जब तनु हाइड्रोक्लोरिक अम्ल जिंक धातु के साथ अभिक्रिया करता है, तो कौन सी गैस निकलती है?

Question

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The correct answer is C: हाइड्रोजन. जब कोई धातु तनु अम्ल के साथ अभिक्रिया करती है, तो वह अम्ल से हाइड्रोजन परमाणु को विस्थापित कर देती है, जिसके परिणामस्वरूप हाइड्रोजन गैस निकलती है और एक धात्विक लवण का निर्माण होता है। इस विशिष्ट मामले में, जिंक धातु हाइड्रोक्लोरिक अम्ल के साथ अभिक्रिया करके जिंक क्लोराइड और हाइड्रोजन गैस उत्पन्न करती है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
जब कोई धातु तनु अम्ल के साथ अभिक्रिया करती है, तो वह अम्ल से हाइड्रोजन परमाणु को विस्थापित कर देती है, जिसके परिणामस्वरूप हाइड्रोजन गैस निकलती है और एक धात्विक लवण का निर्माण होता है। इस विशिष्ट मामले में, जिंक धातु हाइड्रोक्लोरिक अम्ल के साथ अभिक्रिया करके जिंक क्लोराइड और हाइड्रोजन गैस उत्पन्न करती है।

Working Principle: यह एक एकल विस्थापन अभिक्रिया है जहाँ जिंक, हाइड्रोजन की तुलना में अधिक अभिक्रियाशील होने के कारण, इसे हाइड्रोक्लोरिक अम्ल से विस्थापित कर देता है। जिंक परमाणु दो इलेक्ट्रॉनों को खोकर $Zn^{2+}$ आयन बनाता है, जो फिर क्लोराइड आयनों के साथ अभिक्रिया करता है। साथ ही, दो हाइड्रोजन आयन ($H^+$) उन इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करके हाइड्रोजन गैस ($H_2$) बनाते हैं।

Key Formulas: $Zn (s) + 2HCl (aq) \rightarrow ZnCl_2 (aq) + H_2 (g)$ — जिंक और हाइड्रोक्लोरिक अम्ल की अभिक्रिया के लिए संतुलित रासायनिक समीकरण।

Key Points: उत्पन्न हाइड्रोजन गैस की पहचान गैस के पास जलती हुई तीली ले जाने पर उत्पन्न होने वाली 'पॉप' ध्वनि द्वारा की जा सकती है।; यह अभिक्रिया एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया का उदाहरण है, जिसमें ऊष्मीय ऊर्जा निकलती है।; केवल अभिक्रियाशीलता श्रृंखला में हाइड्रोजन से ऊपर स्थित धातुएं ही तनु अम्लों से हाइड्रोजन को विस्थापित कर सकती हैं।

Advantages: प्रयोगशाला सेटिंग में थोड़ी मात्रा में हाइड्रोजन गैस उत्पन्न करने का कुशल तरीका।

Disadvantages: जिंक और अम्ल के रख-रखाव की लागत के कारण बड़े पैमाने पर औद्योगिक उत्पादन के लिए उपयुक्त नहीं है।

Applications: हाइड्रोजन गैस की प्रयोगशाला तैयारी।; शैक्षिक प्रयोगों में धातु अभिक्रियाशीलता श्रृंखला का प्रदर्शन।

Additional Info: अभिक्रियाशीलता श्रृंखला है: K > Na > Ca > Mg > Al > Zn > Fe > Pb > (H) > Cu > Ag > Au।. विकल्प A (ऑक्सीजन) गलत है क्योंकि धातुएं तनु अम्लों के साथ ऑक्सीजन गैस उत्पन्न नहीं करती हैं। विकल्प B (कार्बन डाइऑक्साइड) तब निकलती है जब अम्ल कार्बोनेट या बाइकार्बोनेट के साथ अभिक्रिया करते हैं। विकल्प D (नाइट्रोजन) इन अम्ल-धातु अभिक्रियाओं में आमतौर पर अक्रिय रहती है।

Answer: C सही है — जिंक हाइड्रोजन की तुलना में अधिक अभिक्रियाशील है और हाइड्रोजन गैस बनाने के लिए इसे तनु हाइड्रोक्लोरिक अम्ल से विस्थापित कर देता है।

Exam Tip: याद रखें कि कार्बोनेट और बाइकार्बोनेट अम्ल के साथ अभिक्रिया करके $CO_2$ उत्पन्न करते हैं, जबकि धातुएं अम्ल के साथ अभिक्रिया करके $H_2$ उत्पन्न करती हैं। इन दो सामान्य प्रकार की अभिक्रियाओं के लिए गैस उत्पादों में भ्रमित न हों।

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Option A: ऑक्सीजन

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Option B: कार्बन डाइऑक्साइड

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Option D: नाइट्रोजन

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