समतापमंडल में क्लोरोफ्लोरोकार्बनों से उत्पादित मूलक CI', O3 से अभिक्रिया इस प्रकार करता है

Cl' + O3 \(\longrightarrow\) X + colorless gas

2X \(\longrightarrow\) X2

X2 \(\longrightarrow\) Cl' + Y

X, Y क्रमश: हैं

This question was previously asked in
CSIR-UGC (NET) Chemical Science: Held on (18 Sept 2022)
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  1. CIO', qImage64af9940df615c3434ef9670
  2. CIO', CI — O — O'
  3. CI — O — O', O2
  4. CIO', O2

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : CIO', CI — O — O'
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सही उत्तर है

अवधारणा:-

  • प्रकाश अपघटन: यह एक प्रक्रिया है जिसके द्वारा अणु प्रकाश के अवशोषण के माध्यम से छोटी इकाइयों में टूट जाते हैं। इस मामले में, समताप मंडल में CFC UV प्रकाश को अवशोषित करते हैं और क्लोरीन मूलक जारी करने के लिए टूट जाते हैं, जो पूरी अभिक्रिया श्रृंखला शुरू करता है।
  • उत्प्रेरण: यह एक प्रक्रिया है जिसमें एक पदार्थ (इस स्थिति में, एक क्लोरीन मूलक) स्वयं उपभोग किए बिना एक रासायनिक अभिक्रिया को तेज करता है। CFC से प्राप्त यह क्लोरीन मूलक, ओजोन को ऑक्सीजन में तोड़ने के लिए उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है।
  • ओजोन क्षरण: अभिक्रियाओं की यह श्रृंखला अंततः समताप मंडल में ओजोन परत के क्षरण की ओर ले जाती है - पर्यावरण की एक महत्वपूर्ण समस्या क्योंकि ओजोन परत सूर्य के हानिकारक पराबैंगनी (UV) विकिरण के बहुमत को अवशोषित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

व्याख्या:-

सही अभिक्रियाएँ वास्तव में इस प्रकार होनी चाहिए:
 
Cl' + O3 → ClO' + O2
यह प्रारंभिक अभिक्रिया का प्रतिनिधित्व करता है जहां एक क्लोरीन मूलक (Cl') ओजोन अणु (O3) के साथ अभिक्रिया करता है ताकि क्लोरीन मोनोऑक्साइड (ClO') और द्विपरमाण्विक ऑक्सीजन (O2) का एक अणु बन सके।
 
ClO' + O → Cl' + O2
दूसरी अभिक्रिया में, पहली अभिक्रिया में उत्पादित क्लोरीन मोनोऑक्साइड (ClO') एकल ऑक्सीजन परमाणु (O) के साथ अभिक्रिया करता है ताकि क्लोरीन मूलक (Cl') और द्विपरमाण्विक ऑक्सीजन (O2) का एक और अणु उत्पन्न हो सके।
 
ClO' + ClO' → Cl2O2
हालांकि, निचले समताप मंडल में कुछ स्थितियों के तहत, क्लोरीन मोनोऑक्साइड (ClO') डाइक्लोरीन पराॅक्साइड (Cl2O2 या ClOOCl) बनाने के लिए एक और ClO' अणु के साथ भी अभिक्रिया कर सकता है, जिसे सरलीकृत रूप में 2X -> X2 के रूप में दर्शाया जा सकता है
 
Cl2O2 + फोटोन → 2Cl' + O2
अगला, जब सूरज का प्रकाश वापस आता है (उदाहरण के लिए सुबह में), Cl2O2 अणु को क्लोरीन मूलक में वापस फोटोलाइज किया जा सकता है। यहां, Cl2O2 प्रकाश के एक फोटॉन द्वारा टूट जाता है, द्विपरमाण्विक ऑक्सीजन (O2) का उत्पादन करता है और 2 क्लोरीन मूलक को पुन: उत्पन्न करता है, जिसे सरलीकृत रूप में X2 -> Cl' + Y के रूप में दर्शाया जा सकता है।
 
इसलिए, X= ClO' और Y= ClOOCl सही उत्तर हैं, जो विकल्प 2 से मेल खाते हैं

निष्कर्ष:-

इसलिए, X, Y क्रमशः CIO', CI — O — O'

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