রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ফ্যারাডের প্রথম সূত্র: তড়িৎ বিশ্লেষণের সময় যেকোনো তড়িৎদ্বারে দ্রবীভূত বা সঞ্চিত পদার্থের পরিমাণ প্রবাহিত মোট তড়িতের পরিমাণের সমানুপাতিক। অর্থাৎ, W ∝ Q বা W = ZIt (যেখানে W = পদার্থের ভর, Q = তড়িতের পরিমাণ, Z = তড়িৎ রাসায়নিক তুল্যাঙ্ক)।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ব্রনস্টেড-লাউরীর মতবাদ অনুসারে:
   অম্ল (Acid): যে সকল অণু বা আয়ন অন্য কোনো পদার্থকে প্রোটন (H+) দান করতে পারে, তাদের অম্ল বলে।
   উদাহরণ: HCl + H2O → H3O+ + Cl- (এখানে HCl একটি অম্ল, কারণ এটি H2O-কে H+ দান করেছে)।

   ক্ষার (Base): যে সকল অণু বা আয়ন অন্য কোনো পদার্থ হতে প্রোটন (H+) গ্রহণ করতে পারে, তাদের ক্ষার বলে।
   উদাহরণ: NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH- (এখানে NH3 একটি ক্ষার, কারণ এটি H2O হতে H+ গ্রহণ করেছে)।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক হতে,
   A গ্যাসের জন্য:
   ভর, $w_A = 8.885\text{ g}$
   চাপ, $P_A = 50\text{ kPa} = 50\times 10^3\text{ Pa}$
   আয়তন, $V_A = 10\text{ dm}^3 = 0.01\text{ m}^3$
   তাপমাত্রা, $T_A = 25^\circ\text{C} = 298.15\text{ K}$
   গ্যাস ধ্রুবক, $R = 8.314\text{ J mol}^{-1}\text{K}^{-1}$

   আমরা জানি, $P_A V_A = \frac{w_A}{M_A}RT_A$
   বা, $M_A = \frac{w_A R T_A}{P_A V_A} = \frac{8.885 \times 8.314 \times 298.15}{50 \times 10^3 \times 0.01} \approx 44.05\text{ g/mol}$

   B গ্যাসের জন্য:
   ভর, $w_B = 2.423\text{ g}$
   চাপ, $P_B = 20\text{ kPa} = 20\times 10^3\text{ Pa}$
   আয়তন, $V_B = 2.0\text{ dm}^3 = 0.002\text{ m}^3$
   তাপমাত্রা, $T_B = 25^\circ\text{C} = 298.15\text{ K}$

   আমরা জানি, $P_B V_B = \frac{w_B}{M_B}RT_B$
   বা, $M_B = \frac{w_B R T_B}{P_B V_B} = \frac{2.423 \times 8.314 \times 298.15}{20 \times 10^3 \times 0.002} \approx 150.14\text{ g/mol}$

   গ্রাহামের ব্যাপন সূত্রানুসারে,
   ব্যাপন হার, $r \propto \frac{1}{\sqrt{M}}$
   বা, $\frac{r_A}{r_B} = \sqrt{\frac{M_B}{M_A}} = \sqrt{\frac{150.14}{44.05}} \approx 1.846 > 1$

   যেহেতু $M_A < M_B$, তাই A গ্যাসের ব্যাপন হার B গ্যাস অপেক্ষা বেশি। সুতরাং, A গ্যাসটি ৩ নং পাত্রে আগে ব্যাপিত হবে।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে,
   A গ্যাসের মোল সংখ্যা, $n_A = \frac{P_A V_A}{R T_A} = \frac{50 \times 10^3 \times 0.01}{8.314 \times 298.15} \approx 0.2017\text{ mol}$

   B গ্যাসের মোল সংখ্যা, $n_B = \frac{P_B V_B}{R T_B} = \frac{20 \times 10^3 \times 0.002}{8.314 \times 298.15} \approx 0.01614\text{ mol}$

   পাত্র-৩ এ গ্যাস দুটি মিশ্রিত করার পর:
   মোট মোল সংখ্যা, $n = n_A + n_B = 0.2017 + 0.01614 = 0.21784\text{ mol}$
   মিশ্রণের আয়তন, $V = 10\text{ dm}^3 = 0.01\text{ m}^3$
   মিশ্রণের তাপমাত্রা, $T = 40^\circ\text{C} = (40 + 273.15)\text{ K} = 313.15\text{ K}$

   মিশ্রণের মোট চাপ $P$ হলে, আদর্শ গ্যাস সমীকরণ অনুসারে:
   $P V = n R T$
   বা, $P = \frac{n R T}{V}$
   $\Rightarrow P = \frac{0.21784 \times 8.314 \times 313.15}{0.01}\text{ Pa}$
   $\Rightarrow P \approx 56717\text{ Pa} = 56.72\text{ kPa}$

   বিকল্প পদ্ধতি (আংশিক চাপের সমন্বয়ে):
   $P = \frac{P_A V_A}{T_A} \cdot \frac{T}{V} + \frac{P_B V_B}{T_B} \cdot \frac{T}{V}$
   $P = \left(\frac{50 \times 10}{298.15} + \frac{20 \times 2.0}{298.15}\right) \times \frac{313.15}{10} \approx 56.72\text{ kPa}$

   অতএব, পাত্র-৩ এ মিশ্রণের মোট চাপ হবে প্রায় $56.72\text{ kPa}$।