রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   একই পরমাণুতে উপস্থিত যেকোনো দুটি ইলেকট্রনের চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যার মান কখনো একই হতে পারে না—এটিই পাউলির বর্জন নীতি। অর্থাৎ, কোনো দুটি ইলেকট্রনের প্রধান (n), সহকারী (l) এবং চৌম্বকীয় (m) কোয়ান্টাম সংখ্যার মান একই হলেও তাদের ঘূর্ণন বা স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা (s)-এর মান অবশ্যই বিপরীতমুখী হবে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ল্যাবরেটরিতে যেসব রাসায়নিক পদার্থ নিম্ন স্ফুটনাঙ্কবিশিষ্ট এবং উদ্বায়ী ও অত্যন্ত দাহ্য (যেমন- অ্যালকোহল, ইথার ইত্যাদি), সেগুলোকে সরাসরি বুনসেন বার্নারের শিখা দ্বারা উত্তপ্ত করলে অগ্নিকাণ্ডের মারাত্মক ঝুঁকি থাকে।

   তাছাড়া রাসায়নিক বিক্রিয়ায় নিয়ন্ত্রিত ও সুষমভাবে সর্বোচ্চ ১০০°C তাপমাত্রা পর্যন্ত উত্তপ্ত করার জন্য ওয়াটার বাথ ব্যবহার করা হয়। এটি সরাসরি তাপের সংস্পর্শ এড়িয়ে নিরাপদ ও সমসত্ত্ব তাপ প্রদানের ব্যবস্থা নিশ্চিত করে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে CH3COOH এবং NaOH এর বিক্রিয়াটি নিম্নরূপ:
   CH3COOH + NaOH -> CH3COONa + H2O

   প্রাথমিক অবস্থায়:
   CH3COOH-এর মোল সংখ্যা = (30 × 0.05) / 1000 = 1.5 × 10^(-3) mol
   NaOH-এর মোল সংখ্যা = (20 × 0.05) / 1000 = 1.0 × 10^(-3) mol

   এখানে NaOH সম্পূর্ণ বিক্রিয়া করে নিঃশেষিত হবে এবং এটি লিমিটিং বিক্রিয়ক।
   বিক্রিয়া শেষে:
   উৎপন্ন লবণের (CH3COONa) মোল সংখ্যা = 1.0 × 10^(-3) mol
   অবশিষ্ট অ্যাসিডের (CH3COOH) মোল সংখ্যা = (1.5 × 10^(-3) - 1.0 × 10^(-3)) = 0.5 × 10^(-3) mol

   মোট আয়তন, V = 30 mL + 20 mL = 50 mL = 0.05 L

   সুতরাং মিশ্রণে,
   লবণের ঘনমাত্রা, [লবণ] = (1.0 × 10^(-3)) / 0.05 = 0.02 M
   অ্যাসিডের ঘনমাত্রা, [অ্যাসিড] = (0.5 × 10^(-3)) / 0.05 = 0.01 M

   দেওয়া আছে, CH3COOH এর Ka = 1.8 × 10^(-5)
   pKa = -log(1.8 × 10^(-5)) ≈ 4.74

   হ্যান্ডারসন-হ্যাসেলবালখ সমীকরণ প্রয়োগ করে পাই:
   pH = pKa + log([লবণ] / [অ্যাসিড])
   pH = 4.74 + log(0.02 / 0.01)
   pH = 4.74 + log(2)
   pH = 4.74 + 0.301 = 5.04

   অতএব, উদ্দীপকের দ্রবণের pH হবে 5.04।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের দ্রবণে সামান্য এসিড বা ক্ষার যোগ করলে দ্রবণের pH মূলত অপরিবর্তিত থাকবে।

   কারণ বিশ্লেষণ:
   উদ্দীপকের মিশ্রণে মৃদু এসিড (CH3COOH) এবং উক্ত এসিডের তীব্র ক্ষারের লবণ (CH3COONa) উপস্থিত থাকায় এটি একটি অম্লীয় বাফার দ্রবণ হিসেবে কাজ করে। এই দ্রবণে নিম্নোক্ত সাম্যাবস্থা বিদ্যমান থাকে:
   CH3COOH ⇌ CH3COO^- + H^+
   CH3COONa -> CH3COO^- + Na^+

   ১. সামান্য এসিড (H^+) যোগ করলে:
   বাইরে থেকে সামান্য তীব্র এসিড যোগ করলে দ্রবণটিতে অতিরিক্ত H^+ আয়ন যুক্ত হয়। এই অতিরিক্ত H^+ আয়ন বাফারের অধিক ঘনমাত্রার CH3COO^- আয়নের সাথে দ্রুত যুক্ত হয়ে অবিয়োজিত CH3COOH অণুতে পরিণত হয়:
   CH3COO^- + H^+ ⇌ CH3COOH
   CH3COOH একটি দুর্বল এসিড হওয়ায় খুব সামান্যই বিয়োজিত হয়। ফলে দ্রবণে মুক্ত H^+ এর ঘনমাত্রা বাড়ে না এবং pH অপরিবর্তিত থাকে।

   ২. সামান্য ক্ষার (OH^-) যোগ করলে:
   বাইরে থেকে সামান্য তীব্র ক্ষার যোগ করলে এর অতিরিক্ত OH^- আয়ন বাফার দ্রবণের CH3COOH থেকে বিয়োজিত H^+ আয়নের সাথে বিক্রিয়া করে পানি (H2O) গঠন করে:
   H^+ + OH^- ⇌ H2O
   এর ফলে দ্রবণে H^+ কমে গেলে সাম্যাবস্থা বজায় রাখতে আরও CH3COOH বিয়োজিত হয়ে H^+ এর ঘাটতি পূরণ করে।

   অতএব, উদ্দীপকের দ্রবণটিতে বাফার ক্রিয়ার উপস্থিতির কারণে সামান্য এসিড বা ক্ষার যোগ করলেও দ্রবণের pH পরিবর্তিত হবে না বা কার্যত স্থির থাকবে।