রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ১ মোল ইলেকট্রনের মোট চার্জকে এক ফ্যারাডে (1 F) বলে। এর মান প্রায় ৯৬,৫০০ কুলম্ব (বা ৯৬,৪৮৫ C)।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   তড়িৎ বিশ্লেষণ কোষে অ্যানোড ও ক্যাথোডে যুগপৎ জারণ ও বিজারণ বিক্রিয়া সংঘটিত হয়। তড়িৎ বিশ্লেষণের সময় দ্রবণে থাকা অ্যানায়নগুলো ধনাত্মক তড়িৎদ্বার বা অ্যানোডে গমন করে ইলেকট্রন বর্জন করে জারিত হয় (অ্যানোডে জারণ)। অপরদিকে ক্যাটায়নগুলো ঋণাত্মক তড়িৎদ্বার বা ক্যাথোডে গমন করে ইলেকট্রন গ্রহণ করে বিজারিত হয় (ক্যাথোডে বিজারণ)। যেহেতু ইলেকট্রন বর্জন ও গ্রহণ অর্থাৎ জারণ ও বিজারণ একই সাথে ঘটে, তাই তড়িৎ বিশ্লেষণ একটি জারণ-বিজারণ প্রক্রিয়া।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে, কাচনলের মোট দৈর্ঘ্য = ২০ সেমি।
   নলের বাম প্রান্ত থেকে BF₃ এবং ডান প্রান্ত থেকে NH₃ গ্যাস ব্যাপিত হচ্ছে।

   BF₃ এর আণবিক ভর, $M_1 = 10.81 + (3 \times 19) = 67.81 \text{ g/mol}$ (বা প্রায় $67.8$ g/mol)
   NH₃ এর আণবিক ভর, $M_2 = 14 + (3 \times 1) = 17 \text{ g/mol}$

   মনে করি, নির্দিষ্ট সময়ে BF₃ গ্যাস $x$ সেমি দূরত্ব অতিক্রম করে এবং NH₃ গ্যাস $(20 - x)$ সেমি দূরত্ব অতিক্রম করে পরস্পর মিলিত হয়।

   গ্রাহামের ব্যাপন সূত্রানুসারে,
   $\frac{r_1}{r_2} = \sqrt{\frac{M_2}{M_1}}$
   বা, $\frac{x}{20 - x} = \sqrt{\frac{17}{67.81}}$
   বা, $\frac{x}{20 - x} = \sqrt{0.2507} \approx 0.5007$
   বা, $x = 0.5007(20 - x)$
   বা, $x = 10.014 - 0.5007x$
   বা, $1.5007x = 10.014$
   বা, $x \approx 6.67 \text{ cm}$

   অতএব, গ্যাস দুটি BF₃ প্রান্ত হতে প্রায় ৬.৬৭ সেমি (বা NH₃ প্রান্ত হতে $20 - 6.67 = 13.33$ সেমি) দূরত্বে মিলিত হবে।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের যৌগদ্বয় (BF₃ ও NH₃)-কে লুইস মতবাদের (Lewis Acid-Base Theory) আলোকে যথাক্রমে এসিড ও ক্ষার হিসেবে চিহ্নিত করা যায়।

   লুইস মতবাদ অনুসারে:
   যেসব যৌগ বা আয়ন বিক্রিয়াকালে অন্য পদার্থ থেকে এক জোড়া ইলেকট্রন গ্রহণ করতে পারে, তাদের লুইস এসিড বলে। অপরদিকে যেসব যৌগ বা আয়ন অন্য পদার্থকে এক জোড়া নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন প্রদান করতে পারে, তাদের লুইস ক্ষার বলে।

   বিশ্লেষণ:
   ১. BF₃ এর এসিড প্রকৃতি:
   BF₃ যৌগের কেন্দ্রীয় বোরন (B) পরমাণুর যোজ্যতা স্তরে ৩টি যোজ্যতা ইলেকট্রন থাকে, যা ৩টি ফ্লোরিন পরমাণুর সাথে ৩ জোড়া সমযোজী বন্ধন গঠন করে। ফলে বোরনের বহিঃস্তরে মোট ৬টি ইলেকট্রন থাকে এবং অষ্টক অপূর্ণ থাকে। অষ্টক পূরণের জন্য BF₃ এক জোড়া মুক্তজোড় ইলেকট্রন গ্রহণ করতে সক্ষম। তাই লুইস মতবাদ অনুযায়ী BF₃ একটি লুইস এসিড।

   ২. NH₃ এর ক্ষার প্রকৃতি:
   NH₃ যৌগে কেন্দ্রীয় নাইট্রোজেন (N) পরমাণুর যোজ্যতা স্তরে ৫টি ইলেকট্রন থাকে। এর মধ্যে ৩টি ইলেকট্রন তিনটি হাইড্রোজেন পরমাণুর সাথে তিনটি সমযোজী বন্ধন তৈরি করে এবং অবশিষ্ট এক জোড়া ইলেকট্রন নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন যুগল (lone pair) হিসেবে বিদ্যমান থাকে। নাইট্রোজেন তার এই নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড়া অন্য কোনো ইলেকট্রন ঘাটতিযুক্ত পরমাণুকে দান করতে পারে। ফলে লুইস মতবাদ অনুযায়ী NH₃ একটি লুইস ক্ষার।

   বিক্রিয়াটিতে NH₃ তার মুক্তজোড় ইলেকট্রন BF₃-কে দান করে সন্নিবেশ সমযোজী বন্ধনের মাধ্যমে একটি জটিল যৌগ বা এডাক্ট ($H_3N \rightarrow BF_3$) তৈরি করে। সুতরাং, লুইস মতবাদের আলোকেই যৌগদ্বয়কে এসিড ও ক্ষার হিসেবে চিহ্নিত করা যায়।