রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   F, O বা N-এর মতো তীব্র তড়িৎঋণাত্মক পরমাণুর সঙ্গে সমযোজী বন্ধনে যুক্ত হাইড্রোজেন এবং একই বা অন্য অণুর তড়িৎঋণাত্মক পরমাণুর নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড়ের মধ্যে সৃষ্ট বিশেষ আকর্ষণকে হাইড্রোজেন বন্ধন বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   প্রশ্নের তুলনাটি উল্টো লেখা: ফ্লোরিনের প্রথম ইলেকট্রন আসক্তি ক্লোরিনের চেয়ে কম, বেশি নয়।

   F-এর ছোট ও ঘন 2p অরবিটালে নতুন ইলেকট্রন ঢুকলে বিদ্যমান ইলেকট্রনের সঙ্গে বিকর্ষণ বেশি হয়। Cl-এর তুলনামূলক বড় 3p অরবিটালে এই বিকর্ষণ কম; তাই ইলেকট্রন যুক্ত হলে Cl বেশি শক্তি মুক্ত করে। শক্তি-মুক্তির পরিমাণ হিসেবে F প্রায় ৩২৮ এবং Cl প্রায় ৩৪৯ kJ mol⁻¹। F বেশি তড়িৎঋণাত্মক হওয়া এবং তার ইলেকট্রন আসক্তি বেশি হওয়া এক দাবি নয়।

   NIST-এর F পরিমাপ এবং Cl পরিমাপ এই ক্রম সমর্থন করে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   চিত্রে A পাত্রে AlCl₃-এর ভরঘনমাত্রা ১.৫ × ১০⁻³ g L⁻¹। Al = ২৭ ও Cl = ৩৫.৫ ধরে মোলার ভর = ২৭ + ৩ × ৩৫.৫ = ১৩৩.৫ g mol⁻¹।

   তাই $c=\frac{1.5\times10^{-3}}{133.5}=1.1236\times10^{-5}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$। আদর্শ সম্পূর্ণ আয়নীভবনে $\mathrm{AlCl_3\rightarrow Al^{3+}+3Cl^-}$; সুতরাং $[\mathrm{Al^{3+}}]=c$ এবং $[\mathrm{Cl^-}]=3c$। আনুষ্ঠানিক আয়নিক গুণফল $Q=[\mathrm{Al^{3+}}][\mathrm{Cl^-}]^3=27c^4=4.3033\times10^{-19}$।

   সীমাবদ্ধতা: এই গুণফলকে দ্রাব্যতা গুণফল $K_{sp}$ বলতে দ্রবণটি কঠিন AlCl₃-এর সঙ্গে সম্পৃক্ত সাম্যে আছে—এই অতিরিক্ত অনুমান লাগবে। চিত্রে সে তথ্য নেই; AlCl₃ সহজে দ্রবণীয়। তাই নিশ্চিতভাবে পাওয়া মানটি আনুষ্ঠানিক $Q$; ঘোষিত সম্পৃক্ততা-অনুমানে শুধু $K_{sp}=Q$ লেখা যায়। প্রদত্ত Al(OH)₃-এর $K_{sp}$ এই ক্লোরাইডের গুণফল নয়।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   প্রয়োজনীয় অনুমান: A ও B থেকে সমান আয়তন মেশানো হয়েছে, আয়তন যোগযোগ্য এবং পাঠ্যসমস্যার আদর্শ মুক্ত-আয়ন ঘনমাত্রা ব্যবহার করা হচ্ছে। চিত্রে আয়তন দেওয়া নেই; এই অনুমান ছাড়া একটিমাত্র সিদ্ধান্ত বাধ্যতামূলক নয়।

   A-তে $[\mathrm{Al^{3+}}]=1.1236\times10^{-5}$ M; B-তে $[\mathrm{OH^-}]=2.5\times10^{-2}$ M। সমান আয়তন মেশালে দুটিই অর্ধেক:

   $[\mathrm{Al^{3+}}]=5.6180\times10^{-6}$ M, $[\mathrm{OH^-}]=1.25\times10^{-2}$ M।

   Al(OH)₃-এর জন্য $Q=[\mathrm{Al^{3+}}][\mathrm{OH^-}]^3=(5.6180\times10^{-6})(1.25\times10^{-2})^3=1.0973\times10^{-11}$। প্রশ্নে দেওয়া $K_{sp}=1.2\times10^{-11}$; তাই $Q<K_{sp}$। এই আদর্শ গণনায় মিশ্রণটি Al(OH)₃-এর সাপেক্ষে অসম্পৃক্ত এবং অধঃক্ষেপ তৈরি হবে না। অতিরিক্ত OH⁻ থাকায় দ্রবণ ক্ষারীয়; আনুমানিক $pOH=-\log(0.0125)=1.903$, ফলে ২৫°C-এ $pH\approx12.10$।

   আয়তন যথাক্রমে $V_A,V_B$ হলে সাধারণ সূত্র $Q=\frac{(1.1236\times10^{-5})V_A}{V_A+V_B}\left[\frac{(2.5\times10^{-2})V_B}{V_A+V_B}\right]^3$। যেমন $V_B=3V_A$ হলে $Q\approx1.8516\times10^{-11}>K_{sp}$; তখন একই সরল মডেলে অধঃক্ষেপ শুরু হওয়ার সম্ভাবনা থাকে। কাজেই সমান-আয়তনের ‘অধঃক্ষেপ নেই’ সিদ্ধান্তকে যেকোনো অনুপাতে প্রযোজ্য বলা যাবে না। প্রকৃত Al-এর জলবিশ্লেষণ, সক্রিয়তা ও ক্ষারীয় জটিল আয়ন এই পাঠ্যগণনায় অন্তর্ভুক্ত নয়।