রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   বৃষ্টির পানিতে সালফিউরিক এসিড ($H_2SO_4$), নাইট্রিক এসিড ($HNO_3$) ইত্যাদি এসিডের উপস্থিতির কারণে বৃষ্টির পানির pH এর মান যখন ৫.৬ এর নিচে নেমে যায়, তখন তাকে এসিড বৃষ্টি বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ইথেন একটি সম্পৃক্ত হাইড্রোকার্বন বা অ্যালকেন, যাতে কার্বন-কার্বন একক বন্ধন ($σ$-বন্ধন) বিদ্যমান। σ-বন্ধন অত্যন্ত শক্তিশালী ও স্থিতিশীল হওয়ায় সাধারণ অবস্থায় এটি কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়ায় সহজে অংশগ্রহণ করে না।

   অন্যদিকে, ইথিনে কার্বন-কার্বন দ্বিবন্ধন বিদ্যমান, যার মধ্যে একটি শক্তিশালী সিগমা ($σ$) বন্ধন এবং অপরটি দুর্বল পাই ($π$) বন্ধন। দুর্বল $π$-বন্ধনের ইলেকট্রন মেঘ আলগাভাবে আবদ্ধ থাকায় তা সহজেই ইলেকট্রোফাইল বা বিকারক দ্বারা আক্রান্ত হয়। ফলে পাই বন্ধন ভেঙে সহজেই বিভিন্ন সংযোজন বিক্রিয়া ঘটে। তাই ইথেন অপেক্ষা ইথিন অধিক সক্রিয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে সংঘটিত কোষ বিক্রিয়াটি হলো:
   $Fe(s) + 2Ag^+(aq) \rightarrow Fe^{2+}(aq) + 2Ag(s)$

   এখানে,
   অ্যানোড বিক্রিয়া (জারণ): $Fe(s) \rightarrow Fe^{2+}(aq) + 2e^-$
   ক্যাথোড বিক্রিয়া (বিজারণ): $2Ag^+(aq) + 2e^- \rightarrow 2Ag(s)$

   কোষটির সংকেত:
   $Fe(s) | Fe^{2+}(aq, 0.1 M) || Ag^+(aq, 10^{-2} M) | Ag(s)$

   প্রমাণ কোষ বিভব ($E^0_{cell}$):
   $E^0_{cell} = E^0_{Ag^+/Ag} - E^0_{Fe^{2+}/Fe}$
   $= 0.80\text{ V} - (-0.44\text{ V}) = 1.24\text{ V}$

   নার্নস্ট সমীকরণ অনুসারে (২৫°C বা 298 K তাপমাত্রায়, যেখানে স্থানান্তরিত ইলেকট্রন সংখ্যা $n = 2$):
   $E_{cell} = E^0_{cell} - \frac{0.0591}{n} \log \frac{[Fe^{2+}]}{[Ag^+]^2}$

   মান বসিয়ে পাই,
   $E_{cell} = 1.24 - \frac{0.0591}{2} \log \left(\frac{0.1}{(10^{-2})^2}\right)$
   $= 1.24 - 0.02955 \times \log \left(\frac{10^{-1}}{10^{-4}}\right)$
   $= 1.24 - 0.02955 \times \log(10^3)$
   $= 1.24 - 0.02955 \times 3$
   $= 1.24 - 0.08865$
   $= +1.15135\text{ V} \approx +1.151\text{ V}$

   অতএব, নির্ণেয় কোষ বিভব হলো +1.151 V।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   সিলভার দ্রবণকে লোহার ($Fe$) পাত্রে রাখলে লোহা অ্যানোড হিসেবে কাজ করবে এবং সিলভার আয়ন ক্যাথোড হিসেবে বিজারণ বিক্রিয়ায় অংশ নিতে চাইবে।

   পাত্রে সংঘটিত সম্ভাব্য কোষ বিক্রিয়া:
   $Fe(s) + 2Ag^+(aq) \rightarrow Fe^{2+}(aq) + 2Ag(s)$

   'গ' হতে পাই, উদ্দীপকের ঘনমাত্রায় উপরোক্ত কোষটির কোষ বিভব:
   $E_{cell} = +1.151\text{ V}$

   যেহেতু কোষের তড়িৎদ্বার বিভব বা কোষ বিভব $E_{cell}$ এর মান ধনাত্মক ($E_{cell} > 0$), তাই মুক্ত শক্তির পরিবর্তন ($ΔG = -nFE_{cell}$) ঋণাত্মক ($ΔG < 0$) হবে। এর অর্থ হলো লোহার পাত্র ও সিলভার দ্রবণের মধ্যকার বিক্রিয়াটি স্বতঃস্ফূর্তভাবে ঘটবে।

   ফলে লোহা ($Fe$) জারিত হয়ে দ্রবণে $Fe^{2+}$ হিসেবে দ্রবীভূত হতে থাকবে এবং পাত্রটি ধীরে ধীরে ক্ষয়প্রাপ্ত হয়ে ছিদ্র হয়ে যাবে।

   সুতরাং, সিলভার দ্রবণকে লোহার পাত্রে দীর্ঘসময় সংরক্ষণ করা যাবে না।