निम्नलिखित में से किसका जलीय विलयन में Kb मान उच्चतम है?

Q.11

Chemistry CUET UG 10-08-2022 Shift 2 Paper (Q.42)

MCQ (Single Correct) +5 −1

Among the following amines, which one is the most basic in aqueous solution?

निम्नलिखित ऐमीनों में से कौन-सी जलीय विलयन में सर्वाधिक क्षारीय है?

$\text{NH}_3$ $\text{NH}_3$ $\text{C}_2\text{H}_5\text{NH}_2$ $\text{C}_2\text{H}_5\text{NH}_2$ $(\text{C}_2\text{H}_5)_2\text{NH}$ $(\text{C}_2\text{H}_5)_2\text{NH}$ $(\text{C}_2\text{H}_5)_3\text{N}$ $(\text{C}_2\text{H}_5)_3\text{N}$

In aqueous solution, the basicity of ethyl-substituted aliphatic amines is determined by a combination of the inductive effect ($+I$), steric hindrance, and hydration energy (solvation effect) of the conjugate cation. The experimental basicity order is:

$$2^\circ \gt 3^\circ \gt 1^\circ \gt \text{NH}_3$$ $$(\text{C}_2\text{H}_5)_2\text{NH} \gt (\text{C}_2\text{H}_5)_3\text{N} \gt \text{C}_2\text{H}_5\text{NH}_2 \gt \text{NH}_3$$

Diethylamine ($(\text{C}_2\text{H}_5)_2\text{NH}$) achieves the optimal balance between $+I$ electronic stabilization and hydration of the cation, making it the most basic.

Hence, option 3 is the correct answer.

जलीय विलयन में एथिल प्रतिस्थापित ऐमीनों की क्षारीय सामर्थ्य प्रेरणिक प्रभाव ($+I$), जलयोजन ऊर्जा (विलायकयोजन) और त्रिविम बाधा के संयुक्त प्रभाव पर निर्भर करती है। इनका प्रायोगिक क्रम निम्न है:

$$2^\circ \gt 3^\circ \gt 1^\circ \gt \text{NH}_3$$ $$(\text{C}_2\text{H}_5)_2\text{NH} \gt (\text{C}_2\text{H}_5)_3\text{N} \gt \text{C}_2\text{H}_5\text{NH}_2 \gt \text{NH}_3$$

अतः डाइएथिलऐमीन ($(\text{C}_2\text{H}_5)_2\text{NH}$) जलीय विलयन में सर्वाधिक क्षारीय है। अतः विकल्प 3 सही उत्तर है।

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Q.12

Chemistry CUET UG 10-08-2022 Shift 2 Paper (Q.43)

MCQ (Single Correct) +5 −1

The correct increasing order of basicity of aliphatic amines in the gas phase is:

गैसीय प्रावस्था में ऐलिफैटिक ऐमीनों की क्षारीयता का सही बढ़ता हुआ क्रम क्या है?

$1^\circ < 3^\circ < 2^\circ$ $1^\circ < 3^\circ < 2^\circ$ $3^\circ < 2^\circ < 1^\circ$ $3^\circ < 2^\circ < 1^\circ$ $2^\circ < 3^\circ < 1^\circ$ $2^\circ < 3^\circ < 1^\circ$ $1^\circ < 2^\circ < 3^\circ$ $1^\circ < 2^\circ < 3^\circ$

Q.13

Chemistry CUET UG 10-08-2022 Shift 2 Paper (Q.44)

MCQ (Single Correct) +5 −1

Among the following, which one has the highest $\text{p}K_b$ value?

निम्नलिखित में से किसका $\text{p}K_b$ मान उच्चतम है?

$\text{C}_2\text{H}_5\text{NH}_2$ $\text{C}_2\text{H}_5\text{NH}_2$ $\text{C}_6\text{H}_5\text{NHCH}_3$ $\text{C}_6\text{H}_5\text{NHCH}_3$ $(\text{C}_2\text{H}_5)_2\text{NH}$ $(\text{C}_2\text{H}_5)_2\text{NH}$ $\text{C}_6\text{H}_5\text{NH}_2$ $\text{C}_6\text{H}_5\text{NH}_2$

Relationship between basicity and $\text{p}K_b$:

$$\text{p}K_b = -\log K_b$$

The weaker the base, the lower is its $K_b$ and the higher is its $\text{p}K_b$ value.

Aliphatic amines ($\text{C}_2\text{H}_5\text{NH}_2$, $(\text{C}_2\text{H}_5)_2\text{NH}$) are strong bases with $\text{p}K_b \approx 3.0 - 3.29$.
Aniline ($\text{C}_6\text{H}_5\text{NH}_2$) is an aromatic primary amine where the lone pair of nitrogen is delocalized over the benzene ring through resonance, making it significantly less available for protonation. Thus, aniline is the weakest base among the given options and possesses the highest $\text{p}K_b$ value ($\text{p}K_b = 9.38$).

Hence, option 4 is the correct answer.

क्षारीय सामर्थ्य और $\text{p}K_b$ में व्युत्क्रमानुपाती संबंध होता है:

$$\text{p}K_b = -\log K_b$$

क्षारक जितना दुर्बल होगा, उसका $\text{p}K_b$ मान उतना ही अधिक होगा।
ऐनिलीन ($\text{C}_6\text{H}_5\text{NH}_2$) में नाइट्रोजन का एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म बेन्जीन वलय के साथ अनुनाद में विस्थानिकृत हो जाता है, जिससे यह प्रोटॉन ग्रहण करने के लिए सबसे कम उपलब्ध होता है। अतः ऐनिलीन सबसे दुर्बल क्षारक है और इसका $\text{p}K_b$ मान सर्वाधिक ($9.38$) होता है।

अतः विकल्प 4 सही उत्तर है।

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Q.14

Chemistry CUET UG 10-08-2022 Shift 2 Paper (Q.45)

MCQ (Single Correct) +5 −1

Among the following, which one has the highest $K_b$ value in aqueous solution?

निम्नलिखित में से किसका जलीय विलयन में $K_b$ मान उच्चतम है?

$\text{C}_2\text{H}_5\text{NH}_2$ $\text{C}_2\text{H}_5\text{NH}_2$ $\text{C}_6\text{H}_5\text{N}(\text{CH}_3)_2$ $\text{C}_6\text{H}_5\text{N}(\text{CH}_3)_2$ $(\text{C}_2\text{H}_5)_2\text{NH}$ $(\text{C}_2\text{H}_5)_2\text{NH}$ $\text{CH}_3\text{NH}_2$ $\text{CH}_3\text{NH}_2$

The higher the base dissociation constant ($K_b$), the stronger the base:

Diethylamine ($(\text{C}_2\text{H}_5)_2\text{NH}$) is a secondary aliphatic amine. In aqueous solution, secondary amines exhibit the highest basic strength due to the optimum combination of inductive effect and hydration of the conjugate cation.
Experimental $K_b$ values:
- $(\text{C}_2\text{H}_5)_2\text{NH}$: $K_b = 5.6 \times 10^{-4}$ ($\text{p}K_b = 3.0$)
$\text{C}_2\text{H}_5\text{NH}_2$: $K_b = 4.7 \times 10^{-4}$ ($\text{p}K_b = 3.29$)
$\text{CH}_3\text{NH}_2$: $K_b = 4.4 \times 10^{-4}$ ($\text{p}K_b = 3.38$)
$\text{C}_6\text{H}_5\text{N}(\text{CH}_3)_2$: $K_b = 1.15 \times 10^{-9}$ ($\text{p}K_b = 8.92$)

Therefore, diethylamine has the highest $K_b$ value. Hence, option 3 is the correct answer.

वियोजन स्थिरांक ($K_b$) का मान जितना अधिक होता है, क्षारक उतना ही प्रबल होता है:

जलीय विलयन में डाइएथिलऐमीन ($(\text{C}_2\text{H}_5)_2\text{NH}$) प्रेरणिक प्रभाव और जलयोजन ऊर्जा के अनुकूल संतुलन के कारण सर्वाधिक प्रबल क्षारक होती है।
इसका $K_b$ मान $5.6 \times 10^{-4}$ (न्यूनतम $\text{p}K_b = 3.0$) होता है, जो दिए गए सभी ऐमीनों में उच्चतम है।

अतः विकल्प 3 सही उत्तर है।

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