রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   TDS এর পূর্ণরূপ হলো Total Dissolved Solids। পানিতে দ্রবীভূত থাকা সকল অজৈব লবণ এবং স্বল্প পরিমাণ জৈব পদার্থের মোট ওজনকে TDS বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   লুইস মতবাদ অনুসারে, যেসকল পদার্থ অন্য কোনো পদার্থ থেকে এক জোড়া ইলেকট্রন গ্রহণ করতে পারে, তাদের লুইস এসিড বলে।

   $\mathrm{FeCl_3}$ যৌগে কেন্দ্রীয় পরমাণু আয়রনের ($\mathrm{Fe}$) বহিঃস্থ স্তরে তিনটি অযুগ্ম ইলেকট্রন তিনটি ক্লোরিন পরমাণুর সাথে শেয়ার করে সমযোজী বন্ধন গঠন করে। এর ফলে $\mathrm{Fe}$-এর যোজ্যতাস্থরে মোট ৬টি ইলেকট্রন থাকে, অর্থাৎ অষ্টক অপূর্ণ থাকে। অষ্টক পূরণের জন্য $\mathrm{FeCl_3}$ বহিরাগত উৎস থেকে এক জোড়া মুক্তজোড় ইলেকট্রন গ্রহণ করতে সক্ষম। তাই $\mathrm{FeCl_3}$ একটি লুইস এসিড।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   এখানে,
   তাপমাত্রা, $T = 20^\circ\text{C} = (20 + 273.15)\text{ K} = 293.15\text{ K}$ (বা $293\text{ K}$)
   সিলিন্ডারের আয়তন, $V = 20\text{ L}$
   বিউটেনের ভর, $w = 12\text{ kg} = 12000\text{ g}$
   বিউটেনের ($\mathrm{C_4H_{10}}$) মোলার ভর, $M = (12 \times 4 + 1 \times 10)\text{ g/mol} = 58\text{ g/mol}$
   মোল সংখ্যা, $n = \frac{w}{M} = \frac{12000}{58} \approx 206.8966\text{ mol}$
   সার্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক, $R = 0.0821\text{ L}\cdot\text{atm}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}$

   আদর্শ গ্যাস সমীকরণ অনুসারে,
   $PV = nRT$
   বা, $P = \frac{nRT}{V}$
   বা, $P = \frac{206.8966 \times 0.0821 \times 293.15}{20} \approx 248.97\text{ atm}$
   (যদি $T = 293\text{ K}$ ধরা হয়, তবে $P = \frac{206.8966 \times 0.0821 \times 293}{20} \approx 248.84\text{ atm}$)

   অতএব, গ্যাস সিলিন্ডারের চাপ প্রায় $248.97\text{ atm}$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে উল্লিখিত সিলিন্ডারে গ্যাস ভর্তির সময় মূলত বয়েলের সূত্রের (Boyle's Law) প্রয়োগ ঘটে।

   বয়েলের সূত্রানুসারে, স্থির তাপমাত্রায় নির্দিষ্ট ভরের কোনো গ্যাসের আয়তন তার উপর প্রযুক্ত চাপের ব্যস্তানুপাতিক ($V \propto \frac{1}{P}$, যখন $T$ ও $n$ স্থির)।

   বিশ্লেষণ:
   ১. গ্যাস সিলিন্ডারজাতকরণের সময় সাধারণ বায়ুমণ্ডলীয় চাপে গ্যাসের যে বিশাল আয়তন থাকে, অত্যন্ত উচ্চ চাপ প্রয়োগ করে সেই আয়তনকে সিলিন্ডারের ক্ষুদ্র নির্দিষ্ট আয়তনে (যেমন উদ্দীপকের ২০ লিটার) সংকুচিত করা হয়।
   ২. তাপমাত্রা স্থির রেখে চাপ ক্রমাগত বৃদ্ধি করার ফলে গ্যাসের অণুগুলোর মধ্যকার দূরত্ব হ্রাস পায় এবং গ্যাসের আয়তন আনুপাতিক হারে কমে যায়।
   ৩. এই প্রক্রিয়ায় অতিরিক্ত চাপ প্রয়োগের ফলে গ্যাসটি একপর্যায়ে তরলে (LPG - Liquefied Petroleum Gas) রূপান্তরিত হয়ে সংকুচিত অবস্থায় সিলিন্ডারে অবস্থান করে।

   সুতরাং, স্থির তাপমাত্রায় উচ্চ চাপ প্রয়োগের মাধ্যমে আয়তন হ্রাস করে গ্যাস ভর্তি করার এই প্রক্রিয়াটি সরাসরি বয়েলের সূত্রের নীতি অনুসরণ করে।