রাজশাহী বোর্ড ২০২৫

১. উদ্দীপকটি পড়ে প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও।

উৎসের প্রস্তাবিত বিক্রিয়াক্রম:

বেনজিন (D) $\xrightarrow[\text{গাঢ় }\mathrm{H_2SO_4}]\{\text{গাঢ় }\mathrm{HNO_3}\}A\xrightarrow[\mathrm{CH_3Cl}]\{\text{অনাদ্র }\mathrm{AlCl_3}\}B$।

উত্তর এক জোড়া বিপরীত আলোকঘূর্ণনকারী এনান্টিওমারের সমমোলার মিশ্রণকে রেসিমিক মিশ্রণ বলে; এতে সামগ্রিক আলোকঘূর্ণন শূন্য হয়।
উত্তর $\mathrm{NH}_3$ একটি প্রশম নিউক্লিওফাইল। আমরা জানি, যেসব বিকারকের কোনো পরমাণুতে অন্ততপক্ষে একটি নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় বর্তমান তাদেরকে নিউক্লিওফাইল বলে। $\ddot{\mathrm{N}} \mathrm{H}_3$ অণুতে 1 টি নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় বিদ্যমান। এটি চার্জবিহীন হওয়ায় প্রশম। অর্থাৎ $\mathrm{NH}_3$ একটি প্রশম নিউক্লিওফাইল।
উত্তর

D বেনজিনের নাইট্রেশনে A নাইট্রোবেনজিন পাওয়া যায়: $\mathrm{C_6H_6+HNO_3}\xrightarrow\{\mathrm{H_2SO_4}\}\mathrm{C_6H_5NO_2+H_2O}$।

কিন্তু পরের ধাপে নাইট্রোবেনজিনের সঙ্গে CH₃Cl/অনাদ্র AlCl₃ দিয়ে সাধারণ ফ্রিডেল–ক্রাফটস অ্যালকাইলেশন ঘটে না। –NO₂-এর শক্তিশালী বলয়-নিষ্ক্রিয়করণ এবং লুইস অ্যাসিডের সঙ্গে পারস্পরিক ক্রিয়ার কারণে উৎসে দেখানো B উৎপাদনের ক্রিয়াকৌশল প্রযোজ্য নয়।

–NO₂ মেটা নির্দেশক—এই নীতিটি সত্য, কিন্তু তা থেকে প্রতিটি ইলেকট্রনাকর্ষী বিক্রিয়া, বিশেষত এই ফ্রিডেল–ক্রাফটস ধাপ, ঘটবে বলে সিদ্ধান্ত হয় না। তাই B-কে মেটা-নাইট্রোটলুইন বলে নিশ্চিত করা বা তার কাল্পনিক ধাপ লেখা যাবে না। প্রশ্নের দ্বিতীয় বিক্রিয়াটি সংশোধন প্রয়োজন।

উত্তর

D বেনজিন, A নাইট্রোবেনজিন। তুল্য শর্তে ইলেকট্রনাকর্ষী প্রতিস্থাপনে বেনজিন বেশি সক্রিয়।

নাইট্রোবেনজিনে –NO₂-এর −M ও −I প্রভাবে বলয়ের ইলেকট্রন ঘনত্ব কমে। বলয় থেকে নাইট্রো মূলকের দিকে ইলেকট্রন সঞ্চারণ দেখানো অনুরণন সহযোগী গঠনগুলোতে দুই অর্থো ও প্যারা অবস্থানে ধনাত্মক আধান দেখা যায়। ফলে ইলেকট্রোফাইলের আক্রমণ তুলনায় কম অনুকূল।

বেনজিনে এমন ইলেকট্রন-আকর্ষী মূলক নেই, তাই নাইট্রোবেনজিনের তুলনায় তার নাইট্রেশন সহজ হয়। উৎসের উদাহরণে বেনজিনে প্রায় 60°C ও নাইট্রোবেনজিনে অধিক তাপমাত্রায় নাইট্রেশন দেখানো হয়েছে; নাইট্রোবেনজিনের পরবর্তী নাইট্রেশনে মেটা-ডাইনাইট্রোবেনজিন প্রধান হয়।

এটি বৈধ তুলনা; কিন্তু আগের অংশে প্রস্তাবিত CH₃Cl/AlCl₃ মিথাইলেশনকে বৈধ করে না।

২. উদ্দীপকটি পড়ে প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও।

ল্যাবরেটরিতে একটি আবদ্ধ পাত্রে দুই কার্বনবিশিষ্ট অ্যালকেন, অ্যালকিন ও অ্যালকাইন গ্যাস মিশ্রিত অবস্থায় রাখা আছে।
উত্তর একক সক্রিয়তাবিশিষ্ট অর্থাৎ $1 \mathrm{molL}^{-1}$ ঘনমাত্রার $\mathrm{H}^{+}$ আয়নের দ্রবণে প্লাটিনাম ধাতুর গুঁড়ার আস্তরণ যুক্ত প্লাটিনাম পাত রেখে তাতে $298 K$ তাপমাত্রায় ও $1atm$ চাপে বিশুদ্ধ হাইড্রোজেন গ্যাস বুদবুদ আকারে চালনা করার ফলে সৃষ্ট তড়িদ্বারকে প্রমাণ হাইড্রোজেন তড়িৎদ্বার বলে।
উত্তর

BOD হলো নির্দিষ্ট পরীক্ষার শর্তে জীবাণুর মাধ্যমে অবক্ষয়যোগ্য পদার্থের জন্য প্রয়োজনীয় অক্সিজেনের পরিমাণ। COD হলো রাসায়নিকভাবে জারিতযোগ্য পদার্থের অক্সিজেন-সমতুল্য চাহিদা।

রাসায়নিক জারণে অনেক ধীর বা জৈবভাবে অনবক্ষয়যোগ্য পদার্থ এবং কিছু অজৈব বিজারকও ধরা পড়ে। তাই COD সাধারণত BOD-এর চেয়ে বেশি; COD পরীক্ষায় সরাসরি ওই পরিমাণ দ্রবীভূত অক্সিজেন লাগে বলা ঠিক নয়।

উত্তর

দুই কার্বনবিশিষ্ট তিন গ্যাস হলো ইথেন C₂H₆, ইথিন C₂H₄ এবং ইথাইন C₂H₂। এদের মধ্যে ইথাইন তুলনামূলক বেশি অম্লীয়।

ইথাইনের প্রান্তীয় H ত্যাগে অ্যাসিটাইলাইড আয়নের ঋণাত্মক আধান 50%s-চরিত্রযুক্ত sp অরবিটালে থাকে; ফলে সংশ্লিষ্ট অ্যালকেন/অ্যালকিনের কার্বঅ্যানায়নের তুলনায় স্থিতিশীল হয়। এটি C–H বন্ধন দুর্বল হওয়ার দাবি নয়।

ইথাইন শক্তিশালী ক্ষারের সঙ্গে প্রোটন বিনিময় এবং সক্রিয় ধাতুর সঙ্গে অ্যাসিটাইলাইড তৈরি করতে পারে; আনুষ্ঠানিক উদাহরণ $\mathrm{HC\equiv CH+2Na\rightarrow NaC\equiv CNa+H_2}$। ইথেন ও ইথিন অনেক দুর্বল অ্যাসিড, তাই সাধারণ পরীক্ষার শর্তে এই প্রান্তীয় অ্যালকাইনের আচরণ দেখায় না। সোডিয়াম ও অ্যামোনীয় AgNO₃-কে একই বিকারক বলা যাবে না।

উত্তর

পাঠ্যক্রমের পৃথকীকরণ নীতিতে প্রথমে ইথাইনকে অ্যামোনীয় সিলভার বিকারকে অ্যাসিটাইলাইড হিসাবে ধরা হয়: $\mathrm{HC\equiv CH+2[Ag(NH_3)_2]NO_3\rightarrow AgC\equiv CAg+2NH_4NO_3+2NH_3}$। অন্য দুই গ্যাস এই প্রান্তীয় অ্যালকাইন পরীক্ষা দেয় না।

আনুষ্ঠানিক পুনরুদ্ধার বিক্রিয়া $\mathrm{AgC\equiv CAg+2HCl\rightarrow HC\equiv CH+2AgCl}$। অবশিষ্ট ইথেন-ইথিন মিশ্রণে ইথিন গাঢ় H₂SO₄-এর সঙ্গে যুক্ত হয়: $\mathrm{CH_2\{=\}CH_2+H_2SO_4\rightarrow CH_3CH_2OSO_3H}$; ইথেন এই সংযোজন দেয় না।

উৎপন্ন ইথাইল হাইড্রোজেন সালফেটের বিপরীত অপসারণ বিক্রিয়ায় উত্তাপে $\mathrm{CH_3CH_2OSO_3H\rightarrow CH_2\{=\}CH_2+H_2SO_4}$ লেখা যায়। এভাবে পৃথক বিক্রিয়াশীলতার মাধ্যমে তিন উপাদানকে আলাদা করা বোঝানো হয়েছে। এটি রাসায়নিক নীতির সমীকরণভিত্তিক আলোচনা।

৩. উদ্দীপকটি পড়ে প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও।

30°C তাপমাত্রায় A ও B পাত্র দুটি মাঝের C-পাত্রের সঙ্গে স্টপকক দিয়ে যুক্ত।

পাত্র গ্যাস আয়তন চাপ
A (বাম) CO₂ 50 L 30 atm
C (মাঝে) প্রাথমিক গ্যাসের তথ্য নেই 150 L উল্লেখ নেই
B (ডান) O₂ 90 L 50 atm
উত্তর গ্রীগনার্ড বিকারক বলতে বুঝায়, একটি জৈব ধাতব যৌগ যার সাধারণ সংকেত $RMgX$, যেখানে $R$ একটি অ্যালকাইল বা অ্যারাইল গ্রুপ এবং $X$ একটি হ্যালোজেন।
উত্তর

$\mathrm{Fe}^{2+}$ একাধারে একটি জারক ও বিজারক। কারণ $\mathrm{Fe}^{2+}$ আয়ন ইলেকট্রন গ্রহণ করে $Fe$ ধাতুতে এবং $\mathrm{Fe}^{2+}$ আয়ন ইলেকট্রন ত্যাগ করে $\mathrm{Fe}^{3+}$ আয়নে পরিণত হতে পারে।

বিজারক হিসেবে: $\mathrm{Fe^{2+}\rightarrow Fe^{3+}+e^-}$।

জারক হিসেবে: $\mathrm{Fe^{2+}+2e^-\rightarrow Fe(s)}$।

উত্তর

আদর্শ গ্যাসের আনুমানিক মডেলে $m=PVM/(RT)$। A-তে P=30 atm, V=50 L, T≈303 K এবং CO₂-এর মোলার ভর 44 g mol⁻¹।

তাই $m=(30\times50\times44)/(0.0821\times303)=2653.13$ g প্রায়। এটি আদর্শ গ্যাস ধরে পাওয়া মান; 30 atm-এ বাস্তব CO₂-এর নির্ভুল ভর চাইলে সংকোচনশীলতা গুণাঙ্ক বা উপযুক্ত অবস্থা-সমীকরণ প্রয়োজন।

উত্তর

C প্রথমে খালি, তাপমাত্রা 30°C স্থির, গ্যাস বিক্রিয়াহীন এবং আদর্শ আচরণ করে ধরে তিন পাত্র খুললে মোট আয়তন $50+150+90=290$ L।

$P_{CO_2}=30\times50/290=5.172$ atm এবং $P_{O_2}=50\times90/290=15.517$ atm। মোট চাপ প্রায় 20.69 atm; আংশিক চাপের অনুপাত $P_{O_2}:P_{CO_2}=3:1$।

তাই এই মডেলে C-সহ সমগ্র ব্যবস্থার মোট চাপে O₂-এর অবদান 75%, CO₂-এর 25%। বাস্তব উচ্চচাপের ক্ষেত্রে আকর্ষণ ও অণুর সসীম আয়তনের প্রভাব উপেক্ষা করা হয়েছে; C-তে আগে অন্য গ্যাস থাকলে সেটির তথ্যও প্রয়োজন।

৪. উদ্দীপকটি পড়ে প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও।

273 K-এ PV–P লেখচিত্র: অনুভূমিক অক্ষ P (atm), উল্লম্ব অক্ষ PV (L·atm)। A-গ্যাসের রেখা অনুভূমিক। B-গ্যাসের রেখা প্রথমে A-এর নিচে নেমে সর্বনিম্ন মানে পৌঁছায়, পরে ঊর্ধ্বমুখী হয়ে A-কে ছেদ করে ওপরে যায়।
উত্তর যে ব্যবস্থায় দুটি' অর্ধকোষের মধ্যে পরোক্ষ সংযোগের জন্য একটি বিশেষ লবণ যেমন- KCl বা $\mathrm{KNO}_3$ এর সম্পৃক্ত দ্রবণ ভর্তি U-আকৃতির কাচনলের উভয় মুখকে তুলা দ্বারা বন্ধ করে অর্ধকোষদ্বয়ের উভয় তরলের মধ্যে ডুবিয়ে রাখা হয় তাই লবণ সেতু।
উত্তর

ধাতুর ক্ষয়ে ধাতু পরিবেশের সঙ্গে রাসায়নিক বা তড়িৎরাসায়নিক বিক্রিয়ায় নতুন যৌগে রূপান্তরিত হয়; তাই তার ধর্ম বদলায়। লোহার মরিচা একটি উদাহরণ।

মরিচার জলযুক্ত ফেরিক অক্সাইড মডেলের সামগ্রিক সমতাকৃত রূপ $\mathrm{4Fe+3O_2+2nH_2O\rightarrow2Fe_2O_3\cdot nH_2O}$। প্রকৃত মরিচা একক বিশুদ্ধ যৌগ নয়; বিভিন্ন জলযুক্ত অক্সাইড/অক্সিহাইড্রক্সাইড থাকতে পারে।

উত্তর

এখানে,
মোলার গ্যাস ধ্রুবক, $\mathrm{R}=8.314 \mathrm{JK}^{-1} \mathrm{~mol}^{-1}$
তাপমাত্রা, $\mathrm{T}=25^{\circ} \mathrm{C}=298 \mathrm{~K}$
অ্যাভেগাড্রো সংখ্যা, $\mathrm{N}_{\mathrm{A}}=6.023 \times 10^{23}$

আমরা জানি, "B" গ্যাসের একটি অণুর গতিশক্তি

$\begin{aligned} \mathrm{E}_{\mathrm{K}} & =\frac{3 \mathrm{RT}}{2 \mathrm{~N}_{\mathrm{A}}} \\ & =\frac{3 \times 8.314 \times 298}{2 \times 6.023 \times 10^{23}} \\ \therefore \mathrm{E}_{\mathrm{K}} & =6.17 \times 10^{-21} \mathrm{~J}\end{aligned}$

সুতরাং, $25° C$ তাপমাত্রায় 'B' গ্যাসের একটি অণুর গতিশক্তি $6.17 \times 10^{-21} \mathrm{~J}$

উত্তর

লেখচিত্রে T=273 K, উল্লম্ব অক্ষ PV এবং অনুভূমিক অক্ষ P। নির্দিষ্ট n,T-তে আদর্শ A-এর PV=nRT স্থির বলে রেখাটি অনুভূমিক। বাস্তব B-এর রেখা প্রথমে নিচে নামে, সর্বনিম্ন মানের পর ওপরে উঠে A-কে ছেদ করে।

প্রথম অঞ্চলে B-এর Z=PV/(nRT)<1: আন্তঃআণবিক আকর্ষণের প্রভাব প্রাধান্য পায়। উচ্চচাপের পরবর্তী অঞ্চলে Z>1 হতে পারে; সসীম পরিহার্য আয়তন/স্বল্পদূরত্বের বিকর্ষণের প্রভাব গুরুত্বপূর্ণ হয়। তাই B-এর পুরো রেখাকেই Z<1 বলা ভুল।

একটি আনুমানিক সংশোধিত মডেল $\left(P+an^2/V^2\right)(V-nb)=nRT$। কেবল আকর্ষণ-সংশোধন বিবেচনায় $P_\mathrm{ideal}=P_\mathrm{real}+an^2/V^2$ লেখা যায়, কিন্তু আয়তন-সংশোধন উপেক্ষা করা এই রূপ দিয়ে সব চাপে বাস্তব চাপ কম বলার সুযোগ নেই।

৫. উদ্দীপকটি পড়ে প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও।

নমুনা/দ্রবণ তথ্য
KMnO₄ দ্রবণ 20 mL, 0.1 M
Fe নমুনা 0.75 g; লঘু H₂SO₄ দ্রবণে
উত্তর যৌগ বা আয়নে বন্ধনের ইলেকট্রনগুলোকে অধিক তড়িৎঋণাত্মক পরমাণুর অধীনে সম্পূর্ণভাবে আরোপ করলে কোনো পরমাণুর যে আনুষ্ঠানিক আধান পাওয়া যায়, তাকে তার জারণ সংখ্যা বলে।
উত্তর

পাইরোল একটি অ্যারোমেটিক যৌগ হওয়ার কারণ:
পাইরোল ($C_4H_5N$) হাকেল নীতি মেনে চলে বলে এটি অ্যারোমেটিক যৌগ। হাকেল নীতি অনুযায়ী, কোনো সমতলীয় চাক্রিক যৌগে যদি $(4n + 2)$ সংখ্যক সঞ্চারণশীল $\pi$ ইলেকট্রন থাকে (যেখানে $n = 0, 1, 2, 3, \dots$), তবে তা অ্যারোমেটিক হয়।

পাইরোল একটি সমতলীয় চাক্রিক যৌগ। এর চক্রে দুটি দ্বিবন্ধন হতে প্রাপ্ত ৪টি $\pi$ ইলেকট্রন এবং নাইট্রোজেন ($N$) পরমাণুর অসংকরিত $p$-অরবিটালে থাকা ১ জোড়া (২টি) নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন মিলে চক্রে মোট ৬টি সঞ্চারণশীল $\pi$ ইলেকট্রন থাকে।
অতএব, হাকেল নীতি অনুযায়ী:
$4n + 2 = 6$
$4n = 4$
$n = 1$
যেহেতু $n$-এর মান একটি পূর্ণসংখ্যা ($1$), তাই পাইরোল হাকেল নীতিকে পুরোপুরি সমর্থন করে এবং এটি একটি অ্যারোমেটিক যৌগ।

উত্তর

উদ্দীপকের $\text{Fe}$ নমুনাটির বিশুদ্ধতার গাণিতিক বিশ্লেষণ:

সংঘটিত বিক্রিয়া:
$\text{Fe}$ কে লঘু $\text{H}_2\text{SO}_4$-এ দ্রবীভূত করলে সংঘটিত বিক্রিয়া—
$\text{Fe} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{FeSO}_4 + \text{H}_2\uparrow$

প্রাপ্ত $\text{FeSO}_4$ ও অম্লীয় $\text{KMnO}_4$-এর সাথে সংঘটিত বিক্রিয়ার সমতাকৃত সমীকরণ—
$10\text{FeSO}_4 + 2\text{KMnO}_4 + 8\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 5\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + \text{K}_2\text{SO}_4 + 2\text{MnSO}_4 + 8\text{H}_2\text{O}$

উপরোক্ত বিক্রিয়া মতে,
$2\text{ mol KMnO}_4 \equiv 10\text{ mol FeSO}_4$
$\therefore 1\text{ mol KMnO}_4 \equiv 5\text{ mol Fe}^{2+}$ (বা বিশুদ্ধ $\text{Fe}$)

প্রমাণ দ্রবণ অনুযায়ী আমরা জানি,
$1000\text{ mL } 1\text{ M KMnO}_4 \equiv 5 \times 55.85\text{ g Fe}$

$\therefore 20\text{ mL } 0.1\text{ M KMnO}_4 \equiv \frac{5 \times 55.85 \times 20 \times 0.1}{1000}\text{ g Fe}$

$= 0.5585\text{ g Fe}$
অর্থাৎ, উদ্দীপকের নমুনায় উপস্থিত বিশুদ্ধ $\text{Fe}$ এর পরিমাণ $0.5585\text{ g}$।

$\therefore$ নমুনাতে ভেজাল আছে $= (0.75 - 0.5585)\text{ g} = 0.1915\text{ g}$
অতএব, নমুনাটির বিশুদ্ধতার শতকরা হার,
$\text{Purity percentage} = \left(\frac{0.5585}{0.75}\right) \times 100\% = 74.47\%$

সিদ্ধান্ত : সুতরাং, উদ্দীপকের $\text{Fe}$ নমুনাটি বিশুদ্ধ নয়; এতে $0.1915\text{ g}$ ভেজাল রয়েছে এবং নমুনাটির বিশুদ্ধতার পরিমাণ $74.47\%$।

উত্তর

অম্লীয় মাধ্যমে H₂O₂ জারিত হয়: $\mathrm{H_2O_2\rightarrow O_2+2H^++2e^-}$। পারম্যাঙ্গানেট বিজারিত হয়: $\mathrm{MnO_4^-+8H^++5e^-\rightarrow Mn^{2+}+4H_2O}$।

প্রথম অর্ধ-বিক্রিয়াকে 5 এবং দ্বিতীয়টিকে 2 দিয়ে গুণ করে ইলেকট্রন বাদ দিলে $\mathrm{2MnO_4^-+6H^++5H_2O_2\rightarrow2Mn^{2+}+8H_2O+5O_2}$।

দর্শক আয়নসহ সমতাকৃত বিক্রিয়া $\mathrm{2KMnO_4+3H_2SO_4+5H_2O_2\rightarrow K_2SO_4+2MnSO_4+8H_2O+5O_2}$। এখানে H₂O₂ বিজারক, KMnO₄ জারক।

৬. উদ্দীপকটি পড়ে প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও।

পাত্র দ্রবণ আয়তন ঘনমাত্রা
A H₂SO₄ 500 mL 10% (ভিত্তি উল্লেখ নেই)
B NaOH 500 mL সেমিমোলার
উত্তর সমতলীয়, চক্রাকার ও সম্পূর্ণ সংযুগিত π-ইলেকট্রন ব্যবস্থায় 4n+2 টি π-ইলেকট্রন থাকলে অ্যারোমেটিক স্থিতিশীলতা পাওয়া যায়; n=0,1,2,…।
উত্তর

অ্যাসিড মিশ্রিত পানিতে H₃O⁺ এবং অ্যাসিডের অ্যানায়নসহ আয়নগুলো বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের প্রভাবে চলাচল করে চার্জ বহন করে। এজন্য দ্রবণটি তড়িৎবিশ্লেষ্য পরিবাহী; বহিঃবর্তনীতে চার্জ বহন করে ইলেকট্রন।

নিষ্ক্রিয় তড়িৎদ্বারে উপযুক্ত অ্যাসিডযুক্ত পানির তড়িৎবিশ্লেষণে ক্যাথোডে $\mathrm{2H^++2e^-\rightarrow H_2}$ এবং অ্যানোডে $\mathrm{2H_2O\rightarrow O_2+4H^++4e^-}$ হয়। মোটে পানি ভাঙে এবং অ্যাসিড পরিবাহিতা বাড়ায়। কোন অ্যাসিড ও কোন তড়িৎদ্বার ব্যবহৃত তার ওপর পার্শ্ববিক্রিয়া নির্ভর করতে পারে।

উত্তর

10% বলতে w/v ধরা হলে 100 mL দ্রবণে 10 g H₂SO₄ থাকে; তাই $C_1=100/98=1.020408$ M। 500 mL নমুনায় দ্রবের মোল $50/98=0.510204$ mol।

0.5 M করতে চূড়ান্ত আয়তন $V_2=n/C_2=0.510204/0.5=1.020408$ L। অর্থাৎ দ্রবণকে প্রায় 1020.41 mL চূড়ান্ত আয়তনে নিতে হবে। আয়তন সরাসরি যোগযোগ্য ধরলে বাড়তি পানির নামমাত্র পরিমাণ 520.41 mL।

কিন্তু উৎসে 10%-এর ভিত্তি নেই। w/w হলে ঘনত্বρ g mL⁻¹ জেনে প্রাথমিক মোল $50\rho/98$ হিসাব করতে হবে। তাই শতাংশের ভিত্তি ও প্রয়োজনে ঘনত্ব ছাড়া নির্দিষ্ট পানির পরিমাণ অনন্য নয়।

উত্তর

10% (w/v) ধরে A-তে H₂SO₄ $n=50/98=0.510204$ mol; B-তে NaOH $n=0.500\times0.5=0.250$ mol। পূর্ণ প্রশমন বিক্রিয়া $\mathrm{H_2SO_4+2NaOH\rightarrow Na_2SO_4+2H_2O}$।

A-এর সম্পূর্ণ প্রশমনক্ষমতা $2\times0.510204=1.020408$ mol OH⁻-এর সমতুল্য, যা B-এর 0.250 mol-এর চেয়ে বেশি। অবশিষ্ট অম্লীয় প্রশমনক্ষমতা 0.770408 mol H⁺-সমতুল্য; তাই মিশ্রণ অম্লীয় হবে।

এটি অবশিষ্ট দ্রবণে সবটুকুকে অবিকৃত H₂SO₄ অণু হিসেবে ধরে নেওয়া নয়; HSO₄⁻ সহ সাম্য থাকবে। উৎসের শতাংশভিত্তি অস্পষ্ট, তাই উপরের সংখ্যা w/v অনুমানসাপেক্ষ; w/w হলে সংশ্লিষ্ট ঘনত্ব দিয়ে হিসাব সংশোধন করতে হবে।

৭. উদ্দীপকটি পড়ে প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও।

লবণসেতু দিয়ে যুক্ত Zn/ZnSO₄ (বাম) এবং NiSO₄/Ni (ডান) অর্ধকোষ; ধাতব দণ্ড দুটি বহিঃবর্তনীর মাপনী দিয়ে সংযুক্ত। প্রদত্ত প্রমাণ জারণ বিভব:

$E^\circ_{Zn/Zn^{2+}}=+0.76$ V; $E^\circ_{Ni/Ni^{2+}}=+0.25$ V; $E^\circ_{M/M^{3+}}=+1.66$ V।

উত্তর উচ্চ ঘনত্বের স্থান হতে নিম্ন ঘনত্বের স্থানে কোনো কঠিন, তরল বা গ্যাসীয় বস্তুর স্বতঃস্ফূর্ত ও সমভাবে পরিব্যাপ্ত হওয়ার প্রক্রিয়াকে ব্যাপন বলে।
উত্তর

মৃদু অ্যাসিড-তীব্র ক্ষারের টাইট্রেশনে তুল্যতা বিন্দুতে উৎপন্ন লবণের আর্দ্রবিশ্লেষণের কারণে pH সাধারণত 7-এর বেশি।

ফেনলফথ্যালিনের বর্ণ পরিবর্তনের পরিসর প্রায় pH8.2–10.0; এটি সংশ্লিষ্ট খাড়া pH-পরিবর্তন অঞ্চলের মধ্যে পড়লে উপযুক্ত নির্দেশক। শুধু নির্দেশকের pH7-এর বেশি হলেই সব দ্রবণে উপযুক্ত—এমন নয়।

উত্তর

উৎসে জারণ বিভব $E^\circ_{Zn/Zn^{2+}}=+0.76$ V এবং $E^\circ_{Ni/Ni^{2+}}=+0.25$ V দেওয়া। তাই Zn অ্যানোড এবং Ni²⁺/Ni ক্যাথোড: $\mathrm{Zn\rightarrow Zn^{2+}+2e^-}$; $\mathrm{Ni^{2+}+2e^-\rightarrow Ni}$।

মোটে $\mathrm{Zn+Ni^{2+}\rightarrow Zn^{2+}+Ni}$। প্রমাণ কোষ বিভব $E^\circ=+0.76-0.25=+0.51$ V।

প্রমাণ অবস্থা ধরে এটি কোষের emf। প্রকৃত দ্রবণের সক্রিয়তা ভিন্ন হলে Nernst সমীকরণে সংশোধন প্রয়োজন; সেই তথ্য উৎসে নেই।

উত্তর

M-পাত্রের জারণ এবং Ni²⁺-এর বিজারণ মিলিয়ে $\mathrm{2M+3Ni^{2+}\rightarrow2M^{3+}+3Ni}$। প্রদত্ত জারণ বিভব ব্যবহার করলে $E^\circ=+1.66-0.25=+1.41$ V।

ধনাত্মক প্রমাণ বিভব অনুযায়ী এই প্রতিস্থাপন তাপগতীয়ভাবে অনুকূল; তাই শুধু এ মডেল ধরে NiSO₄ দ্রবণ M-পাত্রে রাখা উপযুক্ত নয়।

বাস্তব ক্ষয় বা দীর্ঘমেয়াদি সংরক্ষণের হার প্যাসিভ স্তর, pH, সক্রিয়তা ও অন্যান্য পরিবেশের ওপরও নির্ভর করতে পারে। এখানে সিদ্ধান্তটি প্রদত্ত বিভবভিত্তিক।

৮. উদ্দীপকটি পড়ে প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও।

তথ্য পাত্র-১ পাত্র-২
দ্রবণ 0.5 dm³, 2 M Ni(NO₃)₂ H₂SO₄-মিশ্রিত পানি
উভয় তড়িৎদ্বার Pt Pt

প্রতিটি পাত্র আলাদা বিদ্যুৎ উৎসে যুক্ত; বাম তড়িৎদ্বার ধনাত্মক এবং ডানটি ঋণাত্মক প্রান্তে যুক্ত।

[উভয় পাত্রে $3.7 \text{A}$ তড়িৎপ্রবাহ $6$ ঘন্টা ধরে চালনা করা হলো।

উত্তর যে সংকট তাপমাত্রার ঊর্ধ্বে কোনো গ্যাসকে শুধু চাপ প্রয়োগ করে তরলে পরিণত করা যায় না, তাকে সেই পদার্থের সংকট তাপমাত্রা বলে।
উত্তর

কোনো অম্ল বা এসিড একটি প্রোটন ($\text{H}^+$) দান করার পর যে আয়নে পরিণত হয়, তাকে ঐ অম্লের অনুবন্ধী ক্ষারক বলে।
অপরদিকে, কোনো ক্ষারক একটি প্রোটন গ্রহণ করার পর যে আয়নে পরিণত হয়, তাকে ঐ ক্ষারকের অনুবন্ধী অম্ল বলে।

সালফিউরিক এসিড ($\text{H}_2\text{SO}_4$) একটি এসিড, কারণ এটি জলীয় দ্রবণে প্রোটন দান করতে পারে। $\text{H}_2\text{SO}_4$ থেকে একটি প্রোটন ($\text{H}^+$) অপসারিত হলে বাইসালফেট বা হাইড্রোজেন সালফেট আয়ন ($\text{HSO}_4^-$) উৎপন্ন হয়।
$\text{H}_2\text{SO}_4 \rightleftharpoons \text{HSO}_4^- + \text{H}^+$
যেখানে, $\text{H}_2\text{SO}_4$ (অম্ল) এবং $\text{HSO}_4^-$ (অনুবন্ধী ক্ষারক)।
এখানে, $\text{H}_2\text{SO}_4$ হলো অম্ল এবং প্রোটন ত্যাগের ফলে সৃষ্ট $\text{HSO}_4^-$ হলো তার অনুবন্ধী ক্ষারক।
যেহেতু $\text{H}_2\text{SO}_4$ এবং $\text{HSO}_4^-$ স্পিসিজ দুটির মধ্যে কেবল একটি প্রোটন বা $\text{H}^+$ আয়নের পার্থক্য বিদ্যমান, তাই এরা পরস্পরের অনুবন্ধী অম্ল-ক্ষার।

উত্তর

Pt তড়িৎদ্বারে অ্যাসিডযুক্ত পানির তড়িৎবিশ্লেষণে ক্যাথোডে $\mathrm{4H^++4e^-\rightarrow2H_2}$ এবং অ্যানোডে $\mathrm{2H_2O\rightarrow O_2+4H^++4e^-}$। মোট বিক্রিয়া $\mathrm{2H_2O\rightarrow2H_2+O_2}$।

চার্জ $Q=3.7\times6\times3600=79920$ C। 4F চার্জে 36 g পানি বিযোজিত হয়; তাই 100% সংশ্লিষ্ট কারেন্ট-দক্ষতায় $m=36\times79920/(4\times96500)=7.454$ g প্রায়।

উত্তর

প্রথম পাত্রে Ni²⁺-এর প্রাথমিক মোল $n_0=2.0\times0.500=1.000$ mol। ক্যাথোডে $\mathrm{Ni^{2+}+2e^-\rightarrow Ni}$। সমস্ত কারেন্ট Ni জমাতে ব্যবহৃত হচ্ছে, Pt-অ্যানোড থেকে Ni²⁺ যোগ হচ্ছে না এবং আয়তন অপরিবর্তিত—এই আদর্শ মডেল ধরা হলো।

অপসারিত Ni²⁺ $n=79920/(2\times96500)=0.41409$ mol। অবশিষ্ট $1.000-0.41409=0.58591$ mol; তাই $C=0.58591/0.500=1.17181$ M, প্রায় 1.17 M।

H₂ উৎপাদন বা অন্য পার্শ্ববিক্রিয়ায় চার্জ ব্যয় এবং আয়তন পরিবর্তন হলে ফল আলাদা হবে।