রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় নির্দিষ্ট সময়ে কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়ার হার বিক্রিয়ায় উপস্থিত বিক্রিয়কসমূহের সক্রিয় ভরের (মোলার গাঢ়ত্ব বা আংশিক চাপ) সমানুপাতিক।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   সমযোজী বন্ধনে আবদ্ধ শেয়ারকৃত ইলেকট্রন যুগলকে নিজের দিকে আকর্ষণ করার আপেক্ষিক ক্ষমতাকে তড়িৎ ঋণাত্মকতা বলে। পর্যায় সারণির দ্বিতীয় পর্যায়ের ১৭ নং গ্রুপের মৌল ফ্লোরিনের (F) পারমাণবিক ব্যাসার্ধ অত্যন্ত ক্ষুদ্র এবং এর কার্যকরী নিউক্লিয়ার চার্জ অত্যন্ত বেশি। ক্ষুদ্র আকারের কারণে বন্ধন-ইলেকট্রন জোড়ের প্রতি ফ্লোরিন নিউক্লিয়াসের আকর্ষণ বল অন্য যেকোনো মৌলের চেয়ে বেশি হয়। পাউলিং স্কেলে এর তড়িৎ ঋণাত্মকতার মান সর্বোচ্চ (৪.০)। তাই ফ্লোরিন পর্যায় সারণির সর্বাধিক তড়িৎ ঋণাত্মক মৌল।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের বিক্রিয়াটি হলো:
   A₂(g) + 3B₂(g) ⇌ 2AB₃(g)

   ধরি, প্রাথমিক অবস্থায় A₂ এর মোল সংখ্যা = a এবং B₂ এর মোল সংখ্যা = b। সাম্যাবস্থায় x মোল A₂ বিক্রিয়া করে।

   বিক্রিয়া:
   A₂(g) + 3B₂(g) ⇌ 2AB₃(g)
   প্রাথমিক মোল সংখ্যা: a, b, 0
   সাম্যাবস্থায় মোল সংখ্যা: (a - x), (b - 3x), 2x

   অতএব, সাম্যাবস্থায় মোট মোল সংখ্যা, n = (a - x) + (b - 3x) + 2x = a + b - 2x

   ধরি, সাম্যাবস্থায় মোট চাপ = P।
   উপাদানসমূহের আংশিক চাপ:
   p(A₂) = [(a - x) / n] × P
   p(B₂) = [(b - 3x) / n] × P
   p(AB₃) = [2x / n] × P

   ভরক্রিয়া সূত্রানুসারে,
   Kp = [p(AB₃)]² / [p(A₂) × {p(B₂)}³]

   মান বসিয়ে পাই,
   Kp = [(2x/n × P)²] / [{(a - x)/n × P} × {(b - 3x)/n × P}³]
   = [(4x² / n² × P²)] / [{(a - x)(b - 3x)³ / n⁴} × P⁴]
   = [4x² × n²] / [(a - x)(b - 3x)³ × P²]

   যেখানে n = a + b - 2x।
   যদি শুরুতে A₂ ও B₂ এর পরিমাণ যথাক্রমে ১ মোল ও ৩ মোল ধরা হয় (a = 1, b = 3), তবে:
   সাম্যাবস্থায় মোট মোল সংখ্যা, n = (1 - x) + (3 - 3x) + 2x = 4 - 2x = 2(2 - x)
   Kp = [4x² × {2(2 - x)}²] / [(1 - x) × {3(1 - x)}³ × P²]
   = [16x²(2 - x)²] / [27(1 - x)⁴ × P²]
   এটিই উদ্দীপকের বিক্রিয়াটির জন্য Kp এর রাশিমালা।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের বিক্রিয়াটি হলো:
   A₂(g) + 3B₂(g) ⇌ 2AB₃(g); ΔH = -92.38 kJ
   এটি একটি তাপউৎপাদী এবং আয়তন হ্রাসের গ্যাসীয় বিক্রিয়া। লা-শাতেলীয়ার নীতি অনুসারে সাম্যাবস্থার নিয়ামকসমূহ (তাপমাত্রা, চাপ ও ঘনমাত্রা) পরিবর্তন করে উৎপাদ AB₃ এর পরিমাণ বৃদ্ধি বা নিয়ন্ত্রণ করা যায়:

   ১. তাপমাত্রার প্রভাব: বিক্রিয়াটি তাপউৎপাদী (ΔH ঋণাত্মক)। তাই লা-শাতেলীয়ার নীতি অনুযায়ী তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে সাম্যাবস্থা বামে সরে যাবে এবং উৎপাদের পরিমাণ হ্রাস পাবে। পক্ষান্তরে, তাপমাত্রা হ্রাস করলে সাম্যাবস্থা ডানে সরে যাবে এবং উৎপাদ AB₃ এর পরিমাণ বৃদ্ধি পাবে। তবে অতিরিক্ত কম তাপমাত্রায় বিক্রিয়ার গতি অত্যন্ত মন্থর হয়ে পড়ে, তাই অনুকূল বা সর্বোত্তম তাপমাত্রা (যেমন: 450°C - 550°C) প্রয়োগ করে সর্বোচ্চ উৎপাদন নিশ্চিত করা হয়।

   ২. চাপের প্রভাব: বিক্রিয়কের মোট মোল সংখ্যা (১ + ৩) = ৪ এবং উৎপাদের মোল সংখ্যা = ২। অর্থাৎ বিক্রিয়ার ফলে মোল সংখ্যা বা আয়তন হ্রাস পায় (Δn = 2 - 4 = -2)। লা-শাতেলীয়ার নীতি অনুসারে চাপ বৃদ্ধি করলে সাম্যাবস্থা যেদিকে মোল সংখ্যা কম সেদিকে অর্থাৎ ডানদিকে অগ্রসর হবে। ফলে উচ্চ চাপে AB₃ এর উৎপাদন বৃদ্ধি পাবে।

   ৩. ঘনমাত্রার প্রভাব: সাম্যাবস্থায় বিক্রিয়ক A₂ এবং B₂ এর ঘনমাত্রা বৃদ্ধি করলে অথবা উৎপন্ন AB₃ গ্যাসকে সাম্যাবস্থা থেকে অবিরাম অপসারণ করলে সাম্যাবস্থা ডানদিকে সরে যাবে, ফলে উৎপাদের পরিমাণ বৃদ্ধি পাবে।

   অতএব, তাপমাত্রা, চাপ এবং ঘনমাত্রা যথাযথ নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে উদ্দীপকের বিক্রিয়ার উৎপাদের পরিমাণ সর্বোচ্চ করা সম্ভব।