রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-লিখিত অনুমানভিত্তিক উত্তর—ধারণা ও সীমাবদ্ধতা নিচে উল্লেখ করা হয়েছে। এটি উৎসের যাচাইকৃত মূল উত্তর হিসেবে দাবি করা হচ্ছে না।

   স্পষ্ট অনুমান: ময়মনসিংহ বোর্ড ২০২১ এর মূল প্রশ্ন অনুসারে M মৌলটির পারমাণবিক সংখ্যা Z = 29 (কপার, Cu) এবং Cu(OH)₂ এর K_sp = 2.2 × 10⁻²⁰ mol³ L⁻³ ধরা হয়েছে।

   নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় নির্দিষ্ট সময়ে কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়ার গতিবেগ ঐ সময়ে উপস্থিত বিক্রিয়কসমূহের সক্রিয় ভরের (মোলার গাঢ়ত্ব বা আংশিক চাপের) সমানুপাতিক। একে ভরক্রিয়া সূত্র বলে।

2. খ)

   AI-লিখিত অনুমানভিত্তিক উত্তর—ধারণা ও সীমাবদ্ধতা নিচে উল্লেখ করা হয়েছে। এটি উৎসের যাচাইকৃত মূল উত্তর হিসেবে দাবি করা হচ্ছে না।

   স্পষ্ট অনুমান: ময়মনসিংহ বোর্ড ২০২১ এর মূল প্রশ্ন অনুসারে M মৌলটির পারমাণবিক সংখ্যা Z = 29 (কপার, Cu) এবং Cu(OH)₂ এর K_sp = 2.2 × 10⁻²⁰ mol³ L⁻³ ধরা হয়েছে।

   O²⁻ এবং N³⁻ উভয় আয়নই সম-ইলেকট্রনীয় (isoelectronic), কারণ উভয়েরই ইলেকট্রন সংখ্যা ১০টি।

   কিন্তু N³⁻ আয়নের নিউক্লিয়াসে প্রোটন সংখ্যা ৭টি এবং O²⁻ আয়নের নিউক্লিয়াসে প্রোটন সংখ্যা ৮টি।

   O²⁻ আয়নে প্রোটন সংখ্যা বেশি থাকায় সর্ববহিস্থ শক্তিস্তরের ইলেকট্রনগুলোর ওপর নিউক্লীয় আকর্ষণ বল বেশি হয়, ফলে ইলেকট্রন মেঘ সংকুচিত হয়ে আকার ছোট হয়। অপরদিকে N³⁻ আয়নে প্রোটন সংখ্যা কম থাকায় আকর্ষণ তুলনামূলকভাবে কম হয় এবং ইলেকট্রন-ইলেকট্রন বিকর্ষণের কারণে আকার বড় হয়। তাই O²⁻ অপেক্ষা N³⁻ এর আকার বড়।

3. গ)

   AI-লিখিত অনুমানভিত্তিক উত্তর—ধারণা ও সীমাবদ্ধতা নিচে উল্লেখ করা হয়েছে। এটি উৎসের যাচাইকৃত মূল উত্তর হিসেবে দাবি করা হচ্ছে না।

   স্পষ্ট অনুমান: ময়মনসিংহ বোর্ড ২০২১ এর মূল প্রশ্ন অনুসারে M মৌলটির পারমাণবিক সংখ্যা Z = 29 (কপার, Cu) এবং Cu(OH)₂ এর K_sp = 2.2 × 10⁻²⁰ mol³ L⁻³ ধরা হয়েছে।

   উদ্দীপকের M মৌলটি হলো কপার (Cu, Z = 29), অর্থাৎ M²⁺ আয়নটি হলো Cu²⁺ আয়ন। Cu²⁺ আয়ন শনাক্তকরণের মূল পরীক্ষাসমূহ নিচে সমীকরণসহ উল্লেখ করা হলো:

   ১. অ্যামোনিয়াম হাইড্রোক্সাইড (NH₄OH) দ্রবণ পরীক্ষা:
   Cu²⁺ এর জলীয় দ্রবণে ফোঁটা ফোঁটা লঘু NH₄OH দ্রবণ যোগ করলে হালকা নীল বর্ণের কিউপ্রিক হাইড্রোক্সাইড [Cu(OH)₂] এর অধঃক্ষেপ পড়ে। এতে অতিরিক্ত NH₄OH দ্রবণ যোগ করলে অধঃক্ষেপ দ্রবীভূত হয়ে গাঢ় নীল বর্ণের টেট্রাঅ্যামিন কপার(II) জটিল আয়ন গঠিত হয়।
   বিক্রিয়া:
   CuSO₄ + 2NH₄OH → Cu(OH)₂↓ (হালকা নীল) + (NH₄)₂SO₄
   Cu(OH)₂ + (NH₄)₂SO₄ + 2NH₄OH → [Cu(NH₃)₄]SO₄ (গাঢ় নীল) + 4H₂O

   ২. পটাশিয়াম ফেরোসায়ানাইড দ্রবণ পরীক্ষা:
   Cu²⁺ লবণের দ্রবণে কয়েক ফোঁটা K₄[Fe(CN)₆] দ্রবণ যোগ করলে কপার ফেরোসায়ানাইডের লালচে বাদামি বর্ণের অধঃক্ষেপ পড়ে।
   বিক্রিয়া:
   2CuSO₄ + K₄[Fe(CN)₆] → Cu₂[Fe(CN)₆]↓ (লালচে বাদামি) + 2K₂SO₄

   এই পরীক্ষাগুলোর মাধ্যমে দ্রবণে Cu²⁺ আয়ন নিশ্চিতভাবে শনাক্ত করা যায়।

4. ঘ)

   AI-লিখিত অনুমানভিত্তিক উত্তর—ধারণা ও সীমাবদ্ধতা নিচে উল্লেখ করা হয়েছে। এটি উৎসের যাচাইকৃত মূল উত্তর হিসেবে দাবি করা হচ্ছে না।

   স্পষ্ট অনুমান: ময়মনসিংহ বোর্ড ২০২১ এর মূল প্রশ্ন অনুসারে M মৌলটির পারমাণবিক সংখ্যা Z = 29 (কপার, Cu) এবং Cu(OH)₂ এর K_sp = 2.2 × 10⁻²⁰ mol³ L⁻³ ধরা হয়েছে।

   উদ্দীপকের A ও B পাত্রের দ্রবণ মিশ্রিত করলে M(OH)₂ তথা Cu(OH)₂ অধঃক্ষিপ্ত হওয়ার সম্ভাবনা তৈরি হয়।

   মিশ্রণের মোট আয়তন, V = V₁ + V₂ = 40 mL + 20 mL = 60 mL

   মিশ্রণে M²⁺ (Cu²⁺) আয়নের ঘনমাত্রা:
   [Cu²⁺] = (V₁ × S₁) / V = (40 mL × 5 × 10⁻⁴ M) / 60 mL = 3.33 × 10⁻⁴ M

   মিশ্রণে OH⁻ আয়নের ঘনমাত্রা:
   [OH⁻] = (V₂ × S₂) / V = (20 mL × 0.05 M) / 60 mL = 0.0167 M

   Cu(OH)₂ এর বিয়োজন:
   Cu(OH)₂ ⇌ Cu²⁺ + 2OH⁻

   সুতরাং, Cu(OH)₂ এর আয়নিক গুণফল (K_ip):
   K_ip = [Cu²⁺][OH⁻]²
   = (3.33 × 10⁻⁴) × (0.0167)²
   = (3.33 × 10⁻⁴) × (2.79 × 10⁻⁴)
   = 9.29 × 10⁻⁸ mol³ L⁻³

   উদ্দীপকের Cu(OH)₂ এর K_sp = 2.2 × 10⁻²⁰ mol³ L⁻³।

   যেহেতু K_ip (9.29 × 10⁻⁸) > K_sp (2.2 × 10⁻²⁰), তাই দ্রবণটি অতিপৃক্ত হবে এবং মিশ্রণে Cu(OH)₂ এর অধঃক্ষেপ পড়বে।