রসায়ন ২য় পত্র • Mymensingh Board • ময়মনসিংহ বোর্ড ২০২১
রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন
P→400∘C লৌহ নল Q→H2SO4HNO3R \mathrm{P} \xrightarrow[400^{\circ} \mathrm{C}]{\text { লৌহ নল }} \mathrm{Q} \xrightarrow[\mathrm{H}{2} \mathrm{SO}{4}]{\mathrm{HNO}_{3}} \mathrm{R} এখানে P একটি দুই কার্বনবিশিষ্ট অ্যালকাইন যৌগ।
- ক)(1)
ফ্যারাডের প্রথম সূত্রটি লেখো।
- খ)(2)
SNI \mathrm{S}_{\mathrm{N}} \mathrm{I} বিক্রিয়া ব্যাখ্যা করো।
- গ)(3)
দেখাও যে, 'Q' যৌগটি বিশেষ ধরনের অসম্পৃক্ত যৌগ।
- ঘ)(4)
উদ্দীপকের Q এবং R যৌগে ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপনে প্রতিস্থাপকের অবস্থানের ভিন্নতার কারণ বিক্রিয়া কৌশলসহ বিশ্লেষণ করো।
উত্তর ও ব্যাখ্যা
- ক)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
তড়িৎ বিশ্লেষণের সময় যেকোনো তড়িৎদ্বারে সংঘটিত রাসায়নিক পরিবর্তনের পরিমাণ (বা তড়িৎদ্বারে সঞ্চিত বা দ্রবীভূত পদার্থের ভর) প্রবাহিত মোট তড়িৎ বা বিদ্যুতের পরিমাণের সমানুপাতিক। গাণিতিকভাবে, W ∝ Q বা W = ZIt।
- খ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
যে নিউক্লিওফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ার গতিবেগ কেবল অ্যালকাইল হ্যালাইড বা সাবস্ট্রেটের ঘনমাত্রার ওপর নির্ভর করে এবং যা দুই ধাপে সম্পন্ন হয়, তাকে একক আণবিক নিউক্লিওফিলিক প্রতিস্থাপন বা SN1 (Substitution Nucleophilic Unimolecular) বিক্রিয়া বলে। এ বিক্রিয়ার প্রথম ধাপে সাবস্ট্রেটটি ধীরগতিতে বিয়োজিত হয়ে অন্তর্বর্তী কার্বোক্যাটায়ন গঠন করে এবং দ্বিতীয় ধাপে নিউক্লিওফাইল তীব্র গতিতে কার্বোক্যাটায়নের সাথে যুক্ত হয়ে উৎপাদ গঠন করে। ৩° অ্যালকাইল হ্যালাইড সবচেয়ে সহজে SN1 বিক্রিয়া প্রদর্শন করে।
- গ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
উদ্দীপকে P হলো দুই কার্বনবিশিষ্ট অ্যালকাইন অর্থাৎ ইথাইন (HC≡CH)। ইথাইনকে ৪০০°C তাপমাত্রায় উত্তপ্ত লৌহ নলের মধ্য দিয়ে চালনা করলে পলিমারাকরণের মাধ্যমে বেনজিন (Q) উৎপন্ন হয়:
3HC≡CH → C6H6 (বেনজিন, Q)।বেনজিন (Q) একটি বিশেষ ধরনের অসম্পৃক্ত যৌগ, কারণ:
১. সাধারণ অসম্পৃক্ত হাইড্রোকার্বনের (যেমন অ্যালকিন বা অ্যালকাইন) মতো বেনজিন সহজে ব্রোমিন দ্রবণ (Br2/CCl4) বা ক্ষারীয় পটাশিয়াম পারম্যাঙ্গানেট (বেয়ার পরীক্ষা) দ্রবণকে বর্ণহীন করে না।
২. বেনজিনের অণুতে তিনটি দ্বিবন্ধন থাকা সত্ত্বেও এটি সাধারণত যুত বিক্রিয়া দেয় না; বরং বিশেষ পরিস্থিতিতে (যেমন সূর্যালোক ও নিকেল প্রভাবকের উপস্থিতিতে) যুত বিক্রিয়া দেয়।
৩. অসম্পৃক্ত যৌগ হওয়া সত্ত্বেও এটি প্রধানত সম্পৃক্ত যৌগের বৈশিষ্ট্যমূলক ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া (যেমন- নাইট্রেশন, হ্যালোজিনেশন, সালফোনেশন, ফ্রিডেল-ক্র্যাফটস বিক্রিয়া) প্রদর্শন করে।
৪. এর অণুতে ৬টি ডিলোক্যালাইজড π-ইলেকট্রনের একটি সুস্থিত বলয় বা রেজোন্যান্স কাঠামো বিদ্যমান, যা হাকেল নিয়ম [(4n+2) সংখ্যক π-ইলেকট্রন, যেখানে n=1] মেনে চলে। রেজোন্যান্সের কারণে বেনজিনের স্থায়িত্ব অনেক বেশি।অতএব, বেনজিন অসম্পৃক্ত হওয়া সত্ত্বেও সাধারণ অসম্পৃক্ত যৌগের ন্যায় আচরণ না করায় এটি একটি বিশেষ ধরনের অসম্পৃক্ত (অ্যারোমেটিক) যৌগ।
- ঘ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
উদ্দীপকের Q হলো বেনজিন (C6H6) এবং R হলো নাইট্রোবেনজিন (C6H5NO2)। বেনজিনকে গাঢ় HNO3 ও গাঢ় H2SO4 সহ ৬০°C তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করলে নাইট্রোবেনজিন উৎপন্ন হয়।
ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপনে প্রতিস্থাপকের অবস্থানের ভিন্নতার কারণ:
১. বেনজিন (Q) বলয়ে কোনো প্রতিস্থাপক না থাকায় এর ছয়টি কার্বনই সমতুল্য। ফলে ইলেকট্রোফাইল (E+) যেকোনো কার্বনে আক্রমণ করে একই ধরনের মনো-প্রতিস্থাপিত উৎপাদ তৈরি করে।
২. নাইট্রোবেনজিন (R)-এ নাইট্রো মূলক (-NO2) উপস্থিত থাকে। নাইট্রোজেন পরমাণু অধিক তড়িৎঋণাত্মক অক্সিজেনের সাথে যুক্ত থাকায় এবং রেজোন্যান্স প্রভাবের (-R বা -M প্রভাব) কারণে নাইট্রো মূলক বেনজিন বলয় থেকে ইলেকট্রন নিজের দিকে টেনে নেয়।
৩. নাইট্রোবেনজিনের রেজোন্যান্স কাঠামোগুলো পর্যালোচনা করলে দেখা যায় যে, রেজোন্যান্সের ফলে বলয়ের অর্থো (o-) এবং প্যারা (p-) অবস্থানে ধনাত্মক আধানের সৃষ্টি হয়, ফলে ওই অবস্থানগুলোতে ইলেকট্রন ঘনত্ব মারাত্মকভাবে হ্রাস পায়।
৪. তুলনায় মেটা (m-) অবস্থানে ইলেকট্রন ঘনত্ব কিছুটা বেশি থাকে। ফলে আগত ইলেকট্রোফাইল (যেমন- NO2+, Br+, ইত্যাদি) অপেক্ষাকৃত ইলেকট্রন-সমৃদ্ধ মেটা অবস্থানে আক্রমণ করতে বাধ্য হয়।বিক্রিয়া কৌশল:
বেনজিনের নাইট্রেশনে ইলেকট্রোফাইল NO2+ যেকোনো কার্বনে যুক্ত হতে পারে:
C6H6 + HNO3 (গাঢ়) + H2SO4 (গাঢ়) → C6H5NO2 + H2Oনাইট্রোবেনজিনের ক্ষেত্রে আরও নাইট্রেশন ঘটালে মেটা অবস্থানে আক্রমণ ঘটে:
C6H5NO2 + HNO3 (গাঢ়) + H2SO4 (গাঢ়, ১০০°C) → m-ডাইনাইট্রোবেনজিন + H2Oঅতএব, -NO2 মূলক একটি মেটা-নির্দেশক ও বলয় নিষ্ক্রিয়কারী মূলক হওয়ায় R যৌগে ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন মেটা অবস্থানে ঘটে, যেখানে প্রতিস্থাপকহীন Q যৌগে যেকোনো অবস্থানে ঘটতে পারে।
আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও