রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যেসব পরমাণুর প্রোটন সংখ্যা সমান কিন্তু ভর সংখ্যা ভিন্ন, তাদেরকে পরস্পরের আইসোটোপ বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোনো পদার্থে এক বা একাধিক বিজোড় বা অযুগ্ম ইলেকট্রন উপস্থিত থাকলে তা চুম্বক ক্ষেত্র দ্বারা ক্ষীণভাবে আকর্ষিত হয়; এই ধর্মকে প্যারাচুম্বকত্ব বলে।
   অবস্থান্তর মৌলসমূহের সাধারণ সংজ্ঞামতে, এদের স্থিতিশীল আয়নে আংশিক পূর্ণ d-অরবিটাল ($d^1$ হতে $d^9$) বিদ্যমান থাকে। d-অরবিটালে বিজোড় ইলেকট্রনের উপস্থিতির কারণে একটি নিট চৌম্বক ভ্রামক (magnetic moment) সৃষ্টি হয়। ফলে এই মৌল বা তাদের আয়নগুলো চুম্বক ক্ষেত্র দ্বারা আকর্ষিত হয় এবং প্যারাচৌম্বকীয় ধর্ম প্রদর্শন করে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের A পাত্রের যৌগটি হলো চিনি বা সুক্রোজ ($C_{12}H_{22}O_{11}$) এবং B পাত্রের যৌগটি হলো ইথানয়িক এসিড ($CH_3COOH$)।

   চিনির দ্রবণ হতে ফার্মেন্টেশন (গাজন) প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ইথানয়িক এসিড প্রস্তুত করার ধাপগুলো নিচে সমীকরণসহ উল্লেখ করা হলো:

   ১ম ধাপ (সুক্রোজের আর্দ্রবিশ্লেষণ):
   লঘু চিনির দ্রবণে ইস্ট (Yeast) যোগ করলে ইস্ট নিঃসৃত ইনভার্টেজ (Invertase) এনজাইমের প্রভাবে সুক্রোজ আর্দ্রবিশ্লেষিত হয়ে গ্লুকোজ ও ফ্রুক্টোজে পরিণত হয়।
   $C_{12}H_{22}O_{11} + H_2O \xrightarrow{\text{ইনভার্টেজ}} C_6H_{12}O_6 \text{ (গ্লুকোজ)} + C_6H_{12}O_6 \text{ (ফ্রুক্টোজ)}$

   ২য় ধাপ (অ্যালকোহল উৎপাদন):
   ইস্ট নিঃসৃত অপর একটি এনজাইম জাইমেজ (Zymase)-এর প্রভাবে গ্লুকোজ ও ফ্রুক্টোজ ভেঙে ইথানল ও কার্বন ডাই-অক্সাইডে রূপান্তরিত হয়।
   $C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{\text{জাইমেজ}} 2CH_3CH_2OH + 2CO_2$

   ৩য় ধাপ (ইথানয়িক এসিড উৎপাদন):
   উৎপন্ন লঘু ইথানল দ্রবণকে মাইকোডার্মা অ্যাসিটাই (Mycoderma aceti) নামক ব্যাকটেরিয়ার উপস্থিতিতে বায়ুর অক্সিজেন দ্বারা জারিত করলে ইথানয়িক এসিড উৎপন্ন হয়।
   $CH_3CH_2OH + O_2 \xrightarrow{\text{মাইকোডার্মা অ্যাসিটাই}} CH_3COOH + H_2O$

   এভাবে A পাত্রের যৌগ (চিনি) থেকে B পাত্রের যৌগ (ইথানয়িক এসিড) প্রস্তুত করা যায়।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে A পাত্রের উপাদান হলো চিনির দ্রবণ এবং B পাত্রের উপাদান হলো ৬–১০% ইথানয়িক এসিডের জলীয় দ্রবণ, যা ভিনেগার নামে পরিচিত। খাদ্য সংরক্ষণে উভয়ের ভূমিকাই অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, তবে এদের কার্যপদ্ধতি ভিন্ন। নিম্নে এদের তুলনামূলক আলোচনা করা হলো:

   ১. চিনির দ্রবণের ভূমিকা:
   খাদ্যে সাধারণত ৬৫–৭০% ঘন চিনির দ্রবণ প্রিজারভেটিভ হিসেবে ব্যবহৃত হয় (যেমন: জ্যাম, জেলি, মোরব্বা ইত্যাদিতে)। চিনির দ্রবণ অত্যন্ত ঘন হওয়ায় এটি উচ্চ অভিস্রবণিক চাপ (osmotic pressure) সৃষ্টি করে। যখন কোনো অণুজীব বা খাদ্য আক্রমণকারী ব্যাক্টেরিয়া এই দ্রবণের সংস্পর্শে আসে, তখন বহিঃঅভিস্রবণ (exosmosis) প্রক্রিয়ায় অণুজীবের দেহকোষ থেকে পানি বের হয়ে যায়। ফলে অণুজীবের প্রোটোপ্লাজম সংকুচিত হয়ে যায় (প্লাজমোলাইসিস ঘটে) এবং কোষের স্বাভাবিক জৈবিক ক্রিয়া বন্ধ হয়ে ব্যাক্টেরিয়া ধ্বংস হয় বা নিষ্ক্রিয় হয়ে পড়ে।

   ২. ভিনেগারের (৬–১০% $CH_3COOH$) ভূমিকা:
   ভিনেগার খাদ্য সংরক্ষণে মূলত অ্যাসিডিক পরিবেশ তৈরির মাধ্যমে কাজ করে (যেমন: আচার, সস, চাটনি ইত্যাদিতে)। ভিনেগারের ইথানয়িক এসিড আংশিক বিয়োজিত হয়ে দ্রবণে $H^+$ আয়ন মুক্ত করে, যার ফলে খাদ্যের pH মান হ্রাস পেয়ে প্রায় ৩.৫–৪.০ এর মধ্যে নেমে আসে। অধিকাংশ খাদ্য পচনকারী ক্ষতিকর ব্যাকটেরিয়া বা অণুজীব নিরপেক্ষ বা সামান্য ক্ষারীয় pH (৬.৫–৭.৫)-এ বংশবৃদ্ধি করে। অম্লীয় মাধ্যমে (pH < ৪.৫) তাদের বৃদ্ধি বন্ধ হয়ে যায়। তাছাড়া, অবিয়োজিত ইথানয়িক এসিড অণুজীবের লিপিড সমৃদ্ধ কোষপ্রাচীর ভেদ করে ভেতরে প্রবেশ করে তাদের প্রোটিন ও এনজাইম সিস্টেম বিনষ্ট করে অণুজীবকে ধ্বংস করে দেয়।

   তুলনা ও সিদ্ধান্ত:
   চিনির দ্রবণ মূলত পানির সক্রিয়তা হ্রাস এবং বহিঃঅভিস্রবণ প্রক্রিয়ায় কোষীয় পানি অপসারণ করে খাদ্যকে সংরক্ষণ করে, যেখানে কোনো রাসায়নিক অম্লতা বৃদ্ধি পায় না। অপরদিকে, ভিনেগার খাদ্য মাধ্যমের pH মান উল্লেখযোগ্যভাবে কমিয়ে অম্লীয় পরিবেশ সৃষ্টি এবং কোষীয় বিষক্রিয়া তৈরি করে ব্যাকটেরিয়া বিনষ্ট করে। অতএব, খাদ্য সংরক্ষণে চিনির দ্রবণ ও ভিনেগার দুটি সম্পূর্ণ ভিন্ন কিন্তু কার্যকর কৌশলে খাদ্যের পচন রোধ করে।