भौतिक और रासायनिक परिवर्तन ऑक्सीकरण और अपचयन अभिक्रियाएं उत्प्रेरक
भाग 1: भौतिक और रासायनिक परिवर्तन (Physical & Chemical Changes)
Q1. भौतिक और रासायनिक परिवर्तनों के संदर्भ में निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए:
- भौतिक परिवर्तन में केवल पदार्थ के भौतिक गुणों (जैसे आकार, अवस्था, रंग) में परिवर्तन होता है और कोई नया पदार्थ नहीं बनता है।
- रासायनिक परिवर्तन में पदार्थ का रासायनिक संगठन बदल जाता है और यह आमतौर पर एक अनुत्क्रमणीय (Irreversible) प्रक्रिया है।
- मोमबत्ती का जलना (Burning of a Candle) भौतिक और रासायनिक दोनों प्रकार के परिवर्तनों का एक अनूठा उदाहरण है।
उपरोक्त कथनों में से कौन से सही हैं?
(a) केवल 1 और 2
(b) केवल 2 और 3
(c) केवल 1 और 3
(d) 1, 2 और 3
(a) केवल 1 और 2
(b) केवल 2 और 3
(c) केवल 1 और 3
(d) 1, 2 और 3
उत्तर: (d) 1, 2 और 3
व्याख्या: तीनों कथन पूरी तरह सत्य हैं। मोमबत्ती के जलने के दौरान मोम का पिघलना एक भौतिक परिवर्तन (अवस्था परिवर्तन) है, जबकि मोम के धागे का जलना और गैसों ($CO_2$ व जलवाष्प) का बनना एक रासायनिक परिवर्तन है।
व्याख्या: तीनों कथन पूरी तरह सत्य हैं। मोमबत्ती के जलने के दौरान मोम का पिघलना एक भौतिक परिवर्तन (अवस्था परिवर्तन) है, जबकि मोम के धागे का जलना और गैसों ($CO_2$ व जलवाष्प) का बनना एक रासायनिक परिवर्तन है।
Q2. निम्नलिखित घटनाओं पर विचार कीजिए:
- लोहे पर जंग लगना (Rusting of Iron)
- बर्फ का पिघलना (Melting of Ice)
- दूध से दही का बनना (Curdling of Milk)
- पानी में चीनी का घुलना (Dissolving Sugar in Water)
उपरोक्त में से कौन से 'रासायनिक परिवर्तन' (Chemical Changes) के उदाहरण हैं?
(a) केवल 1 और 3
(b) केवल 2 और 4
(c) केवल 1, 2 और 3
(d) 1, 2, 3 और 4
(a) केवल 1 और 3
(b) केवल 2 और 4
(c) केवल 1, 2 और 3
(d) 1, 2, 3 और 4
उत्तर: (a) केवल 1 और 3
व्याख्या: लोहे पर जंग लगना (Fe2O3.xH2O का बनना) और दूध से दही का बनना (लैक्टिक अम्ल का बनना) नए रासायनिक पदार्थों का निर्माण करते हैं, इसलिए ये रासायनिक परिवर्तन हैं। बर्फ का पिघलना और चीनी का घुलना केवल भौतिक अवस्था बदलते हैं, इन्हें वापस मूल रूप में प्राप्त किया जा सकता है।
व्याख्या: लोहे पर जंग लगना (Fe2O3.xH2O का बनना) और दूध से दही का बनना (लैक्टिक अम्ल का बनना) नए रासायनिक पदार्थों का निर्माण करते हैं, इसलिए ये रासायनिक परिवर्तन हैं। बर्फ का पिघलना और चीनी का घुलना केवल भौतिक अवस्था बदलते हैं, इन्हें वापस मूल रूप में प्राप्त किया जा सकता है।
Q3. तांबे के बर्तनों को जब लंबे समय तक नम हवा (Moist Air) में खुला रखा जाता है, तो उन पर एक हल्की हरी परत (Green Coating) जम जाती है। यह हरा पदार्थ रासायनिक रूप से क्या होता है?
(a) शुद्ध कॉपर सल्फेट
(b) कॉपर ऑक्साइड
(c) बेसिक कॉपर कार्बोनेट [$Cu(OH)_2 \cdot CuCO_3$] का मिश्रण
(d) कॉपर नाइट्रेट
(b) कॉपर ऑक्साइड
(c) बेसिक कॉपर कार्बोनेट [$Cu(OH)_2 \cdot CuCO_3$] का मिश्रण
(d) कॉपर नाइट्रेट
उत्तर: (c)
व्याख्या: नम हवा में उपस्थित कार्बन डाइऑक्साइड, ऑक्सीजन और जलवाष्प के साथ तांबा धीमी रासायनिक अभिक्रिया करता है। इससे बर्तनों पर संक्षारण (Corrosion) के कारण बेसिक कॉपर कार्बोनेट की हरी परत बन जाती है, जो एक रासायनिक परिवर्तन है।
व्याख्या: नम हवा में उपस्थित कार्बन डाइऑक्साइड, ऑक्सीजन और जलवाष्प के साथ तांबा धीमी रासायनिक अभिक्रिया करता है। इससे बर्तनों पर संक्षारण (Corrosion) के कारण बेसिक कॉपर कार्बोनेट की हरी परत बन जाती है, जो एक रासायनिक परिवर्तन है।
Q4. 'उर्ध्वपातन' (Sublimation) की भौतिक प्रक्रिया के संदर्भ में निम्नलिखित में से कौन सा कथन सही है?
(a) किसी गैस का सीधे ठोस में बदलना।
(b) किसी ठोस पदार्थ का गर्म करने पर बिना तरल अवस्था में बदले सीधे गैस (वाष्प) में परिवर्तित होना।
(c) तरल का गैस में तीव्र वाष्पीकरण।
(d) किसी धातु का पिघलना।
(b) किसी ठोस पदार्थ का गर्म करने पर बिना तरल अवस्था में बदले सीधे गैस (वाष्प) में परिवर्तित होना।
(c) तरल का गैस में तीव्र वाष्पीकरण।
(d) किसी धातु का पिघलना।
उत्तर: (b)
व्याख्या: उर्ध्वपातन एक भौतिक परिवर्तन है। इसके प्रमुख उदाहरण कपूर (Camphor), अमोनियम क्लोराइड (Navsadar), नेफ्थलीन की गोलियाँ और शुष्क बर्फ (Solid CO2) हैं।
व्याख्या: उर्ध्वपातन एक भौतिक परिवर्तन है। इसके प्रमुख उदाहरण कपूर (Camphor), अमोनियम क्लोराइड (Navsadar), नेफ्थलीन की गोलियाँ और शुष्क बर्फ (Solid CO2) हैं।
Q5 से Q15 तक (त्वरित वैचारिक प्रश्न - परिवर्तन)
Q5. पेड़ों को काटना और लकड़ी के टुकड़ों को जलाना क्रमशः किस प्रकार के परिवर्तन हैं?
(a) दोनों भौतिक परिवर्तन हैं।
(b) दोनों रासायनिक परिवर्तन हैं।
(c) काटना भौतिक परिवर्तन है और जलाना रासायनिक परिवर्तन है।
(d) काटना रासायनिक परिवर्तन है और जलाना भौतिक परिवर्तन है।
उत्तर: (c) व्याख्या: लकड़ी काटने से उसका केवल आकार बदलता है (भौतिक), जबकि जलाने पर राख और धुआँ जैसे नए पदार्थ बनते हैं (रासायनिक)।
(a) दोनों भौतिक परिवर्तन हैं।
(b) दोनों रासायनिक परिवर्तन हैं।
(c) काटना भौतिक परिवर्तन है और जलाना रासायनिक परिवर्तन है।
(d) काटना रासायनिक परिवर्तन है और जलाना भौतिक परिवर्तन है।
उत्तर: (c) व्याख्या: लकड़ी काटने से उसका केवल आकार बदलता है (भौतिक), जबकि जलाने पर राख और धुआँ जैसे नए पदार्थ बनते हैं (रासायनिक)।
Q6. जंग लगे हुए लोहे (Rusted Iron) के वजन पर क्या प्रभाव पड़ता है?
(a) वजन घट जाता है।
(b) पहले बढ़ता है और फिर घटता है।
(c) वजन बढ़ जाता है।
(d) वजन पूरी तरह अपरिवर्तित रहता है।
उत्तर: (c) व्याख्या: लोहे पर जंग लगते समय लोहा हवा से ऑक्सीजन और नमी को सोखकर 'जलयोजित फेरिक ऑक्साइड' बनाता है, जिससे शुरुआत में लोहे का वजन बढ़ जाता है।
(a) वजन घट जाता है।
(b) पहले बढ़ता है और फिर घटता है।
(c) वजन बढ़ जाता है।
(d) वजन पूरी तरह अपरिवर्तित रहता है।
उत्तर: (c) व्याख्या: लोहे पर जंग लगते समय लोहा हवा से ऑक्सीजन और नमी को सोखकर 'जलयोजित फेरिक ऑक्साइड' बनाता है, जिससे शुरुआत में लोहे का वजन बढ़ जाता है।
Q7. रसोई गैस (LPG) का सिलेंडर से बाहर निकलकर गैस में बदलना (प्रक्रिया A) और फिर उसका चूल्हे में जलना (प्रक्रिया B) किस प्रकार के परिवर्तन हैं?
(a) A भौतिक है, B रासायनिक है।
(b) A रासायनिक है, B भौतिक है।
(c) दोनों भौतिक परिवर्तन हैं।
(d) दोनों रासायनिक परिवर्तन हैं।
उत्तर: (a) व्याख्या: सिलेंडर के भीतर एलपीजी तरल होती है। बाहर आने पर वह केवल गैस बनती है (अवस्था परिवर्तन - भौतिक)। चूल्हे में जलने पर वह ऊष्मा और CO2 देती है (रासायनिक)।
(a) A भौतिक है, B रासायनिक है।
(b) A रासायनिक है, B भौतिक है।
(c) दोनों भौतिक परिवर्तन हैं।
(d) दोनों रासायनिक परिवर्तन हैं।
उत्तर: (a) व्याख्या: सिलेंडर के भीतर एलपीजी तरल होती है। बाहर आने पर वह केवल गैस बनती है (अवस्था परिवर्तन - भौतिक)। चूल्हे में जलने पर वह ऊष्मा और CO2 देती है (रासायनिक)।
Q8. फलों का पकना (Ripening of Fruits) किस प्रकार का परिवर्तन माना जाता है?
(a) भौतिक परिवर्तन
(b) रासायनिक परिवर्तन
(c) दोनों में से कोई नहीं
(d) केवल एक यांत्रिक परिवर्तन
उत्तर: (b) व्याख्या: फलों के पकने के दौरान उनके भीतर कई एंजाइमैटिक और रासायनिक बदलाव होते हैं जिससे उनका स्वाद, खुशबू और स्टार्च की मात्रा बदल जाती है। पके हुए फल को वापस कच्चा नहीं किया जा सकता।
(a) भौतिक परिवर्तन
(b) रासायनिक परिवर्तन
(c) दोनों में से कोई नहीं
(d) केवल एक यांत्रिक परिवर्तन
उत्तर: (b) व्याख्या: फलों के पकने के दौरान उनके भीतर कई एंजाइमैटिक और रासायनिक बदलाव होते हैं जिससे उनका स्वाद, खुशबू और स्टार्च की मात्रा बदल जाती है। पके हुए फल को वापस कच्चा नहीं किया जा सकता।
Q9. पानी का विद्युत अपघटन (Electrolysis of Water) करने पर हाइड्रोजन और ऑक्सीजन गैस प्राप्त होना किस परिवर्तन का उदाहरण है?
(a) भौतिक परिवर्तन
(b) रासायनिक परिवर्तन
(c) उत्क्रमणीय परिवर्तन
(d) उर्ध्वपातन
उत्तर: (b) व्याख्या: विद्युत धारा प्रवाहित करने पर पानी ($H_2O$) टूटकर पूरी तरह नए गुणों वाले तत्वों ($H_2$ और $O_2$) में बदल जाता है।
(a) भौतिक परिवर्तन
(b) रासायनिक परिवर्तन
(c) उत्क्रमणीय परिवर्तन
(d) उर्ध्वपातन
उत्तर: (b) व्याख्या: विद्युत धारा प्रवाहित करने पर पानी ($H_2O$) टूटकर पूरी तरह नए गुणों वाले तत्वों ($H_2$ और $O_2$) में बदल जाता है।
Q10. चांदी के आभूषणों का हवा में खुला रहने पर काला पड़ जाना (Tarnishing of Silver) किस रासायनिक यौगिक के बनने के कारण होता है?
(a) सिल्वर ऑक्साइड
(b) सिल्वर सल्फाइड ($Ag_2S$)
(c) सिल्वर कार्बोनेट
(d) सिल्वर क्लोराइड
उत्तर: (b) व्याख्या: चांदी हवा में उपस्थित हाइड्रोजन सल्फाइड ($H_2S$) गैस से क्रिया करके सिल्वर सल्फाइड की काली परत बनाती है, जो एक रासायनिक संक्षारण है।
(a) सिल्वर ऑक्साइड
(b) सिल्वर सल्फाइड ($Ag_2S$)
(c) सिल्वर कार्बोनेट
(d) सिल्वर क्लोराइड
उत्तर: (b) व्याख्या: चांदी हवा में उपस्थित हाइड्रोजन सल्फाइड ($H_2S$) गैस से क्रिया करके सिल्वर सल्फाइड की काली परत बनाती है, जो एक रासायनिक संक्षारण है।
Q11. 'शुष्क बर्फ' (Dry Ice) को सामान्य कमरे के तापमान पर रखने पर क्या होता है?
(a) वह पानी में बदल जाती है।
(b) वह बिना पिघले सीधे कार्बन डाइऑक्साइड गैस में बदल जाती है (उर्ध्वपातन - भौतिक परिवर्तन)।
(c) वह विषैली हो जाती है।
(d) वह ब्लास्ट हो जाती है।
उत्तर: (b) व्याख्या: ठोस CO2 को ही शुष्क बर्फ कहते हैं। यह अत्यधिक ठंडी होती है और सीधे गैस में बदलती है।
(a) वह पानी में बदल जाती है।
(b) वह बिना पिघले सीधे कार्बन डाइऑक्साइड गैस में बदल जाती है (उर्ध्वपातन - भौतिक परिवर्तन)।
(c) वह विषैली हो जाती है।
(d) वह ब्लास्ट हो जाती है।
उत्तर: (b) व्याख्या: ठोस CO2 को ही शुष्क बर्फ कहते हैं। यह अत्यधिक ठंडी होती है और सीधे गैस में बदलती है।
Q12. पौधों में 'प्रकाश संश्लेषण' (Photosynthesis) की क्रिया निम्नलिखित में से किस वर्ग में आती है?
(a) शुद्ध भौतिक परिवर्तन
(b) रासायनिक और जैव-रासायनिक परिवर्तन (Chemical & Biochemical Change)
(c) केवल भौतिक अवस्था परिवर्तन
(d) उर्ध्वपातन
उत्तर: (b) व्याख्या: प्रकाश संश्लेषण में सूर्य के प्रकाश की उपस्थिति में कार्बन डाइऑक्साइड और पानी मिलकर ग्लूकोज और ऑक्सीजन का निर्माण करते हैं, जो एक जटिल रासायनिक प्रक्रिया है।
(a) शुद्ध भौतिक परिवर्तन
(b) रासायनिक और जैव-रासायनिक परिवर्तन (Chemical & Biochemical Change)
(c) केवल भौतिक अवस्था परिवर्तन
(d) उर्ध्वपातन
उत्तर: (b) व्याख्या: प्रकाश संश्लेषण में सूर्य के प्रकाश की उपस्थिति में कार्बन डाइऑक्साइड और पानी मिलकर ग्लूकोज और ऑक्सीजन का निर्माण करते हैं, जो एक जटिल रासायनिक प्रक्रिया है।
Q13. कटे हुए सेब को कुछ समय हवा में रखने पर उसका रंग भूरा (Brownish) हो जाना किस कारण से होता है?
(a) सेब पर धूल जमने से।
(b) सेब में उपस्थित आयरन का हवा की ऑक्सीजन के साथ मिलकर ऑक्सीकरण होना (एंजाइमैटिक ब्राउनिंग)।
(c) सेब का सड़ जाना।
(d) सेब में पानी की कमी।
उत्तर: (b) व्याख्या: सेब में 'पॉलीफेनोल ऑक्सीडेज' एंजाइम होता है, जो हवा के संपर्क में आते ही आयरन यौगिकों का ऑक्सीकरण कर भूरा रंग बनाता है। यह एक रासायनिक परिवर्तन है।
(a) सेब पर धूल जमने से।
(b) सेब में उपस्थित आयरन का हवा की ऑक्सीजन के साथ मिलकर ऑक्सीकरण होना (एंजाइमैटिक ब्राउनिंग)।
(c) सेब का सड़ जाना।
(d) सेब में पानी की कमी।
उत्तर: (b) व्याख्या: सेब में 'पॉलीफेनोल ऑक्सीडेज' एंजाइम होता है, जो हवा के संपर्क में आते ही आयरन यौगिकों का ऑक्सीकरण कर भूरा रंग बनाता है। यह एक रासायनिक परिवर्तन है।
Q14. धातुओं का पिघलना (जैसे सोने या तांबे का पिघलना) किस श्रेणी में आता है?
(a) रासायनिक परिवर्तन
(b) भौतिक परिवर्तन
(c) अनुत्क्रमणीय परिवर्तन
(d) ऑक्सीकरण
उत्तर: (b) व्याख्या: धातुओं को पिघलाने पर केवल उनकी ठोस अवस्था से तरल अवस्था बदलती है। ठंडा करने पर वे वापस अपनी मूल रासायनिक संरचना में आ जाती हैं।
(a) रासायनिक परिवर्तन
(b) भौतिक परिवर्तन
(c) अनुत्क्रमणीय परिवर्तन
(d) ऑक्सीकरण
उत्तर: (b) व्याख्या: धातुओं को पिघलाने पर केवल उनकी ठोस अवस्था से तरल अवस्था बदलती है। ठंडा करने पर वे वापस अपनी मूल रासायनिक संरचना में आ जाती हैं।
Q15. जंग से बचाने के लिए लोहे पर जस्ते (Zinc) की परत चढ़ाने की प्रक्रिया को क्या कहते हैं और यह कैसा परिवर्तन है?
(a) गैल्वनीकरण ; भौतिक प्रक्रिया
(b) क्रिस्टलीकरण; भौतिक प्रक्रिया
(c) मिश्रधातु बनाना
(d) अपचयन
उत्तर: (a) व्याख्या: जिंक लोहे की तुलना में अधिक क्रियाशील होता है, इसलिए वह लोहे से पहले खुद आहुति (बलिदान) देकर लोहे को जंग से बचाता है।
(a) गैल्वनीकरण ; भौतिक प्रक्रिया
(b) क्रिस्टलीकरण; भौतिक प्रक्रिया
(c) मिश्रधातु बनाना
(d) अपचयन
उत्तर: (a) व्याख्या: जिंक लोहे की तुलना में अधिक क्रियाशील होता है, इसलिए वह लोहे से पहले खुद आहुति (बलिदान) देकर लोहे को जंग से बचाता है।
भाग 2: ऑक्सीकरण और अपचयन अभिक्रियाएं (Oxidation & Reduction / Redox)
Q16. आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत के अनुसार 'ऑक्सीकरण' (Oxidation) और 'अपचयन' (Reduction) की सबसे सटीक परिभाषा क्या है?
(a) ऑक्सीकरण का अर्थ ऑक्सीजन का जुड़ना है और अपचयन का अर्थ हाइड्रोजन का जुड़ना है।
(b) ऑक्सीकरण वह प्रक्रिया है जिसमें कोई परमाणु या आयन इलेक्ट्रॉन का त्याग (Loss of Electrons) करता है, और अपचयन वह है जिसमें इलेक्ट्रॉन ग्रहण (Gain of Electrons) किए जाते हैं।
(c) ऑक्सीकरण में इलेक्ट्रॉन ग्रहण किए जाते हैं।
(d) दोनों प्रक्रियाओं का इलेक्ट्रॉनों से कोई संबंध नहीं है।
(b) ऑक्सीकरण वह प्रक्रिया है जिसमें कोई परमाणु या आयन इलेक्ट्रॉन का त्याग (Loss of Electrons) करता है, और अपचयन वह है जिसमें इलेक्ट्रॉन ग्रहण (Gain of Electrons) किए जाते हैं।
(c) ऑक्सीकरण में इलेक्ट्रॉन ग्रहण किए जाते हैं।
(d) दोनों प्रक्रियाओं का इलेक्ट्रॉनों से कोई संबंध नहीं है।
उत्तर: (b)
व्याख्या: इसे याद रखने की ट्रिक 'OIL RIG' (Oxidation Is Loss, Reduction Is Gain) है। जब कोई तत्व इलेक्ट्रॉन खोता है तो उसकी ऑक्सीकरण संख्या बढ़ जाती है।
व्याख्या: इसे याद रखने की ट्रिक 'OIL RIG' (Oxidation Is Loss, Reduction Is Gain) है। जब कोई तत्व इलेक्ट्रॉन खोता है तो उसकी ऑक्सीकरण संख्या बढ़ जाती है।
Q17. ऐसी रासायनिक अभिक्रियाएं जिनमें ऑक्सीकरण और अपचयन दोनों प्रक्रियाएं एक साथ संपन्न होती हैं, उन्हें क्या कहा जाता है?
(a) संयोजन अभिक्रियाएं
(b) रेडॉक्स अभिक्रियाएं
(c) उदासीनीकरण अभिक्रियाएं
(d) अपघटन अभिक्रियाएं
(b) रेडॉक्स अभिक्रियाएं
(c) उदासीनीकरण अभिक्रियाएं
(d) अपघटन अभिक्रियाएं
उत्तर: (b) रेडॉक्स अभिक्रियाएं
व्याख्या: 'Redox' शब्द Reduction (अपचयन) और Oxidation (ऑक्सीकरण) से मिलकर बना है। प्रकृति में अधिकांश रासायनिक और जैविक अभिक्रियाएं (जैसे श्वसन, प्रकाश संश्लेषण) रेडॉक्स प्रकृति की होती हैं।
व्याख्या: 'Redox' शब्द Reduction (अपचयन) और Oxidation (ऑक्सीकरण) से मिलकर बना है। प्रकृति में अधिकांश रासायनिक और जैविक अभिक्रियाएं (जैसे श्वसन, प्रकाश संश्लेषण) रेडॉक्स प्रकृति की होती हैं।
Q18. तेल और वसा युक्त खाद्य पदार्थों को लंबे समय तक रखने पर उनका स्वाद और गंध बदल जाती है और वे दुर्गंधयुक्त हो जाते हैं। इस घटना 'विकृतगंधिता' (Rancidity) का मुख्य कारण क्या है?
(a) भोजन का सड़ जाना।
(b) हवा की ऑक्सीजन द्वारा खाद्य पदार्थों में उपस्थित वसा और तेलों का धीमा ऑक्सीकरण (Oxidation) होना।
(c) भोजन में नमी का बढ़ जाना।
(d) जीवाणुओं का हमला।
(b) हवा की ऑक्सीजन द्वारा खाद्य पदार्थों में उपस्थित वसा और तेलों का धीमा ऑक्सीकरण (Oxidation) होना।
(c) भोजन में नमी का बढ़ जाना।
(d) जीवाणुओं का हमला।
उत्तर: (b)
व्याख्या: ऑक्सीकरण के कारण भोजन में अरुचिकर स्वाद वाले एल्डिहाइड और कीटोन बन जाते हैं। इससे बचने के लिए चिप्स के पैकेटों में से ऑक्सीजन हटाकर नाइट्रोजन गैस (जो कि एक अक्रिय वातावरण बनाती है) भरी जाती है।
व्याख्या: ऑक्सीकरण के कारण भोजन में अरुचिकर स्वाद वाले एल्डिहाइड और कीटोन बन जाते हैं। इससे बचने के लिए चिप्स के पैकेटों में से ऑक्सीजन हटाकर नाइट्रोजन गैस (जो कि एक अक्रिय वातावरण बनाती है) भरी जाती है।
Q19. किसी रासायनिक अभिक्रिया में 'ऑक्सीकारक' (Oxidizing Agent) की भूमिका क्या होती है?
(a) वह स्वयं ऑक्सीकृत हो जाता है।
(b) वह दूसरे पदार्थ का ऑक्सीकरण करता है और स्वयं इलेक्ट्रॉन ग्रहण करके अपचयित (Reduced) हो जाता है।
(c) वह केवल हाइड्रोजन मुक्त करता है।
(d) वह अभिक्रिया की गति को धीमा करता है।
(b) वह दूसरे पदार्थ का ऑक्सीकरण करता है और स्वयं इलेक्ट्रॉन ग्रहण करके अपचयित (Reduced) हो जाता है।
(c) वह केवल हाइड्रोजन मुक्त करता है।
(d) वह अभिक्रिया की गति को धीमा करता है।
उत्तर: (b)
व्याख्या: ऑक्सीकारक वह पदार्थ है जो दूसरों से इलेक्ट्रॉन छीन लेता है (यानी दूसरों का ऑक्सीकरण करता है)। चूंकि वह खुद इलेक्ट्रॉन ले रहा है, इसलिए उसका स्वयं का अपचयन (Reduction) होता है। पोटेशियम परमैंगनेट ($KMnO_4$) एक शक्तिशाली ऑक्सीकारक है।
व्याख्या: ऑक्सीकारक वह पदार्थ है जो दूसरों से इलेक्ट्रॉन छीन लेता है (यानी दूसरों का ऑक्सीकरण करता है)। चूंकि वह खुद इलेक्ट्रॉन ले रहा है, इसलिए उसका स्वयं का अपचयन (Reduction) होता है। पोटेशियम परमैंगनेट ($KMnO_4$) एक शक्तिशाली ऑक्सीकारक है।
Q20 से Q30 तक (कथन एवं वैचारिक प्रश्न - रेडॉक्स)
Q20. मानव शरीर में होने वाली 'श्वसन' (Respiration) की प्रक्रिया रासायनिक रूप से किस प्रकार की अभिक्रिया है?
(a) एक ऊष्माशोषी अभिक्रिया।
(b) एक ऊष्माक्षेपी रेडॉक्स अभिक्रिया (Exothermic Redox Reaction), जहाँ ग्लूकोज का ऑक्सीकरण होता है।
(c) केवल भौतिक वायु विनिमय।
(d) शुद्ध अपचयन।
उत्तर: (b) व्याख्या: श्वसन में ग्लूकोज ($C_6H_{12}O_6$) हवा की ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकृत होकर कार्बन डाइऑक्साइड, पानी और ऊर्जा (ATP) मुक्त करता है। ऊष्मा/ऊर्जा मुक्त होने के कारण यह ऊष्माक्षेपी (Exothermic) है।
(a) एक ऊष्माशोषी अभिक्रिया।
(b) एक ऊष्माक्षेपी रेडॉक्स अभिक्रिया (Exothermic Redox Reaction), जहाँ ग्लूकोज का ऑक्सीकरण होता है।
(c) केवल भौतिक वायु विनिमय।
(d) शुद्ध अपचयन।
उत्तर: (b) व्याख्या: श्वसन में ग्लूकोज ($C_6H_{12}O_6$) हवा की ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकृत होकर कार्बन डाइऑक्साइड, पानी और ऊर्जा (ATP) मुक्त करता है। ऊष्मा/ऊर्जा मुक्त होने के कारण यह ऊष्माक्षेपी (Exothermic) है।
Q21. निम्नलिखित में से किस तत्व की 'ऑक्सीकरण संख्या' (Oxidation Number) उसके सभी यौगिकों में हमेशा $-1$ होती है?
(a) ऑक्सीजन
(b) क्लोरीन
(c) फ्लोरीन (Fluorine)
(d) हाइड्रोजन
उत्तर: (c) व्याख्या: फ्लोरीन आवर्त सारणी का सबसे अधिक विद्युत-ऋणात्मक (Most Electronegative) तत्व है। यह हमेशा इलेक्ट्रॉन खींचता है, इसलिए इसकी ऑक्सीकरण अवस्था सदैव $-1$ होती है।
(a) ऑक्सीजन
(b) क्लोरीन
(c) फ्लोरीन (Fluorine)
(d) हाइड्रोजन
उत्तर: (c) व्याख्या: फ्लोरीन आवर्त सारणी का सबसे अधिक विद्युत-ऋणात्मक (Most Electronegative) तत्व है। यह हमेशा इलेक्ट्रॉन खींचता है, इसलिए इसकी ऑक्सीकरण अवस्था सदैव $-1$ होती है।
Q22. जब लोहे की कील को नीले रंग के कॉपर सल्फेट ($CuSO_4$) के घोल में डुबोया जाता है, तो घोल का रंग हरा हो जाता है। इस अभिक्रिया में किसका ऑक्सीकरण होता है?
(a) कॉपर का
(b) लोहे (Iron) का, क्योंकि वह इलेक्ट्रॉन खोकर $Fe^{2+}$ आयन में बदल जाता है।
(c) सल्फेट का
(d) पानी का
उत्तर: (b) व्याख्या: यह एक विस्थापन अभिक्रिया है ($Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu$)। यहाँ लोहा ($Fe^0$) इलेक्ट्रॉन त्यागकर $Fe^{+2}$ (फेरस सल्फेट) बनाता है, अतः लोहे का ऑक्सीकरण होता है और कॉपर आयन का अपचयन होता है।
(a) कॉपर का
(b) लोहे (Iron) का, क्योंकि वह इलेक्ट्रॉन खोकर $Fe^{2+}$ आयन में बदल जाता है।
(c) सल्फेट का
(d) पानी का
उत्तर: (b) व्याख्या: यह एक विस्थापन अभिक्रिया है ($Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu$)। यहाँ लोहा ($Fe^0$) इलेक्ट्रॉन त्यागकर $Fe^{+2}$ (फेरस सल्फेट) बनाता है, अतः लोहे का ऑक्सीकरण होता है और कॉपर आयन का अपचयन होता है।
Q23. पानी के अणु ($H_2O$) में ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण संख्या कितनी होती है?
(a) +1
(b) -2
(c) +2
(d) 0
उत्तर: (b) व्याख्या: हाइड्रोजन की आमतौर पर +1 होती है (दो हाइड्रोजन = +2)। यौगिक को उदासीन रखने के लिए ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण संख्या -2 होती है।
(a) +1
(b) -2
(c) +2
(d) 0
उत्तर: (b) व्याख्या: हाइड्रोजन की आमतौर पर +1 होती है (दो हाइड्रोजन = +2)। यौगिक को उदासीन रखने के लिए ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण संख्या -2 होती है।
Q24. हाइड्रोजन पेरोक्साइड ($H_2O_2$) में ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण संख्या कितनी होती है, जो एक अपवाद है?
(a) -2
(b) -1
(c) +1
(d) +2
उत्तर: (b) व्याख्या: पेरोक्साइड यौगिकों में ऑक्सीजन-ऑक्सीजन सिंगल बांड होने के कारण प्रत्येक ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण संख्या -1 होती है।
(a) -2
(b) -1
(c) +1
(d) +2
उत्तर: (b) व्याख्या: पेरोक्साइड यौगिकों में ऑक्सीजन-ऑक्सीजन सिंगल बांड होने के कारण प्रत्येक ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण संख्या -1 होती है।
Q25. 'उदासीनीकरण' (Neutralization) अभिक्रिया, जिसमें अम्ल और क्षार मिलकर लवण व जल बनाते हैं, के संदर्भ में कौन सा कथन सही है?
(a) यह एक रेडॉक्स अभिक्रिया है।
(b) यह रेडॉक्स अभिक्रिया नहीं है, क्योंकि इसमें किसी भी तत्व की ऑक्सीकरण संख्या में कोई बदलाव नहीं होता है।
(c) इसमें केवल ऑक्सीकरण होता है।
(d) इसमें इलेक्ट्रॉन पूरी तरह नष्ट हो जाते हैं।
उत्तर: (b) व्याख्या: $HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$. इस अभिक्रिया में भाग लेने वाले सभी आयनों ($Na^+, Cl^-, H^+, O^{2-}$) की ऑक्सीकरण संख्या अभिक्रिया के पहले और बाद में बिल्कुल समान रहती है।
(a) यह एक रेडॉक्स अभिक्रिया है।
(b) यह रेडॉक्स अभिक्रिया नहीं है, क्योंकि इसमें किसी भी तत्व की ऑक्सीकरण संख्या में कोई बदलाव नहीं होता है।
(c) इसमें केवल ऑक्सीकरण होता है।
(d) इसमें इलेक्ट्रॉन पूरी तरह नष्ट हो जाते हैं।
उत्तर: (b) व्याख्या: $HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$. इस अभिक्रिया में भाग लेने वाले सभी आयनों ($Na^+, Cl^-, H^+, O^{2-}$) की ऑक्सीकरण संख्या अभिक्रिया के पहले और बाद में बिल्कुल समान रहती है।
Q26. जंग (Rust) का सही रासायनिक सूत्र क्या है जो लोहे के ऑक्सीकरण से बनता है?
(a) $Fe_2O_3$
(b) $Fe_3O_4$
(c) जलयोजित फेरिक ऑक्साइड [$Fe_2O_3 \cdot xH_2O$]
(d) $Fe(OH)_2$
उत्तर: (c) व्याख्या: जंग लगना एक धीमी रेडॉक्स प्रक्रिया है जिसमें ऑक्सीजन ऑक्सीकारक और पानी माध्यम का कार्य करता है।
(a) $Fe_2O_3$
(b) $Fe_3O_4$
(c) जलयोजित फेरिक ऑक्साइड [$Fe_2O_3 \cdot xH_2O$]
(d) $Fe(OH)_2$
उत्तर: (c) व्याख्या: जंग लगना एक धीमी रेडॉक्स प्रक्रिया है जिसमें ऑक्सीजन ऑक्सीकारक और पानी माध्यम का कार्य करता है।
Q27. फोटोग्राफी और प्रयोगशालाओं में प्रयुक्त होने वाला 'हाइपो' (सोडियम थायोसल्फेट) रासायनिक रूप से किस रूप में कार्य करता है?
(a) एक शक्तिशाली ऑक्सीकारक
(b) एक अपचायक (Reducing Agent)
(c) उत्प्रेरक
(d) अम्ल
उत्तर: (b) व्याख्या: सोडियम थायोसल्फेट अन-एक्सपोज्ड सिल्वर हैलाइड को घोलने और अपचयन करने की क्षमता रखता है।
(a) एक शक्तिशाली ऑक्सीकारक
(b) एक अपचायक (Reducing Agent)
(c) उत्प्रेरक
(d) अम्ल
उत्तर: (b) व्याख्या: सोडियम थायोसल्फेट अन-एक्सपोज्ड सिल्वर हैलाइड को घोलने और अपचयन करने की क्षमता रखता है।
Q28. एल्युमिनियम धातु की सतह पर स्वतः ही उसकी ऑक्साइड ($Al_2O_3$) की एक मजबूत परत का बनना, जो उसे भविष्य के संक्षारण से बचाती है, क्या कहलाता है?
(a) गैल्वनीकरण
(b) एनोडीकरण या पासीवेशन (Anodization / Passivation)
(c) अपचयन
(d) वल्कनीकरण
उत्तर: (b) व्याख्या: इसे 'सकारात्मक ऑक्सीकरण' भी कह सकते हैं। एल्युमिनियम ऑक्साइड की यह परत इतनी सुरक्षित होती है कि अंदर की धातु का आगे ऑक्सीकरण रुक जाता है।
(a) गैल्वनीकरण
(b) एनोडीकरण या पासीवेशन (Anodization / Passivation)
(c) अपचयन
(d) वल्कनीकरण
उत्तर: (b) व्याख्या: इसे 'सकारात्मक ऑक्सीकरण' भी कह सकते हैं। एल्युमिनियम ऑक्साइड की यह परत इतनी सुरक्षित होती है कि अंदर की धातु का आगे ऑक्सीकरण रुक जाता है।
Q29. ईंधनों का जलना (जैसे कोयला, डीजल या मीथेन का दहन) रासायनिक रूप से क्या है?
(a) तीव्र अपचयन अभिक्रिया
(b) तीव्र ऑक्सीकरण अभिक्रिया (Rapid Oxidation) जो अत्यधिक ऊष्मा मुक्त करती है।
(c) केवल अवस्था परिवर्तन
(d) ऊष्माशोषी अभिक्रिया
उत्तर: (b) व्याख्या: दहन (Combustion) में ईंधन हवा की ऑक्सीजन के साथ तेजी से जुड़ता है, जिससे कार्बन का ऑक्सीकरण होकर $CO_2$ बनती है।
(a) तीव्र अपचयन अभिक्रिया
(b) तीव्र ऑक्सीकरण अभिक्रिया (Rapid Oxidation) जो अत्यधिक ऊष्मा मुक्त करती है।
(c) केवल अवस्था परिवर्तन
(d) ऊष्माशोषी अभिक्रिया
उत्तर: (b) व्याख्या: दहन (Combustion) में ईंधन हवा की ऑक्सीजन के साथ तेजी से जुड़ता है, जिससे कार्बन का ऑक्सीकरण होकर $CO_2$ बनती है।
Q30. जब जिंक धातु की क्रिया कॉपर सल्फेट से कराई जाती है, तो जिंक कॉपर को विस्थापित कर देता है क्योंकि:
(a) जिंक का अपचयन विभव कम है और वह कॉपर से अधिक क्रियाशील (Stronger Reducing Agent) है।
(b) जिंक एक अधातु है।
(c) कॉपर अधिक क्रियाशील है।
(d) दोनों का आकार समान है।
उत्तर: (a) व्याख्या: विद्युत रासायनिक श्रेणी (Electrochemical Series) में जिंक का स्थान कॉपर से ऊपर है, इसलिए जिंक आसानी से इलेक्ट्रॉन खोकर कॉपर को अवक्षेपित कर देता है।
(a) जिंक का अपचयन विभव कम है और वह कॉपर से अधिक क्रियाशील (Stronger Reducing Agent) है।
(b) जिंक एक अधातु है।
(c) कॉपर अधिक क्रियाशील है।
(d) दोनों का आकार समान है।
उत्तर: (a) व्याख्या: विद्युत रासायनिक श्रेणी (Electrochemical Series) में जिंक का स्थान कॉपर से ऊपर है, इसलिए जिंक आसानी से इलेक्ट्रॉन खोकर कॉपर को अवक्षेपित कर देता है।
भाग 3: उत्प्रेरक और उसके प्रकार (Catalysts & Their Types)
Q31. 'उत्प्रेरक' (Catalyst) के संदर्भ में निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए:
- उत्प्रेरक वह पदार्थ है जो किसी रासायनिक अभिक्रिया की दर (गति) को बदल देता है, लेकिन स्वयं अभिक्रिया के अंत में रासायनिक रूप से अपरिवर्तित रहता है।
- यह अभिक्रिया की 'सक्रियण ऊर्जा' (Activation Energy) को कम करके अभिक्रिया को एक नया और आसान रास्ता प्रदान करता है।
- उत्प्रेरक किसी भी ऐसी रासायनिक अभिक्रिया को शुरू (Initiate) कर सकता है जो स्वतः संभव न हो।
उपरोक्त कथनों में से कौन सा/से सही है/हैं?
(a) केवल 1 और 2
(b) केवल 2 और 3
(c) केवल 1
(d) 1, 2 और 3
(a) केवल 1 और 2
(b) केवल 2 और 3
(c) केवल 1
(d) 1, 2 और 3
उत्तर: (a) केवल 1 और 2
व्याख्या: उत्प्रेरक केवल चल रही अभिक्रिया की गति को बढ़ा या घटा सकता है। यह किसी नई या असंभव अभिक्रिया को शुरू नहीं कर सकता है। इसलिए कथन 3 गलत है।
व्याख्या: उत्प्रेरक केवल चल रही अभिक्रिया की गति को बढ़ा या घटा सकता है। यह किसी नई या असंभव अभिक्रिया को शुरू नहीं कर सकता है। इसलिए कथन 3 गलत है।
Q32. 'समांगी उत्प्रेरण' (Homogeneous Catalysis) और 'विषमांगी उत्प्रेरण' (Heterogeneous Catalysis) के बीच मुख्य अंतर क्या है?
(a) समांगी में उत्प्रेरक केवल ठोस होता है।
(b) समांगी उत्प्रेरण में अभिकारक (Reactants) और उत्प्रेरक दोनों एक ही भौतिक अवस्था (जैसे दोनों गैस या दोनों द्रव) में होते हैं, जबकि विषमांगी में उनकी अवस्थाएं अलग-अलग होती हैं।
(c) विषमांगी उत्प्रेरक बहुत धीमा काम करता है।
(d) दोनों में कोई अंतर नहीं है।
(b) समांगी उत्प्रेरण में अभिकारक (Reactants) और उत्प्रेरक दोनों एक ही भौतिक अवस्था (जैसे दोनों गैस या दोनों द्रव) में होते हैं, जबकि विषमांगी में उनकी अवस्थाएं अलग-अलग होती हैं।
(c) विषमांगी उत्प्रेरक बहुत धीमा काम करता है।
(d) दोनों में कोई अंतर नहीं है।
उत्तर: (b)
व्याख्या: उदाहरण के लिए, वनस्पति तेल (द्रव) से वनस्पति घी बनाते समय निकेल (ठोस) का उपयोग करना 'विषमांगी उत्प्रेरण' है। जबकि सीसा कक्ष विधि में गैसों की अभिक्रिया के लिए नाइट्रोजन ऑक्साइड (गैस) का उपयोग 'समांगी उत्प्रेरण' है।
व्याख्या: उदाहरण के लिए, वनस्पति तेल (द्रव) से वनस्पति घी बनाते समय निकेल (ठोस) का उपयोग करना 'विषमांगी उत्प्रेरण' है। जबकि सीसा कक्ष विधि में गैसों की अभिक्रिया के लिए नाइट्रोजन ऑक्साइड (गैस) का उपयोग 'समांगी उत्प्रेरण' है।
Q33. 'एन्जाइम' (Enzymes) के संदर्भ में निम्नलिखित में से कौन सा कथन सत्य है?
(a) ये अकार्बनिक खनिज पदार्थ होते हैं।
(b) ये नाइट्रोजन युक्त जटिल कार्बनिक यौगिक (प्रोटीन) हैं, जिन्हें 'जैव-उत्प्रेरक' (Biocatalysts) कहा जाता है और ये शरीर की रासायनिक क्रियाओं को नियंत्रित करते हैं।
(c) ये उच्च तापमान ($100^{\circ}\text{C}$ से अधिक) पर सबसे अच्छा काम करते हैं।
(d) एक ही एंजाइम शरीर की सभी क्रियाओं को उत्प्रेरित कर सकता है।
(b) ये नाइट्रोजन युक्त जटिल कार्बनिक यौगिक (प्रोटीन) हैं, जिन्हें 'जैव-उत्प्रेरक' (Biocatalysts) कहा जाता है और ये शरीर की रासायनिक क्रियाओं को नियंत्रित करते हैं।
(c) ये उच्च तापमान ($100^{\circ}\text{C}$ से अधिक) पर सबसे अच्छा काम करते हैं।
(d) एक ही एंजाइम शरीर की सभी क्रियाओं को उत्प्रेरित कर सकता है।
उत्तर: (b)
व्याख्या: एंजाइम अत्यधिक विशिष्ट (Specific) होते हैं। एक एंजाइम केवल एक ही विशिष्ट अभिक्रिया को उत्प्रेरित कर सकता है (ताला-चाबी सिद्धांत - Lock and Key Mechanism)। ये मानव शरीर के सामान्य तापमान ($37^{\circ}\text{C}$) और अनुकूल pH पर सर्वोत्तम कार्य करते हैं।
व्याख्या: एंजाइम अत्यधिक विशिष्ट (Specific) होते हैं। एक एंजाइम केवल एक ही विशिष्ट अभिक्रिया को उत्प्रेरित कर सकता है (ताला-चाबी सिद्धांत - Lock and Key Mechanism)। ये मानव शरीर के सामान्य तापमान ($37^{\circ}\text{C}$) और अनुकूल pH पर सर्वोत्तम कार्य करते हैं।
Q34 से Q50 तक (उच्च स्तरीय एवं औद्योगिक अनुप्रयोग प्रश्न)
Q34. वनस्पति तेलों (Vegetable Oils) से 'वनस्पति घी' (Margerine/Vanaspati Ghee) बनाने की 'हाइड्रोजनीकरण' प्रक्रिया में किस धातु का उपयोग उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है?
(a) लोहा (Fe)
(b) निकेल (Ni)
(c) तांबा (Cu)
(d) जस्ता (Zn)
उत्तर: (b) व्याख्या: निकेल की उपस्थिति में असंतृप्त वसा (तेल) हाइड्रोजन गैस से क्रिया करके संतृप्त वसा (घी) में बदल जाती है।
(a) लोहा (Fe)
(b) निकेल (Ni)
(c) तांबा (Cu)
(d) जस्ता (Zn)
उत्तर: (b) व्याख्या: निकेल की उपस्थिति में असंतृप्त वसा (तेल) हाइड्रोजन गैस से क्रिया करके संतृप्त वसा (घी) में बदल जाती है।
Q35. अमोनिया गैस बनाने की औद्योगिक 'हैबर विधि' (Haber's Process) में मुख्य उत्प्रेरक और उत्प्रेरक वर्धक (Catalytic Promoter) के रूप में क्रमशः किसका उपयोग होता है?
(a) निकेल और कोबाल्ट
(b) सूक्ष्म विभाजित लोहा (Fe) और मोलिब्डेनम (Mo)
(c) प्लैटिनम और सोना
(d) तांबा और एल्युमिनियम
उत्तर: (b) व्याख्या: लोहा अभिक्रिया की गति बढ़ाता है (उत्प्रेरक), और मोलिब्डेनम लोहे की कार्यक्षमता को और अधिक बढ़ा देता है (वर्धक)।
(a) निकेल और कोबाल्ट
(b) सूक्ष्म विभाजित लोहा (Fe) और मोलिब्डेनम (Mo)
(c) प्लैटिनम और सोना
(d) तांबा और एल्युमिनियम
उत्तर: (b) व्याख्या: लोहा अभिक्रिया की गति बढ़ाता है (उत्प्रेरक), और मोलिब्डेनम लोहे की कार्यक्षमता को और अधिक बढ़ा देता है (वर्धक)।
Q36. रासायनिक विज्ञान में 'उत्प्रेरक विष' (Catalytic Poison) का क्या कार्य होता है?
(a) यह प्रयोगशाला के वैज्ञानिकों के लिए हानिकारक है।
(b) यह ऐसा बाहरी पदार्थ है जो उत्प्रेरक की सतह को ढककर उसकी उत्प्रेरक सक्रियता को पूरी तरह नष्ट या कम कर देता है (जैसे आर्सेनिक या कार्बन मोनोऑक्साइड)।
(c) यह अभिक्रिया को तेज करता है।
(d) यह अम्ल की शक्ति बढ़ाता है।
उत्तर: (b) व्याख्या: उत्प्रेरक विष सक्रिय केंद्रों को ब्लॉक कर देता है जिससे उत्प्रेरक काम करना बंद कर देता है।
(a) यह प्रयोगशाला के वैज्ञानिकों के लिए हानिकारक है।
(b) यह ऐसा बाहरी पदार्थ है जो उत्प्रेरक की सतह को ढककर उसकी उत्प्रेरक सक्रियता को पूरी तरह नष्ट या कम कर देता है (जैसे आर्सेनिक या कार्बन मोनोऑक्साइड)।
(c) यह अभिक्रिया को तेज करता है।
(d) यह अम्ल की शक्ति बढ़ाता है।
उत्तर: (b) व्याख्या: उत्प्रेरक विष सक्रिय केंद्रों को ब्लॉक कर देता है जिससे उत्प्रेरक काम करना बंद कर देता है।
Q37. वाहनों के साइलेंसर में लगे 'कैटेलिटिक कनवर्टर' (Catalytic Converter) का प्राथमिक कार्य क्या होता है?
(a) वाहन का माइलेज बढ़ाना।
(b) इंजन की आवाज कम करना।
(c) जहरीली गैसों (जैसे कार्बन monoxide, नाइट्रोजन के ऑक्साइड) को कम हानिकारक गैसों ($CO_2$ और $N_2$) में बदलना।
(d) पेट्रोल को शुद्ध करना।
उत्तर: (c) व्याख्या: इसमें प्लैटिनम, पैलेडियम और रोडियम जैसी कीमती धातुओं के उत्प्रेरक लगे होते हैं जो वायु प्रदूषण को कम करने में मदद करते हैं।
(a) वाहन का माइलेज बढ़ाना।
(b) इंजन की आवाज कम करना।
(c) जहरीली गैसों (जैसे कार्बन monoxide, नाइट्रोजन के ऑक्साइड) को कम हानिकारक गैसों ($CO_2$ और $N_2$) में बदलना।
(d) पेट्रोल को शुद्ध करना।
उत्तर: (c) व्याख्या: इसमें प्लैटिनम, पैलेडियम और रोडियम जैसी कीमती धातुओं के उत्प्रेरक लगे होते हैं जो वायु प्रदूषण को कम करने में मदद करते हैं।
Q38. जब किसी रासायनिक अभिक्रिया में बनने वाला कोई उत्पाद (Product) ही स्वयं उत्प्रेरक की तरह कार्य करने लगता है और अभिक्रिया की गति को बढ़ा देता है, तो इसे क्या कहते हैं?
(a) ऋणात्मक उत्प्रेरण
(b) स्व-उत्प्रेरण (Auto-catalysis)
(c) एंजाइम उत्प्रेरण
(d) विषमांगी उत्प्रेरण
उत्तर: (b) व्याख्या: उदाहरण के लिए, पोटेशियम परमैंगनेट द्वारा ऑक्सेलिक अम्ल के अनुमापन (Titration) में बनने वाले $Mn^{2+}$ आयन खुद स्व-उत्प्रेरक का कार्य करते हैं।
(a) ऋणात्मक उत्प्रेरण
(b) स्व-उत्प्रेरण (Auto-catalysis)
(c) एंजाइम उत्प्रेरण
(d) विषमांगी उत्प्रेरण
उत्तर: (b) व्याख्या: उदाहरण के लिए, पोटेशियम परमैंगनेट द्वारा ऑक्सेलिक अम्ल के अनुमापन (Titration) में बनने वाले $Mn^{2+}$ आयन खुद स्व-उत्प्रेरक का कार्य करते हैं।
Q39. मानव लार (Saliva) में पाया जाने वाला वह कौन सा एंजाइम है जो भोजन में उपस्थित स्टार्च (Starch) को कार्बोहाइड्रेट/शर्करा में तोड़ना शुरू कर देता है?
(a) पेप्सिन
(b) टायलिन या लार एमाइलेज (Ptyalin / Salivary Amylase)
(c) ट्रिप्सिन
(d) लाइपेज
उत्तर: (b) व्याख्या: टायलिन मुंह में ही पाचन क्रिया शुरू कर देता है। यही कारण है कि रोटी को अधिक चबाने पर वह मीठी लगने लगती है।
(a) पेप्सिन
(b) टायलिन या लार एमाइलेज (Ptyalin / Salivary Amylase)
(c) ट्रिप्सिन
(d) लाइपेज
उत्तर: (b) व्याख्या: टायलिन मुंह में ही पाचन क्रिया शुरू कर देता है। यही कारण है कि रोटी को अधिक चबाने पर वह मीठी लगने लगती है।
Q40. दूध को फाड़कर या किण्वन (Fermentation) द्वारा चीज (Cheese) बनाने में किस मुख्य एंजाइम जैव-उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है?
(a) रेनिन (Rennin) या काइमोसिन
(b) माल्टेज
(c) इंसुलिन
(d) पेप्सिन
उत्तर: (a) व्याख्या: रेनिन दूध के कैसीन प्रोटीन को स्कंदित (Clot) कर देता है जिससे डेयरी उद्योगों में पनीर और चीज का निर्माण होता है।
(a) रेनिन (Rennin) या काइमोसिन
(b) माल्टेज
(c) इंसुलिन
(d) पेप्सिन
उत्तर: (a) व्याख्या: रेनिन दूध के कैसीन प्रोटीन को स्कंदित (Clot) कर देता है जिससे डेयरी उद्योगों में पनीर और चीज का निर्माण होता है।
Q41. सल्फ्यूरिक अम्ल ($H_2SO_4$) बनाने की औद्योगिक 'सम्पर्क विधि' (Contact Process) में वर्तमान में किस कुशल उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है?
(a) प्लैटिनम एस्बेस्टस
(b) वैनेडियम पेंटाऑक्साइड ($V_2O_5$)
(c) मैंगनीज डाइऑक्साइड
(d) तांबे का चूरा
उत्तर: (b) व्याख्या: पूर्व में प्लैटिनम का उपयोग होता था, लेकिन वह महंगा था और उत्प्रेरक विष से जल्दी खराब हो जाता था। अब वैनेडियम पेंटाऑक्साइड का उपयोग व्यावसायिक रूप से किया जाता है।
(a) प्लैटिनम एस्बेस्टस
(b) वैनेडियम पेंटाऑक्साइड ($V_2O_5$)
(c) मैंगनीज डाइऑक्साइड
(d) तांबे का चूरा
उत्तर: (b) व्याख्या: पूर्व में प्लैटिनम का उपयोग होता था, लेकिन वह महंगा था और उत्प्रेरक विष से जल्दी खराब हो जाता था। अब वैनेडियम पेंटाऑक्साइड का उपयोग व्यावसायिक रूप से किया जाता है।
Q42. 'ऋणात्मक उत्प्रेरक' (Negative Catalyst / Inhibitor) का मुख्य कार्य क्या होता है?
(a) अभिक्रिया को पूरी तरह बंद करना।
(b) रासायनिक अभिक्रिया की दर या गति को धीमा (Decrease the rate of reaction) करना।
(c) केवल ऊर्जा को बढ़ाना।
(d) उत्पाद का रंग बदलना।
उत्तर: (b) व्याख्या: उदाहरण के लिए, क्लोरोफॉर्म को विषैली गैस 'फॉस्जीन' में बदलने से रोकने के लिए उसमें एथिल अल्कोहल को ऋणात्मक उत्प्रेरक के रूप में मिलाया जाता है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड के अपघटन को रोकने के लिए ग्लिसरॉल मिलाया जाता है।
(a) अभिक्रिया को पूरी तरह बंद करना।
(b) रासायनिक अभिक्रिया की दर या गति को धीमा (Decrease the rate of reaction) करना।
(c) केवल ऊर्जा को बढ़ाना।
(d) उत्पाद का रंग बदलना।
उत्तर: (b) व्याख्या: उदाहरण के लिए, क्लोरोफॉर्म को विषैली गैस 'फॉस्जीन' में बदलने से रोकने के लिए उसमें एथिल अल्कोहल को ऋणात्मक उत्प्रेरक के रूप में मिलाया जाता है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड के अपघटन को रोकने के लिए ग्लिसरॉल मिलाया जाता है।
Q43. आमाशय (Gastric Juice) में पाया जाने वाला वह कौन सा एंजाइम है जो भोजन के प्रोटीनों को पेप्टोन में तोड़ता है?
(a) एमाइलेज
(b) पेप्सिन (Pepsin)
(c) सुक्रेज
(d) लैक्टेज
उत्तर: (b) व्याख्या: पेप्सिन आमाशय के अत्यधिक अम्लीय माध्यम (HCl की उपस्थिति) में सक्रिय होकर प्रोटीनों का पाचन करता है।
(a) एमाइलेज
(b) पेप्सिन (Pepsin)
(c) सुक्रेज
(d) लैक्टेज
उत्तर: (b) व्याख्या: पेप्सिन आमाशय के अत्यधिक अम्लीय माध्यम (HCl की उपस्थिति) में सक्रिय होकर प्रोटीनों का पाचन करता है।
Q44. गन्ना शर्करा (Sucrose) को ग्लूकोज और फ्रुक्टोज में बदलने के लिए किस एंजाइम उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है, जो इनवर्ट शुगर बनाता है?
(a) जाइमेज
(b) इनवर्टेज (Invertase)
(c) डायस्टेज
(d) यूरिएज
उत्तर: (b) व्याख्या: इनवर्टेज एंजाइम सुक्रोज के जल-अपघटन को उत्प्रेरित करता है।
(a) जाइमेज
(b) इनवर्टेज (Invertase)
(c) डायस्टेज
(d) यूरिएज
उत्तर: (b) व्याख्या: इनवर्टेज एंजाइम सुक्रोज के जल-अपघटन को उत्प्रेरित करता है।
Q45. ग्लूकोज ($C_6H_{12}O_6$) को सीधे 'एथिल अल्कोहल' (शराब) और कार्बन डाइऑक्साइड में बदलने के लिए खमीर (Yeast) द्वारा कौन सा एंजाइम स्रावित किया जाता है?
(a) इनवर्टेज
(b) जाइमेज (Zymase)
(c) पेप्सिन
(d) लाइपेज
उत्तर: (b) व्याख्या: जाइमेज एंजाइम किण्वन (Fermentation) प्रक्रिया की रीढ़ है जिसके द्वारा अल्कोहल उद्योगों में मदिरा का निर्माण होता है।
(a) इनवर्टेज
(b) जाइमेज (Zymase)
(c) पेप्सिन
(d) लाइपेज
उत्तर: (b) व्याख्या: जाइमेज एंजाइम किण्वन (Fermentation) प्रक्रिया की रीढ़ है जिसके द्वारा अल्कोहल उद्योगों में मदिरा का निर्माण होता है।
Q46. तेलों और वसाओं के जल-अपघटन द्वारा ग्लिसरॉल और साबुन बनाने की प्रक्रिया (Saponification) में कौन सा एंजाइम जैव-उत्प्रेरक की तरह कार्य कर सकता है?
(a) एमाइलेज
(b) लाइपेज (Lipase)
(c) ट्रिप्सिन
(d) माल्टेज
उत्तर: (b) व्याख्या: लाइपेज वसा (Lipids/Fats) को तोड़ने वाला विशिष्ट एंजाइम है।
(a) एमाइलेज
(b) लाइपेज (Lipase)
(c) ट्रिप्सिन
(d) माल्टेज
उत्तर: (b) व्याख्या: लाइपेज वसा (Lipids/Fats) को तोड़ने वाला विशिष्ट एंजाइम है।
Q47. 'आकृति चयनात्मक उत्प्रेरक' (Shape-Selective Catalysts) क्या होते हैं जिनका उपयोग पेट्रोकेमिकल उद्योगों में पेट्रोलियम से गैसोलीन (पेट्रोल) बनाने में किया जाता है?
(a) सामान्य लोहे की छड़ें
(b) जियोलाइट्स (Zeolites) - जिनकी संरचना मधुमक्खी के छत्ते जैसी छिद्रयुक्त होती है।
(c) सक्रियित कोयला
(d) तरल नाइट्रोजन
उत्तर: (b) व्याख्या: जियोलाइट्स के छिद्रों का आकार निश्चित होता है। इनमें केवल वही अभिकारक अणु प्रवेश कर पाते हैं जिनका आकार उन छिद्रों के अनुकूल होता है (जैसे ZSM-5 उत्प्रेरक)।
(a) सामान्य लोहे की छड़ें
(b) जियोलाइट्स (Zeolites) - जिनकी संरचना मधुमक्खी के छत्ते जैसी छिद्रयुक्त होती है।
(c) सक्रियित कोयला
(d) तरल नाइट्रोजन
उत्तर: (b) व्याख्या: जियोलाइट्स के छिद्रों का आकार निश्चित होता है। इनमें केवल वही अभिकारक अणु प्रवेश कर पाते हैं जिनका आकार उन छिद्रों के अनुकूल होता है (जैसे ZSM-5 उत्प्रेरक)।
Q48. हमारे शरीर में 'यूरिया' ($NH_2CONH_2$) को अमोनिया और कार्बन डाइऑक्साइड में तोड़ने के लिए कौन सा विशिष्ट एंजाइम उत्तरदायी है?
(a) पेप्सिन
(b) यूरिएज (Urease)
(c) ट्रिप्सिन
(d) इंसुलिन
उत्तर: (b) व्याख्या: यूरिएज एंजाइम यूरिया के जल-अपघटन की गति को अरबों गुना बढ़ा देता है।
(a) पेप्सिन
(b) यूरिएज (Urease)
(c) ट्रिप्सिन
(d) इंसुलिन
उत्तर: (b) व्याख्या: यूरिएज एंजाइम यूरिया के जल-अपघटन की गति को अरबों गुना बढ़ा देता है।
Q49. जैव प्रौद्योगिकी और दवाओं के निर्माण में प्रयुक्त होने वाले 'स्थिरीकृत एंजाइम' (Immobilized Enzymes) तकनीक का क्या लाभ है?
(a) एंजाइम को नष्ट करना।
(b) एंजाइम को एक ठोस सपोर्ट पर स्थिर कर देना ताकि उसे अभिक्रिया के बाद आसानी से अलग कर पुनः उपयोग (Reuse) किया जा सके, जिससे औद्योगिक लागत कम होती है।
(c) एंजाइम का वजन बढ़ाना।
(d) एंजाइम को तरल में बदलना।
उत्तर: (b) व्याख्या: यह आधुनिक व्हाइट बायोटेक्नोलॉजी का एक प्रमुख अनुप्रयोग है।
(a) एंजाइम को नष्ट करना।
(b) एंजाइम को एक ठोस सपोर्ट पर स्थिर कर देना ताकि उसे अभिक्रिया के बाद आसानी से अलग कर पुनः उपयोग (Reuse) किया जा सके, जिससे औद्योगिक लागत कम होती है।
(c) एंजाइम का वजन बढ़ाना।
(d) एंजाइम को तरल में बदलना।
उत्तर: (b) व्याख्या: यह आधुनिक व्हाइट बायोटेक्नोलॉजी का एक प्रमुख अनुप्रयोग है।
Q50. वाशिंग पाउडर और डिटर्जेंट (Detergents) में एंजाइमों (जैसे प्रोटीएज और लाइपेज) को क्यों मिलाया जाता है?
(a) सर्फ को सफेद चमकीला बनाने के लिए।
(b) कपड़ों पर लगे प्रोटीन (जैसे खून, अंडा) और तेल-वसा (चिकनाई) के जिद्दी दागों को कम तापमान पर आसानी से रासायनिक रूप से तोड़कर साफ करने के लिए।
(c) झाग बहुत अधिक बनाने के लिए।
(d) डिटर्जेंट की खुशबू बढ़ाने के लिए।
उत्तर: (b) व्याख्या: एंजाइम आधारित डिटर्जेंट ठंडे पानी में भी कपड़ों की बेहतर और सुरक्षित सफाई सुनिश्चित करते हैं, जिससे कपड़ों के रेशे खराब नहीं होते।
(a) सर्फ को सफेद चमकीला बनाने के लिए।
(b) कपड़ों पर लगे प्रोटीन (जैसे खून, अंडा) और तेल-वसा (चिकनाई) के जिद्दी दागों को कम तापमान पर आसानी से रासायनिक रूप से तोड़कर साफ करने के लिए।
(c) झाग बहुत अधिक बनाने के लिए।
(d) डिटर्जेंट की खुशबू बढ़ाने के लिए।
उत्तर: (b) व्याख्या: एंजाइम आधारित डिटर्जेंट ठंडे पानी में भी कपड़ों की बेहतर और सुरक्षित सफाई सुनिश्चित करते हैं, जिससे कपड़ों के रेशे खराब नहीं होते।
