রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-লিখিত অনুমানভিত্তিক উত্তর—ধারণা ও সীমাবদ্ধতা নিচে উল্লেখ করা হয়েছে। এটি উৎসের যাচাইকৃত মূল উত্তর হিসেবে দাবি করা হচ্ছে না।

   স্পষ্ট অনুমান: ৩য় পাত্রের (C) গ্যাসের চাপ স্বাভাবিক বায়ুমণ্ডলীয় চাপ বা 1 atm (101325 Pa) ধরা হয়েছে। | ৩য় পাত্রের লেবেলে 'A (গ্যাস)' উল্লেখ থাকায় ঘনত্ব 1.25 g/L থেকে A গ্যাসের আণবিক ভর প্রায় 30.59 g/mol নির্ণয় করা হয়েছে (বিকল্পভাবে ১ম পাত্রের প্রচলিত প্রশ্নানুযায়ী 400 mL আয়তন ধরেও একই সিদ্ধান্ত আসে)।

   যে কার্বন পরমাণুর চারটি যোজনী চারটি ভিন্ন পরমাণু বা মূলক দ্বারা যুক্ত থাকে, তাকে কাইরাল কার্বন বা অপ্রতিসম কার্বন বলে।

2. খ)

   AI-লিখিত অনুমানভিত্তিক উত্তর—ধারণা ও সীমাবদ্ধতা নিচে উল্লেখ করা হয়েছে। এটি উৎসের যাচাইকৃত মূল উত্তর হিসেবে দাবি করা হচ্ছে না।

   স্পষ্ট অনুমান: ৩য় পাত্রের (C) গ্যাসের চাপ স্বাভাবিক বায়ুমণ্ডলীয় চাপ বা 1 atm (101325 Pa) ধরা হয়েছে। | ৩য় পাত্রের লেবেলে 'A (গ্যাস)' উল্লেখ থাকায় ঘনত্ব 1.25 g/L থেকে A গ্যাসের আণবিক ভর প্রায় 30.59 g/mol নির্ণয় করা হয়েছে (বিকল্পভাবে ১ম পাত্রের প্রচলিত প্রশ্নানুযায়ী 400 mL আয়তন ধরেও একই সিদ্ধান্ত আসে)।

   $\mathrm{NH}_3$ এবং $\mathrm{CH}_3-\mathrm{NH}_2$ এর মধ্যে $\mathrm{CH}_3-\mathrm{NH}_2$ (মিথাইল অ্যামিন)-এর ক্ষারকত্ব বেশি।

   কারণ: উভয় যৌগের নাইট্রোজেন পরমাণুতে একটি করে নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় বিদ্যমান, যা প্রোটনকে দান করার মাধ্যমে এরা লুইস ক্ষারক হিসেবে আচরণ করে। তবে মিথাইল অ্যামিনে একটি ইলেকট্রন প্রদানকারী মিথাইল মূলক ($-\mathrm{CH}_3$) যুক্ত থাকায় ধনাত্মক আবেশীয় ফলের (+I effect) কারণে নাইট্রোজেনের ওপর ইলেকট্রন মেঘের ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়। ফলে এটি সহজে প্রোটনকে নিঃসঙ্গ জোড় ইলেকট্রন দান করতে পারে। অন্যদিকে অ্যামোনিয়ায় কোনো অ্যালকাইল মূলক না থাকায় নাইট্রোজেনের ইলেকট্রন ঘনত্ব তুলনামূলক কম থাকে। তাই $\mathrm{CH}_3-\mathrm{NH}_2$ অধিক ক্ষারকীয়।

3. গ)

   AI-লিখিত অনুমানভিত্তিক উত্তর—ধারণা ও সীমাবদ্ধতা নিচে উল্লেখ করা হয়েছে। এটি উৎসের যাচাইকৃত মূল উত্তর হিসেবে দাবি করা হচ্ছে না।

   স্পষ্ট অনুমান: ৩য় পাত্রের (C) গ্যাসের চাপ স্বাভাবিক বায়ুমণ্ডলীয় চাপ বা 1 atm (101325 Pa) ধরা হয়েছে। | ৩য় পাত্রের লেবেলে 'A (গ্যাস)' উল্লেখ থাকায় ঘনত্ব 1.25 g/L থেকে A গ্যাসের আণবিক ভর প্রায় 30.59 g/mol নির্ণয় করা হয়েছে (বিকল্পভাবে ১ম পাত্রের প্রচলিত প্রশ্নানুযায়ী 400 mL আয়তন ধরেও একই সিদ্ধান্ত আসে)।

   উদ্দীপকের 'C' পাত্রে রক্ষিত গ্যাসটির ক্ষেত্রে—
   তাপমাত্রা, $T = 25^\circ\text{C} = (25 + 273.15)\text{ K} = 298.15\text{ K}$
   ঘনত্ব, $d = 1.25\text{ g L}^{-1} = 1.25\text{ kg m}^{-3}$
   স্বাভাবিক বায়ুমণ্ডলীয় চাপ, $P = 1\text{ atm} = 101325\text{ N m}^{-2}$
   গ্যাস ধ্রুবক, $R = 8.314\text{ J K}^{-1}\text{ mol}^{-1}$

   আমরা জানি, গ্যাসের মূল গড় বর্গবেগ (RMS বেগ),
   $c = \sqrt{\frac{3P}{d}}$
   $\implies c = \sqrt{\frac{3 \times 101325\text{ N m}^{-2}}{1.25\text{ kg m}^{-3}}} = \sqrt{243180} \approx 493.13\text{ m s}^{-1}$

   [বিকল্পভাবে: $M = \frac{dRT}{P} = \frac{1.25 \times 8.314 \times 298.15}{101325} = 0.03056\text{ kg mol}^{-1}$
   $c = \sqrt{\frac{3RT}{M}} = \sqrt{\frac{3 \times 8.314 \times 298.15}{0.03056}} \approx 493.13\text{ m s}^{-1}$]

   অতএব, 'C' গ্যাসটির RMS বেগ $493.13\text{ m s}^{-1}$।

4. ঘ)

   AI-লিখিত অনুমানভিত্তিক উত্তর—ধারণা ও সীমাবদ্ধতা নিচে উল্লেখ করা হয়েছে। এটি উৎসের যাচাইকৃত মূল উত্তর হিসেবে দাবি করা হচ্ছে না।

   স্পষ্ট অনুমান: ৩য় পাত্রের (C) গ্যাসের চাপ স্বাভাবিক বায়ুমণ্ডলীয় চাপ বা 1 atm (101325 Pa) ধরা হয়েছে। | ৩য় পাত্রের লেবেলে 'A (গ্যাস)' উল্লেখ থাকায় ঘনত্ব 1.25 g/L থেকে A গ্যাসের আণবিক ভর প্রায় 30.59 g/mol নির্ণয় করা হয়েছে (বিকল্পভাবে ১ম পাত্রের প্রচলিত প্রশ্নানুযায়ী 400 mL আয়তন ধরেও একই সিদ্ধান্ত আসে)।

   গ্রাহামের ব্যাপন সূত্রানুসারে, একই তাপমাত্রা ও চাপে কোনো গ্যাসের ব্যাপন হার ($r$) তার আণবিক ভরের ($M$) বর্গমূলের ব্যস্তানুপাতিক:
   $r \propto \frac{1}{\sqrt{M}}$

   'B' গ্যাসের আণবিক ভর ($M_B$) নির্ণয়:
   উদ্দীপক মতে B গ্যাসের ক্ষেত্রে:
   ভর, $w_B = 0.7\text{ g}$
   চাপ, $P_B = 760\text{ mm(Hg)} = 1\text{ atm}$
   আয়তন, $V_B = 350\text{ mL} = 0.35\text{ L}$
   তাপমাত্রা, $T_B = 27^\circ\text{C} = (27 + 273)\text{ K} = 300\text{ K}$
   আদর্শ গ্যাস ধ্রুবক, $R = 0.0821\text{ L atm K}^{-1}\text{ mol}^{-1}$

   আমরা জানি,
   $P_B V_B = \frac{w_B}{M_B} R T_B$
   $\implies M_B = \frac{w_B R T_B}{P_B V_B} = \frac{0.7 \times 0.0821 \times 300}{1 \times 0.35} = 49.26\text{ g mol}^{-1}$

   'A' গ্যাসের আণবিক ভর ($M_A$) নির্ণয়:
   উদ্দীপকে ৩য় পাত্রে গ্যাসটির নাম 'A (গ্যাস)' হিসেবে উল্লেখ থাকায়, এর ঘনত্ব $d_A = 1.25\text{ g L}^{-1}$ ($25^\circ\text{C}$ ও $1\text{ atm}$ চাপে):
   $M_A = \frac{d_A R T}{P} = \frac{1.25 \times 0.0821 \times 298.15}{1} \approx 30.59\text{ g mol}^{-1}$
   (নোট: যদি ১ম পাত্রের আয়তন বোর্ডের অনুরূপ প্রশ্নে উল্লিখিত $400\text{ mL} = 0.4\text{ L}$ ধরা হয়, তবে $M_A = \frac{0.6 \times 0.0821 \times 300}{(750/760) \times 0.4} \approx 37.45\text{ g mol}^{-1}$)

   ব্যাপন হারের তুলনা:
   উভয় ক্ষেত্রেই দেখা যায়, $M_A < M_B$ ($30.59 < 49.26$ অথবা $37.45 < 49.26$)।

   একই তাপমাত্রায় গ্রাহামের সূত্রানুসারে:
   $\frac{r_A}{r_B} = \sqrt{\frac{M_B}{M_A}} = \sqrt{\frac{49.26}{30.59}} \approx 1.27 > 1$

   যেহেতু 'A' গ্যাসের আণবিক ভর 'B' গ্যাসের তুলনায় কম, তাই একই তাপমাত্রায় উদ্দীপকের A গ্যাসের ব্যাপন হার B গ্যাসের তুলনায় বেশি হবে।