রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   পর্যায় সারণির গ্রুপ-১৬ এর মৌলসমূহকে চ্যালকোজেন বলা হয় (যেমন- O, S, Se, Te, Po)। চ্যালকোজেন শব্দের অর্থ আকরিক গঠনকারী।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   জিংক (Zn)-এর পারমাণবিক সংখ্যা ৩০ এবং এর ইলেকট্রন বিন্যাস হলো: Zn(30) = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s²।
   এখানে দেখা যায়, Zn পরমাণুর d-অরবিটাল সম্পূর্ণ পূর্ণ (3d¹⁰) এবং 4s অরবিটালেও যুগল ইলেকট্রন রয়েছে। অর্থাৎ, জিংকে কোনো বিজোড় (অযুগ্ম) ইলেকট্রন নেই। কোনো মৌল বা আয়নে বিজোড় ইলেকট্রন না থাকলে তা ডায়াম্যাগনেটিক বা চৌম্বক ক্ষেত্র দ্বারা বিকর্ষিত হয় এবং এর নিজস্ব কোনো প্যারাম্যাগনেটিক বা ফেরোম্যাগনেটিক চৌম্বক ধর্ম থাকে না। তাই Zn-এর চৌম্বক ধর্ম নেই।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   HA যদি একটি জৈব এসিড (যেমন কার্বক্সিলিক এসিড, R-COOH) হয়, তবে তা মূলত সমযোজী যৌগ হওয়া সত্ত্বেও পানিতে দ্রবীভূত হয় এর পোলার প্রকৃতির ও হাইড্রোজেন বন্ধন গঠনের সক্ষমতার কারণে।

   জৈব এসিডের অণুতে পোলার কার্বক্সিল মূলক (-COOH) বিদ্যমান থাকে, যাতে তড়িৎ-ঋণাত্মকতার পার্থক্যের কারণে অক্সিজেন আংশিক ঋণাত্মক (δ⁻) এবং হাইড্রোজেন আংশিক ধনাত্মক (δ⁺) চার্জযুক্ত হয়। অনুরূপভাবে পানির অণুও (H₂O) একটি পোলার দ্রাবক। যখন জৈব এসিডকে পানিতে যোগ করা হয়, তখন এসিডের -OH বা C=O মূলক পানির অণুর সাথে আন্তঃআণবিক হাইড্রোজেন বন্ধন (Intermolecular Hydrogen Bond) গঠন করে। এই হাইড্রোজেন বন্ধন গঠনের মাধ্যমে জৈব এসিডের অণুগুলো পানির অণুগুলোর মাঝে পরিবেষ্টিত হয়ে সহজেই দ্রবীভূত হয়ে যায়।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে:
   পাত্র-i এ HA-এর মোল সংখ্যা, n(HA) = (400 × 10⁻³ L) × (1 × 10⁻³ M) = 4.0 × 10⁻⁴ mol
   পাত্র-ii এ MOH-এর মোল সংখ্যা, n(MOH) = (150 × 10⁻³ L) × (2 × 10⁻³ M) = 3.0 × 10⁻⁴ mol

   বিক্রিয়াটি হলো:
   HA + MOH → MA + H₂O
   বিক্রিয়ায় 3.0 × 10⁻⁴ mol MOH প্রশমিত করতে 3.0 × 10⁻⁴ mol HA প্রয়োজন।
   অতএব, প্রশমনের পর পাত্র-iii এ:
   অবশিষ্ট এসিড (HA) = (4.0 × 10⁻⁴ - 3.0 × 10⁻⁴) mol = 1.0 × 10⁻⁴ mol
   উৎপন্ন লবণ (MA) = 3.0 × 10⁻⁴ mol

   যেহেতু দ্রবণে দুর্বল এসিড (HA) এবং এর সাথে তীব্র ক্ষারের উৎপন্ন লবণ (MA) উপস্থিত রয়েছে, তাই এটি একটি অম্লীয় বাফার দ্রবণ।
   হেন্ডারসন-হ্যাসেলবাল্ক সমীকরণ অনুযায়ী,
   pH = pKa + log([লবণ]/[এসিড]) = -log(Ka) + log(n_লবণ / n_এসিড)
   এখানে, pKa = -log(1.0 × 10⁻⁴) = 4.00
   প্রাথমিক pH = 4.00 + log((3.0 × 10⁻⁴) / (1.0 × 10⁻⁴)) = 4.00 + log(3) = 4.00 + 0.477 = 4.477 ≈ 4.48

   ১. সামান্য শক্তিশালী এসিড (যেমন- 1.0 × 10⁻⁵ mol H⁺) যোগ করলে:
   যোগকৃত H⁺ লবণ থেকে আসা A⁻ দ্বারা প্রশমিত হবে:
   A⁻ + H⁺ → HA
   নতুন এসিডের মোল = 1.0 × 10⁻⁴ + 1.0 × 10⁻⁵ = 1.1 × 10⁻⁴ mol
   নতুন লবণের মোল = 3.0 × 10⁻⁴ - 1.0 × 10⁻⁵ = 2.9 × 10⁻⁴ mol
   নতুন pH = 4.00 + log(2.9 × 10⁻⁴ / 1.1 × 10⁻⁴) = 4.00 + log(2.636) = 4.00 + 0.421 = 4.421 (pH পরিবর্তনের মান নগণ্য)

   ২. সামান্য শক্তিশালী ক্ষার (যেমন- 1.0 × 10⁻⁵ mol OH⁻) যোগ করলে:
   যোগকৃত OH⁻ অবশিষ্ট HA দ্বারা প্রশমিত হবে:
   HA + OH⁻ → A⁻ + H₂O
   নতুন এসিডের মোল = 1.0 × 10⁻⁴ - 1.0 × 10⁻⁵ = 0.9 × 10⁻⁴ mol
   নতুন লবণের মোল = 3.0 × 10⁻⁴ + 1.0 × 10⁻⁵ = 3.1 × 10⁻⁴ mol
   নতুন pH = 4.00 + log(3.1 × 10⁻⁴ / 0.9 × 10⁻⁴) = 4.00 + log(3.444) = 4.00 + 0.537 = 4.537 (pH পরিবর্তনের মান নগণ্য)

   গাণিতিক বিশ্লেষণ থেকে দেখা যায় যে, পাত্র-iii এর বাফার দ্রবণে সামান্য পরিমাণ শক্তিশালী এসিড বা ক্ষার যোগ করলেও দ্রবণের pH-এর কার্যকর বা তাৎপর্যপূর্ণ কোনো পরিবর্তন হয় না।