রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যৌগ গঠনের সময় কোনো মৌলের একটি পরমাণু যতগুলো ইলেকট্রন বর্জন করে ধনাত্মক আধানগ্রস্ত হয় বা যতগুলো ইলেকট্রন গ্রহণ করে ঋণাত্মক আধানগ্রস্ত হয়, সেই ধনাত্মক বা ঋণাত্মক আধানের সংখ্যাকে ওই মৌলের জারণ সংখ্যা বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   আদর্শ গ্যাস সমীকরণ থেকে আমরা জানি,
   PV = nRT বা, R = PV / (nT)

   C.G.S. এককে,
   চাপ, P = 1 atm = 76 cm-Hg = 76 × 13.6 × 980.66 dyn/cm² = 1.01325 × 10⁶ dyn/cm²
   1 মোল গ্যাসের আয়তন, V = 22.4 L = 22400 cm³
   মোল সংখ্যা, n = 1 mol
   পরম তাপমাত্রা, T = 273.15 K

   সুতরাং,
   R = (1.01325 × 10⁶ dyn/cm² × 22400 cm³) / (1 mol × 273.15 K)
   = 8.314 × 10⁷ dyn·cm·mol⁻¹·K⁻¹
   = 8.314 × 10⁷ erg·mol⁻¹·K⁻¹

   অতএব, সি.জি.এস এককে মোলার গ্যাস ধ্রুবকের মান 8.314 × 10⁷ erg·mol⁻¹·K⁻¹।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে, চুনাপাথরের (CaCO₃) বিয়োজনে প্রাপ্ত গ্যাস B হলো কার্বন ডাই-অক্সাইড (CO₂)।
   বিক্রিয়া: CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g)

   এখানে,
   CO₂ এর আণবিক ভর, M = 12 + (16 × 2) = 44 g/mol
   গ্যাসের ভর, w = 10 g
   অতএব, মোল সংখ্যা, n = w / M = 10 / 44 mol ≈ 0.2273 mol
   তাপমাত্রা, T = 27°C = (27 + 273) K = 300 K
   মোলার গ্যাস ধ্রুবক, R = 8.314 J·mol⁻¹·K⁻¹

   আমরা জানি, n মোল গ্যাসের গতিশক্তি,
   E_k = (3/2) nRT
   = (3/2) × (10 / 44) mol × 8.314 J·mol⁻¹·K⁻¹ × 300 K
   ≈ 850.295 J

   অতএব, 27°C তাপমাত্রায় 10g B গ্যাসের গতিশক্তি 850.30 জুল (J)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের লেখচিত্র অনুযায়ী, D রেখাটি হলো Z = 1 নির্দেশকারী রেখা, যা আদর্শ গ্যাসের আচরণকে প্রকাশ করে। অপরপক্ষে, A ও B গ্যাসদ্বয়ের ক্ষেত্রে সংকোচনশীলতা গুণক Z ≠ 1 হওয়ায় এরা বাস্তব গ্যাস।

   বাস্তব গ্যাসসমূহ (A ও B) নিম্নোক্ত শর্তে আদর্শ গ্যাস D-এর ন্যায় আচরণ করবে:

   ১. অতি নিম্ন চাপ:
   বাস্তব গ্যাসসমূহের অণুগুলোর নিজস্ব আয়তন পাত্রের মোট আয়তনের তুলনায় অতি নগণ্য বিবেচিত হয় না। কিন্তু চাপ অত্যন্ত হ্রাস করা হলে গ্যাসের আয়তন বহুগুণ বৃদ্ধি পায়। ফলে গ্যাস অণুগুলোর নিজস্ব আয়তন পাত্রের সমগ্র আয়তনের তুলনায় অত্যন্ত নগণ্য হয়ে পড়ে।

   ২. অতি উচ্চ তাপমাত্রা:
   উচ্চ তাপমাত্রায় গ্যাস অণুগুলোর গতিশক্তি অনেক বেড়ে যায়। ফলে অণুগুলো তীব্র গতিতে পরস্পরের কাছ থেকে দূরে সরে যায় এবং তাদের মধ্যকার আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল প্রায় শূন্যের কাছাকাছি চলে আসে।

   ভ্যান ডার ওয়ালস সমীকরণ অনুসারে,
   (P + an²/V²)(V - nb) = nRT
   চাপ খুব কম এবং তাপমাত্রা খুব বেশি হলে V এর মান অত্যন্ত বৃহৎ হয়। ফলে:

   • আন্তঃআণবিক আকর্ষণজনিত সংশোধনী রাশি an²/V² ≈ 0 হয়, অর্থাৎ (P + an²/V²) ≈ P
   • অণুগুলোর নিজস্ব কার্যকর আয়তন nb, মোট আয়তন V-এর তুলনায় উপেক্ষণীয় হয়, অর্থাৎ (V - nb) ≈ V

   ফলে সমীকরণটি দাঁড়ায়: PV = nRT, যা আদর্শ গ্যাস সমীকরণ (D গ্যাসের আচরণ)।

   সুতরাং, অতি নিম্ন চাপ এবং অতি উচ্চ তাপমাত্রা প্রয়োগ করলে বাস্তব গ্যাস A ও B আদর্শ গ্যাস D-এর ন্যায় আচরণ করবে।