Skip to content

← दैनिक प्रयोगका पदार्थ र रसायन

हाइड्रोकार्बन र यसका यौगिकहरू

एकाइ 18 · पाठ्यपुस्तकका पृष्ठ 426–441

Read in English

परीक्षाअघि दोहोर्‍याउन कथा, रोचक तथ्य, फोटो, क्रियाकलाप र अन्तरक्रियात्मक सामग्री लुकाउनुहोस्
यस एकाइमा 9 खण्ड
  1. प्राङ्गारिक र अप्राङ्गारिक यौगिक
  2. हाइड्रोकार्बन
  3. होमोलोगस शृङ्खला
  4. अल्काइल रेडिकल
  5. फङ्सनल ग्रुप
  6. हाइड्रोकार्बनको नामकरण
  7. केही महत्त्वपूर्ण हाइड्रोकार्बन
  8. अल्कोहल
  9. अभ्यास

भान्साको LPG चुलोमा बल्ने निलो ज्वाला, बसको पेट्रोल, टुकीको मटितेल अनि मैनबत्तीको मैन। कलमको प्लास्टिक, चियाको चिनी, भातमा हालेको घिउ र हाम्रो शरीरका हरेक कोषमा रहेको DNA। यी सबैमा मिल्ने कुरा के होला?

कार्बन। कार्बन हाइड्रोजनसँग मात्र होइन, आफैँसँग पनि जति धेरै तरिकाले जोडिन्छ, त्यति धेरै तरिकाले अरू कुनै तत्त्व जोडिँदैन। रसायनशास्त्रीहरूलाई कार्बनका करोडौँ यौगिक थाहा छन्। अरू सबै तत्त्वका यौगिक जोड्दा पनि यति धेरै हुँदैनन्। तीमध्ये सबैभन्दा सरल यौगिक कार्बन र हाइड्रोजन मात्र मिलेर बनेका हाइड्रोकार्बन हुन्। यस एकाइमा यिनै हाइड्रोकार्बन र तिनसँग नजिकको सम्बन्ध भएका अल्कोहल पढिन्छन्। यिनलाई कसरी कोरिन्छ, कुन कुन परिवारमा छुट्याइन्छ अनि संसारभरिका रसायनशास्त्रीले बुझ्ने भाषामा यिनको नाम कसरी राखिन्छ भन्ने कुरा पनि यहाँ सिकिन्छ।

प्राङ्गारिक र अप्राङ्गारिक यौगिक

हाम्रा वरपर पाइने यौगिकलाई दुई ठुला समूहमा छुट्याइन्छ:

  • अप्राङ्गारिक (अकार्बनिक) यौगिक: सुरुमा खनिज पदार्थबाट पाइने यौगिकलाई यस्तो भनिन्थ्यो, जस्तै नुन, पानी, चुन, बालुवा र धातुका धाउ।
  • प्राङ्गारिक (कार्बनिक) यौगिक: सुरुमा जीव, अर्थात् बोटबिरुवा र जनावरबाट पाइने यौगिकलाई यस्तो भनिन्थ्यो, जस्तै चिनी, तेल, घिउ, स्टार्च, प्रोटिन र अल्कोहल।

यस क्रियाकलापका आधारमा बल्ने पदार्थ प्राङ्गारिक हुन्छन् र तिनमा कार्बन तथा हाइड्रोजन हुन्छ भन्ने निष्कर्ष निकाल्न सकिन्छ। गाउँमा टुकी बाल्ने मटितेल, खाना पकाउने दाउरा, प्रयोगशालाको बर्नरमा बाल्ने स्पिरिट र धातु पगालेर भाँडाकुँडा बनाउन प्रयोग गरिने गोल सबैमा कार्बन र हाइड्रोजन हुन्छन्। यी सबै बोटबिरुवा वा जनावरबाट आएका हुन्।

हाम्रो शरीरमा पाइने प्रोटिन, हर्मोन, कार्बोहाइड्रेट, बोसो, इन्जाइम र कोषभित्रको जीवित लेदो पदार्थ (प्रोटोप्लाज्म) सबै प्राङ्गारिक यौगिक हुन्।

कालो घुम्रिएको कपाल र अग्लो कलर भएका युवा फ्रेडरिक वोलरको कुँदेर बनाइएको चित्र
चित्र 18.1 फ्रेडरिक वोलर (1800–1882)। उनले सन् 1828 मा खनिज लवणबाट युरिया बनाएका थिए। फोटो: unknown engraver, Public domain

प्राङ्गारिक यौगिक भनेको के हो

कार्बन परमाणु अरू कार्बन परमाणुसँग वा हाइड्रोजन परमाणुसँग सहसंयोजक बन्डले (कोभ्यालेन्ट बन्डले) जोडिएका यौगिकलाई आज प्राङ्गारिक यौगिक भनिन्छ। प्राङ्गारिक यौगिकमा कार्बनले हाइड्रोजनबाहेक प्रायः अक्सिजन, नाइट्रोजन, हेलोजन (क्लोरिन, ब्रोमिन…), सल्फर र फस्फोरससँग पनि बन्ड बनाउँछ। केही प्राङ्गारिक यौगिकमा त धातुसमेत हुन्छ।

कार्बनका केही साना यौगिकको व्यवहार भने खनिजको जस्तो हुने भएकाले तिनलाई अप्राङ्गारिक मानिन्छ: कार्बनका अक्साइड (CO₂, CO), कार्बोनेट (CO₃²⁻, चुनढुङ्गामा जस्तै), हाइड्रोजन कार्बोनेट वा बाइकार्बोनेट (HCO₃⁻, खाने सोडामा जस्तै) र कार्बाइड (जस्तै क्याल्सियम कार्बाइड)।

मिथेन, इथेन, इथिन, एसिटिलिन, मिथानोल, क्लोरोफर्म, युरिया, इन्सुलिन, प्रोटिन, तेल आदि प्राङ्गारिक यौगिकका उदाहरण हुन्। यिनै यौगिकको अध्ययन गर्ने रसायन विज्ञानको शाखालाई प्राङ्गारिक रसायनशास्त्र (कार्बनिक रसायनशास्त्र) भनिन्छ।

कार्बन भए पनि तलका मध्ये कुन प्राङ्गारिक यौगिक होइन?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

हाइड्रोकार्बन

कार्बन र हाइड्रोजन मात्र मिलेर बनेका प्राङ्गारिक यौगिकलाई हाइड्रोकार्बन भनिन्छ। हाइड्रोकार्बनको मुख्य स्रोत पेट्रोलियम (कच्चा तेल) र प्राकृतिक ग्यास हो। समुद्रका साना जीवका अवशेष समुद्रको पिँधमुनि पुरिएर लाखौँ वर्षमा यी बनेका हुन्।

कार्बन परमाणुहरूबिच हुने बन्डको किसिमका आधारमा हाइड्रोकार्बनलाई सन्तृप्त र असन्तृप्त गरी दुई समूहमा छुट्याइन्छ।

अझै अणु बनाउन मन छ भने Molecule Kitchen खेलमा परमाणु जोडेर पानी, एमोनिया, मिथेन र अरू धेरै अणु बनाउनुहोस्।

109.5°120°180°: सिधा रेखामिथेन, CH₄टेट्राहेड्रन (त्रिआयामिक)इथिन, C₂H₄समतलइथाइन, C₂H₂सिधा
चित्र 18.2 बल र स्टिकका नमुना (कार्बन गाढा, हाइड्रोजन सेतो)। एकल बन्ड मात्र भएको कार्बनका बन्ड टेट्राहेड्रनका कुनातिर फर्केका हुन्छन्। इथिन समतल हुन्छ भने इथाइन सिधा रेखामा हुन्छ।

सन्तृप्त हाइड्रोकार्बन: अल्केन

कार्बन परमाणुहरू एकल सहसंयोजक बन्डले मात्र जोडिएका हाइड्रोकार्बनलाई सन्तृप्त हाइड्रोकार्बन भनिन्छ। “सन्तृप्त” को अर्थ भरिएको हो: यस्ता हाइड्रोकार्बनको हरेक कार्बनले सकेसम्म धेरै हाइड्रोजन परमाणु समातिसकेको हुन्छ। निकै स्थिर हुने र रासायनिक प्रतिक्रियामा कम सक्रिय हुने भएकाले यिनलाई प्याराफिन पनि भनिन्छ। प्याराफिन नाम ल्याटिन भाषाको parum affinis बाट आएको हो। यसको अर्थ “थोरै आकर्षण”, अर्थात् प्रतिक्रिया गर्ने थोरै झुकाव हो। यिनको परिवारको नाम अल्केन हो।

अल्केनको सामान्य सूत्र यस्तो छ:

CnH2n+2 \text{C}_n\text{H}_{2n+2}

यहाँ n ले कार्बन परमाणुको सङ्ख्या जनाउँछ (n = 1, 2, 3, 4…)। उदाहरणका लागि, 5 ओटा कार्बन भएको अल्केनमा 2 × 5 + 2 = 12 ओटा हाइड्रोजन हुन्छन्: C₅H₁₂।

नाम आणविक सूत्र कन्डेन्सड सूत्र
मिथेन CH₄ CH₄
इथेन C₂H₆ CH₃CH₃
प्रोपेन C₃H₈ CH₃CH₂CH₃
ब्युटेन C₄H₁₀ CH₃(CH₂)₂CH₃
पेन्टेन C₅H₁₂ CH₃(CH₂)₃CH₃

आणविक सूत्रमा अणुका परमाणुको सङ्ख्या मात्र लेखिन्छ। संरचनात्मक सूत्रमा हरेक परमाणु र हरेक बन्ड कोरिन्छ। कन्डेन्सड सूत्र भने संरचनालाई कार्बनपिच्छे छोट्याएर एउटै लाइनमा लेख्ने तरिका हो।

मिथेन CH₄CHHHHइथेन C₂H₆CHHHCHHHप्रोपेन C₃H₈CHHHCHHCHHHब्युटेन C₄H₁₀CHHHCHHCHHCHHHपेन्टेन C₅H₁₂CHHHCHHCHHCHHCHHH
चित्र 18.3 पहिला पाँचओटा अल्केनका संरचनात्मक सूत्र। हरेक रेखाले एउटा एकल सहसंयोजक बन्ड (इलेक्ट्रोनको एउटा साझा जोडी) जनाउँछ। हरेक कार्बनका चारओटा र हरेक हाइड्रोजनको एउटा बन्ड हुन्छ।

असन्तृप्त हाइड्रोकार्बन: अल्किन र अल्काइन

कार्बन परमाणुहरूबिच कम्तीमा एउटा डबल वा ट्रिपल सहसंयोजक बन्ड भएका हाइड्रोकार्बनलाई असन्तृप्त हाइड्रोकार्बन भनिन्छ। यिनका कार्बनमा अझै हाइड्रोजन जोडिन सक्छ। थप बन्ड खुलेर अरू परमाणु जोडिन सक्ने भएकाले यी अल्केनभन्दा कम स्थिर र निकै बढी प्रतिक्रियाशील हुन्छन्। यिनका दुई परिवार छन्: अल्किन र अल्काइन।

अल्किनलाई पुरानो नामले ओलिफिन पनि भनिन्छ। इथिन र क्लोरिन मिलेर तेलजस्तो तरल बन्ने भएकाले पहिले इथिनलाई olefiant gas, अर्थात् “तेल बनाउने ग्यास” भनिन्थ्यो; ओलिफिन नाम यसैबाट आएको हो। अल्काइनको पनि आफ्नै पुरानो नाम छ: एसिटिलिन।

अल्किन

दुई कार्बन परमाणुबिच एउटा डबल सहसंयोजक बन्ड भएका हाइड्रोकार्बनलाई अल्किन भनिन्छ। इथिन, प्रोपिन, ब्युटिन आदि यसका उदाहरण हुन्। अल्किनको सामान्य सूत्र यस्तो छ:

CnH2n \text{C}_n\text{H}_{2n}

नाम आणविक सूत्र कन्डेन्सड सूत्र
इथिन (इथिलिन) C₂H₄ CH₂=CH₂
प्रोपिन C₃H₆ CH₂=CH–CH₃
ब्युटिन C₄H₈ CH₂=CH–CH₂–CH₃

अल्काइन

दुई कार्बन परमाणुबिच एउटा ट्रिपल सहसंयोजक बन्ड भएका हाइड्रोकार्बनलाई अल्काइन भनिन्छ। इथाइन, प्रोपाइन, ब्युटाइन आदि यसका उदाहरण हुन्। अल्काइनको सामान्य सूत्र यस्तो छ:

CnH2n−2 \text{C}_n\text{H}_{2n-2}

नाम आणविक सूत्र कन्डेन्सड सूत्र
इथाइन (एसिटिलिन) C₂H₂ CH≡CH
प्रोपाइन C₃H₄ CH≡C–CH₃
ब्युटाइन C₄H₆ CH≡C–CH₂–CH₃
अल्किन: एउटा डबल बन्डअल्काइन: एउटा ट्रिपल बन्डइथिन C₂H₄CHHCHHप्रोपिन C₃H₆CHHCHCHHHब्युटिन C₄H₈CHHCHCHHCHHHइथाइन C₂H₂CHCHप्रोपाइन C₃H₄CHCCHHHब्युटाइन C₄H₆CHCCHHCHHH
चित्र 18.4 अल्किनमा (बायाँ) डबल बन्ड, अर्थात् इलेक्ट्रोनका दुई साझा जोडी हुन्छन् भने अल्काइनमा (दायाँ) ट्रिपल बन्ड, अर्थात् तीन साझा जोडी हुन्छन्। अल्केनसँग दाँजेर हेर्दा कार्बनबिच एउटा बन्ड थपिएपिच्छे दुईओटा हाइड्रोजन कम अटाउँछन्।

हाइड्रोजिनेसन: तेलबाट वनस्पति घिउ

डबल बन्ड भएकाले अल्किनमा हाइड्रोजन थपिन सक्छ। हाइड्रोजन ग्यास र निकल उत्प्रेरकसँग तताउँदा इथिन इथेनमा बदलिन्छ:

CH2=CH2अल्किन+H2→करिब 200 °CNiCH3–CH3अल्केन \underset{\text{अल्किन}}{\text{CH}_2\text{=CH}_2} + \text{H}_2 \xrightarrow[\text{करिब 200 °C}]{\text{Ni}} \underset{\text{अल्केन}}{\text{CH}_3\text{–CH}_3}

यसरी हाइड्रोजन थप्ने प्रक्रियालाई हाइड्रोजिनेसन भनिन्छ। वनस्पति घिउ (डालडा) यही विधिबाट बनाइन्छ। तरल वनस्पति तेलमा असन्तृप्त फ्याटी अम्ल हुन्छन्। तिनका C=C डबल बन्डका कारण अणु बाङ्गिएका हुने भएकाले तेल तरल रहन्छ। हाइड्रोजिनेसनपछि तीमध्ये केही अम्ल सन्तृप्त फ्याटी अम्लमा बदलिन्छन्। सन्तृप्त फ्याटी अम्लका अणु सिधा हुने भएकाले एकअर्कासँग खाँदिएर बस्छन्; यसरी ठोस बोसो बन्छ।

सन्तृप्त र असन्तृप्त हाइड्रोकार्बनको तुलना

सन्तृप्त हाइड्रोकार्बन असन्तृप्त हाइड्रोकार्बन
कार्बन परमाणुहरूबिच एकल सहसंयोजक बन्ड मात्र हुन्छन्। कार्बन परमाणुहरूबिच कम्तीमा एउटा डबल वा ट्रिपल सहसंयोजक बन्ड हुन्छ।
स्थिर हुन्छन्; थोरै प्रतिक्रिया गर्छन्। कम स्थिर हुन्छन्; धेरै प्रतिक्रियाशील हुन्छन्।
यिनलाई अल्केन (प्याराफिन) भनिन्छ, CₙH₂ₙ₊₂, जस्तै CH₄, C₂H₆, C₃H₈। अल्किन, CₙH₂ₙ (जस्तै C₂H₄, C₃H₆) र अल्काइन, CₙH₂ₙ₋₂ (जस्तै C₂H₂, C₃H₄)।
यिनमा हाइड्रोजन थपिँदैन। डबल वा ट्रिपल बन्डमा हाइड्रोजन (र अरू परमाणु) थपिन्छन्।
सफा निलो ज्वाला दिएर बल्छन्। धुवाँ र कालो कालियुक्त ज्वाला दिएर बल्छन्।

गरेर हेर्नुहोस्

हाइड्रोकार्बन बनाउनुहोस्

कार्बन परमाणुको सङ्ख्या र बन्डको किसिम छान्नुहोस्, अनि सूत्र, नाम र सामान्य सूत्र सँगसँगै बदलिएको हेर्नुहोस्। उम्लने विन्दुमा कुनै ढाँचा भेट्टाउन सक्नुहुन्छ?

CHHHCHHCHHH
IUPAC नाम (अर्को नाम)
propane
परिवार
अल्केन
आणविक सूत्र
C3H8
कन्डेन्सड सूत्र
CH3CH2CH3
आणविक भार
44
सामान्य सूत्र
CnH2n+2: H = 2×3+2 = 8
शृङ्खलाको अर्को सदस्य
C4H10 (+CH2, +14)
उम्लने विन्दु · 25 °C मा
-42 °C · ग्यास

कहाँ भेटिन्छ: LPG सिलिन्डर

एउटा हाइड्रोकार्बनको सूत्र C₆H₁₀ छ। यो कुन परिवारमा पर्छ?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

तलका मध्ये कुन सन्तृप्त हाइड्रोकार्बन हो?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

होमोलोगस शृङ्खला

अल्केनलाई फेरि हेरौँ: CH₄, C₂H₆, C₃H₈, C₄H₁₀। हरेक सदस्यमा अघिल्लो सदस्यमा भन्दा एउटा CH₂ बढी हुन्छ (दुईओटा हाइड्रोजनसहितको एउटा थप कार्बन)। यस्तो परिवारलाई होमोलोगस शृङ्खला भनिन्छ।

एउटै सामान्य सूत्रले जनाउन सकिने र हरेक सदस्य आफूपछिको सदस्यभन्दा एउटा –CH₂– समूहले फरक हुने प्राङ्गारिक यौगिकको शृङ्खलालाई होमोलोगस शृङ्खला भनिन्छ। यस शृङ्खलाको हरेक सदस्यलाई होमोलग भनिन्छ। CH₂ को भार 12 + 2 × 1 = 14 हुने भएकाले छेउछाउका सदस्यको आणविक भार 14 ले फरक हुन्छ।

नाम आणविक सूत्र आणविक भार
मिथानोल CH₃OH 32
इथानोल CH₃CH₂OH 46
प्रोपानोल CH₃CH₂CH₂OH 60

होमोलोगस शृङ्खलाका सदस्यका विशेषता:

  1. सबैको सामान्य सूत्र एउटै हुन्छ (अल्केनको CₙH₂ₙ₊₂, अल्कोहलको CₙH₂ₙ₊₁OH)।
  2. छेउछाउका सदस्य CH₂ ले र आणविक भारमा 14 ले फरक हुन्छन्।
  3. सबैमा एउटै फङ्सनल ग्रुप (तलको खण्डमा) हुने भएकाले तिनका रासायनिक गुण मिल्दाजुल्दा हुन्छन्। तिनलाई मिल्दाजुल्दा विधिबाट बनाउन पनि सकिन्छ।
  4. तिनका भौतिक गुण क्रमशः बदलिँदै जान्छन्: अणु जति ठुलो भयो, उम्लने विन्दु त्यति नै उच्च हुन्छ।
अल्केन उम्लने विन्दु कोठाको तापक्रममा
मिथेन, CH₄ −162 °C ग्यास
इथेन, C₂H₆ −89 °C ग्यास
प्रोपेन, C₃H₈ −42 °C ग्यास
ब्युटेन, C₄H₁₀ −0.5 °C ग्यास
पेन्टेन, C₅H₁₂ 36 °C तरल
अक्टेन, C₈H₁₈ 126 °C तरल (पेट्रोलमा)

अल्काइल रेडिकल

अल्केनबाट एउटा हाइड्रोजन परमाणु हटाएपछि बाँकी भागमा एउटा खाली बन्ड रहन्छ। यो बन्ड अरू कुनै परमाणु वा समूहसँग जोडिन तयार हुन्छ। परमाणुको यस्तो समूहलाई अल्काइल रेडिकल (वा अल्काइल समूह) भनिन्छ। यसको सामान्य सूत्र यस्तो छ:

CnH2n+1– \text{C}_n\text{H}_{2n+1}\text{–}

अल्केन अल्काइल रेडिकल नाम
मिथेन, CH₄ CH₃– मिथाइल
इथेन, C₂H₆ C₂H₅– (CH₃CH₂–) इथाइल
प्रोपेन, C₃H₈ C₃H₇– प्रोपाइल

नाममा अल्केनको -ane को सट्टा -yl राखिन्छ (मिथेन → मिथाइल)। खाली बन्डलाई ड्यासले जनाइन्छ: CH₃–। कहिलेकाहीँ यसको जोडा नभएको इलेक्ट्रोनलाई थोप्लोले पनि जनाइन्छ: CH₃•। मिथाइल समूहमा –OH जोडिएपछि मिथाइल अल्कोहल, CH₃OH बन्छ।

फङ्सनल ग्रुप

CH₃OH, CH₃Cl र CH₃COOH तीनैमा मिथाइल समूह उही छ। यिनको व्यवहार एकदमै फरक हुनुको कारण मिथाइलसँग जोडिएको समूह हो। प्राङ्गारिक यौगिकको कुनै परिवारको संरचना र रासायनिक गुण निर्धारण गर्ने परमाणु वा परमाणुको समूहलाई फङ्सनल ग्रुप भनिन्छ। अल्काइल समूह फरक फरक फङ्सनल ग्रुपसँग जोडिएर प्राङ्गारिक यौगिकका विभिन्न परिवार बन्छन्।

फङ्सनल ग्रुप परिवार नामको अन्त्य उदाहरण
–OH (हाइड्रोक्सिल) अल्कोहल -ol CH₃OH, मिथानोल
–CHO (एल्डिहाइड) एल्डिहाइड -al HCHO, मिथानल (फर्माल्डिहाइड)
–COOH (कार्बोक्सिल) कार्बोक्सिलिक अम्ल -oic acid CH₃COOH, इथानोइक अम्ल (एसिटिक अम्ल, सिर्कामा)
–O– (इथर) इथर ether CH₃–O–CH₃, डाइमिथाइल इथर
C=C अल्किन -ene CH₂=CH₂, इथिन
C≡C अल्काइन -yne CH≡CH, इथाइन

सिर्कामा करिब 5% इथानोइक अम्ल, CH₃COOH हुन्छ। यसको फङ्सनल ग्रुप कुन हो?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

हाइड्रोकार्बनको नामकरण

इथिनलाई पुराना किताबमा इथिलिन भनिन्छ भने अझ पुराना किताबमा olefiant gas। इथाइनलाई एसिटिलिन र मिथानोललाई wood spirit पनि भनिन्छ। एउटै यौगिकका यति धेरै नाम भएकाले गल्ती हुन सजिलो हुन्छ। यसैले रसायनशास्त्रीहरूले IUPAC ले बनाएको एउटै पद्धति अपनाउने सहमति गरे। IUPAC को पूरा रूप International Union of Pure and Applied Chemistry हो। यस पद्धतिमा हरेक यौगिकको संसारभरि उही, एउटा मात्र नाम हुन्छ। नाम हेरेरै यौगिकको संरचना थाहा हुन्छ।

सिधा चेन भएको हाइड्रोकार्बनको नाम यसरी राखिन्छ:

  1. चेनमा भएका कार्बन परमाणु गनेर वर्डरुट पत्ता लगाउनुपर्छ:
कार्बन परमाणु वर्डरुट कार्बन परमाणु वर्डरुट
1 meth- 6 hex-
2 eth- 7 hept-
3 prop- 8 oct-
4 but- 9 non-
5 pent- 10 dec-
  1. त्यसपछि कार्बन परमाणुहरूबिचको बन्डअनुसार अन्त्यमा प्रत्यय थप्नुपर्छ: एकल बन्ड मात्र भए -ane, डबल बन्ड भए -ene र ट्रिपल बन्ड भए -yne।

केही महत्त्वपूर्ण हाइड्रोकार्बन

मिथेन, CH₄

धापिलो ठाउँ र धानखेतको हिलोमा मरेका बोटबिरुवा हावाविना कुहिन्छन्। त्यहाँबाट मिथेनका फोका निस्कने भएकाले यसलाई मार्स ग्यास पनि भनिन्छ। मिथेन पेट्रोलियमका भण्डारमाथि पाइन्छ। प्राकृतिक ग्यासको धेरैजसो भाग पनि मिथेन नै हो। गोबर ग्यास (बायो ग्यास) तथा ढलको ग्यासमा पनि मिथेन हुन्छ। यो रङहीन, गन्धहीन र स्वादहीन ग्यास हो। मिथेन पानीमा घुल्दैन, तर इथर, अल्कोहल आदि प्राङ्गारिक घोलकमा घुल्छ।

मिथेनका उपयोगिता:

  1. इन्धनका रूपमा: घरमा खाना पकाउन गोबर ग्यास र उद्योग तथा विद्युत्गृहमा प्राकृतिक ग्यास।
  2. कार्बन ब्ल्याक (मसिनो कालो धुलो) बनाउन। छाप्ने मसी, जुत्ताको पालिस, रङ र गाडीका टायरमा कार्बन ब्ल्याक प्रयोग हुन्छ।
  3. क्लोरोफर्म, कार्बन टेट्राक्लोराइड, मिथाइल अल्कोहल र फर्माल्डिहाइड बनाउन।
  4. उद्योगमा हाइड्रोजन ग्यास बनाउन (संसारको धेरैजसो हाइड्रोजन मिथेन र बाफबाट बनाइन्छ)।

मिथेन सफा निलो ज्वाला दिएर बल्छ:

CH4+2O2→CO2+2H2O+ताप \text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} + \text{ताप}

सल ओढेकी एक नेपाली महिला मुस्कुराउँदै आफ्नो आँगनमा जमिनबाट निस्केको ग्यास पाइपको धारा खोल्दै
चित्र 18.5 नेपालको एउटा घरमा गोबर ग्यास प्लान्टको भल्भ खोल्दै एक महिला। गोबर कुहिने ट्याङ्की जमिनमुनि पुरिएको छ र पाइपबाट त्यसको ग्यास भान्साको चुलोसम्म पुग्छ। फोटो: SuSanA Secretariat, CC BY 2.0

इथेन, C₂H₆

इथेन एकल बन्डले जोडिएका दुईओटा कार्बन परमाणु भएको सन्तृप्त हाइड्रोकार्बन हो। यो मिथेनसँगै प्राकृतिक ग्यास, कोल ग्यास र पेट्रोलियमका खानीमा पाइन्छ। मिथेनजस्तै इथेन पनि रङहीन, गन्धहीन र स्वादहीन हुन्छ। यो पानीमा घुल्दैन तर इथर, अल्कोहल आदि प्राङ्गारिक घोलकमा घुल्छ।

इथेनका उपयोगिता:

  1. बलेर ताप दिने भएकाले इन्धनका रूपमा।
  2. इथाइल क्लोराइड र नाइट्रोइथेनजस्ता अरू कार्बन यौगिक बनाउन। आज इथेनको सबैभन्दा ठुलो प्रयोग इथिन बनाउनमा हुन्छ। इथिन पोलिथिनको कच्चा पदार्थ हो।

प्रोपेन, C₃H₈

प्रोपेन तीनओटा कार्बन परमाणु भएको सन्तृप्त हाइड्रोकार्बन हो। यो प्राकृतिक ग्यास र पेट्रोलियमका खानीमा पाइन्छ। रङहीन र गन्धहीन यो ग्यास पानीमा घुल्दैन तर प्राङ्गारिक घोलकमा घुल्छ।

प्रोपेनका उपयोगिता:

  1. सजिलै बल्ने र धेरै ताप दिने भएकाले इन्धनका रूपमा (LPG मा, तल हेर्नुहोस्)।
  2. अरू कार्बन यौगिक बनाउन।
  3. पेट्रोलियम उद्योगमा चिस्याउन कुलेन्टका रूपमा। केही आधुनिक एयर कन्डिसनर र फ्रिजमा पनि यो “R-290” नामले प्रयोग हुन्छ।

ब्युटेन, C₄H₁₀

ब्युटेन चारओटा कार्बन परमाणु भएको सन्तृप्त हाइड्रोकार्बन हो। यो प्राकृतिक ग्यास र पेट्रोलियमका खानीमा पाइन्छ। रङहीन र गन्धहीन यो ग्यास पानीमा घुल्दैन तर प्राङ्गारिक घोलकमा घुल्छ।

ब्युटेनका उपयोगिता:

  1. सिन्थेटिक रबर बनाउने कच्चा पदार्थका रूपमा।
  2. LPG (लिक्विफाइड पेट्रोलियम ग्यास) मा इन्धनका रूपमा। ब्युटेनको उम्लने विन्दु करिब 0 °C भएकाले चाप दिँदा यो सजिलै तरल बन्छ र सिलिन्डरमा धेरै ग्यास अटाउँछ।

LPG ब्युटेन र प्रोपेनको मिश्रण हो। नेपाल र भारतजस्ता तातो देशमा बेचिने LPG मा धेरैजसो ब्युटेन हुन्छ। (कोठाको तापक्रममा चाप दिएर मात्र मिथेन तरल नबन्ने भएकाले प्राकृतिक ग्यासलाई LPG सिलिन्डरमा होइन, खाँदिएको ग्यास, CNG का रूपमा बेचिन्छ।)

इथाइन (एसिटिलिन), C₂H₂

इथाइन अभ्यासका प्रश्नमा पनि आउँछ। यो क्याल्सियम कार्बाइडमा पानी हालेर बनाइन्छ। पहिले खानीका कामदारहरू “कार्बाइड बत्ती” बोक्थे। त्यस्तो बत्तीमा क्याल्सियम कार्बाइडमाथि पानी थोपा थोपा खसेर इथाइन बन्थ्यो र त्यो उज्यालो ज्वाला दिएर बल्थ्यो। शुद्ध अक्सिजनसँग बाल्दा इथाइनले करिब 3,100 °C को ज्वाला दिन्छ। यो संसारकै सबैभन्दा तातो ज्वालामध्ये एउटा हो। यसको तापले स्टिलसमेत काट्न र जोड्न सकिन्छ (अक्सि-एसिटिलिन वेल्डिङ)।

CaC2+2H2O→C2H2+Ca(OH)2 \text{CaC}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_2 + \text{Ca(OH)}_2

अल्कोहल

अल्केनका एक वा एकभन्दा बढी हाइड्रोजन परमाणुलाई –OH समूहले प्रतिस्थापन गर्दा बन्ने यौगिकलाई अल्कोहल भनिन्छ। –OH समूहलाई हाइड्रोक्सिल समूह भनिन्छ र यही अल्कोहलको फङ्सनल ग्रुप हो। एउटा –OH भएका अल्कोहलको सामान्य सूत्र यस्तो छ:

CnH2n+1OH \text{C}_n\text{H}_{2n+1}\text{OH}

–OH समूहको सङ्ख्याका आधारमा अल्कोहललाई यसरी छुट्याइन्छ:

  • मोनोहाइड्रिक अल्कोहल: एउटा –OH (मिथानोल, इथानोल)।
  • डाइहाइड्रिक अल्कोहल: दुईओटा –OH समूह (ग्लाइकोल)।
  • ट्राइहाइड्रिक अल्कोहल: तीनओटा –OH समूह (ग्लिसेरोल)।
मिथानोलमिथाइल अल्कोहल, CH₃OH · मोनोहाइड्रिकCHHHOHइथानोलइथाइल अल्कोहल, C₂H₅OH · मोनोहाइड्रिकCHHHCHHOHethane-1,2-diolग्लाइकोल, C₂H₄(OH)₂ · डाइहाइड्रिकCHHOHCHHOHpropane-1,2,3-triolग्लिसेरोल, C₃H₅(OH)₃ · ट्राइहाइड्रिकCHHOHCHOHCHHOH
चित्र 18.6 चारओटा अल्कोहल; तिनका हाइड्रोक्सिल समूह (–OH) रातो रङमा छन्। हरेक –OH ले अल्केनको एउटा हाइड्रोजनको ठाउँ लिन्छ। ग्लाइकोल र ग्लिसेरोलमा हरेक कार्बनमा एउटा एउटा –OH हुन्छ।

मिथाइल अल्कोहल (मिथानोल), CH₃OH

मिथाइल अल्कोहल एउटा मोनोहाइड्रिक अल्कोहल हो। यसको IUPAC नाम मिथानोल (methanol) हो। यसको आणविक सूत्र CH₃OH हो र संरचनात्मक सूत्र चित्र 18.6 मा कोरिएको छ।

मिथाइल अल्कोहलका उपयोगिता:

  1. मिथाइलेटेड स्पिरिट बनाउन। कसैले पिउन नसकोस् भनेर मिथानोल मिसाइएको इथानोललाई मिथाइलेटेड स्पिरिट भनिन्छ।
  2. रङ र भार्निस घोल्ने घोलकका रूपमा।
  3. परफ्युम, रङ, औषधी र सिन्थेटिक कपडा बनाउन।
  4. फर्माल्डिहाइड (मिथानल) बनाउन। फर्माल्डिहाइड प्लास्टिक बनाउन र फर्मालिनका रूपमा नमुना सुरक्षित राख्न प्रयोग हुन्छ।
  5. ड्राई क्लिनिङमा घोलकका रूपमा।

इथाइल अल्कोहल (इथानोल), C₂H₅OH

इथाइल अल्कोहल पनि मोनोहाइड्रिक अल्कोहल हो। यसको IUPAC नाम इथानोल (ethanol) र आणविक सूत्र C₂H₅OH हो (यसलाई CH₃CH₂OH पनि लेखिन्छ)।

इथानोल फर्मेन्टेसनबाट बनाइन्छ। यिस्ट एक किसिमको सानो ढुसी हो। हावा नभएको ठाउँमा यिस्टले चिनी खाएर त्यसलाई इथानोल र कार्बनडाइअक्साइडमा बदल्छ। जाँड र रक्सी यसरी नै बनाइन्छ। रक्सीलाई कडा बनाउन पछि त्यसको आसवन गरिन्छ।

C6H12O6→यिस्ट2C2H5OH+2CO2 \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 \xrightarrow{\text{यिस्ट}} 2\text{C}_2\text{H}_5\text{OH} + 2\text{CO}_2

इथाइल अल्कोहलका उपयोगिता:

  1. बियर, वाइन र ह्विस्कीजस्ता मादक पेय पदार्थमा।
  2. अस्पताल र स्वास्थ्यचौकीमा सिरिन्ज, सुई लगाउनुअघि छाला र घाउ निर्मलीकरण गर्न (कीटाणुरहित बनाउन)। ह्यान्ड स्यानिटाइजरमा 60–80% अल्कोहल हुन्छ। थोरै पानी मिसिएको अल्कोहल कीटाणुभित्र सजिलै छिर्ने भएकाले अचम्मलाग्दो गरी शुद्ध अल्कोहलभन्दा 70% को मिश्रणले नै राम्रोसँग कीटाणु मार्छ।
  3. प्रयोगशालामा जैविक नमुना (biological specimen) सुरक्षित राख्न।
  4. थर्मोमिटरमा (रातो रङका थर्मोमिटरमा)। इथानोल −114 °C मा मात्र जम्ने भएकाले पारा काम नलाग्ने चिसो ठाउँमा पनि यसले काम गर्छ।
  5. पोलिथिन, टेरिलिन, साबुन, रङ र डाइ बनाउन।
  6. प्राङ्गारिक घोलकका रूपमा; स्पिरिट बत्तीमा इन्धनका रूपमा (धेरै देशमा पेट्रोलमा मिसाएर गाडीमा पनि)।

ग्लाइकोल (ethane-1,2-diol)

ग्लाइकोल एउटा डाइहाइड्रिक अल्कोहल हो। यसमा इथेनका दुवै कार्बन परमाणुमा एउटा एउटा गरी दुईओटा –OH समूह हुन्छन्। सबैभन्दा चिनिने ग्लाइकोल इथिलिन ग्लाइकोल हो र यसको IUPAC नाम ethane-1,2-diol हो। नाममा भएको 1,2 ले –OH समूह कार्बन 1 र कार्बन 2 मा छन् भन्ने जनाउँछ। यसको सूत्र CH₂OH–CH₂OH वा C₂H₄(OH)₂ हो। विभिन्न किसिमका ग्लाइकोल उद्योग तथा खाद्य क्षेत्रमा प्रयोग गरिन्छन्, तर इथिलिन ग्लाइकोल भने विषालु हुन्छ। खानेकुरा र औषधीमा प्रयोग हुने ग्लाइकोल अर्कै हो: प्रोपिलिन ग्लाइकोल (propane-1,2-diol)। चिसो देशमा गाडीको रेडिएटरमा पानी जम्न नदिन हालिने एन्टिफ्रिज इथिलिन ग्लाइकोल नै हो। पोलिस्टर (टेरिलिन) कपडा र प्लास्टिकका बोतल बनाउने कच्चा पदार्थ पनि यही हो।

ग्लिसेरोल (propane-1,2,3-triol)

प्रोपेनका तीनओटै कार्बनबाट एउटा एउटा हाइड्रोजन परमाणु हटाएर त्यहाँ तीनओटा –OH समूह जोडेर बनेको यौगिकलाई ग्लिसेरोल भनिन्छ। ग्लिसिरिन पनि भनिने यो यौगिक एउटा ट्राइहाइड्रिक अल्कोहल हो। ग्लिसेरोल नाम ग्रिक भाषाको glykys (“गुलियो”) बाट आएको हो। रङहीन, गुलियो र बाक्लो (चिपचिपे) यो तरल पानी र अल्कोहलमा घुल्छ, तर इथरमा घुल्दैन। यसको IUPAC नाम propane-1,2,3-triol हो भने आणविक सूत्र C₃H₅(OH)₃।

ग्लिसेरोलका उपयोगिता:

  1. छालाको सुरक्षा गर्न। ग्लिसेरोलले चिस्यान तानेर समातिराख्ने भएकाले छाला सुक्खा भएर फुट्दैन (जाडोमा लगाउने क्रिममा र औषधी पसलमा पाइने सादा ग्लिसिरिनमा)।
  2. खानेकुरा गुलियो बनाउन।
  3. राम्रो गुणस्तरका साबुन, लोसन, कस्मेटिक र सेभिङ क्रिममा।
  4. सुर्तीलाई रसिलो राख्न; सुकेका फलफूल तथा खानेकुरा सुक्खा भएर बिग्रन नदिन।

जाडोमा रमाको हात फुट्छ। कुन यौगिकले मदत गर्छ?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

अभ्यास

1. सही विकल्प छनोट गर्नुहोस्

क. तलका मध्ये कुन चाहिँ हाइड्रोकार्बन अल्केन समूहअन्तर्गत पर्छ?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

ख. तलका मध्ये कुन चाहिँ ग्लिसेरोलको आणविक सूत्र हो?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

ग. तलका मध्ये कुन चाहिँ पेय पदार्थका रूपमा प्रयोग गरिने अल्कोहलको IUPAC नाम हो?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

घ. शरीरका ओठ, गालालगायत विभिन्न भागको छालालाई सुक्खा भएर फुट्नबाट जोगाउन केको प्रयोग गरिन्छ?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

ङ. तलका मध्ये कुन हाइड्रोकार्बनबाट ग्लिसेरोल बनाइन्छ?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

2. फरक लेख्नुहोस्

क.

सन्तृप्त र असन्तृप्त हाइड्रोकार्बन

उत्तर
ख.

अल्केन र अल्किन

उत्तर
ग.

मोनोहाइड्रिक अल्कोहल र डाइहाइड्रिक अल्कोहल

उत्तर

3. कारण लेख्नुहोस्

क.

इथेनलाई सन्तृप्त हाइड्रोकार्बन भनिन्छ।

उत्तर
ख.

ग्लिसेरोललाई ट्राइहाइड्रिक अल्कोहल भनिन्छ।

उत्तर

4. तलका प्रश्नको उत्तर लेख्नुहोस्

क.

हाइड्रोकार्बन केलाई भनिन्छ? यसका कुनै चारओटा उदाहरण उल्लेख गर्नुहोस्।

उत्तर
ख.

सन्तृप्त हाइड्रोकार्बन भनेको के हो? उदाहरणसहित लेख्नुहोस्।

उत्तर
ग.

मिथेन ग्यासको परिचय दिई यसका कुनै दुईओटा उपयोगिता लेख्नुहोस्।

उत्तर
घ.

अल्कोहल भनेको के हो? हाइड्रोक्सिल समूहका आधारमा यसका प्रकार उदाहरणसहित उल्लेख गरी तिनको आणविक र संरचनात्मक सूत्र लेख्नुहोस्।

उत्तर
ङ.

तलका यौगिकको आणविक, कन्डेन्सड र संरचनात्मक सूत्र लेख्नुहोस्: इथिलिन, प्रोपिन, एसिटिलिन, इथाइल अल्कोहल, ग्लिसेरोल।

उत्तर
च.

निम्नलिखित कार्यमा उपयोग गरिने अल्कोहलको नाम लेख्नुहोस्:

  • i.फर्माल्डिहाइड बनाउन
  • ii.थर्मोमिटरमा राख्न
  • iii.एन्टिसेप्टिकका रूपमा
  • iv.मादक पेय पदार्थ बनाउन
उत्तर
छ.

इथिलिनको संरचनात्मक सूत्र लेख्नुहोस्। यसमा हाइड्रोजन र कार्बनबिच कस्तो प्रकारको बन्ड हुन्छ? यसमा कार्बन कार्बनबिचको बन्ड किन कमजोर हुन्छ?

उत्तर
ज.

दिइएको संरचनात्मक सूत्र अध्ययन गरी निम्नलिखित प्रश्नको उत्तर दिनुहोस्।

CHHHCHHH
चित्र 18.7 प्रश्न ज का लागि संरचनात्मक सूत्र।
  • i.यो यौगिकको नाम के हो, लेख्नुहोस्।
  • ii.के यो सन्तृप्त हाइड्रोकार्बन हो? कारणसहित उल्लेख गर्नुहोस्।
  • iii.उक्त सूत्रमा कुनै एउटा H को सट्टा –OH भएको भए कुन यौगिक बन्थ्यो, उल्लेख गर्नुहोस्।
उत्तर
झ.

मिथेन ग्यासका कुनै तीनओटा उपयोगिता लेख्नुहोस्।

उत्तर
ञ.

इथेन र प्रोपेनका महत्त्वपूर्ण उपयोगिता लेख्नुहोस्।

उत्तर
ट.

तलका शब्दावलीको परिभाषा लेख्नुहोस्:

  • i.सन्तृप्त हाइड्रोकार्बन
  • ii.असन्तृप्त हाइड्रोकार्बन
  • iii.अल्केन
  • iv.अल्किन
  • v.अल्काइन
  • vi.फङ्सनल ग्रुप
  • vii.होमोलोगस शृङ्खला
उत्तर
ठ.

तल दिइएका यौगिकको अणुसूत्र (आणविक सूत्र) लेख्नुहोस्: ग्लिसेरोल, मिथेन, इथानोल, ब्युटेन, प्रोपेन, एसिटिलिन, इथिन, इथेन, प्रोपाइन, मिथाइल अल्कोहल।

उत्तर
ड.

स्पिरिट बत्ती (स्पिरिट ल्याम्प) मा प्रयोग हुने अल्कोहलको नाम र संरचनात्मक सूत्र लेख्नुहोस्।

उत्तर
ढ.

कुन प्रकारको हाइड्रोकार्बनलाई प्याराफिन भनिन्छ?

उत्तर
ण.

प्रोपेन अणुका तीनओटा कार्बनबाट तीनओटा हाइड्रोजन हटाई तीनओटा हाइड्रोक्सिल (–OH) समूह जोडेर बनेको यौगिकको साधारण नाम र IUPAC नाम लेख्नुहोस्। उक्त यौगिकको संरचनात्मक सूत्र र कुनै तीनओटा उपयोगिता लेख्नुहोस्।

उत्तर
त.

रमाको हातखुट्टा र मुखको छाला सुक्खा भएर फुट्ने गरेको छ। उनको छालासम्बन्धी उक्त समस्या समाधान गर्न कुन रासायनिक यौगिक प्रयोग गर्नुपर्ला? साथै उक्त यौगिकको IUPAC नाम र संरचनात्मक सूत्र लेख्नुहोस्।

उत्तर

यो पाठ्यपुस्तकको सहायक सामग्री हो, पाठ्यपुस्तकको सट्टा होइन। विद्यालयमा पढाइने पुस्तक नै पढ्नुहोस् र कुनै कुरा फरक परे शिक्षकको कुरा मान्नुहोस्। गल्ती भेटे हामीलाई भन्नुहोस्।