রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় প্রতি লিটার বা ১০০০ mL দ্রবণে দ্রবীভূত দ্রবের মোল সংখ্যাকে ঐ দ্রবণের মোলারিটি বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ব্রনস্টেড-লাউরি মতবাদ অনুসারে, যে সকল পদার্থ প্রোটন দান করতে পারে তারা এসিড এবং যারা প্রোটন গ্রহণ করতে পারে তারা ক্ষারক। বাইকার্বনেট আয়ন (HCO3⁻) প্রোটন (H⁺) দান এবং গ্রহণ উভয়ই করতে পারে।

   ১. ক্ষারক হিসেবে: তীব্র এসিডের (যেমন HCl) উপস্থিতিতে এটি প্রোটন গ্রহণ করে কার্বনিক এসিডে পরিণত হয়:
   HCO3⁻ + H⁺ ⇌ H2CO3

   ২. এসিড হিসেবে: তীব্র ক্ষারকের (যেমন OH⁻) উপস্থিতিতে এটি প্রোটন দান করে কার্বনেট আয়নে পরিণত হয়:
   HCO3⁻ + OH⁻ ⇌ CO3²⁻ + H2O

   যেহেতু HCO3⁻ একই সাথে এসিড ও ক্ষারক হিসেবে আচরণ করে, তাই এটি একটি উভধর্মী পদার্থ।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে:
   যৌগ A হলো ফেনল (C6H5OH)। একে Zn চূর্ণসহ উত্তপ্ত করলে বিজারিত হয়ে বেনজিন (যৌগ B) উৎপন্ন হয়:
   C6H5OH + Zn --(Δ)--> C6H6 (B) + ZnO

   অতএব, B যৌগটি হলো বেনজিন (C6H6)।

   বেনজিন (B) থেকে ফেনল (A) উৎপাদন (ডাউ পদ্ধতি):
   ১. বেনজিনের ক্লোরিনেশন: শুষ্ক FeCl3 প্রভাবকের উপস্থিতিতে বেনজিনকে ক্লোরিনের সাথে বিক্রিয়া করালে ক্লোরোবেনজিন উৎপন্ন হয়।
   C6H6 + Cl2 --(FeCl3)--> C6H5Cl + HCl

   ২. ক্ষারীয় আর্দ্রবিশ্লেষণ: ক্লোরোবেনজিনকে উচ্চ চাপ (১৫০-২০০ atm) ও উচ্চ তাপমাত্রায় (৩৫০°C) সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড (NaOH) দ্রবণের সাথে উত্তপ্ত করলে সোডিয়াম ফেনোলেট তৈরি হয়।
   C6H5Cl + 2NaOH --(350°C, 150-200 atm)--> C6H5ONa + NaCl + H2O

   ৩. অম্লায়ন: প্রাপ্ত সোডিয়াম ফেনোলেটকে লঘু হাইড্রোক্লোরিক এসিড (HCl) দ্বারা অম্লীয় করলে ফেনল (A) উৎপন্ন হয়।
   C6H5ONa + HCl ----> C6H5OH (A) + NaCl

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে A যৌগটি হলো ফেনল (C6H5OH) এবং B যৌগটি বেনজিন (C6H6)। বেনজিনকে গাঢ় HNO3 ও গাঢ় H2SO4 সহ উত্তপ্ত করলে নাইট্রোবেনজিন (যৌগ C, C6H5NO2) উৎপন্ন হয়।

   A যৌগ (ফেনল) এর ক্ষেত্রে:
   ফেনলের বলয়ে যুক্ত হাইড্রোক্সিল (-OH) মূলকের অক্সিজেনে দুটি নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় থাকে। এই নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় রেজোন্যান্সের মাধ্যমে বেনজিন বলয়ে স্থানান্তরিত হয় (+M বা +R প্রভাব)। ফলে বেনজিন বলয়ের অর্থো (২ ও ৬ নং) এবং প্যারা (৪ নং) অবস্থানে ইলেকট্রন ঘনত্ব মেটা অবস্থানের তুলনায় বহুলাংশে বৃদ্ধি পায়। এই কারণে আগত ইলেকট্রোফাইল (E⁺) সহজে অর্থো ও প্যারা অবস্থানে আক্রমণ করে। তাই ফেনলের -OH মূলকটি একটি অর্থো-প্যারা নির্দেশক এবং এর ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ায় প্রতিস্থাপক অর্থো ও প্যারা অবস্থানে যুক্ত হয়।

   C যৌগ (নাইট্রোবেনজিন) এর ক্ষেত্রে:
   নাইট্রোবেনজিনের নাইট্রো (-NO2) মূলকে নাইট্রোজেন পরমাণু অধিক তড়িৎ-ঋণাত্মক অক্সিজেন পরমাণুর সাথে যুক্ত থাকায় এটি রেজোন্যান্সের মাধ্যমে বলয় থেকে নিজের দিকে π-ইলেকট্রন টেনে নেয় (-M বা -R প্রভাব)। রেজোন্যান্স কাঠামোর মাধ্যমে দেখা যায় যে, অর্থো ও প্যারা অবস্থানে ধনাত্মক আধান সৃষ্টি হয় অর্থাৎ ইলেকট্রন ঘনত্ব হ্রাস পায়। অর্থো ও প্যারা অবস্থানের তুলনায় মেটা অবস্থানে ইলেকট্রন ঘনত্ব অপেক্ষাকৃত বেশি থাকে। ফলে কোনো ইলেকট্রোফাইল (E⁺) বলয়ে আক্রমণ করলে তা অর্থো বা প্যারার বদলে অপেক্ষাকৃত ইলেকট্রন সমৃদ্ধ মেটা অবস্থানেই প্রতিস্থাপিত হয়। তাই -NO2 মূলক একটি মেটা নির্দেশক।

   সুতরাং, -OH মূলক বলয় সক্রিয়কারী ও অর্থো-প্যারা নির্দেশক এবং -NO2 মূলক বলয় নিষ্ক্রিয়কারী ও মেটা নির্দেশক হওয়ায় A ও C যৌগের ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ায় নতুন প্রতিস্থাপকের অবস্থানের ভিন্নতা দেখা যায়।