अधिकता के साथ अपचयित किया जाता है। यदि अभिक्रिया पूर्णतः हो जाती है तो निकले वाले हाइड्रोजन गैस के मोलों की गणना कीजिए।

शॉर्टकट विधि:

• संतुलित रासायनिक समीकरण है।
• RCHO + 4H2 → RCH2OH + H2O
• संतुलित रासायनिक समीकरण के अनुसार, 1 मोल ऐल्डिहाइड 1 मोल हाइड्रोजन गैस उत्पन्न करता है।

4. एक अज्ञात यौगिक जिसका आण्विक सूत्र C6H12O है, को फ़ेलिंग अभिकर्मक के साथ उपचारित किया जाता है और यह सकारात्मक परिणाम देता है। यौगिक में उपस्थित कार्यात्मक समूह की पहचान कीजिए।

शॉर्टकट विधि:

• फ़ेलिंग अभिकर्मक के साथ सकारात्मक परिणाम एल्डिहाइड समूह की उपस्थिति को दर्शाता है।

5. एक कीटोन जिसका आण्विक सूत्र C8H16O है, को अम्लीय माध्यम में पोटेशियम डाइक्रोमेट के अतिरिक्त साथ ऑक्सीकृत किया जाता है। बनने वाले उत्पाद की पहचान कीजिए।

शॉर्टकट विधि:

• अम्लीय माध्यम में पोटेशियम डाइक्रोमेट के साथ कीटोन के ऑक्सीकरण से कार्बोक्सिलिक अम्ल बनता है।

6. C10H20O आण्विक सूत्र वाले एक कीटोन का क्वथनांक गणना कीजिए।

शॉर्टकट विधि:

• किसी यौगिक का क्वथनांक निम्न समीकरण का उपयोग करके अनुमानित किया जा सकता है: $BP = K * MW^{n}$
• जहाँ क्वथनांक (BP) केल्विन में है, आण्विक भार (MW) g/mol में है, और K तथा n स्थिरांक हैं जो यौगिक वर्ग पर निर्भर करते हैं।
• कीटोनों के लिए, K = 19.3 और n = 0.310।
• इसलिए, (BP = 19.3 \times (156)^{0.310} = 329.61 K )।

7. C6H12O आण्विक सूत्र वाले एक एल्डिहाइड को हाइड्रॉक्सिलैमीन हाइड्रोक्लोराइड के अतिरिक्त साथ अभिक्रिया दी जाती है। यदि अभिक्रिया पूर्ण हो जाती है तो बने ऑक्साइम के मोलों की संख्या गणना कीजिए।

शॉर्टकट विधि:

• संतुलित रासायनिक समीकरण है,
• RCHO + NH2OH·HCl → RCH=NOH + H2O + HCl
• संतुलित रासायनिक समीकरण के अनुसार, 1 मोल ऐल्डिहाइड 1 मोल हाइड्रॉक्सिलैमीन हाइड्रोक्लोराइड के साथ अभिक्रिया करके 1 मोल ऑक्साइम उत्पन्न करता है।

8. एक कीटोन जिसका आण्विक सूत्र C8H16O है, को अतिरिक्त फेनिलहाइड्राज़िन के साथ अभिक्रिया कराया जाता है। बनने वाले उत्पाद की पहचान कीजिए।

शॉर्टकट विधि:

• कीटोन की फेनिलहाइड्राज़िन के साथ अभिक्रिया से हाइड्राज़ोन बनता है।

9. C12H24O आण्विक सूत्र वाले एक कीटोन का गलनांक गणना कीजिए।

शॉर्टकट विधि:

• किसी यौगिक का गलनांक निम्न समीकरण का उपयोग करके अनुमानित किया जा सकता है:

$ MP = K’ *\sum {(n_iA_i)}^\frac{1}{n} $

• जहाँ, K’ एक नियतांक है, ni प्रकार i के परमाणुओं की संख्या है, और Ai प्रकार i के परमाणुओं का परमाणु द्रव्यमान है।
• कीटोनों के लिए, (K’ = 0.0014 )।
• ( MP = ( 0.0014)\times [(12 \times 12)+(24 \times 1)+(16 \times 1)]^\frac{1}{3} )। $ MP = (0.0014)\times (264) ^\frac{1}{3} = 0.71 $

10. C6H12O आण्विक सूत्र वाले एक ऐल्डिहाइड को अतिरिक्ट टॉलेन अभिकर्मक के साथ अभिक्रिया कराया जाता है। यदि अभिक्रिया पूर्णतः हो जाती है तो चांदी धातु के कितने मोल निक्षेपित होते हैं, गणना कीजिए।

शॉर्टकट विधि:

• संतुलित रासायनिक समीकरण है,
• RCHO + 2AgNO3 + 3OH- → RCOO- + 2Ag + H2O + 2NH3
• संतुलित रासायनिक समीकरण के अनुसार, 1 मोल ऐल्डिहाइड 2 मोल चांदी आयनों के साथ अभिक्रिया करके 2 मोल चांदी धातु उत्पन्न करता है।

अतिरिक्त संख्यात्मक समस्याएं:

11. एक ऐल्डिहाइड का आण्विक भार निर्धारित कीजिए जिसमें द्रव्यमान के 54.5% कार्बन है।

• यौगिक का आण्विक भार प्रतिशत संरचना और अनुभूत सूत्र का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है।

प्रतिशत संरचना: (C - 54.5 %, H - 9.2 %, O - 36.3 %)

• अनुभूत सूत्र (CH2O)n
• आण्विक द्रव्यमान = अनुभूत द्रव्यमान * n
• n का मान निर्धारित करने के लिए, आण्विक भार को अनुभूत द्रव्यमान से विभाजित करें।
• अनुभूत द्रव्यमान = 12+16+16 = 44 g/mol
• मान लीजिए n = 2; आण्विक भार = 30 *2 = 60 g/mol

12. 25 mL विलयन में मौजूद कीटोन के मोलों की गणना कीजिए जिसमें द्रव्यमान के 15% कीटोन है।

• कीटोन का द्रव्यमान = 25 mL × 1.05 g/mL × 15% = 3.94 g
• कीटोन के मोल = 3.94 g / (कीटोन का मोलर द्रव्यमान)

13. एक ऐल्डिहाइड का 0.2 M विलयन अम्लीय माध्यम में पोटेशियम परमैंगनेट के अतिरिक्त साथ ऑक्सीकृत किया जाता है। कार्बन डाइऑक्साइड गैस के मोलों की गणना कीजिए यदि अभिक्रिया पूर्णता तक जाती है।

• संतुलित रासायनिक समीकरण है:
• 5RCHO + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 5RCOOH + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O + 5CO2
• संतुलित रासायनिक समीकरण के अनुसार, 1 मोल ऐल्डिहाइड 1 मोल कार्बन डाइऑक्साइड उत्पन्न करता है।

14. C7H14O आण्विक सूत्र वाला एक अज्ञात यौगिक बेनेडिक्ट अभिकर्मक के साथ उपचारित किया जाता है और सकारात्मक परिणाम देता है। यौगिक में मौजूद क्रियात्मक समूह की पहचान कीजिए।

• बेनेडिक्ट अभिकर्मक के साथ सकारात्मक परिणाम ऐल्डिहाइड समूह की उपस्थिति को दर्शाता है।

एक कीटोन जिसका आण्विक सूत्र C9H16O है, को सोडियम बोरोहाइड्राइड की अधिकता के साथ अपचयित किया जाता है। बनने वाले उत्पाद की पहचान कीजिए।

• अभिक्रिया का उत्पाद एक द्वितीयक एल्कोहॉल होता है।

C12H22O आण्विक सूत्र वाले एक ऐल्डिहाइड का क्वथनांक गणना कीजिए।

• ( BP = 19.3 \times (184)^{0.310} = 353.32 K )

17. C7H14O आण्विक सूत्र वाले एक ऐल्डिहाइड को हाइड्रॉक्सिलैमीन हाइड्रोक्लोराइड की अधिकता के साथ अभिकृत किया जाता है। यदि अभिक्रिया पूर्णतः हो जाती है तो ऑक्साइम के मोलों की संख्या की गणना कीजिए।

• संतुलित रासायनिक समीकरण है: RCHO + NH2OH·HCl → RCH=NOH + H2O + HCl
• संतुलित रासायनिक समीकरण के अनुसार, 1 मोल ऐल्डिहाइड 1 मोल हाइड्रॉक्सिलैमीन हाइड्रोक्लोराइड के साथ अभिक्रिया कर 1 मोल ऑक्साइम उत्पन्न करता है।

C9H16O आण्विक सूत्र वाले एक कीटोन को फेनिलहाइड्रेज़ीन की अधिकता के साथ अभिकृत किया जाता है। बनने वाले उत्पाद की पहचान कीजिए।

• कीटोन का फेनिलहाइड्रेज़ीन के साथ अभिक्रिया करने पर एक हाइड्रेज़ोन बनता है।

C14H26O आण्विक सूत्र वाले एक ऐल्डिहाइड का गलनांक गणना कीजिए।

• (MP = 19.3 \times (200)^{0.310} = 376.88 K)

20. C7H14O आण्विक सूत्र वाले एक ऐल्डिहाइड को टॉलेन्स अभिकर्मक की अधिकता के साथ अभिकृत किया जाता है। यदि अभिक्रिया पूर्णतः हो जाती है तो निक्षेपित चांदी धातु के मोलों की गणना कीजिए।

• संतुलित रासायनिक समीकरण है,
• RCHO + 2AgNO3 + 3OH- → RCOO- + 2Ag + H2O + 2NH3
• संतुलित रासायनिक समीकरण के अनुसार, 1 मोल ऐल्डिहाइड 2 मोल चांदी आयनों के साथ अभिक्रिया करके 2 मोल चांदी धातु उत्पन्न करता है।

JEE के लिए यह क्यों महत्वपूर्ण है#

यह अवधारणा एल्डिहाइड और कीटोन विषय की समस्या समाधान सत्र को समझने के लिए महत्वपूर्ण है, जो JEE परीक्षाओं में बार-बार आता है। इस विषय में महारत हासिल करने से मदद मिलती है:

• मौलिक सिद्धांतों को समझने में
• जटिल समस्याओं को हल करने में
• संकल्पनात्म स्पष्टता बनाने में

टालने योग्य सामान्य गलतियाँ#

• किनारे के मामलों को नज़रअंदाज़ करना
• गणनाओं में जल्दबाज़ी करना
• इकाइयों और आयामों की जाँच न करना
• समान दिखने वाली अवधारणाओं को समान मान लेना
• संकल्पनात्मक समझ को छोड़ना

याद रखने योग्य प्रमुख अवधारणाएँ#

• पहले संपूर्ण अवधारणा को पढ़ें
• अंतर्निहित सिद्धांत की पहचान करें
• उदाहरणों को कदम-दर-कदम हल करें
• समस्या के रूपांतरों के साथ अभ्यास करें
• वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों से जोड़ें

संबंधित विषय#

• रासायनिक बंधन के सिद्धांत
• अभिक्रिया तंत्र
• आवर्ती प्रवृत्तियाँ