एक संतृप्त हाइड्रोकार्बन (saturated hydrocarbon) के जलने से किस प्रकार की ज्वाला (flame) उत्पन्न होगी?

Question

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The correct answer is A: स्वच्छ ज्वाला (Clean flame). संतृप्त हाइड्रोकार्बन, जैसे एल्केन (alkanes), पर्याप्त ऑक्सीजन की उपस्थिति में पूर्ण दहन (complete combustion) करते हैं, जिससे एक स्वच्छ, नीली ज्वाला उत्पन्न होती है। चूंकि इनमें कार्बन की तुलना में हाइड्रोजन का अनुपात अधिक होता है, इसलिए ये बिना बिना-जले कार्बन कणों के पूरी तरह से जल जाते हैं।

Step-by-Step Solution & Concepts:
संतृप्त हाइड्रोकार्बन, जैसे एल्केन (alkanes), पर्याप्त ऑक्सीजन की उपस्थिति में पूर्ण दहन (complete combustion) करते हैं, जिससे एक स्वच्छ, नीली ज्वाला उत्पन्न होती है। चूंकि इनमें कार्बन की तुलना में हाइड्रोजन का अनुपात अधिक होता है, इसलिए ये बिना बिना-जले कार्बन कणों के पूरी तरह से जल जाते हैं।

Working Principle: रासायनिक अभिक्रिया में हाइड्रोकार्बन का तेजी से ऑक्सीकरण (oxidation) शामिल है। मीथेन जैसे संतृप्त हाइड्रोकार्बन के लिए, अभिक्रिया $CH_{4} + 2O_{2} ightarrow CO_{2} + 2H_{2}O + 	ext{Heat}$ होती है। चूंकि ऑक्सीजन सभी कार्बन परमाणुओं को $CO_{2}$ में ऑक्सीकृत करने के लिए पर्याप्त होती है, इसलिए कोई मुक्त कार्बन उत्सर्जित नहीं होता है, जिसके परिणामस्वरूप एक अदीप्त (non-luminous), स्वच्छ ज्वाला मिलती है।

Key Formulas: $C_{n}H_{2n+2} + \frac{3n+1}{2}O_{2} ightarrow nCO_{2} + (n+1)H_{2}O$; $\Delta H

Key Points: संतृप्त हाइड्रोकार्बन में केवल एकल $C-C$ बंध (single bonds) होते हैं।; पूर्ण दहन से केवल कार्बन डाइऑक्साइड और जलवाष्प प्राप्त होते हैं।; काले धुएँ/काजल (soot) की अनुपस्थिति कार्बन बैकबोन के पूर्ण ऑक्सीकरण के कारण होती है।

Advantages: ऊर्जा रूपांतरण की उच्च दक्षता; कणों की अनुपस्थिति के कारण कम पर्यावरण प्रदूषण

Disadvantages: ग्रीनहाउस गैस $CO_{2}$ का उत्सर्जन करता है

Applications: घरेलू एलपीजी (LPG) कुकिंग गैस; प्रयोगशाला के बुन्सेन बर्नर जब हवा के छिद्र खुले हों

Additional Info: असंतृप्त हाइड्रोकार्बन या सीमित ऑक्सीजन आपूर्ति से अपूर्ण दहन होता है, जिससे $C$ (काजल/धुआँ), $CO$, और पीली ज्वाला उत्पन्न होती है।. विकल्प B (कज्जली ज्वाला) असंतृप्त हाइड्रोकार्बन के लिए या ऑक्सीजन की कमी वाली स्थितियों में होती है।

Answer: A सही है — पर्याप्त ऑक्सीजन की उपस्थिति में पूर्ण दहन के कारण संतृप्त हाइड्रोकार्बन एक स्वच्छ नीली ज्वाला के साथ जलते हैं।

Exam Tip: याद रखें कि ज्वाला का धुएँदार होना (sootiness) सीधे कार्बन-से-हाइड्रोजन अनुपात के समानुपाती और ऑक्सीजन की उपलब्धता के व्युत्क्रमानुपाती होता है।

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Option B: कज्जली ज्वाला (Sooty flame)

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Option C: पीली ज्वाला (Yellow flame)

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Option D: हरी ज्वाला (Green flame)

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