রসায়ন ২য় পত্র • Mymensingh Board • ময়মনসিংহ বোর্ড ২০২১

রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

(i) Zn/Zn2+;E∘=+0.76 V \mathrm{Zn} / \mathrm{Zn}^{2+} ; \mathrm{E}^{\circ}=+0.76 \mathrm{~V} (ii) Cu/Cu2+;E∘=−0.34 V \mathrm{Cu} / \mathrm{Cu}^{2+} ; \mathrm{E}^{\circ}=-0.34 \mathrm{~V} (iii) Ag/Ag+;E∘=−0.88 V \mathrm{Ag} / \mathrm{Ag}^{+} ; \mathrm{E}^{\circ}=-0.88 \mathrm{~V}

  1. ক)

    ইলেকট্রোপ্লেটিং কী?

    (1)
  2. খ)

    AI এর তড়িৎ রাসায়নিক তুল্যাঙ্কের মান নির্ণয় করো ।

    (2)
  3. গ)

    (i) ও (ii) নং তড়িৎদ্বার গঠিত কোষের সংকেত, চিত্র এবং সংঘটিত বিক্রিয়াগুলো লেখ ।

    (3)
  4. ঘ)

    Zn2+ \mathrm{Zn}^{2+} দ্রবণের ঘনমাত্রা 1.5×10−4M 1.5 \times 10^{-4} \mathrm{M} হলে, 37∘C 37^{\circ} \mathrm{C} তাপমাত্রায় (i) ও (iii) নং তড়িদদ্বার ঘ্যারা গঠিত কোষের বিভবের পরিবর্তন কেমন হবে? গাণিতিকভাবে দেখাও।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    তড়িৎ বিশ্লেষণ প্রক্রিয়ায় তড়িৎ প্রবাহ চালনা করে অপেক্ষাকৃত বেশি সক্রিয় বা কম মূল্যবান ধাতুর ওপর অপেক্ষাকৃত কম সক্রিয় বা মূল্যবান ধাতুর একটি পাতলা ও সুষম প্রলেপ দেওয়ার পদ্ধতিকে ইলেকট্রোপ্লেটিং বা তড়িৎ প্রলেপন বলে।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    অ্যালুমিনিয়ামের (Al) তড়িৎ রাসায়নিক তুল্যাঙ্ক (Z) নির্ণয়:
    আমরা জানি,
    Z=Me×FZ = \frac{M}{e \times F}
    এখানে,
    অ্যালুমিনিয়ামের পারমাণবিক ভর, M=26.98 g/mol≈27 g/molM = 26.98\text{ g/mol} \approx 27\text{ g/mol}
    যোজ্যতা বা আধান সংখ্যা, e=3e = 3 (যেহেতু Al3++3e−→Al\text{Al}^{3+} + 3e^- \rightarrow \text{Al})
    ফ্যারাডে ধ্রুবক, F=96500 C/molF = 96500\text{ C/mol}

    অতএব,
    Z=273×96500=996500≈9.326×10−5 g/C=9.326×10−8 kg/CZ = \frac{27}{3 \times 96500} = \frac{9}{96500} \approx 9.326 \times 10^{-5}\text{ g/C} = 9.326 \times 10^{-8}\text{ kg/C}।
    সুতরাং, Al-এর তড়িৎ রাসায়নিক তুল্যাঙ্ক 9.326×10−5 g/C9.326 \times 10^{-5}\text{ g/C}।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    উদ্দীপকের (i) ও (ii) নং তড়িৎদ্বারের প্রমাণ জারণ বিভব:
    EZn/Zn2+∘=+0.76 VE^\circ_{\text{Zn}/\text{Zn}^{2+}} = +0.76\text{ V} (অধিক জারণ বিভব, সুতরাং অ্যানোড)
    ECu/Cu2+∘=−0.34 VE^\circ_{\text{Cu}/\text{Cu}^{2+}} = -0.34\text{ V} (কম জারণ বিভব, সুতরাং ক্যাথোড)

    কোষ সংকেত:
    Zn(s)∣Zn2+(aq)∣∣Cu2+(aq)∣Cu(s)\text{Zn}(s) | \text{Zn}^{2+}(aq) || \text{Cu}^{2+}(aq) | \text{Cu}(s)

    সংঘটিত বিক্রিয়াসমূহ:
    অ্যানোড বিক্রিয়া (জারণ): Zn(s)→Zn2+(aq)+2e−\text{Zn}(s) \rightarrow \text{Zn}^{2+}(aq) + 2e^-
    ক্যাথোড বিক্রিয়া (বিজারণ): Cu2+(aq)+2e−→Cu(s)\text{Cu}^{2+}(aq) + 2e^- \rightarrow \text{Cu}(s)
    সামগ্রিক কোষ বিক্রিয়া: Zn(s)+Cu2+(aq)→Zn2+(aq)+Cu(s)\text{Zn}(s) + \text{Cu}^{2+}(aq) \rightarrow \text{Zn}^{2+}(aq) + \text{Cu}(s)

    চিত্র:
    একটি পাত্রে ZnSO4\text{ZnSO}_4 দ্রবণে জিংক দণ্ড (অ্যানোড) এবং অপর পাত্রে CuSO4\text{CuSO}_4 দ্রবণে কপার দণ্ড (ক্যাথোড) নিমজ্জিত রেখে দ্রবণ দুটিকে একটি লবণ সেতু (যেমন- KCl\text{KCl} পূর্ণ U-নল) দ্বারা যুক্ত করা হয়। দণ্ড দুটিকে পরিবাহী তারের মাধ্যমে একটি ভোল্টমিটারের সাথে সংযুক্ত করলে বহিঃবর্তনীতে অ্যানোড হতে ক্যাথোডে ইলেকট্রন প্রবাহিত হয়।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    (i) ও (iii) নং তড়িৎদ্বারের ক্ষেত্রে:
    EZn/Zn2+∘=+0.76 VE^\circ_{\text{Zn}/\text{Zn}^{2+}} = +0.76\text{ V}
    EAg/Ag+∘=−0.88 VE^\circ_{\text{Ag}/\text{Ag}^+} = -0.88\text{ V} (বা মানভেদে −0.80 V-0.80\text{ V}, উদ্দীপকে −0.88 V-0.88\text{ V} উল্লিখিত)
    যেহেতু জিংকের জারণ বিভব বেশি, তাই Zn অ্যানোড এবং Ag ক্যাথোড হিসেবে কাজ করবে।

    কোষ বিক্রিয়া:
    Zn(s)+2Ag+(aq)→Zn2+(aq)+2Ag(s)\text{Zn}(s) + 2\text{Ag}^+(aq) \rightarrow \text{Zn}^{2+}(aq) + 2\text{Ag}(s)
    এখানে স্থানান্তরিত ইলেকট্রন সংখ্যা, n=2n = 2।
    প্রমাণ কোষ বিভব, Ecell∘=EZn/Zn2+∘−EAg/Ag+∘=+0.76 V−(−0.88 V)=1.64 VE^\circ_{\text{cell}} = E^\circ_{\text{Zn}/\text{Zn}^{2+}} - E^\circ_{\text{Ag}/\text{Ag}^+} = +0.76\text{ V} - (-0.88\text{ V}) = 1.64\text{ V}।
    (যদি Ag-এর আদর্শ বিভব E∘=−0.80 VE^\circ = -0.80\text{ V} ধরা হয় তবে Ecell∘=1.56 VE^\circ_{\text{cell}} = 1.56\text{ V})

    37∘C=(273+37) K=310 K37^\circ\text{C} = (273 + 37)\text{ K} = 310\text{ K} তাপমাত্রায় নের্নস্ট সমীকরণ অনুযায়ী:
    Ecell=Ecell∘−2.303RTnFlog⁡[Zn2+][Ag+]2E_{\text{cell}} = E^\circ_{\text{cell}} - \frac{2.303 RT}{nF} \log \frac{[\text{Zn}^{2+}]}{[\text{Ag}^+]^2}
    প্রমাণ অবস্থায় [extZn2+]=1 M[ ext{Zn}^{2+}] = 1\text{ M} এবং [extAg+]=1 M[ ext{Ag}^+] = 1\text{ M} থাকলে কোষ বিভব হয় Ecell∘E^\circ_{\text{cell}}।

    উদ্দীপক অনুসারে [extAg+][ ext{Ag}^+] অপরিবর্তিত বা প্রমাণ অবস্থা (1 M1\text{ M}) ধরলে:
    [extZn2+]=1.5×10−4 M[ ext{Zn}^{2+}] = 1.5 \times 10^{-4}\text{ M}
    2.303RTnF=2.303×8.314×3102×96500=5935.36193000≈0.03075 V\frac{2.303 RT}{nF} = \frac{2.303 \times 8.314 \times 310}{2 \times 96500} = \frac{5935.36}{193000} \approx 0.03075\text{ V}

    কোষ বিভব:
    Ecell=Ecell∘−0.03075log⁡(1.5×10−412)E_{\text{cell}} = E^\circ_{\text{cell}} - 0.03075 \log\left(\frac{1.5 \times 10^{-4}}{1^2}\right)
    Ecell=Ecell∘−0.03075×(−3.8239)=Ecell∘+0.1176 VE_{\text{cell}} = E^\circ_{\text{cell}} - 0.03075 \times (-3.8239) = E^\circ_{\text{cell}} + 0.1176\text{ V}

    অতএব, অ্যানোড দ্রবণের ঘনমাত্রা হ্রাস পাওয়ায় (প্রমাণ অবস্থা 1 M1\text{ M} থেকে 1.5×10−4 M1.5 \times 10^{-4}\text{ M} হওয়ায়) এবং তাপমাত্রা 37∘C37^\circ\text{C} থাকায় কোষ বিভবের মান প্রমাণ বিভবের তুলনায় প্রায় 0.118 V0.118\text{ V} বৃদ্ধি পাবে।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

অ্যাপ ডাউনলোড করোওয়েবে খুলো

সম্পর্কিত প্রশ্ন