चरण 1: प्रश्न को समझना:
प्रश्न यूरिया के 5.4 ग्राम नमूने में हाइड्रोजन परमाणुओं की कुल संख्या पूछता है।
चरण 2: मुख्य सूत्र या दृष्टिकोण:
1. प्रति अणु H परमाणुओं की संख्या निर्धारित करने के लिए यूरिया का रासायनिक सूत्र ज्ञात करें।
2. दिए गए द्रव्यमान में यूरिया के मोलों की संख्या की गणना करें।
3. एवोगैड्रो संख्या का उपयोग करके यूरिया के कुल अणुओं की संख्या की गणना करें।
4. अणुओं की संख्या को प्रति अणु H परमाणुओं की संख्या से गुणा करें।
परमाणुओं की संख्या = (द्रव्यमान मोलर द्रव्यमान) \(\times\) N\(_A\) \(\times\) परमाणुकता
चरण 3: विस्तृत गणना:
1. यूरिया में हाइड्रोजन का सूत्र और परमाणुकता:
यूरिया का रासायनिक सूत्र (NH\(_2\))\(_{2}\)CO है।
यूरिया के एक अणु में 2 नाइट्रोजन परमाणु, 2\(\times\)2 = 4 हाइड्रोजन परमाणु, 1 कार्बन परमाणु और 1 ऑक्सीजन परमाणु होते हैं।
अतः, यूरिया के प्रति अणु में हाइड्रोजन परमाणुओं की संख्या 4 है।
2. यूरिया के मोल:
यूरिया का दिया गया द्रव्यमान = 5.4 g
यूरिया का मोलर द्रव्यमान = 60 g mol\(^{-1}\)
\[ \text{यूरिया के मोल} = \frac{\text{दिया गया द्रव्यमान}}{\text{मोलर द्रव्यमान}} = \frac{5.4 \text{ g}}{60 \text{ g mol}^{-1}} = 0.09 \text{ mol} \]
3. यूरिया के अणुओं की संख्या:
\[ \text{अणुओं की संख्या} = \text{मोल} \times N_A = 0.09 \text{ mol} \times 6.022 \times 10^{23} \text{ अणु mol}^{-1} \]
\[ \text{अणुओं की संख्या} = 0.54198 \times 10^{23} \text{ अणु} \]
4. हाइड्रोजन परमाणुओं की संख्या:
\[ \text{H परमाणुओं की संख्या} = (\text{यूरिया के अणुओं की संख्या}) \times (\text{प्रति अणु H परमाणुओं की संख्या}) \]
\[ \text{H परमाणुओं की संख्या} = (0.54198 \times 10^{23}) \times 4 \]
\[ \text{H परमाणुओं की संख्या} = 2.16792 \times 10^{23} \]
निकटन करने पर, हाइड्रोजन परमाणुओं की संख्या लगभग 2.168 \(\times\) 10\(^{23}\) है।
चरण 4: अंतिम उत्तर:
हाइड्रोजन परमाणुओं की परिकलित संख्या 2.168 \(\times\) 10\(^{23}\) है, जो विकल्प (A) से मेल खाती है।