রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   পরমাণুতে উপস্থিত ইলেকট্রনের শক্তিস্তরের আকার, আকৃতি, ত্রিমাত্রিক দিকবিন্যাস এবং নিজ অক্ষের চতুর্দিকে ঘূর্ণনের দিক প্রকাশকারী সংখ্যাগুলোকে কোয়ান্টাম সংখ্যা বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   সমযোজী বন্ধনে আবদ্ধ দুটি পরমাণুর শেয়ারকৃত ইলেকট্রন যুগলকে কোনো একটি পরমাণু নিজের দিকে আকর্ষণ করার আপেক্ষিক ক্ষমতাকে তড়িৎ ঋণাত্মকতা বলে। পর্যায় সারণির যেকোনো পর্যায়ের বাম থেকে ডানে গেলে পরমাণুর আকার হ্রাস পায় এবং নিউক্লিয়াসের কার্যকর চার্জ বৃদ্ধি পায়। ফলে বহিঃস্থ ইলেকট্রনের প্রতি আকর্ষণ বাড়ে। ২য় পর্যায়ের ১৭ নং গ্রুপের মৌল ফ্লোরিনের পারমাণবিক ব্যাসার্ধ অত্যন্ত ক্ষুদ্র এবং এর নিউক্লিয়াসে প্রোটন সংখ্যা বেশি হওয়ায় এটি সমযোজী বন্ধনের ইলেকট্রন যুগলকে সর্বাধিক শক্তিতে নিজের দিকে আকর্ষণ করতে পারে। পলিং স্কেলে ফ্লোরিনের তড়িৎ ঋণাত্মকতার মান সর্বাধিক (৪.০)। তাই ফ্লোরিন পর্যায় সারণির সর্বাপেক্ষা তড়িৎ ঋণাত্মক মৌল।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে:
   A-পাত্রে, দুর্বল এসিড $HA$-এর মোল সংখ্যা,
   $n_{HA} = V \times M = \frac{140}{1000} \times 0.1 = 0.014\text{ mol}$

   B-পাত্রে, তীব্র ক্ষার $NaOH$-এর মোল সংখ্যা,
   $n_{NaOH} = V \times M = \frac{30}{1000} \times 0.2 = 0.006\text{ mol}$

   C-পাত্রে সংঘটিত বিক্রিয়াটি হলো:
   $HA + NaOH \rightarrow NaA + H_2O$

   বিক্রিয়ার শুরুতে:
   $n_{HA} = 0.014\text{ mol}$
   $n_{NaOH} = 0.006\text{ mol}$
   $n_{NaA} = 0\text{ mol}$

   যেহেতু $NaOH$ লিমিটিং বিক্রিয়ক, তাই $0.006\text{ mol } NaOH$, $0.006\text{ mol } HA$-এর সাথে বিক্রিয়া করে $0.006\text{ mol } NaA$ লবণ তৈরি করবে।

   বিক্রিয়া শেষে মিশ্রণে অবশিষ্ট থাকে:
   অবশিষ্ট $HA$-এর মোল সংখ্যা,
   $n_{এসিড} = 0.014 - 0.006 = 0.008\text{ mol}$
   উৎপন্ন $NaA$ লবণের মোল সংখ্যা,
   $n_{লবণ} = 0.006\text{ mol}$

   মিশ্রণে দুর্বল এসিড ($HA$) এবং তার লবণ ($NaA$) বিদ্যমান থাকায় এটি একটি অম্লীয় বাফার দ্রবণ গঠন করে।

   হ্যান্ডারসন-হ্যাসেলবালখ সমীকরণ অনুসারে:
   $\text{pH} = \text{pK}_a + \log\frac{[\text{লবণ}]}{[\text{এসিড}]} = -\log(K_a) + \log\frac{n_{লবণ}}{n_{এসিড}}$
   $\text{pH} = -\log(1.8 \times 10^{-5}) + \log\left(\frac{0.006}{0.008}\right)$
   $\text{pH} = 4.7447 + \log(0.75) = 4.7447 - 0.1249 = 4.62$

   যেহেতু মিশ্রণটির $\text{pH} = 4.62$, যা ৭ অপেক্ষা কম, তাই C-পাত্রের মিশ্রণটির প্রকৃতি অম্লীয়।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   C-পাত্রে দুর্বল এসিড $HA$ এবং এর তীব্র ক্ষারের লবণ $NaA$ উপস্থিত থাকায় দ্রবণটি একটি অম্লীয় বাফার দ্রবণ। দ্রবণে এদের বিয়োজন নিম্নরূপ:
   $HA \rightleftharpoons H^+ + A^- \quad \text{(স্বল্প বিয়োজিত)}$
   $NaA \rightarrow Na^+ + A^- \quad \text{(সম্পূর্ণ বিয়োজিত)}$

   সামান্য এসিড ($H^+$) যোগ করলে:
   বাফার মিশ্রণে বাইরে থেকে সামান্য পরিমাণ এসিড বা $H^+$ আয়ন যোগ করা হলে, দ্রবণে উপস্থিত লবণ হতে প্রাপ্ত প্রচুর পরিমাণ অনুবন্ধী ক্ষারক $A^-$ আয়ন সেই অতিরিক্ত $H^+$ আয়নের সাথে যুক্ত হয়ে অবিয়োজিত দুর্বল এসিড $HA$ অণু তৈরি করে:
   $H^+ + A^- \rightleftharpoons HA$
   যেহেতু $HA$ একটি অত্যন্ত মৃদু এসিড এবং দ্রবণে $A^-$ এর আধিক্যের কারণে সমআয়ন প্রভাবের ফলে $HA$-এর বিয়োজন আরও হ্রাস পায়, তাই যোগকৃত $H^+$ আয়ন দ্রবণ থেকে প্রশমিত হয়ে যায়। ফলে দ্রবণের $H^+$ আয়নের ঘনমাত্রা অপরিবর্তিত থাকে এবং pH মান ধ্রুব থাকে।

   সামান্য ক্ষারক ($OH^-$) যোগ করলে:
   বাফার দ্রবণে বাইরে থেকে সামান্য ক্ষারক বা $OH^-$ আয়ন যোগ করা হলে, দ্রবণে থাকা দুর্বল এসিড $HA$ বিয়োজিত হয়ে অতিরিক্ত $OH^-$ আয়নের সাথে বিক্রিয়া করে পানি উৎপন্ন করে:
   $OH^- + HA \rightleftharpoons H_2O + A^- \quad \text{অথবা} \quad H^+ + OH^- \rightleftharpoons H_2O$
   এখানে যোগকৃত $OH^-$ আয়ন পানি তৈরির মাধ্যমে প্রশমিত হয়ে যায়। এর ফলে দ্রবণের $H^+$ বা $OH^-$ আয়নের ঘনমাত্রার কোনো পরিবর্তন হয় না এবং pH মান ধ্রুব থাকে।

   অতএব, C-পাত্রে সামান্য পরিমাণ এসিড বা ক্ষারক যোগ করলেও মিশ্রণটির pH অপরিবর্তিত বা ধ্রুব থাকে।