রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোনো জলীয় দ্রবণে উপস্থিত হাইড্রোজেন আয়নের ($H^+$) মোলার ঘনমাত্রার ঋণাত্মক লগারিদমকে ওই দ্রবণের pH বলে। অর্থাৎ, $\text{pH} = -\log[H^+]$।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   $25^\circ\text{C}$ তাপমাত্রায় পানির আয়নিক গুণফল, $K_w = [H^+][OH^-] = 1.0 \times 10^{-14} \text{ mol}^2\text{L}^{-2}$।
   উভয়পক্ষে ঋণাত্মক লগারিদম গ্রহণ করে পাই:
   $-\log K_w = -\log[H^+] - \log[OH^-]$
   বা, $\text{p}K_w = \text{pH} + \text{pOH} = 14$

   বিশুদ্ধ পানিতে $[H^+] = [OH^-] = 10^{-7} \text{ M}$, ফলে $\text{pH} = 7$ (নিরপেক্ষ দ্রবণ)। দ্রবণে অ্যাসিড যোগ করলে $[H^+] > 10^{-7} \text{ M}$ হয় এবং $\text{pH} < 7$ হয়। ক্ষার যোগ করলে $[H^+] < 10^{-7} \text{ M}$ হয় এবং $\text{pH} > 7$ হয়। এভাবে $[H^+]$ এর মান $1 \text{ M}$ থেকে $10^{-14} \text{ M}$ এর সীমার মধ্যে বিবেচনা করে 0 থেকে 14 পর্যন্ত বিস্তৃত একটি pH স্কেল তৈরি করা হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের দ্রাব্যতা লেখচিত্র থেকে দেখা যায়:
   $25^\circ\text{C}$ তাপমাত্রায় $\text{KCl}$-এর দ্রাব্যতা, $S_1 = 48 \text{ g} / 100\text{g}$ দ্রাবক
   $50^\circ\text{C}$ তাপমাত্রায় $\text{KCl}$-এর দ্রাব্যতা, $S_2 = 67 \text{ g} / 100\text{g}$ দ্রাবক

   $50^\circ\text{C}$ তাপমাত্রায়:
   $100\text{ g}$ দ্রাবকে দ্রবীভূত থাকে $67\text{ g KCl}$।
   সুতরাং, দ্রবণের ভর $= 100 + 67 = 167\text{ g}$।

   এখন, দ্রবণটিকে $50^\circ\text{C}$ থেকে $25^\circ\text{C}$-এ শীতল করলে:
   $167\text{ g}$ সম্পৃক্ত দ্রবণ থেকে কেলাসিত হয় $= (67 - 48)\text{ g} = 19\text{ g KCl}$

   অতএব, $A$ পাত্রের $250\text{ g}$ সম্পৃক্ত দ্রবণ থেকে কেলাসিত হবে:
   $= \frac{19 \times 250}{167} \text{ g} \approx 28.44\text{ g KCl}$

   উত্তর: প্রায় $28.44\text{ g}$ $\text{KCl}$ লবণ কেলাসিত হবে।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   হ্যাঁ, A পাত্রের দ্রবণকে B পাত্রের দ্রবণে যোগ করলে AgCl লবণের দ্রাব্যতা হ্রাস পাবে।

   যুক্তি:
   B পাত্রে স্বল্প দ্রাব্য লবণ $\text{AgCl}$-এর সম্পৃক্ত দ্রবণ রয়েছে, যেখানে নিম্নলিখিত সাম্যাবস্থা বিদ্যমান:
   $\text{AgCl}(s) \rightleftharpoons \text{Ag}^+(aq) + \text{Cl}^-(aq)$

   নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় এর দ্রাব্যতা গুণফল, $K_{sp} = [\text{Ag}^+][\text{Cl}^-]$ একটি ধ্রুবক।

   A পাত্রে $\text{KCl}$ এর দ্রবণ রয়েছে। $\text{KCl}$ একটি তীব্র তড়িৎ-বিশ্লেষ্য পদার্থ, যা সম্পূর্ণরূপে বিয়োজিত হয়ে প্রচুর পরিমাণ $\text{K}^+$ এবং $\text{Cl}^-$ আয়ন তৈরি করে:
   $\text{KCl}(aq) \rightarrow \text{K}^+(aq) + \text{Cl}^-(aq)$

   A পাত্রের দ্রবণ B পাত্রে যোগ করলে উভয় দ্রবণে সাধারণ আয়ন (Common ion) হিসেবে $\text{Cl}^-$ আয়ন উপস্থিত থাকে। ফলে দ্রবণে $\text{Cl}^-$ আয়নের ঘনমাত্রা বহুগুণে বৃদ্ধি পায়।

   লা শাতেলিয়ারের নীতি অনুসারে, দ্রবণে $\text{Cl}^-$ আয়নের অতিরিক্ত বৃদ্ধিকে প্রশমিত করার জন্য $\text{AgCl}$-এর বিয়োজন সাম্যাবস্থা বাম দিকে সরে যায়। অর্থাৎ, অতিরিক্ত $\text{Cl}^-$ আয়ন $\text{Ag}^+$ আয়নের সাথে যুক্ত হয়ে অদ্রবণীয় $\text{AgCl}$ হিসেবে অধঃক্ষিপ্ত হতে থাকে।

   ফলে দ্রবণে মুক্ত $\text{Ag}^+$ আয়নের ঘনমাত্রা হ্রাস পায় এবং $\text{AgCl}$-এর দ্রাব্যতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়। এই ঘটনাটি সম-আয়ন প্রভাব (Common Ion Effect) নামে পরিচিত। সুতরাং, A পাত্রের দ্রবণ যোগ করলে সম-আয়ন প্রভাবের কারণে AgCl-এর দ্রাব্যতা হ্রাস পায়।