परीक्षा : परमाणु और अणु - 2 - UPSC MCQ

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

विकल्प 2 द्रव्यमान के संरक्षण के कानून को दर्शाता है।

द्रव्यमान के संरक्षण का कानून कहता है कि किसी रासायनिक प्रतिक्रिया में, अभिकारकों का कुल द्रव्यमान उत्पादों के कुल द्रव्यमान के बराबर होता है। इसका मतलब है कि रासायनिक प्रतिक्रिया में पदार्थ न तो निर्मित होता है और न ही नष्ट होता है।

विकल्प 2 में, 12 ग्राम CO 32 ग्राम O₂ के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे 44 ग्राम CO₂ बनता है। अभिकारकों का कुल द्रव्यमान (12 ग्राम + 32 ग्राम = 44 ग्राम) उत्पाद का कुल द्रव्यमान (44 ग्राम) के बराबर है। यह द्रव्यमान के संरक्षण के कानून को दर्शाता है।

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

विकल्प 3 द्रव्यमान के संरक्षण के कानून का मान्य उदाहरण नहीं है, क्योंकि निर्वात में कार्बन को गर्म करने से गैसों जैसे कार्बन डाइऑक्साइड, कार्बन मोनोऑक्साइड, और कार्बन सबऑक्साइड का उत्सर्जन हो सकता है, जो निकलकर प्रणाली के द्रव्यमान को बदल सकते हैं।

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

1806 में, प्राउस्ट ने अपने अवलोकनों को संक्षेपित किया, जिसे अब प्राउस्ट का कानून कहा जाता है। इसने कहा कि रासायनिक यौगिक एक निश्चित और निरंतर अनुपात में तत्वों से बने होते हैं, जैसा कि द्रव्यमान के द्वारा निर्धारित किया गया है। उदाहरण के लिए, कार्बन डाइऑक्साइड एक कार्बन परमाणु और दो ऑक्सीजन परमाणुओं से बनी होती है।

यौगिक में सल्फर = 8%
इसलिए, 100 ग्राम में 8 ग्राम सल्फर मौजूद है।
(न्यूनतम आणविक द्रव्यमान का अर्थ 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

विकल्प (c) मिश्रण की विशेषताएँ इसके यौगिक के समान होती हैं, यह सही उत्तर है।

व्याख्या:-

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

व्याख्या:

1. डाल्टन का परमाणु सिद्धांत:

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

2. आइंस्टीन का योगदान:

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

3. लावोसिए और प्राउस्ट:

• एंटोइन लावोसिए और जोसेफ प्राउस्ट प्रभावशाली रसायनज्ञ थे, लेकिन उन्होंने परमाणु की अविभाज्यता का प्रस्ताव नहीं दिया।
• लावोसिए 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।
• प्राउस्ट को निश्चित अनुपात के नियम के लिए जाना जाता है, जो कहता है कि एक रासायनिक यौगिक हमेशा निश्चित वजन के अनुपात में समान तत्वों को शामिल करता है।

निष्कर्ष:

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

पानी के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान उत्पन्न होने वाले ऑक्सीजन का वजन ज्ञात करने के लिए, हमें स्टॉइकीओमेट्री और पानी के मोलर द्रव्यमान का उपयोग करना होगा।

स्टॉइकीओमेट्री:

पानी के इलेक्ट्रोलिसिस का संतुलित रासायनिक समीकरण है:

2H2O → 2H2 + O2

समीकरण से, हम देख सकते हैं कि हर 2 मोल पानी के इलेक्ट्रोलिसिस पर, 1 मोल ऑक्सीजन गैस उत्पन्न होती है।

मोलर द्रव्यमान:

पानी (H2O) का मोलर द्रव्यमान इस प्रकार की गणना की जाती है:

H2O का मोलर द्रव्यमान = (2 * हाइड्रोजन का परमाणु द्रव्यमान) + ऑक्सीजन का परमाणु द्रव्यमान

= (2 * 1.008 g/mol) + 16.00 g/mol

= 18.016 g/mol

गणनाएँ:

1 मोल पानी का वजन 18.016 ग्राम है।

इसलिए, 18 ग्राम पानी (18 g / 18.016 g/mol) = 0.9998 मोल पानी के बराबर है।

चूंकि पानी और ऑक्सीजन के बीच मोल अनुपात 2:1 है, इसलिए उत्पन्न होने वाले ऑक्सीजन के मोल पानी के इलेक्ट्रोलिसिस किए गए मोल का आधा होगा।

ऑक्सीजन के मोल = (0.9998 मोल पानी) / 2

= 0.4999 मोल

अंत में, हम ऑक्सीजन का वजन उसके मोलर द्रव्यमान का उपयोग करके ज्ञात कर सकते हैं:

ऑक्सीजन का वजन = (ऑक्सीजन के मोल) * (ऑक्सीजन का मोलर द्रव्यमान)

= 0.4999 मोल * 32.00 g/mol

= 15.9968 ग्राम

निष्कर्ष:

18 ग्राम पानी के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान उत्पन्न होने वाले ऑक्सीजन का वजन लगभग 16 ग्राम है। इसलिए, सही उत्तर विकल्प A: 16 ग्राम है।

व्याख्या:

• बर्जीलियस: जोंस जैकोब बर्जीलियस एक स्वीडिश रसायनज्ञ थे जिन्होंने तत्वों को प्रतीकों का उपयोग करके दर्शाने 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।


• बर्जीलियस की विधि: बर्जीलियस 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, और "Na" सोडियम का।


• महत्व: बर्जीलियस 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 समझना और संप्रेषित करना आसान हो गया।


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

इसलिए, सही उत्तर है B: बर्जीलियस।

रासायनिक समीकरण को संतुलित करने का आधार द्रव्यमान के संरक्षण का नियम है। यह नियम यह बताता है कि किसी रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान द्रव्यमान न तो बनाया जाता है और न ही नष्ट किया जाता है। दूसरे शब्दों में, अभिक्रियाओं 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 में प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या समान हो। यह रासायनिक सूत्रों के सामने गुणांक को समायोजित करके प्राप्त किया जा सकता है।
यहाँ द्रव्यमान के संरक्षण के नियम को रासायनिक समीकरण को संतुलित करने में लागू करने के लिए विस्तृत स्पष्टीकरण है:
1. अभिकर्ताओं और उत्पादों की पहचान करें: अभिक्रिया में शामिल अभिकर्ताओं और उत्पादों के रासायनिक सूत्रों का निर्धारण करें।
2. परमाणुओं की गिनती करें: अभिकर्ताओं और उत्पादों में प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या गिनें।
3. तत्वों को संतुलित करें: यह सुनिश्चित करने के लिए रासायनिक सूत्रों के सामने गुणांक को समायोजित करें कि समीकरण के दोनों पक्षों में प्रत्येक तत्व के समान संख्या में परमाणु मौजूद हों।
4. संतुलन की जांच करें: सुनिश्चित करें कि समीकरण के दोनों पक्षों में प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या समान है।
5. गुणांक समायोजित करें: यदि समीकरण संतुलित नहीं है, तो संतुलन प्राप्त होने तक गुणांकों को समायोजित करते रहें।
इन चरणों का पालन करके और द्रव्यमान के संरक्षण के नियम को लागू करके, एक सफलतापूर्वक रासायनिक समीकरण को संतुलित किया जा सकता है।

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

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

आयरन का लैटिन नाम है:

- आयरन 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 आयरन का लैटिन नाम जानना आवश्यक है।

- आयरन का लैटिन नाम फेर्रम है।

- इसलिए, सही उत्तर विकल्प b है।

- विकल्प a (फेरस) आयरन के विशेषण रूप को संदर्भित करता है, जिसका अर्थ है आयरन युक्त।

- विकल्प c (फेरिक) उस रूप को संदर्भित करता है जिसमें आयरन का वैलेंस +3 है।

- विकल्प d (इनमें से कोई नहीं) गलत है क्योंकि आयरन का लैटिन नाम फेर्रम है।

- यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि आयरन का लैटिन नाम वैज्ञानिक और चिकित्सीय संदर्भों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

CuSO₄.5H₂O का आणविक भार उसकी घटक तत्वों के परमाणु भार को जोड़कर निकाला जा सकता है।
1. Cu (तांबा) का आणविक भार 63.5 u है।
2. S (सल्फर) का आणविक भार 32 u है।
3. O (ऑक्सीजन) का आणविक भार 16 u है।
4. H (हाइड्रोजन) का आणविक 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 यौगिक से एक जल अणु (H₂O) जुड़ा हुआ है। H₂O का आणविक भार 18 u है।
अब, 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।
सही उत्तर दिए गए विकल्पों में नहीं है। कृपया विकल्पों की फिर से जांच करें या सही उत्तर प्रदान करें।

सही रासायनिक सूत्र 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 क्लोराइन आयन के लिए उपस्क्रिप्ट की कमी है। कैल्शियम क्लोराइड का सही सूत्र CaCl2 है।
विकल्प B: NaS0₄
यह विकल्प गलत है क्योंकि इसमें गलत उपस्क्रिप्ट 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 मिलाता है, लेकिन इस सूत्र के साथ कोई ऐसा यौगिक नहीं है।
विकल्प D: NaCl
यह विकल्प सही है। यह सोडियम क्लोराइड के लिए रासायनिक सूत्र को दर्शाता है, जो एक सामान्य और प्रसिद्ध यौगिक है।
अतः, सही रासायनिक सूत्र विकल्प D है: NaCl।

एक किलोग्राम के बराबर वजन वाले इलेक्ट्रॉनों 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 का मोलर द्रव्यमान ज्ञात 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 1 इलेक्ट्रॉन के द्रव्यमान को अवोगाद्रो संख्या से गुणा करके इलेक्ट्रॉनों का मोलर द्रव्यमान ज्ञात 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 वजन वाले इलेक्ट्रॉनों के मोल 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 वजन वाले इलेक्ट्रॉनों के मोल की संख्या 1.82 x 10² मोल है, जो लगभग 182 मोल के बराबर है।

उत्तर: डी

सुक्रोज का मोलर द्रव्यमान = 342 ग्राम
3.42 ग्राम (C₁₂H₂₂O₁₁) में ऑक्सीजन के परमाणुओं की संख्या = 11 x NA
इसलिए, 342 ग्राम (C₁₂H₂₂O₁₁) में ऑक्सीजन के परमाणुओं की संख्या = 11 x NA x 3.42 / 342
= 0.11 NA
18 ग्राम H₂O में ऑक्सीजन के परमाणुओं की संख्या = 1 NA 
इसलिए, 342 ग्राम सुक्रोज और 18 ग्राम पानी में कुल ऑक्सीजन के परमाणुओं की संख्या 
= 0.11 NA + 1 NA = 1.11 NA = 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 हम उनकी तुलना करेंगे। अणुओं की संख्या की गणना करने के लिए, हम मोल की संख्या को अवोगैड्रो 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, एल्युमिनियम के लिए प्रयोग किया जाने वाला प्रतीक Al है, कार्बन के लिए प्रतीक C है, और कोबाल्ट के लिए 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 का मोलर अनुपात NaCl के लिए 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)