রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   গ্যালভানিক কোষে দুটি অর্ধকোষের দ্রবণদ্বয়ের মধ্যে প্রত্যক্ষ মিশ্রণ রোধ করে পরোক্ষ সংযোগ স্থাপন এবং উভয় অর্ধকোষের তড়িৎ-নিরপেক্ষতা বজায় রাখার জন্য ব্যবহৃত নিষ্ক্রিয় তড়িৎ-বিশ্লেষ্যযুক্ত উল্টানো 'U' আকৃতির কাচনলকে লবণ সেতু বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ধাতুর ক্ষয় হলো একটি রাসায়নিক (বা তড়িৎ-রাসায়নিক) প্রক্রিয়া। বায়ুমণ্ডলে উপস্থিত আর্দ্রতা, অক্সিজেন, কার্বন ডাই-অক্সাইড বা বিভিন্ন রাসায়নিক পদার্থের উপস্থিতিতে ধাতুর পৃষ্ঠতলে জারণ-বিজারণ বিক্রিয়া ঘটে। এর ফলে ধাতব পরমাণু ইলেকট্রন ত্যাগ করে জারিত হয় এবং ধাতুর বিভিন্ন যৌগ যেমন অক্সাইড, হাইড্রোক্সাইড বা ক্ষারকীয় কার্বনেট গঠন করে। যেমন লোহা বায়ুর অক্সিজেন ও জলীয় বাষ্পের সাথে রাসায়নিক বিক্রিয়া করে আর্দ্র ফেরিক অক্সাইড ($Fe_2O_3\cdot nH_2O$) বা মরিচা তৈরি করে। যেহেতু এ প্রক্রিয়ায় সম্পূর্ণ নতুন ধর্মবিশিষ্ট যৌগ গঠিত হয় এবং ধাতুর মূল সত্ত্বা স্থায়ীভাবে পরিবর্তিত হয়, তাই ধাতুর ক্ষয় একটি রাসায়নিক প্রক্রিয়া।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   গ্যাসের গতিতত্ত্ব অনুসারে, যেকোনো গ্যাসের একটি অণুর গতিশক্তি গ্যাসের প্রকৃতির ওপর নির্ভর করে না, কেবল পরম তাপমাত্রার ওপর নির্ভর করে।

   আমরা জানি, একটি অণুর গতিশক্তি,
   $E_k = \frac{3}{2}kT = \frac{3RT}{2N_A}$

   এখানে,
   তাপমাত্রা, $T = 25^\circ\text{C} = (25 + 273.15)\text{ K} = 298.15\text{ K}$
   বোল্টজম্যান ধ্রুবক, $k = 1.3806 \times 10^{-23}\text{ J K}^{-1}$
   (অথবা মোলার গ্যাস ধ্রুবক, $R = 8.314\text{ J mol}^{-1}\text{ K}^{-1}$ এবং অ্যাভোগাড্রো সংখ্যা, $N_A = 6.022 \times 10^{23}\text{ mol}^{-1}$)

   অতএব,
   $E_k = \frac{3}{2} \times 1.3806 \times 10^{-23}\text{ J K}^{-1} \times 298.15\text{ K}$
   $\Rightarrow E_k \approx 6.17 \times 10^{-21}\text{ J}$

   উত্তর: 25°C তাপমাত্রায় 'B' গ্যাসের একটি অণুর গতিশক্তি $6.17 \times 10^{-21}\text{ J}$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের লেখচিত্রে দেখা যায়, 'A' গ্যাসের জন্য $PV$ বনাম $P$ রেখাটি $P$-অক্ষের সমান্তরাল একটি সরলরেখা। এর কারণ হলো 'A' গ্যাসটি একটি আদর্শ গ্যাস, যা বয়েলের সূত্র ($PV = \text{ধ্রুবক}$) সম্পূর্ণরূপে মেনে চলে।

   অপরদিকে, 'B' গ্যাসটি একটি বাস্তব গ্যাস। বাস্তব গ্যাসসমূহ বয়েলের সূত্র এবং আদর্শ আচরণ থেকে বিচ্যুত হয়। গ্যাসের গতিতত্ত্বের দুটি মৌলিক ত্রুটির কারণে বাস্তব গ্যাসের লেখচিত্রটি আদর্শ গ্যাসের মতো সরলরৈখিক না হয়ে বক্ররেখা ধারণ করে:

   ১. অণুসমূহের নিজস্ব আয়তন: আদর্শ গ্যাসের ক্ষেত্রে অণুসমূহের আয়তন পাত্রের মোট আয়তনের তুলনায় নগণ্য ধরা হলেও বাস্তব গ্যাসের অণুসমূহের একটি নির্দিষ্ট আয়তন রয়েছে। ফলে পাত্রের কার্যকর আয়তন হ্রাস পেয়ে $(V - nb)$ হয়।

   ২. আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল: আদর্শ গ্যাসে কোনো আকর্ষণ বল বিবেচনা করা না হলেও বাস্তব গ্যাসের অণুগুলোর মধ্যে পারস্পরিক আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল (ভ্যান ডার ওয়ালস বল) বিদ্যমান। ফলে অণুগুলো পাত্রের দেওয়ালে আদর্শ চাপ অপেক্ষা কম চাপ প্রয়োগ করে, অর্থাৎ আদর্শ চাপ হয় $(P + \frac{an^2}{V^2})$।

   লেখচিত্রের আচরণের কারণ:

   • নিম্ন ও মাঝারি চাপে অণুগুলোর মধ্যে আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল প্রাধান্য বিস্তার করায় গ্যাসটি আদর্শ গ্যাস অপেক্ষা অধিক সংকুচিত হয়। ফলে সংকোচনশীলতা গুণক $Z < 1$ হয় এবং $PV$-এর মান হ্রাস পেয়ে রেখাটি নিচের দিকে নেমে অবনমন সৃষ্টি করে।
   • কিন্তু উচ্চ চাপে অণুগুলো অত্যন্ত নিকটবর্তী হওয়ায় অণুসমূহের নিজস্ব আয়তন ও বিকর্ষণ বল কার্যকর হয়। ফলে গ্যাসটির সংকোচনশীলতা হ্রাস পায় ($Z > 1$) এবং $PV$-এর মান আদর্শ মানের চেয়ে ক্রমাগত বৃদ্ধি পেয়ে উপরের দিকে উঠতে থাকে।

   এসব কারণেই বাস্তব গ্যাস 'B'-এর রেখাটি আদর্শ গ্যাস 'A'-এর মতো সরলরৈখিক হয় না।