রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   নির্দিষ্ট তাপমাত্রা ও চাপে এক মোল পরিমাণ কোনো গ্যাসীয় পদার্থ যে আয়তন দখল করে, তাকে ঐ তাপমাত্রা ও চাপে উক্ত গ্যাসের মোলার আয়তন বলে। প্রমাণ তাপমাত্রা ও চাপে (STP) যেকোনো আদর্শ গ্যাসের মোলার আয়তন ২২.৪ লিটার।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যে বিশেষ ধরনের কার্যকরী মূলক সমাণুতায় একই যৌগের দুটি ভিন্ন কার্যকরী মূলকবিশিষ্ট রূপ পরস্পরের সাথে গতিশীল সাম্যাবস্থায় অবস্থান করে, তাকে টটোমারিতা বলে।

   প্রোপানোন (CH₃-CO-CH₃) যৌগে কিটো মূলকের পাশাপাশি আলফা (α) হাইড্রোজেন পরমাণু রয়েছে। প্রোপানোনের আলফা কার্বন থেকে একটি প্রোটন (H⁺) অক্সিজেন পরমাণুতে স্থানান্তরিত হয় এবং কার্বন-অক্সিজেন দ্বিবন্ধন পরিবর্তিত হয়ে কার্বন-কার্বন দ্বিবন্ধন গঠিত হয়। ফলে কিটো রূপটি গতিশীল সাম্যাবস্থার মাধ্যমে ইনল (en-ol) রূপে রূপান্তরিত হয়:
   CH₃-CO-CH₃ (কিটো রূপ) ⇌ CH₃-C(OH)=CH₂ (ইনল রূপ)

   এই গতিশীল সাম্যাবস্থার কারণে প্রোপানোন টটোমারিতা বা কিটো-ইনল সমাণুতা প্রদর্শন করে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে সংঘটিত বিক্রিয়াটি হলো:
   CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂ (A গ্যাস)

   এখানে A গ্যাস হলো কার্বন ডাই-অক্সাইড (CO₂)।
   নমুনায় বিশুদ্ধ CaCO₃-এর ভর = ১০০ গ্রাম এর ৯৫% = ৯৫ গ্রাম।
   CaCO₃-এর মোলার ভর = ৪০ + ১২ + (৩ × ১৬) = ১০০ গ্রাম/মোল।
   অতএব, উৎপাদিত CO₂ এর মোল সংখ্যা, n = ৯৫ / ১০০ = ০.৯৫ মোল।

   দেওয়া আছে:
   তাপমাত্রা, T = ৩০°C = (৩০ + ২৭৩.১৫) K = ৩০৩.১৫ K (বা ৩০৩ K)
   চাপ, P = ৮৫০ mm(Hg) = ৮৫০ / ৭৬০ atm ≈ ১.১১৮৪ atm
   গ্যাস ধ্রুবক, R = ০.০৮২১ L·atm·mol⁻¹·K⁻¹

   আদর্শ গ্যাস সমীকরণ অনুযায়ী,
   PV = nRT
   বা, V = (nRT) / P
   বা, V = (০.৯৫ × ০.০৮২১ × ৩০৩.১৫) / ১.১১৮৪
   বা, V ≈ ২১.১৬ লিটার।

   সুতরাং, ৩০°C তাপমাত্রায় ৮৫০ mm(Hg) চাপে ২১.১৬ লিটার (বা ৩০৩ K ধরে ২১.১৫ L) CO₂ গ্যাস পাওয়া যাবে।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের বিক্রিয়া অনুসারে A গ্যাসটি হলো কার্বন ডাই-অক্সাইড (CO₂)।

   উদ্দীপকের লেখচিত্রে দেখা যায়:

   • 'X' রেখাটি চাপ (P) অক্ষের সমান্তরাল, যা নির্দেশ করে PV-এর মান চাপের পরিবর্তনের সাথে স্থির থাকে। এটি একটি আদর্শ গ্যাসের আচরণ (PV বনাম P লেখচিত্র)।
   • 'Y' রেখাটিতে চাপ বৃদ্ধির সাথে PV এর মান কেবল বৃদ্ধি পায় (যেমন: H₂ বা He গ্যাস)।
   • 'Z' রেখাটিতে চাপ বৃদ্ধির সাথে সাথে প্রথমে PV এর মান হ্রাস পেয়ে একটি নিম্নতম মানে পৌঁছায় এবং পরবর্তীতে চাপ বৃদ্ধির সাথে PV এর মান ক্রমাগত বৃদ্ধি পেতে থাকে।

   CO₂ গ্যাস একটি বাস্তব গ্যাস। নিম্ন চাপে কার্বন ডাই-অক্সাইডের অণুগুলোর মধ্যে আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল কার্যকর থাকে। ফলে চাপ প্রয়োগ করলে আদর্শ আচরণের তুলনায় বাস্তব গ্যাসের আয়তন অনেক বেশি হ্রাস পায় এবং সংকোচনশীলতা গুণক Z < 1 হয় (PV এর মান হ্রাস পায়)। কিন্তু চাপ খুব বেশি বৃদ্ধি পেলে অণুগুলো পরস্পর অত্যন্ত কাছাকাছি চলে আসে এবং তাদের নিজস্ব আয়তন ও বিকর্ষণ বল প্রভাবশালী হয়ে ওঠে। ফলে সংকোচনশীলতা হ্রাস পায়, Z > 1 হয় এবং PV-এর মান দ্রুত বৃদ্ধি পেতে থাকে।

   যেহেতু 'Z' রেখাটি বাস্তব গ্যাসের (যেমন CO₂) এই স্বভাবসুলভ আচরণ—প্রথমে PV হ্রাস এবং পরে বৃদ্ধির বাঁক বা ডিপ—প্রদর্শন করে, তাই উদ্দীপকের A গ্যাসটি (CO₂) লেখচিত্রের 'Z' রেখার মতো আচরণ করে।