রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় কোনো নির্দিষ্ট সময়ে একটি রাসায়নিক বিক্রিয়ার গতিবেগ ঐ সময়ে উপস্থিত বিক্রিয়কসমূহের সক্রিয় ভরের (মোলার গাঢ়ত্ব বা আংশিক চাপ) সমানুপাতিক। একে ভরক্রিয়া সূত্র বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   বিশুদ্ধ পানি একটি মৃদু তড়িৎ বিশ্লেষ্য পদার্থ, যা অত্যন্ত সামান্য পরিমাণে বিয়োজিত হয়ে হাইড্রোজেন আয়ন (H⁺) এবং হাইড্রোক্সাইড আয়ন (OH⁻) উৎপন্ন করে:
   $\mathrm{H_2O \rightleftharpoons H^+ + OH^-}$

   ২৫°C তাপমাত্রায় পানির আয়নীয় গুণফল, $K_w = [\mathrm{H^+}][\mathrm{OH^-}] = 1.0 \times 10^{-14} \text{ mol}^2\text{L}^{-2}$।
   যেহেতু বিশুদ্ধ পানিতে উৎপন্ন $\mathrm{H^+}$ এবং $\mathrm{OH^-}$ এর মোলার গাঢ়ত্ব পরস্পর সমান, তাই—
   $[\mathrm{H^+}] = [\mathrm{OH^-}] = \sqrt{1.0 \times 10^{-14}} = 1.0 \times 10^{-7} \text{ mol/L}$

   আমরা জানি, $\mathrm{pH} = -\log[\mathrm{H^+}]$।
   অতএব, $\mathrm{pH} = -\log(1.0 \times 10^{-7}) = 7$।

   সুতরাং, ২৫°C তাপমাত্রায় বিশুদ্ধ পানির pH এর মান ৭ হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের চিত্রে নিউক্লিয়াসের বাইরে চারটি প্রধান শক্তিস্তর A, B, C এবং D দেখানো হয়েছে।
   এখানে,
   ১ম শক্তিস্তর (A-শেল): $n = 1$
   ২য় শক্তিস্তর (B-শেল): $n = 2$
   ৩য় শক্তিস্তর (C-শেল): $n = 3$
   ৪র্থ শক্তিস্তর বা সর্বশেষ শক্তিস্তর (D-শেল): $n = 4$

   সর্বশেষ শক্তিস্তরের ($n = 4$) জন্য অরবিটাল সংখ্যা কোয়ান্টাম সংখ্যার সাহায্যে নিচে নির্ণয় করা হলো:

   ১. প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা, $n = 4$
   ২. সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা, $l = 0, 1, 2, 3$ ($0$ থেকে $n-1$ পর্যন্ত)

   • $l = 0$ হলে উপশক্তিস্তর $4s$, যেখানে চুম্বকীয় কোয়ান্টাম সংখ্যা $m = 0$ (অরবিটাল সংখ্যা = ১টি)
   • $l = 1$ হলে উপশক্তিস্তর $4p$, যেখানে $m = -1, 0, +1$ (অরবিটাল সংখ্যা = ৩টি)
   • $l = 2$ হলে উপশক্তিস্তর $4d$, যেখানে $m = -2, -1, 0, +1, +2$ (অরবিটাল সংখ্যা = ৫টি)
   • $l = 3$ হলে উপশক্তিস্তর $4f$, যেখানে $m = -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3$ (অরবিটাল সংখ্যা = ৭টি)

   অতএব, $n = 4$ স্তরে মোট অরবিটাল সংখ্যা = $1 + 3 + 5 + 7 = 16$ টি।

   [বিকল্পভাবে, কোনো প্রধান শক্তিস্তরে মোট অরবিটাল সংখ্যা $= n^2 = 4^2 = 16$ টি।]

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে, ইলেকট্রনটি সর্বশেষ শক্তিস্তর অর্থাৎ D-শেল ($n_2 = 4$) থেকে B-শেলে ($n_1 = 2$) স্থানান্তরিত হয়।

   এখানে,
   নিম্ন শক্তিস্তর, $n_1 = 2$
   উচ্চ শক্তিস্তর, $n_2 = 4$
   রিডবার্গ ধ্রুবক, $R_H = 109678 \text{ cm}^{-1}$

   রিডবার্গ সমীকরণ অনুযায়ী,
   $\bar{\nu} = \frac{1}{\lambda} = R_H \left( \frac{1}{n_1^2} - \frac{1}{n_2^2} \right)$

   মান বসিয়ে পাই,
   $\frac{1}{\lambda} = 109678 \left( \frac{1}{2^2} - \frac{1}{4^2} \right) \text{ cm}^{-1}$
   $\frac{1}{\lambda} = 109678 \left( \frac{1}{4} - \frac{1}{16} \right) = 109678 \times \frac{3}{16} = 20564.625 \text{ cm}^{-1}$

   বা, তরঙ্গদৈর্ঘ্য, $\lambda = \frac{1}{20564.625} \text{ cm} \approx 4.8627 \times 10^{-5} \text{ cm}$
   $\lambda = 4.8627 \times 10^{-5} \times 10^7 \text{ nm} = 486.27 \text{ nm}$

   দৃশ্যমান আলোর বর্ণালিতে ৪২৪-৪৯২ nm তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো আসমানী বা নীল-সবুজ (Cyan/Blue-Green) বর্ণের হয়ে থাকে।

   যেহেতু ইলেকট্রনটি স্থানান্তরের ফলে নির্গত বিকিরণের তরঙ্গদৈর্ঘ্য $486.27 \text{ nm}$, যা দৃশ্যমান অঞ্চলের বামার সিরিজের অন্তর্ভুক্ত, তাই নির্গত রশ্মির বর্ণ হবে নীল-সবুজ বা আসমানী।