রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় কোনো মৃদু তড়িৎ বিশ্লেষ্যের দ্রবণের বিয়োজন মাত্রা দ্রবণটির লঘুতম ঘনমাত্রার (বা আয়তনের) বর্গমূলের ব্যস্তানুপাতিক (বা মোলার আয়তনের বর্গমূলের সমানুপাতিক)। এটিই অসওয়াল্ডের লঘুকরণ সূত্র।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   $\mathrm{Fe}_3\mathrm{O}_4$ হলো একটি মিশ্র অক্সাইড, যা মূলত ফেরাস অক্সাইড ($\mathrm{FeO}$) ও ফেরিক অক্সাইড ($\mathrm{Fe}_2\mathrm{O}_3$)-এর মিশ্রণ ($\mathrm{FeO} \cdot \mathrm{Fe}_2\mathrm{O}_3$)।
   কোনো ক্ষারকের অম্লত্ব হলো ১ মোল ক্ষারক সম্পূর্ণরূপে প্রশমিত করতে যত মোল এক-ক্ষারকীয় অ্যাসিডের (যেমন $\mathrm{HCl}$) প্রয়োজন হয় তার সংখ্যা।
   $\mathrm{Fe}_3\mathrm{O}_4$ এর সাথে $\mathrm{HCl}$ এর বিক্রিয়া নিম্নরূপ:
   $\mathrm{Fe}_3\mathrm{O}_4 + 8\mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{FeCl}_2 + 2\mathrm{FeCl}_3 + 4\mathrm{H}_2\mathrm{O}$
   সমীকরণ থেকে দেখা যায়, ১ মোল $\mathrm{Fe}_3\mathrm{O}_4$ সম্পূর্ণরূপে প্রশমিত হতে ৮ মোল $\mathrm{HCl}$ প্রয়োজন হয়। অতএব, $\mathrm{Fe}_3\mathrm{O}_4$-এর অম্লত্ব হলো ৮।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের বিক্রিয়াটি হলো:
   $X_2D_4(g) \rightleftharpoons 2XD_2(g)$

   প্রদত্ত তথ্য:
   মোট চাপ, $P = 1\text{ atm}$
   তাপমাত্রা, $T = 298\text{ K}$
   $X_2D_4$-এর বিয়োজন মাত্রা, $\alpha = 20\% = 0.2$

   ধরি, প্রারম্ভে $X_2D_4$ ছিল $1\text{ mol}$ এবং $XD_2$ ছিল $0\text{ mol}$।
   সাম্যাবস্থায়,
   $X_2D_4$ এর মোল সংখ্যা $= 1 - \alpha = 1 - 0.2 = 0.8\text{ mol}$
   $XD_2$ এর মোল সংখ্যা $= 2\alpha = 2 \times 0.2 = 0.4\text{ mol}$

   সাম্যাবস্থায় মোট মোল সংখ্যা, $n_{\text{total}} = (1 - \alpha) + 2\alpha = 1 + \alpha = 1 + 0.2 = 1.2\text{ mol}$

   উপাদানসমূহের আংশিক চাপ:
   $P_{X_2D_4} = \frac{1 - \alpha}{1 + \alpha} \times P = \frac{0.8}{1.2} \times 1\text{ atm} = \frac{2}{3}\text{ atm} \approx 0.667\text{ atm}$

   $P_{XD_2} = \frac{2\alpha}{1 + \alpha} \times P = \frac{0.4}{1.2} \times 1\text{ atm} = \frac{1}{3}\text{ atm} \approx 0.333\text{ atm}$

   বিক্রিয়াটির $K_P$ এর সমীকরণ:
   $K_P = \frac{(P_{XD_2})^2}{P_{X_2D_4}} = \frac{\left(\frac{1}{3}\right)^2}{\frac{2}{3}} = \frac{\frac{1}{9}}{\frac{2}{3}} = \frac{1}{9} \times \frac{3}{2} = \frac{1}{6}\text{ atm} \approx 0.167\text{ atm}$

   অতএব, উদ্দীপকের বিক্রিয়াটির $K_P$ এর মান $0.167\text{ atm}$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের লেখচিত্র অনুযায়ী, বিক্রিয়ক $X_2D_4$ অপেক্ষা উৎপাদ $2XD_2$-এর বিভব শক্তি কম। সুতরাং সম্মুখমুখী বিক্রিয়াটিতে তাপ উৎপন্ন হয় অর্থাৎ এটি একটি তাপোৎপাদী (exothermic) বিক্রিয়া ($\Delta H < 0$):
   $X_2D_4(g) \rightleftharpoons 2XD_2(g) + \text{তাপ}$

   লা-শাতেলিয়ারের নীতি অনুযায়ী বিক্রিয়াটিতে তাপমাত্রা ও চাপের পরিবর্তন ঘটালে সাম্যাবস্থা এবং উৎপাদের পরিমাণে নিম্নোক্ত ভিন্নতা দেখা যাবে:

   ১. তাপমাত্রার প্রভাব:
   যেহেতু বিক্রিয়াটি তাপোৎপাদী, তাই সাম্যাবস্থায় তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে লা-শাতেলিয়ারের নীতি অনুযায়ী অতিরিক্ত তাপ প্রশমিত করার জন্য বিক্রিয়াটি পশ্চাৎমুখী হবে। ফলে $XD_2$ এর বিয়োজন ঘটে $X_2D_4$ তৈরি হবে এবং $XD_2$-এর উৎপাদন হ্রাস পাবে। পক্ষান্তরে, তাপমাত্রা হ্রাস করলে সাম্যাবস্থা ডানদিকে ধাবিত হবে এবং $XD_2$-এর উৎপাদন বৃদ্ধি পাবে।

   ২. চাপের প্রভাব:
   বিক্রিয়াটিতে গ্যাসীয় বিক্রিয়কের মোল সংখ্যা $1$ এবং উৎপাদের মোল সংখ্যা $2$। অর্থাৎ, বিক্রিয়ায় আয়তন বা মোল সংখ্যার বৃদ্ধি ঘটে ($\Delta n = 2 - 1 = +1$)। লা-শাতেলিয়ারের নীতি অনুযায়ী, সাম্যাবস্থায় চাপ বৃদ্ধি করলে সাম্যবস্থা যেদিকে মোল সংখ্যা কম সেদিকে সরে যাবে। ফলে বিক্রিয়াটি পশ্চাৎমুখী হবে এবং $XD_2$-এর উৎপাদন কমে যাবে। অন্যদিকে, চাপ হ্রাস করলে সাম্যবস্থা মোল সংখ্যা বৃদ্ধির দিকে অর্থাৎ সম্মুখমুখী হবে এবং $XD_2$-এর উৎপাদন বৃদ্ধি পাবে।

   সুতরাং, তাপমাত্রা ও চাপের পরিবর্তনের ফলে উদ্দীপকের $XD_2$ উৎপাদের পরিমাণের অবশ্যই ভিন্নতা ঘটবে।