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

Last updated on Jun 30, 2025

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Latest Electron Transfer Reactions MCQ Objective Questions

Electron Transfer Reactions Question 1:

नीचे दी गई अभिक्रिया

Fe(CN)64- + Mo(CN)83- → Fe(CN)63- + Mo(CN)84-

जिसके द्वारा होती है, वह है

  1. CN- सेतु की मध्यस्थता से आंतरिक-क्षेत्र क्रियाविधि
  2. CN- सेतु की मध्यस्थता से बाह्य-क्षेत्र क्रियाविधि
  3. बिना किसी रासायनिक परिवर्तन के साथ आंतरिक-क्षेत्र क्रियाविधि
  4. बिना किसी रासायनिक परिवर्तन के साथ बाह्य-क्षेत्र क्रियाविधि

Answer (Detailed Solution Below)

Option 4 : बिना किसी रासायनिक परिवर्तन के साथ बाह्य-क्षेत्र क्रियाविधि

Electron Transfer Reactions Question 1 Detailed Solution

संकल्पना:

उपसहसंयोजन रसायन विज्ञान में, संकुलों के बीच अभिक्रियाएं आंतरिक-गोला या बाह्य-गोला तंत्र के माध्यम से हो सकती हैं। ये शब्द बताते हैं कि अभिक्रियाशील संकुलों के बीच इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण कैसे होता है, और ब्रिजिंग लिगैंड (यदि कोई है) की प्रकृति तंत्र को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

आंतरिक-गोला और बाह्य-गोला तंत्र पर मुख्य बिंदु:

  • आंतरिक-गोला तंत्र: इस तंत्र में, एक ब्रिजिंग लिगैंड दो धातु केंद्रों के बीच इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण को मध्यस्थता करता है। ब्रिजिंग लिगैंड के माध्यम से दो धातु केंद्रों के बीच एक सीधा बंध बनता है। यह तंत्र अक्सर तब होता है जब संकुलों में से एक में एक लैबाइल लिगैंड होता है जो एक पुल के रूप में कार्य कर सकता है (जैसे, हैलाइड, साइनाइड)।
  • बाह्य-गोला तंत्र: इस तंत्र में, इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण दो धातु केंद्रों के बीच सीधे संपर्क या बंध निर्माण के बिना होता है। इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण आसपास के विलायक या माध्यम के माध्यम से होता है। बाह्य-गोला तंत्र से गुजरने वाले संकुल आमतौर पर अपने समन्वय क्षेत्रों को बरकरार रखते हैं, बिना किसी लिगैंड विनिमय के।
  • निष्क्रिय और लैबाइल संकुल:
    • निष्क्रिय संकुल: संकुल जो धीमी लिगैंड विनिमय या अभिक्रिया से गुजरते हैं। आमतौर पर, कम-चक्रण विन्यास या उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाओं (जैसे, Cr3+, Co3+) वाले संक्रमण धातु संकुल निष्क्रिय होते हैं।
    • लैबाइल संकुल: संकुल जो आसानी से लिगैंड विनिमय या अभिक्रिया से गुजरते हैं। उच्च-चक्रण विन्यास और कम ऑक्सीकरण अवस्था वाले संकुल (जैसे, Cu2+, Fe2+) आमतौर पर लैबाइल होते हैं।

व्याख्या:

  • अभिक्रिया में Fe(CN)64- और Mo(CN)83- शामिल हैं, जो इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण से गुजरते हैं। हालांकि, चूँकि अभिक्रिया में दो संकुलों के बीच एक ब्रिजिंग लिगैंड का सीधा उपसहसंयोजन शामिल नहीं है, यह बाह्य-गोला तंत्र का पालन करता है।

  • बाह्य-गोला तंत्र में, दोनों संकुलों के उपसहसंयोजन क्षेत्र बरकरार रहते हैं, जिससे संकुलों की संरचना में कोई शुद्ध रासायनिक परिवर्तन नहीं होता है। इसलिए, यह अभिक्रिया लिगैंड के आदान-प्रदान के बिना आगे बढ़ती है, जो बाह्य-गोला तंत्र का समर्थन करती है जिसमें कोई शुद्ध रासायनिक परिवर्तन नहीं होता है।

निष्कर्ष:

इस अभिक्रिया के लिए सही तंत्र बाह्य-गोला तंत्र है जिसमें कोई शुद्ध रासायनिक परिवर्तन नहीं होता है।

Electron Transfer Reactions Question 2:

[Co(NH3)5Cl]2+ का जलीय Cr2+ से एक इलेक्ट्रान अपचयन एक यौगिक Y देता है। यौगिक Y का द्रुतगति से जल-अपघटन होता है। Y _______ है।

  1. [Co(NH3)5]2+
  2. [Co(NH3)5(OH)]+
  3. [Co(NH3)4(OH)2]
  4. [Cr(H2O)5Cl]2+

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : [Co(NH3)5]2+

Electron Transfer Reactions Question 2 Detailed Solution

अवधारणा:

रेडॉक्स अभिक्रियाएँ और संकुल आयनों का जल-अपघटन

  • उच्च-चक्रण अवस्था में अपने d4 विन्यास के कारण +2 ऑक्सीकरण अवस्था (Cr2+) में क्रोमियम एक प्रबल अपचायक है।
  • Cr2+ द्वारा [Co(NH3)5Cl]2+ का अपचयन Co(III) के Co(II) में एक-इलेक्ट्रॉन अपचयन की ओर ले जाता है।
  • परिणामी Co(II) संकुल, कम स्थायी होने के कारण, उच्च-चक्रण अवस्था में लचीले Co(II) की उपस्थिति के कारण तेजी से जल-अपघटन से गुजरता है।

व्याख्या:

  • अभिक्रिया में शामिल है:
    • Cr2+ द्वारा [Co(NH3)5Cl]2+ का [Co(NH3)5]2+ में अपचयन।

जलीय विलयन में Co(II) की अस्थिरता के कारण जल-अपघटन होता है, जो संलग्नी को जल अणुओं से प्रतिस्थापित करने और बाद में हाइड्रॉक्साइड आयनों के निर्माण को बढ़ावा देता है।

इसलिए, यौगिक Y, [Co(NH3)5]2+ है।

Electron Transfer Reactions Question 3:

निम्नलिखित रेडॉक्स अभिक्रिया जिसके लिए साम्य स्थिरांक K = 2.0 × 108 है, में

[Ru(NH}3)6]2+ + [Fe(H2O)6]3+ [Ru(NH3)6]3+ + [Fe(H2O)6]2+

आक्सीकारक तथा अपचायक की स्वयं विनिमय दरें क्रमश: 5.0 M-1s-1 तथा 4.0 × 103 M-1s-1 हैं।

अभिक्रिया के लिए दर नियतांक (M-1s-1) है लगभग

  1. 3.16 × 106
  2. 2.0 × 106
  3. 6.32 × 106
  4. 3.16 × 104

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : 2.0 × 106

Electron Transfer Reactions Question 3 Detailed Solution

सही उत्तर 2.0 × 10 6 है।

अवधारणा:-

  • मार्कस सिद्धांत: इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रियाओं को समझने के लिए एक रूपरेखा प्रदान करता है। यह अभिकारकों और उत्पादों की पुनर्गठन ऊर्जा और ऊष्मागतिकी चालक बल को ध्यान में रखता है।
  • स्व-विनिमय दर स्थिरांक: ये उन अभिक्रियाओं के लिए दर स्थिरांक हैं जहां किसी पदार्थ का ऑक्सीकृत और अपचयित रूप समग्र शुद्ध रासायनिक परिवर्तन के बिना इलेक्ट्रॉनों का आदान-प्रदान करता है। ऑक्सीकारक के लिए (kox) और अपचायक के लिए (kred)।
  • साम्यावस्था स्थिरांक ((K)): यह दर्शाता है कि साम्यावस्था पर अभिक्रिया किस हद तक उत्पादों के निर्माण का पक्ष लेती है। उच्च (K) मान उत्पादों की ओर एक प्रबल परिचालन को इंगित करता है।
  • मार्कस सिद्धांत का उपयोग करके दर स्थिरांक की गणना: तिर्यक अभिक्रिया ((k)) के दर स्थिरांक की गणना के लिए संबंध प्रदान करने वाला समीकरण इस प्रकार दिया गया है:

व्याख्या:-

रसायन विज्ञान में अधिकांश समस्याओं के लिए आवेश स्थानांतरण के भौतिकी में गहराई से जाने की आवश्यकता नहीं है। तापमान, अवोगाद्रो की संख्या और इलेक्ट्रॉनिक आवेश को एक विशिष्ट रसायन विज्ञान संदर्भ में सरलीकरण के लिए स्थिरांक में समाहित माना जाता है।

दिया गया है:


(ऑक्सीकारक की स्व-विनिमय दर)
(अपचायक की स्व-विनिमय दर)
मानों को प्लग करना:

निष्कर्ष:-

इसलिए, अभिक्रिया के लिए अनुमानित वेग स्थिरांक (M-1s-1 ) 2.0 × 106 है

Electron Transfer Reactions Question 4:

[Fe(H2O)6]2+ + [Fe*(H2O)6]3+ [Fe(H2O)6]3+ + [Fe*(H2O)6]2+

[Fe(bpy)3]2+ + [Fe*(bpy)3]3+ [Fe(bpy)3]3+ + [Fe*(bpy)3]2+

[Co(NH3)6]2+ + [Co*(NH3)6]3+ [Co(NH3)6]3+ + [Co*(NH3)6]2+

* रेडियोधर्मी समस्थानिक को इंगित करता है

किसी दिए गए तापमान पर दी गई स्व-विनिमय इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रियाओं में दर स्थिरांक इस प्रकार हैं:

  1. k11 > k22 > k33
  2. k22 > k11 > k33
  3. k33 > k22 > k11
  4. k22 > k33 > k11

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : k22 > k11 > k33

Electron Transfer Reactions Question 4 Detailed Solution

सिद्धांत:-

स्व-विनिमय अभिक्रियाएँ: ये इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रियाएँ हैं जिनमें धातु आयनों की ऑक्सीकरण अवस्था बदल जाती है लेकिन शुद्ध रासायनिक परिवर्तन के बिना, क्योंकि समान रासायनिक स्पीशीज अभिकारक और उत्पाद दोनों हैं।

गतिज दरें: अभिक्रिया की दर बताती है कि समय के साथ अभिकारकों की सांद्रता कैसे घटती है और उत्पादों की सांद्रता कैसे बढ़ती है। इसे प्रभावित करने वाले कारकों में अभिकारकों की प्रकृति, सांद्रता, तापमान, उत्प्रेरक की उपस्थिति और सतह क्षेत्र शामिल हैं।

लिगैंड प्रभाव: संक्रमण धातु आयन के आसपास के लिगैंड की प्रकृति रेडॉक्स अभिक्रियाओं की दर को बहुत प्रभावित कर सकती है। लिगैंड जो खाली कक्षकों में इलेक्ट्रॉन घनत्व को स्वीकार कर सकते हैं (π-स्वीकर्ता, इस मामले में bpy की तरह) उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाओं को स्थिर करते हैं और इस प्रकार रेडॉक्स अभिक्रियाओं की दर को बढ़ा सकते हैं।

व्याख्या:-

  • बंधित लिगैंड की प्रकृति का महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता हैदर पर।
  • bpyलिगैंड एकπ-स्वीकर्तालिगैंड है जिसकाπ-तंत्रइलेक्ट्रॉनों के आसान मार्ग को प्रदान करता है, यह (bpy)लिगैंड एकπ-स्वीकर्ताहै।अभिक्रिया परπ-स्वीकर्ता लिगैंड अत्यधिक संयुग्मित होता है। यहआसान इलेक्ट्रॉन सुरंग को सुगम बनाता है।

[Fe(H2O6)2+ + [Fe*(H2O)6]3+ [Fe(H2O6)3+ + [Fe*(H2O)6]2+
k11 के मामले में, Fe(H2O)6 +2 ऑक्सीकरण अवस्था में अपेक्षाकृत स्थिर है, इसलिए इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण होता है, लेकिन अन्य मामलों की तरह आसानी से नहीं, इस प्रकार अभिक्रिया की तुलनात्मक रूप से कम दर प्रदान करता है।

[Fe(bpy)3]2+ + [Fe*(bpy)3]3+ [Fe(bpy)3]3+ + [Fe*(bpy)3]2+
k22 के मामले में, [Fe(bpy)3]2+ से [Fe(bpy)3]3+, अभिक्रिया की दर लिगैंड bpy के कारण अधिक होती है, जो एक मजबूत π-स्वीकर्ता है। यह लिगैंड उच्च ऑक्सीकरण अवस्था को स्थिर करता है, जिससे इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण आसान हो जाता है।

[Co(NH3)6]2+ + [Co*(NH3)6]3+ [Co(NH3)6]3+ + [Co*(NH3)6]2+
k33 के मामले में, [Co(NH3)6]2+ और [Co(NH3)6]3+ के बीच अभिक्रिया, जहाँ लिगैंड केवल एक σ-दाता है, इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अधिक कठिन है और इसलिए d-कक्षक के कम स्थिरीकरण के कारण यह अभिक्रिया तीनों में सबसे धीमी दर वाली अभिक्रिया है।

दी गई स्व-विनिमय इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रिया में दर स्थिरांक K22 > K11 > K33 के क्रम में हैं क्योंकि II अभिक्रिया में π-स्वीकर्ता उपस्थित हैं, जिसके कारण यह अन्य की तुलना में बहुत तेज होगी।

निष्कर्ष:-

इसलिए, किसी दिए गए तापमान पर दी गई स्व-विनिमय इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रियाओं में दर स्थिरांक K22 > K11 > K33 के क्रम में हैं।

Electron Transfer Reactions Question 5:

निम्नलिखित इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रियाओं में से, वह एक, जिसमें सेतु संलग्नी अपचायक से आता है, है

  1. [IrCI6]2- + [Cr(OH2)6]2+ → उत्पाद
  2. [Co(NH3)5CI]2+ + [Cr(OH2)6]2+उत्पाद
  3. [Fe(CN)6]4- + [IrCI6]2- → उत्पाद
  4. [CrO4]2- + [Fe(CN)6]4- → उत्पाद

Answer (Detailed Solution Below)

Option 4 : [CrO4]2- + [Fe(CN)6]4- → उत्पाद

Electron Transfer Reactions Question 5 Detailed Solution

संकल्पना:

आंतरिक क्षेत्र इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण:

  • आंतरिक क्षेत्र इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण प्रक्रिया में, इलेक्ट्रॉन एक धातु आयन से दूसरे धातु आयन में सहसंयोजक रूप से बंधे ब्रिजिंग लिगैंड के माध्यम से स्थानांतरित होते हैं।
  • आंतरिक क्षेत्र इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण में, एक लिगैंड को दो धातु केंद्रों के बीच स्थानांतरित किया जाता है और मध्यवर्ती उत्पादों को देने के लिए धीमे जल-अपघटन से गुजरता है, अक्सर ब्रिजिंग लिगैंड के स्थानांतरण के साथ।
  • आंतरिक क्षेत्र इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण एक कम-चक्रण स्थिर संकुल और एक उच्च-चक्रण अस्थिर संकुल के बीच होते हैं।
  • आंतरिक क्षेत्र इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण प्रक्रिया का एक उदाहरण नीचे दिया गया है:

[Co(NH3)5CI]2++[Cr(OH2)6]2+ [Co(H2O)6]2+ + [Cr(H2O)5Cl]3+

बाहरी क्षेत्र इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण:

  • स्व-विनिमय इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रियाओं को इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रियाओं के लिए कहा जाता है जिसमें अभिकारक स्पीशीज समान होती हैं लेकिन ऑक्सीकरण अवस्था में भिन्न होती हैं।
  • स्व-विनिमय इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण बाह्य क्षेत्र तंत्र का पालन करता है।
  • बाह्य क्षेत्र तंत्र बाह्य कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों के क्वांटम टनलिंग के माध्यम से होता है जब कोई ब्रिजिंग उपस्थित नहीं होता है।

​स्पष्टीकरण:

  • दी गई इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रिया में:

[CrO4]2- + [Fe(CN)6]4- → उत्पाद

  • हमारे पास दो स्पीशीज शामिल हैं: [CrO4]2- (क्रोमेट आयन) और [Fe(CN)6]4- (हेक्सासायनोफेरेट(II) आयन)। इस अभिक्रिया में इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण शामिल है, और यह एक रेडॉक्स अभिक्रिया प्रतीत होती है जहां एक स्पीशीज इलेक्ट्रॉन खोती है (ऑक्सीकरण) और दूसरी इलेक्ट्रॉन प्राप्त करती है (अपचयन)।
  • यह निर्धारित करने के लिए कि कौन सी स्पीशीज अपचायक (इलेक्ट्रॉन दान करने वाला) है और कौन सी ऑक्सीकारक (इलेक्ट्रॉन ग्रहण करने वाला) है, हम शामिल तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्थाओं का विश्लेषण कर सकते हैं।
  • क्रोमेट आयन ([CrO4]2-) में, क्रोमियम (Cr) की ऑक्सीकरण अवस्था +6 है, और हेक्सासायनोफेरेट(II) आयन ([Fe(CN)6]4-) में, आयरन (Fe) की ऑक्सीकरण अवस्था +2 है।
  • जब कोई स्पीशीज ऑक्सीकरण से गुजरती है, तो उसकी ऑक्सीकरण अवस्था बढ़ जाती है, जबकि अपचयन में, ऑक्सीकरण अवस्था घट जाती है। इस स्थिति में, हम देख सकते हैं कि क्रोमियम की ऑक्सीकरण अवस्था +6 से उच्च मान तक बढ़ जाती है, यह दर्शाता है कि यह ऑक्सीकृत हो रहा है। इसके विपरीत, आयरन की ऑक्सीकरण अवस्था +2 से कम मान तक घट जाती है, यह दर्शाता है कि यह अपचयित हो रहा है।
  • इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रियाओं के संदर्भ में, अपचायक वह स्पीशीज है जो इलेक्ट्रॉन दान करती है, और ऑक्सीकारक वह स्पीशीज है जो इलेक्ट्रॉन ग्रहण करती है।
  • इस अभिक्रिया में, [Fe(CN)6]4- संकुल अपचायक है, जिसका अर्थ है कि यह इलेक्ट्रॉन दान करता है।
  • जबकि [CrO4]2- संकुल ऑक्सीकारक है - जिसका अर्थ है कि यह इलेक्ट्रॉन ग्रहण करता है। हालांकि, क्रोमियम संकुल पारंपरिक अर्थों में एक धातु संकुल आयन नहीं है। यह क्रोमियम का एक ऑक्सीऋणायन (क्रोमेट आयन) है।
  • इसलिए, दी गई अभिक्रिया में, ब्रिजिंग लिगैंड (क्रोमेट आयन, [CrO4]2-) अपचायक से आता है, जो क्रोमियम है।

निष्कर्ष:-

  • इसलिए, वह जिसमें ब्रिजिंग लिगैंड अपचायक से आता है, वह है

[CrO4]2- + [Fe(CN)6]4- → उत्पाद

Top Electron Transfer Reactions MCQ Objective Questions

नीचे दी गई अभिक्रिया

Fe(CN)64- + Mo(CN)83- → Fe(CN)63- + Mo(CN)84-

जिसके द्वारा होती है, वह है

  1. CN- सेतु की मध्यस्थता से आंतरिक-क्षेत्र क्रियाविधि
  2. CN- सेतु की मध्यस्थता से बाह्य-क्षेत्र क्रियाविधि
  3. बिना किसी रासायनिक परिवर्तन के साथ आंतरिक-क्षेत्र क्रियाविधि
  4. बिना किसी रासायनिक परिवर्तन के साथ बाह्य-क्षेत्र क्रियाविधि

Answer (Detailed Solution Below)

Option 4 : बिना किसी रासायनिक परिवर्तन के साथ बाह्य-क्षेत्र क्रियाविधि

Electron Transfer Reactions Question 6 Detailed Solution

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संकल्पना:

उपसहसंयोजन रसायन विज्ञान में, संकुलों के बीच अभिक्रियाएं आंतरिक-गोला या बाह्य-गोला तंत्र के माध्यम से हो सकती हैं। ये शब्द बताते हैं कि अभिक्रियाशील संकुलों के बीच इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण कैसे होता है, और ब्रिजिंग लिगैंड (यदि कोई है) की प्रकृति तंत्र को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

आंतरिक-गोला और बाह्य-गोला तंत्र पर मुख्य बिंदु:

  • आंतरिक-गोला तंत्र: इस तंत्र में, एक ब्रिजिंग लिगैंड दो धातु केंद्रों के बीच इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण को मध्यस्थता करता है। ब्रिजिंग लिगैंड के माध्यम से दो धातु केंद्रों के बीच एक सीधा बंध बनता है। यह तंत्र अक्सर तब होता है जब संकुलों में से एक में एक लैबाइल लिगैंड होता है जो एक पुल के रूप में कार्य कर सकता है (जैसे, हैलाइड, साइनाइड)।
  • बाह्य-गोला तंत्र: इस तंत्र में, इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण दो धातु केंद्रों के बीच सीधे संपर्क या बंध निर्माण के बिना होता है। इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण आसपास के विलायक या माध्यम के माध्यम से होता है। बाह्य-गोला तंत्र से गुजरने वाले संकुल आमतौर पर अपने समन्वय क्षेत्रों को बरकरार रखते हैं, बिना किसी लिगैंड विनिमय के।
  • निष्क्रिय और लैबाइल संकुल:
    • निष्क्रिय संकुल: संकुल जो धीमी लिगैंड विनिमय या अभिक्रिया से गुजरते हैं। आमतौर पर, कम-चक्रण विन्यास या उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाओं (जैसे, Cr3+, Co3+) वाले संक्रमण धातु संकुल निष्क्रिय होते हैं।
    • लैबाइल संकुल: संकुल जो आसानी से लिगैंड विनिमय या अभिक्रिया से गुजरते हैं। उच्च-चक्रण विन्यास और कम ऑक्सीकरण अवस्था वाले संकुल (जैसे, Cu2+, Fe2+) आमतौर पर लैबाइल होते हैं।

व्याख्या:

  • अभिक्रिया में Fe(CN)64- और Mo(CN)83- शामिल हैं, जो इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण से गुजरते हैं। हालांकि, चूँकि अभिक्रिया में दो संकुलों के बीच एक ब्रिजिंग लिगैंड का सीधा उपसहसंयोजन शामिल नहीं है, यह बाह्य-गोला तंत्र का पालन करता है।

  • बाह्य-गोला तंत्र में, दोनों संकुलों के उपसहसंयोजन क्षेत्र बरकरार रहते हैं, जिससे संकुलों की संरचना में कोई शुद्ध रासायनिक परिवर्तन नहीं होता है। इसलिए, यह अभिक्रिया लिगैंड के आदान-प्रदान के बिना आगे बढ़ती है, जो बाह्य-गोला तंत्र का समर्थन करती है जिसमें कोई शुद्ध रासायनिक परिवर्तन नहीं होता है।

निष्कर्ष:

इस अभिक्रिया के लिए सही तंत्र बाह्य-गोला तंत्र है जिसमें कोई शुद्ध रासायनिक परिवर्तन नहीं होता है।

[Ru(NH3)6]2+/[Ru(NH3)6]3+ तथा [Co(NH3)6]2+/[Co(NH3)6]3+ के वाहय क्षेत्र स्वविनिमय इलेकट्रॉन स्थानान्तरण अभिक्रियाओं के लिए द्वितीय कोटि दर नियतांकों का मान क्रमश: 9.2 x 102 M-1 sec-1 तथा ≤ 10-9 M-1 sec-1 है।

उपरोक्त आंकड़ों के लिए सही तर्क है।

  1. Co (II) / Co (III) निकाय के σ*-इलेक्ट्रॉनों की संख्या में परिवर्तन
  2. Co (II) / Co (III) निकाय के π* - इलेक्ट्रॉनों की संख्या में परिवर्तन
  3. Co(II)/Co(III) निकाय के दोनों σ* तथा π* - इलेक्ट्रानों की संख्या में परिवर्तन
  4. Ru (II) / Ru (III) निकाय के σ*-इलेक्ट्रॉनों की संख्या में परिवर्तन

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : Co (II) / Co (III) निकाय के σ*-इलेक्ट्रॉनों की संख्या में परिवर्तन

Electron Transfer Reactions Question 7 Detailed Solution

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संकल्पना:

स्व-विनिमय अभिक्रिया, जिसे आंतरिक इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रिया या स्वतः ऑक्सीकरण-अपचयन अभिक्रिया भी कहा जाता है, एक प्रकार की रासायनिक अभिक्रिया है जिसमें दो समान या समान रासायनिक स्पीशीज के बीच इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण होता है। दूसरे शब्दों में, स्व-विनिमय अभिक्रिया में एक अणु (या आयन) से दूसरे समान अणु (या आयन) में इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण शामिल होता है, जो एक ही पदार्थ का होता है। इस प्रकार की अभिक्रिया अक्सर रेडॉक्स (ऑक्सीकरण-अपचयन) अभिक्रियाओं में होती है।

व्याख्या:

  • [Ru(NH3)6]2+ और [Ru(NH3)6]3+ निम्न चक्रण संकुल दिखाते हैं क्योंकि NH3 एक प्रबल लिगैंड है। इसलिए Ru2+ और Ru3+ के बाह्यतम इलेक्ट्रॉन जिनमें 4d6 और 4d5 होते हैं, वे d कक्षक के t2g स्तर में होंगे। संक्रमण t2g --> t2g से होता है अर्थात π --> π* संक्रमण

  • [Co(NH3)6]2+ में, Co2+ में 3d7 इलेक्ट्रॉनिक विन्यास होता है और NH3 दुर्बल क्षेत्र लिगैंड के रूप में कार्य करता है क्योंकि धातु इलेक्ट्रॉनों के युग्मन के बाद भी 6NH3 लिगैंड को भरने के लिए बाहरी d कक्षक की आवश्यकता होती है। इसलिए, युग्मन नहीं होता है और उच्च चक्रण संकुल बनता है।
  • जबकि [Co(NH3)6]3+ में, NH3 प्रबल क्षेत्र लिगैंड के रूप में कार्य करता है क्योंकि धातु इलेक्ट्रॉनों के युग्मन के बाद 6NH3 लिगैंड को भरने के लिए किसी बाहरी d कक्षक की आवश्यकता नहीं होती है। इस प्रकार, इलेक्ट्रॉनों का युग्मन होता है और निम्न चक्रण संकुल बनता है। इसलिए, σ --> σ* संक्रमण होता है अर्थात [Co(NH3)6]2+ और [Co(NH3)6]3+ में eg --> eg संक्रमण।

निष्कर्ष:

इसलिए, Co(II)/Co(III) तंत्र में σ* में इलेक्ट्रॉनों की संख्या में परिवर्तन होता है।

[Fe(H2O)6]2+ + [Fe*(H2O)6]3+ [Fe(H2O)6]3+ + [Fe*(H2O)6]2+

[Fe(bpy)3]2+ + [Fe*(bpy)3]3+ [Fe(bpy)3]3+ + [Fe*(bpy)3]2+

[Co(NH3)6]2+ + [Co*(NH3)6]3+ [Co(NH3)6]3+ + [Co*(NH3)6]2+

* रेडियोधर्मी समस्थानिक को इंगित करता है

किसी दिए गए तापमान पर दी गई स्व-विनिमय इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रियाओं में दर स्थिरांक इस प्रकार हैं:

  1. k11 > k22 > k33
  2. k22 > k11 > k33
  3. k33 > k22 > k11
  4. k22 > k33 > k11

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : k22 > k11 > k33

Electron Transfer Reactions Question 8 Detailed Solution

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सिद्धांत:-

स्व-विनिमय अभिक्रियाएँ: ये इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रियाएँ हैं जिनमें धातु आयनों की ऑक्सीकरण अवस्था बदल जाती है लेकिन शुद्ध रासायनिक परिवर्तन के बिना, क्योंकि समान रासायनिक स्पीशीज अभिकारक और उत्पाद दोनों हैं।

गतिज दरें: अभिक्रिया की दर बताती है कि समय के साथ अभिकारकों की सांद्रता कैसे घटती है और उत्पादों की सांद्रता कैसे बढ़ती है। इसे प्रभावित करने वाले कारकों में अभिकारकों की प्रकृति, सांद्रता, तापमान, उत्प्रेरक की उपस्थिति और सतह क्षेत्र शामिल हैं।

लिगैंड प्रभाव: संक्रमण धातु आयन के आसपास के लिगैंड की प्रकृति रेडॉक्स अभिक्रियाओं की दर को बहुत प्रभावित कर सकती है। लिगैंड जो खाली कक्षकों में इलेक्ट्रॉन घनत्व को स्वीकार कर सकते हैं (π-स्वीकर्ता, इस मामले में bpy की तरह) उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाओं को स्थिर करते हैं और इस प्रकार रेडॉक्स अभिक्रियाओं की दर को बढ़ा सकते हैं।

व्याख्या:-

  • बंधित लिगैंड की प्रकृति का महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता हैदर पर।
  • bpyलिगैंड एकπ-स्वीकर्तालिगैंड है जिसकाπ-तंत्रइलेक्ट्रॉनों के आसान मार्ग को प्रदान करता है, यह (bpy)लिगैंड एकπ-स्वीकर्ताहै।अभिक्रिया परπ-स्वीकर्ता लिगैंड अत्यधिक संयुग्मित होता है। यहआसान इलेक्ट्रॉन सुरंग को सुगम बनाता है।

[Fe(H2O6)2+ + [Fe*(H2O)6]3+ [Fe(H2O6)3+ + [Fe*(H2O)6]2+
k11 के मामले में, Fe(H2O)6 +2 ऑक्सीकरण अवस्था में अपेक्षाकृत स्थिर है, इसलिए इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण होता है, लेकिन अन्य मामलों की तरह आसानी से नहीं, इस प्रकार अभिक्रिया की तुलनात्मक रूप से कम दर प्रदान करता है।

[Fe(bpy)3]2+ + [Fe*(bpy)3]3+ [Fe(bpy)3]3+ + [Fe*(bpy)3]2+
k22 के मामले में, [Fe(bpy)3]2+ से [Fe(bpy)3]3+, अभिक्रिया की दर लिगैंड bpy के कारण अधिक होती है, जो एक मजबूत π-स्वीकर्ता है। यह लिगैंड उच्च ऑक्सीकरण अवस्था को स्थिर करता है, जिससे इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण आसान हो जाता है।

[Co(NH3)6]2+ + [Co*(NH3)6]3+ [Co(NH3)6]3+ + [Co*(NH3)6]2+
k33 के मामले में, [Co(NH3)6]2+ और [Co(NH3)6]3+ के बीच अभिक्रिया, जहाँ लिगैंड केवल एक σ-दाता है, इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अधिक कठिन है और इसलिए d-कक्षक के कम स्थिरीकरण के कारण यह अभिक्रिया तीनों में सबसे धीमी दर वाली अभिक्रिया है।

दी गई स्व-विनिमय इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रिया में दर स्थिरांक K22 > K11 > K33 के क्रम में हैं क्योंकि II अभिक्रिया में π-स्वीकर्ता उपस्थित हैं, जिसके कारण यह अन्य की तुलना में बहुत तेज होगी।

निष्कर्ष:-

इसलिए, किसी दिए गए तापमान पर दी गई स्व-विनिमय इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रियाओं में दर स्थिरांक K22 > K11 > K33 के क्रम में हैं।

निम्नलिखित इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रियाओं में से, वह एक, जिसमें सेतु संलग्नी अपचायक से आता है, है

  1. [IrCI6]2- + [Cr(OH2)6]2+ → उत्पाद
  2. [Co(NH3)5CI]2+ + [Cr(OH2)6]2+उत्पाद
  3. [Fe(CN)6]4- + [IrCI6]2- → उत्पाद
  4. [CrO4]2- + [Fe(CN)6]4- → उत्पाद

Answer (Detailed Solution Below)

Option 4 : [CrO4]2- + [Fe(CN)6]4- → उत्पाद

Electron Transfer Reactions Question 9 Detailed Solution

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संकल्पना:

आंतरिक क्षेत्र इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण:

  • आंतरिक क्षेत्र इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण प्रक्रिया में, इलेक्ट्रॉन एक धातु आयन से दूसरे धातु आयन में सहसंयोजक रूप से बंधे ब्रिजिंग लिगैंड के माध्यम से स्थानांतरित होते हैं।
  • आंतरिक क्षेत्र इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण में, एक लिगैंड को दो धातु केंद्रों के बीच स्थानांतरित किया जाता है और मध्यवर्ती उत्पादों को देने के लिए धीमे जल-अपघटन से गुजरता है, अक्सर ब्रिजिंग लिगैंड के स्थानांतरण के साथ।
  • आंतरिक क्षेत्र इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण एक कम-चक्रण स्थिर संकुल और एक उच्च-चक्रण अस्थिर संकुल के बीच होते हैं।
  • आंतरिक क्षेत्र इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण प्रक्रिया का एक उदाहरण नीचे दिया गया है:

[Co(NH3)5CI]2++[Cr(OH2)6]2+ [Co(H2O)6]2+ + [Cr(H2O)5Cl]3+

बाहरी क्षेत्र इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण:

  • स्व-विनिमय इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रियाओं को इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रियाओं के लिए कहा जाता है जिसमें अभिकारक स्पीशीज समान होती हैं लेकिन ऑक्सीकरण अवस्था में भिन्न होती हैं।
  • स्व-विनिमय इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण बाह्य क्षेत्र तंत्र का पालन करता है।
  • बाह्य क्षेत्र तंत्र बाह्य कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों के क्वांटम टनलिंग के माध्यम से होता है जब कोई ब्रिजिंग उपस्थित नहीं होता है।

​स्पष्टीकरण:

  • दी गई इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रिया में:

[CrO4]2- + [Fe(CN)6]4- → उत्पाद

  • हमारे पास दो स्पीशीज शामिल हैं: [CrO4]2- (क्रोमेट आयन) और [Fe(CN)6]4- (हेक्सासायनोफेरेट(II) आयन)। इस अभिक्रिया में इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण शामिल है, और यह एक रेडॉक्स अभिक्रिया प्रतीत होती है जहां एक स्पीशीज इलेक्ट्रॉन खोती है (ऑक्सीकरण) और दूसरी इलेक्ट्रॉन प्राप्त करती है (अपचयन)।
  • यह निर्धारित करने के लिए कि कौन सी स्पीशीज अपचायक (इलेक्ट्रॉन दान करने वाला) है और कौन सी ऑक्सीकारक (इलेक्ट्रॉन ग्रहण करने वाला) है, हम शामिल तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्थाओं का विश्लेषण कर सकते हैं।
  • क्रोमेट आयन ([CrO4]2-) में, क्रोमियम (Cr) की ऑक्सीकरण अवस्था +6 है, और हेक्सासायनोफेरेट(II) आयन ([Fe(CN)6]4-) में, आयरन (Fe) की ऑक्सीकरण अवस्था +2 है।
  • जब कोई स्पीशीज ऑक्सीकरण से गुजरती है, तो उसकी ऑक्सीकरण अवस्था बढ़ जाती है, जबकि अपचयन में, ऑक्सीकरण अवस्था घट जाती है। इस स्थिति में, हम देख सकते हैं कि क्रोमियम की ऑक्सीकरण अवस्था +6 से उच्च मान तक बढ़ जाती है, यह दर्शाता है कि यह ऑक्सीकृत हो रहा है। इसके विपरीत, आयरन की ऑक्सीकरण अवस्था +2 से कम मान तक घट जाती है, यह दर्शाता है कि यह अपचयित हो रहा है।
  • इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रियाओं के संदर्भ में, अपचायक वह स्पीशीज है जो इलेक्ट्रॉन दान करती है, और ऑक्सीकारक वह स्पीशीज है जो इलेक्ट्रॉन ग्रहण करती है।
  • इस अभिक्रिया में, [Fe(CN)6]4- संकुल अपचायक है, जिसका अर्थ है कि यह इलेक्ट्रॉन दान करता है।
  • जबकि [CrO4]2- संकुल ऑक्सीकारक है - जिसका अर्थ है कि यह इलेक्ट्रॉन ग्रहण करता है। हालांकि, क्रोमियम संकुल पारंपरिक अर्थों में एक धातु संकुल आयन नहीं है। यह क्रोमियम का एक ऑक्सीऋणायन (क्रोमेट आयन) है।
  • इसलिए, दी गई अभिक्रिया में, ब्रिजिंग लिगैंड (क्रोमेट आयन, [CrO4]2-) अपचायक से आता है, जो क्रोमियम है।

निष्कर्ष:-

  • इसलिए, वह जिसमें ब्रिजिंग लिगैंड अपचायक से आता है, वह है

[CrO4]2- + [Fe(CN)6]4- → उत्पाद

निम्नलिखित अभिक्रियाओं के क्रम में P, Q तथा R हैं, क्रमश:

  1. KNO2, CO2, [Fe(H2O)5S]+, HgS
  2. KNO2, N2, [Fe(H2O)5(SCN)]2+, [Hg(SCN)4]2-
  3. KNO3, N2, [Fe(H2O)5(CN)]2+, [Hg(OCN)4]2-
  4. NaN3, N2, [Fe(H2O)5(N3)]2+, [Hg(N3)4]2-

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : KNO2, N2, [Fe(H2O)5(SCN)]2+, [Hg(SCN)4]2-

Electron Transfer Reactions Question 10 Detailed Solution

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संकल्पना:

  • पोटेशियम नाइट्राइट (पोटेशियम नाइट्रेट से भिन्न) एक अकार्बनिक यौगिक है जिसका रासायनिक सूत्र KNO2 है। यह पोटेशियम आयन K+ और नाइट्राइट आयन NO2− का एक आयनिक लवण है, जो पानी में घुलनशील सफेद या हल्के पीले रंग का, आर्द्रताग्राही क्रिस्टलीय पाउडर बनाता है।
  • थियोयूरिया को थियोकार्बामाइड के रूप में भी जाना जाता है। थियोयूरिया, जिसे थियोकार्बामाइड भी कहा जाता है, एक कार्बनिक अणु है जो यूरिया के समान है लेकिन इसमें ऑक्सीजन के बजाय सल्फर होता है; इसका रासायनिक सूत्र CS(NH2)2 है, जबकि यूरिया का CO(NH2)2 होता है।

व्याख्या:

  • तनु एसिटिक अम्ल में पोटेशियम नाइट्राइट (KNO2) थियोयूरिया के साथ अभिक्रिया करता है और N2 गैस के निर्माण के साथ थियोसायनेट आयन (SCN-) बनाता है। इसलिए यौगिक P थियोसायनेट आयन (SCN-) है।

  • थियोसायनेट आयन (SCN-) Fe(III) आयन के साथ अभिक्रिया करता है जो के निर्माण के कारण रक्त-लाल रंग देता हैइसलिए यौगिक Q है।

  • अभिक्रिया मिश्रण में HgCl2 के योग से लाल रंग की तीव्रता कम हो जाती है और एक स्थिर संकुल के निर्माण के कारण विलयन रंगहीन हो जाता है।
  • इसलिए यौगिक R है।.

.

निष्कर्ष:

  • इसलिए, अभिक्रियाओं के निम्नलिखित क्रम में सही P, Q और R क्रमशः KNO2, N2, [Fe(H2O)5(SCN)]2+, [Hg(SCN)4]2-. हैं।

[Cr(H2O)6]2+/3+ की स्वयं विनिमय इलेक्ट्राॅन स्थानांतरण अभिक्रिया के लिए निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए।

a. इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण में केवल σ* कक्षक सम्मिलित होते हैं।

b. इसमें आंतरिक क्षेत्र पुन: निर्माण ऊर्जा विशाल होती है।

c. इसमें M-L आबंध लंबाईओं में परिवर्तन नहीं होता है।

d. स्वयं विनिमय इलेक्ट्राॅन स्थानांतर की दर तीव्र होती है।

सही कथन ________ हैं।

  1. a, b तथा d
  2. a तथा b
  3. a तथा c
  4. b तथा d

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : a तथा b

Electron Transfer Reactions Question 11 Detailed Solution

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अवधारणा:

  • स्व-विनिमय इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रियाओं को उन इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रियाओं के लिए कहा जाता है जिसमें अभिकारक स्पीशीज समान होती हैं लेकिन ऑक्सीकरण अवस्था में भिन्न होती हैं।
  • स्व-विनिमय इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण बाह्य क्षेत्र क्रियाविधि का पालन करता है।
  • बाह्य क्षेत्र क्रियाविधि बाहरी कक्षकों में इलेक्ट्रॉन के क्वांटम सुरंगीकरण के माध्यम से होती है जब कोई ब्रिजिंग मौजूद नहीं होती है।

व्याख्या:

(a) सही।

चूँकि यहाँ बाह्य क्षेत्र क्रियाविधि का पालन किया जा रहा है, केवल बाहरी कक्षक ही भाग लेंगे।

कक्षक [Cr(H2O)6]+2/+3 में बाहरी कक्षक हैं। और केवल इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण में शामिल कक्षक हैं।

(b) सही।

बाह्य क्षेत्र क्रियाविधि में, कक्षीय आकार को कम करने के लिए कुछ मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है जो आगे आबंध कोण, आबंध लंबाई आदि को इलेक्ट्रॉन के आदान-प्रदान के लिए कम करती है। इसे पुनर्गठन ऊर्जा कहा जाता है।

(c)गलत

आंतरिक कक्षकों का पुनर्गठन होता है। इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण को मध्यम करने के लिए M-L आबंध लंबाई बदलती है।

(d)गलत

बाह्य क्षेत्र क्रियाविधि के लिए दर धीमी होती है। यह पुनर्गठन से गुजरता है जिसके लिए बड़ी ऊर्जा की आवश्यकता होती है। बड़ी ऊर्जा की मांग इसे धीमा बना देती है।

इसके अलावा, इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण की सुविधा के लिए कोई ब्रिजिंग संलग्नी नहीं है। विलायक/माध्यम के साथ अधिक संपर्क होता है जो दर को भी कम करता है।

निष्कर्ष:

इसलिए, [Cr(H2O)6]2+/3+ में स्व-विनिमय इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण के संबंध में सही कथन a और b हैं।

निम्नलिखित रेडॉक्स अभिक्रिया की दर सबसे धीमी होती है जब X है

[CoIII(NH3)5X]3+/2+ + [CrII(H2O)6]2+ → [CoII(NH3)5(H2O)]2+ + [CrIII(H2O)5X]3+/2+

  1. H2O
  2. NH3
  3. Cl-
  4. N3-

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : NH3

Electron Transfer Reactions Question 12 Detailed Solution

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व्याख्या:-

  • हेनरी टॉबे, एक नोबेल पुरस्कार विजेता वैज्ञानिक, ने 1983 में विलायक संख्या और लचीलेपन के निर्धारण की प्रक्रिया की खोज की।
  • उन्होंने असंतृप्त लिगैंड और मिश्रित-संयोजकता कॉम्प्लेक्स के संयोजन में रूथेनियम और ऑस्मियम अमाइन कॉम्प्लेक्स के आंतरिक-गोले इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण की प्रक्रिया को समझाया।
  • विशिष्ट लिगैंड सेट और धातु dn के आधार पर किसी भी तीन चरणों में सीमित दर होना संभव है।
  • टॉबे के प्रयोग में Cr(II) के कारण दर सीमित इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण होता है।
  • प्रारंभिक Co3+ (d6) और उत्पाद Cr3+ (d3) क्लोराइड कॉम्प्लेक्स दोनों ही निष्क्रिय हैं, इसलिए Cl- स्थानांतरण एक ब्रिज स्पीशीज के माध्यम से हुआ होगा।

[CoIII(NH3)5X]3+/2+ + [CrII(H2O)6]2+ → [CoII(NH3)5(H2O)]2+ + [CrIII(H2O)5X]3+/2

= निम्न चक्रण अ-दायी Co(III) + उच्च चक्रण दायी Cr(II)→ उच्च चक्रण दायी Co(II) + निम्न चक्रण अ-दायी Cr(III)

यहाँ, X = NH3

[Co(NH3)5Cl]2+ + [Cr(H2O)6] 2+ + 5 H2O → [Co(H2O)6] 2+ + [Cr(H2O)5Cl]2+ + 5 NH3

[Co(NH3)Cl]2+ + [Cr(H2O)]2+→[(NH2)5Co(μ-Cl)Cr(H2O)5] 4+ + H2O

[(NH3)5Co(μ-Cl)Cr(H2O)5] 4+→ [(NH3)5Co(μ-Cl)Cr(H2O)5] 4+

[(NH3)5Co(μ-Cl)Cr(H2O)5] 4+ + H2O → [(NH3)5Co(H2O)]4+ + [ClCr(H2O)5] 4+

[(NH3)5Co(H2O)]2+ + 5 H2O → [Co(H2O)6] 2+ + 5 NH3

Electron Transfer Reactions Question 13:

नीचे दी गई अभिक्रिया

Fe(CN)64- + Mo(CN)83- → Fe(CN)63- + Mo(CN)84-

जिसके द्वारा होती है, वह है

  1. CN- सेतु की मध्यस्थता से आंतरिक-क्षेत्र क्रियाविधि
  2. CN- सेतु की मध्यस्थता से बाह्य-क्षेत्र क्रियाविधि
  3. बिना किसी रासायनिक परिवर्तन के साथ आंतरिक-क्षेत्र क्रियाविधि
  4. बिना किसी रासायनिक परिवर्तन के साथ बाह्य-क्षेत्र क्रियाविधि

Answer (Detailed Solution Below)

Option 4 : बिना किसी रासायनिक परिवर्तन के साथ बाह्य-क्षेत्र क्रियाविधि

Electron Transfer Reactions Question 13 Detailed Solution

संकल्पना:

उपसहसंयोजन रसायन विज्ञान में, संकुलों के बीच अभिक्रियाएं आंतरिक-गोला या बाह्य-गोला तंत्र के माध्यम से हो सकती हैं। ये शब्द बताते हैं कि अभिक्रियाशील संकुलों के बीच इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण कैसे होता है, और ब्रिजिंग लिगैंड (यदि कोई है) की प्रकृति तंत्र को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

आंतरिक-गोला और बाह्य-गोला तंत्र पर मुख्य बिंदु:

  • आंतरिक-गोला तंत्र: इस तंत्र में, एक ब्रिजिंग लिगैंड दो धातु केंद्रों के बीच इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण को मध्यस्थता करता है। ब्रिजिंग लिगैंड के माध्यम से दो धातु केंद्रों के बीच एक सीधा बंध बनता है। यह तंत्र अक्सर तब होता है जब संकुलों में से एक में एक लैबाइल लिगैंड होता है जो एक पुल के रूप में कार्य कर सकता है (जैसे, हैलाइड, साइनाइड)।
  • बाह्य-गोला तंत्र: इस तंत्र में, इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण दो धातु केंद्रों के बीच सीधे संपर्क या बंध निर्माण के बिना होता है। इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण आसपास के विलायक या माध्यम के माध्यम से होता है। बाह्य-गोला तंत्र से गुजरने वाले संकुल आमतौर पर अपने समन्वय क्षेत्रों को बरकरार रखते हैं, बिना किसी लिगैंड विनिमय के।
  • निष्क्रिय और लैबाइल संकुल:
    • निष्क्रिय संकुल: संकुल जो धीमी लिगैंड विनिमय या अभिक्रिया से गुजरते हैं। आमतौर पर, कम-चक्रण विन्यास या उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाओं (जैसे, Cr3+, Co3+) वाले संक्रमण धातु संकुल निष्क्रिय होते हैं।
    • लैबाइल संकुल: संकुल जो आसानी से लिगैंड विनिमय या अभिक्रिया से गुजरते हैं। उच्च-चक्रण विन्यास और कम ऑक्सीकरण अवस्था वाले संकुल (जैसे, Cu2+, Fe2+) आमतौर पर लैबाइल होते हैं।

व्याख्या:

  • अभिक्रिया में Fe(CN)64- और Mo(CN)83- शामिल हैं, जो इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण से गुजरते हैं। हालांकि, चूँकि अभिक्रिया में दो संकुलों के बीच एक ब्रिजिंग लिगैंड का सीधा उपसहसंयोजन शामिल नहीं है, यह बाह्य-गोला तंत्र का पालन करता है।

  • बाह्य-गोला तंत्र में, दोनों संकुलों के उपसहसंयोजन क्षेत्र बरकरार रहते हैं, जिससे संकुलों की संरचना में कोई शुद्ध रासायनिक परिवर्तन नहीं होता है। इसलिए, यह अभिक्रिया लिगैंड के आदान-प्रदान के बिना आगे बढ़ती है, जो बाह्य-गोला तंत्र का समर्थन करती है जिसमें कोई शुद्ध रासायनिक परिवर्तन नहीं होता है।

निष्कर्ष:

इस अभिक्रिया के लिए सही तंत्र बाह्य-गोला तंत्र है जिसमें कोई शुद्ध रासायनिक परिवर्तन नहीं होता है।

Electron Transfer Reactions Question 14:

[Ru(NH3)6]2+/[Ru(NH3)6]3+ तथा [Co(NH3)6]2+/[Co(NH3)6]3+ के वाहय क्षेत्र स्वविनिमय इलेकट्रॉन स्थानान्तरण अभिक्रियाओं के लिए द्वितीय कोटि दर नियतांकों का मान क्रमश: 9.2 x 102 M-1 sec-1 तथा ≤ 10-9 M-1 sec-1 है।

उपरोक्त आंकड़ों के लिए सही तर्क है।

  1. Co (II) / Co (III) निकाय के σ*-इलेक्ट्रॉनों की संख्या में परिवर्तन
  2. Co (II) / Co (III) निकाय के π* - इलेक्ट्रॉनों की संख्या में परिवर्तन
  3. Co(II)/Co(III) निकाय के दोनों σ* तथा π* - इलेक्ट्रानों की संख्या में परिवर्तन
  4. Ru (II) / Ru (III) निकाय के σ*-इलेक्ट्रॉनों की संख्या में परिवर्तन

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : Co (II) / Co (III) निकाय के σ*-इलेक्ट्रॉनों की संख्या में परिवर्तन

Electron Transfer Reactions Question 14 Detailed Solution

संकल्पना:

स्व-विनिमय अभिक्रिया, जिसे आंतरिक इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रिया या स्वतः ऑक्सीकरण-अपचयन अभिक्रिया भी कहा जाता है, एक प्रकार की रासायनिक अभिक्रिया है जिसमें दो समान या समान रासायनिक स्पीशीज के बीच इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण होता है। दूसरे शब्दों में, स्व-विनिमय अभिक्रिया में एक अणु (या आयन) से दूसरे समान अणु (या आयन) में इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण शामिल होता है, जो एक ही पदार्थ का होता है। इस प्रकार की अभिक्रिया अक्सर रेडॉक्स (ऑक्सीकरण-अपचयन) अभिक्रियाओं में होती है।

व्याख्या:

  • [Ru(NH3)6]2+ और [Ru(NH3)6]3+ निम्न चक्रण संकुल दिखाते हैं क्योंकि NH3 एक प्रबल लिगैंड है। इसलिए Ru2+ और Ru3+ के बाह्यतम इलेक्ट्रॉन जिनमें 4d6 और 4d5 होते हैं, वे d कक्षक के t2g स्तर में होंगे। संक्रमण t2g --> t2g से होता है अर्थात π --> π* संक्रमण

  • [Co(NH3)6]2+ में, Co2+ में 3d7 इलेक्ट्रॉनिक विन्यास होता है और NH3 दुर्बल क्षेत्र लिगैंड के रूप में कार्य करता है क्योंकि धातु इलेक्ट्रॉनों के युग्मन के बाद भी 6NH3 लिगैंड को भरने के लिए बाहरी d कक्षक की आवश्यकता होती है। इसलिए, युग्मन नहीं होता है और उच्च चक्रण संकुल बनता है।
  • जबकि [Co(NH3)6]3+ में, NH3 प्रबल क्षेत्र लिगैंड के रूप में कार्य करता है क्योंकि धातु इलेक्ट्रॉनों के युग्मन के बाद 6NH3 लिगैंड को भरने के लिए किसी बाहरी d कक्षक की आवश्यकता नहीं होती है। इस प्रकार, इलेक्ट्रॉनों का युग्मन होता है और निम्न चक्रण संकुल बनता है। इसलिए, σ --> σ* संक्रमण होता है अर्थात [Co(NH3)6]2+ और [Co(NH3)6]3+ में eg --> eg संक्रमण।

निष्कर्ष:

इसलिए, Co(II)/Co(III) तंत्र में σ* में इलेक्ट्रॉनों की संख्या में परिवर्तन होता है।

Electron Transfer Reactions Question 15:

[Fe(H2O)6]2+ + [Fe*(H2O)6]3+ [Fe(H2O)6]3+ + [Fe*(H2O)6]2+

[Fe(bpy)3]2+ + [Fe*(bpy)3]3+ [Fe(bpy)3]3+ + [Fe*(bpy)3]2+

[Co(NH3)6]2+ + [Co*(NH3)6]3+ [Co(NH3)6]3+ + [Co*(NH3)6]2+

* रेडियोधर्मी समस्थानिक को इंगित करता है

किसी दिए गए तापमान पर दी गई स्व-विनिमय इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रियाओं में दर स्थिरांक इस प्रकार हैं:

  1. k11 > k22 > k33
  2. k22 > k11 > k33
  3. k33 > k22 > k11
  4. k22 > k33 > k11

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : k22 > k11 > k33

Electron Transfer Reactions Question 15 Detailed Solution

सिद्धांत:-

स्व-विनिमय अभिक्रियाएँ: ये इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रियाएँ हैं जिनमें धातु आयनों की ऑक्सीकरण अवस्था बदल जाती है लेकिन शुद्ध रासायनिक परिवर्तन के बिना, क्योंकि समान रासायनिक स्पीशीज अभिकारक और उत्पाद दोनों हैं।

गतिज दरें: अभिक्रिया की दर बताती है कि समय के साथ अभिकारकों की सांद्रता कैसे घटती है और उत्पादों की सांद्रता कैसे बढ़ती है। इसे प्रभावित करने वाले कारकों में अभिकारकों की प्रकृति, सांद्रता, तापमान, उत्प्रेरक की उपस्थिति और सतह क्षेत्र शामिल हैं।

लिगैंड प्रभाव: संक्रमण धातु आयन के आसपास के लिगैंड की प्रकृति रेडॉक्स अभिक्रियाओं की दर को बहुत प्रभावित कर सकती है। लिगैंड जो खाली कक्षकों में इलेक्ट्रॉन घनत्व को स्वीकार कर सकते हैं (π-स्वीकर्ता, इस मामले में bpy की तरह) उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाओं को स्थिर करते हैं और इस प्रकार रेडॉक्स अभिक्रियाओं की दर को बढ़ा सकते हैं।

व्याख्या:-

  • बंधित लिगैंड की प्रकृति का महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता हैदर पर।
  • bpyलिगैंड एकπ-स्वीकर्तालिगैंड है जिसकाπ-तंत्रइलेक्ट्रॉनों के आसान मार्ग को प्रदान करता है, यह (bpy)लिगैंड एकπ-स्वीकर्ताहै।अभिक्रिया परπ-स्वीकर्ता लिगैंड अत्यधिक संयुग्मित होता है। यहआसान इलेक्ट्रॉन सुरंग को सुगम बनाता है।

[Fe(H2O6)2+ + [Fe*(H2O)6]3+ [Fe(H2O6)3+ + [Fe*(H2O)6]2+
k11 के मामले में, Fe(H2O)6 +2 ऑक्सीकरण अवस्था में अपेक्षाकृत स्थिर है, इसलिए इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण होता है, लेकिन अन्य मामलों की तरह आसानी से नहीं, इस प्रकार अभिक्रिया की तुलनात्मक रूप से कम दर प्रदान करता है।

[Fe(bpy)3]2+ + [Fe*(bpy)3]3+ [Fe(bpy)3]3+ + [Fe*(bpy)3]2+
k22 के मामले में, [Fe(bpy)3]2+ से [Fe(bpy)3]3+, अभिक्रिया की दर लिगैंड bpy के कारण अधिक होती है, जो एक मजबूत π-स्वीकर्ता है। यह लिगैंड उच्च ऑक्सीकरण अवस्था को स्थिर करता है, जिससे इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण आसान हो जाता है।

[Co(NH3)6]2+ + [Co*(NH3)6]3+ [Co(NH3)6]3+ + [Co*(NH3)6]2+
k33 के मामले में, [Co(NH3)6]2+ और [Co(NH3)6]3+ के बीच अभिक्रिया, जहाँ लिगैंड केवल एक σ-दाता है, इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अधिक कठिन है और इसलिए d-कक्षक के कम स्थिरीकरण के कारण यह अभिक्रिया तीनों में सबसे धीमी दर वाली अभिक्रिया है।

दी गई स्व-विनिमय इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रिया में दर स्थिरांक K22 > K11 > K33 के क्रम में हैं क्योंकि II अभिक्रिया में π-स्वीकर्ता उपस्थित हैं, जिसके कारण यह अन्य की तुलना में बहुत तेज होगी।

निष्कर्ष:-

इसलिए, किसी दिए गए तापमान पर दी गई स्व-विनिमय इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रियाओं में दर स्थिरांक K22 > K11 > K33 के क्रम में हैं।

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