১. উদ্দীপকটি পড়ে প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও।
A-এর সুক্রোজ দ্রবণকে প্রথমে ইনভারটেজে আর্দ্রবিশ্লেষণ করা হয়: $\mathrm{C_{12}H_{22}O_{11}+H_2O\rightarrow C_6H_{12}O_6+C_6H_{12}O_6}$। উৎপাদ গ্লুকোজ ও ফ্রুক্টোজ। ইস্টের এনজাইমে প্রতি হেক্সোজ $\mathrm{C_6H_{12}O_6\rightarrow2C_2H_5OH+2CO_2}$।
পরে উপযুক্ত লঘু ইথানল দ্রবণে Acetobacter ব্যাকটেরিয়া ও বায়ুর অক্সিজেনের সাহায্যে $\mathrm{C_2H_5OH+O_2\rightarrow CH_3COOH+H_2O}$। এভাবে খাদ্যোপযোগী নিয়ন্ত্রিত অ্যাসিটিক এসিড দ্রবণ প্রস্তুত হয়। Acetobacter ব্যাকটেরিয়া, নিজে একটি এনজাইমের নাম নয়।
A-এর ঘন চিনির দ্রবণ পানির সক্রিয়তা কমায় এবং অণুজীবের ওপর অভিস্রবণজনিত চাপ সৃষ্টি করে; জ্যাম-জেলিতে এটি গুরুত্বপূর্ণ। লঘু চিনির দ্রবণ একই সুরক্ষা দেয় না; চিনি-সহিষ্ণু অণুজীবও থাকতে পারে।
B-এর অ্যাসিটিক এসিড খাদ্যের pH কমিয়ে অনেক অণুজীবের বৃদ্ধি বাধা দেয়; আচার প্রস্তুতে উপযোগী। এটি খাবারের তাপমাত্রা নিজে নিরাপদ স্তরে রাখে না, অক্সিজেন সম্পূর্ণ দূর করে না, আর সব জীবাণু মেরে পুষ্টিমান চিরকাল অক্ষুণ্ণ রাখে না। উভয় পদ্ধতিতে উপযুক্ত ঘনমাত্রা, প্রক্রিয়া, পরিচ্ছন্নতা ও সংরক্ষণশর্ত প্রয়োজন; প্রধান প্রক্রিয়া যথাক্রমে পানির সক্রিয়তা হ্রাস ও অম্লীয়করণ।
২. উদ্দীপকটি পড়ে প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও।
| মৌল | যোজ্যতা স্তরের ইলেকট্রন বিন্যাস |
|---|---|
| A | 3s¹ |
| B | 3s² |
| C | 3s²3p¹ |
[$A, B$ ও $C$ কোনো মৌলের প্রচলিত প্রতীক নয়।]
B=[Ne]3s² হলো Mg এবং C=[Ne]3s²3p¹ হলো Al। একই পর্যায়ে সাধারণত প্রথম আয়নীকরণ শক্তি বাড়লেও Al থেকে অপসারিত 3p ইলেকট্রন Mg-এর 3s ইলেকট্রনের চেয়ে উচ্চ শক্তির ও বেশি আড়ালপ্রাপ্ত। তাই Al থেকে সেটি সরানো সহজ। পূর্ণ 3s² উপস্তরের স্থায়িত্বও Mg-এর তুলনামূলক বেশি মানের সঙ্গে সম্পর্কিত।
ফলে Mg-এর প্রায় 737.7kJmol⁻¹, Al-এর প্রায় 577.6kJmol⁻¹; Mg>Al। শুধু পারমাণবিক সংখ্যা বৃদ্ধি দেখে এই ব্যতিক্রম বোঝা যায় না।
উদ্দীপকের তথ্যমতে, $A$ ও $C$ মৌল দুটি $Na(11)$ ও $Al(13)$ এবং এদের অক্সাইড $\mathrm{Na}_2 \mathrm{O}$ ও $\mathrm{Al}_2 \mathrm{O}_3$ । অক্সাইড দুটির প্রকৃতি ভিন্ন। নিচে তা বিশ্লেষণ করা হলো-
$\mathrm{Na}_2 \mathrm{O}$ এর প্রকৃতি : $\mathrm{Na}_2 \mathrm{O}$ ক্ষারধর্মী অক্সাইড। কেননা এটি পানির সাথে বিক্রিয়া করে $NaOH$ উৎপন্ন করে, যা তীব্র ক্ষার।
$\mathrm{Na}_2 \mathrm{O}(\mathrm{~s})+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{l}) \longrightarrow 2\mathrm{NaOH}(\mathrm{aq}) \Rightarrow 2 \mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{OH}^{-}(\mathrm{aq})$
$\mathrm{Na}_2 \mathrm{O}$ অম্লের অম্লত্বকে বিনষ্ট করে লবণ ও পানি উৎপন্ন করে থাকে।
$\mathrm{Na}_2 \mathrm{O}(\mathrm{~s})+2 \mathrm{HCl}(\mathrm{aq}) \longrightarrow 2\mathrm{NaCl}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{l})$
$\mathrm{Al}_2 \mathrm{O}_3$ এর প্রকৃতি : ধাতুর যেসব অক্সাইড পৃথক পৃথকভাবে এসিড ও ক্ষারকের সাথে বিক্রিয়া করে প্রতিক্ষেত্রে লবণ ও পানি উৎপন্ন করে তাদেরকে উভধর্মী অক্সাইড বলে।
$\mathrm{Al}_2 \mathrm{O}_3$ একটি উভধর্মী অক্সাইড। কারণ এটি ক্ষারকরূপে $HCl$ এসিডের সাথে এবং এসিডরূপে গাঢ় $NaOH$ এর সাথে বিক্রিয়া করে।
ক্ষারকরূপে $\mathrm{Al_2O_3+6HCl\rightarrow2AlCl_3+3H_2O}$; এসিডরূপে $\mathrm{Al_2O_3+2NaOH\rightarrow2NaAlO_2+H_2O}$। উভয় লাইনে এসিড/ক্ষার/লবণ পরিচয় লেখা।
সুতরাং দেখা যাচ্ছে, $\mathrm{Na}_2 \mathrm{O}$ এর প্রকৃতি ক্ষারীয় এবং $\mathrm{Al}_2 \mathrm{O}_3$ এর প্রকৃতি উভধর্মী। অর্থাৎ অক্সাইড দুটির প্রকৃতি ভিন্ন।
৩. উদ্দীপকটি পড়ে প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও।
| পর্যায় / গ্রুপ | 13 | 15 | 16 | 17 |
|---|---|---|---|---|
| 2 | Q | R | ||
| 3 | P | Z |
$[P, Q, R$ ও $Z$ প্রচলিত অর্থে কোনো মৌলের প্রতীক নয়।$]$
রক্তে বাইকার্বনেট/কার্বনিক-এসিড-CO₂ ব্যবস্থা, হিমোগ্লোবিন ও অন্যান্য প্রোটিনসহ একাধিক বাফার কাজ করে। উদাহরণস্বরূপ $\mathrm{H^++HCO_3^-\rightleftharpoons H_2CO_3\rightleftharpoons CO_2+H_2O}$; অতিরিক্ত ক্ষারে কার্বনিক এসিড প্রোটন দান করে।
এই রাসায়নিক বাফারের সঙ্গে ফুসফুস ও বৃক্কের নিয়ন্ত্রণ মিলিয়ে রক্তের pH সাধারণত সংকীর্ণ সীমায় রাখা হয়। বাফার ক্ষমতা সীমিত, তাই যেকোনো পরিমাণ অম্ল/ক্ষার যোগেও pH হুবহু স্থির—এ অর্থ নয়। উৎসের H₃CO₃ টাইপোর বদলে H₂CO₃ প্রযোজ্য।
R=O, Q=N। এখানে ইলেকট্রন গ্রহণের এনথালপি-পরিবর্তনের চিহ্নরীতি ব্যবহার করি। গ্যাসীয় O-তে প্রথম ইলেকট্রন যোগে শক্তি নির্গত হয়, তাই ΔH ঋণাত্মক। N-এর 2p³অর্ধপূর্ণ বিন্যাসে নতুন ইলেকট্রন জোড় করতে বিকর্ষণ বাড়ে; প্রথম গ্রহণ তুলনামূলক প্রতিকূল এবংএনথালপি সামান্যধনাত্মক।
অক্সিজেনের 2p⁴ বিন্যাস কেবল অর্ধপূর্ণ নয় বলে তাকে“স্থিতিশীলনয়”বলা উচিতনয়—এটি তার ভূমিস্তরের স্থিতিশীল বিন্যাস। শক্তি-নির্গমনেরধনাত্মকপরিমাণদিয়ে ইলেকট্রন আসক্তি সংজ্ঞা দিলে চিহ্নরীতিআলাদাহবে।
৪. উদ্দীপকটি পড়ে প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও।
| মৌল | পর্যায় | বিন্যাস |
|---|---|---|
| W | 1 | ns¹ |
| Y | 2 | ns²np⁴ |
| Z(আকৃতিতে 7 সদৃশ) | 3 | ns²np³ |
[W.Y ও Z. প্রচলিত অর্থে কোনো মৌলের প্রতীক নয়।]
Z=P। প্রচলিত Lewis চিত্রে PCl₅-এ কেন্দ্রীয় P-এর চারপাশে পাঁচ বন্ধন জোড়, অর্থাৎ 10 ইলেকট্রনগণনা হয়; একে অষ্টক সম্প্রসারিত বা hypervalent বলাহয়। গ্যাসীয়একক PCl₅ ত্রিকোণীয়দ্বিপিরামিডীয়; কঠিন রূপে আয়নিক গঠন ও সম্ভব।
এটি গঠনের জন্য প্রথমে 3s ইলেকট্রন 3d-তে ওঠা অপরিহার্য—উৎসেরএইসরলকল্পনাআধুনিক বন্ধনব্যাখ্যানয়। বহুকেন্দ্রিক ও মেরুকৃত বন্ধনেরবর্ণনায় d অরবিটালের বড় অংশগ্রহণ ছাড়াও স্থায়িত্ব বোঝানো যায়।
W=H, Y=O; H₂O প্রোটনগ্রহণে H₃O⁺ হয়। H₂O-তেদুই বন্ধন-অঞ্চলওদুই নিঃসঙ্গ জোড়, তাইবাঁকানোআকৃতিও প্রায় 104.5°কোণ। H₃O⁺-তেতিন বন্ধন-অঞ্চলওএক নিঃসঙ্গ জোড়, তাইত্রিকোণীয়পিরামিডীয়আকৃতি।
ইলেকট্রনজোড়ের বিন্যাসও বন্ধনবদলানোরফলেকোণওবদলায়; কিন্তু“sp³+এক নিঃসঙ্গ জোড়হলেই 107°”—এমনকঠোরনিয়মনেই। H₃O⁺-এরকোণকে NH₃-এর 107°দিয়েযান্ত্রিকভাবেপ্রতিস্থাপনকরা যায় না; নির্দিষ্ট পরিবেশের আয়ন গঠন প্রয়োজন।
৫. উদ্দীপকটি পড়ে প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও।
Na গ্রুপ-1 এর মৌল এবং এটি পানির সাথে বিক্রিয়া করে তীব্র ক্ষারীয় NaOH যৌগ উৎপন্ন করে।
$\mathrm{2Na+2H_2O\rightarrow2NaOH+H_2}$; NaOH-এর নিচে তীব্র ক্ষার লেখা।
আবার NaOH অম্লের অম্লত্বকে বিনষ্ট করতে পারে এবং বিক্রিয়ায় লবণ ও পানি উৎপন্ন করে।
$\mathrm{NaOH+HCl\rightarrow NaCl+H_2O}$; নিচে যথাক্রমে ক্ষার, অম্ল, লবণ, পানি।
তাই সোডিয়াম মৌলকে ক্ষার ধাতু বলা হয়।
চিত্রের বাইরের স্তর চতুর্থ শক্তিস্তর, $n=4$। এখানে $l=0,1,2,3$; প্রতিটি উপস্তরে $m_l=-l,\ldots,+l$ এবং প্রতি অরবিটালে $m_s=\pm1/2$-এর সর্বোচ্চ দুই ইলেকট্রন থাকে।
| উপস্তর | l | অরবিটাল সংখ্যা 2l+1 | সর্বোচ্চ ইলেকট্রন |
|---|---|---|---|
| 4s | 0 | 1 | 2 |
| 4p | 1 | 3 | 6 |
| 4d | 2 | 5 | 10 |
| 4f | 3 | 7 | 14 |
মোট অরবিটাল 16 এবং ধারণক্ষমতা 32। এটি স্তরের সর্বোচ্চ ধারণক্ষমতা, কোনো নির্দিষ্ট পরমাণুতে ঐ স্তরের বাস্তব ইলেকট্রন সংখ্যা নয়।
নিরপেক্ষ K-এর ভূমিস্তর বিন্যাস $1s^22s^22p^63s^23p^64s^1$। ক্রমানুসারে 11 তম ইলেকট্রন 3s-এ এবং 19 তম 4s-এ যায়। $3s$-এর $n+l=3$, $4s$-এর 4, $3d$-এর 5; প্রচলিত আউফবাউ পূরণক্রমে 3s আগে এবং 4s, 3d-এর আগে পূর্ণ হয়। আয়ন বা অন্য পরমাণুতে শক্তিক্রম অপরিবর্তনীয়—এ দাবি নয়।
প্রথম 3s ইলেকট্রনের সম্ভাব্য কোয়ান্টাম সংখ্যা $(3,0,0,+1/2)$ এবং 4s ইলেকট্রনের $(4,0,0,+1/2)$। স্পিনের চিহ্ন নির্বাচন প্রচলিত দিকনির্দেশ; n ভিন্ন হওয়ায় চার সংখ্যা এক নয়। তাই এই বিন্যাস পাউলির বর্জন নীতি ভঙ্গ করে না; প্রত্যেক একই অরবিটালের দুই ইলেকট্রনের স্পিন বিপরীত হতে হয়।
৬. উদ্দীপকটি পড়ে প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও।
পাত্র 1:25°C120 mL 0.5 MAB₂; পাত্র 2:25°C60 mL 0.01 MXY। কোনো সম্পৃক্ত লেবেল নেই।
$\mathrm{AY}_2$ এর $\mathrm{K}_{\mathrm{sp}}=8.32 \times 10^{-12}$
চিত্রে প্রথমপাত্রের AB₂ ঘনমাত্রা 0.5 M; উৎসেরউত্তরের 0.05 টাইপো। যদি দ্রবণটি বিশুদ্ধ পানিতে কঠিনেরসঙ্গে সম্পৃক্ত সাম্যেথাকে এবংপূর্ণ বিযোজনধরি, $K_{sp}=[\mathrm{A^{2+}}][\mathrm{B^-}]^2=s(2s)^2=4(0.5)^3=0.5\,\mathrm{M^3}$।
তবেচিত্রে“সম্পৃক্ত”লেখানেই। সাধারণ 0.5 M দ্রবণের ঘনমাত্রাকে মোলার দ্রাব্যতাধরা যায় না; তখন এটি কেবল আয়নিক গুণফল। তাই Ksp হিসেবেএইসংখ্যাটিশর্তাধীন।
মোট 180 mL; প্রাথমিক $[\mathrm{A^{2+}}]=(120/180)0.5=1/3\,\mathrm M$ ও $[\mathrm{Y^-}]=(60/180)0.01=1/300\,\mathrm M$। তাই $Q=(1/3)(1/300)^2=3.70370\times10^{-6}$, যা AY₂-এর প্রদত্ত Ksp 8.32×10⁻¹²অপেক্ষাবেশি।
পূর্ণ আয়নীকরণ, যোগযোগ্য আয়তনও অন্য সাম্যউপে ক্ষারমডেলে AY₂-এরঅধঃক্ষেপপড়বে। XB-এরআলাদাঅধঃক্ষেপপ্রশ্নে তথ্যনেই; তারসম্পর্কে অতিরিক্তনিশ্চিতদাবিদরকারনেই।
৭. উদ্দীপকটি পড়ে প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও।
বিভব শক্তি বনাম পরিবর্তিত অবস্থা; X₂D₄(g)বামেঊঁচুস্তর, বক্ররেখাআরওউঁচুশিখরপেরিয়েডানে 2XD₂(g)-এরনিচুস্তরে। সংখ্যামান/মৌলপরিচয়নেই।
298 K তাপমাত্রায় ও 1 atm চাপে $\mathrm{X}_2 \mathrm{D}_4(\mathrm{~g})$ এর বিয়োজনমাত্রা 20%।
আসল শক্তিচিত্রে উৎপাদ 2XD₂ বিক্রিয়ক X₂D₄ অপেক্ষানিচে; তাইএই প্রদত্তকাল্পনিক বিক্রিয়া সম্মুখ দিকে তাপোৎপাদী। অন্য শর্ত অপরিবর্তিত রেখে তাপমাত্রাকমালে উৎপাদের সাম্যপরিমাণবাড়ে, বাড়ালেকমে।
স্থির তাপমাত্রায় আয়তন বাড়িয়ে চাপ কমালে 1 থেকে 2 মোলেরদিকে সাম্যসরে; XD₂ বাড়ে। আয়তন কমিয়ে চাপ বাড়ালে বিপরীত। এখানে X, D কোনো মৌলজোরকরেধরানেই; যদি বাস্তব নির্দিষ্ট বিক্রিয়া চিহ্নিতকরাহয়, তার সঠিক ΔH আলাদা যাচাই প্রয়োজন।
৮. উদ্দীপকটি পড়ে প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও।
প্রদত্ত pH-কে ঘনমাত্রা সন্নিকর্ষে ব্যবহার করি। A-তে HCl-এর H⁺ $=0.010\times10^{-2}=1.00\times10^{-4}\,\mathrm{mol}$। B-তে অ্যাসিটিক এসিডের প্রাথমিক মোল $=0.020\times0.002=4.00\times10^{-5}$। মোট আয়তন 0.030L।
C-তে pH 2.46 থেকে H⁺-এর মোল $=0.030\times10^{-2.46}=1.04021055\times10^{-4}$। HCl-এর অবদান বাদ দিলে দুর্বল অম্লের বিযোজিত মোল $=4.0210551\times10^{-6}$; তাই $\alpha=0.1005264$ বা 10.0526%।
এটি প্রদত্ত pH থেকে পাওয়া শর্তাধীন হিসাব; আয়তন যোগযোগ্য, HCl পূর্ণ আয়নিত ও জলের অবদান উপেক্ষিত ধরা হয়েছে। প্রদত্ত pH মাত্র দুই দশমিকে হওয়ায় পার্থক্য নিয়ে পাওয়া শতাংশকে অতিরিক্ত নির্ভুল বলা যায় না। এ তথ্য থেকে অনুমিত অ্যাসিটিক এসিডের ধ্রুবক সাধারণ প্রচলিত মানের সঙ্গে সঙ্গত নয়; তাই ফলকে প্রকৃত ধ্রুবক দিয়ে স্বাধীনভাবে যাচাইকৃত দাবি করা যাবে না।