রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যেসব পদার্থ নিজেদের বর্ণ পরিবর্তনের মাধ্যমে কোনো বিক্রিয়ার সমাপ্তিবিন্দু নির্দেশ করে, তাদেরকে নির্দেশক বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ইথাইনে ($HC \equiv CH$) কার্বন পরমাণু দুটি $sp$ সংকরিত। $sp$ সংকর অরবিটালে $s$-অরবিটালের বৈশিষ্ট্য ৫০% থাকায় এর নিউক্লিয়াসের আকর্ষণ ক্ষমতা বেশি হয় এবং কার্বনের তড়িৎ ঋণাত্মকতা বৃদ্ধি পায়। ফলে $C-H$ বন্ধনের ইলেকট্রন জোড় কার্বন নিজের দিকে টেনে নেয়। এর ফলে হাইড্রোজেন পরমাণুটি ধনাত্মক চার্জযুক্ত বা প্রোটন ($H^+$) হিসেবে সহজে অপসারিত হতে পারে। ধাতব সোডিয়াম বা সোডামাইডের সাথে বিক্রিয়ায় ইথাইন হাইড্রোজেন প্রতিস্থাপন করে ধাতব ডাই-সোডিয়াম অ্যাসিটাইলাইড গঠন করে। তাই ইথাইন অম্লধর্মী পদার্থ।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুযায়ী,
   প্রথম গ্যাস ($\text{CH}_4$):
   প্রাথমিক চাপ, $P_1 = 2\text{ atm}$
   প্রাথমিক আয়তন, $V_1 = 1.2\text{ L}$
   প্রাথমিক তাপমাত্রা, $T_1 = 25^\circ\text{C} = 298\text{ K}$

   দ্বিতীয় গ্যাস ($\text{CO}_2$):
   প্রাথমিক চাপ, $P_2 = 1.5\text{ atm}$
   প্রাথমিক আয়তন, $V_2 = 2\text{ L}$
   প্রাথমিক তাপমাত্রা, $T_2 = 25^\circ\text{C} = 298\text{ K}$

   স্টপকর্ক খোলা অবস্থায় মিশ্রণের মোট আয়তন, $V = V_1 + V_2 = 1.2 + 2 = 3.2\text{ L}$
   চূড়ান্ত তাপমাত্রা, $T = 40^\circ\text{C} = 313\text{ K}$

   আদর্শ গ্যাস সমীকরণ অনুযায়ী,
   মোট মোল সংখ্যা, $n = n_1 + n_2 = \frac{P_1 V_1}{R T_1} + \frac{P_2 V_2}{R T_2} = \frac{P_1 V_1 + P_2 V_2}{R T_1}$
   এখানে, $P_1 V_1 + P_2 V_2 = (2 \times 1.2) + (1.5 \times 2) = 2.4 + 3.0 = 5.4\text{ atm}\cdot\text{L}$

   মিশ্রণের চূড়ান্ত চাপ $P$ হলে,
   $\frac{P V}{T} = \frac{P_1 V_1}{T_1} + \frac{P_2 V_2}{T_2} = \frac{P_1 V_1 + P_2 V_2}{T_1}$
   $\Rightarrow P = \frac{(P_1 V_1 + P_2 V_2) \times T}{V \times T_1}$
   $\Rightarrow P = \frac{5.4 \times 313}{3.2 \times 298} = \frac{1690.2}{953.6} \approx 1.7725\text{ atm}$

   অতএব, $40^\circ\text{C}$ তাপমাত্রায় গ্যাস মিশ্রণের মোট চাপ হবে $1.77\text{ atm}$ (বা $1.773\text{ atm}$)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   গ্রাহামের ব্যাপন সূত্রানুসারে, স্থির তাপমাত্রা ও চাপে কোনো গ্যাসের ব্যাপন হার ($r$) তার আণবিক ভর ($M$) এর বর্গমূলের ব্যস্তানুপাতিক।
   অর্থাৎ, $r \propto \frac{1}{\sqrt{M}}$

   উদ্দীপকের গ্যাস দুটি হলো মিথেন ($\text{CH}_4$) এবং কার্বন ডাই-অক্সাইড ($\text{CO}_2$)।
   মিথেনের আণবিক ভর, $M_{\text{CH}_4} = 12 + (1 \times 4) = 16\text{ g/mol}$
   কার্বন ডাই-অক্সাইডের আণবিক ভর, $M_{\text{CO}_2} = 12 + (16 \times 2) = 44\text{ g/mol}$

   ধরি, মিথেন ও কার্বন ডাই-অক্সাইডের ব্যাপন হার যথাক্রমে $r_{\text{CH}_4}$ এবং $r_{\text{CO}_2}$।
   তাহলে সূত্র অনুযায়ী,
   $\frac{r_{\text{CH}_4}}{r_{\text{CO}_2}} = \sqrt{\frac{M_{\text{CO}_2}}{M_{\text{CH}_4}}}$
   $\Rightarrow \frac{r_{\text{CH}_4}}{r_{\text{CO}_2}} = \sqrt{\frac{44}{16}} = \sqrt{2.75} \approx 1.658$

   $\therefore r_{\text{CH}_4} = 1.66 \times r_{\text{CO}_2}$

   সুতরাং, একই তাপমাত্রা ও চাপে মিথেন ($\text{CH}_4$) গ্যাসের ব্যাপন হার কার্বন ডাই-অক্সাইড ($\text{CO}_2$) গ্যাসের ব্যাপন হারের প্রায় ১.৬৬ গুণ। যেহেতু মিথেনের আণবিক ভর কম, তাই মিথেন গ্যাসটি কার্বন ডাই-অক্সাইড অপেক্ষা দ্রুত ব্যাপিত হবে।