রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যে অসমসত্ব মিশ্রণে দ্রব বা বিস্তার মাধ্যমভুক্ত কণার ব্যাস $10^{-5}\text{ cm}$ বা $100\text{ nm}$ থেকে বেশি হয় এবং যা রেখে দিলে কণাগুলো পাত্রের তলায় থিতিয়ে পড়ে, তাকে সাসপেনশন বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   $25^\circ\text{C}$ তাপমাত্রায় বিশুদ্ধ পানির স্বতঃবিজোজন বা আয়নিক গুণফল ($K_w$) এর মান $1.0 \times 10^{-14}$। বিশুদ্ধ পানিতে পানি বিয়োজিত হয়ে সমান সংখ্যক হাইড্রোজেন আয়ন ($H^+$) এবং হাইড্রোক্সাইড আয়ন ($OH^-$) উৎপন্ন করে:
   $H_2O \rightleftharpoons H^+ + OH^-$
   যেহেতু বিশুদ্ধ পানিতে $[H^+] = [OH^-]$, সেহেতু:
   $K_w = [H^+][OH^-] = [H^+]^2 = 1.0 \times 10^{-14}$
   বা, $[H^+] = 1.0 \times 10^{-7}\text{ mol/L}$
   সুতরাং, $\text{pH} = -\log[H^+] = -\log(1.0 \times 10^{-7}) = 7$। এজন্য বিশুদ্ধ পানির pH মান 7 হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে উল্লিখিত $Y$ মৌলটির পারমাণবিক সংখ্যা ১১; সুতরাং মৌলটি হলো সোডিয়াম ($\text{Na}$)।
   অতএব, উদ্দীপকের ২ নং পাত্রের $YOH$ হলো সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড ($\text{NaOH}$) এবং এর ক্যাটায়নটি হলো সোডিয়াম আয়ন ($\text{Na}^+$)।

   $\text{Na}^+$ ক্যাটায়ন শনাক্তকারী পরীক্ষা (পটাশিয়াম পাইরোঅ্যান্টিমোনেট পরীক্ষা):
   পরীক্ষাটি সম্পাদন করতে মূল দ্রবণে কয়েক ফোঁটা পটাশিয়াম পাইরোঅ্যান্টিমোনেট ($K_2H_2Sb_2O_7$) দ্রবণ যোগ করে কাঁচদণ্ড দিয়ে টেস্টটিউবের গায়ে ঘষলে সোডিয়াম ডাইহাইড্রোজেন পাইরোঅ্যান্টিমোনেটের সাদা বর্ণের দানাদার অধঃক্ষেপ পড়ে।

   রাসায়নিক সমীকরণ:
   $2\text{Na}^+ + \text{K}_2\text{H}_2\text{Sb}_2\text{O}_7 \rightarrow \text{Na}_2\text{H}_2\text{Sb}_2\text{O}_7 \downarrow + 2\text{K}^+$
   বা,
   $2\text{NaOH} + \text{K}_2\text{H}_2\text{Sb}_2\text{O}_7 \rightarrow \text{Na}_2\text{H}_2\text{Sb}_2\text{O}_7 \downarrow + 2\text{KOH}$

   এই সাদা অধঃক্ষেপের উপস্থিতি নিশ্চিত করে যে দ্রবণে $\text{Na}^+$ আয়ন বিদ্যমান।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের ১ নং পাত্র এবং ২ নং পাত্রের দ্রবণ দুটি ৩ নং পাত্রে মিশ্রিত করা হয়েছে।

   ১ নং পাত্রের ক্ষেত্রে:
   $X^{3+}$ দ্রবণের আয়তন, $V_1 = 50\text{ mL}$
   $X^{3+}$ আয়নের ঘনমাত্রা, $S_1 = 4.2 \times 10^{-3}\text{ M}$

   ২ নং পাত্রের ক্ষেত্রে:
   $YOH$ দ্রবণের আয়তন, $V_2 = 30\text{ mL}$
   $YOH$ এর ঘনমাত্রা, $S_2 = 1.5 \times 10^{-4}\text{ M}$
   যেহেতু $YOH$ একটি তীব্র তড়িৎ-বিশ্লেষ্য ক্ষার, তাই এটি সম্পূর্ণরূপে বিয়োজিত হয়ে সমঘনমাত্রার $OH^-$ আয়ন দেয়:
   $[OH^-] = 1.5 \times 10^{-4}\text{ M}$

   ৩ নং পাত্রে মিশ্রিত করার পর:
   মিশ্রণের মোট আয়তন, $V = V_1 + V_2 = 50\text{ mL} + 30\text{ mL} = 80\text{ mL}$

   মিশ্রণে $X^{3+}$ আয়নের পরিবর্তিত ঘনমাত্রা $[X^{3+}]$ হলে,
   $V \times [X^{3+}] = V_1 \times S_1$
   $\Rightarrow [X^{3+}] = \frac{50 \times 4.2 \times 10^{-3}}{80} = 2.625 \times 10^{-3}\text{ M}$

   মিশ্রণে $OH^-$ আয়নের পরিবর্তিত ঘনমাত্রা $[OH^-]$ হলে,
   $V \times [OH^-] = V_2 \times S_2$
   $\Rightarrow [OH^-] = \frac{30 \times 1.5 \times 10^{-4}}{80} = 5.625 \times 10^{-5}\text{ M}$

   মিশ্রণে সম্ভাব্য স্বল্প দ্রাব্য যৌগটি হলো $X(OH)_3$।
   $X(OH)_3$-এর বিয়োজন সমীকরণ:
   $X(OH)_3 \rightleftharpoons X^{3+} + 3OH^-$

   অতএব, $X(OH)_3$-এর আয়নিক গুণফল ($K_{ip}$):
   $K_{ip} = [X^{3+}][OH^-]^3$
   $K_{ip} = (2.625 \times 10^{-3}) \times (5.625 \times 10^{-5})^3$
   $K_{ip} = (2.625 \times 10^{-3}) \times (1.7798 \times 10^{-13}) \approx 4.672 \times 10^{-16}\text{ mol}^4\text{L}^{-4}$

   দেওয়া আছে, $X(OH)_3$-এর দ্রাব্যতা গুণফল, $K_{sp} = 1 \times 10^{-33}\text{ mol}^4\text{L}^{-4}$।

   যেহেতু $K_{ip} > K_{sp}$ (অর্থাৎ $4.672 \times 10^{-16} > 1 \times 10^{-33}$), তাই মিশ্রণটি অতিপৃক্ত হবে এবং ৩ নং পাত্রে $X(OH)_3$-এর অধঃক্ষেপ পড়বে।