রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   বৃষ্টির পানিতে বায়ুমণ্ডলের অ্যাসিডিক গ্যাসসমূহ (যেমন- SO2, NO2 ইত্যাদি) দ্রবীভূত হয়ে পানির pH এর মান 5.6 এর চেয়ে কম হলে তাকে অ্যাসিড বৃষ্টি বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোনো একক তড়িৎদ্বারের বিজারণ বা জারণ বিভব সরাসরি নিরপেক্ষভাবে পরিমাপ করা সম্ভব নয়; কেবল দুটি তড়িৎদ্বারের সমন্বয়ে গঠিত কোষের বিভব পার্থক্য মাপা যায়। এজন্য অন্যান্য তড়িৎদ্বারের বিভব তুলনামূলকভাবে নির্ধারণ করার সুবিধার্থে আন্তর্জাতিক রীতি (IUPAC) অনুযায়ী প্রমাণ হাইড্রোজেন তড়িৎদ্বারকে প্রমাণ নির্দেশক তড়িৎদ্বার হিসেবে গ্রহণ করে এর বিভবকে যেকোনো তাপমাত্রায় সুবিধাজনকভাবে শূন্য (0.00 V) ধরে নেওয়া হয়েছে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে বেনজিন গাঢ় HNO3 ও গাঢ় H2SO4 সহ 60°C তাপমাত্রায় বিক্রিয়া করে নাইট্রোবেনজিন (X) উৎপন্ন করে। এটি একটি ইলেকট্রনাকর্ষী অ্যারোমেটিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া। এর কৌশল নিম্নরূপ:

   ১. ইলেকট্রোফাইল (NO2+) সৃষ্টি:
   গাঢ় H2SO4 এবং গাঢ় HNO3 এর বিক্রিয়ায় শক্তিশালী ইলেকট্রোফাইল নাইট্রোনিয়াম আয়ন (NO2+) তৈরি হয়:
   HNO3 + 2H2SO4 ⇌ NO2+ + H3O+ + 2HSO4-

   ২. সিগমা জটিল (কার্বোক্যাটায়ন) গঠন:
   বেনজিন বলয়ের পাই (π) ইলেকট্রন মেঘ আক্রমণ করে NO2+ আয়ন বেনজিনের সাথে যুক্ত হয় এবং একটি অস্থিতিশীল রেজোন্যান্স স্থিতিশীল সিগমা-জটিল (arenium ion) গঠন করে। এতে বেনজিনের অ্যারোমেটিক স্থায়িত্ব সাময়িকভাবে নষ্ট হয়।

   ৩. প্রোটন অপসারণ ও অ্যারোমেটিক বলয় পুনরুদ্ধার:
   বিক্রিয়ামাধ্যমে উপস্থিত ক্ষারক HSO4- সিগমা জটিল থেকে প্রোটন (H+) গ্রহণ করে। ফলে বলয়ের ইলেকট্রন ঘাটতি পূরণ হয়ে পুনরায় অ্যারোমেটিক স্থায়িত্ব লাভ করে এবং নাইট্রোবেনজিন (X) ও H2SO4 গঠিত হয়।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের X যৌগটি হলো নাইট্রোবেনজিন (C6H5NO2) এবং Y যৌগটি হলো অ্যানিলিন (C6H5NH2)।

   ফ্রিডেল-ক্রাফ্ট অ্যালকাইলেশন বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে নাইট্রোবেনজিন ও অ্যানিলিনের মধ্যে অ্যানিলিন অপেক্ষাকৃতভাবে অধিক সক্রিয় বলে বিবেচিত হলেও প্রকৃতপক্ষে এদের কোনোটিই সহজে সাধারণ ফ্রিডেল-ক্রাফ্ট বিক্রিয়ায় অংশ নেয় না; তবে তুলনামূলক সক্রিয়তার বিচারে অ্যানিলিনের বলয় সক্রিয়তা বেশি।

   ১. নাইট্রোবেনজিন (X) এর ক্ষেত্রে:
   নাইট্রো মূলক (-NO2) একটি তীব্র ইলেকট্রন আকর্ষী বা বলয় নিষ্ক্রিয়কারী মূলক। রেজোন্যান্স এবং আবেশীয় (-I ও -M) প্রভাবের মাধ্যমে এটি বেনজিন বলয় থেকে ইলেকট্রন ঘনত্ব নিজের দিকে টেনে নেয়। ফলে বেনজিন বলয়ে ইলেকট্রন ঘনত্ব এত বেশি হ্রাস পায় যে এটি অ্যালকাইল কার্বোক্যাটায়নের মতো দুর্বল ইলেকট্রোফাইলের সাথে কোনো ফ্রিডেল-ক্রাফ্ট বিক্রিয়া প্রদর্শন করতে পারে না।

   ২. অ্যানিলিন (Y) এর ক্ষেত্রে:
   অ্যামিনো মূলকে (-NH2) নাইট্রোজেনের ওপর একজোড়া মুক্তজোড় ইলেকট্রন থাকায় রেজোন্যান্সের মাধ্যমে এটি বেনজিন বলয়ে ইলেকট্রন ঘনত্ব অনেক বৃদ্ধি করে। তাই ইলেকট্রন ঘনত্বের দিক থেকে অ্যানিলিনের বলয় নাইট্রোবেনজিনের চেয়ে অনেক বেশি সক্রিয়।
   তবে ফ্রিডেল-ক্রাফ্ট বিক্রিয়ায় ব্যবহৃত লুইস অ্যাসিড প্রভাবক (যেমন- অনার্দ্র AlCl3) অ্যানিলিনের ক্ষারীয় -NH2 মূলকের সাথে যুক্ত হয়ে একটি জটিল যৌগ [C6H5-NH2+-AlCl3-] গঠন করে। এর ফলে নাইট্রোজেন ধনাত্মক চার্জযুক্ত হয়ে একটি শক্তিশালী বলয় নিষ্ক্রিয়কারী গ্রুপে পরিণত হয়, যা বিক্রিয়াকে ব্যাহত করে।

   তুলনা ও সিদ্ধান্ত:
   নাইট্রোবেনজিনের বলয় স্থায়ীভাবেই চরম নিষ্ক্রিয়, অন্যদিকে অ্যানিলিনের মুক্ত অবস্থায় বলয়টি অত্যন্ত সক্রিয় (ইলেকট্রনসমৃদ্ধ)। লুইস প্রভাবকজনিত জটিলতা সত্ত্বেও মূল ইলেকট্রনীয় ঘনত্বের ভিত্তিতে এবং বলয়ের সক্রিয়তার বিচারে নাইট্রোবেনজিনের তুলনায় অ্যানিলিন (Y) অধিক সক্রিয়।