रसायनशास्त्र (Chemistry 55) Board Paper Solution

HSC 12th Board Exam 2025 | Day 08 | Set J-303 (M) | Marathi Medium

प्रश्नपत्रिकेचा तपशील (Paper Details)

विषय: रसायनशास्त्र (Chemistry 55)

वर्ष: 2025

एकूण गुण: 70

वेळ: 3 तास

दिलेली माहिती (Given Data):

$ R = 8.314 \text{ J/K/mol} $
Na अणुभार = 23
पाण्यासाठी $ K_f = 1.86 \text{ K kg mol}^{-1} $
$ 1F = 96500 \text{ C} $
$ N_A = 6.022 \times 10^{23} $

विभाग - अ (SECTION - A)

प्र. १. खालील प्रश्नांची योग्य पर्याय निवडून उत्तरे लिहा : [१०]

(i) शॉटकीचा दोष (Schottky defect) यात आढळून येत नाही _____.

(अ) NaCl
(ब) KCl
(क) AgBr
(ड) NiO

उत्तर: (ड) NiO

स्पष्टीकरण: शॉटकी दोष अशा आयनिक घन पदार्थांमध्ये आढळतो जिथे धन आयन (cation) आणि ऋण आयन (anion) यांचा आकार जवळपास सारखा असतो (उदा. NaCl, KCl, AgBr). NiO मध्ये धातू न्यूनता दोष (Metal deficiency defect) आढळतो.

(ii) 0.1 m युरियाच्या जलीय द्रावणाचा गोठणांक (freezing point) किती आहे, जर पाण्यासाठी $ K_f $ ची किंमत 1.86 K kg mol$^{-1}$ असेल -

(अ) 1.86 ºC
(ब) –1.86 ºC
(क) 0.186 ºC
(ड) –0.186 ºC

उत्तर: (ड) –0.186 ºC

स्पष्टीकरण: $$ \Delta T_f = K_f \times m \times i $$ युरिया हे विद्युत अनपघटनी (non-electrolyte) असल्याने, $ i = 1 $. $$ \Delta T_f = 1.86 \times 0.1 \times 1 = 0.186 \text{ K} $$ द्रावणाचा गोठणांक: $$ T_f = T_f^0 - \Delta T_f = 0^\circ\text{C} - 0.186^\circ\text{C} = -0.186^\circ\text{C} $$

(iii) ओझोनच्या थरास यामुळे छिद्र (depletion) पडते -

(अ) NO
(ब) NO$_2$
(क) NO$_3$
(ड) N$_2$O$_5$

उत्तर: (अ) NO

स्पष्टीकरण: नायट्रिक ऑक्साईड (NO) ओझोनशी अभिक्रिया करून ओझोनचा ऱ्हास करतो: $ \text{NO} + \text{O}_3 \rightarrow \text{NO}_2 + \text{O}_2 $.

(iv) जेव्हा जटिल रचनेत (complex) अतिरिक्त AgNO$_3$ मिसळले जाते तेव्हा एक मोल AgCl चा अवक्षेप प्राप्त होतो. त्या जटिल रचनेचे सूत्र (formula) असेल _____ -

(अ) [CoCl$_2$ (NH$_3$)$_4$]Cl
(ब) [CoCl (NH$_3$)$_5$]Cl$_2$
(क) [CoCl$_3$ (NH$_3$)$_3$]
(ड) [Co (NH$_3$)$_6$]Cl$_3$

उत्तर: (अ) [CoCl$_2$ (NH$_3$)$_4$]Cl

स्पष्टीकरण: 1 मोल AgCl अवक्षेपित होणे याचा अर्थ असा की समन्वय क्षेत्राच्या (coordination sphere) बाहेर केवळ 1 क्लोराईड आयन आयनीभवन स्थितीत आहे.

(v) 4 मोल्स सल्फर डायऑक्साईडचे सल्फर ट्रायऑक्साईड मध्ये ऑक्सिडीकरणात $ \Delta n_g $ ची किंमत असते -

(अ) – 2
(ब) 2
(क) – 4
(ड) 4

उत्तर: (अ) – 2

स्पष्टीकरण: अभिक्रिया: $ 4\text{SO}_2(g) + 2\text{O}_2(g) \rightarrow 4\text{SO}_3(g) $ $$ \Delta n_g = (\text{वायू रूप उत्पादितांचे मोल्स}) - (\text{वायू रूप अभिकारकांचे मोल्स}) $$ $$ \Delta n_g = 4 - (4 + 2) = 4 - 6 = -2 $$

(vi) खालीलपैकी एकमितीय (one dimensional) नॅनोरचना आहे -

(अ) नॅनोकण
(ब) नॅनोट्यूब
(क) नॅनोफिल्म
(ड) नॅनोरॉडस्

उत्तर: (ब) नॅनोट्यूब

स्पष्टीकरण: नॅनोट्यूब्स आणि नॅनोवायर्स हे एकमितीय (1D) नॅनोरचना म्हणून वर्गीकृत केले जातात.

(vii) खालीलपैकी कोणते सूत्र विद्युत अपघटनीचा विचरणाचा अंश (degree of dissociation) आणि संहती यातील संबंध दर्शविते -

(अ) $ c = \sqrt{\frac{K_a}{\alpha}} $
(ब) $ \alpha = \sqrt{\frac{K_a}{c}} $
(क) $ c = \sqrt{K_a \alpha} $
(ड) $ c = \sqrt{\frac{\alpha}{K_a}} $

उत्तर: (ब) $ \alpha = \sqrt{\frac{K_a}{c}} $

स्पष्टीकरण: ओस्टवाल्डच्या विरलन नियमानुसार (Ostwald's dilution law), $ K_a = \alpha^2 c $, म्हणून $ \alpha = \sqrt{\frac{K_a}{c}} $.

(viii) खालीलपैकी कोणते संयुग जास्तीत जास्त आम्लधर्मी स्वरूपाचे आहे -

(अ) m-Hydroxybenzoic acid (मेटा-हायड्रॉक्सीबेन्झोइक आम्ल)
(ब) o-Aminobenzoic acid (ऑर्थो-अमिनोबेन्झोइक आम्ल)
(क) Benzoic acid (बेन्झोइक आम्ल)
(ड) p-Methoxybenzoic acid (पॅरा-मिथोक्सीबेन्झोइक आम्ल)

उत्तर: (अ) m-Hydroxybenzoic acid

स्पष्टीकरण: (अ) m-Hydroxybenzoic acid: -OH गट मेटा स्थितीवर असल्यामुळे फक्त -I प्रभाव (इलेक्ट्रॉन खेचून घेणारा) दाखवतो, ज्यामुळे आम्लता वाढते.
(क) बेन्झोइक आम्ल: मानक.
(ड) p-Methoxybenzoic acid: -OCH$_3$ गट +R प्रभाव (इलेक्ट्रॉन देणारा) दाखवतो, ज्यामुळे आम्लता कमी होते.
त्यामुळे, पर्याय (अ) सर्वाधिक आम्लधर्मी आहे.

(ix) विद्युत अपघटनीची मोलर वाहकता (molar conductivity) मोजण्यासाठी हे सूत्र वापरतात -

(अ) $ \Lambda = \frac{1000c}{k} $
(ब) $ c = \frac{1000\Lambda}{k} $
(क) $ \Lambda = \frac{1000k}{c} $
(ड) $ k = \frac{1000}{\Lambda c} $

उत्तर: (क) $ \Lambda = \frac{1000k}{c} $

(x) खालीलपैकी कोणते द्वितीयक अमाईन आहे -

(अ) सायक्लोहेक्झीलअमाईन
(ब) आयसोप्रोपिल अमाईन
(क) डायफेनिलअमाईन
(ड) N, N-डायमिथिल ॲनिलिन

उत्तर: (क) डायफेनिलअमाईन

स्पष्टीकरण: डायफेनिलअमाईनचे सूत्र $ (C_6H_5)_2NH $ आहे, ज्यामध्ये $ >NH $ गट दोन कार्बन गटांना जोडलेला असतो, म्हणून हे द्वितीयक अमाईन आहे.

HSC Chemistry

Chemistry - March 2025 - English Medium View Answer Key
Chemistry - March 2025 - Marathi Medium View Answer Key
Chemistry - March 2025 - Hindi Medium View Answer Key
Chemistry - March 2024 - English Medium View Answer Key
Chemistry - March 2024 - Marathi Medium View Answer Key
Chemistry - March 2024 - Hindi Medium View Answer Key
Chemistry - March 2023 - English Medium View Answer Key
Chemistry - July 2023 - English Medium View Answer Key
Chemistry - March 2022 - English Medium View Answer Key
Chemistry - July 2022 - English Medium View Answer Key
Chemistry - March 2021 - English Medium View Answer Key
Chemistry - March 2013 View
Chemistry - October 2013 View
Chemistry - March 2014 View
Chemistry - October 2014 View
Chemistry - March 2015 View
Chemistry - July 2015 View
Chemistry - March 2016 View
Chemistry - July 2016 View
Chemistry - March 2017 View
Chemistry - July 2017 View
Chemistry - March 2019 View

प्र. २. खालील प्रश्नांची उत्तरे लिहा : [८]

(i) N, N-डायमिथिल इथेनअमाईनचे रचना सूत्र लिहा.

$$ \text{CH}_3 - \text{CH}_2 - \text{N}(\text{CH}_3)_2 $$

(ii) क्लेमेन्सनच्या क्षपण अभिक्रियात कार्बोनिल मुलकाचे क्षपण करणारे अभिकारक कोणते ते लिहा.

झिंक अमलगम (Zn-Hg) आणि सहंत हायड्रोक्लोरिक आम्ल (conc. HCl).

(iii) आयसोप्रीन (isoprene) एककाचे IUPAC नाव लिहा.

2-मेथिलब्युटा-1,3-डाईन (2-Methylbuta-1,3-diene).

(iv) A $\to$ उत्पादन या अभिक्रियेसाठी दर नियम समीकरण आहे - दर = k[A]$^x$. ‘A’ ची संहती वाढविल्यास त्याच्या अभिक्रियेच्या वेगावर काय परिणाम होतो जर x < 0 ?

येथे अभिक्रियेचा कोटी (order) $ x $ ऋण (negative) आहे, म्हणजेच अभिक्रियेचा वेग हा ‘A’ च्या संहतीच्या व्यस्त प्रमाणात आहे. त्यामुळे, जर ‘A’ ची संहती वाढवली, तर अभिक्रियेचा वेग कमी होईल.

(v) एक KBr च्या जलीय द्रावणाचा गोठणांक (freezing point) – 3.72°C असल्यास त्याची मोललता (molality) किती असेल? [पाण्यासाठी $ K_f $ = 1.86 K kg mol$^{-1}$]

KBr हे प्रबळ विद्युत अपघटनी आहे, ते $ \text{K}^+ $ आणि $ \text{Br}^- $ मध्ये विचरित होते, म्हणून व्हान्ट हॉफ गुणक (van't Hoff factor) $ i = 2 $.
$$ \Delta T_f = 0 - (-3.72) = 3.72^\circ \text{C} $$ $$ \Delta T_f = i \cdot K_f \cdot m $$ $$ 3.72 = 2 \times 1.86 \times m $$ $$ 3.72 = 3.72 \times m $$ $$ m = 1 \text{ mol/kg (किंवा 1 molal)} $$

(vi) अतिरिक्त अमोनियाची क्लोरीनवर क्रिया- यासाठी संतुलित रासायनिक समीकरण लिहा.

जेव्हा अमोनिया अतिरिक्त प्रमाणात असतो:
$$ 8\text{NH}_3 + 3\text{Cl}_2 \rightarrow 6\text{NH}_4\text{Cl} + \text{N}_2 $$

(vii) जटिल रचना तयार करताना EDTA मध्ये किती दाता (donor) अणु उपस्थित असतात त्यांची संख्या लिहा.

EDTA हा षटदंती (hexadentate) लिगँड आहे. यात 6 दाता अणु असतात (4 ऑक्सिजन अणु आणि 2 नायट्रोजन अणु).

(viii) पितळ (brass) संमिश्रातील धातू मूलद्रव्यांची नावे लिहा.

तांबे (Copper - Cu) आणि जस्त (Zinc - Zn).

विभाग - ब (SECTION - B)

खालीलपैकी कोणतेही आठ प्रश्न सोडवा : [१६]

प्र. ३. प्रथम वर्ग अभिक्रियेसाठी अर्ध आयुष्य आणि दर स्थिरांकातील संबंध व्युत्पन्न करा.

प्रथम क्रमाच्या अभिक्रियेसाठी (First order reaction) संकलित दर नियम खालीलप्रमाणे आहे: $$ k = \frac{2.303}{t} \log_{10} \frac{[A]_0}{[A]_t} $$ जेथे $ [A]_0 $ ही प्रारंभिक संहती आणि $ [A]_t $ ही $ t $ वेळेनंतरची संहती आहे.

अर्ध आयुष्य ($ t_{1/2} $) साठी:
जेव्हा $ t = t_{1/2} $, तेव्हा अभिकारकाची संहती अर्धी होते. $$ [A]_t = \frac{[A]_0}{2} $$ ही किंमत समीकरणात ठेवून: $$ k = \frac{2.303}{t_{1/2}} \log_{10} \frac{[A]_0}{[A]_0 / 2} $$ $$ k = \frac{2.303}{t_{1/2}} \log_{10} (2) $$ येथे $ \log_{10}(2) = 0.3010 $: $$ k = \frac{2.303 \times 0.3010}{t_{1/2}} $$ $$ k = \frac{0.693}{t_{1/2}} $$ $$ \therefore t_{1/2} = \frac{0.693}{k} $$ हा प्रथम क्रमाच्या अभिक्रियेसाठी अर्ध आयुष्य आणि दर स्थिरांक यातील संबंध आहे.

प्र. ४. (अ) हेन्रीचा नियम सांगा. (ब) व्याख्या लिहा : परासरण दाब.

(अ) हेन्रीचा नियम (Henry's Law):
स्थिर तापमानाला, द्रवामध्ये वायूची विद्राव्यता ही द्रावणाच्या पृष्ठभागावरील वायूच्या दाबाशी समप्रमाणात असते. $$ S = K_H P $$ जेथे $ S $ ही विद्राव्यता, $ P $ हा दाब आणि $ K_H $ हा हेन्रीचा स्थिरांक आहे.

(ब) परासरण दाब (Osmotic Pressure):
अर्धपारपटल (semipermeable membrane) मधून द्रावकाचे द्रावणामध्ये होणारे उत्स्फूर्त वहन थांबवण्यासाठी द्रावणावर जो अतिरिक्त द्रवस्थितिक दाब (hydrostatic pressure) लावावा लागतो, त्याला परासरण दाब म्हणतात.

प्र. ५. लॅन्थेनॉईड्स आणि ॲक्टिनॉईड्स मधील फरक लिहा.

लॅन्थेनॉईड्स	ॲक्टिनॉईड्स
शेवटचा इलेक्ट्रॉन 4f कक्षेत प्रवेश करतो.	शेवटचा इलेक्ट्रॉन 5f कक्षेत प्रवेश करतो.
4f कक्षेची बंधन ऊर्जा जास्त असते.	5f कक्षेची बंधन ऊर्जा कमी असते.
हे मर्यादित ऑक्सिडीकरण अवस्था (+2, +3, +4) दर्शवतात. +3 सामान्य आहे.	हे विविध ऑक्सिडीकरण अवस्था (+3, +4, +5, +6, +7) दर्शवतात.
हे किरणोत्सर्गी नसतात (प्रोमेथियम वगळता).	सर्व ॲक्टिनॉईड्स किरणोत्सर्गी असतात.

प्र. ६. खालील मुद्द्यांच्या आधारे ऑक्सिजनची असंगत वर्तणूक (anomalous behaviour) लिहा: (i) अण्वीयता (ii) ऑक्सिडीकरण स्थिती (iii) चुंबकीय गुणधर्म (iv) हायड्रॉईड्सचे स्वरूप

(i) अण्वीयता (Atomicity): ऑक्सिजन हा द्विअण्वीय (Diatomic - $ \text{O}_2 $) रेणू आहे, तर समूहातील इतर मूलद्रव्ये बहुअण्वीय (Polyatomic, उदा. $ \text{S}_8 $) असतात.
(ii) ऑक्सिडीकरण स्थिती: ऑक्सिजन सामान्यतः -2 ऑक्सिडीकरण अवस्था दर्शवतो. d-कक्षेच्या अनुपस्थितीमुळे तो उच्च धन ऑक्सिडीकरण अवस्था (+4, +6) दाखवत नाही.
(iii) चुंबकीय गुणधर्म: रेण्वीय ऑक्सिजन ($ \text{O}_2 $) हा अनुचुंबकीय (paramagnetic) आहे, तर इतर मूलद्रव्ये प्रतिचुंबकीय (diamagnetic) असतात.
(iv) हायड्रॉईड्सचे स्वरूप: पाण्याचे रेणू ($ \text{H}_2\text{O} $) हायड्रोजन बंधामुळे खोलीच्या तापमानाला द्रव अवस्थेत असतात, तर इतर हायड्रॉईड्स (उदा. $ \text{H}_2\text{S} $) वायुरूप असतात.

प्र. ७. काय क्रिया होते ते लिहा : (i) ॲसिटीक आम्लातील द्रवरूप ब्रोमिनची ॲनिसोलवर (ii) सोडा-लाईमची सोडियम ॲसिटेटवर

(i) ॲनिसोलवर ब्रोमिनेशन:
ॲसिटीक आम्लाच्या उपस्थितीत ब्रोमिनची ॲनिसोलवर क्रिया होऊन पॅरा-ब्रोमोॲनिसोल (मुख्य उत्पादित) आणि ऑर्थो-ब्रोमोॲनिसोल (दुय्यम उत्पादित) मिळतात. $$ \text{Anisole} + \text{Br}_2 \xrightarrow{\text{CH}_3\text{COOH}} \text{p-Bromoanisole} + \text{o-Bromoanisole} $$

(ii) सोडियम ॲसिटेटवर सोडा-लाईमची क्रिया:
सोडियम ॲसिटेटला सोडा-लाईम (NaOH आणि CaO चे मिश्रण) बरोबर उष्णता दिली असता डिकार्बोक्झिलेशन होऊन मिथेन वायू तयार होतो. $$ \text{CH}_3\text{COONa} + \text{NaOH} \xrightarrow[\Delta]{\text{CaO}} \text{CH}_4 \uparrow + \text{Na}_2\text{CO}_3 $$

प्र. ८. एका अभिक्रियेत 43 बार (bar) दावा विरुद्ध अभिकारकाचे आकारमान 8 dm$^3$ ते 4 dm$^3$ इतके कमी होते. येथे घडणारे कार्य (work) kJ मध्ये काढा. [ 1 dm$^3$ bar = 100J ]

दिलेली माहिती:
$ V_1 = 8 \text{ dm}^3 $
$ V_2 = 4 \text{ dm}^3 $
$ P_{ext} = 43 \text{ bar} $
सूत्र: $ W = -P_{ext} (V_2 - V_1) $
गणना:
$$ W = -43 \text{ bar} \times (4 \text{ dm}^3 - 8 \text{ dm}^3) $$ $$ W = -43 \times (-4) $$ $$ W = +172 \text{ bar dm}^3 $$ kJ मध्ये रूपांतर:
$ 1 \text{ bar dm}^3 = 100 \text{ J} = 0.1 \text{ kJ} $
$$ W = 172 \times 0.1 \text{ kJ} = 17.2 \text{ kJ} $$ घडणारे कार्य 17.2 kJ आहे.

प्र. ९. जटिल रचनेतील आयनन समाघटक (ionization isomers) योग्य उदाहरणासह स्पष्ट करा.

आयनन समाघटकता (Ionization Isomerism): जेव्हा जटिल संयुगातील प्रति-आयन (counter ion) हा स्वतः एक लिगँड म्हणून कार्य करू शकतो आणि समन्वय क्षेत्रातील लिगँडला विस्थापित करू शकतो, तेव्हा अशा समाघटकांना आयनन समाघटक म्हणतात. हे समाघटक द्रावणात वेगवेगळे आयन देतात.

उदाहरण:
1. $ [Co(NH_3)_5SO_4]Br $ (रंग: लाल-जांभळा)
हे संयुग AgNO$_3$ बरोबर AgBr चा अवक्षेप देते (म्हणजे Br$^-$ बाहेर आहे).
2. $ [Co(NH_3)_5Br]SO_4 $ (रंग: लाल)
हे संयुग BaCl$_2$ बरोबर BaSO$_4$ चा पांढरा अवक्षेप देते (म्हणजे SO$_4^{2-}$ बाहेर आहे).

प्र. १०. सुक्रोजपासून ग्लुकोज कसे तयार करतात ते लिहा.

प्रयोगशाळेत, सुक्रोज (साखर) चे अल्कोहोलिक द्रावण विरल HCl किंवा H$_2$SO$_4$ बरोबर उकळले असता त्याचे जलीय अपघटन (hydrolysis) होते आणि ग्लुकोज व फ्रुक्टोज यांचे सममोलर मिश्रण मिळते.

C$_\text{12}$H$_\text{22}$O$_\text{11}$ (Sucrose) + H$_\text{2}$O $\xrightarrow{\text{H}^+, \Delta}$ C$_\text{6}$H$_\text{12}$O$_\text{6}$ (Glucose) + C$_\text{6}$H$_\text{12}$O$_\text{6}$ (Fructose)

तयार झालेल्या मिश्रणात अल्कोहोल टाकल्यास ग्लुकोजचे स्फटिकीकरण होते कारण ते अल्कोहोलमध्ये कमी विद्राव्य आहे.

प्र. ११. सोडियम आयन्सचे क्षपण करून 1g सोडियम धातू मिळविण्यासाठी किती कुलोम्ब विद्युत प्रवाह लागेल?

अभिक्रिया: $ \text{Na}^+ + e^- \rightarrow \text{Na} $
1 मोल इलेक्ट्रॉन (1 फॅराडे = 96500 C) 1 मोल Na जमा करतो.
Na चा अणुभार = 23 g/mol.

23 g Na मिळवण्यासाठी लागणारा विद्युत प्रभार = 96500 C.
म्हणून, 1 g Na मिळवण्यासाठी:
$$ Q = \frac{96500}{23} \text{ C} $$ $$ Q \approx 4195.65 \text{ C} $$

प्र. १२. C$_4$H$_\text{10}$O रेणूसूत्र असणाऱ्या व सामान्य स्थितीत ऑक्सिडीकरण न होणाऱ्या अल्कोहोलचे रचनासूत्र (structure) आणि IUPAC नाव लिहा.

सामान्य परिस्थितीत ज्या अल्कोहोलचे ऑक्सिडीकरण होत नाही, ते तृतीयक अल्कोहोल (Tertiary alcohol) असते.
C$_4$H$_\text{10}$O या सूत्रासाठी तृतीयक अल्कोहोल हे 'टर्शरी ब्युटिल अल्कोहोल' आहे.

रचनासूत्र:
$$ (\text{CH}_3)_3\text{C-OH} $$ IUPAC नाव: 2-Methylpropan-2-ol (2-मेथिलप्रोपेन-2-ऑल)

प्र. १३. खालील अभिक्रियेतील ‘अ’ आणि ‘ब’ पदार्थ ओळखून संपूर्ण अभिक्रिया परत लिहा:

$ \text{CH}_3 - \text{CH} = \text{CH}_2 \xrightarrow[\text{पेरॉक्साईड}]{\text{HBr}} \text{अ} \xrightarrow[\text{-KBr}]{\text{अल्कोहोलयुक्त KCN}} \text{ब} $

पहिली पायरी: प्रोपीनची HBr सोबत पेरॉक्साईडच्या उपस्थितीत अभिक्रिया होऊन 'अँटी-मार्कोव्हनीकोव्ह' नियमानुसार 1-ब्रोमोप्रोपेन मिळतो.
अ = 1-Bromopropane ($ \text{CH}_3\text{CH}_2\text{CH}_2\text{Br} $).

दुसरी पायरी: अल्कोहोलिक KCN बरोबर अभिक्रिया होऊन सायनाईड गट ब्रोमिनला विस्थापित करतो.
ब = Butanenitrile ($ \text{CH}_3\text{CH}_2\text{CH}_2\text{CN} $).

संपूर्ण अभिक्रिया:
$ \text{CH}_3 - \text{CH} = \text{CH}_2 \xrightarrow[\text{Peroxide}]{\text{HBr}} \text{CH}_3\text{CH}_2\text{CH}_2\text{Br} \xrightarrow{\text{alc. KCN}} \text{CH}_3\text{CH}_2\text{CH}_2\text{CN} $

प्र. १४. खालील तयार करण्याच्या अभिक्रिया लिहा : (i) रोझेनमुंडच्या अभिक्रियेद्वारा ॲसिटाल्डीहाईड (ii) गॅटरमन- कोच फॉर्म्युलेशन वापरून बेन्झाल्डीहाईड

(i) रोझेनमुंड अभिक्रिया (ॲसिटाल्डीहाईड):
ॲसिटिल क्लोराईडचे हायड्रोजन वायुद्वारे Pd/BaSO$_4$ च्या उपस्थितीत क्षपण केले असता ॲसिटाल्डीहाईड मिळते. $$ \text{CH}_3\text{COCl} + \text{H}_2 \xrightarrow{\text{Pd/BaSO}_4} \text{CH}_3\text{CHO} + \text{HCl} $$

(ii) गॅटरमन-कोच अभिक्रिया (बेन्झाल्डीहाईड):
बेंझिनची कार्बन मोनॉक्साईड (CO) आणि हायड्रोजन क्लोराईड (HCl) यांच्यासोबत निर्जल AlCl$_3$ आणि CuCl च्या उपस्थितीत अभिक्रिया होऊन बेन्झाल्डीहाईड मिळते. $$ \text{C}_6\text{H}_6 + \text{CO} + \text{HCl} \xrightarrow{\text{Anhyd. AlCl}_3 / \text{CuCl}} \text{C}_6\text{H}_5\text{CHO} + \text{HCl} $$

विभाग - क (SECTION - C)

खालीलपैकी कोणतेही आठ प्रश्न सोडवा : [२४]

प्र. १५. 3d श्रेणीचे सर्वसामान्य इलेक्ट्रॉन संरूपण लिहा: सल्फ्युरिक आम्ल आणि थायोसल्फ्युरिक आम्लाचे रचनासूत्र (structure) काढा.

3d श्रेणीचे सामान्य इलेक्ट्रॉन संरूपण:
$ [\text{Ar}] 3d^{1-10} 4s^{1-2} $

रचनासूत्र:
1. सल्फ्युरिक आम्ल (H$_2$SO$_4$): S मध्यभागी असून दोन S=O बंध आणि दोन S-OH बंध असतात (चतुष्कोणीय रचना).
2. थायोसल्फ्युरिक आम्ल (H$_2$S$_2$O$_3$): सल्फ्युरिक आम्लासारखीच रचना, परंतु एका द्विबंध असलेल्या ऑक्सिजनच्या जागी सल्फर अणू असतो (S=S बंध).

प्र. १६. व्याख्या लिहा. संयुक्त आम्ल-अल्कली जोडी. NaOH च्या जलीय द्रावणात हायड्रॉक्सिल आयन्सची संहती $ 2 \times 10^{-4} $ mol dm$^{-3}$ आहे. त्या द्रावणाच्या pH चे गणन करा.

संयुग्मी आम्ल-अल्कली जोडी (Conjugate acid-base pair): आम्ल आणि अल्कली यांची अशी जोडी जी केवळ एका प्रोटॉनने (H$^+$) भिन्न असते, तिला संयुग्मी आम्ल-अल्कली जोडी म्हणतात.

गणना:
दिलेली माहिती: $ [\text{OH}^-] = 2 \times 10^{-4} \text{ M} $
$$ \text{pOH} = -\log_{10} [\text{OH}^-] $$ $$ \text{pOH} = -\log_{10} (2 \times 10^{-4}) $$ $$ \text{pOH} = 4 - \log_{10} 2 = 4 - 0.3010 = 3.699 $$ आपल्याला माहित आहे, $ \text{pH} + \text{pOH} = 14 $
$$ \text{pH} = 14 - 3.699 $$ $$ \text{pH} = 10.301 $$

प्र. १७. अणू अर्थशास्त्र (atom economy) म्हणजे काय? नॅनोसाहित्याचे (nanomaterial) कोणतेही दोन उपयोग स्पष्ट करा.

अणू अर्थशास्त्र (Atom Economy): रासायनिक अभिक्रियेची कार्यक्षमता मोजण्याचे हे एक साधन आहे. "इच्छित उत्पादनाचे सूत्र वस्तुमान आणि सर्व अभिकारकांचे एकूण सूत्र वस्तुमान यांचे गुणोत्तर (शेकडेवारीमध्ये)" म्हणजे अणू अर्थशास्त्र होय. याचा उद्देश अभिकारकांचे जास्तीत जास्त अणू अंतिम उत्पादनात समाविष्ट करणे हा आहे.

नॅनोसाहित्याचे उपयोग:
1. वैद्यकीय क्षेत्र: औषधे शरीरातील विशिष्ट भागात पोहोचवण्यासाठी (Targeted drug delivery) नॅनोकणांचा (उदा. सोन्याचे नॅनोकण) वापर केला जातो, ज्यामुळे निरोगी पेशींना हानी पोहोचत नाही.
2. इलेक्ट्रॉनिक्स: क्वांटम डॉट्स आणि नॅनोवायर्सचा वापर करून अधिक कार्यक्षम, लहान आणि वेगवान इलेक्ट्रॉनिक सर्किट्स व डिस्प्ले तयार केले जातात.

प्र. १८. पेप्टाईड बंध म्हणजे काय? तो कसा तयार होतो? अल्किल हलाईडचे नायट्रोअल्केन मध्ये रूपांतर करण्यासाठी वापरलेल्या अभिकारकाचे नाव आणि सूत्र लिहा.

पेप्टाईड बंध (Peptide Bond): प्रथिनांमध्ये, एका अमिनो आम्लाचा कार्बोक्सिल गट (-COOH) आणि दुसऱ्या अमिनो आम्लाचा अमिनो गट (-NH$_2$) यांच्यातील अभिक्रिया होऊन जो अमाईड बंध (-CO-NH-) तयार होतो, त्याला पेप्टाईड बंध म्हणतात.

निर्मिती: हा बंध संघनन (condensation) अभिक्रियेद्वारे पाण्याचा रेणू बाहेर पडून तयार होतो.

अल्किल हलाईड ते नायट्रोअल्केन अभिकारक:
नाव: सिल्व्हर नायट्राईट
सूत्र: AgNO$_2$
(टीप: KNO$_2$ वापरल्यास अल्किल नायट्राईट मिळते, पण AgNO$_2$ वापरल्यास नायट्रोअल्केन मिळते).

प्र. १९. (अ) खालील अभिकारकांची फेनॉलवर काय क्रिया होते याच्या अभिक्रिया लिहा : (i) नायट्रेटिंग मिश्रण (ii) Zn पावडर. (ब) फॉस्फरस पेन्टाक्लोराईडची इथिल मिथिल इथर वर काय क्रिया होते?

(अ) फेनॉलवरील अभिक्रिया:
(i) नायट्रेटिंग मिश्रण (Conc. HNO$_3$ + Conc. H$_2$SO$_4$): फेनॉलचे नायट्रेशन होऊन 2,4,6-ट्रायनायट्रोफेनॉल (पिक्रिक ॲसिड) तयार होते.
(ii) Zn पावडर: फेनॉलचे क्षपण होऊन बेंझिन मिळते. $ \text{C}_6\text{H}_5\text{OH} + \text{Zn} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_6 + \text{ZnO} $.

(ब) PCl$_5$ ची इथिल मिथिल इथर वर क्रिया:
इथरचा C-O बंध तुटून अल्किल क्लोराईड्स तयार होतात.
$$ \text{CH}_3-\text{O}-\text{C}_2\text{H}_5 + \text{PCl}_5 \xrightarrow{\Delta} \text{CH}_3\text{Cl} + \text{C}_2\text{H}_5\text{Cl} + \text{POCl}_3 $$ उत्पादिते: मिथिल क्लोराईड, इथिल क्लोराईड आणि फॉस्फरिल क्लोराईड.

प्र. २०. (अ) EAN गणन करणारे सूत्र लिहा. (ब) [CO(NH$_3$)$_6$]$^{3+}$ आयन तयार करणे खालील मुद्द्यांच्या आधारे स्पष्ट करा: (i) संकराचा प्रकार (ii) चुंबकीय गुणधर्म

(अ) EAN (Effective Atomic Number) सूत्र:
$$ \text{EAN} = Z - X + Y $$ जेथे $ Z $ = धातूचा अणुअंक, $ X $ = आयनाची ऑक्सिडीकरण अवस्था (गमवलेले इलेक्ट्रॉन), $ Y $ = लिगँड्सकडून मिळालेले इलेक्ट्रॉन (2 $\times$ समन्वय अंक).

(ब) [Co(NH$_3$)$_6$]$^{3+}$:
कोबाल्ट (Z=27), ऑक्सिडीकरण अवस्था = +3.
Co$^{3+}$ चे संरूपण: [Ar] $ 3d^6 $.
NH$_3$ हा प्रबळ लिगँड असल्याने 3d कक्षेतील इलेक्ट्रॉन्सचे युग्मन (pairing) होते.
(i) संकराचा प्रकार: $ d^2sp^3 $ (आंतर कक्षीय संकर - Inner orbital complex).
(ii) चुंबकीय गुणधर्म: सर्व इलेक्ट्रॉन जोडीने (paired) असल्यामुळे हे प्रतिचुंबकीय (Diamagnetic) आहे.

प्र. २१. (अ) M$^{2+}$ आयन्सच्या आभ्राम चुंबकीय आघूर्णाचे (spin only magnetic moment) गणन करा : [M चा अणुअंक = 26]. (ब) गॅडोलिनिअमचे (z = 64) संघनित (condensed) इलेक्ट्रॉन संरूपण लिहा.

(अ) चुंबकीय आघूर्ण गणना:
M = 26 (लोह - Fe). M$^{2+}$ म्हणजे Fe$^{2+}$.
इलेक्ट्रॉन संरूपण: [Ar] $ 3d^6 $.
अयुग्मित इलेक्ट्रॉन्सची संख्या ($ n $) = 4.
$$ \mu = \sqrt{n(n+2)} \text{ B.M.} $$ $$ \mu = \sqrt{4(4+2)} = \sqrt{24} \approx 4.90 \text{ B.M.} $$

(ब) गॅडोलिनिअम (Gd, Z=64) चे संरूपण:
$$ [\text{Xe}] 4f^7 5d^1 6s^2 $$ (टीप: f-कक्षेची अर्धी भरलेली स्थिरता राखण्यासाठी 5d मध्ये 1 इलेक्ट्रॉन जातो).

प्र. २२. (अ) झोत-भट्टीतील क्षपण पट्ट्यामध्ये Fe$_2$O$_3$ चे Fe मध्ये क्षपण करणारा क्षपणक लिहा. (ब) खालील रासायनिक अभिक्रिया लिहा. (i) इथिल अमाईनसाठी कार्बिल अमाईन अभिक्रिया (ii) ॲसिटामाईडसाठी हॉफमन ब्रोमामाईड डिग्रेडेशन अभिक्रिया

(अ) झोत-भट्टीतील क्षपणक:
कार्बन मोनॉक्साईड (CO) आणि कोक (कार्बन, C).

(ब) रासायनिक अभिक्रिया:
(i) कार्बिल अमाईन अभिक्रिया (इथिल अमाईन):
$$ \text{C}_2\text{H}_5\text{NH}_2 + \text{CHCl}_3 + 3\text{KOH (alc)} \xrightarrow{\Delta} \text{C}_2\text{H}_5\text{NC} + 3\text{KCl} + 3\text{H}_2\text{O} $$ (उत्पादित: इथिल आयसोसायनाईड - दुर्गंधीयुक्त वायू)

(ii) हॉफमन ब्रोमामाईड डिग्रेडेशन (ॲसिटामाईड):
$$ \text{CH}_3\text{CONH}_2 + \text{Br}_2 + 4\text{KOH} \rightarrow \text{CH}_3\text{NH}_2 + \text{K}_2\text{CO}_3 + 2\text{KBr} + 2\text{H}_2\text{O} $$ (उत्पादित: मिथिल अमाईन)

प्र. २३. (अ) बेन्झाल्डीहाईडच्या मदतीने कॅनिझारोची (Cannizzaro’s) अभिक्रिया स्पष्ट करा. (ब) सायक्लोहेक्झीनचे ॲडीपिक आम्लात कसे रूपांतर कराल याची अभिक्रिया लिहा.

(अ) कॅनिझारो अभिक्रिया:
ज्या अल्डिहाईडमध्ये $\alpha$-हायड्रोजन नसतो (उदा. बेन्झाल्डीहाईड), त्यांची सहंत अल्कली (NaOH/KOH) सोबत क्रिया होऊन एका रेणूचे ऑक्सिडीकरण (आम्लात) आणि दुसऱ्या रेणूचे क्षपण (अल्कोहोलमध्ये) होते.
$$ 2\text{C}_6\text{H}_5\text{CHO} + \text{conc. NaOH} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_5\text{CH}_2\text{OH} + \text{C}_6\text{H}_5\text{COONa} $$ (उत्पादिते: बेन्झिल अल्कोहोल आणि सोडियम बेन्झोएट).

(ब) सायक्लोहेक्झीन ते ॲडीपिक आम्ल:
सायक्लोहेक्झीनचे आम्लयुक्त KMnO$_4$ किंवा $ K_2Cr_2O_7 $ सह ऑक्सिडीकरण केले असता वलय तुटून ॲडीपिक आम्ल मिळते. $$ \text{Cyclohexene} + [O] \xrightarrow{\text{KMnO}_4, \text{H}_2\text{SO}_4, \Delta} \text{HOOC}-(\text{CH}_2)_4-\text{COOH} $$

प्र. २४. व्याख्या लिहा. शून्य वर्ग (zero order) अभिक्रिया. एक अभिक्रिया दोन पायऱ्यांत घडते. (i) NO(g) + Cl$_2$(g) $\to$ NOCl$_2$(g) (ii) NOCl$_2$(g) + NO(g) $\to$ 2NOCl(g). एकूण अभिक्रिया लिहा आणि अभिक्रियेतील मध्यस्थ पदार्थ (intermediate) ओळखा.

शून्य कोटी अभिक्रिया (Zero Order Reaction): ज्या अभिक्रियेचा वेग अभिकारकांच्या संहतीवर अवलंबून नसतो, त्या अभिक्रियेला शून्य कोटी अभिक्रिया म्हणतात.

अभिक्रिया विश्लेषण:
पायरी 1: $ \text{NO} + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{NOCl}_2 $
पायरी 2: $ \text{NOCl}_2 + \text{NO} \rightarrow 2\text{NOCl} $
एकूण अभिक्रिया: (बेरीज करून) $ 2\text{NO} + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{NOCl} $
मध्यस्थ पदार्थ (Reaction Intermediate): $ \text{NOCl}_2 $ (हा पहिल्या पायरीत तयार होतो आणि दुसऱ्या पायरीत वापरला जातो).

प्र. २५. 300 K तापमानास इथेन वायू तयार करण्याचा ऊष्मा $\Delta$H हा – 84.4 kJ आहे. त्याच अभिक्रियेसाठी $\Delta$U चे गणन करा.

इथेन निर्मितीची अभिक्रिया:
$$ 2\text{C(graphite)} + 3\text{H}_2(g) \rightarrow \text{C}_2\text{H}_6(g) $$ $ \Delta n_g $ ची गणना:
$ \Delta n_g = (\text{वायू उत्पादित मोल्स}) - (\text{वायू अभिकारक मोल्स}) $
$ \Delta n_g = 1 - 3 = -2 $

सूत्र: $ \Delta H = \Delta U + \Delta n_g RT $
दिलेले: $ \Delta H = -84.4 \text{ kJ} $, $ R = 8.314 \times 10^{-3} \text{ kJ K}^{-1}\text{mol}^{-1} $, $ T = 300 \text{ K} $.

$$ -84.4 = \Delta U + (-2 \times 8.314 \times 10^{-3} \times 300) $$ $$ -84.4 = \Delta U - (2 \times 2.4942) $$ $$ -84.4 = \Delta U - 4.9884 $$ $$ \Delta U = -84.4 + 4.9884 $$ $$ \Delta U = -79.4116 \text{ kJ} $$ $$ \Delta U \approx -79.41 \text{ kJ} $$

प्र. २६. आंतररेण्वीय बलाच्या आधारे बहुवारिकांचे प्रकार (type) लिहा. कमी घनता पॉलिइथिलिनचे कोणतेही दोन उपयोग लिहा.

आंतररेण्वीय बलावर आधारित बहुवारिकांचे (Polymers) प्रकार:
1. इलॅस्टोमर्स (सर्वात कमकुवत बल, उदा. रबर).
2. तंतू (Fibers) (मजबूत हायड्रोजन बंध, उदा. नायलॉन).
3. थर्मोप्लास्टिक पॉलिमर (मध्यम बल, उदा. PVC, पॉलिथिन).
4. थर्मोसेटिंग पॉलिमर (दृढ क्रॉस-लिंक्स, उदा. बेकेलाईट).

कमी घनता पॉलिथिन (LDPE) चे उपयोग:
1. लवचिक पाईप्स आणि स्क्विझ बाटल्या बनवण्यासाठी.
2. विद्युत वायर्स आणि केबल्सचे आवरण (insulation) म्हणून.
3. पॅकेजिंग फिल्म्स आणि प्लॅस्टिक पिशव्या बनवण्यासाठी.

विभाग - ड (SECTION - D)

खालीलपैकी कोणतेही तीन प्रश्न सोडवा : [१२]

प्र. २७. (अ) 27 g/mol मोलर वस्तुमान असणारे मूलद्रव्य 405 pm कडांची लांबी असलेला एक घनाकृती एकक कोश तयार करतो. स्फटिकाची घनता 2.7 g cm$^{-3}$ असल्यास एकक कोशाचा प्रकार ओळखा. (ब) अबाष्पशील द्राव्य पदार्थ असणाऱ्या द्विअंगी (binary) द्रावणासाठी राओल्टच्या नियमाचे (Raoult’s law) समीकरण व्युत्पन्न करा.

(अ) एकक कोशाचा प्रकार ओळखणे:
दिलेले: $ M = 27 \text{ g/mol} $, $ a = 405 \text{ pm} = 4.05 \times 10^{-8} \text{ cm} $, $ \rho = 2.7 \text{ g/cm}^3 $.
सूत्र: $ \rho = \frac{Z \cdot M}{a^3 \cdot N_A} $
$$ Z = \frac{\rho \cdot a^3 \cdot N_A}{M} $$ $$ a^3 = (4.05 \times 10^{-8})^3 \approx 66.4 \times 10^{-24} \text{ cm}^3 $$ $$ Z = \frac{2.7 \times 66.4 \times 10^{-24} \times 6.022 \times 10^{23}}{27} $$ $$ Z = \frac{2.7}{27} \times (66.4 \times 0.6022) $$ $$ Z = 0.1 \times 40 \approx 4 $$ $ Z = 4 $ असल्याने, हा एकक कोश फलक केंद्रित घनाकृती (FCC / Face Centered Cubic) आहे.

(ब) राओल्टचा नियम व्युत्पन्न करणे:
राओल्टच्या नियमानुसार, द्रावणातील बाष्पशील घटकाचा (द्रावकाचा) बाष्प दाब हा त्याच्या शुद्ध स्वरूपातील बाष्प दाब आणि द्रावणातील त्याचे मोल-अंश (mole fraction) यांच्या गुणाकाराइतका असतो.
$$ P_1 = P_1^0 x_1 $$ द्विअंगी द्रावणासाठी, $ x_1 + x_2 = 1 \Rightarrow x_1 = 1 - x_2 $.
समीकरणात $ x_1 $ ची किंमत ठेवून: $$ P_1 = P_1^0 (1 - x_2) $$ $$ P_1 = P_1^0 - P_1^0 x_2 $$ $$ P_1^0 x_2 = P_1^0 - P_1 $$ $$ x_2 = \frac{P_1^0 - P_1}{P_1^0} $$ $$ x_2 = \frac{\Delta P}{P_1^0} $$ हे समीकरण बाष्प दाबातील सापेक्ष घट (relative lowering of vapour pressure) आणि द्राव्याचे मोल-अंश यांच्यातील संबंध दर्शविते.

प्र. २८. (अ) खालील उदाहरणात एंट्रॉपी (entropy) बदल धन आहे की ऋण ते सांगा : (i) बर्फाचे वितळणे (ii) द्रव पदार्थाचे बाष्पन (vapourization). (ब) समान आयन्सचा परिणाम उदाहरणासह स्पष्ट करा.

(अ) एंट्रॉपी बदल:
(i) बर्फाचे वितळणे: धन ($ \Delta S > 0 $). स्थायूचे द्रवात रूपांतर होताना रेणूंची अव्यवस्था (randomness) वाढते.
(ii) द्रव पदार्थाचे बाष्पन: धन ($ \Delta S > 0 $). द्रवाचे वायूत रूपांतर होताना रेणूंची अव्यवस्था मोठ्या प्रमाणात वाढते.

(ब) समान आयन्सचा परिणाम (Common Ion Effect):
मृदू विद्युत अपघटनीच्या (Weak electrolyte) द्रावणात, समान आयन असणारे प्रबळ विद्युत अपघटनी (Strong electrolyte) मिसळल्यास, मृदू विद्युत अपघटनीचे आयनीभवन कमी (suppress) होते. याला समान आयन परिणाम म्हणतात.
उदाहरण: ॲसिटिक आम्लाचे ($ \text{CH}_3\text{COOH} $) आयनीभवन:
$$ \text{CH}_3\text{COOH} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}^+ $$ यात सोडियम ॲसिटेट ($ \text{CH}_3\text{COONa} $) टाकल्यास, जे प्रबळ अपघटनी आहे: $$ \text{CH}_3\text{COONa} \rightarrow \text{CH}_3\text{COO}^- + \text{Na}^+ $$ द्रावणात $ \text{CH}_3\text{COO}^- $ (ॲसिटेट आयन) ची संहती वाढते. ले-चॅटेलिअरच्या तत्त्वानुसार, समतोल डावीकडे झुकतो आणि ॲसिटिक आम्लाचे आयनीभवन कमी होते.

प्र. २९. शिशाच्या विद्युत संचायक घटाची सुबक व नामनिर्देशित आकृती काढा. घट डिसचार्जिंग प्रक्रियेत कॅथोड व ॲनोडला घडणाऱ्या एकूण अभिक्रिया लिहा.

[लेड ॲक्युम्युलेटरची आकृती]
ॲनोड: शिसे (Pb) च्या पट्ट्या
कॅथोड: लेड डायऑक्साईड (PbO$_2$) च्या पट्ट्या
विद्युत अपघटनी: विरल सल्फ्युरिक आम्ल (H$_2$SO$_4$)

डिसचार्जिंग अभिक्रिया:
ॲनोडवर (ऑक्सिडीकरण):
$$ \text{Pb}(s) + \text{SO}_4^{2-}(aq) \rightarrow \text{PbSO}_4(s) + 2e^- $$ कॅथोडवर (क्षपण):
$$ \text{PbO}_2(s) + 4\text{H}^+(aq) + \text{SO}_4^{2-}(aq) + 2e^- \rightarrow \text{PbSO}_4(s) + 2\text{H}_2\text{O}(l) $$ एकूण घट अभिक्रिया:
$$ \text{Pb}(s) + \text{PbO}_2(s) + 2\text{H}_2\text{SO}_4(aq) \rightarrow 2\text{PbSO}_4(s) + 2\text{H}_2\text{O}(l) $$

प्र. ३०. (अ) व्याख्या लिहा. एकक कोश (unit cell). F - सेंटर तयार झाल्यामुळे NaCl स्फटिक कोणता रंग दर्शवितो? (ब) 17 व्या गटात (group) फ्ल्युरिन असंगत वर्तणूक का दाखवितो?

(अ)
एकक कोश (Unit Cell): स्फटिक जाळीचा सर्वात लहान पुनरावृत्ती होणारा संरचनात्मक घटक, जो त्रिमितीय अवकाशात पुनरावृत्त केला असता संपूर्ण स्फटिक जाळी तयार करतो.
NaCl चा रंग: पिवळा (Yellow). (F-सेंटरमुळे इलेक्ट्रॉन उत्तेजित होतात).

(ब) फ्ल्युरिनची असंगत वर्तणूक:
फ्ल्युरिन इतर हॅलोजनपेक्षा वेगळा वागतो, याची कारणे:

सर्वात लहान अणु आकार.
सर्वात जास्त विद्युत ऋणता (Electronegativity).
कमी F-F बंध विखंडन ऊर्जा.
संयुजा कक्षेत d-कक्षेचा अभाव.

परिणामी: तो फक्त -1 ऑक्सिडीकरण अवस्था दाखवतो आणि हायड्रोजन बंध तयार करतो (HF द्रव आहे).

प्र. ३१. (अ) SN$^2$ अभियांत्रिकीची वैशिष्ट्ये (salient features) लिहा. (ब) खालील अभिकारकांची ब्रोमोमिथेनवर काय क्रिया होते? (i) ब्रोमोबेन्झिन (ii) मरक्युरस फ्ल्युराईड

(अ) SN$^2$ यंत्रणेची वैशिष्ट्ये:
1. ही एकच पायरी असलेली (Single step) अभिक्रिया आहे. बंध तुटणे आणि नवीन बंध तयार होणे एकाच वेळी घडते.
2. ही द्वि-रेण्वीय (Bimolecular) अभिक्रिया आहे (वेग $\propto [\text{Substrate}][\text{Nucleophile}]$).
3. न्यूक्लिओफाइल मागच्या बाजूने (Backside attack) हल्ला करतो.
4. यात संक्रमण अवस्था (Transition state) तयार होते जिथे कार्बन पेंटा-कोऑर्डिनेटेड असतो.
5. यात संरूपणाचे व्यस्ताकरण (Walden Inversion) होते (छत्री उलटल्याप्रमाणे).
6. क्रियाशीलता क्रम: मिथिल हलाईड > प्राथमिक > द्वितीयक > तृतीयक.

(ब) ब्रोमोमिथेन ($ \text{CH}_3\text{Br} $) वरील अभिक्रिया:
(i) ब्रोमोबेन्झिन (Wurtz-Fittig अभिक्रिया):
ब्रोमोमिथेन आणि ब्रोमोबेन्झिनची सोडियम धातूबरोबर शुष्क इथरच्या उपस्थितीत अभिक्रिया होऊन टोल्युइन (Tolune) मिळते. $$ \text{CH}_3\text{Br} + \text{C}_6\text{H}_5\text{Br} + 2\text{Na} \xrightarrow{\text{dry ether}} \text{C}_6\text{H}_5\text{CH}_3 + 2\text{NaBr} $$ (ii) मरक्युरस फ्ल्युराईड (Swarts अभिक्रिया):
हॅलोजन विनिमय होऊन फ्ल्युअरोमिथेन मिळते. $$ 2\text{CH}_3\text{Br} + \text{Hg}_2\text{F}_2 \rightarrow 2\text{CH}_3\text{F} + \text{Hg}_2\text{Br}_2 $$