রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   চার্লসের সূত্রানুসারে যে তাপমাত্রায় যেকোনো গ্যাসের আয়তন তাত্ত্বিকভাবে শূন্য হয়ে যায়, তাকে পরমশূন্য তাপমাত্রা বলে। সেলসিয়াস স্কেলে এর মান -২৭৩.১৫°C বা ০ K।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যেসব রাসায়নিক পদার্থ বিশুদ্ধ অবস্থায় পাওয়া যায় না, বাতাসের উপাদান (যেমন: জলীয় বাষ্প) দ্বারা আক্রান্ত হয় এবং যার দ্রবণ তৈরি করলে দীর্ঘদিন দ্রবণের ঘনমাত্রা অপরিবর্তিত থাকে না, তাদেরকে সেকেন্ডারি স্ট্যান্ডার্ড পদার্থ বলে।
   গাঢ় H₂SO₄ একটি তীব্র নিরুদক পদার্থ। এটি বায়ুমণ্ডল থেকে সহজেই জলীয় বাষ্প শোষণ করে নিজের ঘনত্ব ও ঘনমাত্রা পরিবর্তন করে ফেলে। ফলে এর দ্বারা প্রস্তুতকৃত দ্রবণের ঘনমাত্রা সঠিকভাবে জানা যায় না এবং সময়ের সাথে ঘনমাত্রা পরিবর্তিত হয়ে যায়। তাই গাঢ় H₂SO₄ একটি সেকেন্ডারি স্ট্যান্ডার্ড পদার্থ।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের ১নং বিক্রিয়াটি হলো ১-ক্লোরোপ্রোপেনের সাথে জলীয় KOH-এর আর্দ্রবিশ্লেষণ বা কেন্দ্রাকর্ষী প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া:
   CH₃-CH₂-CH₂Cl + KOH(aq) → CH₃-CH₂-CH₂OH + KCl
   যেহেতু ১-ক্লোরোপ্রোপেন একটি প্রাইমারি (১°) অ্যালকাইল হ্যালাইড, তাই বিক্রিয়াটি প্রধানত দ্বি-আণবিক কেন্দ্রাকর্ষী প্রতিস্থাপন ($S_N2$) কৌশল অনুসারে সম্পন্ন হয়।

   বিক্রিয়া কৌশল:
   ১. আক্রমণকারী নিউক্লিওফাইল $OH^-$ অ্যালকাইল হ্যালাইডের C-Cl বন্ধনের বিপরীত দিক থেকে ক্লোরিনযুক্ত কার্বন পরমাণুকে আক্রমণ করে।
   ২. এর ফলে একটি অস্থায়ী পঞ্চযোজী জটিল অবস্থান্তর (Transition state) সৃষ্টি হয়, যেখানে C-OH বন্ধন আংশিক গঠিত হতে থাকে এবং C-Cl বন্ধন আংশিক ভাঙতে থাকে:
   $HO^- + CH_3-CH_2-CH_2-Cl \rightarrow [HO\cdots CH_2(CH_2CH_3)\cdots Cl]^\ddagger \rightarrow CH_3-CH_2-CH_2-OH + Cl^-$
   ৩. শেষ ধাপে ক্লোরাইড আয়ন ($Cl^-$) লিভিং গ্রুপ হিসেবে অপসারিত হয় এবং কনফিগারেশনের সম্পূর্ণ বিপরীতকরণ ঘটে প্রোপানল-১ উৎপন্ন হয়। উৎপন্ন $Cl^-$ আয়ন দ্রবণের $K^+$ এর সাথে যুক্ত হয়ে KCl গঠন করে।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের বিক্রিয়া-২ অনুযায়ী, অ্যালকোহলীয় KOH এর উপস্থিতিতে ১-ক্লোরোপ্রোপেনের অপনয়ন বিক্রিয়ার মাধ্যমে যৌগ 'A' গঠিত হয়:
   CH₃-CH₂-CH₂Cl + KOH(alc) → CH₃-CH=CH₂ (A) + KCl + H₂O
   সুতরাং, যৌগ 'A' হলো প্রোপিন (একটি অপ্রতিসম অ্যালকিন)।

   প্রোপিনের সাথে HBr (একটি অপ্রতিসম বিকারক) এর যুত বিক্রিয়ায় মারকনিকভের নিয়ম অনুসারে দুটি উৎপাদ গঠিত হয়—প্রধান উৎপাদ ২-ব্রোমোপ্রোপেন (প্রায় ৯০%) এবং গৌণ উৎপাদ ১-ব্রোমোপ্রোপেন (প্রায় ১০%):
   CH₃-CH=CH₂ + HBr → CH₃-CH(Br)-CH₃ (৯০%) + CH₃-CH₂-CH₂Br (১০%)

   শতকরা পরিমাণের ভিন্নতার কারণ (কার্বোক্যাটায়নের স্থায়িত্ব):
   ইলেকট্রোফিলিক যুত বিক্রিয়ার প্রথম ধাপে HBr থেকে উৎপন্ন ইলেকট্রোফাইল ($H^+$) প্রোপিনের পাই-ইলেকট্রন মেঘকে আক্রমণ করে কার্বোক্যাটায়ন তৈরি করে। এতে দুটি ভিন্ন কার্বোক্যাটায়ন সৃষ্টির সম্ভাবনা থাকে:
   ১. $H^+$ প্রান্তীয় কার্বনে (C-1) যুক্ত হলে ২° কার্বোক্যাটায়ন তৈরি হয়:
   $CH_3-CH=CH_2 + H^+ \rightarrow CH_3-\overset{+}{C}H-CH_3$ (২° কার্বোক্যাটায়ন)
   ২. $H^+$ মাঝের কার্বনে (C-2) যুক্ত হলে ১° কার্বোক্যাটায়ন তৈরি হয়:
   $CH_3-CH=CH_2 + H^+ \rightarrow CH_3-CH_2-\overset{+}{C}H_2$ (১° কার্বোক্যাটায়ন)

   আমরা জানি, ধনাত্মক আবেশীয় ফলাফল (+I effect) এবং হাইপারকনজুগেশনের কারণে কার্বোক্যাটায়নের স্থায়িত্বের ক্রম: ২° কার্বোক্যাটায়ন > ১° কার্বোক্যাটায়ন।
   অধিক সুস্থিত হওয়ায় বিক্রিয়ায় মূলত ২° কার্বোক্যাটায়নটি অধিক পরিমাণে তৈরি হয়। পরবর্তী ধাপে নিউক্লিওফাইল ব্রোমাইড আয়ন ($Br^-$) দ্রুত ২° কার্বোক্যাটায়নে যুক্ত হয়ে প্রায় ৯০% ২-ব্রোমোপ্রোপেন উৎপন্ন করে। অন্যদিকে, স্বল্প সুস্থিত ১° কার্বোক্যাটায়ন থেকে মাত্র ১০% ১-ব্রোমোপ্রোপেন গঠিত হয়।
   অতএব, অন্তর্বর্তী কার্বোক্যাটায়নের স্থায়িত্বের ভিন্নতার কারণেই উৎপাদসমূহের শতকরা পরিমাণের ভিন্নতা দেখা যায়।