রসায়ন ২য় 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: B-পাত্রের বিজারক FeSO4 সম্পূর্ণরূপে প্রশমিত করতে C-পাত্রের দ্রবণ সমতুল্য হিসেবে ব্যবহৃত হয়। | C-পাত্রের দ্রবণের আয়তন ১০০ mL ধরে গাণিতিক বিশ্লেষণ সম্পন্ন করা হয়েছে এবং সাধারণ সম্পর্ক V_A = 0.48 * V_C প্রদর্শিত হয়েছে।

   যেসব বিকারক বা রাসায়নিক সত্তা ইলেকট্রন ঘাটতিসম্পন্ন এবং রাসায়নিক বিক্রিয়ায় ইলেকট্রন-সমৃদ্ধ কেন্দ্র বা ঋণাত্মক চার্জযুক্ত অংশের প্রতি আকৃষ্ট হয়ে ইলেকট্রন জোড় গ্রহণ করে, তাদেরকে ইলেকট্রোফাইল বা ইলেকট্রনাকর্ষী বিকারক বলে (যেমন: $H^+$, $BF_3$, $AlCl_3$ ইত্যাদি)।

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: B-পাত্রের বিজারক FeSO4 সম্পূর্ণরূপে প্রশমিত করতে C-পাত্রের দ্রবণ সমতুল্য হিসেবে ব্যবহৃত হয়। | C-পাত্রের দ্রবণের আয়তন ১০০ mL ধরে গাণিতিক বিশ্লেষণ সম্পন্ন করা হয়েছে এবং সাধারণ সম্পর্ক V_A = 0.48 * V_C প্রদর্শিত হয়েছে।

   ইথাইনে ($HC \equiv CH$) কার্বন পরমাণুদ্বয় $sp$ সংকরায়িত। $sp$ সংকর অরবিটালে $s$-অরবিটালের বৈশিষ্ট্য ৫০%, যা $sp^2$ (৩৩.৩৩%) এবং $sp^3$ (২৫%) এর তুলনায় বেশি।

   $s$-অরবিটালের চরিত্র বেশি হওয়ায় সংকর অরবিটালের ইলেকট্রন মেঘ নিউক্লিয়াসের অধিক নিকটে থাকে এবং কার্বনের তড়িৎ ঋণাত্মকতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। ফলে কার্বন পরমাণু $C-H$ বন্ধনের ইলেকট্রন যুগলকে নিজের দিকে প্রবলভাবে আকর্ষণ করে, যার কারণে $C-H$ বন্ধন দুর্বল ও পোলার হয়ে পড়ে এবং হাইড্রোজেন পরমাণু প্রোটন ($H^+$) হিসেবে সহজে অপসারিত হতে পারে। সক্রিয় ধাতু ($Na$) বা তীব্র ক্ষারের সাথে বিক্রিয়া করে ইথাইন লবণ ও $H_2$ গ্যাস তৈরি করে তার অম্লধর্মের প্রমাণ দেয়:
   $HC \equiv CH + 2Na \rightarrow NaC \equiv CNa + H_2 \uparrow$
   তাই ইথাইন অম্লধর্মী।

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: B-পাত্রের বিজারক FeSO4 সম্পূর্ণরূপে প্রশমিত করতে C-পাত্রের দ্রবণ সমতুল্য হিসেবে ব্যবহৃত হয়। | C-পাত্রের দ্রবণের আয়তন ১০০ mL ধরে গাণিতিক বিশ্লেষণ সম্পন্ন করা হয়েছে এবং সাধারণ সম্পর্ক V_A = 0.48 * V_C প্রদর্শিত হয়েছে।

   উদ্দীপকের B-পাত্রে বিজারক হিসেবে অম্লীয় $FeSO_4$ ($Fe^{2+}$) এবং C-পাত্রে জারক হিসেবে $K_2Cr_2O_7$ ($Cr_2O_7^{2-}$) রয়েছে। অম্লীয় মাধ্যমে ($H_2SO_4$ এর উপস্থিতিতে) আয়ন-ইলেকট্রন পদ্ধতিতে এদের বিক্রিয়ার সমতাকরণ নিম্নরূপ:

   ১. জারণ অর্ধ-বিক্রিয়া:
   $Fe^{2+}$ আয়ন ১টি ইলেকট্রন ত্যাগ করে $Fe^{3+}$ আয়নে জারিত হয়:
   $Fe^{2+} \rightarrow Fe^{3+} + e^- \quad \text{--- (i)}$

   ২. বিজারণ অর্ধ-বিক্রিয়া:
   অম্লীয় মাধ্যমে ডাইক্রোমেট আয়ন ($Cr_2O_7^{2-}$) ৬টি ইলেকট্রন ও ১৪টি $H^+$ গ্রহণ করে বিজারিত হয়ে $Cr^{3+}$ আয়ন ও পানিতে পরিণত হয়:
   $Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 6e^- \rightarrow 2Cr^{3+} + 7H_2O \quad \text{--- (ii)}$

   ৩. আয়নিক সমতাকরণ:
   ইলেকট্রন সংখ্যা সমান করার জন্য সমীকরণ (i)-কে ৬ দ্বারা গুণ করে সমীকরণ (ii)-এর সাথে যোগ করি:
   $6Fe^{2+} \rightarrow 6Fe^{3+} + 6e^-$
   $Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 6e^- \rightarrow 2Cr^{3+} + 7H_2O$

   $Cr_2O_7^{2-} + 6Fe^{2+} + 14H^+ \rightarrow 2Cr^{3+} + 6Fe^{3+} + 7H_2O$

   ৪. প্রয়োজনীয় দর্শক আয়ন ($K^+$ ও $SO_4^{2-}$) সংযোজন করে পূর্ণাঙ্গ সমতাকৃত সমীকরণ:
   $K_2Cr_2O_7 + 6FeSO_4 + 7H_2SO_4 \rightarrow Cr_2(SO_4)_3 + 3Fe_2(SO_4)_3 + K_2SO_4 + 7H_2O$

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: B-পাত্রের বিজারক FeSO4 সম্পূর্ণরূপে প্রশমিত করতে C-পাত্রের দ্রবণ সমতুল্য হিসেবে ব্যবহৃত হয়। | C-পাত্রের দ্রবণের আয়তন ১০০ mL ধরে গাণিতিক বিশ্লেষণ সম্পন্ন করা হয়েছে এবং সাধারণ সম্পর্ক V_A = 0.48 * V_C প্রদর্শিত হয়েছে।

   উদ্দীপকের বিজারক পদার্থটি হলো B-পাত্রের অম্লীয় $FeSO_4$ দ্রবণ।

   [শর্ত ও অনুমান: উদ্দীপকে B-পাত্রের পরিমাণ সরাসরি দেওয়া নেই। B-পাত্রের সম্পূর্ণ $FeSO_4$ দ্রবণ C-পাত্রের সমতুল্য ধরে এবং C-পাত্রের দ্রবণের আয়তন ১০০ mL ($0.1\text{ L}$) ধরে হিসাবটি সম্পন্ন করা হলো।]

   C-পাত্রের $K_2Cr_2O_7$ এর সাথে $FeSO_4$ এর বিক্রিয়া:
   $K_2Cr_2O_7 + 6FeSO_4 + 7H_2SO_4 \rightarrow Cr_2(SO_4)_3 + 3Fe_2(SO_4)_3 + K_2SO_4 + 7H_2O$
   সমীকরণ মতে, $1\text{ mol } K_2Cr_2O_7 \equiv 6\text{ mol } FeSO_4$

   C-পাত্রে $K_2Cr_2O_7$-এর মোল সংখ্যা:
   $n_C = V_C \times S_C = 0.1\text{ L} \times 0.02\text{ M} = 0.002\text{ mol}$
   $\therefore$ B-পাত্রে উপস্থিত $FeSO_4$-এর মোল সংখ্যা, $n_{FeSO_4} = 6 \times 0.002 = 0.012\text{ mol}$

   আবার, A-পাত্রের অম্লীয় $KMnO_4$-এর সাথে $FeSO_4$-এর জারণ-বিজারণ বিক্রিয়া:
   $2KMnO_4 + 10FeSO_4 + 8H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + 2MnSO_4 + 5Fe_2(SO_4)_3 + 8H_2O$
   সমীকরণ মতে, $10\text{ mol } FeSO_4 \equiv 2\text{ mol } KMnO_4 \implies 5\text{ mol } FeSO_4 \equiv 1\text{ mol } KMnO_4$

   $\therefore 0.012\text{ mol } FeSO_4$ কে সম্পূর্ণরূপে জারিত করতে প্রয়োজনীয় $KMnO_4$-এর মোল সংখ্যা:
   $n_A = \frac{0.012}{5} = 0.0024\text{ mol}$

   A-পাত্রের $KMnO_4$ দ্রবণের ঘনমাত্রা, $S_A = 0.05\text{ M}$
   $\therefore$ প্রয়োজনীয় A-পাত্রের আয়তন:
   $V_A = \frac{n_A}{S_A} = \frac{0.0024}{0.05}\text{ L} = 0.048\text{ L} = 48\text{ mL}$

   সাধারণ সূত্রাকারে, C-পাত্রের আয়তন $V_C$ হলে প্রয়োজনীয় A-পাত্রের দ্রবণ = $0.48 \times V_C$; সুতরাং ১০০ mL C-দ্রবণের সমতুল্য বিজারককে জারিত করতে ৪৮ mL A-পাত্রের দ্রবণ প্রয়োজন।