রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোনো তড়িৎবিশ্লেষ্যের দ্রবণে এক কুলম্ব (1 C) তড়িৎ প্রবাহিত করলে তড়িৎদ্বারে যে পরিমাণ পদার্থ জমা বা দ্রবীভূত হয়, তাকে ওই পদার্থের তড়িৎ রাসায়নিক তুল্যাঙ্ক বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কপারের প্রমাণ বিজারণ বিভব +0.34 V বলতে বোঝায় যে, 25°C বা 298 K তাপমাত্রায় ও 1 atm চাপে 1 M ঘনমাত্রার Cu²⁺ আয়নের দ্রবণে নিমজ্জিত একটি কপার তড়িৎদ্বারকে প্রমাণ হাইড্রোজেন তড়িৎদ্বারের সাথে যুক্ত করে একটি কোষ তৈরি করলে কপার তড়িৎদ্বারে বিজারণ ক্রিয়া ঘটে এবং কোষটির প্রমাণ তড়িৎচালক বল বা বিজারণ বিভবের মান হয় +0.34 V। অর্থাৎ, প্রমান হাইড্রোজেন তড়িৎদ্বারের সাপেক্ষে কপার আয়নের ইলেকট্রন গ্রহণ করার প্রবণতা বেশি।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের পাত্র-১ এ উপস্থিত দ্রবণের-
   আয়তন, V = 50 mL = 50/1000 L = 0.05 L
   ঘনমাত্রা, S = 0.1 M

   অতএব, Zn²⁺ আয়নের মোল সংখ্যা,
   n = S × V = 0.1 × 0.05 = 0.005 mol

   ক্যাথোডে সংঘটিত বিজারণ বিক্রিয়াটি হলো:
   Zn²⁺ + 2e⁻ → Zn

   বিক্রিয়া অনুসারে,
   1 mol Zn²⁺ ধাতব আয়নকে সম্পূর্ণ সঞ্চিত করতে প্রয়োজনীয় তড়িৎ = 2 F = 2 × 96500 C = 193000 C

   সুতরাং, 0.005 mol Zn²⁺ আয়নকে সম্পূর্ণ সঞ্চিত করতে প্রয়োজনীয় বিদ্যুতের পরিমাণ:
   Q = n × 2 × F
   = 0.005 × 2 × 96500 C
   = 965 C

   উত্তর: পাত্র-১ এর ধাতব আয়নকে সম্পূর্ণ সঞ্চিত করতে 965 কুলম্ব বিদ্যুৎ প্রয়োজন।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে দেওয়া আছে:
   E°_Zn/Zn²⁺ = +0.76 V
   E°_Ag/Ag⁺ = -0.79 V
   বা, E°_Ag⁺/Ag = +0.79 V

   এখানে Zn এর প্রমাণ জারণ বিভবের মান Ag এর চেয়ে বেশি হওয়ায় Zn অ্যানোড হিসেবে ইলেকট্রন ত্যাগ করবে এবং Ag ক্যাথোড হিসেবে ইলেকট্রন গ্রহণ করবে।

   অ্যানোড বিক্রিয়া: Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2e⁻
   ক্যাথোড বিক্রিয়া: 2Ag⁺(aq) + 2e⁻ → 2Ag(s)

   সামগ্রিক কোষ বিক্রিয়া: Zn(s) + 2Ag⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + 2Ag(s)
   এখানে স্থানান্তরিত ইলেকট্রন সংখ্যা, n = 2।

   কোষের প্রমাণ তড়িৎচালক বল (E°_cell):
   E°_cell = E°_ox(Zn/Zn²⁺) + E°_red(Ag⁺/Ag)
   = 0.76 V + 0.79 V = 1.55 V

   উদ্দীপক অনুসারে,
   অ্যানোড দ্রবণে [Zn²⁺] = 0.1 M
   ক্যাথোড দ্রবণে [Ag⁺] = 0.5 M
   তাপমাত্রা, T = 25°C = 298 K

   নার্নস্ট সমীকরণ অনুসারে,
   E_cell = E°_cell - (0.0591 / n) log([Zn²⁺] / [Ag⁺]²)
   ⇒ E_cell = 1.55 - (0.0591 / 2) log(0.1 / (0.5)²)
   ⇒ E_cell = 1.55 - 0.02955 log(0.1 / 0.25)
   ⇒ E_cell = 1.55 - 0.02955 log(0.4)
   ⇒ E_cell = 1.55 - 0.02955 × (-0.3979)
   ⇒ E_cell = 1.55 + 0.0118
   ⇒ E_cell = 1.5618 V

   যেহেতু কোষের তড়িৎচালক বল বা ইএমএফ (E_cell) এর মান ধনাত্মক (E_cell > 0), অর্থাৎ মুক্ত শক্তির পরিবর্তন ΔG ঋণাত্মক (ΔG = -nFE_cell < 0), তাই গঠিত কোষে স্বতঃস্ফূর্তভাবে বিক্রিয়া ঘটবে এবং স্বতঃস্ফূর্তভাবে বিদ্যুৎ উৎপাদিত হবে।