परीक्षा: परमाणु और अणु - 2 - UPSC MCQ

यह कहना गलत होगा कि एक यौगिक का परमाणु है, क्योंकि,
परमाणुओं का हर संयोजन एक अणु होता है। एक यौगिक विभिन्न तत्वों के परमाणुओं से बना एक अणु होता है। सभी यौगिक अणु होते हैं, लेकिन सभी अणु यौगिक नहीं होते।

विकल्प 2 द्रव्यमान के संरक्षण के सिद्धांत को दर्शाता है।

द्रव्यमान के संरक्षण का सिद्धांत यह कहता है कि एक रासायनिक प्रतिक्रिया में, अभिक्रियाओं का कुल द्रव्यमान उत्पादों के कुल द्रव्यमान के बराबर होता है। इसका अर्थ है कि रासायनिक प्रतिक्रिया में पदार्थ न तो बनाया जाता है और न ही नष्ट किया जाता है।

विकल्प 2 में, 12 ग्राम CO 32 ग्राम O2 के साथ अभिक्रिया करता है और 44 ग्राम CO2 बनाता है। अभिक्रियाओं का कुल द्रव्यमान (12 ग्राम + 32 ग्राम = 44 ग्राम) उत्पाद के कुल द्रव्यमान (44 ग्राम) के बराबर है। यह द्रव्यमान के संरक्षण के सिद्धांत को दर्शाता है।

विकल्प 1 निश्चित अनुपात के सिद्धांत का एक उदाहरण है, जो कहता है कि एक निश्चित यौगिक हमेशा समान अनुपात में समान तत्वों को अपने द्रव्यमान में रखता है।

विकल्प 3 द्रव्यमान के संरक्षण के सिद्धांत का एक मान्य उदाहरण नहीं है, क्योंकि वैक्यूम में कार्बन को गर्म करने से कार्बन डाइऑक्साइड, कार्बन मोनोऑक्साइड, और कार्बन सबऑक्साइड जैसी गैसों का उत्सर्जन हो सकता है, जो निकल सकती हैं और प्रणाली के द्रव्यमान को बदल सकती हैं।

विकल्प 4 एक भौतिक परिवर्तन का उदाहरण है, जहां किसी पदार्थ की स्थिति बदलती है, लेकिन पदार्थ का द्रव्यमान समान रहता है। यह द्रव्यमान के संरक्षण के सिद्धांत को दर्शाता नहीं है।

1806 में, प्राउस्ट ने अपने अवलोकनों को उस चीज़ में संक्षेपित किया, जिसे अब प्राउस्ट का कानून कहा जाता है। इसमें कहा गया कि रासायनिक यौगिक तत्वों के स्थायी और निर्धारित अनुपातों से बने होते हैं, जैसा कि द्रव्यमान द्वारा निर्धारित किया जाता है। उदाहरण के लिए, कार्बन डाइऑक्साइड एक कार्बन परमाणु और दो ऑक्सीजन परमाणुओं से मिलकर बनता है।

यौगिक में सल्फर = 8%
इसलिए, 100 ग्राम में 8 ग्राम सल्फर मौजूद है।
(न्यूनतम आणविक द्रव्यमान का मतलब है कि एक अणु में कम से कम एक सल्फर का परमाणु होना चाहिए।)
इसलिए, 100/8 x 32 = 400 में 32 ग्राम सल्फर मौजूद है।

एक परमाणु का द्रव्यमान = अवोगाद्रो संख्या × एक मोल के परमाणु का द्रव्यमान = 12/6.02×10²³

एक कार्बन परमाणु का द्रव्यमान = 1.994×10^-23 ग्राम है।

विकल्प (c) मिश्रण के गुण उसके यौगिक के समान हैं, यह सही उत्तर है।

व्याख्या:-

यह इसलिए है क्योंकि एक मिश्रण में, घटक कण रासायनिक रूप से मिश्रित नहीं होते हैं।
वे भौतिक रूप से मिश्रित होते हैं और भौतिक विधियों द्वारा अपेक्षाकृत आसानी से अलग किए जा सकते हैं।
इसलिए वे घटकों के गुण दिखाते हैं।
उदाहरण के लिए, मिश्र धातु।

व्याख्या:

1. डाल्टन का परमाणु सिद्धांत:

• यह प्रस्ताव कि परमाणु अविभाज्य है, जॉन डाल्टन द्वारा प्रस्तुत किया गया था।
• 19वीं शताब्दी की शुरुआत में प्रकाशित डाल्टन का परमाणु सिद्धांत आधुनिक परमाणु सिद्धांत की नींव रखता है।
• डाल्टन के अनुसार, परमाणु अविभाज्य और अकारणीय कण होते हैं।
• उन्होंने विश्वास किया कि सभी तत्व परमाणुओं से बने होते हैं और रासायनिक प्रतिक्रियाएं परमाणुओं के पुनर्व्यवस्था से संबंधित होती हैं।

2. आइंस्टीन का योगदान:

• हालांकि अल्बर्ट आइंस्टीन ने भौतिकी के क्षेत्र में महत्वपूर्ण योगदान दिया, लेकिन उन्होंने यह विचार प्रस्तुत नहीं किया कि परमाणु अविभाज्य है।
• आइंस्टीन का सबसे प्रसिद्ध कार्य सापेक्षता का सिद्धांत है, जिसने हमारे अंतरिक्ष, समय और गुरुत्वाकर्षण की समझ में क्रांति लाई।

3. लवॉज़ियर और प्रौस्ट:

• एंटोइन लवॉज़ियर और जोसेफ प्रौस्ट प्रभावशाली रसायनज्ञ थे, लेकिन उन्होंने परमाणु की अविभाज्यता का प्रस्ताव नहीं दिया।
• लवॉज़ियर को आधुनिक रसायन विज्ञान का पिता माना जाता है क्योंकि उन्होंने रासायनिक प्रतिक्रियाओं की समझ और दहन में ऑक्सीजन की भूमिका की खोज में योगदान दिया।
• प्रौस्ट को निश्चित अनुपात के नियम के लिए जाना जाता है, जो कहता है कि एक रासायनिक यौगिक हमेशा एक निश्चित अनुपात में समान तत्वों को वजन द्वारा शामिल करता है।

निष्कर्ष:

सही उत्तर है C: डाल्टन, जिन्होंने अपने परमाणु सिद्धांत के हिस्से के रूप में प्रस्तावित किया कि परमाणु अविभाज्य है।

जल के इलेक्ट्रोलाइसिस के दौरान उत्पन्न ऑक्सीजन का वजन निर्धारित करने के लिए, हमें स्टोइकियोमेट्री और जल के मोलर मास के सिद्धांत का उपयोग करना होगा।
स्टोइकियोमेट्री:
जल के इलेक्ट्रोलाइसिस के लिए संतुलित रासायनिक समीकरण है:
2H2O → 2H2 + O2
समीकरण से, हम देख सकते हैं कि हर 2 मोल जल के इलेक्ट्रोलाइज होने पर 1 मोल ऑक्सीजन गैस उत्पन्न होती है।
मोलर मास:
जल (H2O) का मोलर मास निम्नलिखित के रूप में गणना किया जाता है:
मोलर मास ऑफ H2O = (2 * हाइड्रोजन का परमाणु मास) + ऑक्सीजन का परमाणु मास
= (2 * 1.008 g/mol) + 16.00 g/mol
= 18.016 g/mol
गणनाएँ:
1 मोल जल का वजन 18.016 ग्राम है।
इसलिए, 18 ग्राम जल (18 ग्राम / 18.016 g/mol) = 0.9998 मोल जल के बराबर है।
चूंकि जल और ऑक्सीजन के बीच का मोल अनुपात 2:1 है, उत्पन्न ऑक्सीजन के मोल जल के इलेक्ट्रोलाइज किए गए मोल के आधे होंगे।
ऑक्सीजन के मोल = (0.9998 मोल जल) / 2
= 0.4999 मोल
अंततः, हम ऑक्सीजन का वजन इसके मोलर मास का उपयोग करके गणना कर सकते हैं:
ऑक्सीजन का वजन = (ऑक्सीजन के मोल) * (ऑक्सीजन का मोलर मास)
= 0.4999 मोल * 32.00 g/mol
= 15.9968 ग्राम
निष्कर्ष:
18 ग्राम जल के इलेक्ट्रोलाइसिस के दौरान उत्पन्न ऑक्सीजन का वजन लगभग 16 ग्राम है। इसलिए सही उत्तर विकल्प A: 16 ग्राम है।

व्याख्या:

• बर्जेलियस: जॉन्स जैकब बर्जेलियस एक स्वीडिश रसायनज्ञ थे जिन्होंने प्रतीकों का उपयोग करके तत्वों का प्रतिनिधित्व करने के लिए एक विधि प्रस्तावित की।


• परमाणु प्रतीक: परमाणु प्रतीक रासायनिक तत्वों के संक्षिप्त प्रतिनिधित्व होते हैं। इनका उपयोग रासायनिक समीकरणों और चर्चाओं में तत्वों का प्रतिनिधित्व करने के लिए किया जाता है।


• बर्जेलियस की विधि: बर्जेलियस ने तत्वों का प्रतिनिधित्व करने के लिए एक या दो अक्षरों का उपयोग करने की विधि प्रस्तावित की। उदाहरण के लिए, प्रतीक "H" हाइड्रोजन का प्रतिनिधित्व करता है, "O" ऑक्सीजन का प्रतिनिधित्व करता है, और "Na" सोडियम का प्रतिनिधित्व करता है।


• महत्व: बर्जेलियस की परमाणु प्रतीकों की विधि ने तत्वों का प्रतिनिधित्व करने के लिए एक अधिक संक्षिप्त और मानकीकृत तरीका प्रदान किया, जिससे वैज्ञानिकों के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं और गुणों को संप्रेषित और समझना आसान हो गया।


• जारी उपयोग: बर्जेलियस की परमाणु प्रतीकों की विधि आज भी उपयोग में है। आवर्त सारणी में तत्वों के प्रतीक उसकी प्रणाली पर आधारित हैं।

इसलिए, सही उत्तर है B: बर्जेलियस।

रासायनिक समीकरण का संतुलन द्रव्यमान के संरक्षण के नियम पर आधारित है। यह नियम बताता है कि रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान न तो द्रव्यमान उत्पन्न होता है और न ही नष्ट होता है। दूसरे शब्दों में, अभिकारकों का कुल द्रव्यमान उत्पादों के कुल द्रव्यमान के बराबर होता है।
रासायनिक समीकरण को संतुलित करने के लिए, यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि समीकरण के दोनों पक्षों पर प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या समान हो। यह रासायनिक सूत्रों के सामने गुणांक को समायोजित करके किया जा सकता है।
यहाँ द्रव्यमान के संरक्षण के नियम को रासायनिक समीकरणों को संतुलित करने में कैसे लागू किया जाता है, इसका विस्तृत विवरण है:
1. अभिकारकों और उत्पादों की पहचान करें: प्रतिक्रिया में शामिल अभिकारकों और उत्पादों के रासायनिक सूत्रों का निर्धारण करें।
2. परमाणुओं की गिनती करें: अभिकारकों और उत्पादों में उपस्थित प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या की गिनती करें।
3. तत्वों को संतुलित करें: सुनिश्चित करें कि समीकरण के दोनों पक्षों पर प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या समान हो, इसके लिए रासायनिक सूत्रों के सामने गुणांक को समायोजित करें।
4. संतुलन की जांच करें: सत्यापित करें कि समीकरण के दोनों पक्षों पर प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या समान है।
5. गुणांक समायोजित करें: यदि समीकरण संतुलित नहीं है, तो संतुलन सुनिश्चित करने तक गुणांकों को समायोजित करते रहें।
इन चरणों का पालन करके और द्रव्यमान के संरक्षण के नियम को लागू करके, एक रासायनिक समीकरण को सफलतापूर्वक संतुलित किया जा सकता है।

नाइट्रोजन का रासायनिक सूत्र N है लेकिन नाइट्रोजन दो अणुओं के रूप में मौजूद होता है इसलिए नाइट्रोजन गैस का रासायनिक प्रतीक N₂ के रूप में लिखा जाता है।

सही कथन: A:
- Na₂S सोडियम सल्फाइड है।
- Na₂S0₃ सोडियम सल्फाइट है।
- Na₂S0₄ सोडियम सल्फेट है।

लौह का लैटिन नाम फेर्रम है।
- दिए गए विकल्प हैं:
A: फेरस
B: फेर्रम
C: फेरिक
D: इनमें से कोई नहीं
- सही उत्तर निर्धारित करने के लिए, हमें लौह का लैटिन नाम जानना होगा।
- लौह का लैटिन नाम फेर्रम है।
- इसलिए, सही उत्तर विकल्प B है।
- विकल्प A (फेरस) लौह के विशेषण रूप को संदर्भित करता है, जिसका अर्थ है लौह युक्त होना।
- विकल्प C (फेरिक) उस रूप को दर्शाता है जिसमें लौह का वैलेंस +3 होता है।
- विकल्प D (इनमें से कोई नहीं) गलत है क्योंकि लौह का लैटिन नाम फेर्रम है।
- यह ध्यान देना महत्वपूर्ण है कि लौह का लैटिन नाम वैज्ञानिक और चिकित्सा संदर्भों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

CuSO₄.5H₂O का आणविक भार उसकी संघटक तत्वों के परमाणु भार को जोड़कर निकाला जा सकता है।
1. Cu (ताम्र) का परमाणु भार 63.5 u है।
2. S (सल्फर) का परमाणु भार 32 u है।
3. O (ऑक्सीजन) का परमाणु भार 16 u है।
4. H (हाइड्रोजन) का परमाणु भार 1 u है।
CuSO₄.5H₂O का आणविक भार निकालने के लिए हमें यौगिक में प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या पर विचार करना होगा:
1. Cu: यौगिक में केवल एक Cu परमाणु है, इसलिए इसका योगदान 63.5 u है।
2. S: यौगिक में एक S परमाणु है, इसलिए इसका योगदान 32 u है।
3. O: यौगिक में चार O परमाणु हैं, इसलिए उनका कुल योगदान 4 * 16 u = 64 u है।
4. H: यौगिक में दस H परमाणु हैं, इसलिए उनका कुल योगदान 10 * 1 u = 10 u है।
5. इसके अतिरिक्त, CuSO₄ अणु से एक जल अणु (H₂O) जुड़ा हुआ है। H₂O का आणविक भार 18 u है।
अब, चलिए हम आणविक भार की गणना करते हैं:
Cu: 1 * 63.5 u = 63.5 u
S: 1 * 32 u = 32 u
O: 4 * 16 u = 64 u
H: 10 * 1 u = 10 u
H₂O: 1 * 18 u = 18 u
कुल आणविक भार = 63.5 u + 32 u + 64 u + 10 u + 18 u = 187.5 u
इसलिए, CuSO₄.5H₂O का आणविक भार 187.5 u है।
इसलिए, सही उत्तर दिए गए विकल्पों में नहीं है। कृपया विकल्पों की पुनः जांच करें या सही उत्तर प्रदान करें।

सही रासायनिक सूत्र को निर्धारित करने के लिए, हमें प्रत्येक विकल्प का विश्लेषण करना होगा और किसी भी त्रुटियों की पहचान करनी होगी।
विकल्प A: CaCI
यह विकल्प गलत है क्योंकि इसमें क्लोरीन आयन के लिए एक उपसूचकांक गायब है। कैल्शियम क्लोराइड का सही सूत्र CaCl₂ है।
विकल्प B: NaS0₄
यह विकल्प गलत है क्योंकि इसमें एक गलत उपसूचकांक है। सोडियम सल्फेट का सही सूत्र Na₂SO₄ है।
विकल्प C: NaS
यह विकल्प गलत है क्योंकि यह एक मान्य यौगिक का प्रतिनिधित्व नहीं करता है। यह सोडियम (Na) को सल्फर (S) के साथ जोड़ता है, लेकिन इस सूत्र के साथ ऐसा कोई यौगिक नहीं है।
विकल्प D: NaCl
यह विकल्प सही है। यह सोडियम क्लोराइड का रासायनिक सूत्र दर्शाता है, जो एक सामान्य और अच्छी तरह से ज्ञात यौगिक है।
इसलिए, सही रासायनिक सूत्र विकल्प D है: NaCl।

एक किलोग्राम के बराबर इलेक्ट्रॉनों के मोलों की संख्या ज्ञात करने के लिए, हमें निम्नलिखित समीकरण का उपयोग करना होगा:
इलेक्ट्रॉनों के मोल = इलेक्ट्रॉनों का द्रव्यमान / इलेक्ट्रॉनों का मोलर द्रव्यमान
दिया गया:
1 इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान = 9.1 x 10^-31 किग्रा
इलेक्ट्रॉनों के मोलर द्रव्यमान की गणना करने के लिए, हमें 1 इलेक्ट्रॉन के द्रव्यमान को ग्राम में परिवर्तित करना होगा:
1 इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान = 9.1 x 10^-31 किग्रा x 1000 ग्राम/किग्रा = 9.1 x 10^-28 ग्राम
अब, हम Avogadro's संख्या से 1 इलेक्ट्रॉन के द्रव्यमान को गुणा करके इलेक्ट्रॉनों के मोलर द्रव्यमान की गणना कर सकते हैं:
इलेक्ट्रॉनों का मोलर द्रव्यमान = (9.1 x 10^-28 ग्राम) x (6.022 x 10²³ इलेक्ट्रॉन/मोल) = 5.49 ग्राम/मोल
अब, हम एक किलोग्राम के बराबर इलेक्ट्रॉनों के मोलों की संख्या की गणना कर सकते हैं:
इलेक्ट्रॉनों के मोल = (1 किग्रा) / (5.49 ग्राम/मोल) = 1.82 x 10² मोल
इसलिए, एक किलोग्राम के बराबर इलेक्ट्रॉनों के मोलों की संख्या 1.82 x 10² मोल है, जो लगभग 182 मोल के बराबर है।

सुखरोज का मोलर द्रव्यमान = 342 ग्राम
3.42 ग्राम (C₁₂H₂₂O₁₁) में ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या = 11 x NA
इसलिए, 342 ग्राम (C₁₂H₂₂O₁₁) में ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या = 11 x Na x 3.42 / 342
= 0.11 NA
18 ग्राम H₂O में ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या = 1NA 
इसलिए, 342 ग्राम सुखरोज और 18 ग्राम पानी में कुल ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या 
= 0.11NA + 1NA = 1.11NA = 1.11 x 6.02 x 10²³ ⇒ 6.68 * 10²³

विकल्प (B) सही उत्तर है।

व्याख्या:- सबसे पहले हमें अणुओं की संख्या की गणना करनी होगी और फिर उनकी तुलना करनी होगी। अणुओं की संख्या की गणना करने के लिए, हम मोल की संख्या को एवोगाद्रो संख्या से गुणा करते हैं।

• 0.5 * (6.022 * 10^23)

= 3.11 * 10^23

• 2 * (6.022 * 10^23)

= 12.044 * 10^23

• 3.35 * 10^19

• 0.05 * (6.022 * 10^23)

= 0.3011 * 10^23

तो, हम देख सकते हैं, 4 < 1 < 3 < 2 सही उत्तर है।

क्योंकि, एल्यूमिनियम के लिए उपयोग किया जाने वाला प्रतीक Al है, कार्बन के लिए उपयोग किया जाने वाला प्रतीक C है, और कोबाल्ट के लिए उपयोग किया जाने वाला प्रतीक Co है।

5.85 ग्राम NaCl में सोडियम का द्रव्यमान ज्ञात करने के लिए, हमें NaCl का मोलर द्रव्यमान ज्ञात करना होगा और फिर सोडियम का द्रव्यमान निर्धारित करना होगा।
1) NaCl का मोलर द्रव्यमान ज्ञात करें:
- NaCl का मोलर द्रव्यमान सोडियम (Na) और क्लोरीन (Cl) के मोलर द्रव्यमानों का योग है।
- सोडियम (Na) का परमाणु द्रव्यमान 22.99 ग्राम/मोल है।
- क्लोरीन (Cl) का परमाणु द्रव्यमान 35.45 ग्राम/मोल है।
- इसलिए, NaCl का मोलर द्रव्यमान 22.99 ग्राम/मोल + 35.45 ग्राम/मोल = 58.44 ग्राम/मोल है।
2) सोडियम का द्रव्यमान निर्धारित करें:
- सोडियम (Na) का मोलर द्रव्यमान 22.99 ग्राम/मोल है।
- NaCl में सोडियम और NaCl का मोलर अनुपात 1:1 है।
- इसलिए, NaCl के 1 मोल में सोडियम का द्रव्यमान 22.99 ग्राम है।
- 5.85 ग्राम NaCl में सोडियम का द्रव्यमान ज्ञात करने के लिए, हम निम्नलिखित अनुपात का उपयोग कर सकते हैं:
सोडियम का द्रव्यमान / NaCl का द्रव्यमान = 22.99 ग्राम / 58.44 ग्राम/मोल
सोडियम का द्रव्यमान = (5.85 ग्राम * 22.99 ग्राम) / 58.44 ग्राम/मोल
सोडियम का द्रव्यमान = 2.31 ग्राम
3) उत्तर:
- 5.85 ग्राम NaCl में सोडियम का द्रव्यमान 2.31 ग्राम है।
अंतिम उत्तर:
5.85 ग्राम NaCl में सोडियम का द्रव्यमान 2.31 ग्राम है। (विकल्प A)