इथेनॉल को 443 K पर सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड की अधिकता के साथ गर्म करने पर निम्नलिखित में से क्या प्राप्त होता है

Question

इथेनॉल को 443 K पर सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड की अधिकता के साथ गर्म करने पर निम्नलिखित में से क्या प्राप्त होता है?

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The correct answer is D: एथीन. इथेनॉल को 443 K पर सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड की अधिकता के साथ गर्म करने से अल्कोहल का निर्जलीकरण (dehydration) होता है, जिससे एथीन बनता है। इस अभिक्रिया में इथेनॉल से पानी के एक अणु को हटाया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप कार्बन-कार्बन द्वि-आबंध (double bond) बनता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
इथेनॉल को 443 K पर सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड की अधिकता के साथ गर्म करने से अल्कोहल का निर्जलीकरण (dehydration) होता है, जिससे एथीन बनता है। इस अभिक्रिया में इथेनॉल से पानी के एक अणु को हटाया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप कार्बन-कार्बन द्वि-आबंध (double bond) बनता है।

Working Principle: यह अभिक्रिया अम्ल-उत्प्रेरित विलोपन (acid-catalyzed elimination) क्रियाविधि के माध्यम से आगे बढ़ती है। सांद्र $H_2SO_4$ एक निर्जलीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है, जो इथेनॉल के हाइड्रॉक्सिल समूह को प्रोटोनेट करके एक अल्काइल-ऑक्सोनियम आयन बनाता है, जो बाद में एक कार्बोकैशन मध्यवर्ती बनाने के लिए पानी के अणु को खो देता है। अंत में, एथीन में $C=C$ द्वि-आबंध स्थापित करने के लिए निकटवर्ती कार्बन परमाणु से एक प्रोटॉन हटाया जाता है।

Key Formulas: $CH_3CH_2OH \xrightarrow[443 K]{conc. H_2SO_4} CH_2=CH_2 + H_2O$ — इथेनॉल का एथीन में रासायनिक निर्जलीकरण।

Key Points: इस अभिक्रिया में सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड एक शक्तिशाली निर्जलीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है।; 443 K का तापमान महत्वपूर्ण है; कम तापमान (जैसे 413 K) पर इथेनॉल की अधिकता से एथीन के बजाय डायथाइल ईथर का निर्माण होगा।; यह अभिक्रिया अंतःआणविक विलोपन अभिक्रिया (intramolecular elimination reaction) का एक उत्कृष्ट उदाहरण है।

Advantages: बायो-इथेनॉल से एथीन के उत्पादन की मानक औद्योगिक विधि।

Disadvantages: उच्च तापमान और संक्षारक एसिड के लिए सावधानीपूर्वक हैंडलिंग और संक्षारण-प्रतिरोधी उपकरणों की आवश्यकता होती है।

Applications: पॉलीइथाइलीन (प्लास्टिक) का उत्पादन।; विभिन्न औद्योगिक कार्बनिक रसायनों का संश्लेषण।

Additional Info: 413 K पर इथेनॉल की अधिकता के साथ, प्रतिस्थापन क्रियाविधि के कारण उत्पाद डायथाइल ईथर $(C_2H_5-O-C_2H_5)$ होता है।. विकल्प A (एथेन) एक एल्केन है और साधारण अम्ल-उत्प्रेरित निर्जलीकरण द्वारा नहीं बन सकता।. विकल्प B (एसिटिक एसिड) इथेनॉल के ऑक्सीकरण द्वारा बनता है, निर्जलीकरण द्वारा नहीं।. विकल्प C (ईथर) वह उत्पाद है जो तब बनता है जब तापमान कम (413 K) रखा जाता है और इथेनॉल की मात्रा अधिक होती है।

Answer: D सही है — इथेनॉल को 443 K पर सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड की अधिकता के साथ गर्म करने पर निर्जलीकरण के माध्यम से एथीन उत्पन्न होता है।

Exam Tip: अल्कोहल निर्जलीकरण अभिक्रियाओं में दिए गए तापमान पर हमेशा ध्यान दें; 413 K पर ईथर मिलता है, जबकि 443 K पर एल्कीन मिलता है!

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Option A: एथेन

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Option B: एसिटिक एसिड

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Option C: ईथर

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