রসায়ন ২য় পত্র • Barishal Board • বরিশাল বোর্ড ২০২২
রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন
C2H2→Fe400∘CB{→H2SO4HNO3C→dry AlCl3CH3ClD \text{C}_2\text{H}_2 \xrightarrow[\text{Fe}]{400^\circ\text{C}} \text{B} \begin{cases} \xrightarrow[\text{H}_2\text{SO}_4]{\text{HNO}_3} \text{C} \ \xrightarrow[\text{dry AlCl}_3]{\text{CH}_3\text{Cl}} \text{D} \end{cases}
- ক)(1)
লবণ সেতু কাকে বলে?
- খ)(2)
LiAlH4 \mathrm{LiAlH}_{4} , একটি সেকেন্ডারি স্ট্যান্ডার্ড পদার্থ-ব্যাখ্যা করো।
- গ)(3)
B হতে D প্রস্তুতির কৌশল ব্যাখ্যা করো।
- ঘ)(4)
C ও D যৌগের মধ্য কোনটি ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে অধিক সক্রিয়? বিশ্লেষণ করো।
উত্তর ও ব্যাখ্যা
- ক)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
তড়িৎ রাসায়নিক কোষে দুটি অর্ধকোষের দ্রবণদ্বয়কে তড়িৎ নিরপেক্ষ রাখার জন্য এবং অভ্যন্তরীণ বর্তনী পূর্ণ করার জন্য উপযুক্ত তড়িৎ বিশ্লেষ্য দ্রবণপূর্ণ যে উল্টানো U-আকৃতির কাচনল ব্যবহার করা হয়, তাকে লবণ সেতু বলে।
- খ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
যেসব পদার্থ বিশুদ্ধ অবস্থায় পাওয়া যায় না, বায়ুর উপাদানসমূহ (যেমন- জলীয় বাষ্প, অক্সিজেন, কার্বন ডাই-অক্সাইড) দ্বারা আক্রান্ত হয় এবং যাদের দ্বারা তৈরি প্রমিত দ্রবণের ঘনমাত্রা দীর্ঘদিন অপরিবর্তিত থাকে না, তাদেরকে সেকেন্ডারি স্ট্যান্ডার্ড পদার্থ বলে।
LiAlH₄ বাতাসের জলীয় বাষ্প বা আর্দ্রতা দ্বারা সহজে আর্দ্রবিশ্লেষিত হয়ে বিয়োজিত হয় (LiAlH₄ + 4H₂O → LiOH + Al(OH)₃ + 4H₂)। ফলে এটি খোলা বাতাসে বিশুদ্ধ অবস্থায় থাকে না এবং এর নির্দিষ্ট ঘনমাত্রার দ্রবণ প্রস্তুত করলেও সময়ের সাথে সাথে তার ঘনমাত্রা পরিবর্তিত হয়ে যায়। এই কারণে LiAlH₄ একটি সেকেন্ডারি স্ট্যান্ডার্ড পদার্থ।
- গ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
উদ্দীপক মতে, B যৌগটি হলো বেনজিন (C₆H₆) এবং শুষ্ক AlCl₃-এর উপস্থিতিতে বেনজিনের সাথে CH₃Cl-এর বিক্রিয়ায় উৎপন্ন D যৌগটি হলো টলুইন (C₆H₅CH₃)। এটি একটি ইলেকট্রোফিলিক অ্যারোমেটিক প্রতিস্থাপন বা ফ্রিডেল-ক্র্যাফটস অ্যালকাইলেশন বিক্রিয়া।
B হতে D প্রস্তুতির কৌশলটি তিনটি ধাপে সম্পন্ন হয়:
১. ইলেকট্রোফাইল সৃষ্টি:
লুইস অ্যাসিড AlCl₃ মিথাইল ক্লোরাইড (CH₃Cl) থেকে ক্লোরাইড আয়ন গ্রহণ করে মিথাইল কার্বোক্যাটায়ন (CH₃⁺) ইলেকট্রোফাইল এবং AlCl₄⁻ তৈরি করে।
CH₃-Cl + AlCl₃ ⇌ CH₃⁺ + AlCl₄⁻২. সিগমা (σ) কমপ্লেক্স বা কার্বোক্যাটায়ন গঠন:
উৎপন্ন ইলেকট্রোফাইল (CH₃⁺) বেনজিন বলয়ের π-ইলেকট্রনকে আক্রমণ করে অস্থায়ী রেজোন্যান্স স্থিতিশীল সিগমা কমপ্লেক্স (অ্যারেনিয়াম আয়ন) গঠন করে, যার ফলে অ্যারোমেটিক স্থায়িত্ব সাময়িকভাবে বিনষ্ট হয়।
C₆H₆ + CH₃⁺ → [C₆H₆-CH₃]⁺৩. প্রোটন বর্জন ও অ্যারোমেটিক স্থায়িত্ব পুনরুদ্ধার:
পূর্ববর্তী ধাপে গঠিত অ্যানায়ন AlCl₄⁻ সিগমা কমপ্লেক্স থেকে একটি প্রোটন (H⁺) গ্রহণ করে। ফলে বলয়ের অ্যারোমেটিক স্থায়িত্ব পুনরুদ্ধার হয় এবং টলুইন (D) উৎপন্ন হয়। একই সাথে প্রভাবক AlCl₃ পুনরুৎপাদিত হয়।
[C₆H₆-CH₃]⁺ + AlCl₄⁻ → C₆H₅CH₃ + HCl + AlCl₃ - ঘ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
উদ্দীপকের বিক্রিয়া অনুসারে:
- B যৌগটি হলো বেনজিন (C₆H₆)।
- গাঢ় H₂SO₄ ও HNO₃ সহযোগে বেনজিনের নাইট্রেশন বিক্রিয়ায় উৎপন্ন C যৌগটি হলো নাইট্রোবেনজিন (C₆H₅NO₂)।
- শুষ্ক AlCl₃ প্রভাবকের উপস্থিতিতে বেনজিনের মিথাইলেশন বিক্রিয়ায় উৎপন্ন D যৌগটি হলো টলুইন (C₆H₅CH₃)।
C (নাইট্রোবেনজিন) ও D (টলুইন) যৌগের মধ্যে D যৌগটি ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে অধিক সক্রিয়। নিচে এর তুলনামূলক বিশ্লেষণ দেওয়া হলো:
১. D যৌগের (টলুইন) সক্রিয়তা:
টলুইনের বেনজিন বলয়ে একটি মিথাইল মূলক (-CH₃) যুক্ত থাকে। মিথাইল মূলক ধনাত্মক আবেশীয় ফলাফল (+I effect) এবং হাইপারকনজুগেটিভ প্রভাবের কারণে বলয়ের দিকে ইলেকট্রন ঘনত্ব ঠেলে দেয়। বিশেষত অর্থো ও প্যারা অবস্থানে ইলেকট্রন ঘনত্ব উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। এজন্য মিথাইল মূলককে 'বলয় সক্রিয়কারী মূলক' বলা হয়। বেনজিন বলয়ে ইলেকট্রন ঘনত্ব বেশি থাকায় আগত ইলেকট্রোফাইল সহজে বলয়কে আক্রমণ করতে পারে।২. C যৌগের (নাইট্রোবেনজিন) সক্রিয়তা:
নাইট্রোবেনজিনের বেনজিন বলয়ে নাইট্রো মূলক (-NO₂) যুক্ত থাকে। নাইট্রোজেন ও অক্সিজেনের উচ্চ তড়িৎ ঋণাত্মকতার কারণে নাইট্রো মূলকটি ঋণাত্মক মেসোমারিক প্রভাব (-M effect) এবং ঋণাত্মক আবেশীয় প্রভাবের (-I effect) মাধ্যমে বেনজিন বলয় থেকে ইলেকট্রন ঘনত্ব নিজের দিকে টেনে নেয়। এর ফলে সমগ্র বলয়ের ইলেকট্রন ঘনত্ব বেনজিনের চেয়ে অনেক কমে যায়। তাই -NO₂ হলো 'বলয় নিষ্ক্রিয়কারী মূলক'। বলয়ে ইলেকট্রন ঘনত্ব হ্রাস পাওয়ায় ইলেকট্রোফাইলের পক্ষে আক্রমণ করা অত্যন্ত কঠিন হয়ে পড়ে।অতএব, ইলেকট্রন ঘনত্ব বৃদ্ধির কারণে নাইট্রোবেনজিনের তুলনায় টলুইনে ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া দ্রুত ও সহজে ঘটে। অর্থাৎ, C ও D এর মধ্যে D (টলুইন) ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ায় অধিক সক্রিয়।
আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও