রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যেসব পদার্থ অন্য কোনো পদার্থ থেকে এক জোড়া ইলেকট্রন গ্রহণ করতে পারে, তাদেরকে লুইস এসিড বলে (যেমন: BF₃, AlCl₃)।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যে দ্রবণের ঘনমাত্রা সঠিকভাবে জানা থাকে, তাকে প্রমাণ দ্রবণ বলে।
   নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় প্রতি লিটার দ্রবণে যদি ১ মোলের দশ ভাগের এক ভাগ অর্থাৎ ০.১ মোল দ্রব দ্রবীভূত থাকে, তবে তাকে ডেসিমোলার দ্রবণ বলা হয়। যেহেতু ডেসিমোলার দ্রবণের ঘনমাত্রা সুনির্দিষ্টভাবে ০.১ M (বা ০.১ mol/L) জানা থাকে, তাই ডেসিমোলার দ্রবণ একটি প্রমাণ দ্রবণ।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে সোডিয়াম বেনজোয়েটকে সোডালাইম (NaOH + CaO) সহ উত্তপ্ত করলে ডিকার্বক্সিলেশন বিক্রিয়ায় বেনজিন ('P') উৎপন্ন হয়। বেনজিন শুষ্ক AlCl₃ এর উপস্থিতিতে CH₃Cl এর সাথে বিক্রিয়া করে টলুইন ('Q') গঠন করে।
   অতএব, 'Q' যৌগটি হলো টলুইন (C₆H₅-CH₃)।

   বিভিন্ন অবস্থায় টলুইনের সাথে Cl₂ এর বিক্রিয়া নিচে দেখানো হলো:

   ১. হ্যালোজেন বাহকের উপস্থিতিতে (ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন):
   অন্ধকারে বা কম তাপমাত্রায় হ্যালোজেন বাহক (যেমন- Fe বা FeCl₃ চূর্ণ)-এর উপস্থিতিতে টলুইন Cl₂ এর সাথে বিক্রিয়া করে অর্থো-ক্লোরোটলুইন এবং প্যারা-ক্লোরোটলুইনের মিশ্রণ তৈরি করে।
   বিক্রিয়া:
   C₆H₅CH₃ + Cl₂ ⎯⎯⎯→ o-ক্লোরোটলুইন + p-ক্লোরোটলুইন + HCl
   (এখানে -CH₃ মূলক অর্থো-প্যারা নির্দেশক হওয়ায় এই বিক্রিয়া ঘটে)।

   ২. সূর্যালোক ও উচ্চ তাপমাত্রায় (পার্শ্ব-শিকল প্রতিস্থাপন):
   হ্যালোজেন বাহকের অনুপস্থিতিতে ফুটন্ত টলুইনে সূর্যালোক বা অতিবেগুনি রশ্মির (hν) উপস্থিতিতে ক্লোরিন চালনা করলে বলয়ে কোনো প্রতিস্থাপন না ঘটে মিথাইল পার্শ্ব-শিকলে ফ্রি-র‍্যাডিক্যাল প্রক্রিয়ায় ক্রমান্বয়ে ক্লোরিনেশন ঘটে:
   (i) C₆H₅CH₃ + Cl₂ ⎯⎯→ C₆H₅CH₂Cl (বেনজাইল ক্লোরাইড) + HCl
   (ii) C₆H₅CH₂Cl + Cl₂ ⎯⎯→ C₆H₅CHCl₂ (বেনজাল ক্লোরাইড) + HCl
   (iii) C₆H₅CHCl₂ + Cl₂ ⎯⎯→ C₆H₅CCl₃ (বেনজোট্রাইক্লোরাইড) + HCl

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক মতে, বেনজিনকে গাঢ় HNO₃ ও গাঢ় H₂SO₄ সহ ৫০°-৬০°C তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করলে নাইট্রোবেনজিন উৎপন্ন হয়। অতএব, 'Q' হলো টলুইন (C₆H₅-CH₃) এবং 'R' হলো নাইট্রোবেনজিন (C₆H₅-NO₂)।
   টলুইন ও নাইট্রোবেনজিনের নাইট্রেশনে উৎপন্ন উৎপাদের ভিন্নতা অনুরণন (Resonance) কাঠামোর মাধ্যমে বিশ্লেষণ করা হলো:

   ১. টলুইন ('Q') এর নাইট্রেশন:
   টলুইনের বেনজিন বলয়ে যুক্ত মিথাইল মূলক (-CH₃) একটি ইলেকট্রন প্রদানকারী মূলক। হাইপারকনজুগেশন ও আবেশীয় প্রভাবের ফলে মিথাইল মূলক বেনজিন বলয়ের দিকে ইলেকট্রন ঘনত্ব ঠেলে দেয়।
   অনুরণনের ফলে অর্থো (ortho) ও প্যারা (para) অবস্থানে ইলেকট্রন ঘনত্ব মেটা (meta) অবস্থানের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়।
   ফলে নাইট্রেশন বিক্রিয়ায় আগত ইলেকট্রোফাইল নাইট্রোনিয়াম আয়ন (NO₂⁺) সহজেই অপেক্ষাকৃত বেশি ইলেকট্রন ঘনত্ববিশিষ্ট অর্থো ও প্যারা অবস্থানে আক্রমণ করে। তাই টলুইনের নাইট্রেশনে অর্থো-নাইট্রোটলুইন ও প্যারা-নাইট্রোটলুইন উৎপন্ন হয়। অর্থাৎ -CH₃ মূলক একটি বলয় সক্রিয়কারী ও অর্থো-প্যারা নির্দেশক।

   ২. নাইট্রোবেনজিন ('R') এর নাইট্রেশন:
   নাইট্রোবেনজিনে বলয়ের সাথে যুক্ত নাইট্রো মূলক (-NO₂) একটি শক্তিশালী ইলেকট্রন-আকর্ষী মূলক (-M প্রভাব)। অনুরণনের কারণে নাইট্রো মূলক পাই-ইলেকট্রনকে বেনজিন বলয় থেকে নিজের দিকে টেনে নেয়।
   অনুরণন কাঠামোগুলো লক্ষ করলে দেখা যায় যে, অর্থো ও প্যারা অবস্থানগুলোতে আংশিক ধনাত্মক আধান (+δ) সৃষ্টি হয়, যার ফলে ঐ অবস্থানসমূহে ইলেকট্রন ঘনত্ব অত্যন্ত কমে যায়। তুলনামূলকভাবে মেটা অবস্থানে ইলেকট্রন ঘনত্ব অর্থো ও প্যারা অবস্থানের চেয়ে কিছুটা বেশি থাকে।
   তাই নাইট্রেশনকালে আক্রমণকারী ইলেকট্রোফাইল (NO₂⁺) বাধ্য হয়ে মেটা অবস্থানে যুক্ত হয় এবং মেটা-ডাইনাইট্রোবেনজিন গঠন করে। অর্থাৎ -NO₂ মূলক একটি বলয় নিষ্ক্রিয়কারী ও মেটা-নির্দেশক।

   সুতরাং, অনুরণন প্রভাবের কারণে টলুইন অর্থো ও প্যারা-নাইট্রোটলুইন দেয়, কিন্তু নাইট্রোবেনজিন মেটা-ডাইনাইট্রোবেনজিন উৎপন্ন করে।