রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ঝুঁকিপূর্ণ রাসায়নিক পদার্থের বোতল বা পাত্রের গায়ে ঝুঁকি ও ঝুঁকির মাত্রা প্রকাশের জন্য আন্তর্জাতিকভাবে স্বীকৃত যেসব সাংকেতিক চিহ্ন ব্যবহৃত হয়, সেগুলোকে হ্যাজার্ড প্রতীক বা হ্যাজার্ড সিম্বল (Hazard Symbol) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ২৫° সে. তাপমাত্রায় বিশুদ্ধ পানির আয়নিক গুণফল, K_w = [H⁺][OH⁻] = 1.0 × 10⁻¹⁴ mol²·L⁻²।
   উভয়পক্ষে ঋণাত্মক লগারিদম (-log) গ্রহণ করলে পাওয়া যায়:
   -log[H⁺] + (-log[OH⁻]) = -log(1.0 × 10⁻¹⁴)
   বা, pH + pOH = 14।
   কোনো দ্রবণে সর্বোচ্চ অম্লীয় অবস্থায় [H⁺] = 1 M হলে pH = -log(1) = 0 হয় এবং ঐ অবস্থায় pOH = 14 হয়। আবার, সর্বোচ্চ ক্ষারীয় অবস্থায় [OH⁻] = 1 M হলে pOH = 0 এবং pH = 14 হয়।
   সাধারণত জলীয় দ্রবণে H⁺ ও OH⁻ এর মোলার ঘনমাত্রার সীমা 1 M থেকে 10⁻¹⁴ M এর মধ্যে কার্যকরভাবে বিবেচনা করা হয়। তাই সাধারণ জলীয় দ্রবণের জন্য pH স্কেলের মান 0 থেকে 14 এর মধ্যে সীমাবদ্ধ থাকে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের বিক্রিয়াটি হলো:
   HCl + NaOH → NaCl + H₂O
   সুতরাং, বিক্রিয়ায় উৎপন্ন যৌগ X হলো সোডিয়াম ক্লোরাইড (NaCl), যা খাদ্য লবণ নামে পরিচিত।

   NaCl একটি উৎকৃষ্ট প্রাকৃতিক খাদ্য সংরক্ষক (food preservative)। এর সংরক্ষণ কৌশল নিচে আলোচনা করা হলো:
   ১. খাদ্যবস্তুতে লবণ যোগ করলে (সল্টিং প্রক্রিয়ায়) খাদ্যবস্তুর পৃষ্ঠে একটি গাঢ় লবণ দ্রবণ তৈরি হয়। খাদ্য আক্রমণকারী ব্যাকটেরিয়া বা অন্যান্য অণুজীবের কোষের অভ্যন্তরের তরলের তুলনায় এই লবণ দ্রবণের ঘনত্ব অনেক বেশি (হাইপারটনিক) হয়।
   ২. ফলে বহিঃঅভিস্রবণ (Exoosmosis) প্রক্রিয়ায় ব্যাকটেরিয়ার কোষের ভেতর থেকে পানি বাইরে বেরিয়ে আসে। এর ফলে ব্যাকটেরিয়ার প্রোটোপ্লাজম সংকুচিত হয়ে যায় (প্লাজমোলাইসিস ঘটে) এবং ব্যাকটেরিয়া ধ্বংস হয়ে যায় বা নিষ্ক্রিয় হয়ে পড়ে।
   ৩. এছাড়া উচ্চ লবণের উপস্থিতি খাদ্যবস্তুর পানির সক্রিয়তা (Water activity) হ্রাস করে, ফলে এনজাইমের কার্যকারিতা ও ব্যাকটেরিয়ার বংশবৃদ্ধি সম্পূর্ণরূপে বন্ধ হয়ে যায়।

   মাছ, মাংস, আচার ইত্যাদি সংরক্ষণে আদিমকাল থেকেই সাধারণ লবণ (NaCl) প্রাকৃতিকভাবে সফলভাবে ব্যবহৃত হয়ে আসছে। তাই X (বা NaCl) একটি প্রাকৃতিক খাদ্য সংরক্ষক।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের অ্যাসিডটি হলো হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড (HCl)। এর পরিবর্তে হাইড্রোফ্লুওরিক অ্যাসিড (HF) ব্যবহার করলে প্রশমন তাপ বা ΔH এর মানের উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন ঘটবে এবং এর মান বৃদ্ধি পাবে (বেশি তাপ নির্গত হবে)।

   উদ্দীপকের তীব্র অ্যাসিড ও তীব্র ক্ষারের প্রশমন বিক্রিয়া:
   HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H₂O(l); ΔH = -57.34 kJ/mol
   তীব্র অ্যাসিড ও তীব্র ক্ষারের প্রশমন বিক্রিয়ায় মূলত H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l) সংঘটিত হয়, তাই এর মান ধ্রুবক থাকে (-57.34 kJ/mol)।

   কিন্তু HCl এর পরিবর্তে দুর্বল অ্যাসিড HF ব্যবহার করলে বিক্রিয়াটি হয়:
   HF(aq) + NaOH(aq) → NaF(aq) + H₂O(l)

   HF একটি দুর্বল অ্যাসিড হওয়ায় এর বিয়োজনের জন্য কিছু তাপ শোষিত হওয়ার কথা (সাধারণ দুর্বল অ্যাসিডের ক্ষেত্রে প্রশমন তাপের মান -57.34 kJ/mol অপেক্ষা কম হয়)। কিন্তু HF ও NaOH এর ক্ষেত্রে প্রশমন তাপের মান দাঁড়ায় প্রায় -68.6 kJ/mol (বা -68.3 kJ/mol)।

   এর কারণ হলো:
   ১. ফ্লুরিনের আকার অত্যন্ত ছোট এবং এর চার্জ ঘনত্ব অনেক বেশি।
   ২. HF দ্রবণ থেকে বিয়োজিত হয়ে উৎপন্ন F⁻ (ফ্লুরাইড) আয়নের জলযোজন বা হাইড্রেশন শক্তি (Hydration energy) অত্যন্ত উচ্চ মানের হয়।
   ৩. এই অতিরিক্ত হাইড্রেশন শক্তি HF-এর বিয়োজন শক্তির চেয়ে অনেক বেশি হওয়ায় অতিরিক্ত তাপ নির্গত হয়।

   ফলে মোট নির্গত তাপের পরিমাণ বেড়ে যায় এবং প্রশমন তাপের মান -57.34 kJ/mol থেকে বৃদ্ধি পেয়ে -68.6 kJ/mol হয়। সুতরাং, HCl এর পরিবর্তে HF ব্যবহার করলে বিক্রিয়ার ΔH-এর মানের পরিবর্তন হবে।