निम्नलिखित में से किस हाइड्रोकार्बन में कार्बन की मात्रा सबसे कम है?

Question

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The correct answer is D: मीथेन. मीथेन ($CH_{4}$) में दिए गए विकल्पों में सबसे कम कार्बन सामग्री है क्योंकि यह एक कार्बन परमाणु वाला सबसे सरल हाइड्रोकार्बन है। बिटुमेन, एस्फाल्ट और कोल तार उच्च-आणविक-भार वाले हाइड्रोकार्बन के जटिल मिश्रण हैं, जिसके परिणामस्वरूप इनमें कार्बन-से-हाइड्रोजन का अनुपात बहुत अधिक होता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
मीथेन ($CH_{4}$) में दिए गए विकल्पों में सबसे कम कार्बन सामग्री है क्योंकि यह एक कार्बन परमाणु वाला सबसे सरल हाइड्रोकार्बन है। बिटुमेन, एस्फाल्ट और कोल तार उच्च-आणविक-भार वाले हाइड्रोकार्बन के जटिल मिश्रण हैं, जिसके परिणामस्वरूप इनमें कार्बन-से-हाइड्रोजन का अनुपात बहुत अधिक होता है।

Working Principle: हाइड्रोकार्बन की जटिलता का निर्धारण आणविक संरचना में कार्बन परमाणुओं की संख्या से होता है। मीथेन में केवल एक कार्बन परमाणु ($C_{1}H_{4}$) होता है, जबकि बिटुमिनस सामग्री लंबी श्रृंखला और चक्रीय यौगिकों से बनी होती है जिनमें कार्बन का प्रतिशत बहुत अधिक होता है, जो अक्सर $80\%$ से $90\%$ से अधिक होता है।

Key Formulas: $	ext{Carbon Content} \propto 	ext{Molecular Complexity}$; $	ext{Percentage of Carbon in Methane} = \frac{	ext{Atomic Mass of C}}{	ext{Molecular Mass of } CH_{4}} 	imes 100 = \frac{12}{12 + 4(1)} 	imes 100 = 75\%$

Key Points: मीथेन प्राकृतिक गैस का मुख्य घटक है।; बिटुमेन, एस्फाल्ट और कोल तार पेट्रोलियम आसवन या कोयला प्रसंस्करण के अवशेष हैं जिनमें भारी सुगंधित (aromatic) यौगिक होते हैं।; हाइड्रोकार्बन में कार्बन की अधिक मात्रा आमतौर पर घनत्व और चिपचिपाहट (viscosity) को बढ़ाती है।; बिटुमेन की मौलिक संरचना आमतौर पर $80	ext{-}88\% 	ext{ Carbon}$ और $8	ext{-}11\% 	ext{ Hydrogen}$ के बीच होती है।

Advantages: भारी हाइड्रोकार्बन की तुलना में मीथेन एक स्वच्छ-जलने वाला ईंधन है।; बिटुमिनस सामग्री फुटपाथों के लिए उत्कृष्ट वाटरप्रूफिंग और बाइंडिंग गुण प्रदान करती है।

Disadvantages: कोल तार और बिटुमेन जैसे भारी हाइड्रोकार्बन प्रसंस्करण के दौरान महत्वपूर्ण पर्यावरणीय प्रदूषण फैलाते हैं।; यदि मीथेन सीधे वायुमंडल में छोड़ा जाए तो यह एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है।

Applications: मीथेन: घरेलू और औद्योगिक ईंधन।; बिटुमेन: सड़क निर्माण और छत बनाने में।

Additional Info: एस्फाल्ट, बिटुमेन और कोल तार सभी भारी, जटिल, उच्च-कार्बन वाली बिटुमिनस पदार्थ हैं।. प्रतियोगी परीक्षाओं में, याद रखें कि जैसे-जैसे आणविक भार बढ़ता है, कार्बन-से-हाइड्रोजन अनुपात आमतौर पर बढ़ता जाता है।

Answer: D सही है — मीथेन ($CH_{4}$) में केवल एक कार्बन परमाणु होता है और एस्फाल्ट, बिटुमेन और कोल तार में पाए जाने वाले जटिल, लंबी श्रृंखला वाले भारी हाइड्रोकार्बन की तुलना में इसमें कार्बन की मात्रा सबसे कम होती है।

Exam Tip: इंजीनियरिंग सामग्री का विश्लेषण करते समय, हमेशा मीथेन जैसे शुद्ध एल्केन और बिटुमेन या कोल तार जैसे जटिल मिश्रणों के बीच अंतर करें जो बहु-घटक औद्योगिक उपोत्पाद हैं।

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Option A: एस्फाल्ट

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Option B: बिटुमेन

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Option C: कोल तार

Correct Answer

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