রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় কোনো স্বল্প দ্রবণীয় বা যেকোনো তড়িৎ বিশ্লেষ্যের দ্রবণে উপস্থিত উপাদান আয়নসমূহের যথোপযুক্ত ঘাতসহ মোলার ঘনমাত্রার গুণফলকে ঐ দ্রবণের আয়নিক গুণফল ($K_{ip}$) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   অক্সো-এসিডসমূহের তীব্রতা তাদের কেন্দ্রীয় পরমাণুর ধনাত্মক জারণ সংখ্যার ওপর নির্ভর করে। কেন্দ্রীয় পরমাণুর জারণ সংখ্যা যার বেশি, সেই এসিডটি তত বেশি শক্তিশালী।

   $\mathrm{HNO_3}$ এসিডে কেন্দ্রীয় পরমাণু নাইট্রোজেনের ($N$) জারণ মান:
   $+1 + x + 3(-2) = 0 \implies x = +5$

   অন্যদিকে $\mathrm{H_3PO_4}$ এসিডে কেন্দ্রীয় পরমাণু ফসফরাসের ($P$) জারণ মান:
   $3(+1) + x + 4(-2) = 0 \implies x = +5$

   উভয় এসিডেই কেন্দ্রীয় পরমাণুর জারণ সংখ্যা একই (+5)। কিন্তু নাইট্রোজেন ($N$) পরমাণুর আকার ফসফরাস ($P$) পরমাণুর আকারের চেয়ে ছোট হওয়ায় নাইট্রোজেনের ধনাত্মক চার্জের ঘনত্ব ফসফরাসের তুলনায় অনেক বেশি হয়। ফলে $\mathrm{HNO_3}$-এর নাইট্রোজেন পরমাণু অক্সিজেন-হাইড্রোজেন বন্ধনজোড় ইলেকট্রনকে নিজের দিকে বেশি আকর্ষণ করে এবং সহজে দ্রবণীয় মাধ্যমে $H^+$ দান করতে পারে। তাই $\mathrm{HNO_3}$ এসিড $\mathrm{H_3PO_4}$ অপেক্ষা অধিক শক্তিশালী।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের বিক্রিয়ায় অ্যাসিটোব্যাক্টর ব্যাকটেরিয়ার উপস্থিতিতে অ্যালকোহল জারিত হয়ে মধ্যবর্তী যৌগ ইথান্যাল ($CH_3CHO$) এবং পরবর্তীতে 'A' যৌগ হিসেবে অ্যাসিটিক এসিড ($CH_3COOH$) উৎপন্ন হয়। নিম্নে আখের রস থেকে অ্যাসিটিক এসিডের উৎপাদন প্রণালি বর্ণনা করা হলো:

   ১. গাঁজন বা সন্ধান (Fermentation) প্রক্রিয়ায় ইথানল উৎপাদন:
   আখের রসে প্রধান উপাদান হিসেবে সুক্রোজ বা চিনি ($C_{12}H_{22}O_{11}$) থাকে। আখের রসের সাথে ইস্ট (Yeast) যোগ করে ২০°-৩০°C তাপমাত্রায় রেখে দিলে ইস্ট নিঃসৃত ইনভার্টেজ এনজাইম সুক্রোজকে আর্দ্রবিশ্লেষিত করে গ্লুকোজ ও ফ্রুক্টোজে পরিণত করে:
   $C_{12}H_{22}O_{11} + H_2O \xrightarrow{\text{ইনভার্টেজ}} C_6H_{12}O_6 \text{ (গ্লুকোজ)} + C_6H_{12}O_6 \text{ (ফ্রুক্টোজ)}$

   এরপর ইস্ট নিঃসৃত জাইমেজ এনজাইম গ্লুকোজ ও ফ্রুক্টোজকে ভেঙে ইথাইল অ্যালকোহলে রূপান্তরিত করে:
   $C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{\text{জাইমেজ}} 2CH_3CH_2OH + 2CO_2$

   ২. ব্যাকটেরিয়ার জারণ প্রক্রিয়ায় অ্যাসিটিক এসিড উৎপাদন:
   উৎপন্ন লঘু ইথাইল অ্যালকোহলের দ্রবণে সামান্য মাইকোডার্মা অ্যাসিটি বা অ্যাসিটোব্যাক্টর ব্যাকটেরিয়া কালচার যোগ করে বায়ুর পর্যাপ্ত প্রবাহ রাখা হয় এবং ৩০°-৩৫°C তাপমাত্রায় রাখা হয়। ব্যাকটেরিয়ার উপস্থিতিতে অ্যালকোহল জারিত হয়ে অ্যাসিটিক এসিড ($CH_3COOH$) তৈরি করে:
   $CH_3CH_2OH + O_2 \xrightarrow{\text{অ্যাসিটোব্যাক্টর}} CH_3COOH + H_2O$
   এভাবে আখের রস থেকে অ্যাসিটিক এসিড প্রস্তুত করা হয়।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের 'A' যৌগটি হলো ইথানয়িক বা অ্যাসিটিক এসিড ($CH_3COOH$)। অ্যাসিটিক এসিডের ৬-১০% জলীয় দ্রবণকে ভিনেগার বলে। খাদ্য সংরক্ষণে এই ভিনেগারের ভূমিকা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। নিম্নে এর কার্যপদ্ধতি বিশ্লেষণ করা হলো:

   ১. অম্লীয় পরিবেশ সৃষ্টি:
   অ্যাসিটিক এসিড খাদ্যদ্রব্যে যোগ করলে তা আংশিক বিয়োজিত হয়ে প্রোটন ($H^+$) দান করে:
   $CH_3COOH + H_2O \rightleftharpoons CH_3COO^- + H_3O^+$
   এর ফলে খাদ্যদ্রব্যের pH মান কমে ৩.০ থেকে ৪.০-এর মধ্যে চলে আসে। অধিকাংশ ক্ষতিকর ব্যাকটেরিয়া, ছত্রাক ও অণুজীব নিরপেক্ষ বা সামান্য ক্ষারীয় পরিবেশে (pH ৬.৫ - ৭.৫) বংশবৃদ্ধি করে। pH ৪.৫ এর নিচে নামলে এসব অণুজীবের বৃদ্ধি ও কার্যক্ষমতা পুরোপুরি নষ্ট হয়ে যায়।

   ২. ব্যাকটেরিয়ার কোষপ্রাচীর ভেদ ও প্রোটিন বিকৃতিকরণ:
   অ্যাসিটিক এসিডের অবিয়োজিত অংশ অণুজীবের লিপিডসমৃদ্ধ কোষপ্রাচীর সহজে ভেদ করে কোষের সাইটোপ্লাজমে প্রবেশ করে। কোষের ভেতরে গিয়ে এটি বিয়োজিত হয়ে কোষীয় pH হ্রাস করে। এর ফলে অণুজীবের অভ্যন্তরীণ এনজাইম ও প্রোটিন অকার্যকর বা বিনষ্ট (denature) হয়ে অণুজীবের মৃত্যু ঘটে।

   ৩. আর্দ্রতাজনিত অবনতি রোধ:
   ভিনেগারের অম্লীয় মাধ্যমের কারণে খাদ্যদ্রব্যের নিজস্ব পচনশীল উৎসেচকগুলোর (Enzyme) স্বাভাবিক কার্যক্রম ব্যাহত হয়, ফলে খাদ্যের মান অক্ষুণ্ণ থাকে।

   সুতরাং আচার, সস, ফলমূল, মাছ, মাংস প্রভৃতি দীর্ঘকাল ভালো রাখার জন্য A যৌগের জলীয় দ্রবণ অর্থাৎ ভিনেগার অত্যন্ত কার্যকর খাদ্য সংরক্ষক হিসেবে ব্যবহৃত হয়।