કાર્બનિક સંયોજનોના રાસાયણિક ગુણધર્મ 20 MCQ સાથે
કાર્બનિક સંયોજનોના રાસાયણિક ગુણધર્મો
પ્રસ્તાવના
કાર્બન સંયોજનો આપણા રોજિંદા જીવનમાં બળતણ, દવાઓ અને ઔદ્યોગિક પદાર્થો તરીકે મહત્વના છે. આ સંયોજનો મુખ્યત્વે ચાર પ્રકારની રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ દર્શાવે છે: દહન, ઓક્સિડેશન, યોગશીલ પ્રક્રિયા અને વિસ્થાપન પ્રક્રિયા. ચાલો દરેક પ્રક્રિયાને વિગતવાર સમજીએ.
1. દહન (Combustion)
સામાન્ય રીતે કાર્બનિક સંયોજનો હવામાં ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને સળગે છે ત્યારે ઉષ્મા અને પ્રકાશ મુક્ત કરે છે. આ પ્રક્રિયાને દહન કહે છે. કાર્બન તેના બધા જ અપરરૂપોમાં હવામાં દહન પામીને કાર્બન ડાયોક્સાઈડ આપે છે.
રાસાયણિક સમીકરણો:
(ii) CH₄ (મિથેન) + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + ઉષ્મા અને પ્રકાશ
(iii) CH₃CH₂OH (ઈથેનોલ) + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O + ઉષ્મા અને પ્રકાશ
જ્યોતનો પ્રકાર (સંતૃપ્ત vs અસંતૃપ્ત):
- સંતૃપ્ત હાઈડ્રોકાર્બન: જ્યારે પૂરતા પ્રમાણમાં હવા (ઓક્સિજન) મળે છે, ત્યારે સંતૃપ્ત હાઈડ્રોકાર્બનનું સંપૂર્ણ દહન થાય છે અને તે સ્વચ્છ ભૂરી જ્યોત સાથે સળગે છે. આથી વાસણો કાળા પડતા નથી. (દા.ત., LPG ગેસ).
- અસંતૃપ્ત હાઈડ્રોકાર્બન: આ સંયોજનોમાં કાર્બનનું પ્રમાણ વધુ હોય છે. હવામાં સળગાવતા તેમનું અપૂર્ણ દહન થાય છે, પરિણામે કાળા ધુમાડાવાળી પીળી જ્યોત મળે છે. આને કારણે વાસણોના તળિયા કાળા પડે છે.
કોલસો અને પેટ્રોલિયમનું દહન:
કોલસો અને પેટ્રોલિયમ જેવા અશ્મિબળતણમાં કાર્બન ઉપરાંત થોડા પ્રમાણમાં નાઈટ્રોજન અને સલ્ફર હોય છે. દહન દરમિયાન આ તત્વોના ઓક્સાઈડ (SO₂ અને NO₂) ઉત્પન્ન થાય છે, જે પર્યાવરણમાં પ્રદૂષણ અને એસિડ વર્ષા માટે જવાબદાર છે.
2. ઓક્સિડેશન (Oxidation)
દહન એ એક પ્રકારનું ઓક્સિડેશન જ છે, પરંતુ કાર્બનિક સંયોજનોનું નિયંત્રિત ઓક્સિડેશન પણ થઈ શકે છે. આલ્કોહોલનું ઓક્સિડેશન થઈ કાર્બોક્સિલિક એસિડ બને છે.
ઓક્સિડેશનકર્તા (Oxidizing Agents):
જે પદાર્થો અન્ય પદાર્થોમાં ઓક્સિજન ઉમેરવા માટે સક્ષમ હોય છે, તેને ઓક્સિડેશનકર્તા કહે છે. ઉદાહરણ તરીકે:
- આલ્કલાઈન પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ (KMnO₄)
- એસિડિક પોટેશિયમ ડાયક્રોમેટ (K₂Cr₂O₇)
પ્રક્રિયા:
જ્યારે ઈથેનોલને આલ્કલાઈન KMnO₄ અથવા એસિડિક K₂Cr₂O₇ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે ઈથેનોઈક એસિડમાં ફેરવાય છે.
અહીં, ઈથેનોલના અણુમાં એક ઓક્સિજન ઉમેરાય છે અને બે હાઈડ્રોજન દૂર થાય છે.
3. યોગશીલ પ્રક્રિયા (Addition Reaction)
અસંતૃપ્ત હાઈડ્રોકાર્બન (જેમાં દ્વિબંધ કે ત્રિબંધ હોય) ઉદ્દીપકની હાજરીમાં હાઈડ્રોજન જેવા અણુઓ સાથે જોડાઈને સંતૃપ્ત હાઈડ્રોકાર્બન બનાવે છે. આને યોગશીલ પ્રક્રિયા કહે છે.
ઉદ્દીપક (Catalyst):
જે પદાર્થ પ્રક્રિયાનો વેગ વધારે છે પણ પ્રક્રિયામાં વપરાતો નથી, તેને ઉદ્દીપક કહે છે. આ પ્રક્રિયામાં નિકલ (Ni) અથવા પેલેડિયમ (Pd) જેવા ઉદ્દીપકો વપરાય છે.
હાઈડ્રોજિનેશન (Hydrogenation):
વનસ્પતિ તેલ (Vegetable Oils) લાંબી અસંતૃપ્ત કાર્બન શૃંખલા ધરાવે છે. નિકલ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં તેમાંથી હાઈડ્રોજન પસાર કરતા તે સંતૃપ્ત ચરબી (વનસ્પતિ ઘી) માં ફેરવાય છે. આ પ્રક્રિયાને તેલનું હાઈડ્રોજિનેશન કહે છે.
- વનસ્પતિ તેલ: અસંતૃપ્ત ફેટી એસિડ ધરાવે છે, જે સ્વાસ્થ્ય માટે હાનિકારક નથી (દા.ત., સૂર્યમુખી તેલ, મકાઈનું તેલ).
- પ્રાણીજ ચરબી (અને વનસ્પતિ ઘી): સંતૃપ્ત ફેટી એસિડ ધરાવે છે, જે સ્વાસ્થ્ય માટે હાનિકારક હોઈ શકે છે અને કોલેસ્ટ્રોલ વધારે છે. ખોરાક રાંધવા માટે અસંતૃપ્ત તેલ વાપરવું હિતાવહ છે.
4. વિસ્થાપન પ્રક્રિયા (Substitution Reaction)
સંતૃપ્ત હાઈડ્રોકાર્બન (જેમ કે મિથેન) સામાન્ય રીતે ખૂબ જ નિષ્ક્રિય હોય છે. પરંતુ સૂર્યપ્રકાશની હાજરીમાં તેઓ ક્લોરિન સાથે ઝડપી પ્રક્રિયા કરે છે.
વ્યાખ્યા:
જે પ્રક્રિયામાં હાઈડ્રોકાર્બનમાં રહેલા એક કે વધુ હાઈડ્રોજન પરમાણુનું વિસ્થાપન બીજા કોઈ પરમાણુ (જેમ કે ક્લોરિન) દ્વારા થાય છે, તેને વિસ્થાપન પ્રક્રિયા કહે છે.
પ્રક્રિયા:
સૂર્યપ્રકાશની હાજરીમાં મિથેન (CH₄) ક્લોરિન સાથે પ્રક્રિયા કરે છે. ક્લોરિન વારાફરતી હાઈડ્રોજનનું વિસ્થાપન કરે છે.
જો ક્લોરિન વધુ પ્રમાણમાં હોય, તો આગળ પ્રક્રિયા થઈ CH₂Cl₂, CHCl₃ (ક્લોરોફોર્મ) અને CCl₄ (કાર્બન ટેટ્રાક્લોરાઈડ) બને છે.
સ્વ-મૂલ્યાંકન ક્વિઝ (20 પ્રશ્નો)
તમારી તૈયારી ચકાસવા માટે નીચેના પ્રશ્નોના જવાબ આપો.
