রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   পানিতে ক্যালসিয়াম ($Ca^{2+}$), ম্যাগনেসিয়াম ($Mg^{2+}$), আয়রন ($Fe^{2+}$) প্রভৃতি ধাতুর দ্রবণীয় বাইকার্বোনেট, ক্লোরাইড বা সালফেট লবণ দ্রবীভূত থাকার কারণে সাবানের সাথে সহজে ফেনা তৈরি না হওয়ার ধর্মকে পানির খরতা বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোনো যৌগকে অ্যারোমেটিক হতে হলে তা বলয়াকার, সমতলীয় এবং তাতে হাকেল নীতি অনুসারে $(4n+2)$ সংখ্যক সঞ্চরণশীল পাই ($\\pi$) ইলেকট্রন থাকতে হয়।\n\nন্যাপথালিনের সংকেত $C_{10}H_8$। এটি দুটি বেনজিন বলয় সংবলিত একটি সমতলীয় চাক্রিক হাইড্রোকার্বন। এতে ৫টি কার্বন-কার্বন দ্বিবন্ধন বিদ্যমান, অর্থাৎ মোট সঞ্চরণশীল $\\pi$ ইলেকট্রন সংখ্যা হলো $5 \\times 2 = 10$ টি।\nহাকেল নীতি অনুসারে, $4n + 2 = 10 \\implies 4n = 8 \\implies n = 2$, যা একটি পূর্ণসংখ্যা।\n\nযেহেতু ন্যাপথালিন সমতলীয় চাক্রিক যৌগ এবং হাকেল নীতি মেনে চলে, তাই ন্যাপথালিন একটি অ্যারোমেটিক যৌগ।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের ১নং পাত্রে $Zn^{2+}$ আয়নের দ্রবণ রয়েছে।\nদেওয়া আছে,\nদ্রবণের ঘনমাত্রা, $S = 0.5\text{ M}$\nআয়তন, $V = 20\text{ mL} = 0.020\text{ L}$\n\n১নং পাত্রে বিদ্যমান $Zn^{2+}$ এর মোল সংখ্যা, $n_{total} = S \times V = 0.5 \times 0.020 = 0.01\text{ mol}$\n\nধাতব আয়নটির অর্ধেক পরিমাণ জমা হতে প্রয়োজনীয় মোল সংখ্যা,\n$n = \\frac{0.01}{2} = 0.005\text{ mol}$\n\nজিঙ্কের সঞ্চিত ভর, $W = n \times M = 0.005 \times 65.4\text{ g} = 0.327\text{ g}$ (জিঙ্কের পারমাণবিক ভর $M = 65.4\text{ g/mol}$)\n\nক্যাথোড বিক্রিয়া: $Zn^{2+} + 2e^- \\rightarrow Zn$\nএখানে, তুল্য সংখ্যা বা যোজ্যতা, $e = 2$\nতড়িৎ প্রবাহ, $I = 2\text{ A}$\nফ্যারাডে ধ্রুবক, $F = 96500\text{ C/mol}$\n\nফ্যারাডের প্রথম সূত্রানুসারে,\n$W = \\frac{M I t}{e F}$\nবা, $t = \\frac{W \times e \times F}{M \times I} = \\frac{n \times e \times F}{I}$\nবা, $t = \\frac{0.005 \times 2 \times 96500}{2} = 482.5\text{ s}$\n\nঅতএব, প্রয়োজনীয় সময় $482.5$ সেকেন্ড (বা $8$ মিনিট $2.5$ সেকেন্ড)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে প্রদত্ত বিজারণ বিভবসমূহ:\n$E^\circ_{Zn^{2+}/Zn} = -0.76\text{ V}$\n$E^\circ_{Ni^{2+}/Ni} = -0.25\text{ V}$\n\nযেহেতু $Zn$-এর বিজারণ বিভব কম (বা জারণ বিভব বেশি), তাই $Zn$ অ্যানোড হিসেবে জারিত হবে এবং $Ni$ ক্যাথোড হিসেবে বিজারিত হবে।\n\nঅ্যানোড বিক্রিয়া: $Zn(s) \\rightarrow Zn^{2+}(aq) + 2e^-$\nক্যাথোড বিক্রিয়া: $Ni^{2+}(aq) + 2e^- \\rightarrow Ni(s)$\nসমগ্র কোষ বিক্রিয়া: $Zn(s) + Ni^{2+}(aq) \\rightarrow Zn^{2+}(aq) + Ni(s)$\nএখানে আদান-প্রদানকৃত ইলেকট্রন সংখ্যা, $n = 2$\n\nপ্রমাণ কোষ বিভব,\n$E^\circ_{cell} = E^\circ_{Zn/Zn^{2+}} + E^\circ_{Ni^{2+}/Ni} = (+0.76\text{ V}) + (-0.25\text{ V}) = +0.51\text{ V}$\n\n$25^\circ\text{C}$ বা $298\text{ K}$ তাপমাত্রায় নার্নস্ট সমীকরণ অনুযায়ী:\n$E_{cell} = E^\circ_{cell} - \\frac{0.0591}{n} \\log \\frac{[Zn^{2+}]}{[Ni^{2+}]}$\n\nউদ্দীপক অনুসারে,\n$[Zn^{2+}] = 0.5\text{ M}$\n$[Ni^{2+}] = 0.2\text{ M}$\n\nমান বসিয়ে পাই,\n$E_{cell} = 0.51 - \\frac{0.0591}{2} \\log \\left(\\frac{0.5}{0.2}\\right)$\n$= 0.51 - 0.02955 \\times \\log(2.5)$\n$= 0.51 - 0.02955 \\times 0.3979$\n$= 0.51 - 0.01176 = +0.4982\text{ V}$\n\nযেহেতু কোষ বিভব $E_{cell}$ এর মান ধনাত্মক ($E_{cell} > 0$), তাই মুক্ত শক্তির পরিবর্তন $\\Delta G = -nFE_{cell} < 0$ (ঋণাত্মক) হবে।\nসুতরাং, উদ্দীপকের কোষ বিক্রিয়াটি স্বতঃস্ফূর্তভাবে ঘটবে।