রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ২৫°C (বা 298 K) তাপমাত্রা, ১ বায়ুমণ্ডলীয় চাপে এবং দ্রবণে উপস্থিত আয়নের ১ মোলার (1 M) ঘনমাত্রায় কোনো ধাতু বা তড়িৎদ্বারকে তার নিজস্ব দ্রবণে নিমজ্জিত করলে যে বিভব সৃষ্টি হয়, তাকে প্রমাণ তড়িৎদ্বার বিভব বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কপারের প্রমাণ বিজারণ বিভব +0.34 V বলতে বোঝায়— ২৫°C তাপমাত্রায় 1 M Cu²⁺ আয়নযুক্ত দ্রবণে একটি কপার দণ্ড নিমজ্জিত করে গঠিত প্রমাণ তড়িৎদ্বারকে প্রমাণ হাইড্রোজেন তড়িৎদ্বারের (SHE) সাথে যুক্ত করে একটি গ্যালভানিক কোষ তৈরি করলে, কপার তড়িৎদ্বারটি ক্যাথোড হিসেবে কাজ করে এবং সেখানে বিজারণ ঘটে (Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu)। এই কোষটির বিভব হয় +0.34 V, যা প্রমাণ হাইড্রোজেন তড়িৎদ্বারের সাপেক্ষে কপারের বিজারণ প্রবণতা নির্দেশ করে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   পাত্র-II এ রয়েছে লোহার সাথে লঘু H₂SO₄ এর বিক্রিয়ায় উৎপন্ন FeSO₄ দ্রবণ এবং পাত্র-III এ রয়েছে K₂Cr₂O₇ দ্রবণ। এ দুটির মিশ্রণে অম্লীয় মাধ্যমে জারণ-বিজারণ বিক্রিয়া ঘটে।

   আয়ন-ইলেকট্রন পদ্ধতিতে সমতাকরণ:

   ১. জারণ অর্ধ-বিক্রিয়া:
   বিজারক Fe²⁺ আয়ন একটি ইলেকট্রন ত্যাগ করে Fe³⁺ আয়নে জারিত হয়:
   Fe²⁺ → Fe³⁺ + e⁻ ------- (১)

   ২. বিজারণ অর্ধ-বিক্রিয়া:
   জারক Cr₂O₇²⁻ আয়ন অম্লীয় মাধ্যমে ৬টি ইলেকট্রন ও ১৪টি H⁺ আয়ন গ্রহণ করে Cr³⁺ আয়ন ও পানিতে বিজারিত হয়:
   Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6e⁻ → 2Cr³⁺ + 7H₂O ------- (২)

   ৩. ইলেকট্রন সমতাকরণ:
   ইলেকট্রন সংখ্যা সমান করার জন্য সমীকরণ (১) কে ৬ দ্বারা গুণ করে সমীকরণ (২) এর সাথে যোগ করি:
   6Fe²⁺ → 6Fe³⁺ + 6e⁻

   • Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6e⁻ → 2Cr³⁺ + 7H₂O

   ---

   Cr₂O₇²⁻ + 6Fe²⁺ + 14H⁺ → 2Cr³⁺ + 6Fe³⁺ + 7H₂O

   ৪. প্রয়োজনীয় দর্শক আয়ন (K⁺ এবং SO₄²⁻) যুক্ত করে পূর্ণাঙ্গ আণবিক সমীকরণ:
   K₂Cr₂O₇ + 6FeSO₄ + 7H₂SO₄ → K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + 3Fe₂(SO₄)₃ + 7H₂O

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   পাত্র-II এর Fe-নমুনার সাথে H₂SO₄ এর বিক্রিয়ায় FeSO₄ দ্রবণ উৎপন্ন হয়:
   Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

   পাত্র-I এর অম্লীয় KMnO₄ দ্বারা FeSO₄ দ্রবণের সংঘটিত জারণ-বিজারণ বিক্রিয়াটি হলো:
   2KMnO₄ + 10FeSO₄ + 8H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 5Fe₂(SO₄)₃ + 8H₂O

   বিক্রিয়া অনুসারে,
   ২ মোল KMnO₄ ≡ ১০ মোল FeSO₄ ≡ ১০ মোল Fe
   বা, ১ মোল KMnO₄ ≡ ৫ মোল Fe

   পাত্র-I এ বিদ্যমান KMnO₄ এর মোল সংখ্যা,
   n(KMnO₄) = V (L) × S (M)
   = (25 / 1000) L × 0.10 M
   = 0.0025 mol

   অতএব, বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণকারী বিশুদ্ধ Fe-এর মোল সংখ্যা,
   n(Fe) = 5 × n(KMnO₄)
   = 5 × 0.0025 mol
   = 0.0125 mol

   নমুনায় বিশুদ্ধ Fe-এর ভর = n(Fe) × Fe এর পারমাণবিক ভর
   = 0.0125 mol × 55.85 g/mol
   = 0.6981 g

   দেওয়া আছে, Fe-নমুনার মোট ভর = 0.80 g

   অতএব, নমুনা আয়রনের বিশুদ্ধতার শতকরা পরিমাণ:
   = (বিশুদ্ধ Fe-এর ভর / নমুনার মোট ভর) × 100%
   = (0.6981 g / 0.80 g) × 100%
   ≈ 87.26%

   সুতরাং, নমুনা আয়রনের বিশুদ্ধতার পরিমাণ ৮৭.২৬%।