রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কাঁচা চামড়াকে পচনের হাত থেকে রক্ষা করে টেকসই, ব্যবহারোপযোগী ও স্থায়ী চামড়ায় রূপান্তরিত করার রাসায়নিক প্রক্রিয়াই হলো চামড়া ট্যানিং (Tanning)।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   পরমাণু ও ন্যানো কণার মধ্যে প্রধান পার্থক্যসমূহ নিম্নরূপ:

   ১. আকার: পরমাণুর আকার সাধারণত ০.১ ন্যানোমিটার বা ১ অ্যাংস্ট্রম (Å) এর কাছাকাছি হয়। পক্ষান্তরে, ন্যানো কণার আকার ১ থেকে ১০০ ন্যানোমিটার (nm) পরিসরে বিস্তৃত থাকে।

   ২. গঠন: পরমাণু হলো কোনো মৌলিক পদার্থের অবিভাজ্য বা ক্ষুদ্রতম একক, যা একক সত্তা হিসেবে বিদ্যমান। কিন্তু ন্যানো কণা সাধারণত শত শত বা হাজার হাজার পরমাণু বা অণু একত্রিত হয়ে গঠিত একটি গুচ্ছ বা কণা।

   ৩. বৈশিষ্ট্য: পরমাণুর ক্ষেত্রে কোয়ান্টাম মেকানিক্স সরাসরি প্রযোজ্য। অপরদিকে ন্যানো কণার পৃষ্ঠতলের ক্ষেত্রফল আয়তনের তুলনায় অত্যন্ত বেশি হওয়ায় এটি বিশেষ ধরনের অপটিক্যাল, অনুঘটকীয় ও চৌম্বকীয় ধর্ম প্রদর্শন করে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে 'K' শিল্পের দূষক হিসেবে SOₓ, NOₓ, Hg, SiO₂ এবং CaCO₃ এর গুঁড়া উল্লেখ থাকায় এটি স্পষ্টত সিমেন্ট শিল্প-কে নির্দেশ করে।

   সিমেন্ট উৎপাদনের মূলনীতি ও রাসায়নিক সমীকরণ:
   সিমেন্ট উৎপাদনের মূল কাঁচামাল হলো ক্যালসিয়ামঘটিত পদার্থ (যেমন: চুনাপাথর, CaCO₃) এবং সিলিকাঘটিত পদার্থ (যেমন: ক্লে বা কাদামাটি, যাতে মূলত SiO₂, Al₂O₃ ও Fe₂O₃ থাকে)। সিমেন্ট মূলত পোর্টল্যান্ড সিমেন্ট তৈরির প্রক্রিয়ায় উৎপন্ন হয়।

   ১. কাঁচামালের প্রস্তুতি ও উত্তপ্তকরণ: চুনাপাথর এবং ক্লে নির্দিষ্ট অনুপাতে মিশিয়ে ঘূর্ণায়মান চুল্লিতে (Rotary kiln) ১৪০০°-১৫০০°C তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হয়। প্রথমে চুনাপাথর বিয়োজিত হয়ে চুন (CaO) তৈরি করে:
   CaCO₃ (s) --Δ--> CaO (s) + CO₂ (g)

   ২. ক্লিঙ্কার গঠন (উচ্চ তাপমাত্রার বিক্রিয়া): উৎপন্ন চুন এবং ক্লে-এর উপাদানগুলোর বিক্রিয়ায় ক্যালসিয়াম সিলিকেট ও অ্যালুমিনেটের মিশ্রণ তথা 'ক্লিঙ্কার' গঠিত হয়:
   ২CaO + SiO₂ ---> Ca₂SiO₄ (ডাই-ক্যালসিয়াম সিলিকেট, C₂S)
   ৩CaO + SiO₂ ---> Ca₃SiO₅ (ট্রাই-ক্যালসিয়াম সিলিকেট, C₃S)
   ৩CaO + Al₂O₃ ---> Ca₃Al₂O₆ (ট্রাই-ক্যালসিয়াম অ্যালুমিনেট, C₃A)
   ৪CaO + Al₂O₃ + Fe₂O₃ ---> Ca₄Al₂Fe₂O₁₀ (টেট্রা-ক্যালসিয়াম অ্যালুমিনোফেরাইট, C₄AF)

   ৩. সিমেন্ট উৎপাদন: ক্লিঙ্কারকে শীতল করে তার সাথে ২-৩% জিপসাম (CaSO₄·2H₂O) মিশিয়ে অত্যন্ত সূক্ষ্মভাবে চূর্ণ করা হয়, যা পোর্টল্যান্ড সিমেন্ট হিসেবে বাজারজাত করা হয়। জিপসাম সিমেন্ট জমাট বাঁধার সময়কে (setting time) নিয়ন্ত্রণ ও বিলম্বিত করে।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে 'H' হলো ট্যানারি বা চামড়া শিল্প এবং 'K' হলো সিমেন্ট শিল্প। উভয় শিল্পই বায়ু, পানি ও মৃত্তিকা দূষণের জন্য দায়ী। এ দূষণ প্রতিরোধে করণীয় পদক্ষেপসমূহ নিচে বিশ্লেষণ করা হলো:

   ১. 'H' বা ট্যানারি শিল্পের দূষণ প্রতিরোধে করণীয়:

   • ইটিপি (ETP - Effluent Treatment Plant) স্থাপন: ট্যানারির বিষাক্ত তরল বর্জ্য (Cr³⁺, Cr⁶⁺, S²⁻, এসিড ইত্যাদি) সরাসরি জলাশয়ে না ফেলে অবশ্যই কার্যকরী কেন্দ্রীয় বর্জ্য শোধনাগার বা ইটিপির মাধ্যমে পরিশোধন করতে হবে।
   • ক্রোমিয়াম পুনরুদ্ধার ও পুনর্ব্যবহার: ট্যানিং প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত ক্রোমিয়াম বর্জ্য থেকে রাসায়নিক উপায়ে Cr³⁺ অধঃক্ষিপ্ত ও পুনরুদ্ধার করে পুনরায় ব্যবহার করতে হবে, যাতে ভারী ধাতু পরিবেশে না মেশে।
   • পরিবেশবান্ধব পদ্ধতির ব্যবহার: ক্ষতিকর কেমিক্যালের পরিবর্তে বিকল্প এনজাইমেটিক পদ্ধতি বা উদ্ভিজ্জ ট্যানিং (Vegetable tanning) ব্যবহার বৃদ্ধি করা।
   • কঠিন বর্জ্য ব্যবস্থাপনা: চামড়ার ছাঁট ও চর্বিজাতীয় কঠিন বর্জ্য পৃথক করে তা থেকে বায়োগ্যাস, বাফার সামগ্রী বা জৈব সার তৈরিতে কাজে লাগানো।

   ২. 'K' বা সিমেন্ট শিল্পের দূষণ প্রতিরোধে করণীয়:

   • ধূলিকণা নিয়ন্ত্রণ: সিমেন্ট কারখানা থেকে নির্গত CaCO₃, SiO₂ ইত্যাদি গুঁড়া বাতাসে মেশা রোধ করতে 'ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক প্রিসিপিটেটর' (ESP) এবং ব্যাগ ফিল্টার ব্যবহার করা।
   • গ্যাসীয় দূষক দূরীকরণ: ফ্লু গ্যাসে উপস্থিত SOₓ এবং NOₓ দূর করতে স্ক্রাবার (Scrubber) এবং লো-NOₓ বার্নার ব্যবহার করা প্রয়োজন।
   • বিকল্প ও পরিষ্কার জ্বালানির ব্যবহার: কয়লা পোড়ানোর ফলে নির্গত Hg ও অন্যান্য দূষক কমাতে প্রাকৃতিক গ্যাস বা অন্যান্য পরিচ্ছন্ন জ্বালানি ব্যবহার করা।

   পরিশেষে, পরিবেশ সংরক্ষণ আইন যথাযথভাবে প্রয়োগ, আধুনিক প্রযুক্তির ব্যবহার এবং বর্জ্য পুনর্ব্যবহারের মাধ্যমেই উদ্দীপকের বর্ণিত শিল্পসমূহের দূষণ কার্যকরভাবে প্রতিরোধ করা সম্ভব।