রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উপযুক্ত নির্দেশকের উপস্থিতিতে একটি জানা ঘনমাত্রার প্রমাণ দ্রবণের নির্দিষ্ট আয়তনের সাথে বিক্রিয়া ঘটিয়ে অন্য একটি অজানা ঘনমাত্রার দ্রবণের ঘনমাত্রা সঠিকভাবে নির্ণয় করার আয়তনিক বিশ্লেষণ পদ্ধতিকে টাইট্রেশন বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   BOD (Biological Oxygen Demand) হলো পানিতে উপস্থিত জৈব দূষকসমূহকে অণুজীব বা ব্যাকটেরিয়ার সাহায্যে ভেঙে ফেলার বা জারিত করার জন্য প্রয়োজনীয় অক্সিজেনের পরিমাণ। অন্যদিকে, COD (Chemical Oxygen Demand) হলো পানিতে উপস্থিত সমস্ত জৈব (জৈব অবক্ষয়যোগ্য ও অনবক্ষয়যোগ্য) এবং রাসায়নিকভাবে জারণযোগ্য অজৈব পদার্থকে শক্তিশালী রাসায়নিক জারক দ্বারা জারিত করার জন্য প্রয়োজনীয় অক্সিজেনের মোট পরিমাণ।

   যেহেতু BOD-তে কেবল অণুজীব দ্বারা বিযোজ্য জৈব পদার্থ জারিত হয়, কিন্তু COD-তে জৈব-অজৈব সকল দূষক জারিত হয়, তাই স্বাভাবিকভাবেই কোনো নির্দিষ্ট পানির নমুনায় BOD অপেক্ষা COD এর মান সর্বদা বেশি হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে যৌগ 'X' হলো বেনজিন ($C_6H_6$)। বেনজিনের নাইট্রেশনের ফলে উৎপন্ন যৌগ 'Y' হলো নাইট্রোবেনজিন ($C_6H_5NO_2$)।

   গাঢ় $HNO_3$ এবং গাঢ় $H_2SO_4$ এর উপস্থিতিতে ৫০°-৬০°C তাপমাত্রায় নাইট্রোবেনজিন প্রস্তুত হয়। নাইট্রেশন বিক্রিয়ার কৌশলটি ইলেকট্রনাকর্ষী (ইলেকট্রোফিলিক) প্রতিস্থাপন প্রক্রিয়ায় তিনটি ধাপে সম্পন্ন হয়:

   ১. ইলেকট্রোফাইল ($NO_2^+$) সৃষ্টি:
   গাঢ় $H_2SO_4$ একটি প্রোটন প্রদান করে এবং $HNO_3$ থেকে নাইট্রোনিয়াম আয়ন ($NO_2^+$) উৎপন্ন করে:
   $HNO_3 + 2H_2SO_4 \rightleftharpoons NO_2^+ + H_3O^+ + 2HSO_4^-$

   ২. সিগমা জটিল গঠন বা কার্বোক্যাটায়ন সৃষ্টি:
   উৎপন্ন ইলেকট্রোফাইল $NO_2^+$ বেনজিন বলয়ের $\pi$-ইলেকট্রন মেঘকে আক্রমণ করে একটি মধ্যবর্তী সিগমা ($σ$) জটিল বা কার্বোক্যাটায়ন গঠন করে। এতে বেনজিনের অ্যারোমেটিসিটি বা অনুনন সাময়িকভাবে নষ্ট হয়।
   $C_6H_6 + NO_2^+ \rightarrow [C_6H_6NO_2]^+$

   ৩. প্রোটন অপসারণ ও অ্যারোমেটিক প্রকৃতির পুনরাবৃত্তি:
   দ্বিতীয় ধাপে গঠিত অস্থায়ী সিগমা জটিল থেকে ক্ষারকীয় $HSO_4^-$ একটি প্রোটন ($H^+$) গ্রহণ করে এবং নাইট্রোবেনজিন উৎপন্ন হওয়ার সাথে সাথে বেনজিন বলয়ের অ্যারোমেটিক স্থিতিশীলতা ফিরে আসে:
   $[C_6H_6NO_2]^+ + HSO_4^- \rightarrow C_6H_5NO_2 + H_2SO_4$

   এভাবেই ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন কৌশলের মাধ্যমে Y (নাইট্রোবেনজিন) প্রস্তুত হয়।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের যৌগ তিনটি হলো:
   X = বেনজিন ($C_6H_6$)
   Y = নাইট্রোবেনজিন ($C_6H_5NO_2$)
   Z = অ্যানিলিন ($C_6H_5NH_2$)

   ইলেকট্রোফিলিক অ্যারোমেটিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ায় বেনজিন বলয়ে ইলেকট্রন ঘনত্বের বৃদ্ধি বা হ্রাসের ওপর নির্ভর করে বলয়ের সক্রিয়তা। সক্রিয়তার তুলনামূলক আলোচনা নিম্নরূপ:

   ১. অ্যানিলিন (যৌগ Z):
   অ্যানিলিনে উপস্থিত অ্যামিনো ($-NH_2$) মূলকের নাইট্রোজেন পরমাণুতে একটি নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন যুগল রয়েছে। এটি রেজোন্যান্স বা মেসোমারিক প্রভাবের ($+M$ বা $+R$ প্রভাব) মাধ্যমে বেনজিন বলয়ে ইলেকট্রন ঘনত্ব অনেক বৃদ্ধি করে। তাই $-NH_2$ মূলক একটি অত্যন্ত শক্তিশালী বলয় সক্রিয়কারী মূলক। ফলে বেনজিন অপেক্ষা অ্যানিলিনে ইলেকট্রোফাইল দ্রুত যুক্ত হতে পারে।

   ২. নাইট্রোবেনজিন (যৌগ Y):
   নাইট্রোবেনজিনে উপস্থিত নাইট্রো ($-NO_2$) মূলকটি রেজোন্যান্স এবং আবেশীয় প্রভাব ($-M$ এবং $-I$ প্রভাব) উভয়ের মাধ্যমেই বেনজিন বলয় থেকে ইলেকট্রন ঘনত্ব নিজের দিকে টেনে নেয়। এর ফলে বেনজিন বলয়ে ইলেকট্রন ঘনত্ব হ্রাস পায়। তাই $-NO_2$ মূলক বলয় নিষ্ক্রিয়কারী মূলক। এ কারণে নাইট্রোবেনজিন বেনজিন অপেক্ষা ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপনে অনেক কম সক্রিয়।

   ৩. বেনজিন (যৌগ X):
   বেনজিনে কোনো প্রতিস্থাপক মূলক না থাকায় এর সক্রিয়তা স্বাভাবিক থাকে, যা অ্যানিলিনের চেয়ে কম কিন্তু নাইট্রোবেনজিনের চেয়ে বেশি।

   অতএব, ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ার সক্রিয়তার ক্রম হলো:
   অ্যানিলিন (Z) > বেনজিন (X) > নাইট্রোবেনজিন (Y)
   অর্থাৎ, Z > X > Y।