রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোনো পরমাণুর যোজ্যতা স্তরের একটি s-অরবিটাল ও দুটি p-অরবিটাল পরস্পরের সাথে মিশ্রিত হয়ে সমশক্তির তিনটি নতুন অরবিটাল সৃষ্টির প্রক্রিয়াকে sp² সংকরণ বা হাইব্রিডাইজেশন বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   FeCl₂ এবং FeCl₃ এর মধ্যে FeCl₂-এর গলনাঙ্ক বেশি।

   ব্যাখ্যা: ফাজানের নীতি অনুসারে, ক্যাটায়নের আকার যত ছোট এবং চার্জের পরিমাণ যত বেশি হয়, অ্যানায়নের পোলারায়ন তত বেশি ঘটে এবং যৌগটিতে সমযোজী বৈশিষ্ট্য বৃদ্ধি পায়, যার ফলে গলনাঙ্ক হ্রাস পায়।

   এখানে FeCl₂ যৌগে ক্যাটায়ন Fe²⁺ এবং FeCl₃ যৌগে ক্যাটায়ন Fe³⁺। উভয় যৌগে অ্যানায়ন (Cl⁻) একই হলেও Fe³⁺ এর চার্জ Fe²⁺ এর চেয়ে বেশি এবং এর আকার Fe²⁺ অপেক্ষা ছোট। ফলে Fe³⁺ আয়ন Cl⁻ আয়নকে অধিক পরিমাণে পোলারায়িত করে। এজন্য FeCl₃ যৌগে সমযোজী বৈশিষ্ট্য বেশি এবং আয়নীয় বৈশিষ্ট্য কম। অপরদিকে, FeCl₂ যৌগে পোলারায়ন কম হওয়ায় এর আয়নিক বৈশিষ্ট্য বেশি। তাই FeCl₂-এর গলনাঙ্ক FeCl₃-এর গলনাঙ্ক অপেক্ষা বেশি।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক মতে,
   X পাত্রে HCOOH দ্রবণের আয়তন, V₁ = 50 mL = 0.050 L
   HCOOH এর মোলার ঘনমাত্রা, S₁ = 0.175 M
   সুতরাং, HCOOH এর মোল সংখ্যা, n(HCOOH) = V₁ × S₁ = 0.050 L × 0.175 mol/L = 8.75 × 10⁻³ mol

   Y পাত্রে NaOH দ্রবণের আয়তন, V₂ = 50 mL = 0.050 L
   NaOH এর মোলার ঘনমাত্রা, S₂ = 0.09 M
   সুতরাং, NaOH এর মোল সংখ্যা, n(NaOH) = V₂ × S₂ = 0.050 L × 0.09 mol/L = 4.5 × 10⁻³ mol

   বিক্রিয়া সমীকরণ:
   HCOOH + NaOH → HCOONa + H₂O

   যেহেতু বিক্রিয়ায় 1 mol HCOOH, 1 mol NaOH এর সাথে বিক্রিয়া করে, তাই 4.5 × 10⁻³ mol NaOH সম্পূর্ণরূপে প্রশমিত হতে 4.5 × 10⁻³ mol HCOOH প্রয়োজন।

   সুতরাং, প্রশমনের পর অবশিষ্ট HCOOH এর মোল সংখ্যা, n(অম্ল) = (8.75 - 4.5) × 10⁻³ mol = 4.25 × 10⁻³ mol
   এবং উৎপন্ন লবণের (HCOONa) মোল সংখ্যা, n(লবণ) = 4.5 × 10⁻³ mol

   যেহেতু দ্রবণে দুর্বল এসিড (HCOOH) এবং তার লবণ (HCOONa) বিদ্যমান, তাই এটি একটি অম্লীয় বাফার দ্রবণ।

   আমরা জানি, হেন্ডারসন-হ্যাসেলবালখ সমীকরণ অনুসারে:
   pH = pKa + log([লবণ] / [অম্ল]) = -log(Ka) + log(n(লবণ) / n(অম্ল))

   এখানে, Ka = 1.8 × 10⁻⁴
   সুতরাং, pKa = -log(1.8 × 10⁻⁴) ≈ 3.7447

   pH = 3.7447 + log(4.5 × 10⁻³ / 4.25 × 10⁻³)
   = 3.7447 + log(1.0588)
   = 3.7447 + 0.0248
   = 3.77

   অতএব, Z পাত্রের দ্রবণের pH হলো 3.77।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   Z পাত্রের দ্রবণে সামান্য পরিমাণ এসিড বা ক্ষার যোগ করলেও এর pH মানের কোনো উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন হবে না।

   বিশ্লেষণ:
   'গ' হতে দেখা যায়, Z পাত্রের মিশ্রণে দুর্বল এসিড HCOOH এবং এর তীব্র ক্ষারের লবণ HCOONa উপস্থিত থাকায় এটি একটি অম্লীয় বাফার দ্রবণ। দ্রবণে এদের আয়নন নিম্নরূপ:
   HCOONa(aq) → HCOO⁻(aq) + Na⁺(aq) (সম্পূর্ণ বিয়োজিত)
   HCOOH(aq) ⇌ HCOO⁻(aq) + H⁺(aq) (আংশিক বিয়োজিত)

   ১. সামান্য এসিড (H⁺) যোগ করলে:
   বাফার দ্রবণে সামান্য এসিড যোগ করলে যুক্ত হওয়া অতিরিক্ত H⁺ আয়ন দ্রবণে থাকা ফরমিক এসিডের অনুবন্ধী ক্ষারক HCOO⁻ আয়নের সাথে দ্রুত যুক্ত হয়ে অবিয়োজিত দুর্বল এসিড HCOOH গঠন করে:
   H⁺ + HCOO⁻ ⇌ HCOOH
   যেহেতু HCOOH একটি মৃদু এসিড এবং এটি খুব সামান্য বিয়োজিত হয়, তাই দ্রবণে মুক্ত H⁺ আয়নের ঘনমাত্রা অপরিবর্তিত থাকে এবং pH এর কোনো পরিবর্তন হয় না।

   ২. সামান্য ক্ষার (OH⁻) যোগ করলে:
   বাফার দ্রবণে সামান্য ক্ষার যোগ করলে যোগকৃত OH⁻ আয়ন দ্রবণে উপস্থিত অবিয়োজিত HCOOH অণু অথবা বাফারের H⁺ আয়নের সাথে বিক্রিয়া করে দুর্বল তড়িৎ-বিশ্লেষ্য পানি (H₂O) উৎপন্ন করে:
   OH⁻ + HCOOH ⇌ HCOO⁻ + H₂O
   (অথবা, OH⁻ + H⁺ → H₂O)
   ফলে দ্রবণে অতিরিক্ত OH⁻ মুক্ত অবস্থায় থাকতে পারে না এবং দ্রবণের pH মান অপরিবর্তিত থাকে।

   অতএব, Z পাত্রের বাফার দ্রবণে সামান্য পরিমাণ এসিড বা ক্ষার যোগ করলে pH মানের কোনো পরিবর্তন হবে না।