রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যেসব d-ব্লক মৌলের অন্তত একটি সুস্থিত আয়নে d-অরবিটাল ইলেকট্রন দ্বারা আংশিক পূর্ণ (অর্থাৎ d¹ থেকে d⁹ অবস্থায়) থাকে, তাদেরকে অবস্থান্তর মৌল (Transition elements) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   আউফবাউ (Aufbau) নীতি অনুসারে ইলেকট্রন প্রথমে সর্বনিম্ন শক্তিসম্পন্ন অরবিটালে প্রবেশ করে এবং ক্রমান্বয়ে উচ্চ শক্তির অরবিটাল পূর্ণ করে। কোনো অরবিটালের শক্তি প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা (n) এবং সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যার (l) যোগফল (n + l) এর মানের ওপর নির্ভর করে।

   • 4s অরবিটালের ক্ষেত্রে: n = 4, l = 0; সুতরাং (n + l) = 4 + 0 = 4
   • 3d অরবিটালের ক্ষেত্রে: n = 3, l = 2; সুতরাং (n + l) = 3 + 2 = 5

   যেহেতু 4s অরবিটালের (n + l) এর মান 3d অরবিটাল অপেক্ষা কম, তাই 4s অরবিটালের শক্তি কম। এ কারণে ক্যালসিয়ামের (Ca: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s²) ১৯তম ইলেকট্রনটি উচ্চ শক্তির 3d অরবিটালে না গিয়ে নিম্ন শক্তির 4s অরবিটালে প্রবেশ করে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের দ্রবণ (ii) হলো Ag₂SO₄ এর সম্পৃক্ত দ্রবণ। এতে বিদ্যমান অম্লীয় মূলকটি হলো সালফেট আয়ন (SO₄²⁻)।

   সালফেট আয়ন (SO₄²⁻) নিশ্চিতকরণ পরীক্ষা:
   Ag₂SO₄ দ্রবণে বেরিয়াম নাইট্রেট [Ba(NO₃)₂] দ্রবণ অথবা বেরিয়াম ক্লোরাইড (BaCl₂) দ্রবণ যোগ করলে বেরিয়াম সালফেটের (BaSO₄) একটি সাদা অধঃক্ষেপ পড়ে। এই অধঃক্ষেপ লঘু হাইড্রোক্লোরিক এসিডে (HCl) বা লঘু নাইট্রিক এসিডে (HNO₃) অদ্রবণীয় থাকে।

   রাসায়নিক সমীকরণ:
   SO₄²⁻(aq) + Ba(NO₃)₂(aq) → BaSO₄(s) ↓ (সাদা অধঃক্ষেপ) + 2NO₃⁻(aq)
   [বা, Ag₂SO₄(aq) + Ba(NO₃)₂(aq) → BaSO₄(s) ↓ + 2AgNO₃(aq)]

   BaSO₄(s) + HCl(aq) → কোনো বিক্রিয়া হয় না (অধঃক্ষেপ অদ্রবণীয়)।

   এ পরীক্ষার মাধ্যমে দ্রবণে সালফেট মূলকের (অম্লীয় মূলক) উপস্থিতি নিশ্চিত করা যায়।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে দেওয়া দ্রবণ দুটি হলো Al(OH)₃ ও Ag₂SO₄।

   ১. দ্রবণ (i) এ Al(OH)₃ এর ক্ষেত্রে:
   Al(OH)₃ এর বিয়োজন সমীকরণ:
   Al(OH)₃(s) ⇌ Al³⁺(aq) + 3OH⁻(aq)

   ধরি, Al(OH)₃ এর দ্রাব্যতা = S₁ mol/L
   তাহলে, [Al³⁺] = S₁ এবং [OH⁻] = 3S₁

   দ্রাব্যতা গুণফল, K_sp = [Al³⁺][OH⁻]³
   বা, K_sp = S₁ × (3S₁)³ = 27S₁⁴

   উদ্দীপক অনুসারে, Al(OH)₃ এর K_sp = 1.8 × 10⁻²³
   ∴ 27S₁⁴ = 1.8 × 10⁻²³
   বা, S₁⁴ = (1.8 × 10⁻²³) / 27 = 6.67 × 10⁻²⁵
   ∴ S₁ = (6.67 × 10⁻²⁵)^(1/4) ≈ 2.86 × 10⁻⁷ mol/L

   ২. দ্রবণ (ii) এ Ag₂SO₄ এর ক্ষেত্রে:
   Ag₂SO₄ এর বিয়োজন সমীকরণ:
   Ag₂SO₄(s) ⇌ 2Ag⁺(aq) + SO₄²⁻(aq)

   ধরি, Ag₂SO₄ এর দ্রাব্যতা = S₂ mol/L
   তাহলে, [Ag⁺] = 2S₂ এবং [SO₄²⁻] = S₂

   দ্রাব্যতা গুণফল, K_sp = [Ag⁺]²[SO₄²⁻]
   বা, K_sp = (2S₂)² × S₂ = 4S₂³

   উদ্দীপক অনুসারে, Ag₂SO₄ এর K_sp = 1.4 × 10⁻⁵
   ∴ 4S₂³ = 1.4 × 10⁻⁵
   বা, S₂³ = (1.4 × 10⁻⁵) / 4 = 3.5 × 10⁻⁶
   ∴ S₂ = (3.5 × 10⁻⁶)^(1/3) ≈ 1.52 × 10⁻² mol/L

   তুলনা করে দেখা যায়, S₂ (1.52 × 10⁻² mol/L) >> S₁ (2.86 × 10⁻⁷ mol/L)।

   অতএব, উদ্দীপকের দ্রব দুটির মধ্যে Ag₂SO₄ পানিতে অধিকতর দ্রবণীয়।