RBSE Class 12th 2010 Chemistry-SS-41-2-2010 Previous Year Papers

सही उत्तर: (B) ऐल्कोहॉल

व्याख्या: फलों जैसी गन्ध वाला अम्ल व्युत्पन्न एस्टर (RCOOR') होता है। Na तथा C₂H₅OH (बाउवे-ब्लैंक अपचयन) द्वारा एस्टर का अपचयन प्राथमिक ऐल्कोहॉल देता है। यह अभिक्रिया कार्बोक्सिलिक अम्ल, कीटोन या ऐमाइड नहीं बनाती।

कृत्रिम तत्वांतरण में प्रयुक्त किन्हीं दो प्रक्षेप्य कणों के नाम दीजिए।

उत्तर: कृत्रिम तत्वांतरण (artificial transmutation) में प्रयुक्त दो प्रक्षेप्य कण हैं:

1. अल्फा कण (α-particle)
2. न्यूट्रॉन (neutron)

अन्य उदाहरण: प्रोटॉन, ड्यूटेरॉन, या इलेक्ट्रॉन भी प्रयुक्त हो सकते हैं।

उत्तर: C₂H₂Cl₂ के तीन समावयवी होते हैं, जिनमें से दो ध्रुवीय और एक अध्रुवीय है।

• अध्रुवीय रूप (trans-1,2-डाइक्लोरोएथीन): Cl और H परमाणु विपरीत दिशा में होते हैं, जिससे द्विध्रुव आघूर्ण शून्य होता है।
  

     Cl       H
       \     /
        C = C
       /     \
     H       Cl

• ध्रुवीय रूप (cis-1,2-डाइक्लोरोएथीन): Cl परमाणु एक ही दिशा में होते हैं, जिससे नेट द्विध्रुव आघूर्ण उत्पन्न होता है।
  

     Cl       Cl
       \     /
        C = C
       /     \
     H       H

• ध्रुवीय रूप (1,1-डाइक्लोरोएथीन): दोनों Cl परमाणु एक ही कार्बन पर जुड़े होते हैं, जिससे यह भी ध्रुवीय होता है।
  

         Cl
          \
           C = C
          /     \
        Cl       H
                 \
                  H

उत्तर:

• एकलक इकाई का नाम: विनाइल क्लोराइड (Vinyl Chloride) – CH₂=CHCl
• PVC का एक उपयोग: पाइप, केबल इन्सुलेशन, फर्श कवरिंग, या कृत्रिम चमड़ा बनाने में।

उत्तर: DNA प्रतिकरण में द्विकुंडलिनी खुलती है और प्रत्येक स्ट्रैंड पर नए पूरक न्यूक्लियोटाइड जुड़ते हैं। नीचे एक सरल चित्र दिया गया है:

   मूल DNA: 5' - A T G C - 3'
             3' - T A C G - 5'

   प्रतिकरण के बाद:
   नया स्ट्रैंड 1: 5' - A T G C - 3'  (पुराना स्ट्रैंड)
   नया स्ट्रैंड 2: 3' - T A C G - 5'  (नया संश्लेषित)

   दूसरा अणु:
   नया स्ट्रैंड 3: 5' - A T G C - 3'  (नया संश्लेषित)
   नया स्ट्रैंड 4: 3' - T A C G - 5'  (पुराना स्ट्रैंड)

नोट: यह एक अर्ध-रूढ़िवादी प्रक्रिया है जिसमें प्रत्येक नए DNA अणु में एक पुराना और एक नया स्ट्रैंड होता है।

उत्तर: डायस्तेज़ एन्जाइम स्टार्च (पॉलीसैकेराइड) को माल्टोज़ (डाइसैकेराइड) में तोड़ता है।

समीकरण:

2(C₆H₁₀O₅)ₙ + n H₂O  —(डायस्तेज़)→ n C₁₂H₂₂O₁₁
  (स्टार्च)              (जल)          (माल्टोज़)

(i) व्याख्या: एल्कीन में C=C द्विबंध के कारण मुक्त घूर्णन नहीं होता, जिससे प्रतिस्थापी समूहों की स्थानिक व्यवस्था भिन्न हो सकती है (cis/trans)। एल्काइन में C≡C त्रिबंध रैखिक होता है, जिसमें प्रतिस्थापी केवल 180° पर हो सकते हैं, अतः ज्यामितीय समावयवता संभव नहीं है।

(ii) ग्लिसरैल्डिहाइड के R-S विन्यास:

• D-ग्लिसरैल्डिहाइड: R विन्यास (CIP नियमानुसार –OH को प्राथमिकता, फिर –CHO, फिर –CH₂OH)
• L-ग्लिसरैल्डिहाइड: S विन्यास

नोट: प्राकृतिक रूप में D-ग्लिसरैल्डिहाइड पाया जाता है।

सही मिलान: (a)-(iv), (b)-(iii), (c)-(i), (d)-(ii)

Correct Matching:

• (a) Nylone 66 → (iv) Fibres
• (b) Bakelite → (iii) Thermosetting
• (c) PVC → (i) Thermoplastic
• (d) Natural rubber → (ii) Elastomer

Detergents are superior to soaps because:

• They work effectively in hard water (soaps form scum with Ca²⁺ and Mg²⁺ ions).
• They are more effective in acidic conditions (soaps get hydrolyzed).
• They have stronger cleansing action due to better surface tension reduction.
• They are synthetic and can be tailored for specific uses.

Cationic detergents have a positively charged head group (cationic part) that is responsible for cleansing. They are often used as germicides and fabric softeners.

Example: Cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) – used in hair conditioners and antiseptics.

• High specific impulse (efficient thrust per unit mass).
• Stable and controllable combustion (safe and predictable).

• Chromophore: A group of atoms in a molecule responsible for its color (e.g., -NO₂, -C=O, -N=N-).
• Auxochrome: A group that intensifies the color of a chromophore (e.g., -OH, -NH₂, -Cl).

(Diagram description: A beam of light passing through a colloidal solution (e.g., milk in water) is scattered, making the path of light visible. The diagram shows a light source, a colloidal solution in a beaker, and scattered light rays emerging sideways.)

Diagram: A beam of light passing through a colloidal solution (e.g., milk or smoke) becomes visible due to scattering of light by colloidal particles. The path of light is clearly seen when viewed from the side.

(Note: In text, describe the setup: a light source, a colloidal solution in a beaker, and a visible light beam inside the solution.)

Explanation: Coagulation power depends on the charge of the ion that neutralizes the sol. Al(OH)₃ is a positive sol, so the negative ion (anion) causes coagulation. Higher the charge on the anion, greater the coagulation power.

• KCl gives Cl⁻ (charge -1)
• K₂SO₄ gives SO₄²⁻ (charge -2)
• K₃PO₄ gives PO₄³⁻ (charge -3)
• K₃[Fe(CN)₆] gives [Fe(CN)₆]³⁻ (charge -3, but larger size and higher charge density)

Increasing order of coagulation power: KCl < K₂SO₄ < K₃PO₄ < K₃[Fe(CN)₆]

Diagram: A U-tube filled with colloidal solution (e.g., Al(OH)₃ sol). Two electrodes (anode and cathode) are inserted at the ends. When electric current is passed, colloidal particles move towards the oppositely charged electrode. For positive sol, particles move towards cathode (negative electrode).

(Labels: Anode (+), Cathode (-), Colloidal solution, Movement of particles.)

(a) \( {}_{11}^{23} \text{Na} + {}_{0}^{1} n \rightarrow {}_{2}^{4} \text{He} + X\)

Solution: Sum of mass numbers: 23 + 1 = 24; sum of atomic numbers: 11 + 0 = 11. For products: He has mass 4, atomic 2. So X must have mass number = 24 - 4 = 20, atomic number = 11 - 2 = 9. Thus X is \( {}_{9}^{20} \text{F}\) (Fluorine-20).

(b) \( {}_{7}^{14} \text{N} + X \rightarrow {}_{8}^{17} \text{O} + {}_{1}^{1} \text{H}\)

Solution: For products: mass = 17 + 1 = 18, atomic = 8 + 1 = 9. For N: mass 14, atomic 7. So X must have mass = 18 - 14 = 4, atomic = 9 - 7 = 2. Thus X is \( {}_{2}^{4} \text{He}\) (alpha particle).

(a) \( {}_{92}^{238} \text{U} + {}_{0}^{1} n \rightarrow {}_{92}^{239} \text{U} + \gamma\)

Type: Neutron capture (or radiative capture) reaction.

(b) \( {}_{92}^{235} \text{U} + {}_{0}^{1} n \rightarrow {}_{56}^{141} \text{Ba} + {}_{36}^{92} \text{Kr} + 3 {}_{0}^{1} n\)

Type: Nuclear fission reaction.

n-Butyl amine (C₄H₁₁N) has the molecular formula C₄H₁₁N. Its functional isomers (with same formula but different functional groups) include:

• Diethylamine (C₂H₅)₂NH (secondary amine)
• Ethylmethylamine (C₂H₅)(CH₃)NH (secondary amine)
• Trimethylamine (CH₃)₃N (tertiary amine)
• Isobutylamine (CH₃)₂CHCH₂NH₂ (primary amine, chain isomer)

Note: Functional isomers specifically refer to compounds with different functional groups (e.g., primary vs secondary/tertiary amines).

Hinsberg reagent is benzenesulfonyl chloride (C₆H₅SO₂Cl). The test:

• Primary amine: Reacts to form a sulfonamide which is soluble in aqueous KOH (due to acidic N-H proton). On acidification, the sulfonamide precipitates.
• Secondary amine: Reacts to form a sulfonamide which is insoluble in aqueous KOH (no acidic proton). It remains as a solid or oil.
• Tertiary amine: Does not react with Hinsberg reagent (no N-H bond).

Thus, primary amines give a clear solution in KOH, while secondary amines give a precipitate or turbidity.

In primary amines (R-NH₂), intermolecular hydrogen bonding occurs between the hydrogen atom of one molecule and the nitrogen atom of another. The diagram:

    H
    |
R—N—H ··· N—R
    |      |
    H      H

Each N-H bond can act as a hydrogen bond donor, and the lone pair on nitrogen acts as acceptor, leading to chain-like association.

Power alcohol is a mixture of:

• Petrol (gasoline) – about 80%
• Ethanol (ethyl alcohol) – about 20% (anhydrous)

Use: It is used as a fuel in internal combustion engines (e.g., automobiles) to reduce pollution and conserve petroleum.

Primary alcohol: On dehydrogenation (e.g., with Cu at 573 K), it gives an aldehyde.

\[ \text{R-CH}_2\text{OH} \xrightarrow{\text{Cu, 573 K}} \text{R-CHO} + \text{H}_2 \]

Example: Ethanol → Ethanal: CH₃CH₂OH → CH₃CHO + H₂

Secondary alcohol: On dehydrogenation, it gives a ketone.

\[ \text{R-CHOH-R'} \xrightarrow{\text{Cu, 573 K}} \text{R-CO-R'} + \text{H}_2 \]

Example: Isopropanol → Acetone: (CH₃)₂CHOH → (CH₃)₂CO + H₂

(a) From primary amine to ethyl alcohol:

Primary amine (e.g., ethylamine) reacts with nitrous acid (HNO₂) to give alcohol.

\[ \text{CH}_3\text{CH}_2\text{NH}_2 + \text{HNO}_2 \rightarrow \text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH} + \text{N}_2 + \text{H}_2\text{O} \]

(b) From diethyl ether to ethyl alcohol:

Diethyl ether is cleaved by hydroiodic acid (HI) to give ethyl alcohol and ethyl iodide.

\[ \text{C}_2\text{H}_5\text{OC}_2\text{H}_5 + \text{HI} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} + \text{C}_2\text{H}_5\text{I} \]

Alternatively, hydrolysis with dilute acid also yields ethanol.

उत्तर / Solution:

(i) नेटेलाइट के मुख्य अवयव एवं उपयोग:

• मुख्य अवयव: एथिल अल्कोहल (95%) तथा बेंजीन (5%)।
• उपयोग: ईंधन के रूप में (आंतरिक दहन इंजनों में)।

(ii) लेडरर-मानासे अभिक्रिया का समीकरण:

फिनोल + फॉर्मेल्डिहाइड (क्षारीय माध्यम में) → o-हाइड्रॉक्सीबेंजिल अल्कोहल

C₆H₅OH + HCHO → HO-C₆H₄-CH₂OH

(iii) डाइएथिल ईथर से प्राप्त करने के समीकरण:

(a) हाइड्रॉपरॉक्सी डाइएथिल ईथर:

C₂H₅-O-C₂H₅ + O₂ → C₂H₅-O-CH(OOH)-CH₃

(b) परक्लोरोडाइएथिल ईथर:

C₂H₅-O-C₂H₅ + Cl₂ (अधिक) → CCl₃-O-CCl₃ + HCl

OR (वैकल्पिक) उत्तर:

(i) पावर अल्कोहल के घटक एवं उपयोग:

• घटक: एथिल अल्कोहल (90-95%) तथा गैसोलीन (5-10%)।
• उपयोग: मोटर वाहनों में ईंधन के रूप में।

(ii) प्राथमिक एवं द्वितीयक अल्कोहल के निर्जलीकरण अभिक्रिया के समीकरण:

प्राथमिक अल्कोहल: R-CH₂OH → R-CHO + H₂ (एल्डिहाइड बनता है)

द्वितीयक अल्कोहल: R₂CHOH → R₂C=O + H₂ (कीटोन बनता है)

(iii) निम्नलिखित के समीकरण:

(a) प्राथमिक एमीन से एथिल अल्कोहल:

C₂H₅NH₂ + HNO₂ → C₂H₅OH + N₂ + H₂O

(b) डाइएथिल ईथर से एथिल अल्कोहल:

C₂H₅-O-C₂H₅ + H₂O (अम्लीय माध्यम) → 2 C₂H₅OH

(a) Acetic acid from acetaldehyde:

Acetaldehyde is oxidized to acetic acid using an oxidizing agent like potassium dichromate (K₂Cr₂O₇) in acidic medium.

CH₃CHO + [O] → CH₃COOH

(Or using Tollen's reagent or Fehling's solution)

(b) Acetic anhydride from acetic acid:

Acetic acid is heated with phosphorus pentoxide (P₂O₅) or by dehydration using acetic anhydride itself.

2 CH₃COOH → (CH₃CO)₂O + H₂O

(Dehydration agent: P₂O₅ or concentrated H₂SO₄)

Answer: Aldehydes that give Cannizzaro reaction are those without an α-hydrogen atom. Among the given:

• CCl₃CHO (chloral) – no α-hydrogen, gives Cannizzaro reaction.
• C₆H₅CHO (benzaldehyde) – no α-hydrogen, gives Cannizzaro reaction.
• CH₃CHO and C₆H₁₁CHO have α-hydrogens, so they undergo aldol condensation, not Cannizzaro.

Correct aldehydes: CCl₃CHO and C₆H₅CHO.

The carbonyl group (C=O) is polar due to the high electronegativity of oxygen. The resonance structures show a partial positive charge on carbon and partial negative charge on oxygen.

δ+   δ-
C = O   ↔   ⁻C — O⁺

(The polar structure indicates the carbon is electrophilic and oxygen is nucleophilic.)