যশোর বোর্ড ২০২৫

১. উদ্দীপকটি পড়ে প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও।

নিচের উদ্দীপকের আলোকে সংশ্লিষ্ট প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও :

ফেনল $\mathrm{C_6H_5OH}\xrightarrow[\text{পাতন}]\{\mathrm{Zn},\Delta\}A$।

A থেকে দুটি শাখা:

  • $\mathrm{HNO_3}$,60°C ও গাঢ় H₂SO₄ → B।
  • CH₃Cl/অনাদ্র AlCl₃ → C; C $\xrightarrow[\mathrm{HNO_3}]\{[O]\}D$।
উত্তর মোল ভগ্নাংশ হলো কোনো মিশ্রণের একটি উপাদানের মোল সংখ্যার সঙ্গে ঐ মিশ্রণে উপস্থিত মোট মোল সংখ্যার অনুপাত।
উত্তর

যেসব পদার্থ এসিড ও ক্ষারক উভয় ধরনের ধর্ম প্রদর্শন করে তাদেরকে উভধর্মী পদার্থ বলে। $\mathrm{HSO}_4^{-}$একটি উভধর্মী পদার্থ। কারণ $\mathrm{HSO}_4^{-}$এসিড ও ক্ষারক উভয় ধরনের ধর্ম প্রদর্শন করে। $\mathrm{HSO}_4^{-}$ প্রোটন দাতার কাছ থেকে প্রোটন গ্রহণ করে ক্ষারক ছিসেবে এবং প্রোটন ত্যাগ করে এসিড হিসেবে আচরণ করে।

ক্ষারক হিসেবে : $\mathrm{HSO}_4^{-}+\mathrm{H}^{+} \rightarrow \mathrm{H}_2 \mathrm{SO}_4$

এসিড হিসেবে : $\mathrm{HSO}_4^{-}+\mathrm{H}_2 \mathrm{O} \rightarrow \mathrm{H}_3 \mathrm{O}^{+}+\mathrm{SO}_4^{2-}$

উত্তর

A বেনজিন, B নাইট্রোবেনজিন। গাঢ় HNO₃/H₂SO₄-এ প্রথমে প্রোটনিত নাইট্রিক অ্যাসিড থেকে পানি বেরিয়ে নাইট্রোনিয়াম আয়ন তৈরি হয়। সামগ্রিক ধাপ $\mathrm{HNO_3+H_2SO_4\rightleftharpoons NO_2^++HSO_4^-+H_2O}$; OH⁻ ত্যাগ নয়।

বেনজিনের π-ইলেকট্রন NO₂⁺-কে আক্রমণ করে C–N বন্ধন ও অনুরণন-স্থিতিশীল σ-জটিল/অ্যারেনিয়াম আয়ন তৈরি করে। এই ধাপে অ্যারোমেটিকতা সাময়িকভাবে হারায়।

HSO₄⁻-এর মতো ক্ষারক প্রতিস্থাপিত কার্বন থেকে H⁺ অপসারণ করলে বলয়ের π-ব্যবস্থা ফিরে আসে; নাইট্রোবেনজিন ও অনুঘটক H₂SO₄ পাওয়া যায়। মোটে $\mathrm{C_6H_6+HNO_3\rightarrow C_6H_5NO_2+H_2O}$।

উত্তর

C টলুইন এবং D বেনজোয়িক অ্যাসিড। টলুইনের –CH₃ ইলেকট্রনদায়ী ও অতিসংযুগন-সক্ষম; সহযোগী গঠনগুলোতে অর্থো-প্যারা অবস্থানের ইলেকট্রন ঘনত্ব বাড়ে এবং ঐ অবস্থানে আক্রমণের মধ্যবর্তী আয়ন স্থিতিশীল হয়।

তাই C প্রধানত অর্থো-প্যারা নির্দেশক। উদাহরণস্বরূপ নাইট্রেশনে অর্থো- ও প্যারা-নাইট্রোটলুইন হয়। দুটি প্রদর্শিত সমাণু মানে সমান উৎপাদন-অনুপাত নয়।

D-এর –COOH মূলক−M ও−I প্রভাবে বলয় থেকে ইলেকট্রন টেনে নেয়। সংশ্লিষ্ট অনুরণন প্রভাবে অর্থো-প্যারা আক্রমণ তুলনায় প্রতিকূল; তাই বেনজোয়িক অ্যাসিড বলয় নিষ্ক্রিয়কারী ও প্রধানত মেটা নির্দেশক।

২. উদ্দীপকটি পড়ে প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও।

উদ্দীপকের আলোকে নিচের প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও :

(i) $\mathrm{CH}_3 \mathrm{CH}_2 \mathrm{Cl}+\mathrm{KOH}($ alc $) \rightarrow \mathrm{X}+\mathrm{KCl}+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}$
(ii) $\mathrm{CH}_3 \mathrm{CH}_2 \mathrm{Br}+\mathrm{KOH}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Y}+\mathrm{KBr}$

উত্তর জারণ-বিজারণ ইলেকট্রনীয় মতবাদ অনুসারে যেসব পদার্থ ইলেকট্রন গ্রহণ করে বিজারিত হয় তাদেরকে জারক বলে।
উত্তর

তুলনীয় সরল অ্যালকাইল অ্যামিনের ক্ষেত্রে দ্বিতীয়ক অ্যামিনের দুটি অ্যালকাইল মূলকের ইলেকট্রনদায়ী প্রভাব N-এর মুক্তজোড়কে প্রোটন গ্রহণে সহায়তা করে। জলীয় মাধ্যমে উৎপন্ন আয়নের পানিযোজনও গুরুত্বপূর্ণ। তাই অনেক ক্ষেত্রে দ্বিতীয়ক অ্যামিন প্রাথমিক অ্যামিনের চেয়ে বেশি ক্ষারীয়।

তবে প্রতিস্থাপক, দ্রাবক ও স্থানিক বাধা বদলালে ক্রম বদলাতে পারে; সব 1°/2° অ্যামিনের জন্য একক সর্বজনীন ক্রম নয়।

উত্তর

উদ্দীপকের $(i)$ নং বিক্রিয়াটি পূর্ণ করে পাই-

$\mathrm{CH}_3-\mathrm{CH}_2 \mathrm{Cl}+\mathrm{KOH}($ alc $) \longrightarrow \mathrm{CH}_2=\mathrm{CH}_2+\mathrm{KCl}+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}$

$\mathrm{CH}_2=\mathrm{CH}_2$ $= X$

সুতরাং, X হলো ইথিন $\left(\mathrm{CH}_2=\mathrm{CH}_2\right)$ । নিচে ইথিন থেকে মিথান্যাল $(\mathrm{H}-\mathrm{CHO})$, প্রস্তুতি সমীকরণসহ বর্ণনা করা হলো $\mathrm{H}_3 \mathrm{PO}_4$ প্রভাবকের উপস্থিতিতে ইথিন পানির বাষ্পের সাথে উচ্চ তাপ এবং উচ্চ চাপে বিক্রিয়া করে ইথানল উৎপন্ন করে।

$\mathrm{CH_2\{=\}CH_2+H_2O}\xrightarrow[\text{উচ্চ তাপ/চাপ}]\{\mathrm{H_3PO_4}\}\mathrm{CH_3CH_2OH}$। ইথিন → ইথানল।

উৎপন্ন ইথানলকে শক্তিশালী জারক $\left(\mathrm{K}_2 \mathrm{Cr}_2 \mathrm{O}_7+\mathrm{H}_2 \mathrm{SO}_4\right)$ দ্বারা জারিত করলে প্রথমে ইথান্যাল এবং পরবর্তীতে পুনরায় জারিত হয়ে 'ইথানোয়িক এসিড উৎপন্ন হয়।

$\mathrm{CH_3CH_2OH+[O]}\xrightarrow\{\mathrm{K_2Cr_2O_7/H_2SO_4}\}\mathrm{CH_3CHO+H_2O}$।

$\mathrm{CH_3CHO+[O]}\xrightarrow\{\mathrm{K_2Cr_2O_7/H_2SO_4}\}\mathrm{CH_3COOH}$।

ইথানোয়িক এসিড প্রথমে NaOH এর সাথে বিক্রিয়া করে সোডিয়াম ইথানয়েট পরিণত হয়। পরে তা সোডা লাইম (NaOH + CaO) এর সাথে বিক্রিয়া ঘটিয়ে মিথেন প্রস্তুত করা হয়।

$\mathrm{CH_3COOH+NaOH\rightarrow CH_3COONa+H_2O}$।

$\mathrm{CH_3COONa+NaOH}\xrightarrow[\Delta]\{\mathrm{CaO}\}\mathrm{CH_4+Na_2CO_3}$।

এভাবেই ইথিন যৌগ থেকে মিথেন প্রস্তুত করা সম্ভব।

মৃদু সূর্যালোকের উপস্থিতিতে মিথেন $\left(\mathrm{CH}_4\right)$ ব্রোমিনের/ ক্লোরিনের সাথে বিক্রিয়া করে মিথাইল ব্রোমাইড/ মিথাইল ক্লোরাইড উৎপন্ন করে।

$\mathrm{CH_4+Br_2}\xrightarrow\{\text{মৃদু সূর্যালোক}\}\mathrm{CH_3Br+HBr}$।

উৎপন্ন মিথাইল ব্রোমাইড সোডিয়াম হাইড্রক্সাইডের জলীয় দ্রবণের সাথে বিক্রিয়া করে মিথানল উৎপন্ন করে।

$\mathrm{CH_3Br+NaOH(aq)\rightarrow CH_3OH+NaBr}$। মিথাইল ব্রোমাইড → মিথানল।

সবশেষে, উৎপন্ন মিথানলকে গাঢ় $\mathrm{H}_2 \mathrm{SO}_4$ এর উপস্থিতিতে শক্তিশালী জারক $\left(\mathrm{K}_2 \mathrm{Cr}_2 \mathrm{O}_7\right.$ ও $\left.\mathrm{H}_2 \mathrm{SO}_4\right)$ দ্বারা জারিত করলে মিথান্যাল পাওয়া যায়।

$\mathrm{CH_3OH+[O]}\xrightarrow\{\mathrm{K_2Cr_2O_7/H_2SO_4}\}\mathrm{HCHO+H_2O}$ (নিয়ন্ত্রিত জারণ; অতিরিক্ত জারণ থেকে মিথান্যাল আলাদা করা প্রয়োজন)।

শেষের মিথানল→মিথান্যাল জারণটি নিয়ন্ত্রিত হতে হবে এবং উৎপাদকে আরও জারণ থেকে আলাদা করতে হবে; অতিরিক্ত জারণে মিথানোয়িক অ্যাসিড/পরবর্তী উৎপাদ হতে পারে। প্রথম X ইথিন থেকে বিজারক ওজোনোলিসিসে সরাসরি 2HCHO-ও পাওয়া যায়; উৎসের দীর্ঘ পথটি একটি বিকল্প রূপান্তর-ক্রম।

উত্তর

দ্বিতীয় বিক্রিয়ায় $\mathrm{CH_3CH_2Br+OH^-\rightarrow CH_3CH_2OH+Br^-}$। প্রাথমিক অ্যালকাইল ব্রোমাইডে OH⁻ পিছন দিক থেকে C–Br বন্ধনের কার্বনে আক্রমণ করে।

C–O বন্ধন গঠন ও C–Br ভাঙন একই এক-ধাপের SN2 প্রক্রিয়ায় হয়। আংশিক C–O/C–Br বন্ধনযুক্ত বিন্যাসটি ট্রানজিশন অবস্থা, আলাদা স্থায়ী মধ্যবর্তী যৌগ নয়। বেগ আদর্শভাবে $v=k[\mathrm{C_2H_5Br}][\mathrm{OH^-}]$।

কাইরাল প্রতিস্থাপন-কার্বনে SN2 কনফিগারেশন বিপরীত করে। এখানে CH₂ কার্বনে দুটি H একই হওয়ায় কার্বনটি কাইরাল নয়; তাই ইথাইল ব্রোমাইডে আলাদা এনান্টিওমারের বিপরীত ঘূর্ণন দেখানোর দাবি প্রযোজ্য নয়।

৩. উদ্দীপকটি পড়ে প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও।

উদ্দীপকের আলোকে সংশ্লিষ্ট প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও :

একটি $LPG$ $\left(\mathrm{C}_4 \mathrm{H}_{10}\right)$ সিলিন্ডারের সর্বোচ্চ চাপ ও সহ্যক্ষমতা $116$ বায়ুচাপ। শূন্য অবস্থায় এর ওজন $16$ কিলোগ্রাম এবং আয়তন $120$ লিটার । $[LPG ($ $\mathrm{C}_4 \mathrm{H}_{10}$ ) গ্যাস ফিলিং স্টেশন হতে $100$ বায়ুচাপে 25 $\{ \}^{\circ} \mathrm{C}$ তাপমাত্রায় সিলিন্ডারে গ্যাস ভর্তি করা হয়।$]$

উত্তর জৈব যৌগের অণুস্থিত বিভিন্ন উপাদান মৌলের যে পরমাণু বা মূলক উক্ত যৌগের ধর্ম ও বিক্রিয়া নির্ধারণ করে থাকে ঐ পরমাণু বা মূলককে ঐ যৌগের তথা ঐ যৌগ শ্রেণির কার্যকরী মূলক বলে।
উত্তর

হাকেল নিয়ম অনুসারে, বেনজিন একটি অ্যারোমেটিক যৌগ। কারণ, রঞ্জন রশ্মির সাহায্যে বিশ্লেষণ করে দেখা গেছে বেনজিন অণু চক্রাকার, চ্যাপ্টা বা সমতলীয়। দ্বিবন্ধনযুক্ত প্রতি কার্বনে $p$ অরবিটাল আছে। তিনটি দ্বিবন্ধনের জন্য ইলেকট্রন সংখ্যা $3 \times 2=6$ টি যা হাকেলের নীতির সাথে পুরোপুরি সামঞ্জস্যপূর্ণ। এক্ষেত্রে,

$4n + 2 = 6$

বা, $4n = 6 - 2 = 4$

বা, $n = 1 $

বেনজিন: C₆H₆-এর ছয়-সদস্যবিশিষ্ট সংযুগিত বলয়।

অতএব, বেনজিন একটি অ্যারোমেটিক যৌগ।

উত্তর

শুধু উৎসের আদর্শ গ্যাস মডেল প্রয়োগ করলে $m=PVM/(RT)=100\times120\times58/(0.082\times298)=28482.56$ g≈28.48 kg। খালি সিলিন্ডার 16 kg যোগ করলে মোট ভর≈44.48 kg।

কিন্তু 25°C ও 100 atm-এ বিউটেনকে একক আদর্শ গ্যাস হিসেবে ধরা বাস্তবসম্মত নয়; LPG-তে তরল দশা ও বাস্তব চাপ-আয়তন সম্পর্ক গুরুত্বপূর্ণ। তাই 44.48 kg কেবল আনুষ্ঠানিক আদর্শ-মডেলের ফল। প্রকৃত ভর নির্ণয়ে ভর্তি করা পরিমাণ/দশা-উপাত্ত বা উপযুক্ত বাস্তব অবস্থা-সমীকরণ প্রয়োজন।

উত্তর

একই n,V-তে আদর্শ গ্যাস ধরা হলে $P_2=P_1T_2/T_1=100\times338/298=113.42$ atm। এটি প্রদত্ত 116 atm-এর নিচে; তাই কেবল প্রশ্নের সরল মডেলে চাপসীমা অতিক্রম করে না।

এ থেকে বাস্তব LPG সিলিন্ডার বিস্ফোরিত হবে না—এমন নিশ্চয়তা দেওয়া যায় না। বিউটেনের তরল-বাষ্প দশা, ভরাটের মাত্রা, বাস্তব বাষ্পচাপ, পাত্রের অবস্থা ও চাপমুক্তির ব্যবস্থা এই সিদ্ধান্তে প্রয়োজন। উৎসের আদর্শায়িত উপাত্ত বাস্তব দশার সঙ্গে অসংগত; ফলটি শর্তাধীন পাঠ্যগণনা।

৪. উদ্দীপকটি পড়ে প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও।

উদ্দীপকের আলোকে নিচের প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও:

বাম পাত্র-১ ও ডান পাত্র-২ স্টপকক দিয়ে মাঝের পাত্র-৩-এর সঙ্গে যুক্ত।

তথ্য পাত্র-১ পাত্র-৩ (মাঝে) পাত্র-২
তাপমাত্রা 20°C 40°C 20°C
আয়তন 300 mL 600 mL 200 mL
ভর 0.5 g উল্লেখ নেই 0.21 g
চাপ 780 mm(Hg) উল্লেখ নেই 1.20 atm
উত্তর কোন দ্রবণের প্রতি লিটারে দ্রবীভূত দ্রবের মোল সংখ্যাকে ঐ দ্রবণের মোলারিটি বলে।
উত্তর

BOD নির্দিষ্ট সময় ও অবস্থায় জীবাণুর মাধ্যমে অবক্ষয়যোগ্য দূষকের জন্য অক্সিজেনের প্রয়োজন নির্দেশ করে। COD রাসায়নিক পরীক্ষায় জারিতযোগ্য পদার্থের অক্সিজেন-সমতুল্য চাহিদা।

COD-এ ধীর বা জৈবভাবে অনবক্ষয়যোগ্য কিছু জৈব পদার্থ এবং কিছু বিজারক অজৈব পদার্থও অন্তর্ভুক্ত হয়, তাই এটি সাধারণত BOD-এর চেয়ে বেশি। পরীক্ষাপদ্ধতি ও হস্তক্ষেপ না জেনে ‘সবসময়’ বলা ঠিক নয়; COD মান সরাসরি দ্রবীভূত অক্সিজেন গ্রহণের মাপ নয়।

উত্তর

আদর্শ মডেলে $n_1=PV/(RT)=(780/760)\times0.300/(0.0821\times293)\approx0.01280$ mol।

তাই অণুসংখ্যা $N=n_1N_A\approx0.01280\times6.022\times10^{23}=7.71\times10^{21}$। অণুসংখ্যার জন্য আগে মোলার ভর বের করা অপরিহার্য নয়।

উত্তর

উদ্দীপকের পাত্র-১ এ রক্ষিত গ্যাসটির আণবিক ভর, $M_1 = 39.08 \text{ g mol}^{-1}$ (গ নং হতে পাই)।

পাত্র-২ এর ক্ষেত্রে:
ভর, $w = 0.21 \text{ g}$
আয়তন, $V = 200 \text{ mL} = 0.2 \text{ L}$
চাপ, $P = 1.20 \text{ atm}$
তাপমাত্রা, $T = 20^\circ\text{C} = (20 + 273) \text{ K} = 293 \text{ K}$
মোলার গ্যাস ধ্রুবক, $R = 0.0821 \text{ L atm K}^{-1} \text{mol}^{-1}$
আণবিক ভর, $M_2 = ?$
আমরা জানি,

$PV = \frac{w}{M_2}RT$

বা, $M_2 = \frac{wRT}{PV}$

বা, $M_2 = \frac{0.21 \times 0.0821 \times 293}{1.20 \times 0.2}$

$\therefore M_2 = 21.05 \text{ g mol}^{-1}$

এখানে,
$M_1 =$ ১ম পাত্রের গ্যাসের আণবিক ভর $= 39.08 \text{ g mol}^{-1}$
$M_2 =$ ২য় পাত্রের গ্যাসের আণবিক ভর $= 21.05 \text{ g mol}^{-1}$
$r_1 =$ ১ম পাত্রের গ্যাসের ব্যাপন হার
$r_2 =$ ২য় পাত্রের গ্যাসের ব্যাপন হার

যেহেতু, পাত্র-২ এর গ্যাসটির আণবিক ভর পাত্র-১ এর গ্যাস অপেক্ষা কম ($M_2 < M_1$)।
এখন গ্রাহামের ব্যাপন সূত্রানুসারে,

$\frac{r_1}{r_2} = \sqrt{\frac{M_2}{M_1}}$

বা, $\frac{r_1}{r_2} = \sqrt{\frac{21.05}{39.08}}$

বা, $\frac{r_1}{r_2} = \sqrt{0.5386}$

বা, $\frac{r_1}{r_2} = 0.73$

বা, $r_1 = 0.73 \times r_2$

বা, $r_2 = \frac{1}{0.73} r_1$

বা, $r_2 = 1.36 \times r_1$

$\therefore r_2 > r_1$
বা, ২য় পাত্রের গ্যাসের ব্যাপন হার $>$ ১ম পাত্রের গ্যাসের ব্যাপন হার।

যেহেতু পাত্র-২ এর গ্যাসের ব্যাপন হার পাত্র-১ এর গ্যাসের ব্যাপন হার অপেক্ষা বেশি, কাজেই পাত্র-৩ এ স্টপকক খোলা অবস্থায় পাত্র-২ এর গ্যাসটি আগে ব্যাপিত হবে।

এই তুলনা সমতাপীয় তুল্য ব্যাপন/নিঃসরণ-পথের গ্রাহাম মডেলের জন্য। প্রকৃত স্টপকক খুললে চাপজনিত সামগ্রিক প্রবাহ, পথের দৈর্ঘ্য/প্রস্থ ও মধ্যপাত্রের তাপমাত্রাও প্রথম পৌঁছানোর সময়কে প্রভাবিত করে; শুধু মোলার ভর থেকে সব বাস্তব শর্তে পৌঁছানোর সময় নিশ্চিত নয়।

৫. উদ্দীপকটি পড়ে প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও।

উদ্দীপকের আলোকে নিচের প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও :

পাত্র দ্রবণ আয়তন ঘনমাত্রা
A নাম অনুল্লিখিত দ্বিক্ষারকীয় অ্যাসিড 150 mL 0.1 M
B MOH 600 mL 0.04 M
C A+B-এর মিশ্র দ্রবণ — —

M এর পারমাণবিক ভর = 39

উত্তর কোনো অম্ল থেকে একটি প্রোটন অপসারণ করলে যে ক্ষারকের সৃষ্টি হয়, তাকে ঐ অম্লের অনুবন্ধী ক্ষারক বলে।
উত্তর

এখানে,

মোলার গ্যাস ধ্রুবক,$\mathrm{R}=8.314 \mathrm{JK}^{-1} \mathrm{~mol}^{-1}$

তাপমাত্রা, $\mathrm{T}=27^{\circ} \mathrm{C}=300 \mathrm{~K}$

আণবিক ভর, $\mathrm{M}=32 \times 10^{-3} \mathrm{~kg}$

বর্গমূল গড় বর্গবেগ, $\mathrm{C}=$ ?

জানা আছে,

rms বেগ, $C=\sqrt{\frac{3 \mathrm{RT}}{\mathrm{M}}}$

$\begin{aligned} & =\sqrt{\frac{3 \times 8.314 \times 300}{32 \times 10^{-3}}} \\ & =483.56 \mathrm{~ms}^{-1}\end{aligned}$

$\therefore 27^{\circ} \mathrm{C}$ তাপমাত্রায় $\mathrm{O}_2$ অণুর rms বেগ $483.56 \mathrm{~ms}^{-1}$ ।

উত্তর

উদ্দীপকের পাত্র-B এর MOH যৌগটি KOH।

এখানে,

ঘনমাত্রা, $\mathrm{S}=0.04 \mathrm{M}$

$\mathrm{M}=\mathrm{KOH}$ এর আণবিক ভর $=56$

আয়তন, $V=600 mL$

ভর, $w=$ ?

B পাত্রের দ্রবণে দ্রবীভূত ক্ষারের পরিমাণ,
$\begin{aligned} w & =\frac{\text { SMV }}{1000} \\ & =\frac{0.04 \times 56 \times 600}{1000} \\ \therefore w & =1.344 \mathrm{~g}\end{aligned}$

সুতরাং, উদ্দীপকের B-পাত্রের দ্রবণে দ্রবীভূত ক্ষারের পরিমাণ 1.344 g।

উত্তর

A-তে নাম না-দেওয়া দ্বিক্ষারকীয় অ্যাসিড H₂A $n=0.150\times0.1=0.0150$ mol। B-তে KOH $n=0.600\times0.04=0.0240$ mol। H₂SO₄ বলে ধরে নেওয়ার তথ্য নেই।

প্রথমে 0.0150 mol OH⁻ দিয়ে H₂A→HA⁻; অবশিষ্ট 0.0090 mol OH⁻-এ HA⁻→A²⁻। তাই সরল ধাপে 0.0060 mol HA⁻ এবং 0.0090 mol A²⁻ থাকে। দুটি প্রোটন সম্পূর্ণ প্রশমনের জন্য 0.0300 mol OH⁻ প্রয়োজন, কিন্তু সেই ঘাটতি মানেই মিশ্রণ অবশ্যই অম্লীয় নয়।

উপযুক্ত বাফার অনুমানে $pH=pK_{a2}+\log_{10}(0.009/0.006)=pK_{a2}+0.176$। দ্বিতীয় বিযোজন ধ্রুবক এবং অন্যান্য সাম্য না জানলে এটি 7-এর নিচে না ওপরে, তা অনন্যভাবে নির্ণয় করা যায় না। তাই অ্যাসিডের পরিচয়/Ka ছাড়া C-এর প্রকৃতি নিশ্চিত করা অসম্ভব।

৬. উদ্দীপকটি পড়ে প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও।

উদ্দীপকের আলোকে সংশ্লিষ্ট প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও :

পাত্র উপাদান তথ্য
১ K₂Cr₂O₇ দ্রবণ 50 mL, 0.04 M
২ লোহার টুকরা + H₂SO₄ Fe-নমুনা 0.80 g
৩ KMnO₄ দ্রবণ 0.3 M; আয়তন নেই
উত্তর যে পদার্থ উপযুক্ত বর্ণ পরিবর্তনের মাধ্যমে টাইট্রেশনের শেষবিন্দু বা দ্রবণের নির্দিষ্ট রাসায়নিক অবস্থা শনাক্ত করতে সাহায্য করে, তাকে নির্দেশক বলে।
উত্তর

মোলার দ্রবণের ঘনমাত্রা 1 mol L⁻¹। সেই ঘনমাত্রা যথাযথভাবে প্রস্তুত বা প্রমিত করে নির্ভরযোগ্যভাবে জানা থাকলে দ্রবণটি প্রমাণ দ্রবণ হিসেবে ব্যবহারযোগ্য।

কেবল নামমাত্র 1 M লেখা থাকলেই প্রকৃত ঘনমাত্রা নির্ভুল—এমন নিশ্চয়তা নেই; প্রমাণ দ্রবণ হওয়ার শর্ত হলো নির্ভরযোগ্যভাবে জানা ঘনমাত্রা।

উত্তর

পাত্র-২-এ লোহার সঙ্গে লঘু H₂SO₄-এ FeSO₄ তৈরি হয়। Fe²⁺-এর জারণ $\mathrm{Fe^{2+}\rightarrow Fe^{3+}+e^-}$ এবং অম্লীয় পারম্যাঙ্গানেটের বিজারণ $\mathrm{MnO_4^-+8H^++5e^-\rightarrow Mn^{2+}+4H_2O}$।

যোগে $\mathrm{5Fe^{2+}+MnO_4^-+8H^+\rightarrow5Fe^{3+}+Mn^{2+}+4H_2O}$।

দর্শক আয়নসহ $\mathrm{10FeSO_4+2KMnO_4+8H_2SO_4\rightarrow5Fe_2(SO_4)_3+K_2SO_4+2MnSO_4+8H_2O}$। এখানে Fe²⁺ বিজারক এবং KMnO₄ জারক।

উত্তর

উদ্দীপকের পাত্র-১ ও পাত্র-২ এর দ্রবণদ্বয় মিশ্রিত করলে সংঘটিত বিক্রিয়ার সমতাকৃত সমীকরণ হবে-

$6 \mathrm{FeSO}_4+\mathrm{K}_2 \mathrm{Cr}_2 \mathrm{O}_7+7 \mathrm{H}_2 \mathrm{SO}_4 \longrightarrow$

$3 \mathrm{Fe}_2\left(\mathrm{SO}_4\right)_3+\mathrm{K}_2 \mathrm{SO}_4+\mathrm{Cr}_2\left(\mathrm{SO}_4\right)_3+7 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}$

সমীকরণ মতে,

$1 \mathrm{~mol} \mathrm{~K}_2 \mathrm{Cr}_2 \mathrm{O}_7 \equiv 6 \mathrm{~mol} \mathrm{FeSO}_4 \equiv 6 \mathrm{~mol} \mathrm{Fe}^{2+}$

$1000 \mathrm{~mL}_1 \mathrm{M} \mathrm{K}_2 \mathrm{Cr}_2 \mathrm{O}_7$ দ্রবণ $=6 \times 55.85 \mathrm{~g} \mathrm{Fe}$

$\therefore \quad 50 \mathrm{~mL} 0.04 \mathrm{M} \mathrm{K}_2 \mathrm{Cr}_2 \mathrm{O}_7$ দ্রবণ $=\frac{6 \times 55.85 \times 50 \times 0.04}{1000} \mathrm{~g} \mathrm{Fe}$

$=0,6702 \mathrm{~g}$

অতএব, লোহার টুকরার বিশুদ্ধতা $=\frac{0.6702}{0.80} \times 100 \%$

$= 83.78\%$

সুতরাং, লোহার টুকরার বিশুদ্ধতার হার $= 83.78\%$

৭. উদ্দীপকটি পড়ে প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও।

নিচের উদ্দীপকের আলোকে সংশ্লিষ্ট প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও : '

একটি তড়িৎবিশ্লেষ্য কোষে 500 mL, 0.5 M NiSO₄ দ্রবণ। বাম তড়িৎদ্বার অ্যানোড, ডানটি ক্যাথোড; বহিঃবর্তনীতে G-চিহ্নিত মাপনী ও বিদ্যুৎ উৎস রয়েছে। I=2 A, সময় 10 মিনিট। তড়িৎদ্বারের পদার্থ লেখা নেই।

উত্তর জৈব যৌগের অণুর ক্ষেত্রে কার্বন পরমাণুর সাথে চারটি পরস্পর সম্পূর্ণ ভিন্ন একযোজী পরমাণু বা মূলক যুক্ত থাকলে ঐ কার্বনকে কাইরাল কার্বন বলে।
উত্তর

আলোক সমাণুতা বা এনান্টিওমার হওয়ার মৌলিক শর্ত হলো অণুটি তার দর্পণপ্রতিবিম্বের সঙ্গে সমাপতিত না হওয়া, অর্থাৎ সম্পূর্ণ অণুটি কাইরাল হওয়া। একটি sp³ কার্বনে চারটি ভিন্ন গোষ্ঠী থাকা এর সাধারণ কারণ।

কিন্তু কেবল কাইরাল কেন্দ্র গণনা যথেষ্ট নয়: অভ্যন্তরীণ প্রতিসাম্যযুক্ত মেসো যৌগ সামগ্রিকভাবে অকাইরাল হতে পারে; আবার কিছু যৌগ কেন্দ্রীয় কাইরাল কার্বন ছাড়াও কাইরাল। এনান্টিওমারের সমমোলার রেসিমিক মিশ্রণে আলোকঘূর্ণন পরস্পর বাতিল হয়।

উত্তর

ক্যাথোডে $\mathrm{Ni^{2+}+2e^-\rightarrow Ni}$। চার্জ $Q=2\times10\times60=1200$ C। সমস্ত কারেন্ট Ni জমাতে ব্যবহৃত হলে $n(Ni)=Q/(2F)=1200/(2\times96500)=0.0062176$ mol।

সঞ্চিত পরমাণু $N=nN_A\approx0.0062176\times6.022\times10^{23}=3.744\times10^{21}$। মোলার ভর 58.7 g mol⁻¹ ধরলে জমা ভর≈0.3650 g।

উত্তর

প্রাথমিক Ni²⁺ $n_0=0.500\times0.5=0.250$ mol। ক্যাথোডে 0.0062176 mol Ni জমা হয়—100% সংশ্লিষ্ট কারেন্ট-দক্ষতা ধরে।

অ্যানোড নিষ্ক্রিয় এবং আয়তন 0.500 L অপরিবর্তিত হলে $C=(0.250-0.0062176)/0.500=0.487565$ M, অর্থাৎ প্রায় 0.49 M।

কিন্তু অ্যানোড Ni হলে সেটি $\mathrm{Ni\rightarrow Ni^{2+}+2e^-}$ অনুযায়ী সমপরিমাণ Ni²⁺ দিতে পারে; আদর্শভাবে ঘনমাত্রা প্রায়অপরিবর্তিত থাকবে। উৎসচিত্রে অ্যানোডের পদার্থ নেই, তাই কোন ফল প্রযোজ্য তা নিশ্চিত নয়। H₂-সহ পার্শ্ববিক্রিয়া থাকলেও হিসাব বদলায়।

৮. উদ্দীপকটি পড়ে প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও।

উদ্দীপকের আলোকে নিচের প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও :

(i) $\mathrm{E}_{\{ \}_{\mathrm{A} / \mathrm{A}^{2+}}}=+0.76 \mathrm{~V}(0.4 \mathrm{M}$ দ্রবণ $)$
(ii) $\mathrm{E}_{\mathrm{B} / \mathrm{B}^{2+}}=-0.34 \mathrm{~V}(0.2 \mathrm{M}$ দ্রবণ $)$
(iii) $\mathrm{E}^{\circ}\{ \}_{C^{+} / C}=+0.79 \mathrm{~V}$ (0.3 M দ্রবণ)

উত্তর পরস্পরের উপর সমাপতিত হয় না এমন দর্পণ-প্রতিবিম্ব স্টেরিওসমাণুদ্বয়কে এনানশিওমার বলে। একই শর্তে বিশুদ্ধ এনানশিওমারদ্বয় সমতলীয় আলোর তল সমান কোণে বিপরীত দিকে ঘোরায়; সমমোলার মিশ্রণ রেসেমিক ও নিট আলোক নিষ্ক্রিয়।
উত্তর

শুধু অ্যালডিহাইড ও কিটোন শ্রেণি ধরলে $C_4H_8O$-এর তিনটি গঠনসমাণু হলো:

  • $CH_3CH_2CH_2CHO$: বিউটান্যাল।
  • $(CH_3)_2CHCHO$: ২-মিথাইলপ্রোপান্যাল।
  • $CH_3COCH_2CH_3$: বিউটান-২-ওন।

উৎসের এনল উদাহরণটির শুদ্ধ গঠন $CH_2=C(OH)CH_2CH_3$ (but-1-en-2-ol); শেষ কার্বনে $CH_2$ লেখা ভুল। প্রশ্নটি শ্রেণি সীমিত করেনি, তাই ওপরের তালিকা সমস্ত সম্ভাব্য সমাণুর পূর্ণ তালিকা নয়; একই আণবিক সংকেতের অসম্পৃক্ত অ্যালকোহল ও চক্রাকার যৌগও সম্ভব। পূর্ণ তালিকার প্রত্যাশিত সীমা উৎসে অনির্দিষ্ট।

উত্তর

উৎসের প্রথম মানটিকে প্রমাণ জারণ বিভব এবং তাপমাত্রা $25^\circ C$ ধরে গণনা করছি; প্রথম দুই মানে প্রমাণ চিহ্ন নেই বলে এই অনুমান প্রয়োজন।

অ্যানোড: $A\rightarrow A^{2+}+2e^-$। ক্যাথোড: $2C^++2e^-\rightarrow2C$।

সামগ্রিক বিক্রিয়া $A+2C^+\rightarrow A^{2+}+2C$, $n=2$, $E^\circ=0.76+0.79=1.55\,V$।

$E=1.55-\frac{0.0592}{2}\log\frac{0.4}{(0.3)^2}\approx1.531\,V$। দ্রবণের সক্রিয়তাকে ঘনমাত্রার সমান ধরা হয়েছে।

উত্তর

একই প্রমাণ-বিভব ও $25^\circ C$ অনুমানে $B+2C^+\rightarrow B^{2+}+2C$ এবং $E^\circ=-0.34+0.79=0.45\,V$।

$E=0.45-\frac{0.0592}{2}\log\frac{[B^{2+}]}{[C^+]^2}=0.45-0.0296\log\frac{0.2}{0.3^2}\approx0.440\,V$।

বিভব ধনাত্মক, তাই এই মডেলে B জারিত হয়ে পাত্র ক্ষয় করবে; C-এর লবণ দীর্ঘদিন রাখা উপযুক্ত নয়। উৎসের $C^{2+}$ এবং ভগ্নাংশে A-এর ঘনমাত্রা ব্যবহার ভুল; এখানে $C^+$ ও $[B^{2+}]$ প্রযোজ্য।