রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যেসব মৌলের ইলেকট্রন বিন্যাসে সর্বশেষ ইলেকট্রনটি p-অরবিটালে প্রবেশ করে, তাদেরকে p-ব্লক মৌল বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   25°C তাপমাত্রায় বিশুদ্ধ পানির আয়নিক গুণফল, $K_w = [H^+][OH^-] = 1.0 \times 10^{-14} \text{ mol}^2\text{L}^{-2}$।
   আমরা জানি, $\text{pH} + \text{pOH} = 14$।
   জলীয় দ্রবণে $1 \text{ M}$ তীব্র এসিডের ক্ষেত্রে $[H^+] = 1 \text{ M} = 10^0 \text{ M}$ হয়, যার ফলে $\text{pH} = -\log(1) = 0$। অপরদিকে, $1 \text{ M}$ তীব্র ক্ষারের ক্ষেত্রে $[OH^-] = 1 \text{ M}$ হওয়ায় $\text{pOH} = 0$ এবং $\text{pH} = 14 - 0 = 14$ হয়। সাধারণ লঘু জলীয় দ্রবণে $[H^+]$ আয়নের ঘনমাত্রার সীমা সাধারণত $1 \text{ M}$ থেকে $10^{-14} \text{ M}$ পর্যন্ত বিবেচনা করা হয় বলে pH স্কেলটি সাধারণত 0 থেকে 14 এর মধ্যে সীমাবদ্ধ রাখা হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে P-পাত্রে বিশুদ্ধ পানি ($H_2O$) রয়েছে এবং এতে AgCl যোগ করা হয়েছে।
   P-পাত্রে AgCl এর দ্রাব্যতা গুণফল, $K_{sp} = 1.7 \times 10^{-10}$।

   ধরি, বিশুদ্ধ পানিতে AgCl এর দ্রাব্যতা $S \text{ mol/L}$।
   AgCl এর দ্রবীভবন বিক্রিয়া:
   $\text{AgCl}(s) \rightleftharpoons \text{Ag}^+(aq) + \text{Cl}^-(aq)$

   সাম্যাবস্থায়:
   $[\text{Ag}^+] = S \text{ mol/L}$
   $[\text{Cl}^-] = S \text{ mol/L}$

   আমরা জানি,
   $K_{sp} = [\text{Ag}^+][\text{Cl}^-] = S \times S = S^2$
   $\Rightarrow S = \sqrt{K_{sp}} = \sqrt{1.7 \times 10^{-10}} \approx 1.304 \times 10^{-5} \text{ mol/L}$

   অতএব, P-পাত্রে $\text{Cl}^-$ আয়নের ঘনমাত্রা:
   $[\text{Cl}^-] = S = 1.304 \times 10^{-5} \text{ M}$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের P-পাত্রে বিশুদ্ধ পানি ($H_2O$) এবং Q-পাত্রে $0.1 \text{ M } \text{NaCl}$ দ্রবণ রয়েছে। উভয় পাত্রে AgCl যোগ করলে সম-আয়ন প্রভাবের (Common Ion Effect) কারণে AgCl এর দ্রাব্যতার মানের উল্লেখযোগ্য পার্থক্য ঘটবে।

   ১. P-পাত্রে AgCl এর দ্রাব্যতা ($S_1$):
   'গ' হতে পাই, বিশুদ্ধ পানিতে AgCl এর দ্রাব্যতা:
   $S_1 = 1.304 \times 10^{-5} \text{ mol/L}$

   ২. Q-পাত্রে AgCl এর দ্রাব্যতা ($S_2$):
   Q-পাত্রে $0.1 \text{ M } \text{NaCl}$ দ্রবণ একটি তীব্র তড়িৎবিশ্লেষ্য, যা সম্পূর্ণরূপে বিয়োজিত থাকে:
   $\text{NaCl}(aq) \rightarrow \text{Na}^+(aq) + \text{Cl}^-(aq)$
   এখানে, $\text{NaCl}$ হতে প্রাপ্ত $[\text{Cl}^-] = 0.1 \text{ M}$।

   ধরি, এই দ্রবণে AgCl এর দ্রাব্যতা $S_2$:
   $\text{AgCl}(s) \rightleftharpoons \text{Ag}^+(aq) + \text{Cl}^-(aq)$
   সুতরাং, দ্রবণে মোট $[\text{Cl}^-] = (S_2 + 0.1) \text{ M}$ এবং $[\text{Ag}^+] = S_2 \text{ M}$।

   যেহেতু AgCl স্বল্প দ্রাব্য এবং দ্রবণে $\text{Cl}^-$ এর সম-আয়ন প্রভাব উপস্থিত, তাই $S_2 \ll 0.1$।
   অতএব, $S_2 + 0.1 \approx 0.1 \text{ M}$ ধরা যায়।

   আমরা জানি,
   $K_{sp} = [\text{Ag}^+][\text{Cl}^-]$
   $\Rightarrow 1.7 \times 10^{-10} = S_2 \times 0.1$
   $\Rightarrow S_2 = \frac{1.7 \times 10^{-10}}{0.1} = 1.7 \times 10^{-9} \text{ mol/L}$

   তুলনা ও বিশ্লেষণ:
   হিসাব থেকে দেখা যায় যে, $S_1 (1.304 \times 10^{-5} \text{ mol/L}) > S_2 (1.7 \times 10^{-9} \text{ mol/L})$।
   Q-পাত্রে পূর্ব থেকেই বিদ্যমান $\text{Cl}^-$ আয়নের সম-আয়ন প্রভাবের কারণে লা-শাতেলিয়ারের নীতি অনুযায়ী AgCl এর দ্রবীভবন সাম্যাবস্থা বাম দিকে সরে যায়। ফলে AgCl এর দ্রাব্যতা বহুলাংশে হ্রাস পায়। অতএব, সম-আয়ন প্রভাবের কারণেই P ও Q পাত্রে AgCl এর দ্রাব্যতার মানে এই তাৎপর্যপূর্ণ পার্থক্য দেখা যায়।