রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যেসব যৌগের আণবিক সংকেত একই কিন্তু গাঠনিক সংকেত বা ত্রিমাত্রিক বিন্যাসের পার্থক্যের কারণে ভৌত ও রাসায়নিক ধর্মে ভিন্নতা দেখা যায়, তাদেরকে পরস্পরের সমাণু এবং এই বিষয় বা ধর্মকে সমাণুতা (Isomerism) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যে রাসায়নিক বিক্রিয়ায় কোনো পরমাণু, অণু বা আয়ন এক বা একাধিক ইলেকট্রন বর্জন বা ত্যাগ করে, তাকে জারণ বিক্রিয়া বলে। সম্পূর্ণ রেডক্স বিক্রিয়ার যে অংশে শুধুমাত্র ইলেকট্রন ত্যাগের ঘটনা ঘটে, তাকে জারণ অর্ধ-বিক্রিয়া বলা হয়।

   প্রদত্ত বিক্রিয়াটিতে সোডিয়াম (Na) পরমাণু তার সর্ববহিঃস্থ শক্তিস্তর থেকে একটি ইলেকট্রন বর্জন করে সোডিয়াম আয়নে (Na⁺) পরিণত হয়:
   Na → Na⁺ + e⁻
   এখানে সোডিয়ামের জারণ সংখ্যা 0 থেকে বৃদ্ধি পেয়ে +1 হয়েছে। যেহেতু এ বিক্রিয়ায় ইলেকট্রন বর্জন ঘটেছে এবং এটি রেডক্স প্রক্রিয়ার কেবল ইলেকট্রন ত্যাগের অংশটিকে নির্দেশ করে, তাই এটি একটি জারণ অর্ধ-বিক্রিয়া।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের চিত্র-১ এ স্থির তাপমাত্রায় V বনাম P⁻¹ লেখচিত্র মূলবিন্দুগামী সরলরেখা নির্দেশ করে, যা বয়েলের সূত্রকে সমর্থন করে। আবার চিত্র-২ এ স্থির চাপে V বনাম T লেখচিত্র মূলবিন্দুগামী সরলরেখা নির্দেশ করে, যা চার্লসের সূত্রকে সমর্থন করে।

   ১. বয়েলের সূত্রানুসারে (চিত্র-১):
   স্থির তাপমাত্রায় নির্দিষ্ট ভরের কোনো গ্যাসের আয়তন (V) তার ওপর প্রযুক্ত চাপের (P) ব্যস্তানুপাতিক।
   অর্থাৎ, V ∝ 1/P [যখন তাপমাত্রা T এবং গ্যাসের পরিমাণ n স্থির]

   ২. চার্লসের সূত্রানুসারে (চিত্র-২):
   স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের কোনো গ্যাসের আয়তন (V) তার কেলভিন তাপমাত্রার (T) সমানুপাতিক।
   অর্থাৎ, V ∝ T [যখন চাপ P এবং গ্যাসের পরিমাণ n স্থির]

   ৩. অ্যাভোগাড্রোর সূত্রানুসারে:
   একই তাপমাত্রা ও চাপে যেকোনো গ্যাসের আয়তন তার মোল সংখ্যার (n) সমানুপাতিক।
   অর্থাৎ, V ∝ n [যখন তাপমাত্রা T এবং চাপ P স্থির]

   বয়েল, চার্লস এবং অ্যাভোগাড্রোর সূত্রের সমন্বয় ঘটিয়ে পাই—
   V ∝ (n × T) / P
   বা, V = K × (nT / P) [এখানে K একটি সমানুপাতিক ধ্রুবক]
   বা, PV = nKT
   সকল গ্যাসের ক্ষেত্রে এই ধ্রুবকের মান সমান হওয়ায় K এর পরিবর্তে মোলার গ্যাস ধ্রুবক R ব্যবহার করা হয়।
   অতএব, PV = nRT
   এটিই আদর্শ গ্যাস সমীকরণ।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের চিত্রদ্বয়ের সমন্বয় থেকে প্রাপ্ত সূত্রটি হলো আদর্শ গ্যাস সমীকরণ (PV = nRT)। বাস্তব গ্যাসসমূহ সাধারণ তাপমাত্রা ও চাপে এই সমীকরণ বা আদর্শ আচরণ মেনে চলে না। এর প্রধান কারণগুলো গ্যাসের গতিতত্ত্বের দুটি ত্রুটিপূর্ণ স্বীকার্যের ওপর ভিত্তি করে নিম্নে বিশ্লেষণ করা হলো:

   ১. অণুসমূহের নিজস্ব আয়তন সম্পর্কিত ত্রুটি:
   গ্যাসের গতিতত্ত্ব অনুসারে মনে করা হয় যে, পাত্রের মোট আয়তনের তুলনায় গ্যাস অণুগুলোর নিজস্ব প্রকৃত আয়তন একেবারেই নগণ্য। কিন্তু বাস্তব গ্যাসের অণুগুলো অতি ক্ষুদ্র হলেও তাদের একটি নির্দিষ্ট ও সুনির্দিষ্ট আয়তন রয়েছে। বিশেষ করে উচ্চ চাপে পাত্রের কার্যকর আয়তন কমে গেলে অণুগুলোর নিজস্ব আয়তনকে পাত্রের আয়তনের তুলনায় আর উপেক্ষণীয় ধরা যায় না। যদি 1 মোল বাস্তব গ্যাসের অণুগুলোর কার্যকর নিজস্ব আয়তন b হয়, তবে অণুগুলোর বিচরণের জন্য প্রকৃত মুক্ত আয়তন হয় (V - b)।

   ২. অণুসমূহের মধ্যকার আকর্ষণ বল সম্পর্কিত ত্রুটি:
   গতিতত্ত্বে ধারণা করা হয় যে, গ্যাস অণুগুলোর মধ্যে কোনো আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বা বিকর্ষণ বল নেই। কিন্তু বাস্তবে অণুগুলোর মধ্যে ভ্যান ডার ওয়ালস আকর্ষণ বল বিদ্যমান। উচ্চ চাপে ও নিম্ন তাপমাত্রায় অণুগুলো যখন খুব কাছাকাছি অবস্থান করে, তখন তাদের পারস্পরিক আকর্ষণ বলের প্রভাব উল্লেখযোগ্য হয়ে ওঠে। এই আকর্ষণের কারণে গ্যাস অণুগুলো পাত্রের দেয়ালে আদর্শ গ্যাসের মতো পূর্ণ মাত্রায় ধাক্কা দিতে পারে না; ফলে পর্যবেক্ষিত চাপ আদর্শ চাপের চেয়ে কিছুটা কম হয়। চাপের এই ত্রুটি সংশোধন করতে p এর সাথে (a/V²) যোগ করতে হয়।

   অতএব, বাস্তব গ্যাস অণুগুলোর নিজস্ব আয়তন এবং তাদের পারস্পরিক আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল বিদ্যমান থাকার কারণেই বাস্তব গ্যাসগুলো উদ্দীপকের সমন্বয় সূত্র (PV = nRT) হুবহু মেনে চলে না।