রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ব্যবহারের পর পরিত্যক্ত কোনো বর্জ্য বা সামগ্রীকে প্রক্রিয়াজাত করে পুনরায় ব্যবহার উপযোগী নতুন সামগ্রীতে রূপান্তর করার পদ্ধতিকে রিসাইক্লিং (Recycling) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কাচ তৈরির সময় গলিত কাচকে হঠাৎ বা দ্রুত ঠান্ডা করলে কাচের বাইরের স্তর আগে শক্ত হয়ে যায় এবং ভেতরে অভ্যন্তরীণ পীড়ন বা টান (Internal stress) সৃষ্টি হয়। এর ফলে কাচ অত্যন্ত ভঙ্গুর হয় এবং সামান্য আঘাতেই ভেঙে যেতে পারে।

   কাচের এই ভঙ্গুরতা দূর করতে এবং এর ভেতরের তাপীয় পীড়ন প্রশমিত করার জন্য কাচ সামগ্রীকে নিয়ন্ত্রিতভাবে ধীরে ধীরে ঠান্ডা করার প্রক্রিয়া সম্পন্ন করা হয়, যাকে অ্যানিলিং (Annealing) বলে। কাচের স্থায়িত্ব, মজবুততা ও দীর্ঘায়ু নিশ্চিত করার জন্যই অ্যানিলিং করা প্রয়োজন।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের প্রাইমারি স্ট্যান্ডার্ড দ্রবণটি হলো অম্লীয় $K_2Cr_2O_7$ দ্রবণ (A দ্রবণ) এবং B দ্রবণ হলো সোডিয়াম থায়োসালফেট ($Na_2S_2O_3$) দ্রবণ।

   $K_2Cr_2O_7$ একটি শক্তিশালী জারক পদার্থ এবং $Na_2S_2O_3$ একটি বিজারক পদার্থ হলেও এদের মধ্যে সরাসরি টাইট্রেশন করা যায় না। কারণ অম্লীয় মাধ্যমে ডাইক্রোমেট দ্বারা থায়োসালফেট অনিয়ন্ত্রিতভাবে বিভিন্ন জারণ অবস্থায় জারিত হয়ে বিভিন্ন উপজাত (যেমন- সালফেট, ট্রাইথায়োনেট ইত্যাদি) তৈরি করতে পারে এবং এ ক্ষেত্রে উপযুক্ত কোনো নির্দেশকও সহজে কাজ করে না।

   এ কারণে আয়োডোমিতিক (Iodometric) পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। এ পদ্ধতিতে অম্লীয় ডাইক্রোমেট দ্রবণে অতিরিক্ত পরিমাণ পটাশিয়াম আয়োডাইড ($KI$) যোগ করা হয়। ডাইক্রোমেট আয়ন $KI$-কে জারিত করে সমতুল্য পরিমাণ আয়োডিন ($I_2$) মুক্ত করে:
   $K_2Cr_2O_7 + 6KI + 7H_2SO_4 \rightarrow Cr_2(SO_4)_3 + 4K_2SO_4 + 3I_2 + 7H_2O$

   এই মুক্ত আয়োডিনকে ($I_2$) পরবর্তীতে স্টার্চ নির্দেশকের উপস্থিতিতে অজানা ঘনমাত্রার থায়োসালফেট দ্রবণ (B দ্রবণ) দ্বারা টাইট্রেট করা হয়:
   $2Na_2S_2O_3 + I_2 \rightarrow Na_2S_4O_6 + 2NaI$

   এখানে উৎপন্ন আয়োডিনের মোল সংখ্যা ডাইক্রোমেটের সাথে সুনির্দিষ্ট সম্পর্কে আবদ্ধ থাকে এবং স্টার্চ নির্দেশক যোগ করে অতি সূক্ষ্মভাবে সমাপ্তিবিন্দু (নীল বর্ণ বর্ণহীন হওয়া) নির্ণয় করা যায়। তাই উদ্দীপকের প্রাইমারি স্ট্যান্ডার্ড ডাইক্রোমেট দ্রবণ দ্বারা B দ্রবণের সফল টাইট্রেশনের জন্য $KI$ অপরিহার্য।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের A দ্রবণ ($K_2Cr_2O_7$) দ্বারা প্রথমে B দ্রবণ ($Na_2S_2O_3$)-এর ঘনমাত্রা নির্ণয় করতে হবে।

   B দ্রবণের ঘনমাত্রা নির্ণয়:
   A দ্রবণের আয়তন, $V_A = 148\text{ mL}$
   A দ্রবণের ঘনমাত্রা, $S_A = 0.01\text{ M}$ (সেন্টিমোলার)
   B দ্রবণের আয়তন, $V_B = 45\text{ mL}$

   আমরা জানি, অম্লীয় মাধ্যমে $K_2Cr_2O_7$ এবং $Na_2S_2O_3$-এর আয়োডোমিতিক বিক্রিয়া অনুসারে:
   $1\text{ mol } K_2Cr_2O_7 \equiv 3\text{ mol } I_2 \equiv 6\text{ mol } Na_2S_2O_3$

   অতএব,
   $\frac{V_A \times S_A}{1} = \frac{V_B \times S_B}{6}$
   $S_B = \frac{6 \times V_A \times S_A}{V_B} = \frac{6 \times 148 \times 0.01}{45} = 0.1973\text{ M}$

   সুতরাং, B দ্রবণে উপস্থিত $Na_2S_2O_3$-এর মোল সংখ্যা:
   $n_{\text{thio}} = V_B \times S_B = \frac{45}{1000} \times 0.1973 \approx 8.88 \times 10^{-3}\text{ mol}$

   C দ্রবণ থেকে মুক্ত $I_2$ দ্বারা থায়োর জারণ ক্ষমতা নির্ণয়:
   C দ্রবণে তুঁতে ($CuSO_4\cdot 5H_2O$) রয়েছে $2.0\text{ g}$।
   তুঁতের আণবিক ভর, $M = 63.5 + 32 + 64 + 5 \times 18 = 249.5\text{ g/mol}$
   অতএব, তুঁতের মোল সংখ্যা, $n_{\text{তুঁতে}} = \frac{2.0}{249.5} = 8.016 \times 10^{-3}\text{ mol}$

   তুঁতের দ্রবণে অতিরিক্ত $KI$ যোগ করলে সংগঠিত বিক্রিয়া:
   $2CuSO_4 + 4KI \rightarrow Cu_2I_2 \downarrow + I_2 + 2K_2SO_4$

   বিক্রিয়া অনুযায়ী:
   $2\text{ mol } CuSO_4 \equiv 1\text{ mol } I_2$
   অতএব, মুক্ত $I_2$-এর মোল সংখ্যা:
   $n_{I_2} = \frac{1}{2} \times n_{\text{তুঁতে}} = \frac{8.016 \times 10^{-3}}{2} = 4.008 \times 10^{-3}\text{ mol}$

   মুক্ত $I_2$ দ্বারা থায়োসালফেটের জারণের বিক্রিয়া:
   $2Na_2S_2O_3 + I_2 \rightarrow Na_2S_4O_6 + 2NaI$

   বিক্রিয়া অনুসারে, $1\text{ mol } I_2$ জারিত করে $2\text{ mol } Na_2S_2O_3$-কে।
   সুতরাং, $4.008 \times 10^{-3}\text{ mol } I_2$ দ্বারা জারিত হওয়া থায়োসালফেটের মোল সংখ্যা:
   $n_{\text{thio (জারিত)}} = 2 \times 4.008 \times 10^{-3} = 8.016 \times 10^{-3}\text{ mol}$

   তুলনা:
   B পাত্রে মোট থায়োসালফেট আছে $8.88 \times 10^{-3}\text{ mol}$। কিন্তু C দ্রবণ হতে মুক্ত $I_2$ সর্বাধিক $8.016 \times 10^{-3}\text{ mol}$ থায়োসালফেটকে জারিত করতে পারে।
   যেহেতু $8.016 \times 10^{-3}\text{ mol} < 8.88 \times 10^{-3}\text{ mol}$, তাই B পাত্রের সমস্ত থায়োসালফেট জারিত হওয়ার আগেই C দ্রবণের জারক ($I_2$) শেষ হয়ে যাবে।

   অতএব, উদ্দীপকের C দ্রবণ দ্বারা B দ্রবণকে সম্পূর্ণরূপে জারিত করা সম্ভব নয়।