রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় কোনো রাসায়নিক সমীকরণে প্রদর্শিত নির্দিষ্ট মোল পরিমাণ বিক্রিয়কসমূহ সম্পূর্ণ বিক্রিয়া করে উৎপাদে পরিণত হলে যে পরিমাণ তাপের পরিবর্তন (উৎপাদন বা শোষণ) ঘটে, তাকে বিক্রিয়া তাপ বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   অম্লীয় অক্সাইডের ক্ষারকত্ব হলো সেই অক্সাইডের এক মোলকে সম্পূর্ণ প্রশমিত করতে প্রয়োজনীয় এক-অম্লীয় ক্ষারকের (যেমন- NaOH) মোলের সংখ্যা।

   P₂O₅ একটি অম্লীয় অক্সাইড। এটি পানির সাথে যুক্ত হয়ে অর্থোফসফরিক এসিড (H₃PO₄) উৎপন্ন করে:
   $\text{P}_2\text{O}_5 + 3\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{H}_3\text{PO}_4$
   উৎপন্ন 2 মোল H₃PO₄ ক্ষারের (NaOH) সাথে বিক্রিয়া করে:
   $2\text{H}_3\text{PO}_4 + 6\text{NaOH} \rightarrow 2\text{Na}_3\text{PO}_4 + 6\text{H}_2\text{O}$
   সামগ্রিক বিক্রিয়া:
   $\text{P}_2\text{O}_5 + 6\text{NaOH} \rightarrow 2\text{Na}_3\text{PO}_4 + 3\text{H}_2\text{O}$
   যেহেতু 1 মোল P₂O₅ কে সম্পূর্ণ প্রশমিত করতে 6 মোল NaOH প্রয়োজন হয়, তাই P₂O₅ এর ক্ষারকত্ব হলো 6।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের ii নং পাত্রে রয়েছে একটি একক ক্ষারীয় সবল এসিড।
   পাত্রে এসিডের দ্রবণের $\text{pH} = 0.8$
   আমরা জানি,
   $\text{pH} = -\log[\text{H}^+]$
   বা, $[\text{H}^+] = 10^{-\text{pH}} = 10^{-0.8} = 0.1585\text{ M}$$

   যেহেতু ii নং পাত্রের যৌগটি একটি 'সবল এসিড', জলীয় দ্রবণে সবল এসিডসমূহ সম্পূর্ণরূপে আয়নিত বা বিয়োজিত হয়।
   সুতরাং, এসিডটির প্রারম্ভিক ঘনমাত্রা $C = [\text{H}^+] = 0.1585\text{ M}$
   অতএব, ii নং পাত্রের যৌগের বিয়োজন মাত্রা, $\alpha = \frac{[\text{H}^+]}{C} = \frac{0.1585}{0.1585} = 1$ বা $100\%$।

   [বিকল্প ব্যাখ্যা: যদি প্রশ্নটিতে মুদ্রণজনিত ভুলের কারণে i নং পাত্রের দুর্বল ক্ষারকের বিয়োজন মাত্রা চাওয়া হয়ে থাকে:
   এখানে, $C = 0.17\text{ M}$, $\text{pK}_b = 2.7$
   $\therefore K_b = 10^{-2.7} = 1.995 \times 10^{-3}$
   অসওয়াল্ডের লঘুকরণ সূত্র অনুসারে, $\alpha = \sqrt{\frac{K_b}{C}} = \sqrt{\frac{1.995 \times 10^{-3}}{0.17}} \approx 0.1083$ বা $10.83\%$, যা দুর্বল ক্ষারকের বিয়োজন মাত্রা।]

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের i নং ও ii নং পাত্রের মিশ্রণে:
   i নং পাত্রের দুর্বল ক্ষারক (ধরি, $\text{BOH}$):
   আয়তন, $V_1 = 0.22\text{ L}$
   ঘনমাত্রা, $C_1 = 0.17\text{ M}$
   মোল সংখ্যা, $n_{\text{base}} = V_1 \times C_1 = 0.22 \times 0.17 = 0.0374\text{ mol}$

   ii নং পাত্রের সবল এসিড (ধরি, $\text{HA}$):
   আয়তন, $V_2 = 120\text{ cm}^3 = 0.12\text{ L}$
   $\text{pH} = 0.8 \implies [\text{H}^+] = 10^{-0.8} = 0.1585\text{ M}$
   যেহেতু এটি সবল একক ক্ষারীয় এসিড, এর ঘনমাত্রা $C_2 = 0.1585\text{ M}$
   মোল সংখ্যা, $n_{\text{acid}} = V_2 \times C_2 = 0.12 \times 0.1585 = 0.01902\text{ mol}$

   রাসায়নিক বিক্রিয়া:
   $\text{BOH} + \text{HA} \rightarrow \text{BA} + \text{H}_2\text{O}$
   বিক্রিয়া অনুযায়ী, 1 মোল $\text{BOH}$ প্রশমিত করতে 1 মোল $\text{HA}$ প্রয়োজন।
   যেহেতু $n_{\text{base}} > n_{\text{acid}}$, তাই এসিড সম্পূর্ণ প্রশমিত হবে।
   বিক্রিয়া শেষে দ্রবণে:
   অবশিষ্ট ক্ষারকের মোল সংখ্যা, $n_{\text{BOH}} = 0.0374 - 0.01902 = 0.01838\text{ mol}$
   উৎপন্ন লবণের মোল সংখ্যা, $n_{\text{BA}} = 0.01902\text{ mol}$

   যেহেতু মিশ্রণে অতিরিক্ত দুর্বল ক্ষারক ($\text{BOH}$) এবং এর সাথে সবল এসিডের বিক্রিয়ায় উৎপন্ন লবণ ($\text{BA}$) উপস্থিত থাকে, ফলে এটি একটি ক্ষারীয় বাফার দ্রবণ গঠন করে।

   বাফার ক্রিয়া কৌশল:
   ১. সামান্য এসিড ($\text{H}^+$) যোগ করলে: অতিরিক্ত $\text{H}^+$ আয়ন দ্রবণে উপস্থিত দুর্বল ক্ষারক $\text{BOH}$ দ্বারা প্রশমিত হয়ে অবিয়োজিত পানি গঠন করে:
   $\text{BOH} + \text{H}^+ \rightarrow \text{B}^+ + \text{H}_2\text{O}$
   ফলে দ্রবণের $[\text{H}^+]$ বা pH এর কোনো উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন হয় না।

   ২. সামান্য ক্ষার ($\text{OH}^-$) যোগ করলে: ক্ষারের $\text{OH}^-$ আয়ন লবণের বিয়োজনে উৎপন্ন $\text{B}^+$ আয়নের সাথে যুক্ত হয়ে মৃদু বিয়োজিত দুর্বল ক্ষারক $\text{BOH}$ গঠন করে:
   $\text{B}^+ + \text{OH}^- \rightleftharpoons \text{BOH}$
   ফলে দ্রবণের $[\text{OH}^-]$ তথা pH এর কোনো কার্যকর পরিবর্তন হয় না।

   অতএব, গাণিতিক ও রাসায়নিক বিশ্লেষণ অনুযায়ী মিশ্রিত দ্রবণটি ক্ষারীয় বাফার দ্রবণ হওয়ায় এতে সামান্য পরিমাণ এসিড বা ক্ষার যোগ করলে দ্রবণের pH-এর কোনো তাৎপর্যপূর্ণ পরিবর্তন হবে না।