রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যে কার্বন পরমাণুর সাথে চারটি ভিন্ন পরমাণু বা মূলক যুক্ত থাকে, তাকে কাইরাল কার্বন বা অপ্রতিসম কার্বন বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   অ্যানিলিনে উপস্থিত অ্যামিনো (-NH₂) মূলক একটি অর্থো-প্যারা নির্দেশক মূলক। তবে গাঢ় HNO₃ ও গাঢ় H₂SO₄ এর উপস্থিতিতে নাইট্রেশন করার সময় তীব্র এসিডিক মাধ্যমে -NH₂ মূলকটি প্রোটন (H⁺) গ্রহণ করে অ্যানিলিনিয়াম আয়নে (-NH₃⁺) পরিণত হয়। অ্যানিলিনিয়াম মূলকটি তীব্র ইলেকট্রন আকর্ষী হওয়ায় এটি একটি শক্তিশালী মেটা-নির্দেশক মূলক হিসেবে কাজ করে এবং বেনজিন বলয়ের মেটা অবস্থানে ইলেকট্রন ঘনত্ব তুলনামূলকভাবে বেশি থাকে। ফলে অ্যানিলিনের নাইট্রেশনে অর্থো ও প্যারা উৎপাদের সাথে সাথে উল্লেখযোগ্য পরিমাণে (প্রায় ৪৭%) মেটা-উৎপাদ (m-নাইট্রোঅ্যানিলিন) তৈরি হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে প্রদত্ত তথ্যমতে,
   তড়িৎপ্রবাহ, $I = 3.5\text{ A}$
   সময়, $t = 1\text{ ঘণ্টা} = 3600\text{ s}$
   ফ্যারাডে ধ্রুবক, $F = 96500\text{ C/mol}$
   দ্রবণের আয়তন, $V = 500\text{ mL} = 0.5\text{ L}$
   প্রাথমিক ঘনমাত্রা, $S_1 = 1\text{ M}$

   প্রাথমিক অবস্থায় দ্রবণে $\text{Ni}^{2+}$ আয়নের মোল সংখ্যা,
   $n_1 = S_1 \times V = 1\text{ M} \times 0.5\text{ L} = 0.5\text{ mol}$

   ক্যাথোডে সংঘটিত বিজারণ বিক্রিয়া:
   $\text{Ni}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Ni}$
   এখানে তুল্য সংখ্যা বা ইলেকট্রন সংখ্যা, $e = 2$

   বিদ্যুৎ চালনার ফলে ক্যাথোডে জমা হওয়া বা অপসারিত $\text{Ni}^{2+}$ এর মোল সংখ্যা ($n_d$):
   $n_d = \frac{I \times t}{e \times F} = \frac{3.5 \times 3600}{2 \times 96500} = \frac{12600}{193000} \approx 0.0653\text{ mol}$

   ১ ঘণ্টা বিদ্যুৎ চালনার পর দ্রবণে অবশিষ্ট $\text{Ni}^{2+}$ এর মোল সংখ্যা:
   $n_2 = n_1 - n_d = 0.5 - 0.0653 = 0.4347\text{ mol}$

   অতএব, ১ ঘণ্টা বিদ্যুৎ চালনার পর দ্রবণের অবশিষ্ট ঘনমাত্রা:
   $S_2 = \frac{n_2}{V} = \frac{0.4347\text{ mol}}{0.5\text{ L}} = 0.8694\text{ M}$

   উত্তর: ১ ঘণ্টা বিদ্যুৎ চালনার পর দ্রবণের ঘনমাত্রা হবে $0.8694\text{ M}$ (বা প্রায় $0.87\text{ M}$)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের তড়িৎবিশ্লেষ্য দ্রবণটিকে দস্তার (Zn) পাত্রে সংরক্ষণ করা যাবে কিনা তা জানার জন্য গঠিত কোষের প্রমাণ কোষ বিভব ($E^\circ_{\text{cell}}$) নির্ণয় করতে হবে।

   যেহেতু দ্রবণটি দস্তার (Zn) পাত্রে রাখা হবে, তাই পাত্রটি অ্যানোড হিসেবে কাজ করবে এবং দ্রবণের নিকেল আয়ন ($\text{Ni}^{2+}$) ক্যাথোড হিসেবে কাজ করবে।

   অ্যানোড বিক্রিয়া (জারণ): $\text{Zn} \rightarrow \text{Zn}^{2+} + 2e^-$
   ক্যাথোড বিক্রিয়া (বিজারণ): $\text{Ni}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Ni}$

   উদ্দীপকে প্রদত্ত বিজারণ বিভবের মান:
   $E^\circ_{\text{Zn}^{2+}/\text{Zn}} = -0.76\text{ V}$
   $E^\circ_{\text{Ni}^{2+}/\text{Ni}} = -0.25\text{ V}$

   অতএব, অ্যানোডের জারণ বিভব:
   $E^\circ_{\text{Zn}/\text{Zn}^{2+}} = -(-0.76\text{ V}) = +0.76\text{ V}$

   কোষটির প্রমাণ কোষ বিভব ($E^\circ_{\text{cell}}$):
   $E^\circ_{\text{cell}} = E^\circ_{\text{Zn}/\text{Zn}^{2+}} + E^\circ_{\text{Ni}^{2+}/\text{Ni}}$
   $E^\circ_{\text{cell}} = +0.76\text{ V} + (-0.25\text{ V}) = +0.51\text{ V}$

   যেহেতু $E^\circ_{\text{cell}}$ এর মান ধনাত্মক ($E^\circ_{\text{cell}} > 0$), তাই দস্তা ও $\text{Ni(NO}_3)_2$ এর মধ্যকার বিক্রিয়াটি স্বতঃস্ফূর্তভাবে ঘটবে (মুক্ত শক্তি $\Delta G^\circ = -nFE^\circ_{\text{cell}} < 0$)।

   ফলস্বরূপ, দস্তার পাত্র থেকে জিঙ্ক জারিত হয়ে ক্ষয়প্রাপ্ত হবে বা পাত্রে ছিদ্র সৃষ্টি হবে। সুতরাং, উদ্দীপকের দ্রবণটিকে দীর্ঘদিন দস্তার পাত্রে সংরক্ষণ করা সম্ভব হবে না।