রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   তড়িৎ রাসায়নিক কোষের দুটি তড়িৎদ্বারের মধ্যকার বিভবের যে পার্থক্যের কারণে বর্তনীতে তড়িৎ প্রবাহ ঘটে, তাকে কোষের তড়িৎচালক বল বা e.m.f (electromotive force) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   প্রশ্নে 'অ্যালকাইন-২' উল্লেখ থাকলেও প্রকৃতপক্ষে অ্যালকাইন-১ অম্লধর্মী হয় এবং অভ্যন্তরীণ অ্যালকাইন যেমন অ্যালকাইন-২ অম্লধর্মী নয়। তবে অ্যালকাইন-১ এর অম্লধর্মিতার কারণ হলো— এর ত্রিবন্ধনযুক্ত কার্বন পরমাণুটি sp সংকরিত। sp সংকর অরবিটালে s-চরিত্রের পরিমাণ বেশি (৫০%) হওয়ায় এর তড়িৎ-ঋণাত্মকতা বেশি থাকে। ফলে কার্বন পরমাণুটি C-H বন্ধনের ইলেকট্রন যুগলকে নিজের দিকে তীব্রভাবে আকর্ষণ করে এবং হাইড্রোজেন আংশিক ধনাত্মক চার্জযুক্ত হয়ে প্রোটন (H+) হিসেবে অপসারিত হতে পারে। অন্যদিকে অ্যালকাইন-২ এ কার্বন-কার্বন ত্রিবন্ধনের সাথে কোনো অম্লীয় হাইড্রোজেন সরাসরি যুক্ত থাকে না।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে কাচনলের X প্রান্তে $NH_3$ এবং Y প্রান্তে $HCl$ গ্যাস প্রবেশ করানো হয়েছে। নলটির দৈর্ঘ্য $L = 0.5\text{ m} = 50\text{ cm}$।

   গ্রাহামের ব্যাপন সূত্রানুসারে, নির্দিষ্ট তাপমাত্রা ও চাপে কোনো গ্যাসের ব্যাপন হার ($r$) তার আণবিক ভরের ($M$) বর্গমূলের ব্যস্তানুপাতিক।
   অর্থাৎ, $\frac{r_{NH_3}}{r_{HCl}} = \sqrt{\frac{M_{HCl}}{M_{NH_3}}}$

   আমরা জানি,
   $NH_3$ এর আণবিক ভর, $M_{NH_3} = 14 + (1 \times 3) = 17\text{ g/mol}$
   $HCl$ এর আণবিক ভর, $M_{HCl} = 1 + 35.5 = 36.5\text{ g/mol}$

   অতএব,
   $\frac{r_{NH_3}}{r_{HCl}} = \sqrt{\frac{36.5}{17}} = \sqrt{2.147} \approx 1.465$

   যেহেতু $NH_3$ এর ব্যাপন হার $HCl$ এর চেয়ে বেশি ($r_{NH_3} > r_{HCl}$), তাই একই সময়ে $NH_3$ গ্যাস $HCl$ গ্যাসের চেয়ে বেশি দূরত্ব অতিক্রম করবে।

   মনে করি, A বিন্দুতে উভয় গ্যাস মিলিত হয়ে $NH_4Cl$ এর সাদা ধোঁয়া তৈরি করে। X প্রান্ত হতে A এর দূরত্ব $x$ হলে, Y প্রান্ত হতে A এর দূরত্ব হবে $(0.5 - x)$।
   সুতরাং, $\frac{x}{0.5 - x} = 1.465$
   বা, $x = 1.465(0.5 - x)$
   বা, $x = 0.7325 - 1.465x$
   বা, $2.465x = 0.7325$
   বা, $x \approx 0.297\text{ m} = 29.7\text{ cm}$

   অতএব, Y প্রান্ত হতে A এর দূরত্ব $= 50 - 29.7 = 20.3\text{ cm}$।

   দেখা যাচ্ছে যে, A বিন্দুর অবস্থান X প্রান্ত থেকে প্রায় 29.7 cm দূরে কিন্তু Y প্রান্ত থেকে মাত্র 20.3 cm দূরে। সুতরাং, A এর অবস্থান Y প্রান্তের অধিক নিকটবর্তী হবে।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের যৌগ দুটি হলো অ্যামোনিয়া ($NH_3$) এবং হাইড্রোজেন ক্লোরাইড ($HCl$)।

   ১. $NH_3$ এর লুইস ক্ষারক হিসেবে আচরণ:
   লুইস মতবাদ অনুসারে, যেসব যৌগ বা আয়ন অন্য কোনো পরমাণু বা অণুকে অন্তত এক জোড়া নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন (lone pair electrons) দান করতে পারে, তাদের লুইস ক্ষারক বলা হয়।
   $NH_3$ অণুতে কেন্দ্রীয় নাইট্রোজেন পরমাণুর যোজ্যতা স্তরে ৫টি ইলেকট্রন রয়েছে। এর মধ্যে ৩টি ইলেকট্রন ৩টি হাইড্রোজেন পরমাণুর সাথে তিনটি সমযোজী বন্ধন তৈরি করে এবং অবশিষ্ট ২টি ইলেকট্রন একজোড়া নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন যুগল ($:NH_3$) হিসেবে অবস্থান করে। নাইট্রোজেন পরমাণুর অষ্টক পূর্ণ থাকা সত্ত্বেও এই নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড়টি এটি প্রোটন ($H^+$) বা ইলেকট্রন ঘাটতিসম্পন্ন অন্য কোনো লুইস এসিডকে দান করে সন্নিবেশ সমযোজী বন্ধন গঠন করতে পারে। তাই $NH_3$ একটি লুইস ক্ষারক।

   ২. $HCl$ এর লুইস এসিড হিসেবে কাজ না করার কারণ:
   লুইস মতবাদ অনুসারে, যেসব যৌগ বা আয়ন অন্য কোনো পদার্থ হতে এক জোড়া নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন গ্রহণ করতে পারে (অর্থাৎ যাদের অষ্টক অপূর্ণ বা ফাঁকা d-অরবিটাল বিদ্যমান), তাদের লুইস এসিড বলে।
   $HCl$ অণুতে হাইড্রোজেন ও ক্লোরিনের মধ্যে সমযোজী বন্ধন বিদ্যমান। এখানে হাইড্রোজেন তার দ্বৈত এবং ক্লোরিন তার অষ্টক পূর্ণ করে স্থিতিশীল অবস্থায় থাকে। কেন্দ্রীয় কোনো পরমাণুরই বহিঃস্থ স্তরে ইলেকট্রন জোড় গ্রহণ করার মতো কোনো খালি অরবিটাল নেই। $HCl$ জলীয় দ্রবণে বা বিক্রিয়ায় প্রোটন ($H^+$) দাতা হিসেবে আর্হেনিয়াস বা ব্রনস্টেড-লাউরি এসিড হিসেবে অত্যন্ত শক্তিশালী হলেও লুইস মতবাদের শর্তানুসারে এটি সরাসরি মুক্তজোড় ইলেকট্রন গ্রাহক হিসেবে কাজ করে না।

   অতএব, উদ্দীপকের যৌগ দুটির মধ্যে $NH_3$ লুইস ক্ষারক হিসেবে কাজ করলেও $HCl$ লুইস এসিড হিসেবে কাজ করে না।