Hydrogen MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Hydrogen - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

व्याख्या:

हाइड्रोजन के समस्थानिक

• समस्थानिक किसी विशेष रासायनिक तत्व के वे रूप हैं जिनमें न्यूट्रॉन की संख्या भिन्न होती है, और फलस्वरूप न्यूक्लियॉन संख्या में भी अंतर होता है।
• हाइड्रोजन के तीन मुख्य समस्थानिक हैं:
  • प्रोटियम (1^H): इसमें 1 प्रोटॉन और 0 न्यूट्रॉन होते हैं।
  • ड्यूटेरियम (2^H या D): इसमें 1 प्रोटॉन और 1 न्यूट्रॉन होते हैं।
  • ट्राइटियम (3^H या T): इसमें 1 प्रोटॉन और 2 न्यूट्रॉन होते हैं।
• इनमें से, सही उत्तर है:
  • डबनियम (2): यह हाइड्रोजन का समस्थानिक नहीं है।
  • डबनियम एक रासायनिक तत्व है जिसका प्रतीक Db और परमाणु क्रमांक 105 है, जो हाइड्रोजन से पूरी तरह से अलग है।

इसलिए, डबनियम हाइड्रोजन का समस्थानिक नहीं है।

संकल्पना:

आयनिक हाइड्राइड और जल के साथ उनकी अभिक्रिया

• आयनिक हाइड्राइड हाइड्रोजन और क्षार या क्षारीय मृदा धातुओं के बीच बने यौगिक होते हैं।
• इन हाइड्राइडों में हाइड्राइड आयन (H^-) होता है, जो एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन वाला हाइड्रोजन परमाणु होता है।
• जब आयनिक हाइड्राइड जल के साथ अभिक्रिया करते हैं, तो हाइड्राइड आयन (H^-) एक प्रबल क्षार के रूप में कार्य करता है और जल के साथ अभिक्रिया करके हाइड्रोजन गैस (H₂) और हाइड्रॉक्साइड आयन (OH^-) बनाता है।

व्याख्या:

• जब कोई आयनिक हाइड्राइड, जैसे सोडियम हाइड्राइड (NaH), जल के साथ अभिक्रिया करता है, तो अभिक्रिया को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है:

  NaH + H₂O → NaOH + H₂

  • हाइड्राइड आयन (H^-) जल के साथ अभिक्रिया करके हाइड्रॉक्साइड आयन (OH^-) उत्पन्न करता है, जो विलयन को क्षारीय बनाता है।
  • हाइड्रोजन गैस (H₂) भी अभिक्रिया का एक उप-उत्पाद के रूप में मुक्त होती है।
• यह अभिक्रिया दर्शाती है कि हाइड्रॉक्साइड आयनों (OH^-) के निर्माण के कारण विलयन क्षारीय हो जाता है।

इसलिए, सही उत्तर विकल्प 3 है, क्योंकि आयनिक हाइड्राइड जल के साथ अभिक्रिया करके क्षारीय विलयन देते हैं।

संकल्पना:

हाइड्रोजन परमाणु में ऊर्जा स्तर

• हाइड्रोजन परमाणु में, एक इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा केवल उसकी मुख्य क्वांटम संख्या (n) द्वारा निर्धारित होती है।
• समान मुख्य क्वांटम संख्या वाले कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा समान होती है, चाहे उनकी कोणीय संवेग क्वांटम संख्या (l) कुछ भी हो।

व्याख्या:

• हाइड्रोजन परमाणु अद्वितीय है क्योंकि इसमें केवल एक इलेक्ट्रॉन होता है और कोई इलेक्ट्रॉन-इलेक्ट्रॉन अन्योन्यक्रिया नहीं होती है।
• यह इसके कक्षकों की ऊर्जा को केवल मुख्य क्वांटम संख्या (n) पर निर्भर करता है।
• n=3 के लिए, 3s, 3p और 3d सभी कक्षकों की ऊर्जा समान होती है क्योंकि वे सभी समान मुख्य क्वांटम संख्या (n=3) साझा करते हैं।

इसलिए, सही कथन है: हाइड्रोजन परमाणु में 3s, 3p और 3d कक्षक सभी की ऊर्जा समान होती है।

संकल्पना:

हाइड्रोजन परॉक्साइड (H₂O₂) की संरचना

• हाइड्रोजन परॉक्साइड की एक असमतलीय, अरेखीय संरचना होती है।
• अणु की एक "मुड़ी हुई" (तिरछा) संरचना की विशेषता है, जो एक खुली किताब के समान है।
• O-O बंधन एकल है, और H-O-O-H द्विफलकीय कोण लगभग 111.5 डिग्री है।

व्याख्या:

हाइड्रोजन परॉक्साइड (H2O2) एक असमतलीय अणु है जिसमें मुड़ी हुई सममित संरचना होती है। इसमें एक खुली किताब संरचना के साथ अरेखीय संरचना होती है।

• ऑक्सीजन परमाणुओं पर इलेक्ट्रॉन युग्मों के बीच प्रतिकर्षण के कारण H₂O₂ एक असमतलीय आकार अपनाता है।
• अणु रेखीय नहीं है क्योंकि हाइड्रोजन परमाणु ऑक्सीजन-ऑक्सीजन बंधन के सापेक्ष एक कोण पर स्थित होते हैं।

इसलिए, H₂O₂ की संरचना असमतलीय, अरेखीय है।

संकल्पना:

ऑर्थो और पैरा हाइड्रोजन

• ऑर्थो और पैरा हाइड्रोजन द्विपरमाणुक हाइड्रोजन (H₂) के दो चक्रण समावयवी हैं।
• ऑर्थो हाइड्रोजन में, दो प्रोटॉनों के नाभिकीय चक्रण समानांतर होते हैं।
• पैरा हाइड्रोजन में, दो प्रोटॉनों के नाभिकीय चक्रण प्रति-समानांतर होते हैं।

व्याख्या:

• रासायनिक गुण:
  • ऑर्थो और पैरा हाइड्रोजन के रासायनिक गुण समान होते हैं क्योंकि वे समान परमाणुओं से बने होते हैं और उनका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास समान होता है।
• भौतिक गुण:
  • नाभिकीय चक्रण में अंतर के कारण ऑर्थो और पैरा हाइड्रोजन के भौतिक गुण भिन्न होते हैं।
  • वे क्वथनांक, विशिष्ट ऊष्मा, तापीय चालकता और चुंबकीय गुणों जैसे गुणों में भिन्न होते हैं।

ऑर्थो और पैरा हाइड्रोजन अपने रासायनिक गुणों में एक-दूसरे के समान हैं, लेकिन उनके समग्र चक्रण में अंतर के कारण उनके भौतिक गुण जैसे क्वथनांक, तापीय चालकता अलग-अलग हैं।

इसलिए, हाइड्रोजन के ऑर्थो और पैरा रूपों में समान रासायनिक गुण होते हैं, लेकिन भौतिक गुण भिन्न होते हैं।

सही उत्तर Na₂CO₃ है।

Key Points

• सोडियम यौगिक का उपयोग कठोर जल को नरम करने के लिए किया जाता है। पानी की स्थायी कठोरता को दूर करने के लिए वाशिंग सोडा या सोडियम कार्बोनेट का उपयोग किया जाता है।
• वॉशिंग सोडा का एक रासायनिक सूत्र Na2CO3.10H2O है।
• यह पानी में कैल्शियम और मैग्नीशियम अणुओं को बांधता है।
• सोडियम कार्बोनेट (वॉशिंग सोडा) डालकर या आयन-एक्सचेंज कॉलम के माध्यम से पानी को बायपास करके पानी को नरम किया जा सकता है।
• बड़े पैमाने पर नगरपालिका के संचालन के लिए, एक प्रक्रिया जिसे चूना-सोडा प्रक्रिया के रूप में जाना जाता है, का उपयोग Ca2 + और Mg2 + को पानी की आपूर्ति से हटाने के लिए किया जाता है।
•  

Additional Information

सही उत्तर एक अपचायक है।

Key Points

• हाइड्रोजन पेरोक्साइड H2O2 यहां एक अपचायक के रूप में काम कर रहा है।
• अपचायक एक यौगिक है जो रासायनिक अभिक्रिया में स्वयं का ऑक्सीकरण करता है और दूसरे यौगिक का अपचयन करता है।
• एक अपचायक रासायनिक अभिक्रिया में इलेक्ट्रॉनों खो देगा, इस प्रकार ऑक्सीकृत हो जाएगा।
• यहाँ, क्लोरीन (Cl) पर आवेश पहले 0 है, लेकिन अभिक्रिया के बाद प्रत्येक Cl परमाणु पर आवेश -1 है, यह दर्शाता है कि इसका अपचयन हो गया है। इस प्रकार, हाइड्रोजन पेरोक्साइड ने एक अपचायक के रूप में काम किया है।
• इसके अलावा, हाइड्रोजन के संदर्भ में, हाइड्रोजन को जोड़ने को अपचयन कहा जाता है, जबकि इसे खोने को ऑक्सीकरण कहा जाता है। चूंकि, हाइड्रोजन को क्लोरीन में जोड़ा जा रहा है, इसलिए क्लोरीन का अपचयन हो रहा है, और इसलिए हम कह सकते हैं कि हाइड्रोजन पेरोक्साइड ने एक अपचायक के रूप में काम किया है।

सही उत्तर रंगहीन है।

व्याख्या:

• हाइड्रोजन ब्रह्मांड में सबसे प्रचुर मात्रा में गैस है।
• रासायनिक तत्व हाइड्रोजन का प्रतीक H और परमाणु क्रमांक 1 है।
• यह आवर्त सारणी का सबसे पहला तत्व है।
• हाइड्रोजन नाभिक में एक प्रोटॉन होता है लेकिन न्यूट्रॉन नहीं होता है।
• यह पानी में अघुलनशील और हवा से हल्का होता है।
• प्रकृति में, हाइड्रोजन गैस रंगहीन, गंधहीन, गैर-विषाक्त और स्वादहीन होती है।
• यह एक ज्वलनशील गैस है, लेकिन यह दहन में उपयोग नहीं होती है।

अतः, हाइड्रोजन गैस का रंग रंगहीन होता है।

सही उत्तर अर्थात विकल्प 3, CO + H₂ है।

• CO (कार्बन मोनोऑक्साइड) और H2 (हाइड्रोजन गैस) के मिश्रण को 'वॉटर गैस' के रूप में जाना जाता है।
• चूंकि इस मिश्रण का उपयोग मेथनॉल और कई हाइड्रोकार्बन के संश्लेषण में किया जाता है, इसलिए इसे 'सिनगैस' के रूप में भी जाना जाता है।
• एक उत्प्रेरक (निकल की तरह) की उपस्थिति में उच्च तापमान पर हाइड्रोकार्बन या कोक पर भाप की प्रतिक्रिया से सिनगैस उत्पन्न होता है।

• यह हाइड्रोजन गैस को तैयार करने की एक विधि है।
• जब कोयले से सिनगैस का उत्पादन किया जाता है, तो इस प्रक्रिया को 'कोयला गैसीकरण' कहा जाता है।

C (s) + H₂O (g)  CO (g) + H₂ (g)

• लोहे के क्रोमेट उत्प्रेरक की उपस्थिति में भाप के साथ सिनगैस मिश्रण के कार्बन मोनोऑक्साइड की अभिक्रिया करके हाइड्रोजन गैस का उत्पादन बढ़ाया जा सकता है।
• इस अभिक्रिया को 'वॉटर-गैस शिफ्ट अभिक्रिया' कहा जाता है।

CO + H2O (g)  CO₂ (g) + H2 (g)

• उत्पादित कार्बन डाइऑक्साइड को सोडियम आर्सेनाइट विलयन से रगड़ कर साफ़ करके निकाला जाता है।

सही उत्तर विकल्प 3 है, अर्थात् ट्रिटियम।

• ट्रिटियम हाइड्रोजन का रेडियोधर्मी समस्थानिक है।
• हाइड्रोजन, एक रंगहीन, गंधहीन,स्वादहीन, ज्वलनशील गैसीय पदार्थ।
• एक एकल हाइड्रोजन परमाणु में एक प्रोटॉन और एक इलेक्ट्रॉन होता है।
• समान परमाणु संख्या लेकिन विभिन्न द्रव्यमान संख्या वाले रासायनिक तत्व के परमाणुओं की दो या अधिक प्रजातियों में से एक, को समस्थानिक के रूप में जाना जाता है।
• हाइड्रोजन के तीन समस्थानिक प्रकृति में पाए जाते हैं:
  • प्रोटियम में कोई न्यूट्रॉन नहीं है।
  • ड्यूटेरियम में 1 न्यूट्रॉन होता है।
  • ट्रिटियम में 2 न्यूट्रॉन होते हैं।
• ड्यूटेरियम का उपयोग भारी पानी (D2O) बनाने के लिए किया जाता है।
• नाभिकीय रिएक्टरों में न्यूट्रॉन मंदक के रूप में उपयोग होने वाला भारी पानी।

• भारी जल रेडियोधर्मी नहीं है।
• इसलिए, विकल्प 2 गलत है।
• भारी जल : -​
  • ड्यूटेरियम ऑक्साइड, D2O
  • यह हाइड्रोजन, ड्यूटेरियम के समस्थानिक का ऑक्साइड है।
  • यह एक रंगहीन और गंधहीन तरल है।
  • भारी जल के एक अणु में साधारण "हल्के" पानी के दो सामान्य हाइड्रोजन परमाणुओं के स्थान पर दो ड्यूटेरियम परमाणु होते हैं।
  • ड्यूटेरियम की उपस्थिति पानी को अलग-अलग परमाणु गुण देती है, और सामान्य पानी की तुलना में द्रव्यमान की वृद्धि से यह थोड़ा अलग भौतिक और रासायनिक गुण प्रदान करता है।
  • भारी जल रेडियोधर्मी नहीं है।
  • भारी जल पीने के लिए सुरक्षित नहीं है।
  • अमेरिकी वैज्ञानिक और नोबेल पुरस्कार विजेता हेरोल्ड उरे ने 1931 में आइसोटोप ड्यूटेरियम की खोज की थी।
  • अर्जेंटीना भारी जल का मुख्य उत्पादक है।
  • कुछ प्रकार के परमाणु रिएक्टरों में भारी जल का उपयोग किया जाता है, जहां यह न्यूट्रॉन को धीमा करने के लिए न्यूट्रॉन मंदक के रूप में कार्य करता है, ताकि वे यूरेनियम -238 की तुलना में फिशाइल यूरेनियम -235 के साथ प्रतिक्रिया करने की अधिक संभावना रखते हैं।

गैर-स्टोइकोमेट्रिक हाइड्राइड्स या मेटालिक हाइड्राइड्स हाइड्रोजन की  कमी हैं।

• इसका अर्थ यह है कि वे अचर संरचना के नियम का अनुसरण नहीं करते हैं।
• निकेल, पैलेडियम, सेरियम, एक्टिनियम हाइड्राइड्स जाली में अंतरालीय स्थिति पर कब्जा कर लेते हैं।
• यह बड़ी मात्रा में हाइड्रोजन अवशोषण की अनुमति देता है।
• पैलेडियम और प्लेटिनम जैसी धातुएं बड़ी मात्रा में हाइड्रोजन का भंडारण कर सकती हैं और इसलिए उसी के लिए उपयोग किया जाता है।

सही उत्तर ज़िंक है।

Key Points

• हाइड्रोजन गैस को प्रयोगशाला में आसानी से तैयार किया जा सकता है।
• हाइड्रोजन गैस की इस तैयारी में आमतौर पर सल्फ्यूरिक एसिड या ज़िंक दानेदार पर हाइड्रोक्लोरिक एसिड को पतला करने की क्रिया शामिल होती है।
• रासायनिक प्रयोगशालाओं में हाइड्रोजन गैस की तैयारी के लिए दानेदार ज़िंक आदर्श है क्योंकि इसमें आमतौर पर तांबे की एक छोटी मात्रा होती है, जो संबंधित रासायनिक अभिक्रिया के उत्प्रेरक के रूप में कार्य करने की क्षमता रखती है और इसलिए, वास्तव में बिना रासायनिक अभिक्रिया की दर में वृद्धि इसमें भाग ले रहे हैं।
• हाइड्रोजन गैस के निर्माण में होने वाली रासायनिक अभिक्रिया होती है
  • Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 
• हाइड्रोजन गैस के उपयोग:
  • इसका उपयोग कई गुब्बारे और एयरशिप भरने के लिए किया जाता है।
  • इसका उपयोग पशु तेलों और कुछ वनस्पति तेलों के सख्त होने के लिए भी किया जाता है।
  • इसे ऑक्सी-हाइड्रोजन ब्लो पाइप में ईंधन के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

Additional Information

• तांबे के उपयोग:
  • बिजली की तारें
  • छत
  • नलसाजी
  • औद्योगिक उपकरण
• हीलियम के उपयोग:
  • एयरबैग
  • रॉकेट ईंधन टैंक की सफाई
  • चाप वेल्डिंग
  • चिकित्सा और वैज्ञानिक अनुसंधान
• पारे के उपयोग:
  • इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रॉनिक उपकरण
  • औद्योगिक रसायन

सही उत्तर हाइड्रोजन कार्बोनेट है। 

Key Points

• अस्थायी कठोरता कैल्शियम हाइड्रोजनकार्बोनेट Ca(HCO₃)₂(aq) और मैग्नीशियम हाइड्रोजनकार्बोनेट Mg(HCO₃)₂(aq) की उपस्थिति के कारण होती है। 
• कैल्शियम और मैग्नीशियम दोनों के हाइड्रोजनकार्बोनेट का अपघटन तापन पर होता है। 
• मूल अघुलनशील कार्बोनेट पानी के उबलने पर पुनः निर्मित होती है। 
• अवक्षेपण अभिक्रिया निम्नलिखित हैं -
  • Ca(HCO₃)_2(aq)→CO₂(g) + H₂O(l) + CaCO₃
  • Mg(HCO₃)₂(aq)→CO₂(g) + H₂O(l) + MgCO₃
• पानी के उबलने के परिणामस्वरूप पानी से मैग्नीशियम और कैल्शियम आयन का निष्कासन होता है और इस प्रकार इसकी कठोरता भी निकलती है। 
• यही कारण है कि इसे अस्थायी कठोरता कहा जाता है। 

सही उत्तर विकल्प 3 है, अर्थात हाइड्रोजन आयन।

• अम्ल और क्षार अपनी चालकता का प्रदर्शन केवल तभी करते हैं जब वे द्रवीय विलयन में होते हैं जिसमें वे जल में पूरी तरह से आयनित हो सकते हैं।
• अरहेनियस की अवधारणा के अनुसार अम्ल वे होते हैं जो पानी में घुलने पर हाइड्रोजन आयन (H +) उत्पन्न करते हैं।
• जल में घुलने पर क्षार हाइड्रॉक्साइड आयन (OH-) उत्पन्न करते हैं।
• ये आयन जब जल में होते हैं आवेश वाहक के रूप में कार्य करते हैं और इसलिए विद्युत का चालन कर सकते हैं।
• पीएच स्तर किसी विलयन में हाइड्रोजन आयनों की संख्या का एक माप है।
• पीएच पैमाने पर विलयन या यौगिक जितना कम होगा, हाइड्रोजन आयनों का सान्द्रण उतनी ही अधिक होगा।