রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   রসায়নের যে শাখায় ক্ষতিকর বর্জ্য উৎপাদন হ্রাস বা সম্পূর্ণ রোধ করার লক্ষ্যে পরিবেশবান্ধব রাসায়নিক দ্রব্য ও নিরাপদ রাসায়নিক পদ্ধতির নকশা প্রণয়ন করা হয়, তাকে সবুজ রসায়ন (Green Chemistry) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   পটাশিয়াম (K) একটি অত্যন্ত সক্রিয় ক্ষার ধাতু। বাতাসের সংস্পর্শে এলে এটি বায়ুর অক্সিজেনের সাথে দ্রুত বিক্রিয়া করে পটাশিয়াম অক্সাইড ও পারঅক্সাইড এবং জলীয় বাষ্পের সাথে তীব্রভাবে বিক্রিয়া করে পটাশিয়াম হাইড্রোক্সাইড ও হাইড্রোজেন গ্যাস উৎপন্ন করে। এ বিক্রিয়াটি অত্যন্ত তাপোৎপাদী হওয়ায় উৎপন্ন হাইড্রোজেন গ্যাসে সহজেই আগুন ধরে যায় এবং বিস্ফোরণ ঘটতে পারে।

   কেরোসিন একটি নিষ্ক্রিয় হাইড্রোকার্বন দ্রাবক যার সাথে পটাশিয়াম বিক্রিয়া করে না। বাতাস ও জলীয় বাষ্প থেকে সুরক্ষিত রাখতে এবং অনাকাঙ্ক্ষিত দুর্ঘটনা এড়াতে পটাশিয়ামকে কেরোসিনের নিচে সংরক্ষণ করা হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে পাত্র-A এর তথ্যাবলি:
   ক্ষারটির ঘনমাত্রা, $C = 0.1\text{ M}$
   ক্ষারটির বিয়োজন ধ্রুবক, $K_b = 1.8 \times 10^{-5}$

   এক-অম্লীয় মৃদু ক্ষারের (BOH) বিয়োজন সাম্যাবস্থা:
   $\text{BOH} \rightleftharpoons \text{B}^+ + \text{OH}^-$

   ওসওয়াল্ডের লঘুকরণ সূত্রানুসারে, মৃদু ক্ষারের বিয়োজন মাত্রা ($\alpha$) হলো:
   $\alpha = \sqrt{\frac{K_b}{C}}$

   মান বসিয়ে পাই,
   $\alpha = \sqrt{\frac{1.8 \times 10^{-5}}{0.1}} = \sqrt{1.8 \times 10^{-4}} \approx 0.013416$

   শতকরা বিয়োজন মাত্রা:
   $\alpha = 0.013416 \times 100\% = 1.34\%$

   অতএব, পাত্র-A এর দ্রবটির বিয়োজন মাত্রা $0.0134$ বা $1.34%|।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের তথ্য অনুসারে:
   পাত্র-A এর মৃদু ক্ষারটিকে BOH এবং পাত্র-B এর এক-ক্ষারীয় সবল এসিডকে HA বিবেচনা করি।

   BOH এর মোল সংখ্যা, $n_{\text{base}} = V \times S = \frac{250}{1000} \times 0.1 = 0.025\text{ mol}$
   HA এর মোল সংখ্যা, $n_{\text{acid}} = V \times S = \frac{100}{1000} \times 0.15 = 0.015\text{ mol}$

   সংঘটিত বিক্রিয়া:
   $\text{BOH} + \text{HA} \rightarrow \text{BA} + \text{H}_2\text{O}$

   বিক্রিয়ার পর অবশিষ্ট BOH এর মোল সংখ্যা:
   $n_{\text{BOH}} = 0.025 - 0.015 = 0.010\text{ mol}$
   উৎপন্ন লবণ BA এর মোল সংখ্যা:
   $n_{\text{BA}} = 0.015\text{ mol}$

   যেহেতু দ্রবণে অতিরিক্ত মৃদু ক্ষার (BOH) এবং সবল এসিডের সাথে তার লবণ (BA) উপস্থিত রয়েছে, তাই মিশ্রণটি একটি ক্ষারীয় বাফার দ্রবণ গঠন করে।

   হ্যান্ডারসন-হ্যাসেলবালখ সমীকরণ অনুসারে মিশ্রণের আদি pH:
   $\text{pOH} = \text{pK}_b + \log\frac{[\text{লবণ}]}{[\text{ক্ষার}]}$
   $\text{pK}_b = -\log(1.8 \times 10^{-5}) = 4.745$
   $\text{pOH} = 4.745 + \log\left(\frac{0.015}{0.010}\right) = 4.745 + \log(1.5) = 4.745 + 0.176 = 4.921$
   $\text{pH} = 14 - \text{pOH} = 14 - 4.921 = 9.079$

   এখন, মিশ্রণে অল্প পরিমাণ সবল এসিড (HCl) যোগ করা হলে দ্রবণ থেকে যোগকৃত অতিরিক্ত $\text{H}^+$ আয়ন দ্রবণে উপস্থিত মৃদু ক্ষার (BOH) প্রশমিত করে:
   $\text{BOH} + \text{H}^+ \rightarrow \text{B}^+ + \text{H}_2\text{O}$
   ফলে ক্ষারের মোল সংখ্যা সামান্য হ্রাস পায় এবং লবণের মোল সংখ্যা সামান্য বৃদ্ধি পায়। তবে লগারিদমিক অনুপাত হওয়ায় দ্রবণের pH মানের উল্লেখযোগ্য কোনো পরিবর্তন হয় না বললেই চলে (pH প্রায় অপরিবর্তিত বা স্থির থাকে)।

   সুতরাং, গাণিতিক ও তত্ত্বীয় বিশ্লেষণ থেকে দেখা যায় যে মিশ্রণে অল্প পরিমাণ HCl যোগ করলে এর pH মূলত অপরিবর্তিত থাকে।