ncert solutions for class 10 science chapter 4 Carbon and Its Compounds | कक्षा 10 विज्ञान पाठ 4 कार्बन और उसके यौगिक

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Ncert Solutions for Class 10 Science Chapter 4

पाठ – 4
Carbon and Its Compounds
कार्बन और उसके यौगिक
Science विज्ञान

Class 10 Science Chapter 4 Carbon and Its Compounds Question Answer
class 10 science chapter 4 question answer in Hindi

1. CO₂ सूत्र वाले कार्बन डाइऑक्साइड की इलेक्ट्रॉन बिंदु संरचना क्या होगी?
उत्तर – CO₂ सूत्र वाले कार्बन डाइऑक्साइड की इलेक्ट्रॉन बिंदु संरचना –

2. सल्फ़र के आठ परमाणुओं से बने सल्फ़र के अणु की इलेक्ट्रॉन बिंदु संरचना क्या होगी? (संकेत: सल्फ़र के आठ परमाणु एक अँगूठी के रूप में आपस में जुड़े होते हैं।)
उत्तर – सल्फ़र के आठ परमाणुओं से बने सल्फ़र के अणु की इलेक्ट्रॉन बिंदु संरचना –

1. पेन्टेन के लिए आप कितने संरचनात्मक समावयवों का चित्रण कर सकते हैं?
उत्तर – पेन्टेन के लिए हम तीन संरचनात्मक समावयवों का चित्रण कर सकते हैं, जो निम्न है –
(i) CH3 — CH2 — CH2 — CH2 — CH3

(ii)

(iii)

2. कार्बन के दो गुणधर्म कौन से हैं जिनके कारण हमारे चारों ओर कार्बन यौगिकों की विशाल संख्या दिखाई देती है?
उत्तर – कार्बन के दो गुणधर्म कौन निम्न से हैं जिनके कारण हमारे चारों ओर कार्बन यौगिकों की विशाल संख्या दिखाई देती है –
शृंखलन (Catenation) – कार्बन में कार्बन के ही अन्य परमाणुओं के साथ आबंध बनाने की अद्वितीय क्षमता होती है जिससे बड़ी संख्या में अणु बनते हैं। इस गुण को शृंखलन कहते है। यह कार्बन के अन्य परमाणुओं के साथ बंधन बनाने की क्षमता है।

चतुष्कसंयोजकता (Tetravalency) – कार्बन की संयोजकता चार होती है, अतः इनमें कार्बन के चार अन्य परनामुओं अथवा कुछ अन्य एक संयोजक तत्वों के परमाणुओं के साथ आबंधन की क्षमता होती है। चार की संयोजकता के साथ, कार्बन चार अन्य परमाणुओं के साथ बंधन करने में सक्षम है।

3. साइक्लोपेन्टेन का सूत्र तथा इलेक्ट्रॉन बिंदु संरचना क्या होंगे?
उत्तर – साइक्लोपेन्टेन का सूत्र C₅H₁₀ है। इसकी इलेक्ट्रॉन बिंदु संरचना नीचे दी गई है –

4. निम्न यौगिकों की संरचनाएँ चित्रित कीजिए :

(i) एथेनॉइक अम्ल	(ii) ब्रोमोपेन्टेन*
(iii) ब्यूटेनोन	(iv) हेक्सेनैल

क्या ब्रोमोपेन्टेन के संरचनात्मक समावयव संभव है?
उत्तर –
(i) एथेनॉइक अम्ल CH₃COOH

(ii) ब्रोमोपेन्टेन के लिए कई संरचनात्मक समावयव संभव हैं। इनमें से तीन समावयवों की संरचनाएँ दी गई हैं।
ब्रोमोपेन्टेन CH₃CH₂CH₂CH₂CH₂Br

(iii) ब्यूटेनोन CH₃CH₂COCH₃

(iv) हेक्सेनैल CH₃CH₂CH₂CH₂CH₂CHO

5. निम्न यौगिकों का नामकरण कैसे करेंगे?

(i) CH3 – CH2 – Br	(ii)
(iii)

उत्तर – (i) ब्रोमोएथेन
(ii) मेथेनॉल (फॉर्मेल्डिहाइड)
(iii) हेक्सिन

1. एथनॉल से एथेनॉइक अम्ल में परिवर्तन को ऑक्सीकरण अभिक्रिया क्यों कहते हैं?
उत्तर – एथनॉल से एथेनॉइक अम्ल में परिवर्तन को ऑक्सीकरण अभिक्रिया इसलिए कहते हैं चूंकि एथेनॉल को एथेनॉइक अम्ल में बदलने पर एथेनॉल में ऑक्सीजन का योग होता है, यह एक ऑक्सीकरण अभिक्रिया है।

2. ऑक्सीजन तथा एथाइन के मिश्रण का दहन वेल्डिंग के लिए किया जाता है। क्या आप बता सकते हैं कि एथाइन तथा वायु के मिश्रण का उपयोग क्यों नहीं किया जाता?
उत्तर – जब एथाइन को हवा में जलाया जाता है, तो यह कालिख की ज्वाला देता है। यह हवा की सीमित आपूर्ति के कारण अपूर्ण दहन के कारण होता है। हालांकि, अगर एथीन को ऑक्सीजन के साथ जलाया जाता है, तो यह पूर्ण दहन के कारण 3000 डिग्री सेल्सियस तापमान के साथ एक साफ लौ देता है। इस ऑक्सी-एसिटिलीन लौ का उपयोग वेल्डिंग के लिए किया जाता है। ऑक्सीजन मिलाए बिना इतना उच्च तापमान प्राप्त करना संभव नहीं है। यही कारण है कि एथीन और वायु के मिश्रण का उपयोग नहीं किया जाता है।

1. प्रयोग द्वारा आप ऐल्कोहल एवं कार्बोक्सिलिक अम्ल में कैसे अंतर कर सकते हैं?
उत्तर – हम कार्बोनेट और हाइड्रोजन कार्बोनेट के साथ उनकी अभिक्रिया के आधार पर ऐल्कोहल एवं कार्बोक्सिलिक अम्ल के बीच अंतर कर सकते हैं। अम्ल कार्बोनेट और हाइड्रोजन कार्बोनेट के साथ अभिक्रिया करके CO₂ गैस बनाता है, जो चूने के पानी को दूधिया कर देता है।
धातु कार्बोनेट/धातु हाइड्रोकार्बोनेट + कार्बोक्सिलिक अम्ल → CO₂ + लवण + जल
दूसरी ओर, ऐल्कोहल कार्बोनेट और हाइड्रोजन कार्बोनेट के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है।

2. ऑक्सीकारक क्या है?
उत्तर – कुछ पदार्थों में अन्य पदार्थों को ऑक्सीजन देने की क्षमता होती है। इन पदार्थों को ऑक्सीकारक कहा जाता है।
\(\displaystyle C{{H}_{3}}-C{{H}_{2}}OH\xrightarrow[{OR\,\,acidic\,\,{{K}_{2}}C{{r}_{2}}{{O}_{7}}+Energy}]{{alkaline\,\,KMn{{O}_{4}}+Energy}}C{{H}_{3}}COOH\)
क्षारीय पौटेशियम परमैंगनेट अथवा अम्लीकृत पोटैशियम डाई क्रोमेट ऐल्कोहॉलों को अम्लों में ऑक्सीकृत करते हैं अर्थात ये आरंभिक पदार्थ में ऑक्सीजन जोड़ते हैं। अतएव इनको ऑक्सीकारक कहते हैं।

1. क्या आप डिटरजेंट का उपयोग कर बता सकते हैं कि कोई जल कठोर है अथवा नहीं?
उत्तर – डिटरजेंट लंबी श्रृंखला वाले कार्बोक्जिलिक अम्लों के अमोनियम या सल्फोनेट लवण होते हैं। साबुन के विपरीत, वे कठोर जल में मौजूद कैल्शियम और मैग्नीशियम आयनों के साथ अभिक्रिया नहीं करते हैं, जिससे मैल बनता है। चाहे पानी कठोर हो या कठोर न हो, वे अच्छी मात्रा में झाग देते हैं। इसका मतलब है कि डिटरजेंट का इस्तेमाल नरम और कठोर दोनों तरह के पानी में किया जा सकता है। इसलिए इसका उपयोग यह जांचने के लिए नहीं किया जा सकता है कि पानी कठोर है या नहीं। 

2. लोग विभिन्न प्रकार के कपड़े धोते हैं। सामान्यतः साबुन लगाने के बाद लोग कपड़े को पत्थर पर पटकते हैं, डंडे से पीटते हैं, ब्रश से रगड़ते हैं या वाशिंग मशीन में कपड़े रगड़े जाते हैं। कपड़ा साफ़ करने के लिए उसे रगड़ने कि क्यों आवश्यकता होती है?
उत्तर – साबुन के अणु के दो भाग होते हैं, हाइड्रोफोबिक और हाइड्रोफिलिक। इनकी मदद से, यह ग्रीस या गंदगी के कण से जुड़ जाता है और एक समूह बनाता है जिसे मिसेल कहा जाता है। ये मिसेल कोलाइडी कण  के रूप में निलंबित रहते हैं। अतः इन मिसेल्स को हटाने के लिए कपड़ों को हिलाना जरूरी है।

अभ्यास

1. एथेन का आण्विक सूत्र – C₂H₆ है। इसमें :
(a) 6 सहसंयोजक आबंध हैं
(b) 7 सहसंयोजक आबंध हैं
(c) 8 सहसंयोजक आबंध हैं
(d) 9 सहसंयोजक आबंध हैं
उत्तर – (b) 7 सहसंयोजक आबंध हैं

2. ब्यूटेनॉन चर्तु-कार्बन यौगिक है जिसका प्रकार्यात्मक समूह 

(a) कार्बोक्सिलिक अम्ल	(b) ऐल्डिहाइड
(c) कीटोन	(d) ऐल्कोहॉल

उत्तर – (c) कीटोन

3. खाना बनाते समय यदि बर्तन की तली बाहर से काली हो रही है तो इसका मतलब है कि 
(a) भोजन पूरी तरह नहीं पका है।
(b) ईंधन पूरी तरह से नहीं जल रहा है।
(c) ईंधन आर्द्र है।
(d) ईंधन पूरी तरह से जल रहा है।
उत्तर – (b) ईंधन पूरी तरह से नहीं जल रहा है।

4. CH₃Cl में आबंध निर्माण का उपयोग कर सहसंयोजक आबंध की प्रकृति समझाइए।
उत्तर –
कार्बन न तो अपने चार इलेक्ट्रॉनों को खो सकता है और न ही चार इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त कर सकता है क्योंकि दोनों प्रक्रियाओं में अतिरिक्त मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है और यह सिस्टम को अस्थिर बना देगा। इसलिए, यह अपने चार इलेक्ट्रॉनों को अन्य कार्बन परमाणुओं या अन्य तत्वों के परमाणुओं के साथ साझा करके अपना अष्टक पूरा करता है। इलेक्ट्रॉनों के बंटवारे से बनने वाले बंधों को अंडाकार बंध के रूप में जाना जाता है। सहसंयोजक बंधन में, दोनों परमाणु अणु की संयोजन क्षमता वाले इलेक्ट्रॉनों का साझा करते हैं, अर्थात, साझा इलेक्ट्रॉन दोनों परमाणुओं के रासायनिक संयोजन के ढांचे से संबंधित होते हैं।

यहाँ, कार्बन को अपना अष्टक पूरा करने के लिए 4 इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है, जबकि प्रत्येक हाइड्रोजन परमाणु को अपने आबंध को पूरा करने के लिए एक इलेक्ट्रॉन की आवश्यकता होती है। साथ ही, अष्टक को पूरा करने के लिए क्लोरीन को एक इलेक्ट्रॉन की आवश्यकता होती है। इसलिए, ये सभी इलेक्ट्रॉनों को साझा करते हैं और परिणामस्वरूप, कार्बन हाइड्रोजन के साथ 3 और क्लोरीन के साथ एक बंधन बनाता है।

5. इलेक्ट्रॉन बिंदु संरचना बताइए :
(a) एथेनॉइक अम्ल 
(b) H₂S
(c) प्रोपेनोन
(d) F₂
उत्तर – 
(a) एथेनॉइक अम्ल 

(b) H₂S

(c) प्रोपेनोन

(d) F₂

6. समजातीय श्रेणी क्या है? उदाहरण के साथ समझाइए।
उत्तर – यौगिकों की ऐसी शृंखला जिसमें कार्बन शृंखला में स्थित हायड्रोजन को एक ही प्रकार का प्रकार्यात्मक समूह प्रतिस्थापित करता है, उसे समजातीय श्रेणी कहते हैं।
उदाहरण – मेथेन CH₄, एथेन C₂H₆, प्रोपेन C₃H₈, ब्यूटेन C₄H₁₀ आदि।

7. भौतिक एवं रासायनिक गुणधर्मों के आधार पर एथनॉल एवं एथेनॉइक अम्ल में आप कैसे अंतर करेंगे?
उत्तर – एथनॉल कमरे के तापमान पर एक रुचिकर गंध के साथ एक द्रव है जबकि एथेनोइक एसिड में सिरका जैसी गंध होती है। एथनॉल अम्ल का गलनांक 17°C होता है। यह कमरे के तापमान से नीचे है और इसलिए, यह सर्दियों के दौरान जम जाता है।
एथेनॉइक अम्ल धातु कार्बोनेट और धातु हाइड्रोजन कार्बोनेट के साथ अभिक्रिया करके नमक, पानी और कार्बन डाइऑक्साइड गैस बनता है जबकि एथनॉल इससे साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है।
धातु कार्बोनेट/धातु हाइड्रोकार्बोनेट + कार्बोक्सिलिक अम्ल → CO₂ + लवण + जल
उदाहरण – 
2CH₃COOH + Na₂COONa + H₂O + CO₂
धातु कार्बोनेट/धातु हाइड्रोकार्बोनेट + ऐल्कोहल → कोई अभिक्रिया नहीं

CH₃CH₂OH + Na₂CO₃ → कोई अभिक्रिया नहीं

8. जब साबुन को जल में डाला जाता है तो मिसेल का निर्माण क्यों होता है? क्या एथनॉल जैसे दूसरे विलायकों में भी मिसेल का निर्माण होगा।
उत्तर – साबुन लंबी-श्रृंखला वसायुक्त अम्ल का सोडियम या पोटेशियम लवण है। इसका एक ध्रुवीय छोर और एक गैर-ध्रुवीय छोर है। ध्रुवीय सिरा प्रकृति में जलरागी है अर्थात यह सिरा पानी की ओर आकर्षित होता है। गैर-ध्रुवीय छोर जल विरोधी है लेकिन लिपिड या वसा के साथ संयोजन या घुलने की प्रवृत्ति वाला है, यानी यह हाइड्रोकार्बन की ओर आकर्षित होता है। 
जब साबुन को पानी में मिलाया जाता है, तो साबुन के अणु गैर-ध्रुवीय भाग को पानी से बाहर रखने के लिए एक समूह में इस तरह व्यवस्थित होते हैं कि गैर-ध्रुवीय सिरे क्लस्टर के आंतरिक भाग में होते हैं और ध्रुवीय सिरे समूह की सतह पर होते हैं। चूंकि कपड़ों पर मौजूद गंदगी प्रकृति में जैविक होती है और पानी में अघुलनशील होती है, इसलिए गुच्छों के जल विरोधी सिरे गंदगी से जुड़ जाते हैं। यह समूह गठन जिसमें मिसेल में गंदगी फंस जाती है।

ऐल्कोहॉल में मिसेल नहीं बनता क्योंकि साबुन की ऐल्किल श्रृंखला ऐल्कोहॉल में विलेय हो जाती है।

9. कार्बन एवं उसके यौगिकों का उपयोग अधिकतर अनुप्रयोगों में ईंधन के रूप में क्यों किया जाता है?
उत्तर – अधिकांश कार्बन यौगिक वायु में जलाने पर बहुत अधिक ऊष्मा और प्रकाश देते हैं। संतृप्त हाइड्रोकार्बन एक साफ लौ के साथ जलते हैं और कोई धुआं नहीं निकलता है। ईंधन के रूप में उपयोग किए जाने वाले कार्बन यौगिकों में उच्च कैलोरी मान होते हैं। इसलिए, कार्बन और इसके यौगिकों का उपयोग अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए ईंधन के रूप में किया जाता है।

10. कठोर जल को साबुन से उपचारित करने पर झाग के निर्माण को समझाइए।
उत्तर – जल कठोर होने पर साबुन ठीक से काम नहीं करता है। साबुन लंबी श्रृंखला वसामय अम्ल का सोडियम या पोटेशियम लवण है। कठोर जल में कैल्शियम और मैग्नीशियम के लवण होते हैं। जब साबुन को कठोर जल में मिलाया जाता है, तो पानी में मौजूद कैल्शियम और मैग्नीशियम आयन साबुन के अणुओं से सोडियम या पोटेशियम आयनों को विस्थापित कर एक अघुलनशील पदार्थ बनाते हैं जिसे झाग कहा जाता है। इस प्रक्रिया में अत्यधिक साबुन बर्बाद होता है। 

11. यदि आप लिटमस पत्र (लाल एवं नीला) से साबुन की जाँच करें तो आपका प्रेक्षण क्या होगा? 
उत्तर – चूंकि साबुन प्रकृति में क्षारीय है, इसलिए यह लाल लिटमस को नीला कर देगा। हालांकि, नीले लिटमस का रंग नीला ही रहेगा।

12. हाइड्रोजनीकरण क्या है? इसका औद्योगिक अनुप्रयोग क्या है?
उत्तर – हाइड्रोजनीकरण हाइड्रोजन को जोड़ने की प्रक्रिया है। संतृप्त हाइड्रोकार्बन देने के लिए पैलेडियम और निकल उत्प्रेरक की उपस्थिति में असंतृप्त हाइड्रोकार्बन को हाइड्रोजन के साथ जोड़ा जाता है।

 

यह प्रतिक्रिया वनस्पति तेलों के हाइड्रोजनीकरण में लागू होती है, जिसमें असंतृप्त कार्बन की लंबी श्रृंखलाएं होती हैं।

13. दिए गए हाइड्रोकार्बन : C₂H₆, C₃H₈, C₃H₆, C₂H₂, एवं CH₄ में किसमें संकलन अभिक्रिया होती है?
उत्तर – असंतृप्त हाइड्रोकार्बन में संकलन अभिक्रियाओं सम्पादित होती है। असंतृप्त हाइड्रोकार्बन होने के कारण C3H6 और C2H2 में संकलन अभिक्रियाओं से गुजरते हैं।

14. संतृप्त एवं असंतृप्त कार्बन के बीच रासायनिक अंतर समझने के लिए एक परिक्षण बताइए।
उत्तर – मक्खन में नम वसा होती है। इसलिए, इसे हाइड्रोजनीकृत नहीं किया जा सकता है। दूसरी ओर, तेल में असंतृप्त वसा होती है। इसलिए इसे संतृप्त वसा (ठोस) में हाइड्रोजनीकृत किया जा सकता है।

15. साबुन की सफ़ाई प्रक्रिया की क्रियाविधि समझाइए।
उत्तर – साबुन की सफ़ाई प्रक्रिया की क्रियाविधि :
कपड़ों पर मौजूद गंदगी प्रकृति में जैविक होती है और पानी में अघुलनशील होती है। इसलिए इसे केवल पानी से धोने से नहीं हटाया जा सकता है। जब साबुन को पानी में घोला जाता है तो उसका जल विरोधी सिरा गंदगी से जुड़ जाता है और उसे कपड़े से हटा देता है। फिर, साबुन के अणु खुद को मिसेल बनाने में व्यवस्थित करते हैं और गंदगी को समूह के केंद्र में फंसा लेते हैं। ये मिसेल पानी में निलंबित रहते हैं। इसलिए, धूल के कण पानी से आसानी से दूर हो जाते हैं।