রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় প্রতি লিটার দ্রবণে 0.5 মোল দ্রাব দ্রবীভূত থাকলে তাকে সেমিমোলার দ্রবণ বলে। এর ঘনমাত্রা 0.5 M।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   $\text{H}_2\text{O}_2$-এ অক্সিজেনের জারণ সংখ্যা -1, যা অক্সিজেনের সাধারণ জারণ অবস্থা 0 (মুক্ত মৌল) এবং -2 (যেমন পানিতে)-এর মাঝামাঝি।
   ১. জারক হিসেবে: যখন $\text{H}_2\text{O}_2$ বিজারকের সাথে বিক্রিয়া করে, তখন অক্সিজেন নিজে বিজারিত হয়ে -1 থেকে -2 জারণ সংখ্যায় পরিণত হয় এবং অপরকে জারিত করে।
   উদাহরণ: $\text{PbS} + 4\text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow \text{PbSO}_4 + 4\text{H}_2\text{O}$
   ২. বিজারক হিসেবে: তীব্র জারকের (যেমন $\text{KMnO}_4$) সাথে বিক্রিয়া করার সময় অক্সিজেন নিজে জারিত হয়ে -1 থেকে 0 জারণ সংখ্যায় ($\text{O}_2$) পরিণত হয় এবং অপরকে বিজারিত করে।
   উদাহরণ: $2\text{KMnO}_4 + 3\text{H}_2\text{SO}_4 + 5\text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 + 2\text{MnSO}_4 + 8\text{H}_2\text{O} + 5\text{O}_2$
   অতএব, $\text{H}_2\text{O}_2$ জারক ও বিজারক উভয় রূপেই আচরণ করে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে B মৌলটির পারমাণবিক সংখ্যা 27, যা হলো কোবাল্ট (Co)। মৌলটি সর্বোচ্চ জারণ অবস্থায় দ্রবীভূত থাকায় এর আধান $x = +3$, অর্থাৎ আয়নটি $\text{B}^{3+}$ (বা $\text{Co}^{3+}$)।

   প্রদত্ত মানসমূহ:
   দ্রবণের প্রাথমিক আয়তন, $V = 800\text{ mL} = 0.8\text{ L}$
   প্রাথমিক ঘনমাত্রা, $C_1 = 0.8\text{ M}$
   দ্রবণে উপস্থিত $\text{B}^{3+}$ এর প্রাথমিক মোল সংখ্যা, $n_1 = C_1 \times V = 0.8 \times 0.8 = 0.64\text{ mol}$

   তড়িৎ প্রবাহ, $I = 20\text{ A}$
   সময়, $t = 1\text{ ঘণ্টা } 10\text{ মিনিট } = (60 + 10) \times 60\text{ s} = 4200\text{ s}$
   প্রবাহিত মোট চার্জ, $Q = I \times t = 20 \times 4200 = 84000\text{ C}$

   ক্যাথোডে সংঘটিত বিক্রিয়া:
   $\text{B}^{3+} + 3e^- \rightarrow \text{B}$

   ফ্যারাডের সূত্রানুসারে বিজারিত (জমা হওয়া) $\text{B}^{3+}$ এর মোল সংখ্যা:
   $n_{\text{dep}} = \frac{Q}{z \times F} = \frac{84000}{3 \times 96500} \approx 0.2902\text{ mol}$

   অতএব, তড়িৎ বিশ্লেষণের পর দ্রবণে অবশিষ্ট $\text{B}^{3+}$ এর মোল সংখ্যা:
   $n_2 = n_1 - n_{\text{dep}} = 0.64 - 0.2902 = 0.3498\text{ mol}$

   সুতরাং, দ্রবণের পরিবর্তিত ঘনমাত্রা:
   $C_2 = \frac{n_2}{V} = \frac{0.3498}{0.8} \approx 0.4373\text{ M}$

   উত্তর: দ্রবণের পরিবর্তিত ঘনমাত্রা $0.4373\text{ M}$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের মৌলসমূহ এবং তাদের সর্বোচ্চ জারণ অবস্থা নিম্নরূপ:
   ১. $\text{A}$ ($Z = 26$, আয়রন বা $\text{Fe}$): এর সর্বোচ্চ জারণ সংখ্যা $+3$, অর্থাৎ আয়ন $\text{Fe}^{3+}$ ($M_{\text{Fe}} = 55.85\text{ g/mol}$, $z = 3$)।
   ২. $\text{B}$ ($Z = 27$, কোবাল্ট বা $\text{Co}$): এর সর্বোচ্চ জারণ সংখ্যা $+3$, অর্থাৎ আয়ন $\text{Co}^{3+}$ ($M_{\text{Co}} = 58.93\text{ g/mol}$, $z = 3$)।
   ৩. $\text{C}$ ($Z = 47$, সিলভার বা $\text{Ag}$): এর সর্বোচ্চ জারণ সংখ্যা $+1$, অর্থাৎ আয়ন $\text{Ag}^{+}$ ($M_{\text{Ag}} = 107.87\text{ g/mol}$, $z = 1$)।
   ৪. $\text{D}$ ($Z = 50$, টিন বা $\text{Sn}$): এর সর্বোচ্চ জারণ সংখ্যা $+4$, অর্থাৎ আয়ন $\text{Sn}^{4+}$ ($M_{\text{Sn}} = 118.71\text{ g/mol}$, $z = 4$)।

   ফ্যারাডের সূত্র অনুযায়ী ক্যাথোডে জমা হওয়া ধাতুর ভর:
   $W = \frac{M \cdot Q}{z \cdot F} = \left(\frac{M}{z}\right) \cdot \frac{Q}{F}$

   যেহেতু প্রতিটি দ্রবণে সমপরিমাণ বিদ্যুৎ ($Q$) প্রবাহিত করা হয়, তাই ক্যাথোডে জমা হওয়া ভর সংশ্লিষ্ট মৌলের তুল্য ভর ($E = \frac{M}{z}$) এর সমানুপাতিক ($W \propto \frac{M}{z}$)।

   প্রত্যেক মৌলের তুল্য ভর ($E$) নির্ণয়:

   • A (Fe) এর জন্য: $E_{\text{A}} = \frac{55.85}{3} \approx 18.62\text{ g/equiv}$
   • B (Co) এর জন্য: $E_{\text{B}} = \frac{58.93}{3} \approx 19.64\text{ g/equiv}$
   • C (Ag) এর জন্য: $E_{\text{C}} = \frac{107.87}{1} = 107.87\text{ g/equiv}$
   • D (Sn) এর জন্য: $E_{\text{D}} = \frac{118.71}{4} \approx 29.68\text{ g/equiv}$

   তুলনামূলক বিশ্লেষণ:
   দেখা যাচ্ছে যে, $E_{\text{C}} > E_{\text{D}} > E_{\text{B}} > E_{\text{A}}$।

   যেহেতু C (Ag) এর তুল্য ভর সর্বাধিক, তাই সমপরিমাণ বিদ্যুৎ প্রবাহের ফলে ক্যাথোডে মৌল C (সিলভার/$\text{Ag}$) এর সর্বোচ্চ পরিমাণ জমা হবে।