রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যে নির্দিষ্ট তাপমাত্রার উপরে কোনো গ্যাসকে কেবল চাপ প্রয়োগ করে তরলে পরিণত করা যায় না, তাকে ঐ গ্যাসের সংকট তাপমাত্রা (বা ক্রান্তি তাপমাত্রা) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ব্রনস্টেড-লাউরি মতবাদ অনুযায়ী, যে পদার্থ প্রোটন (H⁺) দান করে তা অম্ল এবং যে পদার্থ প্রোটন গ্রহণ করে তা ক্ষারক। একটি অম্ল একটি প্রোটন বর্জন করার পর যে ক্ষারকে পরিণত হয়, তাকে ঐ অম্লের অনুবন্ধী ক্ষারক বলে।

   এখানে, H₂SO₄ একটি প্রোটন (H⁺) দান করে HSO₄⁻ আয়নে পরিণত হয়:
   $\mathrm{H_2SO_4 \rightleftharpoons H^+ + HSO_4^-}$
   যেহেতু H₂SO₄ থেকে একটি প্রোটন অপসারণের ফলে HSO₄⁻ উৎপন্ন হয় এবং HSO₄⁻ পুনরায় একটি প্রোটন গ্রহণ করে H₂SO₄-এ পরিণত হতে পারে, তাই H₂SO₄ হলো অম্ল এবং HSO₄⁻ হলো এর অনুবন্ধী ক্ষারক। অর্থাৎ, এরা পরস্পরের অনুবন্ধী অম্ল-ক্ষারক জোড়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   দেওয়া আছে,
   তড়িৎপ্রবাহ, $I = 3.7\text{ A}$
   সময়, $t = 6\text{ ঘণ্টা} = 6 \times 3600\text{ s} = 21600\text{ s}$
   প্রবাহিত মোট চার্জ, $Q = I \times t = 3.7\text{ A} \times 21600\text{ s} = 79920\text{ C}$
   পানির মোলার ভর, $M = 18\text{ g/mol}$
   ফ্যারাডের ধ্রুবক, $F = 96500\text{ C/mol}$

   ২নং পাত্রে লঘু $\mathrm{H_2SO_4}$ মিশ্রিত পানির তড়িৎ বিশ্লেষণ ঘটে।
   পানি বিয়োজনের সামগ্রিক সমীকরণ:
   $2\mathrm{H_2O}(l) \rightarrow 2\mathrm{H_2}(g) + \mathrm{O_2}(g)$

   এখানে,
   ক্যাথোড বিক্রিয়া: $4\mathrm{H}^+ + 4e^- \rightarrow 2\mathrm{H_2}$
   অ্যানোড বিক্রিয়া: $2\mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{O_2} + 4\mathrm{H}^+ + 4e^-$

   বিক্রিয়া অনুযায়ী, $2\text{ mol}$ পানি বিয়োজিত হতে $4\text{ mol}$ ইলেকট্রন অর্থাৎ $4F$ চার্জ প্রয়োজন।
   সুতরাং, $1\text{ mol}$ পানি ($18\text{ g}$) বিয়োজিত হতে চার্জ প্রয়োজন $2F$ ($n = 2$)।

   ফ্যারাডের সূত্রানুসারে বিয়োজিত পানির ভর,
   $W = \frac{M \cdot I \cdot t}{n \cdot F} = \frac{18\text{ g/mol} \times 79920\text{ C}}{2 \times 96500\text{ C/mol}} \approx 7.454\text{ g}$

   অতএব, ২নং পাত্রে $7.454\text{ g}$ পানি বিয়োজিত হয়।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ১নং পাত্রে $\mathrm{Ni(NO_3)_2}$ দ্রবণের ক্ষেত্রে:
   প্রাথমিক আয়তন, $V = 0.5\text{ dm}^3 = 0.5\text{ L}$
   প্রাথমিক ঘনমাত্রা, $S_1 = 2\text{ M}$

   প্রাথমিক অবস্থায় $\mathrm{Ni(NO_3)_2}$-এর মোল সংখ্যা:
   $n_1 = V \times S_1 = 0.5\text{ L} \times 2\text{ mol/L} = 1.0\text{ mol}$

   ১নং পাত্রে তড়িৎ চালনা করলে ক্যাথোডে $\mathrm{Ni}^{2+}$ আয়ন বিজারিত হয়ে ধাতব নিকেল হিসেবে জমা হয়:
   $\mathrm{Ni}^{2+} + 2e^- \rightarrow \mathrm{Ni}(s)$
   এখানে, $1\text{ mol}$ $\mathrm{Ni}^{2+}$ বিজারিত হতে $2\text{ mol}$ ইলেকট্রন বা $2F$ চার্জ প্রয়োজন (অর্থাৎ $n = 2$)।

   প্রবাহিত মোট চার্জ, $Q = I \times t = 3.7\text{ A} \times (6 \times 3600)\text{ s} = 79920\text{ C}$

   ক্যাথোডে অধঃক্ষিপ্ত বা দ্রবণ থেকে হ্রাসপ্রাপ্ত $\mathrm{Ni}^{2+}$ তথা $\mathrm{Ni(NO_3)_2}$-এর মোল সংখ্যা:
   $n_{\text{dep}} = \frac{Q}{n \cdot F} = \frac{79920\text{ C}}{2 \times 96500\text{ C/mol}} \approx 0.4141\text{ mol}$

   তড়িৎ বিশ্লেষণের পর দ্রবণে অবশিষ্ট $\mathrm{Ni(NO_3)_2}$-এর মোল সংখ্যা:
   $n_{\text{rem}} = n_1 - n_{\text{dep}} = 1.0 - 0.4141 = 0.5859\text{ mol}$

   দ্রবণের আয়তন অপরিবর্তিত ($V = 0.5\text{ dm}^3$) ধরে নিয়ে, তড়িৎ বিশ্লেষণের পর দ্রবণের ঘনমাত্রা হবে:
   $S_2 = \frac{n_{\text{rem}}}{V} = \frac{0.5859\text{ mol}}{0.5\text{ dm}^3} = 1.1718\text{ M} \approx 1.172\text{ M}$

   অতএব, তড়িৎ বিশ্লেষণের পর ১নং পাত্রের দ্রবণের ঘনমাত্রা কমে $1.172\text{ M}$ হবে।