রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যেসব বলয়াকার জৈব যৌগের বলয় শুধুমাত্র কার্বন পরমাণু দিয়ে গঠিত এবং যাদের ধর্ম মূলত অ্যালিফ্যাটিক যৌগের মতো, তাদেরকে অ্যালিসাইক্লিক যৌগ বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় প্রতি লিটার দ্রবণে দ্রবীভূত দ্রবের মোল সংখ্যাকে ঐ দ্রবণের মোলারিটি বলে। যেহেতু মোলারিটি দ্রবণের আয়তনের ওপর নির্ভরশীল এবং তাপমাত্রার পরিবর্তনের সাথে সাথে পদার্থের আয়তন প্রসারিত বা সংকুচিত হয়, ফলে প্রতি একক আয়তনে দ্রবের মোল সংখ্যার পরিবর্তন ঘটে। তাই মোলার দ্রবণ তাপমাত্রার ওপর নির্ভরশীল।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে প্রদত্ত প্রমাণ জারণ বিভব:
   $E^\circ_{A/A^{2+}} = +2.36\text{ V}$
   $E^\circ_{C/C^{2+}} = +0.25\text{ V}$

   যেহেতু $E^\circ_{A/A^{2+}} > E^\circ_{C/C^{2+}}$, তাই $A$ তড়িৎদ্বার অ্যানোড (জারণ ঘটবে) এবং $C$ তড়িৎদ্বার ক্যাথোড (বিজারণ ঘটবে) হিসেবে কাজ করবে।
   প্রমাণ বিজারণ বিভব:
   $E^\circ_{C^{2+}/C} = -0.25\text{ V}$

   কোষ বিক্রিয়া:
   $A(s) + C^{2+}(aq) \rightleftharpoons A^{2+}(aq) + C(s)$ (এখানে স্থানান্তরিত ইলেকট্রন সংখ্যা, $n = 2$)

   প্রমাণ কোষ বিভব, $E^\circ_{\text{cell}} = E^\circ_{A/A^{2+}} + E^\circ_{C^{2+}/C} = 2.36\text{ V} + (-0.25\text{ V}) = 2.11\text{ V}$
   (অথবা $E^\circ_{\text{cell}} = E^\circ_{A/A^{2+}} - E^\circ_{C/C^{2+}} = 2.36 - 0.25 = 2.11\text{ V}$)

   নার্নস্ট সমীকরণ অনুসারে ($25^\circ\text{C}$ বা $298\text{ K}$ তাপমাত্রায়):
   $E_{\text{cell}} = E^\circ_{\text{cell}} - \frac{0.0591}{n} \log \frac{[A^{2+}]}{[C^{2+}]}$

   মান বসিয়ে পাই:
   $E_{\text{cell}} = 2.11 - \frac{0.0591}{2} \log \left(\frac{0.1}{0.2}\right)$
   $E_{\text{cell}} = 2.11 - 0.02955 \times \log(0.5)$
   $E_{\text{cell}} = 2.11 - 0.02955 \times (-0.30103)$
   $E_{\text{cell}} = 2.11 + 0.0089 = 2.1189\text{ V} \approx 2.12\text{ V}$

   অতএব, সচল কোষটির emf হলো $2.12\text{ V}$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোনো পাত্রে দ্রবণ রাখা যাবে কিনা তা নির্ভর করে পাত্র ও দ্রবণের মধ্যে স্বতঃস্ফূর্ত বিক্রিয়া ঘটে কি-না তার ওপর। পাত্রটি জারিত হবে (অ্যানোড) এবং দ্রবণের ক্যাটায়ন বিজারিত হবে (ক্যাথোড)। যদি গঠিত কোষের $E^\circ_{\text{cell}} > 0$ হয়, তবে বিক্রিয়া স্বতঃস্ফূর্তভাবে ঘটবে এবং পাত্রে দ্রবণ রাখা যাবে না।

   দেওয়া আছে:
   $E^\circ_{B/B^{3+}} = +1.66\text{ V} \Rightarrow E^\circ_{B^{3+}/B} = -1.66\text{ V}$
   $E^\circ_{A/A^{2+}} = +2.36\text{ V}$
   $E^\circ_{D/D^+} = -0.80\text{ V}$ [যেহেতু $D/D^+ = 0.80\text{V}$ দেওয়া আছে, এর অর্থ জারণ বিভব $E^\circ_{D/D^+} = -0.80\text{ V}$ অথবা $0.80\text{ V}$; সিলভারের মতো প্রমাণ বিজারণ বিভব $+0.80\text{ V}$ হলে জারণ বিভব $-0.80\text{ V}$ হয়, অথবা সরাসরি মান $+0.80\text{ V}$ ধরলেও একই ফলাফল পাওয়া যায়]

   ১. 'A' নির্মিত পাত্রে $B^{3+}$ দ্রবণ সংরক্ষণ:
   এখানে A হলো অ্যানোড এবং B হলো ক্যাথোড।
   $E^\circ_{\text{cell}} = E^\circ_{A/A^{2+}} + E^\circ_{B^{3+}/B}$
   $E^\circ_{\text{cell}} = 2.36\text{ V} + (-1.66\text{ V}) = +0.70\text{ V}$
   যেহেতু $E^\circ_{\text{cell}} > 0$ (ধনাত্মক), তাই 'A' ধাতু এবং $B^{3+}$ দ্রবণের মধ্যে স্বতঃস্ফূর্ত জারণ-বিজারণ বিক্রিয়া ঘটবে। ফলে 'A' এর পাত্রটি ক্ষয়প্রাপ্ত হবে। সুতরাং 'A' পাত্রে $B^{3+}$ দ্রবণ সংরক্ষণ করা যাবে না।

   ২. 'D' নির্মিত পাত্রে $B^{3+}$ দ্রবণ সংরক্ষণ:
   এখানে D হলো অ্যানোড এবং B হলো ক্যাথোড।
   যদি উদ্দীপকের $D/D^+ = 0.80\text{ V}$ দ্বারা বিজারণ বিভব নির্দেশ করে, তবে $E^\circ_{D/D^+} = -0.80\text{ V}$:
   $E^\circ_{\text{cell}} = E^\circ_{D/D^+} + E^\circ_{B^{3+}/B} = -0.80\text{ V} + (-1.66\text{ V}) = -2.46\text{ V} < 0$
   আবার যদি জারণ বিভব হিসেবে $+0.80\text{ V}$ ধরা হয়:
   $E^\circ_{\text{cell}} = +0.80\text{ V} + (-1.66\text{ V}) = -0.86\text{ V} < 0$
   উভয় ক্ষেত্রেই $E^\circ_{\text{cell}} < 0$ (ঋণাত্মক)।

   যেহেতু কোষ বিভব ঋণাত্মক, তাই 'D' ধাতু এবং $B^{3+}$ দ্রবণের মধ্যে কোনো স্বতঃস্ফূর্ত বিক্রিয়া ঘটবে না এবং পাত্রের কোনো ক্ষয় হবে না।

   অতএব, $B^{3+}$ আয়নের দ্রবণ 'A' পাত্রে সংরক্ষণ করা সম্ভব নয়, তবে 'D' পাত্রে সংরক্ষণ করা সম্ভব।