রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ব্যবহৃত বা পরিত্যাক্ত বর্জ্য পদার্থকে প্রক্রিয়াজাত করে পুনরায় ব্যবহারোপযোগী নতুন পণ্যে রূপান্তর করার প্রক্রিয়াকে রি-সাইকেল (Recycle) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ফুয়েল সেলকে পরিবেশবান্ধব বলা হয় কারণ এর কার্যপ্রণালীতে কোনো ক্ষতিকর গ্রিনহাউস গ্যাস বা বায়ুদূষক নির্গত হয় না। উদাহরণস্বরূপ, হাইড্রোজেন ফুয়েল সেলে জ্বালানি হিসেবে হাইড্রোজেন ($H_2$) এবং জারক হিসেবে অক্সিজেন ($O_2$) ব্যবহৃত হয়ে রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে বিদ্যুৎ শক্তি উৎপন্ন হয় এবং উপজাত হিসেবে কেবল বিশুদ্ধ পানি ($H_2O$) ও তাপ নির্গত হয়। কোনো বিষাক্ত গ্যাস বা ধোঁয়া সৃষ্টি না হওয়ায় এটি পরিবেশের ক্ষতি করে না।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে উল্লিখিত শিল্প উৎপাদটি হলো পোর্টল্যান্ড সিমেন্ট।

   সিমেন্ট প্রস্তুতির মূলনীতি ও বিক্রিয়াসমূহ:
   সিমেন্ট উৎপাদনের প্রধান কাঁচামাল হলো ক্ষারীয় উপাদান হিসেবে চুনাপাথর ($CaCO_3$) এবং অম্লীয় উপাদান হিসেবে কাদামাটি ($Al_2O_3\cdot 2SiO_2\cdot 2H_2O$)।

   ১. শোষণ ও বিয়োজন অঞ্চল ($800^\circ\text{C} - 1000^\circ\text{C}$):
   ঘূর্ণায়মান চুল্লিতে চুনাপাথর উত্তপ্ত হয়ে বিয়োজিত হয়ে ক্যালসিয়াম অক্সাইড ($CaO$) এবং কার্বন ডাই-অক্সাইড ($CO_2$) গ্যাস উৎপন্ন করে:
   $CaCO_3 \xrightarrow{\Delta} CaO + CO_2\uparrow$

   ২. ক্লিঙ্কারিং বা সিন্টারিং অঞ্চল ($1400^\circ\text{C} - 1500^\circ\text{C}$):
   উচ্চ তাপমাত্রায় ক্যালসিয়াম অক্সাইড কাদামাটির সিলিকা ($SiO_2$), অ্যালুমিনা ($Al_2O_3$) এবং আয়রন অক্সাইডের ($Fe_2O_3$) সাথে বিক্রিয়া করে সিমেন্ট ক্লিঙ্কার গঠন করে:

   • ডাইক্যালসিয়াম সিলিকেট গঠন:
     $2CaO + SiO_2 \rightarrow 2CaO\cdot SiO_2\text{ (বা } C_2S)$
   • ট্রাইক্যালসিয়াম সিলিকেট গঠন:
     $3CaO + SiO_2 \rightarrow 3CaO\cdot SiO_2\text{ (বা } C_3S)$
   • ট্রাইক্যালসিয়াম অ্যালুমিনেট গঠন:
     $3CaO + Al_2O_3 \rightarrow 3CaO\cdot Al_2O_3\text{ (বা } C_3A)$
   • টেট্রাক্যালসিয়াম অ্যালুমিনোফেরেট গঠন:
     $4CaO + Al_2O_3 + Fe_2O_3 \rightarrow 4CaO\cdot Al_2O_3\cdot Fe_2O_3\text{ (বা } C_4AF)$

   উৎপন্ন ক্লিঙ্কারকে শীতল করে তার সাথে ২-৩% জিপসাম ($CaSO_4\cdot 2H_2O$) মিশিয়ে সূক্ষ্মভাবে চূর্ণ করলে পোর্টল্যান্ড সিমেন্ট প্রস্তুত হয়।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের শিল্প উৎপাদটি হলো সিমেন্ট। সিমেন্ট প্রস্তুতকালে বিভিন্ন গ্যাসীয় ও কঠিন দূষক সৃষ্টি হয় যা পরিবেশের উপর মারাত্মক বিরূপ প্রভাব ফেলে:

   ১. কার্বন ডাই-অক্সাইড ($CO_2$): চুনাপাথরের তাপীয় বিয়োজন এবং ঘূর্ণায়মান চুল্লিতে প্রচুর জ্বালানি দহনের ফলে প্রচুর পরিমাণে $CO_2$ গ্যাস বায়ুমণ্ডলে নির্গত হয়। এটি প্রধান গ্রিনহাউস গ্যাস হওয়ায় বৈশ্বিক উষ্ণায়ন ও জলবায়ু পরিবর্তনের অন্যতম প্রধান কারণ।

   ২. সিমেন্ট ডাস্ট (ধূলিকণা ও SPM): কাঁচামাল চূর্ণীকরণ, চুল্লির নির্গমন ও ক্লিঙ্কার গ্রাইন্ডিংয়ের সময় প্রচুর সিমেন্ট ডাস্ট বাতাসে ছড়ায়। এই ধূলিকণা বাতাসের গুণমান হ্রাস করে এবং আশপাশের উদ্ভিদ পাতার পত্ররন্ধ্র বন্ধ করে সালোকসংশ্লেষণ ব্যাহত করে। মানুষের শ্বাসতন্ত্রের ক্ষতি করে সিলিকোসিস, অ্যাজমা, ব্রঙ্কাইটিসের মতো দীর্ঘস্থায়ী ফুসফুসের রোগ সৃষ্টি করে।

   ৩. সালফার ডাই-অক্সাইড ($SO_2$) ও নাইট্রোজেনের অক্সাইডসমূহ ($NO_x$): চুল্লিতে উচ্চ তাপমাত্রায় কয়লা বা তেল পোড়ানোর ফলে $SO_2$ এবং বাতাসের নাইট্রোজেন জারিত হয়ে $NO_x$ উৎপন্ন হয়। এগুলি বায়ুমণ্ডলের জলীয় বাষ্পের সাথে বিক্রিয়া করে এসিড বৃষ্টি সৃষ্টি করে, যা মাটি ও জলাশয়ের অম্লত্ব বৃদ্ধি করে বাস্তুতন্ত্রের ক্ষতি সাধন করে।

   ৪. ভারী ধাতু দূষণ: চুল্লির ছাই ও কাঁচামালে উপস্থিত কিছু ভারী ধাতু (যেমন ক্রোমিয়াম, লেড ইত্যাদি) ডাস্টের সাথে মিশে মাটি ও ভূগর্ভস্থ পানির দূষণ ঘটাতে পারে।

   অতএব, সিমেন্ট প্রস্তুতকালে উৎপন্ন দূষকসমূহ বায়ু, জল, মৃত্তিকা এবং জীবজগতের উপর মারাত্মক নেতিবাচক প্রভাব ফেলে।