রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যেসব রাসায়নিক পদার্থ খাদ্যদ্রব্যের গুণগত মান, স্বাদ ও বর্ণ অক্ষুণ্ণ রেখে অণুজীবের আক্রমণ ও পচনের হাত থেকে খাদ্যকে দীর্ঘকাল ভালো রাখতে ব্যবহৃত হয়, সেগুলোকে খাদ্য সংরক্ষক বা প্রিজারভেটিভস বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কার্বন ডাই-অক্সাইড (CO₂) অণুর কেন্দ্রীয় পরমাণু কার্বনে sp সংকরায়ন ঘটে। কার্বন পরমাণুর যোজ্যতা স্তরে কোনো নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় (lone pair) থাকে না; এটি দুটি অক্সিজেন পরমাণুর সাথে দুটি সিগমা (σ) ও দুটি পাই (π) বন্ধনের মাধ্যমে যুক্ত থাকে। VSEPR তত্ত্ব অনুসারে, কেন্দ্রীয় পরমাণুর দুটি বন্ধনজোড় ইলেকট্রন নিজেদের মধ্যে বিকর্ষণ সর্বনিম্ন করার জন্য পরস্পর বিপরীত দিকে 180° কোণে অবস্থান করে। কোনো মুক্তজোড় ইলেকট্রন না থাকায় বন্ধন কোণে কোনো বিকৃতি ঘটে না। ফলে CO₂ অণুর জ্যামিতিক আকৃতি সরলরৈখিক হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের 'A' পাত্রের খাদ্য সংরক্ষকটি হলো অ্যাসিটিক অ্যাসিডের জলীয় দ্রবণ বা ভিনেগার। আখের রস (ম্যালাসেস বা চিটাগুড়) থেকে মূলত দুটি ধাপে সন্ধান (fermentation) প্রক্রিয়ার মাধ্যমে এটি প্রস্তুত করা হয়:

   ১ম ধাপ: ইথানল প্রস্তুতি
   আখের রসে প্রধান উপাদান হিসেবে সুক্রোজ (C₁₂H₂₂O₁₁) থাকে। আখের রসের জলীয় দ্রবণে ইস্ট যোগ করে 25°C-30°C তাপমাত্রায় রাখলে ইস্ট থেকে নিঃসৃত 'ইনভার্টেজ' এনজাইম সুক্রোজকে আর্দ্রবিশ্লেষিত করে গ্লুকোজ ও ফ্রুক্টোজে পরিণত করে। এরপর ইস্টের অপর এনজাইম 'জাইমেজ' গ্লুকোজ ও ফ্রুক্টোজকে ফারমেন্টেশনের মাধ্যমে ইথানলে রূপান্তরিত করে।
   C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O —(ইনভার্টেজ)→ C₆H₁₂O₆ (গ্লুকোজ) + C₆H₁₂O₆ (ফ্রুক্টোজ)
   C₆H₁₂O₆ —(জাইমেজ)→ 2CH₃CH₂OH + 2CO₂

   ২য় ধাপ: অ্যাসিটিক অ্যাসিড প্রস্তুতি
   প্রাপ্ত ইথানলের লঘু জলীয় দ্রবণে (সাধারণত ৬-১০%) 'মাইকোডার্মা অ্যাসিটি' নামক ব্যাকটেরিয়ার উপস্থিতিতে 30°C-35°C তাপমাত্রায় বায়ুর অক্সিজেন দ্বারা জারিত করলে অ্যাসিটিক অ্যাসিড (ভিনেগার) উৎপন্ন হয়।
   CH₃CH₂OH + O₂ —(মাইকোডার্মা অ্যাসিটি)→ CH₃COOH + H₂O

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের 'A' পাত্রের দ্রবণটি হলো ভিনেগার (অ্যাসিটিক অ্যাসিডের লঘু দ্রবণ) এবং 'B' পাত্রের দ্রবণটি হলো ব্রাইন (NaCl-এর গাঢ় দ্রবণ)। খাদ্য সংরক্ষক হিসেবে এদের কার্যকৌশল সম্পূর্ণ ভিন্ন, যা নিচে ব্যাখ্যা করা হলো:

   ১. 'A' পাত্রের দ্রবণ (ভিনেগার)-এর কৌশল:
   ভিনেগারের মূল কার্যপদ্ধতি হলো পিএইচ (pH) নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে খাদ্য সংরক্ষণ। অ্যাসিটিক অ্যাসিড একটি দুর্বল এসিড হলেও জলীয় দ্রবণে বিয়োজিত হয়ে H⁺ আয়ন তৈরি করে, যার ফলে খাদ্যের মাধ্যমের pH কমে গিয়ে অম্লীয় হয় (সাধারণত pH < 4.5)। ক্ষতিকর অণুজীব ও ব্যাকটেরিয়ার এনজাইমগুলো অম্লীয় পরিবেশে নিষ্ক্রিয় বা বিনষ্ট হয়ে যায়। এছাড়া অবিয়োজিত অ্যাসিটিক অ্যাসিডের অণু ব্যাকটেরিয়ার কোষঝিল্লি ভেদ করে ভেতরে প্রবেশ করে কোষের সাইটোপ্লাজমের স্বাভাবিক pH নষ্ট করে দেয় এবং ব্যাকটেরিয়ার মৃত্যু ঘটায়।

   ২. 'B' পাত্রের দ্রবণ (ব্রাইনের দ্রবণ)-এর কৌশল:
   ব্রাইন বা গাঢ় লবণের দ্রবণ অভিস্রবণ (Osmosis) প্রক্রিয়ায় কাজ করে। খাদ্যে গাঢ় NaCl দ্রবণ যোগ করলে খাদ্য ও অণুজীবের বহিঃস্থ পরিবেশের দ্রবণটি অণুজীব কোষের অভ্যন্তরীণ তরলের তুলনায় উচ্চ ঘনমাত্রার (হাইপারটনিক) দ্রবণে পরিণত হয়। ফলে বহিঃঅভিস্রবণ প্রক্রিয়ায় ব্যাকটেরিয়ার কোষ থেকে পানি বাইরে বেরিয়ে আসে। এর ফলে ব্যাকটেরিয়ার প্রোটোপ্লাজম সংকুচিত হয়ে যায় (প্লাজমোলাইসিস ঘটে)। পর্যাপ্ত পানির অভাবে অণুজীবের বিপাকীয় ক্রিয়া বন্ধ হয়ে যায় এবং অণুজীব মারা যায় বা এদের বংশবৃদ্ধি সম্পূর্ণ স্তব্ধ হয়।

   সুতরাং, ভিনেগার খাদ্য সংরক্ষণে প্রধানত 'pH হ্রাস ও এনজাইম নিষ্ক্রিয়করণ' কৌশল প্রয়োগ করে, অন্যদিকে ব্রাইন 'বহিঃঅভিস্রবণ ও কোষের নির্জলীকরণ (প্লাজমোলাইসিস)' কৌশল অবলম্বন করে। তাই খাদ্য সংরক্ষক হিসেবে এদের কৌশল ভিন্ন।