রসায়ন ২য় পত্র • Dinajpur Board • দিনাজপুর বোর্ড ২০১৯
রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন
Y গ্যাসটি চুনাপাথরের বিয়োজনে উৎপন্ন হয়।
- ক)(1)
COD কাকে বলে?
- খ)(2)
FeCl3 \mathrm{FeCl}_{3} লুইস এসিড কেন? ব্যাখ্যা করো।
- গ)(3)
27°C তাপমাত্রায় উদ্দীপকের Y গ্যাসটির RMS বেগ নির্ণয় করো।
- ঘ)(4)
উদ্দীপকের X ও Y গ্যাসদ্বয়ের মধ্যে একটি গ্যাস আদর্শ আচরণ না করার কারণ সমীকরণসহ বিশ্লেষণ করো।
উত্তর ও ব্যাখ্যা
- ক)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
পানিতে উপস্থিত জৈব ও অজৈব সকল দূষককে রাসায়নিক জারক দ্বারা সম্পূর্ণ জারিত করতে যে পরিমাণ অক্সিজেনের প্রয়োজন হয়, তাকে রাসায়নিক অক্সিজেন চাহিদা বা সিওডি (COD - Chemical Oxygen Demand) বলে।
- খ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
লুইস মতবাদ অনুসারে, যেসব যৌগ বা আয়ন একজোড়া ইলেকট্রন গ্রহণ করতে পারে, তাদের লুইস এসিড বলে।
FeCl3 যৌগে কেন্দ্রীয় পরমাণু Fe এর ইলেকট্রন বিন্যাস হলো:
26Fe = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s²
Fe³⁺ আয়নের বিন্যাস: [Ar] 3d⁵ 4s⁰ 4p⁰ 4d⁰FeCl3 গঠনে তিনটি ক্লোরিন পরমাণুর সাথে তিনটি সমযোজী বন্ধন তৈরি করার পরও Fe-এর সর্ববহিস্থ স্তরে ৬টি ইলেকট্রন থাকে (অষ্টক অপূর্ণ থাকে) এবং এর যোজ্যতাস্থরে ফাঁকা 4s, 4p ও 4d অরবিটাল বিদ্যমান থাকে। অষ্টক পূরণের জন্য বা স্থিতিশীলতা অর্জনের উদ্দেশ্যে এটি অন্য কোনো ইলেকট্রনদাতা (যেমন Cl⁻ আয়ন বা লিগ্যান্ড) থেকে একজোড়া মুক্তজোড় ইলেকট্রন সহজে গ্রহণ করতে পারে। তাই FeCl3 একটি লুইস এসিড।
- গ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
উদ্দীপকে উল্লেখিত চুনাপাথরের বিয়োজন বিক্রিয়াটি হলো:
CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g)
অতএব, উৎপন্ন Y গ্যাসটি হলো কার্বন ডাই-অক্সাইড (CO₂)।এখানে,
CO₂ এর আণবিক ভর, M = 12 + (16 × 2) = 44 g/mol = 44 × 10⁻³ kg/mol
তাপমাত্রা, T = 27°C = (27 + 273) K = 300 K
সার্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক, R = 8.314 J·mol⁻¹·K⁻¹আমরা জানি, মূল গড় বর্গবেগ (RMS বেগ),
c = √(3RT / M)
= √[(3 × 8.314 × 300) / (44 × 10⁻³)]
= √(7482.6 / 0.044)
= √(170059.09)
≈ 412.38 m/sসুতরাং, 27°C তাপমাত্রায় Y গ্যাসটির (CO₂) RMS বেগ 412.38 m/s।
- ঘ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
উদ্দীপকের লেখচিত্রে দেখা যায়, X গ্যাসটির জন্য P এর পরিবর্তনের সাথে PV এর মান অপরিবর্তিত থাকে এবং তা P অক্ষের সমান্তরাল সরলরেখা নির্দেশ করে। সুতরাং X গ্যাসটি একটি আদর্শ গ্যাস। অপরপক্ষে, Y গ্যাসটি (CO₂) আদর্শ আচরণ থেকে বিচ্যুতি প্রদর্শন করে, অর্থাৎ এটি একটি বাস্তব গ্যাস।
Y গ্যাসটি আদর্শ আচরণ না করার মূল কারণ হলো গ্যাসের গতিবাদের দুটি ত্রুটিপূর্ণ স্বীকার্য:
১. গ্যাস অণুসমূহের আয়তন সংক্রান্ত ত্রুটি: গতিবাদে ধরা হয়েছিল পাত্রের মোট আয়তনের তুলনায় গ্যাস অণুগুলোর নিজস্ব আয়তন নগণ্য। কিন্তু বাস্তব গ্যাসের অণুগুলো অত্যন্ত ক্ষুদ্র হলেও তাদের নির্দিষ্ট আয়তন রয়েছে। ফলে অণুগুলোর মুক্ত বিচরণের জন্য কার্যকর আয়তন পাত্রের আয়তন (V) অপেক্ষা কিছুটা কম হয়। ১ মোল গ্যাসের জন্য কার্যকর আয়তন সংশোধিত হয়ে (V - b) হয়, যেখানে b হলো কার্যকর বর্জিত আয়তন।২. গ্যাস অণুসমূহের মধ্যকার আকর্ষণ সংক্রান্ত ত্রুটি: গতিবাদে আরও ধরা হয়েছিল গ্যাস অণুগুলোর মধ্যে কোনো আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল নেই। কিন্তু বাস্তব গ্যাসের অণুগুলোর মধ্যে আন্তঃআণবিক ভ্যানডার ওয়ালস আকর্ষণ বল কার্যকর থাকে। এই আকর্ষণের ফলে অণুগুলো পাত্রের দেয়ালে আদর্শ গ্যাসের তুলনায় কম ধাক্কা দেয়, ফলে গ্যাসের অভ্যন্তরীণ চাপ কিছুটা হ্রাস পায়। ১ মোল গ্যাসের জন্য এই চাপ সংশোধন হলো (a/V²), যেখানে a ভ্যানডার ওয়ালস ধ্রুবক।
বিজ্ঞানী ভ্যানডার ওয়ালস এই দুটি ত্রুটি সংশোধন করে বাস্তব গ্যাসের জন্য সংশোধিত সমীকরণ প্রদান করেন:
(P + a/V²)(V - b) = RT (১ মোল গ্যাসের জন্য)
বা, n মোল গ্যাসের জন্য:
(P + an²/V²)(V - nb) = nRTঅতএব, অণুগুলোর নিজস্ব আয়তন এবং পারস্পরিক আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বলের উপস্থিতির কারণেই Y গ্যাসটি (বাস্তব গ্যাস) আদর্শ গ্যাসের সমীকরণ (PV = nRT) পুরোপুরি মেনে চলে না এবং আদর্শ আচরণ প্রদর্শন করে না।
আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও