রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের কোনো গ্যাসের তাপমাত্রা প্রতি ডিগ্রি সেলসিয়াস বৃদ্ধি বা হ্রাসের জন্য গ্যাসটির 0°C তাপমাত্রার আয়তনের 1/273 অংশ যথাক্রমে বৃদ্ধি বা হ্রাস পায়।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   বাইসালফেট আয়ন (HSO₄⁻) প্রোটন (H⁺) দান ও গ্রহণ উভয় প্রক্রিয়াই সম্পন্ন করতে পারে বলে এটি একটি উভধর্মী আয়ন। ব্রনস্টেড-লাউরি মতবাদ অনুযায়ী, জলীয় দ্রবণে বা ক্ষারের উপস্থিতিতে HSO₄⁻ প্রোটন দান করে সালফেট আয়নে (SO₄²⁻) পরিণত হয়ে এসিড হিসেবে আচরণ করে: HSO₄⁻ + OH⁻ ⇌ SO₄²⁻ + H₂O। আবার, শক্তিশালী এসিডের উপস্থিতিতে এটি প্রোটন গ্রহণ করে সালফিউরিক এসিডে (H₂SO₄) পরিণত হয়ে ক্ষারক হিসেবে কাজ করে: HSO₄⁻ + H⁺ ⇌ H₂SO₄। যেহেতু এটি যুগপৎ এসিড ও ক্ষারকের ন্যায় আচরণ করতে পারে, তাই বাইসালফেট আয়ন একটি উভধর্মী আয়ন।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   দৃশ্যপট-২ অনুযায়ী,
   প্রথম গ্যাস (B) এর ক্ষেত্রে:
   চাপ, P₁ = 500 mm(Hg)
   আয়তন, V₁ = 200 mL

   দ্বিতীয় গ্যাস (C) এর ক্ষেত্রে:
   চাপ, P₂ = 200 mm(Hg)
   আয়তন, V₂ = 300 mL

   উভয় পাত্রের তাপমাত্রা 27°C অর্থাৎ তাপমাত্রা স্থির রয়েছে।
   স্টপকর্ক খুলে দিলে মিশ্রণের মোট আয়তন, V = V₁ + V₂ = 200 mL + 300 mL = 500 mL।

   বয়েল ও ডাল্টনের আংশিক চাপ নীতি অনুযায়ী গ্যাসদ্বয়ের মধ্যে বিক্রিয়া না ঘটলে মিশ্রণের মোট চাপ P হলে,
   PV = P₁V₁ + P₂V₂
   বা, P = (P₁V₁ + P₂V₂) / V
   বা, P = (500 × 200 + 200 × 300) / 500
   বা, P = (100000 + 60000) / 500
   বা, P = 160000 / 500
   বা, P = 320 mm(Hg)।

   অতএব, গ্যাস মিশ্রণের মোট চাপ হবে 320 mm(Hg) (বা 0.421 atm)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   দৃশ্যপট-১ এ দেখা যায়, A গ্যাসের সংকোচনশীলতার গুণাঙ্ক Z = 0.5 এবং B গ্যাসের সংকোচনশীলতার গুণাঙ্ক Z = 1.0। আমরা জানি, আদর্শ গ্যাসের ক্ষেত্রে Z = 1 হয়। সুতরাং, B গ্যাসটি একটি আদর্শ গ্যাস এবং A গ্যাসটি একটি বাস্তব গ্যাস।
   বাস্তব গ্যাস A নিম্নচাপ এবং উচ্চ তাপমাত্রায় B গ্যাসের মতো আদর্শ আচরণ করবে।

   যুক্তি:
   বাস্তব গ্যাসের ক্ষেত্রে ভ্যান ডার ওয়ালস সমীকরণটি হলো:
   (P + a/V²)(V - b) = RT (১ মোল গ্যাসের জন্য)

   ১. নিম্নচাপে: যখন চাপ অত্যন্ত কম (P → 0) হয়, তখন গ্যাসের আয়তন V অত্যন্ত বৃদ্ধি পায়। ফলে গ্যাসের নিজস্ব আয়তন 'b'-কে পাত্রের আয়তনের তুলনায় এবং আন্তঃআণবিক আকর্ষণজনিত চাপ সংশোধন পদ a/V²-কে প্রযুক্ত চাপ P-এর তুলনায় নগণ্য বিবেচনা করে উপেক্ষা করা যায়। তখন সমীকরণটি PV = RT বা PV/RT = Z = 1 এ রূপান্তরিত হয়।

   ২. উচ্চ তাপমাত্রায়: তাপমাত্রা অনেক বৃদ্ধি পেলে গ্যাসের অণুগুলোর গতিশক্তি অনেক বেড়ে যায়। ফলে তাদের মধ্যকার আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল অকার্যকর হয়ে পড়ে এবং গ্যাস অণুগুলো পরস্পর থেকে দূরে অবস্থান করায় তাদের কার্যকর আয়তনও মোট আয়তনের তুলনায় অতি নগণ্য হয়।

   সুতরাং, উচ্চ তাপমাত্রা ও নিম্নচাপের শর্তে বাস্তব গ্যাস A-এর সংকোচনশীলতার গুণাঙ্ক Z মান 1-এর কাছাকাছি পৌঁছে যায় এবং তা B গ্যাসের মতো আদর্শ আচরণ প্রদর্শন করে।