রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   পরমাণুর নিউক্লিয়াসের চারদিকে যে নির্দিষ্ট ত্রিমাত্রিক স্থানে ইলেকট্রন অবস্থানের সম্ভাবনা সবচেয়ে বেশি (সাধারণত ৯০-৯৫%), তাকে অরবিটাল বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   গ্লুবার লবণের সংকেত Na₂SO₄·10H₂O। এর দ্রাব্যতা তাপমাত্রার সাথে দুই ধরনের আচরণ প্রদর্শন করে। সাধারণ তাপমাত্রা থেকে ৩২.৪°C পর্যন্ত তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে এর দ্রাব্যতা বৃদ্ধি পায়, কারণ এটি তখন একটি তাপহারী দ্রবণ প্রক্রিয়া। কিন্তু ৩২.৪°C তাপমাত্রায় পৌঁছালে লবণটি তার কেলাস পানি হারিয়ে অনার্দ্র সোডিয়াম সালফেটে (Na₂SO₄) রূপান্তরিত হয়। ৩২.৪°C তাপমাত্রার উপরে অনার্দ্র Na₂SO₄ এর দ্রবীভবন একটি তাপোৎপাদী প্রক্রিয়া হওয়ায় তাপমাত্রা আরও বাড়ালে লা-শাতেলিয়ারের নীতি অনুযায়ী দ্রাব্যতা ধীরে ধীরে হ্রাস পেতে থাকে। ৩২.৪°C তাপমাত্রাকে এর সংক্রমণ তাপমাত্রা (Transition Temperature) বলা হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের বিক্রিয়াটি হলো:
   X₂(g) + 3Y₂(g) ⇌ 2XY₃(g)

   ধরি, প্রারম্ভিক অবস্থায় X₂ এর মোল সংখ্যা = 1 mol এবং Y₂ এর মোল সংখ্যা = 3 mol। সাম্যাবস্থায় α পরিমাণ X₂ বিয়োজিত হয় বা বিক্রিয়া করে।

   বিক্রিয়া: X₂(g) + 3Y₂(g) ⇌ 2XY₃(g)
   প্রাথমিক মোল: 1, 3, 0
   সাম্যাবস্থায় মোল: (1 - α), (3 - 3α) = 3(1 - α), 2α

   সাম্যাবস্থায় মোট মোল সংখ্যা, n = (1 - α) + 3(1 - α) + 2α = 4 - 4α + 2α = (4 - 2α)

   ধরি, সাম্যাবস্থায় পাত্রের মোট চাপ = P

   উপাদানসমূহের আংশিক চাপ:
   p(X₂) = [(1 - α) / (4 - 2α)] · P
   p(Y₂) = [3(1 - α) / (4 - 2α)] · P
   p(XY₃) = [2α / (4 - 2α)] · P

   আমরা জানি, আংশিক চাপের সাম্যধ্রুবক,
   Kp = [p(XY₃)]² / [p(X₂) · {p(Y₂)}³]

   মান বসিয়ে পাই:
   Kp = [{2α · P / (4 - 2α)}²] / [{(1 - α) · P / (4 - 2α)} · {3(1 - α) · P / (4 - 2α)}³]
   = [4α² · P² / (4 - 2α)²] / [27(1 - α)⁴ · P⁴ / (4 - 2α)⁴]
   = [4α² · P² / (4 - 2α)²] × [(4 - 2α)⁴ / {27(1 - α)⁴ · P⁴}]
   = [4α² (4 - 2α)²] / [27(1 - α)⁴ · P²]
   = [4α² · 4(2 - α)²] / [27(1 - α)⁴ · P²]
   = [16α²(2 - α)²] / [27(1 - α)⁴ · P²]

   এটিই উদ্দীপক বিক্রিয়ার Kp এর নির্ণেয় রাশিমালা।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের বিক্রিয়াটি হলো:
   X₂(g) + 3Y₂(g) ⇌ 2XY₃(g); ΔH = -ve

   লা-শাতেলিয়ারের নীতি অনুসারে, সর্বোচ্চ উৎপাদ (XY₃) পাওয়ার জন্য প্রয়োজনীয় অনুকূল শর্তসমূহ নিচে বিশ্লেষণ করা হলো:

   ১. তাপমাত্রার প্রভাব: বিক্রিয়াটি একটি তাপোৎপাদী (ΔH = ঋণাত্মক) বিক্রিয়া। লা-শাতেলিয়ারের নীতি অনুসারে, এ বিক্রিয়ায় তাপমাত্রা হ্রাস করলে সাম্যাবস্থা সামনের দিকে অগ্রসর হবে এবং উৎপাদ XY₃ এর পরিমাণ বৃদ্ধি পাবে। তবে অত্যধিক কম তাপমাত্রায় বিক্রিয়ার গতি অত্যন্ত শ্লথ হয়ে যায়। তাই সর্বোচ্চ উৎপাদ ও যৌক্তিক সময়ের জন্য একটি নির্দিষ্ট পরিমিত বা অপটিমাম তাপমাত্রা (সাধারণত ৪৫০°C - ৫৫০°C) বজায় রাখা আবশ্যক।

   ২. চাপের প্রভাব: বিক্রিয়ার সমীকরণ অনুযায়ী, বিক্রিয়কের মোট মোল সংখ্যা (১ + ৩ = ৪) অপেক্ষা উৎপাদের মোট মোল সংখ্যা (২) কম। অর্থাৎ গ্যাসীয় আয়তন হ্রাস পায় (Δn = 2 - 4 = -2)। সুতরাং, পাত্রের চাপ বৃদ্ধি করলে লা-শাতেলিয়ারের নীতি অনুযায়ী বিক্রিয়া সামনের দিকে চালিত হবে এবং উৎপাদের পরিমাণ সর্বোচ্চ হবে। এ জন্য ২০০ atm এর মতো উচ্চ চাপ প্রয়োগ করা হয়।

   ৩. ঘনমাত্রার প্রভাব: বিক্রিয়া পাত্রে বিক্রিয়ক X₂ এবং Y₂ এর ঘনমাত্রা ক্রমাগত বৃদ্ধি করলে অথবা উৎপন্ন উৎপাদ XY₃ সাম্যাবস্থা থেকে অবিরাম সরিয়ে নিলে লা-শাতেলিয়ারের নীতি অনুযায়ী বিক্রিয়াটি সম্মুখমুখী হয়ে অধিক হারে উৎপাদ গঠন করবে।

   ৪. প্রভাবকের ব্যবহার: উপযুক্ত প্রভাবক (যেমন আয়রন চূর্ণ বা Fe) এবং প্রভাবক সহায়ক ব্যবহার করলে বিক্রিয়ার সক্রিয়ন শক্তি হ্রাস পায় এবং বিক্রিয়াটি দ্রুত সাম্যাবস্থায় পৌঁছে সর্বোচ্চ উৎপাদ পেতে সহায়তা করে।