রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোনো এসিডের প্রতিস্থাপনীয় হাইড্রোজেন পরমাণু কোনো ধাতু বা ধাতুর ন্যায় ক্রিয়াশীল যৌগমূলক দ্বারা আংশিক বা সম্পূর্ণরূপে প্রতিস্থাপিত হয়ে যে নিরপেক্ষ বা আয়নিক যৌগ গঠিত হয়, তাকে লবণ বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা $l$-এর মান উপশক্তি স্তরের আকৃতি নির্দেশ করে। $f$-উপশক্তি স্তরের জন্য সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা $l = 3$।

   চৌম্বকীয় কোয়ান্টাম সংখ্যা $m$-এর মান $-l$ থেকে $0$ সহ $+l$ পর্যন্ত বিস্তৃত হতে পারে।
   অতএব, $l = 3$ এর জন্য $m$-এর সম্ভাব্য মানগুলো হলো: $-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3$।

   এখানে $m$-এর মোট মানের সংখ্যা $2l + 1 = 2(3) + 1 = 7$ টি। চৌম্বকীয় কোয়ান্টাম সংখ্যার প্রতিটি মান একটি করে ত্রিমাত্রিক বিন্যাস বা অরবিটাল নির্দেশ করে। তাই $f$ উপশক্তি স্তরে মোট ৭টি অরবিটাল থাকে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের জৈব এসিডটি হলো ইথানয়িক এসিড বা অ্যাসিটিক এসিড ($\text{CH}_3\text{COOH}$)।

   ইথানয়িক এসিড অণুতে অত্যন্ত তড়িৎ-ঋণাত্মক অক্সিজেন পরমাণুর সাথে হাইড্রোজেন পরমাণু যুক্ত থাকে। ফলে অণুটির মধ্যে তীব্র পোলার কার্বনিল মূলক ($>\text{C}=\text{O}$) এবং হাইড্রোক্সিল মূলক ($-\text{OH}$) বিদ্যমান থাকে।

   বাষ্পীয় অবস্থায় অথবা বেনজিনের মতো অপ্রধ্রুবীয় (non-polar) দ্রাবকে দ্রবীভূত অবস্থায় ইথানয়িক এসিডের দুটি অণু পরস্পরের কাছাকাছি এলে একটি অণুর কার্বনিল অক্সিজেন অপর অণুর হাইড্রোক্সিল হাইড্রোজেনের সাথে আন্তঃআণবিক হাইড্রোজেন বন্ধন (Intermolecular Hydrogen Bond) গঠন করে। একইভাবে অপর অণুর কার্বনিল অক্সিজেন প্রথম অণুর হাইড্রোক্সিল হাইড্রোজেনের সাথে আরেকটি হাইড্রোজেন বন্ধন সৃষ্টি করে।

   এইভাবে দুটি শক্তিশালী আন্তঃআণবিক হাইড্রোজেন বন্ধনের মাধ্যমে একটি ৮ সদস্যবিশিষ্ট বলয় গঠন করে দুটি $\text{CH}_3\text{COOH}$ অণু একত্রিত হয়ে একটি স্থিতিশীল 'ডাইমার' (Dimer) হিসেবে অবস্থান করে।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   C পাত্রে জৈব এসিডটির ($\text{CH}_3\text{COOH}$) বিয়োজনমাত্রা নির্ণয় সম্ভব। নিচে গাণিতিক বিশ্লেষণ উপস্থাপন করা হলো:

   ১. পাত্র-A হতে আগত $\text{H}^+$ আয়নের মোল সংখ্যা:
   $\text{pH} = 2$ হওয়ায়,
   $[\text{H}^+]_{\text{HCl}} = 10^{-\text{pH}} = 10^{-2}\text{ M} = 0.01\text{ M}$
   $\text{HCl}$ এর আয়তন, $V_{\text{HCl}} = 10\text{ mL} = 0.010\text{ L}$
   $\text{HCl}$ একটি তীব্র এসিড হওয়ায় এটি সম্পূর্ণ বিয়োজিত হয়।
   অতএব, $\text{HCl}$ থেকে আগত $n_{\text{H}^+}(\text{HCl}) = 0.01\text{ M} \times 0.010\text{ L} = 1 \times 10^{-4}\text{ mol}$

   ২. পাত্র-C (মিশ্রণ)-এর মোট আয়তন ও মোট $\text{H}^+$ আয়নের মোল সংখ্যা:
   মিশ্রণের মোট আয়তন, $V_{\text{total}} = 10\text{ mL} + 20\text{ mL} = 30\text{ mL} = 0.030\text{ L}$
   মিশ্রণের $\text{pH} = 2.46$
   অতএব, মিশ্রণে মোট $[\text{H}^+] = 10^{-2.46} \approx 3.467 \times 10^{-3}\text{ M}$
   মিশ্রণে উপস্থিত মোট $\text{H}^+$ এর মোল সংখ্যা,
   $n_{\text{H}^+}(\text{total}) = 3.467 \times 10^{-3}\text{ M} \times 0.030\text{ L} \approx 1.040 \times 10^{-4}\text{ mol}$

   ৩. $\text{CH}_3\text{COOH}$ হতে উৎপন্ন $\text{H}^+$ আয়নের মোল সংখ্যা:
   $n_{\text{H}^+}(\text{CH}_3\text{COOH}) = n_{\text{H}^+}(\text{total}) - n_{\text{H}^+}(\text{HCl})$
   $= 1.040 \times 10^{-4} - 1.000 \times 10^{-4} = 4.0 \times 10^{-6}\text{ mol}$

   ৪. পাত্র-B হতে মিশ্রণে যোগ করা $\text{CH}_3\text{COOH}$ এর প্রারম্ভিক মোট মোল সংখ্যা:
   $\text{CH}_3\text{COOH}$ এর আয়তন, $V = 20\text{ mL} = 0.020\text{ L}$
   ঘনমাত্রা, $C = 0.002\text{ M}$
   $n_{\text{CH}_3\text{COOH}} = 0.002\text{ M} \times 0.020\text{ L} = 4 \times 10^{-5}\text{ mol}$

   ৫. বিয়োজনমাত্রা ($\alpha$) নির্ণয়:
   বিয়োজনমাত্রা, $\alpha = \frac{\text{বিয়োজিত মোল সংখ্যা}}{\text{প্রারম্ভিক মোল সংখ্যা}}$
   $\alpha = \frac{4.0 \times 10^{-6}\text{ mol}}{4 \times 10^{-5}\text{ mol}} = 0.10$ বা $10\%$

   সুতরাং, গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে দেখা যায় যে C পাত্রে জৈব এসিডটির বিয়োজনমাত্রা নির্ণয় সম্ভব এবং এর মান প্রায় $10\%$ (বা $0.10$)।