রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উপযুক্ত দ্রাবকে কোনো কঠিন পদার্থের উত্তপ্ত সম্পৃক্ত দ্রবণকে ধীরে ধীরে শীতল করে তা থেকে বিশুদ্ধ কঠিন পদার্থের নির্দিষ্ট জ্যামিতিক আকৃতির দানাদার স্ফটিক বা কেলাস পৃথক করার পদ্ধতিকে কেলাসন বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   সংকর অরবিটালগুলো মূলত সিগমা (σ) বন্ধন গঠন করে, পাই (π) বন্ধন গঠন করে না। এর কারণ হলো সংকর অরবিটালগুলো পরমাণুর নিউক্লিয়াসের দিকে একটি নির্দিষ্ট অক্ষে সর্বাধিক ইলেকট্রন ঘনত্ব বিস্তার করে অবস্থান করে। ফলে দুটি পরমাণুর সংকর অরবিটালগুলোর মধ্যে মুখোমুখি বা অক্ষ বরাবর অধিক্রমণ (head-on overlap) সবচেয়ে শক্তিশালী ও সুস্থিত হয়, যা সিগমা বন্ধন তৈরি করে। পাই বন্ধন গঠনের জন্য দুটি সমান্তরাল অসংকরিত p-অরবিটালের পাশাপাশি বা পার্শ্বীয় অধিক্রমণ (sidewise overlap) প্রয়োজন হয়। সংকর অরবিটালের দিকবিন্যাস ও আকারের কারণে এমন পার্শ্বীয় অধিক্রমণ কার্যকরভাবে সম্ভব হয় না। তাই সংকর অরবিটাল পাই বন্ধন গঠন করে না।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   PCl₅ এর বিয়োজন বিক্রিয়াটি হলো:
   PCl₅(g) ⇌ PCl₃(g) + Cl₂(g)

   ধরি, শুরুতে PCl₅ ছিল 1 মোল।
   সাম্যাবস্থায় বিয়োজন মাত্রা, α = 20% = 0.2
   সাম্যাবস্থায়:
   PCl₅ এর মোল সংখ্যা = 1 - α = 1 - 0.2 = 0.8 মোল
   PCl₃ এর মোল সংখ্যা = α = 0.2 মোল
   Cl₂ এর মোল সংখ্যা = α = 0.2 মোল

   মোট মোল সংখ্যা, n = (1 - α) + α + α = 1 + α = 1 + 0.2 = 1.2 মোল

   উদ্দীপক অনুসারে:
   মোট চাপ, P = 1 atm
   পাত্রের আয়তন, V = 30 L
   সার্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক, R = 0.0821 L atm mol⁻¹ K⁻¹

   আদর্শ গ্যাস সমীকরণ অনুযায়ী,
   PV = nRT
   বা, T = PV / (nR)
   বা, T = (1 atm × 30 L) / (1.2 mol × 0.0821 L atm mol⁻¹ K⁻¹)
   বা, T = 30 / 0.09852 K ≈ 304.5 K

   সেলসিয়াস স্কেলে তাপমাত্রা X°C হলে,
   X = T - 273.15 = 304.5 - 273.15 = 31.35°C (অথবা 273 বাদ দিলে 31.5°C)

   অতএব, X এর মান 31.35 (বা 31.5)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে বিক্রিয়াটির জন্য:
   PCl₅(g) ⇌ PCl₃(g) + Cl₂(g)

   সাম্যধ্রুবক, Kₚ = [p(PCl₃) × p(Cl₂)] / p(PCl₅)
   এখানে, p(PCl₅) = [(1 - α) / (1 + α)] × P
   p(PCl₃) = [α / (1 + α)] × P
   p(Cl₂) = [α / (1 + α)] × P

   অতএব, Kₚ = (α² · P) / (1 - α²)

   উদ্দীপক অনুযায়ী, নির্দিষ্ট তাপমাত্রা X°C-এ Kₚ = 0.0417 atm।
   যেহেতু তাপমাত্রা স্থির রাখা হয়েছে, তাই সাম্যধ্রুবক Kₚ এর মান অপরিবর্তিত থাকবে।

   এখন চাপ কমিয়ে P' = 0.0417 atm করা হলে এবং নতুন বিয়োজন মাত্রা α' হলে:
   Kₚ = (α'² · P') / (1 - α'²)
   বা, 0.0417 = (α'² × 0.0417) / (1 - α'²)
   বা, 1 = α'² / (1 - α'²)
   বা, 1 - α'² = α'²
   বা, 2α'² = 1
   বা, α'² = 0.5
   বা, α' = √0.5 ≈ 0.7071 বা 70.71%

   প্রাথমিক অবস্থায় বিয়োজন মাত্রা ছিল 20% বা 0.2।
   চাপ হ্রাস করে 0.0417 atm এ নিয়ে আসার ফলে বিয়োজন মাত্রা বৃদ্ধি পেয়ে 70.71% হয়।

   লা-শাতেলিয়ারের নীতি অনুযায়ীও দেখা যায়, বিক্রিয়াটিতে উৎপাদের মোল সংখ্যা বৃদ্ধি পায় (Δn = 2 - 1 = 1 > 0)। ফলে চাপ হ্রাস করলে সাম্যাবস্থা ডানদিকে সরে যাবে অর্থাৎ PCl₅ এর বিয়োজন মাত্রা বৃদ্ধি পাবে।

   অতএব, গাণিতিক বিশ্লেষণ থেকে প্রমাণিত হলো যে তাপমাত্রা স্থির রেখে চাপ কমিয়ে 0.0417 atm এ আনলে PCl₅ এর বিয়োজন মাত্রা বৃদ্ধি পাবে।