রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যেসব পদার্থ অন্য পদার্থের জারণ ক্রিয়াকে বিলম্বিত, প্রতিহত বা বাধাগ্রস্ত করে খাদ্য বা অন্যান্য সামগ্রীকে জারণজনিত বিনষ্ট হওয়া থেকে রক্ষা করে, তাদের অ্যান্টি-অক্সিডেন্ট (Antioxidant) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   শিখা পরীক্ষায় ধাতব লবণ শনাক্তকরণের জন্য নমুনার সাথে গাঢ় HCl যোগ করে পেস্ট তৈরি করা হয়। কারণ ধাতব ক্লোরাইড লবণগুলো অন্যান্য লবণ (যেমন— সালফেট, নাইট্রেট, কার্বনেট ইত্যাদি) অপেক্ষা অধিক উদ্বায়ী হয়। বুনসেন শিখার উত্তাপে এই ধাতব ক্লোরাইডগুলো সহজেই বাষ্পীভূত হয় এবং শিখাকে নির্দিষ্ট বর্ণে রঞ্জিত করে। তাই শিখা পরীক্ষায় গাঢ় HCl ব্যবহার করা হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের 'X' একটি সম্পৃক্ত হাইড্রোকার্বন (অ্যালকেন) যার আণবিক ভর ১৬। সাধারণ সংকেত CₙH₂ₙ₊₂ অনুসারে, 12n + 2n + 2 = 16 বা, 14n = 14 বা, n = 1। সুতরাং, যৌগটি হলো মিথেন (CH₄)।

   মিথেনের কেন্দ্রীয় পরমাণু কার্বন (C)-এর ইলেকট্রন বিন্যাস:
   স্বাভাবিক অবস্থায়: C(6) = 1s² 2s² 2p_x¹ 2p_y¹ 2p_z⁰
   উত্তেজিত অবস্থায়: C*(6) = 1s² 2s¹ 2p_x¹ 2p_y¹ 2p_z¹

   উত্তেজিত অবস্থায় কার্বনের যোজ্যতা স্তরের একটি 's' এবং তিনটি 'p' অরবিটালের মিশ্রণে চারটি সমতুল্য sp³ সংকর অরবিটাল গঠিত হয়। মিথেন অণু গঠনের সময় এই চারটি sp³ সংকর অরবিটালের প্রতিটি একটি করে হাইড্রোজেন পরমাণুর 1s অরবিটালের সাথে মুখোমুখি অধিক্রমণের মাধ্যমে চারটি কার্বন-হাইড্রোজেন সিগমা (C-H σ) বন্ধন গঠন করে। যেহেতু কেন্দ্রীয় কার্বনে কোনো মুক্তজোড় ইলেকট্রন নেই (চারটিই বন্ধনজোড়), তাই মিথেন (CH₄) অণুর জ্যামিতিক গঠন নিয়মিত চতুস্তলকীয় (tetrahedral) হয় এবং বন্ধন কোণের মান হয় 109.5° বা 109°28'।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে:
   'X' এর আণবিক ভর ১৬, অতএব 'X' হলো CH₄ (মিথেন)।
   'Y' এর আণবিক ভর ৩০, সাধারণ সংকেত CₙH₂ₙ₊₂ অনুসারে, 14n + 2 = 30 বা n = 2; অতএব 'Y' হলো C₂H₆ (ইথেন)।

   উদ্দীপক অনুসারে:
   C(s) এর দহন তাপ, ΔH_c(C) = -395 kJ mol⁻¹ (বা CO₂ এর গঠন তাপ, ΔH_f(CO₂) = -395 kJ mol⁻¹)
   H₂(g) এর দহন তাপ, ΔH_c(H₂) = -220 kJ mol⁻¹ (বা H₂O এর গঠন তাপ, ΔH_f(H₂O) = -220 kJ mol⁻¹)

   'X' (CH₄) এর ক্ষেত্রে:
   CH₄ এর দহন বিক্রিয়া: CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(l)
   দহন তাপ, ΔH_c(CH₄) = [ΔH_f(CO₂) + 2 × ΔH_f(H₂O)] - [ΔH_f(CH₄) + 2 × ΔH_f(O₂)]
   = [(-395) + 2 × (-220)] - [(-75) + 0]
   = [-395 - 440] + 75
   = -835 + 75 = -760 kJ mol⁻¹

   CH₄ এর আণবিক ভর = 16 g mol⁻¹
   অতএব, প্রতি গ্রাম মিথেন (CH₄) থেকে প্রাপ্ত তাপ = 760 / 16 = 47.5 kJ g⁻¹

   'Y' (C₂H₆) এর ক্ষেত্রে:
   C₂H₆ এর দহন বিক্রিয়া: C₂H₆(g) + 7/2 O₂(g) → 2CO₂(g) + 3H₂O(l)
   দহন তাপ, ΔH_c(C₂H₆) = [2 × ΔH_f(CO₂) + 3 × ΔH_f(H₂O)] - [ΔH_f(C₂H₆) + 7/2 × ΔH_f(O₂)]
   = [2 × (-395) + 3 × (-220)] - [(-85) + 0]
   = [-790 - 660] + 85
   = -1450 + 85 = -1365 kJ mol⁻¹

   C₂H₆ এর আণবিক ভর = 30 g mol⁻¹
   অতএব, প্রতি গ্রাম ইথেন (C₂H₆) থেকে প্রাপ্ত তাপ = 1365 / 30 = 45.5 kJ g⁻¹

   দেখা যাচ্ছে যে, প্রতি গ্রাম CH₄ (X) থেকে প্রাপ্ত তাপশক্তি (47.5 kJ) প্রতি গ্রাম C₂H₆ (Y) থেকে প্রাপ্ত তাপশক্তি (45.5 kJ) অপেক্ষা বেশি। যে জ্বালানির গ্রাম-প্রতি তাপন মূল্য (calorific value) বেশি, সেটি অধিক উত্তম। সুতরাং, জ্বালানি হিসেবে 'X' (মিথেন) 'Y' (ইথেন) অপেক্ষা অধিক উত্তম।