আদমজী ক্যান্টনমেন্ট কলেজ, ঢাকা ২০২৪

এইচএসসি · রসায়ন ২য় পত্র

আদমজী ক্যান্টনমেন্ট কলেজ, ঢাকা ২০২৪

৮টি প্রশ্ন রয়েছে। নিচে কয়েকটি নমুনা দেখো; সব প্রশ্ন, উত্তর ও ব্যাখ্যা পেতে সাবস্ক্রাইব করো।

দুটি 25°C পাত্র একটি স্টপকক দিয়ে যুক্ত।

পাত্র চাপের দৃশ্যমান মুদ্রণ আয়তনের দৃশ্যমান মুদ্রণ ভর
বাম,A 101.325×10⁵N/m² 200mL 3.27g
ডান,B 2atm 0.5mL 1.8g

উৎসেরসমাধানে A এরচাপ 1atm ও B এরআয়তন 0.5L ধরাহয়েছে;এগুলো চিত্রের সঙ্গে মেলে না।

১. মোলার গ্যাস ধ্রুবক কী?
ভ্যান্ডারওয়ালস্ ধ্রুবক 'a' এর তাৎপর্য লিখ।
উদ্দীপক মতে A ও B গ্যাস মিশ্রনের মোট চাপ নির্ণয় কর।
উদ্দীপক মতে A ও B গ্যাস দুইটির মধ্যে কোনটির ব্যাপনের হার অধিক? গাণিতিক বিশ্লেষণ দেখাও।
সমাধান ও উত্তর
(ক)
মোলার গ্যাস ধ্রুবক R আদর্শ গ্যাস সমীকরণ $PV=nRT$-এর সর্বজনীন ধ্রুবক; $R=8.31446\,\mathrm{J\,mol^{-1}K^{-1}}$। এক মোল আদর্শ গ্যাসের স্থিরচাপ 1K উষ্ণায়নে প্রসারণকাজের পরিমাণ R জুল হলেও সেটিই সব প্রক্রিয়ার মোট তাপ বা কাজ নয়।
(খ)
ভ্যানডারওয়ালস সমীকরণে $a$আন্তঃআণবিক আকর্ষণজনিত চাপ-সংশোধনের ধ্রুবক। অন্য বিষয় তুলনীয় হলে a বেশি মানে আকর্ষণ বেশি; সাধারণত তরলীকরণ সহজ হওয়ার প্রবণতা, কঠিন নয়। তবে শুধু a দিয়ে সব গ্যাসের নির্দিষ্ট অবস্থার বিচ্যুতি বা তরলীকরণচাপের সম্পূর্ণ ক্রম স্থির করা যায় না; b ও তাপমাত্রা প্রাসঙ্গিক।
(গ)

উৎসচিত্রে A এর চাপ “101.325×10⁵ N/m²” এবং B এর আয়তন “0.5 mL”; কিন্তু সমাধানে 1atm ও 0.5L ব্যবহৃত হয়েছে। আক্ষরিক চাপটি প্রায় 100atm; আয়তন 0.0005L। একই 25°C এ আদর্শ, অবিক্রিয় গ্যাসের মডেলে $P=(100\times0.200+2\times0.0005)/(0.2005)=99.756$ atm। এত উচ্চচাপে আদর্শতার অনুমানও দুর্বল।

যদি আসলে A এর চাপ 1.01325×10⁵Pa=1atm এবং B এর আয়তন 0.5L উদ্দেশ্য হয়, তবে $P=(1\times0.2+2\times0.5)/0.7=1.714$ atm। কোন মুদ্রণ সংশোধনটি মূল প্রশ্নের, তা নিশ্চিত না হওয়ায় দ্বিতীয়টিকে পুনরুদ্ধার করা নিশ্চিত উত্তর বলা হচ্ছে না।

(ঘ)

একই তাপমাত্রায় আদর্শ গ্যাস থেকে প্রাপ্ত মোলারভর ধরে সমতুল্য গ্রাহাম-তুলনায় $r_A/r_B=\sqrt{m_B P_A V_A/(m_A P_B V_B)}$।

উৎস-সমাধানের 1atm ও 0.5L ব্যাখ্যায় $r_A/r_B=\sqrt{1.8(1)(0.2)/[3.27(2)(0.5)]}=0.3318$; B দ্রুত। আক্ষরিক 100atm ও 0.0005L ব্যাখ্যায় একই আনুমানিক মডেলের অনুপাত $\sqrt{1.8(100)(0.2)/[3.27(2)(0.0005)]}=104.9$; A দ্রুত।

এমনকি দ্রুততর গ্যাসের সিদ্ধান্তও মুদ্রণদ্বন্দ্বে বদলে যাচ্ছে। তাই চাপ ও আয়তনের মূল সঠিক একক না জানা পর্যন্ত একক সিদ্ধান্ত নির্ভরযোগ্য নয়।

পানির BOD ও খরতা নির্ণয়ের জন্য 50mL নমুনার নিম্নের টাইট্রেশন তথ্য দেওয়া আছে। উৎসের ছক ভেঙে যাওয়ায় পৃথক পরীক্ষার তথ্য আলাদাভাবে সাজানো হয়েছে।

পরীক্ষা অবস্থা/ক্ষেত্র টাইট্রেন্ট ব্যবহৃত আয়তন
দ্রবীভূত অক্সিজেন শুরুতে 0.011MNa₂S₂O₃ 8mL
দ্রবীভূত অক্সিজেন 5 দিন পরে 0.011MNa₂S₂O₃ 3.4mL
খরতা প্রথম ক্ষেত্র 0.01MEDTA 30mL
খরতা দ্বিতীয় ক্ষেত্র 0.01MEDTA 20mL
২. FGD প্লান্ট কী?
Cu²⁺ আয়ন লুইস এসিড কেন?
উদ্দীপকের ডাটা থেকে পানির BOD নির্ণয় কর।
উদ্দীপকের ডাটা থেকে পানির খরতা নির্ণয় করা যাবে কি না? গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ কর।
সমাধান ও উত্তর
(ক)
FGD বা Flue Gas Desulfurization প্লান্ট হলো দহনশেষ ধোঁয়াগ্যাস থেকে SO₂ অপসারণের ব্যবস্থা। এটি সরাসরি অপরিশোধিত জীবাশ্ম জ্বালানি থেকে সালফার অপসারণের সংজ্ঞা নয়।
(খ)
Cu²⁺ লুইস ক্ষারকের নিঃসঙ্গ ইলেকট্রনজোড়া গ্রহণ করে সমন্বয়বন্ধন গঠন করতে পারে, তাই লুইস অ্যাসিড। যেমন NH₃ এর N থেকে ইলেকট্রনজোড়া Cu²⁺ কেন্দ্রে দেওয়া হলে অ্যামিন-সমন্বয় যৌগ হয়; উপযুক্ত জলীয় মাধ্যমে $\mathrm{[Cu(H_2O)_6]^{2+}+4NH_3\rightleftharpoons[Cu(NH_3)_4(H_2O)_2]^{2+}+4H_2O}$।
(গ)

উইঙ্কলার মডেলে 1molO₂ চার মোল থায়োসালফেটের সমতুল্য। টাইট্রেন্টের পার্থক্য $8-3.4=4.6$ mL। অক্সিজেনভর $0.0046(0.011)(32/4)=0.0004048$ g=0.4048mg। 50mL নমুনায় পাঁচদিনের চাহিদা $0.4048/0.050=8.096$ mg/L।

কোনো dilution, blank বা seed সংশোধন নেই ধরে ফলটি BOD₅। পাতলা পানিতে এটি প্রায় 8.096ppm; পৃথক সংশোধন প্রয়োজন হলে তার তথ্যও লাগবে।

(ঘ)

খরতা নির্ণয়ে EDTA তথ্য ব্যবহার করতে হবে, Na₂S₂O₃ নয়। EDTA ও Ca²⁺/Mg²⁺ এর 1:1 সমন্বয় ধরে CaCO₃ সমতুল্য ভর প্রথম ক্ষেত্রে $0.030(0.01)(100)=0.030$ g=30mg। 50mL নমুনায় খরতা $30/0.050=600$ mg/L হিসেবে CaCO₃।

দ্বিতীয় ক্ষেত্রে $0.020(0.01)(100)=0.020$ g=20mg; খরতা 400mg/L হিসেবে CaCO₃। দুইক্ষেত্রের পার্থক্য 200mg/L। দ্বিতীয় ক্ষেত্রটি ফুটানোর পরের সমআয়তন নমুনা হলে তা স্থায়ী খরতা এবং পার্থক্য অস্থায়ী খরতা বোঝাতে পারে; উৎসে সেই পরীক্ষাশর্ত দেওয়া নেই, তাই একে নিশ্চিত শ্রেণিবিন্যাস করা যাচ্ছে না।

M তিন কার্বনবিশিষ্ট অ্যালকাইন—H₂/Pd–BaSO₄→X;X+HBr→Y(প্রধানউৎপাদ)।
৩. কার্যকারী মূলক কি?
ফ্রিডেল ক্রাফট বিক্রিয়াতে অনার্দ্র AlCl₃ ব্যবহার করা হয় কেন?
X হতে Y যৌগটি উৎপন্ন হওয়ার কৌশল বর্ণনা কর।
M ও X যৌগ দুইটির মধ্যে দুইটি বিক্রিয়াসহ পার্থক্য লিখ।
সমাধান ও উত্তর
(ক)
জৈব যৌগের সাথে কোন গ্রুপ বা মূলক যা উক্ত যৌগের বৈশিষ্ঠ্য প্রকাশ করে তাকে কার্যকরী মূলক বলে।
(খ)
AlCl₃ লুইস অ্যাসিড হিসেবে অ্যালকাইল/অ্যাসাইল হ্যালাইডের ইলেকট্রনজোড়া গ্রহণ করে ইলেকট্রোফিল উৎপাদনে সহায়তা করে। বেনজিনের π-ব্যবস্থা ওই ইলেকট্রোফিল আক্রমণ করে; ইলেকট্রোফিল নিজে “ইলেকট্রনঘন এলাকায় নিউক্লিওফিলের মতো আক্রমণ”করে—এভাবে বলা যথাযথ নয়। পানি AlCl₃ কে পানিযোজিত/আর্দ্রবিশ্লেষিত করে বলে নির্জল পরিবেশ প্রয়োজন।
(গ)

M তিন কার্বনবিশিষ্ট অ্যালকাইন প্রোপাইন CH₃C≡CH। উপযুক্ত বিষাক্তকৃত Pd অনুঘটকে আংশিক হাইড্রোজেনেশনে X=প্রোপিন CH₃CH=CH₂। পারঅক্সাইডবিহীন HBr সংযোজনে প্রথমে দ্বিবন্ধনের প্রান্তিক কার্বনে H যোগ হয়ে বেশি স্থিতিশীল দ্বিতীয়ক কার্বোক্যাটায়ন CH₃–CH⁺–CH₃ হয়। তারপর Br⁻ যোগ হয়ে Y=CH₃CHBrCH₃,2-ব্রোমোপ্রোপেন প্রধান হয়।

মোট $\mathrm{CH_3CH\{=\}CH_2+HBr\rightarrow CH_3CHBrCH_3}$। উৎসের কৌশলে দ্বি-আধানযুক্ত/বিচ্ছিন্ন ভুল গঠন ছিল; বাস্তব ব্যাখ্যায় একটি দ্বিতীয়ক কার্বোক্যাটায়ন মধ্যবর্তী যথেষ্ট।

(ঘ)

M=প্রোপাইন CH₃C≡CH, X=প্রোপিন CH₃CH=CH₂। প্রোপাইন প্রান্তিক অ্যালকাইন হওয়ায় অ্যামোনিয়াযুক্ত Ag(I)ও Cu(I)বিকারকে ধাতব অ্যাসিটাইলাইড অধঃক্ষেপ দেয়; প্রোপিনে প্রান্তিক sp–C–H না থাকায় ওই প্রতিস্থাপন হয় না।

আনুষ্ঠানিক সমীকরণ $\mathrm{CH_3C\{\equiv\}CH+[Ag(NH_3)_2]NO_3\rightarrow CH_3C\{\equiv\}CAg\downarrow+NH_4NO_3+NH_3}$ এবং $\mathrm{CH_3C\{\equiv\}CH+[Cu(NH_3)_2]Cl\rightarrow CH_3C\{\equiv\}CCu\downarrow+NH_4Cl+NH_3}$। প্রথমটি সাদা, দ্বিতীয়টি লালচে অধঃক্ষেপের পাঠ্যপ্রচলিত পরীক্ষা। Cu(I)বিকারককে Cu₂O বলা এবং নাইট্রেটকে NO₂ লেখা ভুল।

CaC₂—H₂O→X—Fe,উৎসে 40°C→A—CH₃Cl/AlCl₃(dry)→B—HNO₃,H₂SO₄→বিস্ফোরক।শিক্ষামূলকপথে X ইথাইন,A বেনজিন,B টলুইন।চক্রায়নের 40°C লেবেল প্রচলিত উত্তপ্ত লোহা পথের সঙ্গে অসংগত।
৪. সক্রিয়কারী গ্রুপ কী?
নাইট্রেশন বিক্রিয়ায় ঘন H₂SO₄ ব্যবহার করা হয় কেন?
উদ্দীপক মতে, A হতে B উৎপাদনের কৌশল বর্ণনা কর।
উদ্দীপকের সমাপনি বিক্রিয়ায় বিস্ফোরক উৎপাদনে তাপমাত্রার ভূমিকা বিশ্লেষণ কর।
সমাধান ও উত্তর
(ক)
বেনজিনের সাথে যুক্ত কতিপয় গ্রুপ যা বেনজিন বলয়ের সক্রিয়তা বৃদ্ধি করে তাকে সক্রিয়াকারী গ্রুপ বলে।
(খ)
গাঢ় H₂SO₄ প্রোটনদাতা হিসেবে HNO₃ কে সক্রিয় করে নাইট্রোনিয়াম NO₂⁺ গঠনে সহায়তা করে: $\mathrm{HNO_3+H_2SO_4\rightleftharpoons NO_2^++HSO_4^-+H_2O}$। H₂SO₄ এখানে প্রোটন গ্রহণ করে নয়, প্রোটন দিয়ে ভূমিকা রাখে; N₂ গ্যাস বিকারক নয়।
(গ)

A=বেনজিন ও B=টলুইন। অ্যালকাইলেশন $\mathrm{C_6H_6+CH_3Cl\xrightarrow\{anhydrous\ AlCl_3\}C_6H_5CH_3+HCl}$। AlCl₃ মিথাইল ক্লোরাইডকে সক্রিয় করে মিথাইল ইলেকট্রোফিল সৃষ্টি করে। বেনজিনের π-ব্যবস্থা আক্রমণ করলে H ও CH₃ একই বলয়-কার্বনে থাকা ধনাত্মক σ-কমপ্লেক্স হয়; পরে H⁺ ত্যাগে অ্যারোমেটিকতা ফিরে টলুইন হয়।

উৎসের মধ্যবর্তী গঠনে অপ্রাসঙ্গিক –OH আঁকা ছিল; এই বিক্রিয়ায় –OH যোগ হয় না। আগের ইথাইন চক্রায়নের 40°C মুদ্রণও প্রচলিত উত্তপ্ত-লোহা চক্রায়নের সঙ্গে অসংগত; এখানে প্রশ্নের A→B অ্যালকাইলেশন ব্যাখ্যা করা হয়েছে।

(ঘ)

এখানে প্রশ্নটি টলুইনের বহু নাইট্রেশন ও তাপমাত্রার ধারণাগত ভূমিকা নিয়ে। পরপর –NO₂ যুক্ত হলে বলয় ক্রমশ নিষ্ক্রিয় হয়, ফলে পরবর্তী প্রতিস্থাপনের গতি কমে। তাপমাত্রা বৃদ্ধি সাধারণত বিক্রিয়ার গতি বাড়ায়; “তাপমাত্রা বাড়লে গতি কমে”উৎসের বক্তব্য ভুল। অন্যদিকে তাপোৎপাদী বিক্রিয়ায় তাপ অপসারণ ও নিয়ন্ত্রণ জরুরি; গতি, সাম্য ও তাপীয় নিরাপত্তা পৃথক বিষয়।

লা-শাতেলিয়ে নীতি সাম্যের অবস্থান সম্পর্কে বলে, সরাসরি গতি সম্পর্কে নয়। একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রাকে শুধু ওই নীতি থেকে সর্বজনীন সর্বোত্তম উৎপাদনশর্ত বলা যায় না; উৎসের একধাপের তাপমাত্রা-লেবেল থেকে সম্পূর্ণ প্রস্তুতপ্রণালি বা অনুকূল শর্ত প্রতিষ্ঠিত নয়।

আদমজী ক্যান্টনমেন্ট কলেজ, ঢাকা ২০২৪ আনলক করো

এই টেস্ট পেপারটি প্রিমিয়াম প্যাকেজের অন্তর্ভুক্ত। সব বহুনির্বাচনি ও লিখিত প্রশ্ন অনুশীলন করতে সাবস্ক্রাইব করো।