রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   হুন্ডের নীতি: সমশক্তিসম্পন্ন বিভিন্ন অরবিটালে ইলেকট্রন প্রবেশের সময় তারা যথাসম্ভব একক বা বিজোড় অবস্থায় অবস্থান করবে এবং এই বিজোড় ইলেকট্রনগুলোর স্পিন একইমুখী বা একমুখী হবে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   অক্সিজেনের উচ্চ তড়িৎ-ঋণাত্মকতার (3.5) কারণে H₂O অণুতে তীব্র আন্তঃআণবিক হাইড্রোজেন বন্ধন গঠিত হয়। ফলে অসংখ্য H₂O অণু পরস্পরের সাথে সঙ্গবদ্ধ বা সন্নিবেশিত হয়ে সাধারণ তাপমাত্রায় তরল অবস্থায় থাকে।

   অপরদিকে, সালফারের আকার তুলনামূলক বড় এবং তড়িৎ-ঋণাত্মকতা (2.5) কম হওয়ায় H₂S অণুতে হাইড্রোজেন বন্ধন গঠিত হতে পারে না। এর অণুগুলোর মধ্যে কেবল দুর্বল ভ্যান ডার ওয়ালস বল কাজ করে। তাই সাধারণ তাপমাত্রায় H₂S একটি গ্যাস।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে বিক্রিয়াটি হলো:
   $AX(g) \rightleftharpoons A(g) + X(g)$

   এখানে,
   মোট চাপ, $P = 2\text{ atm}$
   তাপমাত্রা, $T = 95^\circ\text{C} = (95 + 273)\text{ K} = 368\text{ K}$
   গ্যাস ধ্রুবক, $R = 0.0821\text{ L}\cdot\text{atm}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$
   বিক্রিয়ায় মোল সংখ্যার পরিবর্তন, $\Delta n = (1 + 1) - 1 = 1$
   $AX$ অবিয়োজিত থাকে $30\%$।
   অতএব, বিয়োজন মাত্রা, $\alpha = 100\% - 30\% = 70\% = 0.70$

   সাম্যাবস্থায় উপাদানগুলোর মোল সংখ্যা:
   $AX(g) \rightleftharpoons A(g) + X(g)$
   প্রাথমিক অবস্থা: $1\text{ mol} \quad 0 \quad 0$
   সাম্যাবস্থায়: $(1 - \alpha)\text{ mol} \quad \alpha\text{ mol} \quad \alpha\text{ mol}$

   সাম্যাবস্থায় মোট মোল সংখ্যা, $n = (1 - \alpha) + \alpha + \alpha = 1 + \alpha$

   উপাদানসমূহের আংশিক চাপ:
   $p_{AX} = \frac{1 - \alpha}{1 + \alpha} \cdot P$
   $p_A = \frac{\alpha}{1 + \alpha} \cdot P$
   $p_X = \frac{\alpha}{1 + \alpha} \cdot P$

   বিক্রিয়াটির সাম্যধ্রুবক ($K_p$):
   $K_p = \frac{p_A \cdot p_X}{p_{AX}} = \frac{\left(\frac{\alpha}{1 + \alpha} \cdot P\right) \left(\frac{\alpha}{1 + \alpha} \cdot P\right)}{\frac{1 - \alpha}{1 + \alpha} \cdot P} = \frac{\alpha^2}{1 - \alpha^2} \cdot P$

   মান বসিয়ে পাই,
   $K_p = \frac{(0.70)^2}{1 - (0.70)^2} \times 2 = \frac{0.49}{1 - 0.49} \times 2 = \frac{0.98}{0.51} \approx 1.9216\text{ atm}$

   আমরা জানি,
   $K_p = K_c(RT)^{\Delta n}$
   $\Rightarrow K_c = \frac{K_p}{(RT)^{\Delta n}}$
   $\Rightarrow K_c = \frac{1.9216}{(0.0821 \times 368)^1} = \frac{1.9216}{30.2128} \approx 0.0636\text{ mol}\cdot\text{L}^{-1}$

   অতএব, উদ্দীপকের বিক্রিয়ায় $K_c$-এর মান $0.0636\text{ mol}\cdot\text{L}^{-1}$ (বা $\text{M}$)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের বিক্রিয়াটি হলো:
   $AX(g) \rightleftharpoons A(g) + X(g)$

   'গ' থেকে পাই, বিক্রিয়াটির সাম্যধ্রুবক, $K_p = 1.9216\text{ atm}$ এবং প্রাথমিক বিয়োজন মাত্রা, $\alpha = 0.70$ বা $70\%$।

   তাপমাত্রা অপরিবর্তিত থাকলে সাম্যধ্রুবক $K_p$-এর মান অপরিবর্তিত থাকে।
   চাপ দ্বিগুণ করা হলে নতুন চাপ হবে:
   $P' = 2 \times 2\text{ atm} = 4\text{ atm}$

   ধরি, পরিবর্তিত চাপে নতুন বিয়োজন মাত্রা $\alpha'$।

   আমরা জানি,
   $K_p = \frac{\alpha'^2}{1 - \alpha'^2} \cdot P'$
   $\Rightarrow 1.9216 = \frac{\alpha'^2}{1 - \alpha'^2} \times 4$
   $\Rightarrow \frac{\alpha'^2}{1 - \alpha'^2} = \frac{1.9216}{4} = 0.4804$
   $\Rightarrow \alpha'^2 = 0.4804(1 - \alpha'^2)$
   $\Rightarrow \alpha'^2 = 0.4804 - 0.4804\alpha'^2$
   $\Rightarrow 1.4804\alpha'^2 = 0.4804$
   $\Rightarrow \alpha'^2 = \frac{0.4804}{1.4804} \approx 0.3245$
   $\Rightarrow \alpha' = \sqrt{0.3245} \approx 0.5696 \text{ বা } 56.96\%$

   দেখা যাচ্ছে যে, চাপ দ্বিগুণ বৃদ্ধি করলে বিয়োজন মাত্রা $70\%$ থেকে হ্রাস পেয়ে $56.96\%$ হয়।

   সুতরাং, লা-শাতেলিয়ারের নীতি অনুসারে গ্যাসীয় বিক্রিয়ায় মোল সংখ্যা বৃদ্ধি পাওয়ায় চাপ দ্বিগুণ বৃদ্ধি করলে বিয়োজনের পরিবর্তন ঘটবে অর্থাৎ বিয়োজন মাত্রা হ্রাস পাবে।