রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যেসব তড়িৎদ্বারের বিভবের মান নিশ্চিতরূপে জানা থাকে এবং অন্য কোনো তড়িৎদ্বারের বিভব নির্ণয়ের জন্য যাদের প্রমাণ বা নির্দেশক হিসেবে ব্যবহার করা হয়, তাদের নির্দেশক তড়িৎদ্বার বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   তপ্ত তরল কাচকে হঠাৎ বা দ্রুত ঠান্ডা করলে কাচের অভ্যন্তরীণ স্তরের চেয়ে বাইরের স্তর দ্রুত সংকুচিত হয়, ফলে কাচের মধ্যে তীব্র অভ্যন্তরীণ পীড়ন বা টান সৃষ্টি হয় এবং কাচ ভঙ্গুর হয়ে সহজেই ফেটে যায়। কাচের এই অভ্যন্তরীণ পীড়ন দূর করে কাচ সামগ্রীকে মজবুত, দীর্ঘস্থায়ী এবং টেকসই করার উদ্দেশ্যে উত্তপ্ত কাচকে নিয়ন্ত্রিতভাবে ধীরে ধীরে ঠান্ডা করার প্রক্রিয়া বা অ্যানিলিং করা হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের কোষটির সামগ্রিক বিক্রিয়া:
   $\text{Zn(s)} + \text{Cu}^{2+}\text{(aq)} \rightleftharpoons \text{Zn}^{2+}\text{(aq)} + \text{Cu(s)}$

   এখানে স্থানান্তরিত ইলেকট্রন সংখ্যা, $n = 2$

   প্রমাণ কোষ বিভব,
   $E^\circ_{\text{cell}} = E^\circ_{\text{Zn}/\text{Zn}^{2+}} + E^\circ_{\text{Cu}^{2+}/\text{Cu}} = 0.76\text{ V} + 0.34\text{ V} = 1.10\text{ V}$

   নের্নস্টের সমীকরণ অনুযায়ী ($T = 25^\circ\text{C} = 298\text{ K}$ তাপমাত্রায়):
   $E_{\text{cell}} = E^\circ_{\text{cell}} - \frac{0.0591}{n} \log\frac{[\text{Zn}^{2+}]}{[\text{Cu}^{2+}]}$

   দেওয়া আছে,
   $[\text{Zn}^{2+}] = 0.5\text{ M}$
   $[\text{Cu}^{2+}] = 0.2\text{ M}$

   মান বসিয়ে পাই,
   $E_{\text{cell}} = 1.10 - \frac{0.0591}{2} \log\left(\frac{0.5}{0.2}\right)$
   $E_{\text{cell}} = 1.10 - 0.02955 \times \log(2.5)$
   $E_{\text{cell}} = 1.10 - 0.02955 \times 0.3979$
   $E_{\text{cell}} = 1.10 - 0.0118 = 1.0882\text{ V}$

   অতএব, উদ্দীপকের কোষটির তড়িৎ চালক বলের মান $1.088\text{ V}$ (প্রায়)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   হ্যাঁ, উদ্দীপকের কোষটি থেকে অধিক সময় ধরে তড়িৎ উৎপাদনের ক্ষেত্রে গুরুতর প্রতিবন্ধকতার সৃষ্টি হবে।

   উদ্দীপকের চিত্রটি গভীরভাবে পর্যবেক্ষণ করলে দেখা যায় যে, কোষের অ্যানোড দ্রবণ (ZnSO₄) এবং ক্যাথোড দ্রবণ (CuSO₄)-এর মধ্যে কোনো সংযোগ বা লবণ সেতু (Salt Bridge) যুক্ত করা হয়নি।

   তড়িৎ রাসায়নিক কোষে লবণ সেতু না থাকলে নিম্নলিখিত প্রতিবন্ধকতাগুলো সৃষ্টি হয়:
   ১. বর্তনী অপূর্ণতা: দুটি অর্ধকোষের দ্রবণ সরাসরি বা কোনো সংযোগকারী মাধ্যমের (যেমন: লবণ সেতু বা সচ্ছিদ্র পর্দা) দ্বারা যুক্ত না থাকায় কোষটির অভ্যন্তরীণ তড়িৎ বর্তনী অসম্পূর্ণ থাকে।
   ২. দ্রবণের তড়িৎ নিরপেক্ষতা নষ্ট হওয়া: অ্যানোড পাত্রে জারণের ফলে প্রতিনিয়ত $\text{Zn}^{2+}$ আয়ন মুক্ত হয়ে দ্রবণে প্রবেশ করতে থাকে, ফলে দ্রবণে ধনাত্মক চার্জের আধিক্য ঘটে। অন্যদিকে, ক্যাথোড পাত্রে বিজারণের ফলে $\text{Cu}^{2+}$ আয়ন সঞ্চিত হওয়ায় দ্রবণে $\text{SO}_4^{2-}$ আয়নের আধিক্য সৃষ্টি হয়।
   ৩. তরল সংযোগ বিভব সৃষ্টি ও বিক্রিয়া বন্ধ হওয়া: লবণ সেতু না থাকায় উৎপন্ন অতিরিক্ত চার্জসমূহ প্রশমিত হতে পারে না। ফলে অ্যানোডের অতিরিক্ত ধনাত্মক চার্জ নতুন $\text{Zn}^{2+}$ আয়ন দ্রবণে প্রবেশে বাধা দেয় এবং ক্যাথোডের ঋণাত্মক চার্জ নতুন ইলেকট্রন গ্রহণের পথে বাধা সৃষ্টি করে।

   ফলস্বরূপ, অতি অল্প সময়ের মধ্যেই কোষের তড়িৎ প্রবাহ বন্ধ হয়ে যাবে। সুতরাং, লবণ সেতু স্থাপন না করলে এই কোষটি থেকে দীর্ঘ সময় ধরে বিদ্যুৎ উৎপাদন সম্ভব নয়।