রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ধাতু এবং কিছু অধাতুকে তাদের প্রমাণ বিজারণ বিভব (বা প্রমাণ জারণ বিভব)-এর ক্রম অনুযায়ী সাজিয়ে যে সারি তৈরি করা হয়, তাকে তড়িৎ রাসায়নিক সারি (Electrochemical series) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   মারকনিকভের নীতি অনুযায়ী, "অপ্রতিসম অ্যালকিনের সাথে অপ্রতিসম বিকারকের (যেমন- HBr) সংযোজন বিক্রিয়ায় বিকারকের ঋণাত্মক অংশটি দ্বিবন্ধনযুক্ত কার্বন পরমাণুদ্বয়ের যেটিতে কম সংখ্যক হাইড্রোজেন পরমাণু যুক্ত থাকে, তার সাথে যুক্ত হয়।"

   উদাহরণস্বরূপ:
   $\text{CH}_3-\text{CH}=\text{CH}_2 + \text{HBr} \rightarrow \text{CH}_3-\text{CH(Br)}-\text{CH}_3$ (২-ব্রোমোপ্রোপেন, প্রধান উৎপাদ প্রায় ৯০%)
   এখানে বিকারকের ঋণাত্মক অংশ $\text{Br}^-$ কম হাইড্রোজেনযুক্ত ২নং কার্বনে যুক্ত হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে পাত্রটি $\text{Al}$ ধাতুর এবং রক্ষিত দ্রবণটি $\text{ZnSO}_4$ এর।
   $\text{Al}$ পাত্রে $\text{ZnSO}_4$ দ্রবণ সংরক্ষণ করা যাবে কিনা তা জানার জন্য কোষ বিক্রিয়াটি স্বতঃস্ফূর্ত কিনা তা দেখতে হবে।

   যদি পাত্রে দ্রবণটি রাখা হয়, তবে পাত্রটি অ্যানোড হিসেবে জারিত হবে এবং দ্রবণের $\text{Zn}^{2+}$ আয়ন ক্যাথোড হিসেবে বিজারিত হবে।
   অ্যানোড বিক্রিয়া: $\text{Al} \rightarrow \text{Al}^{3+} + 3e^-$
   ক্যাথোড বিক্রিয়া: $\text{Zn}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Zn}$

   কোষ বিভব ($E^0_{\text{cell}}$):
   $E^0_{\text{cell}} = E^0_{\text{Al}/\text{Al}^{3+}} + E^0_{\text{Zn}^{2+}/\text{Zn}}$
   দেওয়া আছে,
   $E^0_{\text{Al}/\text{Al}^{3+}} = +1.66\text{ V}$
   $E^0_{\text{Zn}/\text{Zn}^{2+}} = +0.76\text{ V} \implies E^0_{\text{Zn}^{2+}/\text{Zn}} = -0.76\text{ V}$

   অতএব,
   $E^0_{\text{cell}} = +1.66\text{ V} + (-0.76\text{ V}) = +0.90\text{ V}$

   যেহেতু $E^0_{\text{cell}}$-এর মান ধনাত্মক ($E^0_{\text{cell}} > 0$), তাই $\text{Al}$ এবং $\text{ZnSO}_4$-এর মধ্যকার জারণ-বিজারণ বিক্রিয়াটি স্বতঃস্ফূর্তভাবে ঘটবে। এর ফলে $\text{Al}$ পাত্রটি ক্ষয়প্রাপ্ত হবে বা ছিদ্র হয়ে যাবে।
   সুতরাং, উদ্দীপকের দ্রবণ $\text{Al}$-ধাতুর পাত্রে সংরক্ষণ করা যাবে না।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে,
   $\text{ZnSO}_4$ দ্রবণের আদি আয়তন, $V = 250\text{ mL} = 0.25\text{ L}$
   আদি ঘনমাত্রা, $S_1 = 0.5\text{ M}$

   অতএব, দ্রবণে $\text{Zn}^{2+}$ আয়নের আদি মোল সংখ্যা, $n_1 = S_1 \times V = 0.5\text{ M} \times 0.25\text{ L} = 0.125\text{ mol}$

   তড়িৎ বিশ্লেষণের সময়:
   তড়িৎ প্রবাহ, $I = 2.5\text{ A}$
   সময়, $t = 1\text{ hr} = 3600\text{ s}$
   ফ্যারাডের ধ্রুবক, $F = 96500\text{ C/mol}$
   ক্যাথোডে সংঘটিত বিজারণ বিক্রিয়া: $\text{Zn}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Zn}$
   এখানে ইলেকট্রন স্থানান্তর সংখ্যা, $z = 2$

   তড়িৎ বিশ্লেষণের ফলে ক্যাথোডে জমা হওয়া (বা দ্রবণ থেকে হ্রাস পাওয়া) $\text{Zn}^{2+}$-এর মোল সংখ্যা ($n_2$):
   $n_2 = \frac{I \times t}{z \times F} = \frac{2.5 \times 3600}{2 \times 96500} = \frac{9000}{193000} \approx 0.04663\text{ mol}$

   অতএব, তড়িৎ বিশ্লেষণের পর দ্রবণে অবশিষ্ট $\text{Zn}^{2+}$-এর মোল সংখ্যা ($n_{\text{rem}}$):
   $n_{\text{rem}} = n_1 - n_2 = 0.125 - 0.04663 = 0.07837\text{ mol}$

   দ্রবণের আয়তন অপরিবর্তিত থাকলে ($V = 0.25\text{ L}$),
   তড়িৎ বিশ্লেষণের পর দ্রবণের পরিবর্তিত ঘনমাত্রা ($S_2$):
   $S_2 = \frac{n_{\text{rem}}}{V} = \frac{0.07837\text{ mol}}{0.25\text{ L}} \approx 0.3135\text{ M}$ (বা $0.314\text{ M}$)

   সুতরাং, তড়িৎ বিশ্লেষণের পর দ্রবণের ঘনমাত্রা হবে প্রায় $0.314\text{ M}$।