রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যেসব গ্যাস সকল তাপমাত্রা ও চাপে গ্যাস সূত্রসমূহ (যেমন- বয়েল, চার্লস ও অ্যাভোগাড্রোর সূত্র বা PV = nRT সমীকরণ) পুরোপুরি মেনে চলে না, তাদের বাস্তব গ্যাস বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ব্রনস্টেড-লাউরি মতবাদ অনুসারে, যেসব পদার্থ প্রোটন (H⁺) দান ও গ্রহণ উভয়ই করতে পারে, তাদের উভধর্মী পদার্থ বলে।

   HSO₄⁻ আয়ন ক্ষারের সাথে বিক্রিয়াকালে প্রোটন দান করে অ্যাসিড হিসেবে কাজ করে:
   HSO₄⁻ + OH⁻ ⇌ SO₄²⁻ + H₂O

   আবার, তীব্র অ্যাসিডের উপস্থিতিতে এটি প্রোটন গ্রহণ করে ক্ষারক হিসেবে কাজ করে:
   HSO₄⁻ + H⁺ ⇌ H₂SO₄

   যেহেতু HSO₄⁻ প্রোটন দান ও গ্রহণ উভয় প্রক্রিয়ায় অংশ নিতে পারে, তাই এটি একটি উভধর্মী পদার্থ।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের লেখচিত্রে ৫০ atm চাপে এবং PV = ০.৫ L-atm নির্দেশক যে নিমজ্জিত বিন্দুটি রয়েছে, সেটি X বিন্দু নির্দেশ করে।

   চিত্রানুসারে X বিন্দুতে:
   চাপ, P₁ = ৫০ atm
   PV = ০.৫ L-atm
   সুতরাং, আয়তন V₁ = (০.৫ / ৫০) L = ০.০১ L
   তাপমাত্রা, T₁ = ২৫ °C = (২৫ + ২৭৩) K = ২৯৮ K

   STP তে:
   চাপ, P₂ = ১ atm
   তাপমাত্রা, T₂ = ০ °C = ২৭৩ K
   আয়তন, V₂ = ?

   সমন্বিত গ্যাস সূত্রানুযায়ী:
   (P₁V₁) / T₁ = (P₂V₂) / T₂
   বা, V₂ = (P₁V₁ × T₂) / (T₁ × P₂)
   বা, V₂ = (০.৫ L-atm × ২৭৩ K) / (২৯৮ K × ১ atm)
   বা, V₂ = ১৩৬.৫ / ২৯৮ L ≈ ০.৪৫৮ L

   অতএব, STP তে X বিন্দুতে গ্যাসের আয়তন ০.৪৫৮ L (বা ৪৫৮ mL)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের লেখচিত্রে A, B ও C যথাক্রমে বিভিন্ন গ্যাসের জন্য PV বনাম P লেখচিত্র এবং এদের সংকোচনশীলতা গুণাঙ্ক Z = PV / nRT নির্দেশ করে। আদর্শ গ্যাসের ক্ষেত্রে Z = ১ হয়।

   ১. C গ্যাসের ক্ষেত্রে: লেখচিত্রে C রেখাটি P অক্ষের সমান্তরাল এবং এর PV ধ্রুবক (Z = ১)। এটি একটি আদর্শ গ্যাসকে নির্দেশ করে। আদর্শ গ্যাসের অণুগুলোর মধ্যে কোনো আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বা বিকর্ষণ বল নেই এবং পাত্রের আয়তনের তুলনায় এদের নিজস্ব আয়তন নগণ্য।

   ২. B গ্যাসের ক্ষেত্রে: B গ্যাসের জন্য সকল চাপেই Z > ১। H₂ বা He-এর মতো অত্যন্ত ক্ষুদ্র অণুর ক্ষেত্রে আন্তঃআণবিক ভ্যান ডার ওয়ালস আকর্ষণ বল অত্যন্ত দুর্বল থাকে। ফলে নিম্ন ও উচ্চ উভয় চাপেই অণুগুলোর নিজস্ব কার্যকর আয়তনের প্রভাব মুখ্য হয়, যা PV > nRT অর্থাৎ Z > ১ করে তোলে।

   ৩. A গ্যাসের ক্ষেত্রে: A গ্যাসের জন্য নিম্ন ও মাঝারি চাপে Z < ১ এবং উচ্চ চাপে Z > ১। N₂, O₂ বা CO₂-এর মতো বাস্তব গ্যাসগুলোতে নিম্ন ও মাঝারি চাপে অণুগুলোর মধ্যবর্তী আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল কার্যকর থাকে। আকর্ষণ বলের কারণে গ্যাসের প্রকৃত আয়তন প্রত্যাশিত আদর্শ আয়তনের চেয়ে কমে যায়, ফলে PV < nRT অর্থাৎ Z < ১ হয়। তবে উচ্চ চাপে অণুগুলো অত্যন্ত কাছাকাছি এলে এদের নিজস্ব আয়তন এবং আন্তঃআণবিক বিকর্ষণ বলের প্রভাব তীব্রভাবে বৃদ্ধি পায়, ফলে গ্যাসের সংকোচনশীলতা কমে গিয়ে Z > ১ হয়ে যায়।

   সুতরাং, আণবিক গঠন, কার্যকর আকর্ষণ বল এবং উচ্চ চাপে নিজস্ব কার্যকর আয়তনের ভিন্নতার কারণেই A, B ও C গ্যাসের সংকোচনশীলতা গুণাঙ্ক (Z)-এর মানে ভিন্নতা দেখা যায়।