রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ২৫°C (298 K) তাপমাত্রা ও 1 atm চাপে 1 M H⁺ আয়নযুক্ত জলীয় দ্রবণে নিমজ্জিত প্লাটিনাম কালো প্রলেপযুক্ত প্লাটিনাম পাতের ওপর দিয়ে বিশুদ্ধ ও শুষ্ক হাইড্রোজেন গ্যাস চালনা করে যে তড়িৎদ্বার গঠিত হয়, তাকে প্রমাণ হাইড্রোজেন তড়িৎদ্বার (Standard Hydrogen Electrode বা SHE) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   BOD (Biochemical Oxygen Demand) হলো নির্দিষ্ট পরিমাণ পানিতে উপস্থিত জৈব দূষককে অণুজীব বা ব্যাকটেরিয়া কর্তৃক সম্পূর্ণরূপে জারিত বা বিয়োজিত করতে প্রয়োজনীয় অক্সিজেনের পরিমাণ। অন্যদিকে, COD (Chemical Oxygen Demand) হলো পানিতে উপস্থিত জৈব ও অজৈব উভয় প্রকার দূষককে শক্তিশালী রাসায়নিক জারক (যেমন— K₂Cr₂O₇ ও H₂SO₄) দ্বারা জারিত করতে প্রয়োজনীয় মোট অক্সিজেনের পরিমাণ।

   যেহেতু জৈব দূষকের পাশাপাশি অজৈব দূষকও COD-তে জারিত হয় এবং ব্যাকটেরিয়া দ্বারা কিছু অবিয়োজ্য জটিল জৈব যৌগও COD প্রক্রিয়ায় জারিত হতে পারে, তাই যেকোনো পানির নমুনার COD-এর মান সর্বদা BOD অপেক্ষা বেশি হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে উল্লিখিত দুই-কার্বনবিশিষ্ট অ্যালকেন, অ্যালকিন ও অ্যালকাইন গ্যাস তিনটি হলো যথাক্রমে ইথেন (CH₃—CH₃), ইথিন (CH₂=CH₂) এবং ইথাইন (CH≡CH)। এগুলোর মধ্যে ইথাইন (অ্যালকাইন) অম্লধর্মী।

   ব্যাখ্যা:
   ইথাইন অণুতে কার্বন-কার্বন ত্রিবন্ধন উপস্থিত থাকায় কার্বন পরমাণুগুলো sp সংকরিত অবস্থায় থাকে। সংকর অরবিটালে s-অরবিটালের বৈশিষ্ট্য বৃদ্ধি পেলে তার তড়িৎ ঋণাত্মকতা বাড়ে। বিভিন্ন সংকরায়নে s-এর শতকরা হার:
   • ইথেন (sp³): ২৫% s-চরিত্র
   • ইথিন (sp²): ৩৩.৩৩% s-চরিত্র
   • ইথাইন (sp): ৫০% s-চরিত্র

   ইথাইনে s-অরবিটালের হার সর্বাধিক (৫০%) হওয়ায় sp-সংকরিত কার্বন পরমাণুর তড়িৎ ঋণাত্মকতা অনেক বেশি হয়। ফলে C—H বন্ধনের শেয়ারকৃত ইলেকট্রন যুগল কার্বন পরমাণু নিজের দিকে অধিক জোরে আকর্ষণ করে। এর ফলে C—H বন্ধন দুর্বল ও অত্যন্ত পোলার হয়ে পড়ে এবং হাইড্রোজেন পরমাণুটি প্রোটন (H⁺) হিসেবে সহজে বিমুক্ত হতে পারে। ফলে ক্ষার বা ক্ষারীয় ধাতব আয়নের সাথে বিক্রিয়ায় ধাতব লবণ গঠন করে। যেমন:
   HC≡CH + 2[Ag(NH₃)₂]OH → Ag—C≡C—Ag↓ + 4NH₃ + 2H₂O
   সুতরাং, গ্যাস তিনটির মধ্যে কেবল ইথাইন গ্যাসটি অম্লধর্মী আচরণ প্রদর্শন করে।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের গ্যাস মিশ্রণে ইথেন (C₂H₆), ইথিন (C₂H₄) এবং ইথাইন (C₂H₂) রয়েছে। এদের পৃথকীকরণের পদ্ধতি নিচে বিক্রিয়াসহ আলোচনা করা হলো:

   ধাপ ১: ইথাইন (C₂H₂) পৃথকীকরণ:
   গ্যাস মিশ্রণটিকে অ্যামোনিয়াযুক্ত কিউপ্রাস ক্লোরাইড [Cu₂(NH₃)₄Cl₂] দ্রবণের মধ্য দিয়ে চালনা করা হলে কেবল ইথাইন বিক্রিয়া করে লাল রঙের কপার অ্যাসিটিলাইডের অধঃক্ষেপ তৈরি করে। ইথেন ও ইথিন এতে দ্রবীভূত বা বিক্রিয়া না করে গ্যাস আকারে বের হয়ে যায়।
   বিক্রিয়া:
   HC≡CH + Cu₂(NH₃)₄Cl₂ → Cu—C≡C—Cu↓ (লাল অধঃক্ষেপ) + 2NH₄Cl + 2NH₃

   অধঃক্ষিপ্ত কপার অ্যাসিটিলাইডকে পৃথক করে লঘু হাইড্রোক্লোরিক এসিড (HCl) যোগ করে উত্তপ্ত করলে পুনরায় বিশুদ্ধ ইথাইন গ্যাস পাওয়া যায়:
   Cu—C≡C—Cu + 2HCl → HC≡CH↑ + Cu₂Cl₂

   ধাপ ২: ইথিন (C₂H₄) ও ইথেন (C₂H₆) পৃথকীকরণ:
   অবশিষ্ট গ্যাস মিশ্রণে থাকে ইথেন ও ইথিন। এই মিশ্রণটিকে কক্ষ তাপমাত্রায় গাঢ় সালফিউরিক এসিডের (H₂SO₄) মধ্য দিয়ে চালনা করা হয়। ইথিন গাঢ় H₂SO₄-এর সাথে যুক্ত হয়ে দ্রবণীয় ইথাইল হাইড্রোজেন সালফেট তৈরি করে, কিন্তু সম্পৃক্ত অ্যালকেন হওয়ার কারণে ইথেন কোনো বিক্রিয়া করে না এবং অপরিবর্তিত অবস্থায় নির্গম নল দিয়ে বের হয়ে যায়। এভাবে শুষ্ক অবস্থায় ইথেন গ্যাস সংগৃহীত হয়।
   বিক্রিয়া:
   CH₂=CH₂ + H₂SO₄ (গাঢ়) → CH₃—CH₂—OSO₃H (ইথাইল হাইড্রোজেন সালফেট)

   উৎপন্ন ইথাইল হাইড্রোজেন সালফেটকে পরবর্তীতে পানি সহযোগে প্রায় ১৬০°C–১৭০°C তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করলে পুনরায় বিশুদ্ধ ইথিন গ্যাস মুক্ত হয়:
   CH₃—CH₂—OSO₃H + H₂O → CH₂=CH₂↑ + H₂SO₄ (অথবা উত্তপ্ত করলে CH₂=CH₂ গ্যাস হিসেবে নির্গত হয়)।

   এভাবে পর্যায়ক্রমিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে গ্যাস মিশ্রণ থেকে ইথেন, ইথিন ও ইথাইনকে সম্পূর্ণরূপে পৃথক করা যায়।