রসায়ন ১ম পত্র • Dinajpur Board • দিনাজপুর বোর্ড ২০২২

রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

C12H22O11( A)+H2O[30∘C]⟶ ইনভার্টেস X+YY+X⟶ জাইমেজ 30∘CZ+PZ+O2→ এসিটোব্যাক্টর Q+H2O \begin{array}{l}\mathrm{C}{12} \mathrm{H}{22} \mathrm{O}{11}(\mathrm{~A})+\mathrm{H}{2} \mathrm{O} [30^{\circ} \mathrm{C}]{\stackrel{\text { ইনভার্টেস }}{\longrightarrow}} \mathrm{X}+\mathrm{Y} \ \mathrm{Y}+\mathrm{X} \underset{30^{\circ} \mathrm{C}}{\stackrel{\text { জাইমেজ }}{\longrightarrow}} \mathrm{Z}+\mathrm{P} \ \mathrm{Z}+\mathrm{O}{2} \xrightarrow{\text { এসিটোব্যাক্টর }} \mathrm{Q}+\mathrm{H}{2} \mathrm{O} \\end{array}

  1. ক)

    PH কী?

    (1)
  2. খ)

    H3PO3 \mathrm{H}{3} \mathrm{PO}{3} ও H3PO2 \mathrm{H}{3} \mathrm{PO}{2} এর মধ্যে কোনটি অধিক অম্লীয়? ব্যাখ্যা করো।

    (2)
  3. গ)

    উদ্দীপকের Q এর উৎপাদন প্রক্রিয়া বর্ণনা করো।

    (3)
  4. ঘ)

    খাদ্য সংরক্ষণে উদ্দীপকের A ও Q এর ভূমিকা তুলনা কর।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    কোনো জলীয় দ্রবণে উপস্থিত হাইড্রোজেন আয়নের (H+H^+) মোলার ঘনমাত্রার ঋণাত্মক লগারিদমকে ঐ দ্রবণের pH বলে। অর্থাৎ, pH=−log⁡[H+]\text{pH} = -\log[H^+]।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    H3PO3\mathrm{H}_{3} \mathrm{PO}_{3} ও H3PO2\mathrm{H}_{3} \mathrm{PO}_{2}-এর মধ্যে H3PO2\mathrm{H}_{3} \mathrm{PO}_{2} অধিক অম্লীয় (বা এদের অম্লীয় শক্তিমত্তা প্রায় কাছাকাছি হলেও পরীক্ষামূলকভাবে H3PO2\mathrm{H}_{3} \mathrm{PO}_{2}-এর pKapK_a মান কম হওয়ায় এটি অধিক শক্তিশালী)।

    ব্যাখ্যা:
    অক্সো-অ্যাসিডের গঠনে সরাসরি ফসফরাসের সাথে যুক্ত হাইড্রোজেন পরমাণুগুলো প্রোটন (H+H^+) হিসেবে অপসারিত হয় না, কেবল অক্সিজেন পরমাণুর সাথে যুক্ত হাইড্রোজেন পরমাণুই (—OH—OH গ্রুপের HH) প্রোটনরূপে বিয়োজিত হয়।
    H3PO3\mathrm{H}_{3} \mathrm{PO}_{3} (ফসফোনিক অ্যাসিড)-এর গঠনে একটি P=OP=O, দুটি P—OHP—OH এবং একটি সরাসরি P—HP—H বন্ধন রয়েছে। তাই এটি একটি দ্বি-ক্ষারকীয় অম্ল (pKa≈2.0pK_a \approx 2.0)।
    অপরদিকে H3PO2\mathrm{H}_{3} \mathrm{PO}_{2} (ফসফিনিক অ্যাসিড)-এর গঠনে একটি P=OP=O, একটি P—OHP—OH এবং দুটি সরাসরি P—HP—H বন্ধন রয়েছে। ফলে এটি এক-ক্ষারকীয় অম্ল (pKa≈1.2pK_a \approx 1.2)।
    H3PO2\mathrm{H}_{3} \mathrm{PO}_{2} অণুতে ফসফরাসের সাথে দুটি কম তড়িৎ-ঋণাত্মক হাইড্রোজেন পরমাণু সরাসরি যুক্ত থাকায় এবং কনজুগেট অ্যানায়নে ঋণাত্মক চার্জ একটি মাত্র বিয়োজনযোগ্য অক্সিজেনের চারপাশে রেজোন্যান্সের মাধ্যমে অধিক সুস্থিতি অর্জন করায় H3PO2\mathrm{H}_{3} \mathrm{PO}_{2} এর প্রোটন বর্জন করার প্রবণতা বেশি। তাই H3PO2\mathrm{H}_{3} \mathrm{PO}_{2} অপেক্ষাকৃত অধিক অম্লীয়।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    উদ্দীপকের বিক্রিয়াসমূহ পর্যালোচনা করলে দেখা যায়:
    ১. চিনি বা সুক্রোজ (A=C12H22O11A = C_{12}H_{22}O_{11}) আর্দ্রবিশ্লেষিত হয়ে গ্লুকোজ (XX) ও ফ্রুক্টোজ (YY) উৎপন্ন করে:
    C12H22O11+H2O→30∘Cইনভার্টেসC6H12O6(X)+C6H12O6(Y)C_{12}H_{22}O_{11} + H_2O \xrightarrow[30^\circ C]{\text{ইনভার্টেস}} C_6H_{12}O_6 (X) + C_6H_{12}O_6 (Y)

    ২. গ্লুকোজ/ফ্রুক্টোজ জাইমেজ এনজাইমের প্রভাবে গাঁজন (ফার্মেন্টেশন) প্রক্রিয়ায় ইথানল (Z=C2H5OHZ = C_2H_5OH) এবং কার্বন ডাইঅক্সাইড (P=CO2P = CO_2) উৎপন্ন করে:
    C6H12O6→30∘Cজাইমেজ2CH3CH2OH(Z)+2CO2(P)C_6H_{12}O_6 \xrightarrow[30^\circ C]{\text{জাইমেজ}} 2CH_3CH_2OH (Z) + 2CO_2 (P)

    ৩. উৎপন্ন ইথানল এসিটোব্যাক্টর ব্যাকটেরিয়ার উপস্থিতিতে বায়ুর অক্সিজেন দ্বারা জারিত হয়ে ইথানয়িক অ্যাসিড বা ভিনেগার (Q=CH3COOHQ = CH_3COOH) উৎপন্ন করে:
    CH3CH2OH+O2→এসিটোব্যাক্টরCH3COOH(Q)+H2OCH_3CH_2OH + O_2 \xrightarrow{\text{এসিটোব্যাক্টর}} CH_3COOH (Q) + H_2O

    সুতরাং, উদ্দীপকের QQ যৌগটি হলো ইথানয়িক অ্যাসিড (CH3COOHCH_3COOH) বা ভিনেগার। এর শিল্পোৎপাদন প্রক্রিয়াটি সংক্ষেপে নিম্নে দেওয়া হলো:
    প্রস্তুতি (মল্ট ভিনেগার বা দ্রুত ভিনেগার পদ্ধতি):
    লঘু ইথানল দ্রবণকে (সাধারণত ৬-১০% ইথানল) একটি কাঠের তৈরি পাত্রে রাখা কাঠের গুঁড়া বা বিচালি (যার মধ্যে পূর্ব থেকেই মাইকোডার্মা অ্যাসিটি বা এসিটোব্যাক্টর ব্যাকটেরিয়া বিদ্যমান থাকে) এর ওপর দিয়ে উপর থেকে নিচে ফোঁটা ফোঁটা করে প্রবাহিত করা হয়। নিচ থেকে নিয়ন্ত্রিতভাবে বায়ু চালনা করা হয় এবং তাপমাত্রা ৩৫° সে. এর কাছাকাছি বজায় রাখা হয়। ব্যাক্টেরিয়ার নিঃসৃত অ্যালকোহল ডিহাইড্রোজিনেজ এনজাইমের সাহায্যে ইথানল জারিত হয়ে ভিনেগার বা অ্যাসিটিক অ্যাসিডে পরিণত হয়।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    উদ্দীপকে AA হলো চিনি (সুক্রোজ) এবং QQ হলো ভিনেগার (ইথানয়িক অ্যাসিডের ৬-১০% জলীয় দ্রবণ)। উভয় উপাদানই বহুল ব্যবহৃত প্রাকৃতিক খাদ্য সংরক্ষক হলেও এদের সংরক্ষণের কার্যপদ্ধতি ভিন্ন। নিম্নে এদের ভূমিকা তুলনা করা হলো:

    ১. চিনির (AA) ভূমিকা (অসমোসিস প্রক্রিয়ার মাধ্যমে):
    চিনির গাঢ় দ্রবণ (সাধারণত ৬৫-৭০%) খাদ্য সংরক্ষণে ব্যবহৃত হয়। চিনি খাদ্যবস্তুর মধ্যকার মুক্ত পানির অণু শোষণ করে পানির সক্রিয়তা (awa_w) হ্রাস করে। এর ফলে খাদ্যে উপস্থিত ব্যাকটেরিয়া ও ছত্রাকের দেহ থেকে বহিঃঅসমোসিস (Exosmosis) প্রক্রিয়ায় পানি বের হয়ে আসে। এতে অণুজীবের কোষ সংকুচিত বা প্লাজমোলাইজড হয়ে পড়ে এবং তারা বিপাকীয় ক্ষমতা হারিয়ে নিষ্ক্রিয় হয়ে ধ্বংস প্রাপ্ত হয়। এটি মূলত জ্যাম, জেলি, মোরব্বা ইত্যাদি সংরক্ষণে ভূমিকা রাখে।

    ২. ভিনেগারের (QQ) ভূমিকা (pH নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে):
    ভিনেগার একটি দুর্বল এসিড (ইথানয়িক অ্যাসিড)। এটি খাদ্যবস্তুর pH কমিয়ে ৩.৫ থেকে ৪.৫ এর নিচে নামিয়ে আনে। অধিকাংশ ক্ষতিকর অণুজীব ও খাদ্য পচনকারী এনজাইম অম্লীয় মাধ্যমে (কম pH-এ) বংশবৃদ্ধি বা বেঁচে থাকতে পারে না। এছাড়া অবিয়োজিত অ্যাসিটিক অ্যাসিড অণু অণুজীবের লিপিড কোষপ্রাচীর ভেদ করে কোষে প্রবেশ করে ভেতরের pH হ্রাস করে, ফলে এনজাইমের স্বাভাবিক কার্যকারিতা বিনষ্ট হয় এবং অণুজীব মারা যায়। এটি মূলত আচার, সস, মাছ-মাংস ইত্যাদি সংরক্ষণে ব্যবহৃত হয়।

    তুলনামূলক বিশ্লেষণ:

    • চিনি খাদ্যবস্তু থেকে আর্দ্রতা বা পানি অপসারণ করে অণুজীবের বেঁচে থাকার পরিবেশ নষ্ট করে, কিন্তু মাধ্যমের অম্লত্ব তেমন পরিবর্তন করে না।
    • অপরদিকে ভিনেগার খাদ্যের অম্লত্ব বাড়িয়ে ব্যাকটেরিয়া ধ্বংস করে এবং খাদ্যে টক স্বাদ যুক্ত করে।
      সুতরাং, চিনি ও ভিনেগার ভিন্ন ভিন্ন রাসায়নিক ও ভৌত-রাসায়নিক মূলনীতির ওপর ভিত্তি করে খাদ্য সংরক্ষণে কার্যকর ভূমিকা পালন করে।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

অ্যাপ ডাউনলোড করোওয়েবে খুলো

সম্পর্কিত প্রশ্ন