class xii chemistry chapter solution
Class xii
Subject :- Chemistry
Chapter :- Solution
विलयन
रसायन विज्ञान
INTEXT QUESTIONS
Intext Question 1.1
Question
Calculate the mass percentage of benzene (C₆H₆) and carbon tetrachloride (CCl₄) if 22 g of benzene is dissolved in 122 g of carbon tetrachloride.
Answer
Total mass of solution = 22 g + 122 g = 144 g
Mass % of benzene = (22 / 144) × 100 = 15.28%
Mass % of carbon tetrachloride = (122 / 144) × 100 = 84.72%
प्रश्न 1.1
प्रश्न:
यदि 22 g बेंजीन (C₆H₆) में 122 g कार्बन टेट्राक्लोराइड (CCl₄) घुली हो तो बेंजीन तथा कार्बन टेट्राक्लोराइड का द्रव्यमान प्रतिशत ज्ञात कीजिए।
उत्तर:
विलयन का कुल द्रव्यमान = 22 + 122 = 144 g
बेंजीन का द्रव्यमान प्रतिशत =
(22 / 144) × 100 = 15.28%
कार्बन टेट्राक्लोराइड का द्रव्यमान प्रतिशत =
(122 / 144) × 100 = 84.72%
Intext Question 1.2
Question
Calculate the mole fraction of benzene in solution containing 30% by mass in carbon tetrachloride.
Answer
Assume 100 g solution
Mass of benzene = 30 g
Mass of CCl₄ = 70 g
Molar mass of benzene = 78 g mol⁻¹
Moles of benzene = 30 / 78 = 0.3846 mol
Molar mass of CCl₄ = 154 g mol⁻¹
Moles of CCl₄ = 70 / 154 = 0.4545 mol
Mole fraction of benzene =
0.3846 / (0.3846 + 0.4545) = 0.458
प्रश्न 1.2
प्रश्न:
एक विलयन में बेंजीन का 30 द्रव्यमान % कार्बन टेट्राक्लोराइड में घुला हुआ हो तो बेंजीन का मोल अंश ज्ञात कीजिए।
उत्तर:
100 g विलयन माना जाए।
बेंजीन का द्रव्यमान = 30 g
CCl₄ का द्रव्यमान = 70 g
बेंजीन के मोल = 30 / 78 = 0.3846 mol
CCl₄ के मोल = 70 / 154 = 0.4545 mol
बेंजीन का मोल अंश =
0.3846 / (0.3846 + 0.4545) = 0.458
Intext Question 1.3
Question
Calculate the molarity of each of the following solution ;
(a) 30 g of Co(NO₃)₂·6H₂O in 4.3 L of solution.
Answer
Molar mass of Co(NO₃)₂·6H₂O = 291 g mol⁻¹
Moles = 30 / 291 = 0.103 mol
Molarity = 0.103 / 4.3 = 0.024 M
Intext Question 1.3(b)
Question
30 mL of 0.5 M H₂SO₄ is diluted to 500 mL. Calculate molarity.
Answer
M₁V₁ = M₂V₂
0.5 × 30 = M₂ × 500
M₂ = 0.03 M
प्रश्न 1.3
प्रश्न: निम्न लिखित प्रत्येक विलयन की मोलरता की गणना कीजिए ।
(a) 30 g Co(NO₃)₂·6H₂O 4.3 L विलयन में घुला हुआ हो ।
(b) 30 mL 0.5 M H₂SO₄ को 500 mL तनु करने पर
उत्तर:
(a)
Co(NO₃)₂·6H₂O का मोलर द्रव्यमान = 291 g mol⁻¹
मोल = 30 / 291 = 0.103 mol
मोलरता =
0.103 / 4.3 = 0.024 M
(b)
M₁V₁ = M₂V₂
0.5 × 30 = M₂ × 500
M₂ = 0.03 M
Intext Question 1.4
Question
Calculate the mass of urea (NH2CONH2) required to make 2.5 kg of 0.25 molal aqueous solution.
Answer
Molality (m) = moles of solute / kg of solvent
Moles of urea = 0.25 × 2.5 = 0.625 mol
Molar mass of urea = 60 g mol⁻¹
Mass of urea = 0.625 × 60 = 37.5 g
प्रश्न 1.4
प्रश्न:
यूरिया( NH2CONH2) के 0.25 मोलर, 2.5 kg जलीय विलयन को बनने के लिए आवश्यक यूरिया के द्रव्यमान की गणना कीजिए ।
उत्तर:
मोलैलिटी (m) = विलेय के मोल / विलायक (kg)
यूरिया के मोल =
0.25 × 2.5 = 0.625 mol
यूरिया का मोलर द्रव्यमान = 60 g mol⁻¹
यूरिया का द्रव्यमान =
0.625 × 60 = 37.5 g
Intext Question 1.5
Question
Calculate (a) molality, (b) molarity and (c) mole fraction of KI if density of 20% (w/w) aqueous KI is 1.202 g mL⁻¹.
Answer
Assume 100 g solution
KI = 20 g, Water = 80 g
Moles of KI = 20 / 166 = 0.120 mol
(a) Molality = 0.120 / 0.08 = 1.5 m
Volume of solution = 100 / 1.202 = 83.2 mL = 0.0832 L
(b) Molarity = 0.120 / 0.0832 = 1.44 M
Moles of water = 80 / 18 = 4.44 mol
(c) Mole fraction of KI =
0.120 / (0.120 + 4.44) = 0.026
प्रश्न 1.5
प्रश्न:
20% (w/w) जलीय KI विलयन का घनत्व 1.202 g mL⁻¹ हो तो KI विलयन की –
(a) मोललता
(b) मोलरता
(c) KI का मोल अंश
की गणना कीजिए ।
उत्तर:
100 g विलयन माना जाए।
KI का द्रव्यमान = 20 g
जल का द्रव्यमान = 80 g
KI के मोल = 20 / 166 = 0.120 mol
(a) मोलैलिटी =
0.120 / 0.08 = 1.5 m
विलयन का आयतन =
100 / 1.202 = 83.2 mL = 0.0832 L
(b) मोलरता =
0.120 / 0.0832 = 1.44 M
जल के मोल =
80 / 18 = 4.44 mol
(c) KI का मोल अंश =
0.120 / (0.120 + 4.44) = 0.026
Intext Question 1.6
Question
H₂S, a toxic gas with rotten egg like smell, is used for qualitative analysis. If the solubility of H₂S in water at STP is 0.195 m, calculate Henry’s law constant.
Answer
Molality of H₂S = 0.195 m
Moles of H₂S = 0.195 mol
Moles of water = 55.5 mol
Mole fraction of H₂S,
x = 0.195 / (0.195 + 55.5) ≈ 0.0035
At STP, pressure = 1 bar
Henry’s law:
Kₕ = p / x
Kₕ = 1 / 0.0035 ≈ 285.7 bar
प्रश्न 1.6
प्रश्न:
सड़े हुए अंडे जैसी गंध वाली विषैली गैस H₂S गुणात्मक विश्लेषण में उपयोग की जाती है। यदि H₂S गैस की जल में STP पर विलेयता 0.195 m है, तो हेनरी के नियम का स्थिरांक ज्ञात कीजिए।
उत्तर:
H₂S की मोलैलिटी = 0.195 m
H₂S के मोल = 0.195 mol
जल के मोल = 55.5 mol
H₂S का मोल अंश =
0.195 / (0.195 + 55.5) ≈ 0.0035
STP पर दाब = 1 bar
हेनरी का नियम:
Kₕ = p / x
Kₕ = 1 / 0.0035 = 285.7 bar
Intext Question 1.7
Question
Henry’s law constant for CO₂ in water is 1.67 × 10⁸ Pa at 298 K. Calculate the quantity of CO₂ in 500 mL of soda water when packed under 2.5 atm CO₂ pressure at 298k .
Answer
Pressure = 2.5 atm = 2.53 × 10⁵ Pa
Mole fraction of CO₂,
x = p / Kₕ
x = (2.53 × 10⁵) / (1.67 × 10⁸)
x = 1.51 × 10⁻³
Moles of water in 500 mL =
500 / 18 = 27.75 mol
Moles of CO₂ =
1.51 × 10⁻³ × 27.75 = 0.0419 mol
Mass of CO₂ dissolved in water = 44 × 0.0419 = 1.8 g
प्रश्न 1.7
प्रश्न:
298 K पर CO₂ गैस की जल में विलेयता के लिए हेनरी स्थिरांक का मान 1.67 × 10⁸ Pa है। 500 ML सोडा जल 2.5 atm दाब पर बंद किया गया। 298K ताप पर घुली हुई CO₂ की मात्रा की गणना कीजिए।
उत्तर:
दाब = 2.5 atm = 2.53 × 10⁵ Pa
CO₂ का मोल अंश =
x = p / Kₕ
x = (2.53 × 10⁵) / (1.67 × 10⁸)
x = 1.51 × 10⁻³
500 mL जल में जल के मोल =
500 / 18 = 27.75 mol
CO₂ के मोल =
1.51 × 10⁻³ × 27.75 = 0.0419 mol
जल में घुली CO₂ का द्रव्यमान = 44 × 0.0419 = 1.8 g
Intext Question 1.8
Question
The vapour pressure of pure liquids A and B are 450 and 700 mm Hg respectively at 350 K. Find the composition of the liquid mixture if total vapour pressure is 600 mm Hg. Also find the composition of vapour phase.
Answer
Let x₁ = mole fraction of A, x₂ = mole fraction of B
According to Raoult’s law:
p_total = x₁p₁⁰ + x₂p₂⁰
600 = 450x₁ + 700x₂
x₁ + x₂ = 1
Solving,
x₁ = 0.4, x₂ = 0.6
Partial pressures:
p₁ = 0.4 × 450 = 180 mm Hg
p₂ = 0.6 × 700 = 420 mm Hg
Mole fraction in vapour phase:
y₁ = 180 / 600 = 0.30
y₂ = 420 / 600 = 0.70
प्रश्न 1.8
प्रश्न:
350 K पर शुद्ध द्रवों A तथा B के वाष्प दाब क्रमशः 450 mm Hg तथा 700 mm Hg हैं। यदि कुल वाष्प दाब 600 mm Hg है, तो द्रव मिश्रण का संघटन ज्ञात कीजिए। साथ ही वाष्प प्रावस्था का संघटन भी ज्ञात कीजिए।
उत्तर:
राउल्ट का नियम:
p_total = x₁p₁⁰ + x₂p₂⁰
x₁ + x₂ = 1
600 = 450x₁ + 700x₂
हल करने पर,
द्रव अवस्था में:
A = 0.4, B = 0.6
वाष्प अवस्था में:
A = 0.30, B = 0.70
Intext Question 1.9
Question
Vapour pressure of pure water at 298 K is 23.8 mm Hg. 50 g of urea is dissolved in 850 g of water. Calculate vapour pressure of the water for this solution and it's relative lowering.
Answer
Moles of urea = 50 / 60 = 0.833 mol
Moles of water = 850 / 18 = 47.22 mol
Mole fraction of urea =
0.833 / (47.22 + 0.833) ≈ 0.0173
Relative lowering = 0.0173
Vapour pressure of solution =
23.8 × (1 − 0.0173) = 23.4 mm Hg
प्रश्न 1.9
प्रश्न:
298 K पर शुद्ध जल का वाष्प दाब 23.8 mm Hg है। 850 g जल में 50 g यूरिया को घोला जाता है। इस विलयन के लिए जल के वाष्पदाब एव इसके आपेक्षिक अवनमन का परिकलन कीजिए ।
उत्तर:
यूरिया के मोल = 50 / 60 = 0.833 mol
जल के मोल = 850 / 18 = 47.22 mol
यूरिया का मोल अंश = 0.0173
सापेक्ष वाष्प दाब ह्रास = 0.0173
विलयन का वाष्प दाब =
23.8 × (1 − 0.0173) = 23.4 mm Hg
Intext Question 1.10
Question
Boiling point of water at 750 mm Hg is 99.63°C. How much sucrose is to be added to 500 g of water such that it boils at 100°C?
Answer
ΔT_b = 100 − 99.63 = 0.37°C
K_b (water) = 0.52 K kg mol⁻¹
Molality = 0.37 / 0.52 = 0.711 m
Moles of sucrose = 0.711 × 0.5 = 0.356 mol
Mass of sucrose =
0.356 × 342 = 121.67 g
प्रश्न 1.10
प्रश्न:
750 mm Hg दाब पर जल का क्वथनांक 99.63°C है। 500 g जल में कितना सुक्रोस मिलाया जाए कि इसका 100° C पर क्वथन हो जाए ?
उत्तर:
ΔT_b = 100 − 99.63 = 0.37°C
K_b (जल) = 0.52 K kg mol⁻¹
मोलैलिटी = 0.37 / 0.52 = 0.711 m
सुक्रोज के मोल = 0.711 × 0.5 = 0.356 mol
सुक्रोज का द्रव्यमान =
0.356 × 342 = 121.67 g
Intext Question 1.11
Question
Calculate the mass of ascorbic acid (vitamin C) to be dissolved in 75 g of acetic acid to lower its melting point by 1.5 K.
(Kf for acetic acid = 3.9 K kg mol⁻¹)
Answer
Depression in freezing point,
ΔT_f = 1.5 K
K_f = 3.9 K kg mol⁻¹
Using formula:
ΔT_f = K_f × m
Molality,
m = ΔT_f / K_f
m = 1.5 / 3.9
m = 0.3846 mol kg⁻¹
Mass of solvent (acetic acid) = 75 g = 0.075 kg
Moles of ascorbic acid =
0.3846 × 0.075
= 0.0288 mol
Molar mass of ascorbic acid = 176 g mol⁻¹
Mass of ascorbic acid =
0.0288 × 176
= 5.07 g
प्रश्न 1.11
प्रश्न:
एस्कॉर्बिक अम्ल ( विटामिन C,C6H8O6 ) के उस द्रव्यमान का परिकलन कीजिए, जिसे 75 g एसिटिक अम्ल में घोलने पर उसके हिमांक में 1.5°C की कमी हो जाए।
(Kf = 3.9 K kg mol⁻¹)
उत्तर:
मोलैलिटी = 1.5 / 3.9 = 0.385 m
मोल = 0.385 × 0.075 = 0.0289 mol
विटामिन C का द्रव्यमान =
0.0289 × 176 = 5.08 g
अन्तःपाठ प्रश्न 1.12
Intext Question 1.12
Question
Calculate the osmotic pressure in pascals exerted by a solution prepared by dissolving 1.0 g polymer of molar mass (M = 185,000) in 450 mL of water at 37°C.
Answer
Moles = 1 / 185000 = 5.4 × 10⁻⁶ mol
Volume = 0.45 L
T = 310 K
π = (nRT) / V
π = (5.4 × 10⁻⁶ × 8.314 × 310) / 0.45
π = 30.96 Pa
प्रश्न:
1,85,000 मोलर द्रव्यमान वाले एक बहुलक के 1.0 g को 37°C पर 450 mL जल में घोलने से उत्पन्न विलयन के परासरण दाब का पास्कल में परिकलन कीजिए।
उत्तर:
बहुलक के मोल = 1 / 185000
T = 310 K
परासरण दाब,
π = nRT / V
π = 30.96 Pa
EXERCISE – SOLUTIONS
1.1 Define the term solution. How many types of solutions are formed? Write briefly about each type with an example.
Answer
A solution is a homogeneous mixture of two or more chemically non-reacting substances. The component present in larger amount is called solvent and the component present in smaller amount is called solute.
On the basis of physical state of solute and solvent, solutions are mainly of three types:
(i) Gaseous solutions: For example, air (oxygen and carbon dioxide dissolved in nitrogen).
(ii) Liquid solutions: For example, sugar dissolved in water.
(iii) Solid solutions: For example, alloys such as brass (zinc dissolved in copper).
उत्तर
1.1 विलयन को परिभाषित कीजिए। कितने प्रकार के विभिन्न विलयन संभव हैं? प्रत्येक प्रकार के विलयन के संबंध में एक उदाहरण देकर संक्षेप में लिखिए।
उत्तर:
विलयन दो या दो से अधिक रासायनिक रूप से अभिक्रियाशील न होने वाले पदार्थों का समांगी मिश्रण होता है। अधिक मात्रा में उपस्थित पदार्थ को विलायक तथा कम मात्रा में उपस्थित पदार्थ को विलेय कहते हैं।
विलयन मुख्यतः तीन प्रकार के होते हैं—
ठोस विलयन – जैसे: पीतल (ताँबा + जस्ता)
द्रव विलयन – जैसे: जल में चीनी
गैसीय विलयन – जैसे: वायु (N₂, O₂ आदि का मिश्रण)
1.2 Give an example of a solid solution in which the solute is a gas.
Answer
Hydrogen gas dissolved in palladium metal is an example of a solid solution in which the solute is a gas.
प्रश्न :- 1.2 एक ऐसे ठोस विलयन का उदाहरण दीजिए जिसमें विलेय कोई गैस हो।
उत्तर
पैलेडियम धातु में हाइड्रोजन गैस का विलयन एक ऐसा ठोस विलयन है जिसमें विलेय गैस है।
1.3 Define the following terms:
(i) Mole fraction (ii) Molality (iii) Molarity (iv) Mass percentage
Answer
(i) Mole fraction: It is the ratio of number of moles of a component to the total number of moles of all components present in the solution.
(ii) Molality: It is the number of moles of solute present in one kilogram of solvent.
(iii) Molarity: It is the number of moles of solute present in one litre of solution.
(iv) Mass percentage: It is the mass of a component present per 100 g of solution.
प्रश्न :- 1.3 निम्न पदों को परिभाषित कीजिए—
(i) मोल-अंश
(ii) मोललता
(iii) मोलरता
(iv) द्रव्यमान प्रतिशत
उत्तर:
(i) मोल-अंश – किसी घटक के मोलों की संख्या और विलयन में उपस्थित कुल मोलों की संख्या का अनुपात मोल-अंश कहलाता है।
(ii) मोललता – एक किलोग्राम विलायक में उपस्थित विलेय के मोलों की संख्या को मोललता कहते हैं।
(iii) मोलरता – एक लीटर विलयन में उपस्थित विलेय के मोलों की संख्या को मोलरता कहते हैं।
(iv) द्रव्यमान प्रतिशत – विलयन में किसी घटक के द्रव्यमान तथा विलयन के कुल द्रव्यमान के अनुपात को 100 से गुणा करने पर द्रव्यमान प्रतिशत प्राप्त होता है।
1.4 Concentrated nitric acid used in laboratory work is 68% nitric acid by mass in aqueous solution. What should be the molarity of such a sample of the acid if the density of the solution is 1.504 g mL⁻¹?
Answer
Mass of solution = 100 g
Mass of HNO₃ = 68 g
Moles of HNO₃ = 68 / 63 = 1.079 mol
Volume of solution = 100 / 1.504 = 66.5 mL = 0.0665 L
Molarity = 1.079 / 0.0665 = 16.23 M
प्रश्न :- 1.4 प्रयोगशाला कार्य के लिए प्रयोग में लाया जाने वाला सांद्र नाइट्रिक अम्ल द्रव्यमान की दृष्टि से नाइट्रिक अम्ल का 68% जलीय विलयन है। यदि इस विलयन का घनत्व 1.504 g mL–1 हो तो अम्ल के इस नमूने की मोलरता क्या होगी?
उत्तर
दिया है:
द्रव्यमान प्रतिशत = 68%
घनत्व = 1.504 g mL⁻¹
HNO₃ का मोलर द्रव्यमान = 63 g mol⁻¹
हल:
मान लेते हैं विलयन का द्रव्यमान = 100 g
नाइट्रिक अम्ल का द्रव्यमान = 68 g
नाइट्रिक अम्ल के मोल
= 68 / 63
= 1.079 mol
विलयन का आयतन
= द्रव्यमान / घनत्व
= 100 / 1.504
= 66.5 mL
= 0.0665 L
मोलरता (M)
= मोल / आयतन
= 1.079 / 0.0665
मोलरता = 16.2 M (लगभग)
1.5 A solution of glucose in water is labelled as 10% w/w, what would be the molality and mole fraction of each component in the solution? If the density of solution is 1.2 g mL⁻¹, then what shall be the molarity of the solution?
Answer
10% w/w means 10 g glucose + 90 g water.
Moles of glucose = 10 / 180 = 0.0556 mol
Molality = 0.0556 / 0.09 = 0.617 m
Moles of water = 90 / 18 = 5 mol
Mole fraction of glucose =
0.0556 / (0.0556 + 5) = 0.011
Volume of solution = 100 / 1.2 = 83.3 mL = 0.0833 L
Molarity = 0.0556 / 0.0833 = 0.667 M
प्रश्न :- 1.5 ग्लूकोस का एक जलीय विलयन 10% (w/w) है। विलयन की मोललता तथा विलयन में प्रत्येक घटक का मोल-अंश क्या है? यदि विलयन का घनत्व 1.2 g mL–1 हो तो विलयन की मोलरता क्या होगी?
उत्तर .
दिया है:
10% (w/w) ⇒ 10 g ग्लूकोस + 90 g जल
घनत्व = 1.2 g mL⁻¹
ग्लूकोस का मोलर द्रव्यमान = 180 g mol⁻¹
(क) मोललता
ग्लूकोस के मोल
= 10 / 180
= 0.0556 mol
जल का द्रव्यमान = 90 g = 0.09 kg
मोललता
= 0.0556 / 0.09
मोललता = 0.62 m
(ख) मोल-अंश
जल के मोल
= 90 / 18
= 5 mol
ग्लूकोस का मोल-अंश
= 0.0556 / (0.0556 + 5)
x(glucose) = 0.011
x(water) = 0.989
(ग) मोलरता
विलयन का आयतन
= 100 / 1.2
= 83.3 mL
= 0.0833 L
मोलरता
= 0.0556 / 0.0833
मोलरता = 0.67 M
1.6 How many mL of 0.1 M HCl are required to react completely with 1 g mixture of Na₂CO₃ and NaHCO₃ containing equimolar amounts of both?
Answer
Let moles of Na₂CO₃ = moles of NaHCO₃ = x
106x + 84x = 1
x = 1 / 190 = 0.00526 mol
HCl required = (2 × 0.00526) + (1 × 0.00526) = 0.0158 mol
Volume of HCl = 0.0158 / 0.1 = 158 mL
प्रश्न :-
1.6 यदि 1 g मिश्रण में Na₂CO₃ एवं NaHCO₃ के मोलों की संख्या समान हो तो इस मिश्रण से पूर्णतः क्रिया करने के लिए 0.1 M HCl के कितने mL की आवश्यकता होगी?
उत्तर
दिया है:
कुल द्रव्यमान = 1 g
दोनों के मोल समान
Na₂CO₃ का मोलर द्रव्यमान = 106
NaHCO₃ का मोलर द्रव्यमान = 84
मान लेते हैं प्रत्येक के मोल = x
तो द्रव्यमान समीकरण:
106x + 84x = 1
190x = 1
x = 1/190
HCl की आवश्यकता:
Na₂CO₃ → 2 mol HCl
NaHCO₃ → 1 mol HCl
कुल HCl मोल
= 2x + x
= 3x
= 3/190
= 0.0158 mol
आयतन
= मोल / मोलरता
= 0.0158 / 0.1
= 0.158 L
आवश्यक HCl = 158 mL (लगभग)
1.7 A solution is obtained by mixing 300 g of 25% solution and 400 g of 40% solution by mass. Calculate the mass percentage of the resulting solution.
Answer
Solute from first solution = 75 g
Solute from second solution = 160 g
Total solute = 235 g
Total mass = 700 g
Mass percentage = (235 / 700) × 100 = 33.57%
प्रश्न :- 1.7 द्रव्यमान की दृष्टि से 25% विलयन के 300 g एवं 40% के 400 g को आपस में मिलाने पर प्राप्त मिश्रण का द्रव्यमान प्रतिशत सांद्रण निकालिए।
उत्तर
पहले विलेय का द्रव्यमान निकालते हैं:
25% of 300 g = 75 g
40% of 400 g = 160 g
कुल विलेय = 235 g
कुल विलयन = 700 g
द्रव्यमान प्रतिशत
= (235 / 700) × 100
द्रव्यमान प्रतिशत = 33.6%
1.8 An antifreeze solution is prepared from 222.6 g of ethylene glycol (C₂H₆O₂) and 200 g of water. Calculate the molality of the solution. If the density of the solution is 1.072 g mL⁻¹, then what shall be the molarity of the solution?
Answer
Moles of ethylene glycol = 222.6 / 62 = 3.59 mol
Molality = 3.59 / 0.2 = 17.95 m
Volume of solution = 422.6 / 1.072 = 394 mL = 0.394 L
Molarity = 3.59 / 0.394 = 9.11 M
प्रश्न :-1.8 222.6 g एथिलीन ग्लाइकॉल, C₂H₄(OH)₂ तथा 200 g जल को मिलाकर प्रतिहिम मिश्रण बनाया गया। विलयन की मोललता की गणना कीजिए। यदि विलयन का घनत्व 1.072 g mL–1 हो तो विलयन की मोलरता निकालिए।
उत्तर
दिया है:
एथिलीन ग्लाइकॉल = 222.6 g
जल = 200 g
घनत्व = 1.072 g mL⁻¹
मोलर द्रव्यमान = 62 g mol⁻¹
मोललता
मोल = 222.6 / 62 = 3.59 mol
जल = 0.2 kg
मोललता
= 3.59 / 0.2
मोललता = 17.95 m
मोलरता
कुल द्रव्यमान = 422.6 g
आयतन
= 422.6 / 1.072
= 394 mL = 0.394 L
मोलरता
= 3.59 / 0.394
मोलरता = 9.11 M
*1.9 A sample of drinking water was found to be severely contaminated with chloroform (CHCl₃) suppised to be a carcinogen . The level of contamination was 15 ppm (by mass):
(i) express this in percent by mass
(ii) determine the molality of chloroform in the water sample.**
Answer
i) Mass percentage
15 ppm = 15 / 10⁶
Mass %
= 0.0015%
ii) Molality
15 mg = 0.015 g
Molar mass of CHCl₃ = 119.5
Moles
= 0.015 / 119.5
= 1.25 × 10⁻⁴
Water ≈ 1 kg
Molality = 1.25 × 10⁻⁴ m
Conclusion:
(i) Mass percentage = 0.0015%
(ii) Molality ≈ 1.25 × 10⁻⁴ m
प्रश्न :- 1.9 एक पेय जल का नमूना क्लोरोफॉर्म (CHCl₃) से , कैंसरजन्य समझे जाने की सीमा तक बहुत अधिक संदूषित है। इसमें संदूषण की सीमा15 ppm (द्रव्यमान में) है—
(i) इसे द्रव्यमान प्रतिशत में व्यक्त कीजिए।
(ii) जल के नमूने में क्लोरोफॉर्म की मोललता ज्ञात कीजिए
उत्तर
(i) द्रव्यमान प्रतिशत
15 ppm = 15/10⁶
द्रव्यमान %
= 0.0015%
(ii) मोललता
15 mg = 0.015 g
CHCl₃ का मोलर द्रव्यमान = 119.5
मोल
= 0.015 / 119.5
= 1.25 × 10⁻⁴
जल ≈ 1 kg
मोललता = 1.25 × 10⁻⁴ m
निष्कर्ष :-
(i) द्रव्यमान प्रतिशत = 0.0015%
(ii) मोलैलिटी ≈ 1.25 × 10⁻⁴ m
1.10 What role does the molecular interaction play in a solution of alcohol and water?
Answer
Strong hydrogen bonding between alcohol and water molecules causes contraction in volume and deviation from ideal behaviour.
प्रश्न :- 1.10 ऐल्कोहॉल एवं जल के एक विलयन में आण्विक अन्योन्यक्रिया की क्या भूमिका है?
उत्तर
अल्कोहल और जल के बीच प्रबल हाइड्रोजन बंधन के कारण आयतन संकुचन होता है तथा विलयन आदर्श व्यवहार से विचलित होता है।
1.11 Why do gases always tend to be less soluble in liquids as the temperature is raised?
Answer
Dissolution of gases in liquids is an exothermic process. Increase in temperature shifts the equilibrium in backward direction, hence solubility decreases.
प्रश्न : 1.11 ताप बढ़ाने पर गैसों की द्रवों में विलेयता में हमेशा कमी आने की प्रवृत्ति क्यों होती है?
उत्तर
ताप बढ़ाने पर गैसों की गतिज ऊर्जा बढ़ जाती है, जिससे वे द्रव से बाहर निकलने लगती हैं। इसलिए द्रवों में गैसों की विलेयता घट जाती है।
1.12 State Henry’s law and mention some important applications.
Answer
Henry’s law states that at constant temperature, the solubility of a gas in a liquid is directly proportional to the partial pressure of the gas above the liquid.
Applications: carbonation of soft drinks, scuba diving.
प्रश्न :-
1.12 हेनरी का नियम तथा इसके कुछ महत्वपूर्ण अनुप्रयोग लिखिए।
उत्तर
हेनरी का नियम कहता है कि नियत ताप पर किसी द्रव में घुली गैस की मात्रा उस गैस के आंशिक दाब के समानुपाती होती है।
अनुप्रयोग:
सोडा जल का निर्माण
गहरे समुद्र में गोताखोरों के लिए गैस मिश्रण
ऊँचाई पर श्वसन की समस्या की व्याख्या
1.13 The partial pressure of ethane over a solution containing 6.56 × 10⁻³ g of ethane is 1 bar. If the solution contains 5.00 × 10⁻² g of ethane, then what shall be the partial pressure of the gas?
Answer
Law of Henry:
p ∝ w
p₂ / p₁ = m₂ / m₁
p₂ = (5.00 × 10⁻² / 6.56 × 10⁻³) × 1
p₂ = 7.62 bar
प्रश्न :-
1.13 6.56 × 10⁻³ g एथेन युक्त एक संतृप्त विलयन में एथेन का आंशिक दाब 1 bar है। यदि विलयन में 5.00 × 10⁻² g एथेन हो तो गैस का आंशिक दाब क्या होगा?
उत्तर
Henry का नियम:
p ∝ w
p₂ / p₁ = w₂ / w₁
p₂ = (5.00×10⁻² / 6.56×10⁻³) × 1
p₂ = 7.6 bar
एथेन का आंशिक दाब = 7.62 bar
1.14 What is meant by positive and negative deviations from Raoult’s law and how is the sign of ΔmixH related to positive and negative deviations from Raoult’s law?
Answer
When the vapour pressure of a solution is higher than that predicted by Raoult’s law, the solution shows positive deviation from Raoult’s law. This happens due to weaker solute–solvent interactions than solute–solute or solvent–solvent interactions.
When the vapour pressure of a solution is lower than that predicted by Raoult’s law, the solution shows negative deviation from Raoult’s law. This occurs due to stronger solute–solvent interactions.
For positive deviation, ΔH_mix is positive.
For negative deviation, ΔH_mix is negative.
प्रश्न :-
1.14 राउल्ट के नियम से धनात्मक एवं ऋणात्मक विचलन का क्या अर्थ है तथा ∆मिश्रणH के चिन्ह का इन विचलनों से कैसे संबंधित है?
उत्तर
जब विलयन का वाष्प दाब राउल्ट के नियम से अधिक होता है तो उसे धनात्मक विचलन कहते हैं। यह तब होता है जब विलेय-विलायक आकर्षण कमजोर हो।
जब वाष्प दाब अपेक्षित से कम होता है तो ऋणात्मक विचलन होता है। यह मजबूत विलेय-विलायक आकर्षण के कारण होता है।
धनात्मक विचलन में ΔH_mix धनात्मक होता है।
ऋणात्मक विचलन में ΔH_mix ऋणात्मक होता है।
1.15 An aqueous solution of 2% non-volatile solute exerts a pressure of 1.004 bar at the normal boiling point of the solvent. What is the molar mass of the solute?
Answer
Relative lowering of vapour pressure
= (1.013 − 1.004)/1.013
For 2% solution:
Mass of solute = 2 g
Mass of solvent = 98 g
Molar mass of solute = 41.4 g mol⁻¹
प्रश्न :-
1.15 विलायक के सामान्य क्वथनांक पर एक अवाष्पशील विलेय का 2% जलीय विलयन का 1.004 bar वाष्प दाब है। विलेय का मोलर द्रव्यमान क्या है?
उत्तर
Relative lowering:
(1.013 − 1.004) / 1.013 = 0.00888
2 g विलेय, 98 g जल
जल के मोल
= 98 / 18 = 5.44
0.00888 = (2/M) / 5.44
M = 41.4 g mol⁻¹
विलेय का मोलर द्रव्यमान = 41.4 g mol⁻¹
1.16 Heptane and octane form an ideal solution. At 373 K, the vapour pressures of the two liquid components are 105.2 kPa and 46.8 kPa respectively. What will be the vapour pressure of a mixture of 26.0 g of heptane and 35 g of octane?
Answer
Given:
p° (heptane) = 105.2 kPa
p° (octane) = 46.8 kPa
Moles of heptane = 26 / 100 = 0.26 mol
Moles of octane = 35 / 114 = 0.307 mol
Total moles = 0.567 mol
Mole fraction of heptane = 0.26 / 0.567 = 0.458
Mole fraction of octane = 0.542
According to Raoult’s law,
Partial vapour pressure of heptane
= 0.458 × 105.2 = 48.2 kPa
Partial vapour pressure of octane
= 0.542 × 46.8 = 25.4 kPa
Total vapour pressure
= 48.2 + 25.4 = 73.6 kPa
**Total vapour pressure of the solution = 73.6
Total vapour pressure of solution = 73.6 kPa
प्रश्न 1.16
हेप्टेन तथा ऑक्टेन एक आदर्श विलयन बनाते हैं। 373 K पर दोनों द्रव घटकों के वाष्प दाब क्रमशः 105.2 kPa तथा 46.8 kPa हैं। 26.0 g हेप्टेन एवं 35.0 g ऑक्टेन को मिलाने पर बने विलयन का कुल वाष्प दाब ज्ञात कीजिए।
उत्तर :
दिया है :
p°(हेप्टेन) = 105.2 kPa
p°(ऑक्टेन) = 46.8 kPa
हेप्टेन के मोल = 26 / 100 = 0.26 mol
ऑक्टेन के मोल = 35 / 114 = 0.307 mol
कुल मोल = 0.567 mol
हेप्टेन का मोल-अंश = 0.26 / 0.567 = 0.458
ऑक्टेन का मोल-अंश = 0.542
Raoult के नियम के अनुसार,
हेप्टेन का आंशिक वाष्प दाब
= 0.458 × 105.2 = 48.2 kPa
ऑक्टेन का आंशिक वाष्प दाब
= 0.542 × 46.8 = 25.4 kPa
कुल वाष्प दाब = 48.2 + 25.4 = 73.6 kPa
विलयन का कुल वाष्प दाब = 73.6 kPa
1.17 The vapour pressure of water is 12.3 kPa at 300 K. Calculate vapour pressure of 1 molal solution of a non-volatile solute in it.
Answer
In a 1 molal solution:
Solute = 1 mol
Water = 1000 g = 55.5 mol
Mole fraction of water
= 55.5 / (55.5 + 1)
= 0.982
Vapour pressure of the solution
= 0.982 × 12.3
Vapour pressure of the solution = 12.08 kPa
Vapour pressure of solution = 12.08 kPa
प्रश्न 1.17
300 K पर जल का वाष्प दाब 12.3 kPa है। इसमें बने किसी अवाष्पशील विलेय के 1 मोलल विलयन का वाष्प दाब ज्ञात कीजिए।
उत्तर :
1 मोलल विलयन में
विलेय = 1 mol
जल = 1000 g = 55.5 mol
जल का मोल-अंश
= 55.5 / (55.5 + 1)
= 0.982
विलयन का वाष्प दाब
= 0.982 × 12.3
विलयन का वाष्प दाब = 12.08 kPa
1.18 Calculate the mass of a non-volatile solute (molar mass 40 g mol⁻¹) which should be dissolved in 114 g octane to reduce its vapour pressure to 80%.
Answer
Moles of octane = 114 / 114 = 1 mol
Raoult’s law:
x (octane) = 0.80
1/(1+n) = 0.80
n = 0.25 mol
Mass of solute
= 0.25 × 40
Answer:
Required mass of solute = 10 g
Mass of solute required = 10 g
प्रश्न 1.18
114 g ऑक्टेन में किसी अवाष्पशील विलेय (मोलर द्रव्यमान 40 g mol⁻¹) की कितनी मात्रा घोली जाए ताकि ऑक्टेन का वाष्प दाब अपने मूल मान का 80% रह जाए?
उत्तर :
ऑक्टेन के मोल = 114 / 114 = 1 mol
Raoult का नियम :
x(ऑक्टेन) = 0.80
1 / (1 + n) = 0.80
n = 0.25 mol
विलेय का द्रव्यमान
= 0.25 × 40
उत्तर
आवश्यक विलेय का द्रव्यमान = 10 g
**1.19 A solution containing 30 g of non-volatile solute exactly in 90 g of water has a vapour pressure of 2.8 kPa at 298 K. Further, 18 g of water is then added to the solution and the new vapour pressure becomes 2.9 kPa at 298 K. Calculate:
(i) molar mass of the solute
(ii) vapour pressure of water at 298 K.
Answer
Given:
First case:
Mass of water = 90 g
Vapour pressure = 2.8 kPa
Second case:
Mass of water = 108 g
Vapour pressure = 2.9 kPa
Mass of solute = 30 g
Molar mass of water = 18 g mol⁻¹
Step 1: Moles of water
First case:
= 90 / 18
= 5 mol
Second case:
= 108 / 18
= 6 mol
Step 2: Let molar mass of solute = M
Moles of solute
= 30 / M
Step 3: Raoult’s law
P = Xwater × P°
So,
P₁ / P₂ = X₁ / X₂
Step 4: Mole fractions
X₁ = 5 / (5 + 30/M)
X₂ = 6 / (6 + 30/M)
Step 5: Ratio
2.8 / 2.9
= [5(6M + 30)] / [6(5M + 30)]
Step 6: Solve
16.8(5M + 30) = 14.5(6M + 30)
84M + 504 = 87M + 435
69 = 3M
M = 23 g mol⁻¹
✅ Answer (i):
Molar mass of the solute = 23 g mol⁻¹
Step 7: Vapour pressure of pure water
2.8 = Xwater × P°
Xwater = 5 / (5 + 30/23)
Xwater = 0.793
P° = 2.8 / 0.793
P° = 3.53 kPa
✅ Answer (ii):
Vapour pressure of pure water at 298 K = 3.53 kPa
प्रश्न 1.19
एक विलयन जिसे एक अवाष्पशील ठोस के 30 g को 90 g जल में विलीन करके बनाया गया है। उसका 298 K पर वाष्प दाब 2.8 kPa है। विलयन में 18 g जल और मिलाया जाता है जिससे नया वाष्प दाब 298 K पर 2.9 kPa हो जाता है।
गणना कीजिए :
(i) विलेय का मोलर द्रव्यमान
(ii) 298 K पर शुद्ध जल का वाष्प दाब
हल :
दिया गया:
पहली अवस्था:
जल = 90 g
वाष्प दाब = 2.8 kPa
दूसरी अवस्था:
जल = 90 + 18 = 108 g
वाष्प दाब = 2.9 kPa
विलेय = 30 g (अवाष्पशील)
जल का मोलर द्रव्यमान = 18 g mol⁻¹
चरण 1: जल के मोल निकालें
पहली अवस्था में जल के मोल
= 90 / 18
= 5 mol
दूसरी अवस्था में जल के मोल
= 108 / 18
= 6 mol
चरण 2: मान लें विलेय का मोलर द्रव्यमान = M
विलेय के मोल
= 30 / M
चरण 3: Raoult का नियम
P = X₍water₎ × P°
अर्थात
P₁ / P₂
= X₁ / X₂
चरण 4: मोल अंश लिखें
पहली अवस्था में जल का मोल अंश
X₁ = 5 / (5 + 30/M)
दूसरी अवस्था में जल का मोल अंश
X₂ = 6 / (6 + 30/M)
चरण 5: अनुपात बनाइए
2.8 / 2.9
= [5(6M + 30)] / [6(5M + 30)]
चरण 6: Cross multiplication
2.8 × 6(5M + 30)
= 2.9 × 5(6M + 30)
चरण 7: Brackets खोलें
16.8(5M + 30) = 14.5(6M + 30)
84M + 504 = 87M + 435
चरण 8: M निकालें
504 − 435 = 87M − 84M
69 = 3M
M = 23 g mol⁻¹
✅ उत्तर (i):
विलेय का मोलर द्रव्यमान = 23 g mol⁻¹
🔹 भाग (ii): 298 K पर शुद्ध जल का वाष्प दाब
चरण 9: पहली अवस्था का प्रयोग करें
P = X₍water₎ × P°
2.8 = [5 / (5 + 30/23)] × P°
चरण 10: मोल अंश निकालें
30 / 23 = 1.304
5 + 1.304 = 6.304
Xwater = 5 / 6.304 = 0.793
चरण 11: P° निकालें
P° = 2.8 / 0.793
P° = 3.53 kPa
✅ उत्तर (ii):
298 K पर शुद्ध जल का वाष्प दाब = 3.53 kPa
1.20 A 5% solution (by mass) of cane sugar in water has freezing point of 271 K. Calculate the freezing point of 5% glucose in water if freezing point of pure water is 273.15 K.
Answer
Given:
Freezing point of pure water
T₀ = 273.15 K
Freezing point of cane sugar solution
T₁ = 271 K
Step 1: Freezing point depression of cane sugar solution
ΔT₁ = T₀ − T₁
ΔT₁ = 273.15 − 271
ΔT₁ = 2.15 K
Step 2: For solutions of same mass percentage
Freezing point depression
∝ 1 / molar mass
Step 3: Molar masses
Cane sugar (sucrose) = 342 g mol⁻¹
Glucose = 180 g mol⁻¹
Step 4: Freezing point depression for glucose
ΔT₂ / ΔT₁ = M₁ / M₂
ΔT₂ / 2.15 = 342 / 180
ΔT₂ = 2.15 × 342 / 180
ΔT₂ = 4.08 K
Step 5: Freezing point of glucose solution
T₂ = 273.15 − 4.08
T₂ = 269.07 K
✅ Final Answer
Freezing point of 5% glucose solution = 269.07 K
प्रश्न 1.20
शक्कर का 5% (द्रव्यमान अनुसार) जलीय विलयन 271 K पर जमता है। यदि शुद्ध जल का हिमांक 273.15 K है, तो ग्लूकोस के 5% (द्रव्यमान अनुसार) जलीय विलयन का हिमांक ज्ञात कीजिए।
उत्तर :
दिया गया:
शुद्ध जल का हिमांक
T₀ = 273.15 K
केन शुगर के विलयन का हिमांक
T₁ = 271 K
चरण 1: केन शुगर विलयन का हिमांक अवनमन
ΔT₁ = T₀ − T₁
ΔT₁ = 273.15 − 271
ΔT₁ = 2.15 K
चरण 2: समान प्रतिशत वाले दो विलयनों के लिए
हिमांक अवनमन
∝ 1 / मोलर द्रव्यमान
चरण 3: मोलर द्रव्यमान
केन शुगर (सुक्रोज) = 342 g mol⁻¹
ग्लूकोस = 180 g mol⁻¹
चरण 4: ग्लूकोस के लिए हिमांक अवनमन
ΔT₂ / ΔT₁ = M₁ / M₂
ΔT₂ / 2.15 = 342 / 180
ΔT₂ = 2.15 × 342 / 180
ΔT₂ = 4.08 K
चरण 5: ग्लूकोस विलयन का हिमांक
T₂ = 273.15 − 4.08
T₂ = 269.07 K
✅ अन्तिम उत्तर (Hindi):
5% ग्लूकोस विलयन का हिमांक = 269.07 K
1.21 Two elements A and B form compounds having formula AB₂ and AB₄. When dissolved in 20 g of benzene (C₆H₆), 1 g of AB₂ lowers the freezing point by 2.3 K whereas 1.0 g of AB₄ lowers it by 1.3 K. The molar depression constant for benzene is 5.1 K kg mol⁻¹. Calculate atomic masses of A and B.
Answer
Using formula:
ΔTf = Kf × m
For AB₂:
Molecular mass = 111 g mol⁻¹
For AB₄:
Molecular mass = 196 g mol⁻¹
Equations:
A + 2B = 111
A + 4B = 196
Solving,
B = 42.5 u
A = 26 u
✅ Answer:
Atomic mass of A = 26 u
Atomic mass of B = 42.5 u
प्रश्न 1.21 (हिन्दी)
दो तत्व A एवं B मिलकर AB₂ तथा AB₄ सूत्र वाले दो यौगिक बनाते हैं।
20 g बेन्जीन में 1 g AB₂ घोलने पर हिमांक 2.3 K कम हो जाता है, जबकि
1 g AB₄ घोलने पर हिमांक 1.3 K कम होता है।
बेन्जीन के लिए मोलर हिमांक अवनमन स्थिरांक 5.1 K kg mol⁻¹ है।
A एवं B के परमाणु द्रव्यमान ज्ञात कीजिए।
उत्तर (हिन्दी में)
सूत्र :
ΔTf = Kf × m
AB₂ के लिए :
2.3 = 5.1 × (1 / M₁ × 1000 / 20)
2.3 = 255 / M₁
M₁ = 111 g mol⁻¹
अतः,
A + 2B = 111 …(1)
AB₄ के लिए :
1.3 = 5.1 × (1 / M₂ × 1000 / 20)
1.3 = 255 / M₂
M₂ = 196 g mol⁻¹
अतः,
A + 4B = 196 …(2)
(2) − (1) करने पर :
2B = 85
B = 42.5
A = 111 − 2×42.5
A = 26
✅ उत्तर :
A का परमाणु द्रव्यमान = 26 u
B का परमाणु द्रव्यमान = 42.5 u
1.22 At 300 K, 36 g of glucose present in a litre of its solution has an osmotic pressure of 4.98 bar. If the osmotic pressure of the solution is 1.52 bars at the same temperature, what would be its concentration?
Answer
Given:
Concentration of first solution = 36 g L⁻¹
Molar mass of glucose = 180 g mol⁻¹
Molarity of first solution:
M₁ = 36 / 180
M₁ = 0.20 M
Osmotic pressure of first solution:
π₁ = 4.98 bar
Osmotic pressure of second solution:
π₂ = 1.52 bar
Osmotic pressure equation:
π = MRT
At same temperature,
π ∝ M
Therefore,
π₁ / π₂ = M₁ / M₂
Substituting values,
4.98 / 1.52 = 0.20 / M₂
M₂ = (0.20 × 1.52) / 4.98
M₂ = 0.061 M
✅ Final Answer (English):
Molarity of the glucose solution = 0.061 M
प्रश्न 1.22
300 K पर 36 g L⁻¹ सांद्रता वाले ग्लूकोस विलयन का परासरण दाब 4.98 bar है।
यदि इसी ताप पर किसी अन्य ग्लूकोस विलयन का परासरण दाब 1.52 bar हो,
तो उस विलयन की सांद्रता ज्ञात कीजिए।
उत्तर
दिया गया:
पहला विलयन:
ग्लूकोस = 36 g L⁻¹
मोलर द्रव्यमान (ग्लूकोस) = 180 g mol⁻¹
पहले विलयन की मोलरता:
M₁ = 36 / 180
M₁ = 0.20 M
पहले विलयन का परासरण दाब:
π₁ = 4.98 bar
दूसरे विलयन का परासरण दाब:
π₂ = 1.52 bar
परासरण दाब का सूत्र:
π = MRT
तापमान समान होने पर,
π ∝ M
अतः,
π₁ / π₂ = M₁ / M₂
मान रखने पर,
4.98 / 1.52 = 0.20 / M₂
M₂ = (0.20 × 1.52) / 4.98
M₂ = 0.304 / 4.98
M₂ = 0.061 M
✅ अन्तिम उत्तर (हिन्दी):
दूसरे ग्लूकोस विलयन की मोलरता = 0.061 M
विलयन की सांद्रता = 0.061 M
**1.23 Suggest the most important type of intermolecular attractive interaction in the following pairs.
(i) n-hexane and n-octane
(ii) I₂ and CCl₄
(iii) NaClO₄ and water
(iv) methanol and acetone
(v) acetonitrile (CH₃CN) and acetone (C₃H₆O).**
Answer
(i) London forces
(ii) London forces
(iii) Ion–dipole interaction
(iv) Hydrogen bonding
(v) Dipole–dipole interaction
🔹 प्रश्न 1.23
निम्नलिखित युग्मों में उपस्थित सबसे महत्वपूर्ण अंतराआण्विक आकर्षण बलों का सुझाव दीजिए–
(i) n-हेक्सेन व n-अॉक्टेन
(ii) I₂ तथा CCl₄
(iii) NaClO₄ तथा H₂O
(iv) मेथेनॉल तथा एसीटोन
(v) एसीटोनाइट्राइल (CH₃CN) तथा एसीटोन (C₃H₆O)
उत्तर (हिन्दी में)
(i) n-हेक्सेन व n- ऑक्टेन
→ दोनों गैर-ध्रुवीय अणु हैं
→ मुख्य बल: लंदन प्रसरण बल (London dispersion force)
(ii) I₂ तथा CCl₄
→ दोनों गैर-ध्रुवीय हैं
→ मुख्य बल: लंदन प्रसरण बल
(iii) NaClO₄ तथा H₂O
→ NaClO₄ आयनिक यौगिक है
→ H₂O ध्रुवीय विलायक है
→ मुख्य बल: आयन–द्विध्रुव आकर्षण
(iv) मेथेनॉल तथा एसीटोन
→ मेथेनॉल में –OH समूह होता है
→ एसीटोन में ऑक्सीजन होती है
→ मुख्य बल: हाइड्रोजन बन्धन
(v) एसीटोनाइट्राइल तथा एसीटोन
→ दोनों ध्रुवीय अणु हैं
→ मुख्य बल द्विध्रुव–द्विध्रुव आकर्षण
1.24 Based on solute–solvent interactions, arrange the following in order of increasing solubility in n-octane and explain.
Cyclohexane, KCl, CH₃OH, CH₃CN.**
Answer
n-Octane is a non-polar solvent. Therefore, non-polar solutes dissolve better in it.
Order of increasing solubility in n-octane is:
KCl < CH₃OH < CH₃CN < Cyclohexane
प्रश्न :-
विलेय–विलायक आकर्षण के आधार पर निम्नलिखित को n- ऑक्टेन में विलेयता के बढ़ते क्रम में व्यवस्थित कीजिए–
KCl, CH₃OH, CH₃CN, साइक्लोहेक्सेन
उत्तर (हिन्दी में)
n- ऑक्टेन एक गैर-ध्रुवीय विलायक है।
नियम:
👉 “समान, समान में घुलता है”
KCl → आयनिक → सबसे कम विलेय
CH₃OH → ध्रुवीय
CH₃CN → ध्रुवीय
साइक्लोहेक्सेन → गैर-ध्रुवीय → सबसे अधिक विलेय
विलेयता का बढ़ता क्रम:
KCl < CH₃OH < CH₃CN < साइक्लोहेक्सेन
1.25 Amongst the following compounds, identify which are insoluble, partially soluble and highly soluble in water?
(i) phenol (ii) toluene (iii) formic acid
(iv) ethylene glycol (v) chloroform (vi) pentanol.
Answer
Highly soluble in water:
Formic acid
Ethylene glycol
Partially soluble:
Phenol
Pentanol
Insoluble:
Toluene
Chloroform
प्रश्न 1.25
निम्नलिखित यौगिकों में से पहचानिए कि कौन से जल में अत्यधिक विलेय, आंशिक रूप से विलेय तथा अविलेय हैं–
(i) फीनॉल
(ii) टॉलूईन
(iii) फार्मिक अम्ल
(iv) एथिलीन ग्लाइकॉल
(v) क्लोरोफॉर्म
(vi) पेन्टेनॉल
उत्तर
अत्यधिक विलेय (Highly soluble):
फार्मिक अम्ल
एथिलीन ग्लाइकॉल
आंशिक रूप से विलेय (Partially soluble):
फीनॉल
पेन्टेनॉल
अविलेय (Insoluble):
टॉलूईन
क्लोरोफॉर्म
1.26 If the density of some lake water is 1.25 g mL⁻¹ and contains 92 g of Na⁺ ions per kg of water, calculate the molarity of Na⁺ ions in the lake.
Answer
Answer (English)
Given:
Mass of Na⁺ = 92 g
Molar mass of Na⁺ = 23 g mol⁻¹
Moles of Na⁺ = 92 / 23 = 4 mol
Molality = moles of solute / kg of solvent
Molality = 4 / 1 = 4 m
प्रश्न 1.26
यदि किसी झील के जल का घनत्व 1.25 g mL⁻¹ है तथा उसमें 92 g Na⁺ आयन प्रति किलोग्राम जल में उपस्थित हैं।
तो झील में Na⁺ आयन की मोललता ज्ञात कीजिए।
✅ हल
दिया गया:
Na⁺ का द्रव्यमान = 92 g
जल का द्रव्यमान = 1 kg
Na⁺ का मोलर द्रव्यमान = 23 g mol⁻¹
चरण 1: Na⁺ के मोल निकालें
moles of Na⁺ = 92 / 23
moles of Na⁺ = 4 mol
चरण 2: मोललता का सूत्र
Molality (m) = मोल विलेय / किलोग्राम विलायक
m = 4 / 1
उत्तर:
Na⁺ आयन की मोललता = 4 m
1.27 If the solubility product of CuS is 6 × 10⁻¹⁶, calculate the maximum molarity of CuS in aqueous solution.
Answer
Answer (English)
CuS ⇌ Cu²⁺ + S²⁻
Let solubility = s
Ksp = s² = 6 × 10⁻¹⁶
s = √(6 × 10⁻¹⁶)
s = 2.45 × 10⁻⁸ M
प्रश्न 1.27
यदि CuS का विलेयता गुणनफल (Ksp) = 6 × 10⁻¹⁶ हो,
तो जलीय विलयन में उसकी अधिकतम मोलरता ज्ञात कीजिए।
✅ हल
CuS ⇌ Cu²⁺ + S²⁻
मान लें CuS की मोलरता = s
तो:
[Cu²⁺] = s
[S²⁻] = s
Ksp = s × s = s²
6 × 10⁻¹⁶ = s²
s = √(6 × 10⁻¹⁶)
s = 2.45 × 10⁻⁸ mol L⁻¹
उत्तर:
CuS की अधिकतम मोलरता = 2.45 × 10⁻⁸ M
1.28 Calculate the mass percentage of aspirin (C₉H₈O₄) in acetonitrile (CH₃CN) when 6.5 g of C₉H₈O₄ is dissolved in 450 g of CH₃CN.
Answer
Total mass = 6.5 + 450 = 456.5 g
Weight percent = (6.5 / 456.5) × 100
= 1.42 %
प्रश्न 1.28
जब 6.5 g ऐस्पिरीन (C₉H₈O₄) को 450 g ऐसिटोनाइट्राइल (CH₃CN) में घोला जाए,
तो ऐस्पिरीन का ऐसीटोनाइट्राइल मे भार प्रतिशत ज्ञात कीजिए।
✅ हल
दिया गया:
विलेय ( ऐस्पिरीन) = 6.5 g
विलायक = 450 g
कुल द्रव्यमान = 6.5 + 450
कुल द्रव्यमान = 456.5 g
भार प्रतिशत का सूत्र:
Weight % = (विलेय का द्रव्यमान / कुल द्रव्यमान) × 100
Weight % = (6.5 / 456.5) × 100
Weight % = 1.42 %
1.29 Nalorphene (C₁₉H₂₁NO₃), similar to morphine, is used to combat withdrawal symptoms in narcotic users. Dose of nalorphene generally given is 1.5 mg. Calculate the mass of 1.5 × 10⁻³ m aqueous solution required for the above dose.
Answer
Given:
Dose of nalorphene = 1.5 mg = 1.5 × 10⁻³ g
Molecular formula = C₁₉H₂₁NO₃
Molar mass of nalorphene:
C = 19 × 12 = 228
H = 21 × 1 = 21
N = 1 × 14 = 14
O = 3 × 16 = 48
Total molar mass =
228 + 21 + 14 + 48 = 311 g mol⁻¹
Number of moles:
n = mass / molar mass
n = (1.5 × 10⁻³) / 311
n = 4.82 × 10⁻⁶ mol
Given molality:
m = 1.5 × 10⁻³ mol kg⁻¹
Formula:
m = n / mass of solvent (kg)
Mass of solvent = n / m
Mass of solvent = (4.82 × 10⁻⁶) / (1.5 × 10⁻³)
Mass of solvent = 3.21 × 10⁻³ kg
Convert into grams:
Mass of solution ≈ 3.21 g
✅ Final Answer (English):
Mass of 1.5 × 10⁻³ m aqueous solution required ≈ 3.21 g
प्रश्न :- 1.29
नैलॉर्फ़ीन (C₁₉H₂₁NO₃), जो मॉर्फीन के समान होती है, का उपयोग स्वापक उपभोक्ताओं में स्वापक छोड़ने से उत्पन्न लक्षणों को दूर करने के लिए किया जाता है।
सामान्यतः नैलॉर्फ़ीन की खुराक 1.5 mg दी जाती है।
उपरोक्त खुराक के लिए 1.5 × 10⁻³ m जलीय विलयन का कितना द्रव्यमान आवश्यक होगा?
हल
दिया गया:
नैलॉर्फ़ीन की खुराक = 1.5 mg = 1.5 × 10⁻³ g
नैलॉर्फ़ीन का सूत्र = C₁₉H₂₁NO₃
नैलॉर्फ़ीन का मोलर द्रव्यमान:
C = 19 × 12 = 228
H = 21 × 1 = 21
N = 1 × 14 = 14
O = 3 × 16 = 48
कुल मोलर द्रव्यमान =
228 + 21 + 14 + 48 = 311 g mol⁻¹
मोल की संख्या:
n = द्रव्यमान / मोलर द्रव्यमान
n = (1.5 × 10⁻³) / 311
n = 4.82 × 10⁻⁶ mol
दिया गया मोललता:
m = 1.5 × 10⁻³ mol kg⁻¹
सूत्र:
m = n / (द्रव्यमान जल kg में)
द्रव्यमान जल = n / m
द्रव्यमान जल = (4.82 × 10⁻⁶) / (1.5 × 10⁻³)
द्रव्यमान जल = 3.21 × 10⁻³ kg
kg को g में बदलें:
द्रव्यमान जल = 3.21 g
✅ अन्तिम उत्तर (Hindi):
1.5 × 10⁻³ m जलीय विलयन का आवश्यक द्रव्यमान ≈ 3.21 g
1.30 Calculate the amount of benzoic acid (C₆H₅COOH) required for preparing 250 mL of 0.15 M solution in methanol.
Answer
Given:
Molarity (M) = 0.15 mol L⁻¹
Volume of solution = 250 mL = 0.250 L
Molecular formula of benzoic acid = C₆H₅COOH
Calculation of molar mass:
C = 7 × 12 = 84
H = 6 × 1 = 6
O = 2 × 16 = 32
Molar mass =
84 + 6 + 32 = 122 g mol⁻¹
Formula for number of moles:
Moles = M × V
Moles = 0.15 × 0.250
Moles = 0.0375 mol
Formula for mass:
Mass = moles × molar mass
Mass = 0.0375 × 122
Mass = 4.575 g
✅ Final Answer
4.575 g of benzoic acid is required to prepare 250 mL of 0.15 M solution in methanol.
प्रश्न :- 1.30
बेन्जोइक अम्ल (C₆H₅COOH) का मेथेनॉल में 0.15 m विलयन बनाने के लिए आवश्यक मात्रा की गणना कीजिए ।
हल
दिया गया:
मोलरता (M) = 0.15 mol L⁻¹
विलयन का आयतन = 250 mL = 0.250 L
बेन्जोइक अम्ल का सूत्र = C₆H₅COOH
मोलर द्रव्यमान की गणना:
C = 7 × 12 = 84
H = 6 × 1 = 6
O = 2 × 16 = 32
मोलर द्रव्यमान =
84 + 6 + 32 = 122 g mol⁻¹
मोल की संख्या का सूत्र:
मोल = M × V
मोल = 0.15 × 0.250
मोल = 0.0375 mol
द्रव्यमान का सूत्र:
द्रव्यमान = मोल × मोलर द्रव्यमान
द्रव्यमान = 0.0375 × 122
द्रव्यमान = 4.575 g
✅ अन्तिम उत्तर
250 mL, 0.15 M बेन्जोइक अम्ल का विलयन बनाने के लिए 4.575 g बेन्जोइक अम्ल आवश्यक है।
बेंजोइक अम्ल का द्रव्यमान = 4.58 g
1.31 The depression in freezing point of water observed for the same amount of acetic acid, trichloroacetic acid and trifluoroacetic acid increases in the order given above. Explain briefly.
Answer
Freezing point depression depends on the number of solute particles.
Due to increasing electronegative substituents (Cl, F), dissociation increases in the given order, hence freezing point depression increases.
प्रश्न 1.31
ऐसीटिक अम्ल, ट्राइक्लोरोएसीटिक अम्ल एवं ट्राइफ्लुओरोएसीटिक अम्ल की समान मात्रा से जल के हिमांक में अवनमन इनके उपरोक्त दिए गए क्रम में बढ़ता है। संक्षेप में समझाइए।
✅ उत्तर
हिमांक अवनमन विलेय के कणों की संख्या पर निर्भर करता है।
ये तीनों अम्ल जल में आंशिक रूप से आयनीकृत होते हैं।
ऐसीटिक अम्ल < ट्राइक्लोरोएसीटिक अम्ल < ट्राइफ्लुओरोएसीटिक अम्ल
इस क्रम में अम्लीयता बढ़ती है क्योंकि:
Cl और F जैसे विद्युतऋणात्मक परमाणु –I प्रभाव दिखाते हैं
इससे अम्ल का आयनीकरण अधिक होता है
आयनीकरण बढ़ने से कणों की संख्या बढ़ती है
इसलिए हिमांक अवनमन इसी क्रम में बढ़ता है।
1.32 Calculate the depression in the freezing point of water when 10 g of CH₃CH₂CHClCOOH is added to 250 g of water.
Ka = 1.4 × 10⁻³, Kf = 1.86 K kg mol⁻¹
Answer
Solution
Given:
Mass of solute = 10 g
Mass of water = 250 g = 0.25 kg
Molar mass = 122 g mol⁻¹
Step 1: Calculate moles
Moles = Mass / Molar mass
Moles = 10 / 122
Moles = 0.082 mol
Step 2: Molality (m)
m = Moles / Mass of water (in kg)
m = 0.082 / 0.25
m = 0.328 m
Step 3: Van’t Hoff factor (i)
i = 1 + α
Where,
α ≈ √(Kₐ / m)
α = √(1.4 × 10⁻³ / 0.328)
α = 0.065
Therefore,
i = 1 + 0.065 = 1.065
Step 4: Depression in freezing point (ΔTᶠ)
ΔTᶠ = i × Kf × m
ΔTᶠ = 1.065 × 1.86 × 0.328
ΔTᶠ ≈ 0.65 K
✅ Final Answer:
Depression in freezing point (ΔTᶠ) ≈ 0.65 K
🔹 प्रश्न 1.32
CH₃–CH₂–CHCl–COOH के 10 g को 250 g जल में मिलाने से होने वाले हिमांक अवनमन की गणना कीजिए।
(Ka = 1.4 × 10⁻³, Kf = 1.86 K kg mol⁻¹)
✅ हल
दिया गया:
द्रव्यमान = 10 g
जल = 250 g = 0.25 kg
मोलर द्रव्यमान = 122 g mol⁻¹
चरण 1: मोल निकालें
moles = 10 / 122
moles = 0.082 mol
चरण 2: मोललता
m = 0.082 / 0.25
m = 0.328 m
चरण 3: वान्ट हॉफ गुणक (i)
i = 1 + α
α ≈ √(Ka / m)
α = √(1.4×10⁻³ / 0.328)
α = 0.065
i = 1.065
चरण 4: हिमांक अवनमन
ΔTf = i × Kf × m
ΔTf = 1.065 × 1.86 × 0.328
ΔTf ≈ 0.65 K
1.33 19.5 g of CH₂FCOOH is dissolved in 500 g of water. The depression in the freezing point of water observed is 1.00°C. Calculate the van’t Hoff factor and dissociation constant of fluoroacetic acid.
Answer
Solution
Molar mass = 78 g mol⁻¹
moles = 19.5 / 78 = 0.25 mol
Mass of water = 500 g = 0.5 kg
m = 0.25 / 0.5
m = 0.5 m
Calculation of Van’t Hoff factor (i):
ΔTᶠ = i × Kf × m
1.0 = i × 1.86 × 0.5
i = 1.075
Degree of dissociation (α):
i = 1 + α
α = 1.075 − 1
α = 0.075
Dissociation constant (Kₐ):
Kₐ = α²m / (1 − α)
Kₐ = (0.075)² × 0.5 / (0.925)
Kₐ ≈ 0.003
✅ Answer (English):
Van’t Hoff factor, i = 1.075
Dissociation constant, Kₐ ≈ 3 × 10⁻³
🔹 प्रश्न 1.33
CH₂FCOOH के 19.5 g को 500 g जल में घोलने पर जल के हिमांक में 1.0°C का अवनमन देखा गया।
फ्लुओरोएसीटिक अम्ल का
(i) वान्ट हॉफ गुणक
(ii) वियोजन स्थिरांक ज्ञात कीजिए।
✅ हल
मोलर द्रव्यमान = 78 g mol⁻¹
moles = 19.5 / 78 = 0.25 mol
जल = 0.5 kg
m = 0.25 / 0.5 = 0.5 m
i निकालें:
ΔTf = i × Kf × m
1.0 = i × 1.86 × 0.5
i = 1.075
वियोजन अंश (α):
i = 1 + α
α = 0.075
Ka = α²m / (1−α)
Ka = (0.075)² × 0.5 / (0.925)
Ka ≈ 0.003
✅ Answer
i = 1.075
Ka ≈ 3 × 10⁻³
1.34 Vapour pressure of water at 293 K is 17.535 mm Hg. Calculate the vapour pressure of water at 293 K when 25 g of glucose is dissolved in 450 g of water.
Answer
Molar mass (glucose) = 180 g mol⁻¹
moles of glucose = 25 / 180 = 0.139 mol
moles of water = 450 / 18 = 25 mol
Mole fraction (water):
X₍water₎ = 25 / (25 + 0.139)
X₍water₎ = 0.994
Vapour pressure:
P = X₍water₎ × P°
P = 0.994 × 17.535
P ≈ 17.43 mm Hg
प्रश्न 1.34 (हिन्दी)
293 K पर जल का वाष्प दाब 17.535 mm Hg है।
यदि 25 g ग्लूकोस को 450 g जल में घोलें तो 293 K पर जल का वाष्प दाब ज्ञात कीजिए।
✅ हल
मोलर द्रव्यमान ( ग्लूकोज) = 180 g mol⁻¹
ग्लूकोज मोल = 25 / 180 = 0.139 mol
पानी के मोल = 450 / 18 = 25 mol
मोल अंश (जल):
Xwater = 25 / (25 + 0.139)
Xwater = 0.994
वाष्प दाब:
P = Xwater × P°
P = 0.994 × 17.535
P ≈ 17.43 mm Hg
1.35 Henry’s law constant for the molality of methane in benzene at 298 K is 4.27 × 10⁵ mm Hg. Calculate the solubility of methane in benzene at 298 K under 760 mm Hg.
Answer
Law of Henry :
p = K × m
m = p / K
m = 760 / (4.27 × 10⁵)
m = 1.78 × 10⁻³ m
Solubility of methane = 1.78 × 10⁻³ m
प्रश्न 1.35
298 K पर मेथेन की बेन्जीन में मोललता के लिए हेनरी स्थिरांक
K = 4.27 × 10⁵ mm Hg है।
298 K तथा 760 mm Hg दाब पर मेथेन की बेंजीन में विलेयता ज्ञात कीजिए।
✅ हल
Henry का नियम:
p = K × m
m = p / K
m = 760 / (4.27 × 10⁵)
m = 1.78 × 10⁻³ m
1.36 100 g of liquid A (molar mass 140 g mol⁻¹) was dissolved in 1000 g of liquid B (molar mass 180 g mol⁻¹). The vapour pressure of pure liquid B was found to be 500 torr. Calculate the vapour pressure of pure liquid A and its vapour pressure in the solution if the total vapour pressure of the solution is 475 torr.
Answer
moles A = 100 / 140 = 0.714
moles B = 1000 / 180 = 5.56
XA = 0.714 / 6.274 = 0.114
XB = 0.886
Law of Raoult:
475 = XA PA° + XB PB°
475 = 0.114 PA° + 0.886 × 500
PA° = 280 Torr
PA (solution) = 0.114 × 280 = 31.9 Torr
प्रश्न 1.36
100 g द्रव A (M = 140 g mol⁻¹) को
1000 g द्रव B (M = 180 g mol⁻¹) में घोला गया।
शुद्ध द्रव B का वाष्प दाब 500 Torr पाया गया । शुद्ध द्वव A का वाष्पदाब तथा विलयन में उसका वाष्पदाब परिकलित कीजिए यदि विलयन का कुल वाष्प दाब = 475 Torr है ।
✅ हल
A के मोल = 100 / 140 = 0.714
B के मोल = 1000 / 180 = 5.56
XA = 0.714 / 6.274 = 0.114
XB = 0.886
Raoult नियम:
475 = XA PA° + XB PB°
475 = 0.114 PA° + 0.886 × 500
PA° = 280 Torr
PA ( विलयन) = 0.114 × 280 = 31.9 Torr
1.37 Vapour pressures of pure acetone and chloroform at 328 K are 741.8 mm Hg and 632.8 mm Hg respectively. Assuming that they form ideal solution over the entire range of composition, plot p_total, p_chloroform and p_acetone as a function of x_acetone. The experimental data observed for different compositions of mixture is:
Table :-
Plot this data also on the same graph paper. Indicate whether it has positive deviation or negative deviation from the ideal solution.
Answer
When the experimental vapour pressure curves are compared with the ideal Raoult’s law plots, it is observed that the experimental total vapour pressure is lower than the ideal vapour pressure.
Hence, the acetone–chloroform solution shows negative deviation from Raoult’s law due to strong intermolecular attractions (hydrogen bonding) between acetone and chloroform molecules.
उत्तर
जब प्रायोगिक वाष्प दाब वक्रों की तुलना आदर्श राउल्ट नियम से की जाती है, तो कुल वाष्प दाब अपेक्षित मान से कम पाया जाता है।
अतः एसीटोन–क्लोरोफॉर्म विलयन राउल्ट के नियम से ऋणात्मक विचलन दर्शाता है, जो इनके बीच मजबूत अंतराअणुक आकर्षण (हाइड्रोजन बंधन) के कारण होता है।
1.38 Benzene and toluene form ideal solution over the entire range of composition. The vapour pressure of pure benzene and toluene at 300 K are 50.71 mm Hg and 32.06 mm Hg respectively. Calculate the mole fraction of benzene in vapour phase if 80 g of benzene is mixed with 100 g of toluene.
Answer
Given:
Mass of benzene = 80 g
Mass of toluene = 100 g
Molar mass of benzene = 78 g mol⁻¹
Molar mass of toluene = 92 g mol⁻¹
Vapour pressure of pure benzene = 50.71 mm Hg
Vapour pressure of pure toluene = 32.06 mm Hg
Step 1: Calculate number of moles
Moles of benzene
= 80 / 78
= 1.026 mol
Moles of toluene
= 100 / 92
= 1.087 mol
Step 2: Mole fraction in liquid phase
Mole fraction of benzene
= 1.026 / (1.026 + 1.087)
= 1.026 / 2.113
= 0.485
Mole fraction of toluene
= 0.515
Step 3: Partial vapour pressures (Raoult’s law)
Partial pressure of benzene
= 0.485 × 50.71
= 24.6 mm Hg
Partial pressure of toluene
= 0.515 × 32.06
= 16.5 mm Hg
Step 4: Total vapour pressure
Total vapour pressure
= 24.6 + 16.5
= 41.1 mm Hg
Step 5: Mole fraction of benzene in vapour phase
Mole fraction of benzene in vapour phase
= 24.6 / 41.1
= 0.60
✅ Final Answer (1.38):
Mole fraction of benzene in vapour phase = 0.60
प्रश्न :- 1 38
संघटनों के संपूर्ण परास में बेन्जीन तथा टॉलूईन आदर्श विलयन बनाते हैं।
300 K पर शुद्ध बेन्जीन तथा टॉलूईन का वाष्प दाब क्रमशः 50.71 mm Hg तथा 32.06 mm Hg है।
यदि 80 g बेन्जीन को 100 g टॉलूईन में मिलाया जाये, तो वाष्प अवस्था में उपस्थित बेन्जीन के मोल-अंश की गणना कीजिए।
उत्तर
दिया गया:
बेन्जीन का द्रव्यमान = 80 g
टॉलूईन का द्रव्यमान = 100 g
बेन्जीन का मोलर द्रव्यमान = 78 g mol⁻¹
टॉलूईन का मोलर द्रव्यमान = 92 g mol⁻¹
शुद्ध बेन्जीन का वाष्प दाब = 50.71 mm Hg
शुद्ध टॉलूईन का वाष्प दाब = 32.06 mm Hg
चरण 1: मोलों की गणना
बेन्जीन के मोल
= 80 / 78
= 1.026 mol
टॉलूईन के मोल
= 100 / 92
= 1.087 mol
चरण 2: द्रव अवस्था में मोल-अंश
बेन्जीन का मोल-अंश
= 1.026 / (1.026 + 1.087)
= 1.026 / 2.113
= 0.485
टॉलूईन का मोल-अंश
= 0.515
चरण 3: राउल्ट का नियम
बेन्जीन का आंशिक वाष्प दाब
= 0.485 × 50.71
= 24.6 mm Hg
टॉलूईन का आंशिक वाष्प दाब
= 0.515 × 32.06
= 16.5 mm Hg
चरण 4: कुल वाष्प दाब
कुल वाष्प दाब
= 24.6 + 16.5
= 41.1 mm Hg
चरण 5: वाष्प अवस्था में बेन्जीन का मोल-अंश
वाष्प अवस्था में बेन्जीन का मोल-अंश
= 24.6 / 41.1
= 0.60
✅ अन्तिम उत्तर (1.38):
वाष्प अवस्था में बेन्जीन का मोल-अंश = 0.60
1.39 The air is a mixture of a number of gases. The major components are oxygen and nitrogen with approximate proportion of 20% O₂ and 79% N₂ by volume at 298 K. The water is in equilibrium with air at a pressure of 10 atm. At 298 K if the Henry’s law constants for oxygen and nitrogen are 3.30 × 10⁷ mm Hg and 6.51 × 10⁷ mm Hg respectively, calculate the composition of these gases in water.
Answer
Given:
Total pressure = 10 atm
Mole fraction of O₂ = 0.20
Mole fraction of N₂ = 0.79
1 atm = 760 mm Hg
Step 1: Calculate partial pressures
Partial pressure of oxygen
= 0.20 × 10 atm
= 2 atm
= 2 × 760
= 1520 mm Hg
Partial pressure of nitrogen
= 0.79 × 10 atm
= 7.9 atm
= 7.9 × 760
= 6004 mm Hg
Step 2: Apply Henry’s law (p = K × x)
For oxygen:
Mole fraction of O₂ in water
= 1520 / (3.30 × 10⁷)
= 4.6 × 10⁻⁵
For nitrogen:
Mole fraction of N₂ in water
= 6004 / (6.51 × 10⁷)
= 9.2 × 10⁻⁵
✅ Final Answer (1.39):
Mole fraction of O₂ in water = 4.6 × 10⁻⁵
Mole fraction of N₂ in water = 9.2 × 10⁻⁵
प्रश्न 1.39
वायु अनेक गैसों का मिश्रण है।
298 K पर आयतन में मुख्य घटक ऑक्सीजन और नाइट्रोजन लगभग 20% एवं 79% हैं।
10 वायुमंडल दाब पर जल वायु के साथ साम्य में है।
298 K पर यदि ऑक्सीजन तथा नाइट्रोजन के लिए हेनरी स्थिरांक क्रमशः
3.30 × 10⁷ mm Hg तथा 6.51 × 10⁷ mm Hg हैं,
तो जल में इन गैसों का संघटन ज्ञात कीजिए।
उत्तर
दिया गया:
कुल दाब = 10 atm
ऑक्सीजन का अंश = 0.20
नाइट्रोजन का अंश = 0.79
1 atm = 760 mm Hg
चरण 1: आंशिक दाब
ऑक्सीजन का आंशिक दाब
= 0.20 × 10 atm
= 2 atm
= 2 × 760
= 1520 mm Hg
नाइट्रोजन का आंशिक दाब
= 0.79 × 10 atm
= 7.9 atm
= 7.9 × 760
= 6004 mm Hg
चरण 2: हेनरी का नियम (p = K × x)
ऑक्सीजन के लिए:
जल में ऑक्सीजन का मोल-अंश
= 1520 / (3.30 × 10⁷)
= 4.6 × 10⁻⁵
नाइट्रोजन के लिए:
जल में नाइट्रोजन का मोल-अंश
= 6004 / (6.51 × 10⁷)
= 9.2 × 10⁻⁵
✅ अन्तिम उत्तर (1.39):
जल में ऑक्सीजन का मोल-अंश = 4.6 × 10⁻⁵
जल में नाइट्रोजन का मोल-अंश = 9.2 × 10⁻⁵
1.40 Determine the amount of CaCl₂ (i = 2.47) dissolved in 2.5 litre of water such that its osmotic pressure is 0.75 atm at 27°C.
Answer
Given:
Osmotic pressure (π) = 0.75 atm
Temperature = 27°C = 300 K
Volume = 2.5 L
van’t Hoff factor (i) = 2.47
R = 0.082 L atm mol⁻¹ K⁻¹
Step 1: Osmotic pressure equation
π = i × M × R × T
Step 2: Calculate molarity
M = π / (iRT)
M = 0.75 / (2.47 × 0.082 × 300)
M = 0.0123 M
Step 3: Calculate number of moles
Moles = M × Volume
Moles = 0.0123 × 2.5
= 0.0308 mol
Step 4: Calculate mass of CaCl₂
Molar mass of CaCl₂
= 40 + (2 × 35.5)
= 111 g mol⁻¹
Mass
= 0.0308 × 111
= 3.42 g
✅ Final Answer (1.40):
Amount of CaCl₂ required = 3.42 g
प्रश्न 1.40
यदि जल का परासरण दाब 27°C पर 0.75 वायुमंडल हो तो 2.5 लीटर जल में घुले CaCl₂ (i = 2.47) की मात्रा ज्ञात कीजिए।
उत्तर
दिया गया:
परासरण दाब (π) = 0.75 atm
तापमान = 27°C = 300 K
आयतन = 2.5 L
वान्ट हॉफ गुणक (i) = 2.47
R = 0.082 L atm mol⁻¹ K⁻¹
चरण 1: परासरण दाब सूत्र
π = i × M × R × T
चरण 2: मोलरता निकालें
M = π / (iRT)
M = 0.75 / (2.47 × 0.082 × 300)
M = 0.0123 M
चरण 3: मोल निकालें
मोल = M × आयतन
मोल = 0.0123 × 2.5
= 0.0308 mol
चरण 4: द्रव्यमान निकालें
CaCl₂ का मोलर द्रव्यमान
= 40 + (2 × 35.5)
= 111 g mol⁻¹
द्रव्यमान
= 0.0308 × 111
= 3.42 g
✅ अन्तिम उत्तर (1.40):
2.5 लीटर जल में CaCl₂ की मात्रा = 3.42 g
1.41 Determine the osmotic pressure of a solution prepared by dissolving 25 mg of K₂SO₄ in 2 litre of water at 25°C, assuming that it is completely dissociated.
Answer
Mass of K₂SO₄ = 25 mg = 0.025 g
Molar mass of K₂SO₄ = 174 g mol⁻¹
Number of moles = 0.025 / 174
= 1.44 × 10⁻⁴ mol
Volume of solution = 2 L
Molarity (M) = (1.44 × 10⁻⁴) / 2
= 7.2 × 10⁻⁵ M
K₂SO₄ completely dissociates as:
K₂SO₄ → 2K⁺ + SO₄²⁻
van’t Hoff factor, i = 3
Osmotic pressure,
π = iMRT
π = 3 × 7.2 × 10⁻⁵ × 0.0821 × 298
π = 5.27 × 10⁻³ atm
प्रश्न :- 1.41
2 लीटर जल में 25°C पर K₂SO₄ के 25 mg को घोलने पर बनने वाले विलयन का परासरणदाब यह मानते हुए ज्ञात कीजिए कि K₂SO₄ पूर्णतः वियोजित हो गया है ।
उत्तर
K₂SO₄ का द्रव्यमान = 25 mg = 0.025 g
K₂SO₄ का मोलर द्रव्यमान = 174 g mol⁻¹
मोलों की संख्या = 0.025 / 174
= 1.44 × 10⁻⁴ mol
विलयन का आयतन = 2 लीटर
मोलरता (M) = 7.2 × 10⁻⁵ M
K₂SO₄ पूर्णतः आयनीकृत होता है, इसलिए
वान्ट-हॉफ गुणांक i = 3
परासरण दाब,
π = iMRT
π = 5.27 × 10⁻³ atm
Comments
Post a Comment