রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   রাসায়নিক নিক্তির বিমের উপর দিয়ে ডানে বা বামে সরানো যায় এমন নির্দিষ্ট ভরের (সাধারণত ৫ মিলিগ্রাম বা ১০ মিলিগ্রাম) প্ল্যাটিনাম বা অ্যালুমিনিয়ামের তৈরি ছোট ধাতব তারের বাঁকানো টুকরাকে রাইডার বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   মানবদেহের রক্তের স্বাভাবিক pH একটি নির্দিষ্ট সীমার মধ্যে (প্রায় ৭.৩৫–৭.৪৫) থাকে। রক্তে বিভিন্ন ধরনের বাফার সিস্টেম কার্যকর থাকে, যার মধ্যে প্রধান হলো কার্বনিক এসিড–বাইকার্বনেট বাফার ($H_2CO_3 / HCO_3^-$), ফসফেট বাফার ($H_2PO_4^- / HPO_4^{2-}$) এবং প্রোটিন বাফার সিস্টেম (যেমন হিমোগ্লোবিন)। বিপাকীয় ক্রিয়াকলাপের ফলে রক্তে এসিড ($H^+$) বা ক্ষার ($OH^-$) প্রবেশ করলে বাফার উপাদানের সাথে তা প্রশমিত হয়ে যায় এবং রক্তের pH প্রায় অপরিবর্তিত থাকে। সামান্য এসিড বা ক্ষার যোগ হওয়া সত্ত্বেও pH স্থির রাখতে পারে বলেই রক্ত একটি বাফার দ্রবণ।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের পাত্র-২ এ রয়েছে দুই কার্বনবিশিষ্ট মনোকার্বক্সিলিক এসিড অর্থাৎ ইথানয়িক এসিড বা এসিটিক এসিডের ($CH_3COOH$) ৬% দ্রবণ, যাকে ভিনেগার বলা হয়।

   ভিনেগারের সাহায্যে খাদ্য সংরক্ষণের কৌশল নিম্নরূপ:
   ১. pH হ্রাসকরণ: ভিনেগারে প্রধান উপাদান এসিটিক এসিড জলীয় দ্রবণে সামান্য বিয়োজিত হয়ে হাইড্রোজেন আয়ন ($H^+$) তৈরি করে এবং মাধ্যমের pH কমিয়ে ৩.০ থেকে ৪.০ এর কাছাকাছি নিয়ে আসে:
   $CH_3COOH \rightleftharpoons CH_3COO^- + H^+$
   অধিকাংশ ক্ষতিকর ব্যাকটেরিয়া এবং অণুজীবের বেঁচে থাকা ও বৃদ্ধির জন্য অনুকূল pH হলো ৬.৫ থেকে ৭.৫। কম pH-যুক্ত অম্লীয় পরিবেশে ব্যাকটেরিয়া বংশবৃদ্ধি করতে পারে না।

   ২. ব্যাকটেরিয়া কোষের ক্ষতিসাধন: অবিয়োজিত $CH_3COOH$ অণু সহজেই অণুজীবের কোষপ্রাচীর ভেদ করে ব্যাকটেরিয়ার সাইটোপ্লাজমে প্রবেশ করে। সেখানে গিয়ে এসিড বিয়োজিত হয়ে ব্যাকটেরিয়ার অভ্যন্তরীণ উৎসেচকের (enzyme) সক্রিয়তা নষ্ট করে দেয়।

   ৩. অণুজীব ধ্বংস: অম্লীয় পরিবেশের ফলে অণুজীবের প্রোটিন বিকৃত হয়ে যায় এবং তাদের বিপাক ক্রিয়া বন্ধ হয়ে ব্যাকটেরিয়াগুলো বিনষ্ট হয়। ফলে আচার, চাটনি ও অন্যান্য খাদ্যদ্রব্য দীর্ঘদিন ভালো থাকে।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে পাত্র-১ এ রয়েছে $MOH$ ক্ষার ($M = Na$, অর্থাৎ $NaOH$, কারণ আণবিক ভর ৪০)। তবে চিত্রে পাত্র-১ এর দ্রবণের আয়তন অস্পষ্ট/অনুপস্থিত। মূল প্রশ্ন (ঢাকা বোর্ড ২০১৯) অনুসারে পাত্র-১ এ দ্রবণের আয়তন ছিল $25\text{ mL}$।

   ১. পাত্র-১ এর ক্ষারের মোল সংখ্যা:
   $n_{MOH} = \frac{0.65\text{ M} \times 25\text{ mL}}{1000} = 0.01625\text{ mol}$

   ২. পাত্র-২ এর এসিড ইথানয়িক এসিড ($CH_3COOH$), যার আণবিক ভর $60\text{ g/mol}$।
   $6\%$ দ্রবণ অর্থাৎ $100\text{ mL}$ এ আছে $6\text{ g}$ এসিড।
   ঘনমাত্রা, $S = \frac{6 \times 1000}{60 \times 100} = 1.0\text{ M}$
   পাত্র-২ এর দ্রবণের আয়তন $= 20\text{ mL}$
   $n_{CH_3COOH} = \frac{1.0\text{ M} \times 20\text{ mL}}{1000} = 0.02\text{ mol}$

   ৩. বিক্রিয়া:
   $CH_3COOH + MOH \rightarrow CH_3COOM + H_2O$
   এখানে $0.01625\text{ mol } MOH$, $0.01625\text{ mol } CH_3COOH$ এর সাথে বিক্রিয়া করে $0.01625\text{ mol } CH_3COOM$ লবণ তৈরি করে।
   অবশিষ্ট $CH_3COOH$ এর পরিমাণ $= 0.02 - 0.01625 = 0.00375\text{ mol}$

   মিশ্রণে দুর্বল এসিড ($CH_3COOH$) এবং এর অনুবন্ধী লবণ ($CH_3COOM$) বিদ্যমান থাকায় এটি একটি অম্লীয় বাফার দ্রবণ।
   হেন্ডারসন-হ্যাসেলবালখ সমীকরণ অনুসারে,
   $\text{pH} = \text{pK}_a + \log\frac{[\text{Salt}]}{[\text{Acid}]}$
   $\text{pK}_a = -\log(1.8 \times 10^{-5}) = 4.74$
   $\text{pH} = 4.74 + \log\left(\frac{0.01625}{0.00375}\right) = 4.74 + 0.637 = 5.38$

   ৪. সামান্য পরিমাণ $\text{HCl}$ যোগ করার প্রভাব:
   মিশ্রিত বাফার দ্রবণে সামান্য পরিমাণ $\text{HCl}$ যোগ করলে তা থেকে বিয়োজিত $H^+$ আয়ন মিশ্রণে উপস্থিত লবণ থেকে উৎপন্ন এসিটেট আয়ন ($CH_3COO^-$) দ্বারা প্রশমিত হয়ে অবিয়োজিত এসিটিক এসিড তৈরি করে:
   $CH_3COO^- + H^+ \rightleftharpoons CH_3COOH$
   ফলে দ্রবণে মুক্ত $H^+$ আয়নের ঘনমাত্রা বৃদ্ধি পায় না এবং দ্রবণের pH মানের উল্লেখযোগ্য কোনো পরিবর্তন হয় না (pH প্রায় অপরিবর্তিত থাকে)।