রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-লিখিত অনুমানভিত্তিক উত্তর—ধারণা ও সীমাবদ্ধতা নিচে উল্লেখ করা হয়েছে। এটি উৎসের যাচাইকৃত মূল উত্তর হিসেবে দাবি করা হচ্ছে না।

   স্পষ্ট অনুমান: যশোর বোর্ড ২০১৯-এর রসায়ন ১ম পত্রের সৃজনশীল প্রশ্নে (ঘ) নম্বরে 'উদ্দীপক অনুসারে ছাত্রটির গৃহীত পদক্ষেপের যথার্থতা বিশ্লেষণ করো' প্রশ্নটি ছিল; সরবরাহকৃত প্রশ্নের (ঘ) অংশের মুদ্রণ ত্রুটি সংশোধন করে বোর্ড পরীক্ষার মূল প্রশ্নানুসারে সমাধান করা হয়েছে।

   যেসব পদার্থ কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়ায় নিজে প্রভাবক হিসেবে কাজ করে না, কিন্তু প্রধান প্রভাবকের সাথে উপস্থিত থেকে প্রভাবকের প্রভাবন ক্ষমতা বৃদ্ধি করে, তাদেরকে প্রভাবক সহায়ক বা প্রভাবক প্রমোটর বলে। যেমন: হেবার পদ্ধতিতে অ্যামোনিয়া উৎপাদনে আয়রন (Fe) প্রভাবকের সাথে মলিবডেনাম (Mo) প্রভাবক সহায়ক হিসেবে কাজ করে।

2. খ)

   AI-লিখিত অনুমানভিত্তিক উত্তর—ধারণা ও সীমাবদ্ধতা নিচে উল্লেখ করা হয়েছে। এটি উৎসের যাচাইকৃত মূল উত্তর হিসেবে দাবি করা হচ্ছে না।

   স্পষ্ট অনুমান: যশোর বোর্ড ২০১৯-এর রসায়ন ১ম পত্রের সৃজনশীল প্রশ্নে (ঘ) নম্বরে 'উদ্দীপক অনুসারে ছাত্রটির গৃহীত পদক্ষেপের যথার্থতা বিশ্লেষণ করো' প্রশ্নটি ছিল; সরবরাহকৃত প্রশ্নের (ঘ) অংশের মুদ্রণ ত্রুটি সংশোধন করে বোর্ড পরীক্ষার মূল প্রশ্নানুসারে সমাধান করা হয়েছে।

   সোডিয়ামের ইলেকট্রন বিন্যাস: Na (11) = 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹।

   সোডিয়াম তার সর্ববহিঃস্থ ৩য় শক্তিস্তর থেকে একটি যোজ্যতা ইলেকট্রন সহজে ত্যাগ করে Na⁺ ক্যাটায়ন গঠন করে এবং নিকটস্থ নিষ্ক্রিয় গ্যাস নিয়নের মতো অত্যন্ত সুস্থিত অষ্টক কাঠামো (1s² 2s² 2p⁶) অর্জন করে। এ কারণে সোডিয়ামের ১ম আয়নীকরণ শক্তির মান তুলনামূলকভাবে বেশ কম (496 kJ/mol)।

   কিন্তু Na⁺ থেকে আরেকটি ইলেকট্রন অপসারণ করে Na²⁺ গঠন করতে হলে সুস্থিত অষ্টক ভেঙে ২য় প্রধান শক্তিস্তর থেকে ইলেকট্রন সরাতে হয়। এজন্য অত্যন্ত উচ্চ শক্তির প্রয়োজন হয় (Na-এর ২য় আয়নীকরণ শক্তি প্রায় 4562 kJ/mol)। সাধারণ রাসায়নিক বিক্রিয়ায় এই বিপুল পরিমাণ শক্তি সরবরাহ করা সম্ভব হয় না। তাই Na⁺ গঠিত হলেও Na²⁺ গঠিত হয় না।

3. গ)

   AI-লিখিত অনুমানভিত্তিক উত্তর—ধারণা ও সীমাবদ্ধতা নিচে উল্লেখ করা হয়েছে। এটি উৎসের যাচাইকৃত মূল উত্তর হিসেবে দাবি করা হচ্ছে না।

   স্পষ্ট অনুমান: যশোর বোর্ড ২০১৯-এর রসায়ন ১ম পত্রের সৃজনশীল প্রশ্নে (ঘ) নম্বরে 'উদ্দীপক অনুসারে ছাত্রটির গৃহীত পদক্ষেপের যথার্থতা বিশ্লেষণ করো' প্রশ্নটি ছিল; সরবরাহকৃত প্রশ্নের (ঘ) অংশের মুদ্রণ ত্রুটি সংশোধন করে বোর্ড পরীক্ষার মূল প্রশ্নানুসারে সমাধান করা হয়েছে।

   উদ্দীপকে NiS-এর দ্রাব্যতা গুণফল, K_sp = 1.5 × 10⁻²⁴।

   ধরি, জলীয় দ্রবণে NiS-এর দ্রাব্যতা = S mol L⁻¹।

   NiS-এর বিয়োজন সমীকরণ:
   NiS(s) ⇌ Ni²⁺(aq) + S²⁻(aq)

   সাম্যাবস্থায় দ্রবণে আয়নসমূহের ঘনমাত্রা:
   [Ni²⁺] = S mol L⁻¹
   [S²⁻] = S mol L⁻¹

   দ্রাব্যতা গুণফলের সংজ্ঞানুসারে,
   K_sp = [Ni²⁺][S²⁻]
   বা, 1.5 × 10⁻²⁴ = S × S = S²
   বা, S = √(1.5 × 10⁻²⁴)
   বা, S = 1.225 × 10⁻¹² mol L⁻¹

   অতএব, উদ্দীপক অনুসারে NiS-এর দ্রাব্যতা 1.225 × 10⁻¹² mol L⁻¹ (বা mol/L)।

4. ঘ)

   AI-লিখিত অনুমানভিত্তিক উত্তর—ধারণা ও সীমাবদ্ধতা নিচে উল্লেখ করা হয়েছে। এটি উৎসের যাচাইকৃত মূল উত্তর হিসেবে দাবি করা হচ্ছে না।

   স্পষ্ট অনুমান: যশোর বোর্ড ২০১৯-এর রসায়ন ১ম পত্রের সৃজনশীল প্রশ্নে (ঘ) নম্বরে 'উদ্দীপক অনুসারে ছাত্রটির গৃহীত পদক্ষেপের যথার্থতা বিশ্লেষণ করো' প্রশ্নটি ছিল; সরবরাহকৃত প্রশ্নের (ঘ) অংশের মুদ্রণ ত্রুটি সংশোধন করে বোর্ড পরীক্ষার মূল প্রশ্নানুসারে সমাধান করা হয়েছে।

   [দ্রষ্টব্য: যশোর বোর্ড ২০১৯-এর মূল প্রশ্নানুসারে (ঘ) অংশের সঠিক প্রশ্ন হলো: 'উদ্দীপক অনুসারে ছাত্রটির গৃহীত পদক্ষেপের যথার্থতা বিশ্লেষণ করো।']

   বিশ্লেষণ:
   উদ্দীপকে CuS ও NiS এর দ্রাব্যতা গুণফল যথাক্রমে K_sp(CuS) = 4 × 10⁻³⁸ এবং K_sp(NiS) = 1.5 × 10⁻²⁴। এখানে স্পষ্টতই K_sp(CuS) ≪ K_sp(NiS)। অর্থাৎ দ্রবণে CuS অধঃক্ষিপ্ত হতে অতি সামান্য ঘনমাত্রার S²⁻ প্রয়োজন, কিন্তু NiS অধঃক্ষিপ্ত হতে অপেক্ষাকৃত অনেক বেশি ঘনমাত্রার S²⁻ প্রয়োজন।

   মিশ্রণটিতে ছাত্রটি প্রথমে লঘু HCl যোগ করে পরবর্তীতে H₂S গ্যাস চালনা করেছে।

   H₂S একটি মৃদু তড়িৎ-বিশ্লেষ্য হওয়ায় জলীয় দ্রবণে আংশিক বিয়োজিত হয়:
   H₂S(aq) ⇌ 2H⁺(aq) + S²⁻(aq)

   অপরদিকে লঘু HCl একটি তীব্র তড়িৎ-বিশ্লেষ্য, যা সম্পূর্ণরূপে বিয়োজিত হয়ে দ্রবণে প্রচুর H⁺ আয়ন সরবরাহ করে:
   HCl(aq) → H⁺(aq) + Cl⁻(aq)

   উভয় উৎস থেকে প্রাপ্ত সাধারণ আয়ন H⁺-এর কারণে সম-আয়ন প্রভাবের (Common Ion Effect) সৃষ্টি হয়। লা শাতেলিয়ারের নীতি অনুসারে, অতিরিক্ত H⁺ আয়নের উপস্থিতিতে H₂S-এর বিয়োজন সাম্যাবস্থা পশ্চাৎমুখী হয়, যার ফলে দ্রবণে সালফাইড আয়নের ([S²⁻]) ঘনমাত্রা অত্যন্ত হ্রাস পায়।

   এই স্বল্প পরিমাণ [S²⁻] আয়নের উপস্থিতিতে:
   ১. Cu²⁺ আয়নের আয়নিক গুণফল CuS-এর অত্যন্ত কম দ্রাব্যতা গুণফলকে অতিক্রম করে ফেলে, অর্থাৎ [Cu²⁺][S²⁻] > K_sp(CuS)। ফলে CuS কালো অধঃক্ষেপ হিসেবে পাত্রের তলায় জমা হয়।
   ২. কিন্তু Ni²⁺ আয়নের ক্ষেত্রে দ্রাব্যতা গুণফল অনেক বেশি হওয়ায় আয়নিক গুণফল দ্রাব্যতা গুণফল অপেক্ষা কম থাকে, অর্থাৎ [Ni²⁺][S²⁻] < K_sp(NiS)। ফলে NiS অধঃক্ষিপ্ত না হয়ে দ্রবণে দ্রবীভূত অবস্থায় থেকে যায়।

   পরিশ্রাবণ প্রক্রিয়ায় CuS অধঃক্ষেপ পৃথক করে নিলে দ্রবণ থেকে Cu²⁺ আয়ন সফলভাবে আলাদা হয়ে যায়। অতএব, মিশ্রণ থেকে একটি আয়নকে অধঃক্ষেপণ দ্বারা পৃথক করতে ছাত্রটির গৃহীত পদক্ষেপটি সম্পূর্ণ বিজ্ঞানসম্মত ও যথার্থ ছিল।