রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যে পাতন প্রক্রিয়ায় কোনো তরলের উপরিস্থ বায়ুচাপ হ্রাস করে স্বাভাবিক স্ফুটনাঙ্কের চেয়ে কম তাপমাত্রায় তরলটিকে ফুটিয়ে বাষ্পীভূত ও ঘনীভূত করে পৃথক করা হয়, তাকে নিম্নচাপ পাতন বা শূন্য পাতন বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় কোনো স্বল্প দ্রবণীয় লবণের সম্পৃক্ত দ্রবণে উপস্থিত উপাদান আয়নসমূহের উপযুক্ত ঘাতসহ মোলার ঘনমাত্রার সর্বোচ্চ গুণফলকে ঐ তাপমাত্রায় ঐ লবণের দ্রাব্যতা গুণফল ($K_{sp}$) বলে।

   উদাহরণস্বরূপ, $A_xB_y$ ধরনের স্বল্প দ্রবণীয় লবণের ক্ষেত্রে জলীয় দ্রবণে বিয়োজন সাম্যাবস্থা হলো:
   $A_xB_y (s) \rightleftharpoons xA^{y+}(aq) + yB^{x-}(aq)$
   সুতরাং, দ্রাব্যতা গুণফল, $K_{sp} = [A^{y+}]^x \times [B^{x-}]^y$। এটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় নির্দিষ্ট লবণের জন্য একটি ধ্রুবক।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের A পাত্রে রয়েছে ব্লু-ভিট্রিওল বা তুঁতের ($CuSO_4\cdot 5H_2O$) সম্পৃক্ত দ্রবণ। এই দ্রবণ থেকে ব্লু-ভিট্রিওলকে পৃথক করার সবচেয়ে উপযুক্ত পদ্ধতি হলো 'কেলাসীকরণ' (Crystallization)। নিচে পদ্ধতিটি বর্ণনা করা হলো:

   ১. দ্রবণ প্রস্তুত ও পরিস্রাবণ: ব্লু-ভিট্রিওলের সম্পৃক্ত দ্রবণটিকে সামান্য উত্তপ্ত করে প্রয়োজনবোধে ফিল্টার কাগজ দিয়ে ছেঁকে নেওয়া হয়, যাতে কোনো অদ্রবণীয় অপদ্রব্য থাকলে তা দূর হয়।

   ২. বাষ্পীভবন: পরিশ্রুত দ্রবণটিকে একটি পোরসেলিন বাটিতে নিয়ে বুনসেন বার্নারের সাহায্যে ধীরে ধীরে উত্তপ্ত করে গাঢ় করা হয়। দ্রবণটি কেলাস বিন্দুতে পৌঁছেছে কি না তা দেখার জন্য কাচদণ্ডের মাথায় সামান্য দ্রবণ নিয়ে ফুঁ দিয়ে ঠাণ্ডা করে ক্ষুদ্র কেলাসের উপস্থিতি পর্যবেক্ষণ করা হয়।

   ৩. শীতলীকরণ: কেলাস বিন্দুতে পৌঁছালে তাপ দেওয়া বন্ধ করে বাটিটিকে ঢাকনা দিয়ে ঢেকে ধীরে ধীরে কক্ষ তাপমাত্রায় ঠাণ্ডা হতে দেওয়া হয়। তাপমাত্রা হ্রাসের সাথে সাথে ব্লু-ভিট্রিওলের দ্রাব্যতা কমে যায় এবং পাত্রের তলায় নীল বর্ণের সুন্দর দানাদার $CuSO_4\cdot 5H_2O$-এর কেলাস সৃষ্টি হয়।

   ৪. কেলাস পৃথকীকরণ ও শুষ্ককরণ: কেলাসসহ মিশ্রণটিকে বুকনার ফানেল বা সাধারণ ফিল্টার কাগজের সাহায্যে ছেঁকে নিয়ে মাতৃদ্রবণ থেকে কেলাস পৃথক করা হয়। এরপর কেলাসগুলোকে ফিল্টার কাগজের ভাঁজে চেপে অথবা ডেসিকেটরে রেখে শুকিয়ে বিশুদ্ধ ব্লু-ভিট্রিওল সংগ্রহ করা হয়।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের B পাত্রে রয়েছে গ্লুকোজ ও ল্যাকটোজের দ্রবণ। উভয়েই কার্বোহাইড্রেট শ্রেণির জৈব যৌগ এবং এদের গঠন ও রাসায়নিক প্রকৃতি খুবই কাছাকাছি হওয়ায় সাধারণ রাসায়নিক বা ভৌত পদ্ধতিতে এদের সহজে পৃথক করা যায় না। এদের সফলভাবে পৃথকীকরণের জন্য ক্রোমাটোগ্রাফিক পদ্ধতি, বিশেষত পেপার ক্রোমাটোগ্রাফি (Paper Chromatography) অথবা পাতলা স্তর ক্রোমাটোগ্রাফি (TLC) অত্যন্ত কার্যকর।

   পেপার ক্রোমাটোগ্রাফির ক্ষেত্রে মূলনীতি ও প্রয়োগ বিশ্লেষণ:
   ১. মূলনীতি: পেপার ক্রোমাটোগ্রাফি মূলত একটি বণ্টন (partition) ক্রোমাটোগ্রাফি। এতে সেলুলোজ ফিল্টার পেপারে আবদ্ধ জলীয় অংশ স্থির দশা (stationary phase) হিসেবে এবং একটি উপযুক্ত জৈব দ্রাবক মিশ্রণ (যেমন: বিউটানল, অ্যাসিটিক অ্যাসিড ও পানির মিশ্রণ) সচল দশা (mobile phase) হিসেবে কাজ করে।

   ২. পৃথকীকরণ কৌশল:

   • ক্রোমাটোগ্রাফি পেপারের নিচের প্রান্ত থেকে সামান্য উপরে একটি নির্দিষ্ট সরলরেখায় B পাত্রের দ্রবণটির অতি সূক্ষ্ম ফোঁটা কৈশিক নলের সাহায্যে ফেলে দাগ তৈরি করে শুকিয়ে নেওয়া হয়।
   • এরপর পেপারটিকে একটি উন্নয়ন চেম্বারে এমনভাবে ঝুলিয়ে দেওয়া হয় যাতে পেপারের নিচের অংশ সচল দ্রাবকে নিমজ্জিত থাকে, কিন্তু নমুনা বিন্দুটি দ্রাবকের ওপরে থাকে।
   • কৈশিক প্রক্রিয়ায় সচল দ্রাবক পেপারের ওপরের দিকে উঠতে থাকে। গ্লুকোজ (মনোস্যাকারাইড) এবং ল্যাকটোজের (ডাইস্যাকারাইড) অণুর আকার, স্থির ও সচল দশার প্রতি আসক্তি এবং দ্রাবক মিশ্রণে দ্রাব্যতার ভিন্নতার কারণে এরা ভিন্ন ভিন্ন গতিতে ওপরে ওঠে। গ্লুকোজের আণবিক আকার ছোট ও দ্রাব্যতা বেশি হওয়ায় এটি দ্রুত অগ্রসর হয়, ফলে দ্রাবক ফ্রন্টের সাথে দুটি আলাদা স্থানে উপাদান দুটি পৃথক হয়ে যায়।

   ৩. সনাক্তকরণ: উপাদান দুটি বর্ণহীন হওয়ায় পেপারটিকে শুকিয়ে উপযুক্ত রিএজেন্ট (যেমন: অ্যানিলিন ফ্যালেট দ্রবণ) স্প্রে করে উত্তপ্ত করলে রঙিন দাগের সৃষ্টি হয়। উপাদানসমূহের $R_f$ (Retention factor) মান গণনা করে গ্লুকোজ ও ল্যাকটোজ সুনির্দিষ্টভাবে চিহ্নিত ও পৃথক করা সম্ভব হয়।

   অতএব, B পাত্রের সূক্ষ্ম ও জটিল জৈব উপাদানদ্বয়কে বিশুদ্ধভাবে পৃথক ও শনাক্তকরণে ক্রোমাটোগ্রাফি একটি অত্যন্ত কার্যকর ও নির্ভরযোগ্য বিশ্লেষণাত্মক পদ্ধতি।