রসায়ন ২য় পত্র • Rajshahi Board • রাজশাহী বোর্ড ২০১৭
রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন
C6H5OH+Zn→ΔA{→conc. H2SO4, 60∘Cconc. HNO3X+H2O→অনাৰ্দ্ৰ AlCl3+CH3IY+HI \text{C}_6\text{H}_5\text{OH} + \text{Zn} \xrightarrow{\Delta} \text{A} \begin{cases} \xrightarrow[\text{conc. } \text{H}_2\text{SO}_4,, 60^\circ\text{C}]{\text{conc. HNO}_3} \text{X} + \text{H}_2\text{O} \ \ \xrightarrow[\text{অনাৰ্দ্ৰ } \text{AlCl}_3]{+\text{CH}_3\text{I}} \text{Y} + \text{HI} \end{cases}
- ক)(1)
প্রমাণ দ্রবণ কী?
- খ)(2)
সিমেন্ট তৈরিতে জিপসাম ব্যবহার করা হয় কেন?
- গ)(3)
A-যৌগের প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া করার কারণ ব্যাখ্যা করো।
- ঘ)(4)
X ও Y এর মধ্যে কোনটিকে নাইট্রেশন করলে অধিক তাপমাত্রার প্রয়োজন হবে? বিশ্লেষণ করো।
উত্তর ও ব্যাখ্যা
- ক)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
যে দ্রবণের ঘনমাত্রা সঠিকভাবে জানা থাকে, তাকে প্রমাণ দ্রবণ বলে।
- খ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
সিমেন্টে পানির উপস্থিতিতে যাতে দ্রুত জমাট না বাঁধে অর্থাৎ সিমেন্টের জমাট বাঁধার সময়কে বিলম্বিত (retard) করার জন্য এতে ২-৩% জিপসাম (CaSO4·2H2O) ব্যবহার করা হয়।
সিমেন্টে পানি যোগ করলে ট্রাইক্যালসিয়াম অ্যালুমিনেটের সাথে পানির দ্রুত বিক্রিয়া ঘটে এবং সিমেন্ট দ্রুত শক্ত হয়ে যায় (flash set)। জিপসাম ট্রাইক্যালসিয়াম অ্যালুমিনেটের সাথে বিক্রিয়া করে ক্যালসিয়াম সালফো-অ্যালুমিনেট কেলাস গঠন করে, যা কণার ওপর একটি স্তর তৈরি করে পানির সাথে দ্রুত বিক্রিয়াকে বাধাগ্রস্ত করে। ফলে সিমেন্ট সঠিকভাবে জমাট বাঁধার উপযুক্ত সময় পায়।
- গ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
উদ্দীপকে ফেনলকে জিঙ্ক চূর্ণ সহযোগে উত্তপ্ত করলে বেনজিন (A) উৎপন্ন হয়। অর্থাৎ যৌগ A হলো বেনজিন (C6H6)।
C6H5OH + Zn -> C6H6 (A) + ZnO
বেনজিন অসম্পৃক্ত হওয়া সত্ত্বেও সাধারণত যুত বিক্রিয়ার পরিবর্তে ইলেকট্রনাকর্ষী প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া প্রদর্শন করে। এর মূল কারণ বেনজিন বলয়ের বিশেষ ধরনের অ্যারোমেটিক স্থায়িত্ব বা অ্যারোমেটিসিটি। বেনজিন বলয়ে ছয়টি কার্বন পরমাণুর মধ্যে ছয়টি ডি-লোকালাইজড বা সঞ্চারণশীল π-ইলেকট্রন থাকে, যা একটি সুদৃঢ় ও স্থিতিশীল ইলেকট্রন মেঘের সৃষ্টি করে।
যদি বেনজিনে যুত বিক্রিয়া ঘটে, তবে এই সঞ্চারণশীল π-ইলেকট্রন কাঠামো বা অ্যারোমেটিক রেজোন্যান্স ভেঙে গিয়ে স্থায়ী বলয় বিনষ্ট হয়, যা শক্তির দিক থেকে প্রতিকূল। কিন্তু প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ায় একটি হাইড্রোজেন পরমাণু অন্য কোনো ইলেকট্রোফাইল দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়, ফলে বলয়ের সঞ্চারণশীল π-ইলেকট্রন কাঠামো অক্ষুণ্ণ থাকে এবং বেনজিন তার উচ্চ স্থায়িত্ব বজায় রাখতে পারে। এ কারণে বেনজিন প্রধানত ইলেকট্রনাকর্ষী প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া দেয়।
- ঘ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
উদ্দীপকে:
A (বেনজিন) + গাঢ় HNO3 / গাঢ় H2SO4 (60°C) -> C6H5NO2 (X, নাইট্রোবেনজিন) + H2O
A (বেনজিন) + CH3I / অনার্দ্র AlCl3 -> C6H5CH3 (Y, টলুইন) + HI
অতএব, X হলো নাইট্রোবেনজিন এবং Y হলো টলুইন।X ও Y এর মধ্যে নাইট্রোবেনজিন (X)-কে নাইট্রেশন করতে অধিক তাপমাত্রার প্রয়োজন হবে। নিম্নে এর কারণ বিশ্লেষণ করা হলো:
১. নাইট্রোবেনজিনে (X) বেনজিন বলয়ের সাথে নাইট্রো মূলক (-NO2) যুক্ত থাকে। -NO2 মূলক একটি শক্তিশালী ইলেকট্রনাকর্ষী বা বলয় নিষ্ক্রিয়কারী মূলক (-M এবং -I প্রভাব বিদ্যমান)। এটি বেনজিন বলয় থেকে ইলেকট্রন ঘনত্ব নিজের দিকে টেনে নেয়, ফলে বেনজিন বলয়ে ইলেকট্রনের ঘাটতি সৃষ্টি হয়। বিশেষত অর্থো ও প্যারা অবস্থানে ইলেকট্রন ঘনত্ব অনেক কমে যায়। ইলেকট্রোফাইল (NO2+) আক্রমণের জন্য প্রয়োজনীয় ইলেকট্রন ঘনত্ব না থাকায় নাইট্রোবেনজিন সহজে ইলেকট্রনাকর্ষী প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ায় অংশ নেয় না। তাই নাইট্রোবেনজিনের নাইট্রেশন ঘটিয়ে ডাইনাইট্রোবেনজিন তৈরি করতে শক্তিশালী শর্ত ও অধিক তাপমাত্রা (প্রায় ১০০°C) প্রয়োজন হয়।
২. অপরদিকে, টলুইনে (Y) মিথাইল মূলক (-CH3) বিদ্যমান, যা আবেশীয় ফল (+I effect) এবং হাইপারকনজুগেশনের মাধ্যমে বেনজিন বলয়ে ইলেকট্রন ঘনত্ব বৃদ্ধি করে। এটি একটি বলয় সক্রিয়কারী অর্থো-প্যারা নির্দেশক মূলক। ফলে বলয়ে ইলেকট্রন ঘনত্ব বেশি থাকায় ইলেকট্রোফাইল সহজেই আক্রমণ করতে পারে এবং ৩০°C-৩৫°C তাপমাত্রাতেই টলুইনের নাইট্রেশন ঘটে অর্থো- ও প্যারা-নাইট্রোটলুইন উৎপন্ন হয়।
সুতরাং, -NO2 মূলকের বলয় নিষ্ক্রিয়কারী প্রকৃতির কারণে টলুইন অপেক্ষা নাইট্রোবেনজিন (X)-কে নাইট্রেশন করতে অধিক তাপমাত্রার প্রয়োজন হয়।
আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও