রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উপযুক্ত নির্দেশকের উপস্থিতিতে জানা ঘনমাত্রার প্রমাণ দ্রবণের নির্দিষ্ট আয়তনের সাথে অজানা ঘনমাত্রার দ্রবণের বিক্রিয়া ঘটিয়ে অজানা দ্রবণের ঘনমাত্রা সঠিকভাবে নির্ণয় করার রাসায়নিক পদ্ধতিকে টাইট্রেশন (Titration) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   মোলারিটি ও মোলালিটির মধ্যে 'মোলারিটি' তাপমাত্রার ওপর নির্ভরশীল।

   কারণ:
   নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় প্রতি লিটার দ্রবণে দ্রবীভূত দ্রবের মোল সংখ্যাকে মোলারিটি বলে। অর্থাৎ মোলারিটি দ্রবণের আয়তনের সাথে সম্পর্কিত। যেহেতু তরলের আয়তন তাপমাত্রার পরিবর্তনের সাথে পরিবর্তিত (সংকুচিত বা প্রসারিত) হয়, সেহেতু তাপমাত্রা পরিবর্তনে দ্রবণের মোলারিটিও পরিবর্তিত হয়।

   অপরদিকে, মোলালিটি দ্রাবকের ভরের ওপর নির্ভরশীল। তাপমাত্রা পরিবর্তনে ভরের কোনো পরিবর্তন হয় না। তাই মোলালিটি তাপমাত্রার ওপর নির্ভর করে না, কিন্তু মোলারিটি তাপমাত্রার ওপর নির্ভরশীল।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক হতে পাত্র-P এর দ্রবণের তথ্য:
   দ্রবণের ঘনমাত্রা, $S = 0.5\text{ M} = 0.5\text{ mol/L}$
   দ্রব হলো পটাশিয়াম কার্বনেট ($\text{K}_2\text{CO}_3$)
   $\text{K}_2\text{CO}_3$ এর আণবিক ভর, $M = (39.1 \times 2) + 12 + (16 \times 3) = 78.2 + 12 + 48 = 138.2\text{ g/mol}$
   (বা পূর্ণসংখ্যায় $M = 138\text{ g/mol}$)

   আমরা জানি,
   $\text{ppm (parts per million)} = \text{mg/L}$
   অতএব, ঘনমাত্রা $\text{ppm}$ এককে,
   $\text{ppm} = S \times M \times 10^3$
   $= 0.5 \times 138.2 \times 10^3\text{ mg/L}$
   $= 69,100\text{ ppm}$

   (আণবিক ভর $138\text{ g/mol}$ বিবেচনা করলে মান আসে $69,000\text{ ppm}$)

   সুতরাং, পাত্র-P এর দ্রবণের ঘনমাত্রা $69,100\text{ ppm}$ (বা $6.91 \times 10^4\text{ ppm}$)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের তিনটি পাত্রের দ্রবণের মোল সংখ্যা ও তাদের প্রশমন ক্ষমতা হিসাব করা হলো:

   পাত্র-P ($ext{K}_2 ext{CO}_3$ দ্রবণ):
   আয়তন, $V_1 = 100\text{ mL} = 0.1\text{ L}$
   ঘনমাত্রা, $S_1 = 0.5\text{ M}$
   $\text{K}_2\text{CO}_3$ এর মোল সংখ্যা, $n_1 = V_1 \times S_1 = 0.1 \times 0.5 = 0.05\text{ mol}$

   পাত্র-Q ($ext{H}_2 ext{SO}_4$ দ্রবণ):
   আয়তন, $V_2 = 200\text{ mL} = 0.2\text{ L}$
   ঘনমাত্রা, $S_2 = 0.1\text{ M}$
   $\text{H}_2\text{SO}_4$ এর মোল সংখ্যা, $n_2 = V_2 \times S_2 = 0.2 \times 0.1 = 0.02\text{ mol}$

   পাত্র-R ($ext{HNO}_3$ দ্রবণ):
   আয়তন, $V_3 = 80\text{ mL} = 0.08\text{ L}$
   ঘনমাত্রা, $S_3 = 0.05\text{ M}$
   $\text{HNO}_3$ এর মোল সংখ্যা, $n_3 = V_3 \times S_3 = 0.08 \times 0.05 = 0.004\text{ mol}$

   অম্লীয় দ্রবণের মোট $\text{H}^+$ আয়নের মোল সংখ্যা:
   ১ মোল $\text{H}_2\text{SO}_4$ থেকে পাওয়া যায় ২ মোল $\text{H}^+$ আয়ন।
   অতএব, $\text{H}_2\text{SO}_4$ হতে প্রাপ্ত $\text{H}^+ = 2 \times 0.02 = 0.04\text{ mol}$
   ১ মোল $\text{HNO}_3$ থেকে পাওয়া যায় ১ মোল $\text{H}^+$ আয়ন।
   অতএব, $\text{HNO}_3$ হতে প্রাপ্ত $\text{H}^+ = 1 \times 0.004 = 0.004\text{ mol}$
   সুতরাং মিশ্রণে এসিড থেকে আগত মোট $\text{H}^+$ এর মোল সংখ্যা $= 0.04 + 0.004 = 0.044\text{ mol}$

   ক্ষারকীয় দ্রবণের প্রশমন ক্ষমতা:
   বিক্রিয়া অনুযায়ী, ১ মোল $\text{K}_2\text{CO}_3$ সম্পূর্ণরূপে প্রশমিত করতে ২ মোল $\text{H}^+$ গ্রহণ করে:
   $\text{CO}_3^{2-} + 2\text{H}^+ \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2$
   অতএব, $0.05\text{ mol } \text{K}_2\text{CO}_3$ প্রশমিত করতে প্রয়োজনীয় $\text{H}^+$ আয়ন $= 2 \times 0.05 = 0.10\text{ mol}$

   দেখা যাচ্ছে যে, সরবরাহকৃত এসিডে মোট $\text{H}^+$ এর পরিমাণ ($0.044\text{ mol}$), যা $\text{K}_2\text{CO}_3$-কে সম্পূর্ণরূপে প্রশমিত করার জন্য প্রয়োজনীয় $\text{H}^+$ ($0.10\text{ mol}$) অপেক্ষা কম।
   অর্থাৎ, প্রশমন বিক্রিয়া শেষে মিশ্রণে ক্ষারকীয় লবণ $\text{K}_2\text{CO}_3$ অবশিষ্ট থাকবে।

   অবশিষ্ট $\text{K}_2\text{CO}_3$ এর মোল সংখ্যা $= 0.05 - \frac{0.044}{2} = 0.05 - 0.022 = 0.028\text{ mol}$

   যেহেতু মিশ্রণে ক্ষারধর্মী উপাদান ($ext{K}_2 ext{CO}_3$) অবশিষ্ট থাকে, তাই মিশ্রিত দ্রবণের প্রকৃতি ক্ষারকীয় হবে।