রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়ায় উৎপন্ন কোনো একটি উৎপাদ যদি নিজেই ঐ বিক্রিয়ার জন্য প্রভাবক হিসেবে কাজ করে এবং বিক্রিয়ার গতি বৃদ্ধি করে, তবে তাকে অটো-প্রভাবক বা স্ব-প্রভাবক বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   প্রদত্ত বিক্রিয়াটি হলো:
   $AB_5(g) \rightleftharpoons AB_3(g) + B_2(g)$
   এখানে বিক্রিয়ক ও উৎপাদ উভয়ই গ্যাসীয় অবস্থায় বিদ্যমান।
   বিক্রিয়কের মোট মোল সংখ্যা = 1
   উৎপাদের মোট মোল সংখ্যা = 1 + 1 = 2
   যেহেতু বিক্রিয়াটিতে মোল সংখ্যার বৃদ্ধি ঘটে (Δn = 2 - 1 = +1 > 0), সেহেতু লা শাতেলিয়ারের নীতি অনুযায়ী বিক্রিয়াটির সাম্যাবস্থায় চাপ বৃদ্ধি করলে সাম্যাবস্থা বাম দিকে সরে যাবে অর্থাৎ পশ্চাৎমুখী বিক্রিয়ার হার বৃদ্ধি পাবে এবং $AB_5$ এর বিয়োজন হ্রাস পাবে।
   বিপরীতভাবে, চাপ হ্রাস করলে সাম্যাবস্থা ডান দিকে সরে যাবে অর্থাৎ সম্মুখমুখী বিক্রিয়ার হার বৃদ্ধি পাবে এবং উৎপাদের পরিমাণ বৃদ্ধি পাবে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের ১ম অংশের বিক্রিয়ায় মৃদু অম্ল $CH_3COOH$ এবং তীব্র ক্ষার $KOH$-এর প্রশমন বিক্রিয়ায় $55.2\text{ kJ/mol}$ তাপ উৎপন্ন হয়, যা স্বাভাবিক তীব্র এসিড-তীব্র ক্ষারের প্রশমন তাপ ($-57.34\text{ kJ/mol}$)-এর চেয়ে কম। কারণ মৃদু এসিডের সম্পূর্ণ বিয়োজনের জন্য কিছু শক্তি ব্যয় হয়।

   যদি অম্ল হিসেবে $CH_3COOH$-এর পরিবর্তে $HF$ ব্যবহার করা হয়, তবে প্রশমন তাপের মান উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়ে প্রায় $68.6\text{ kJ/mol}$ হবে ($-\Delta H = 68.6\text{ kJ/mol}$)।

   কারণ:
   ১. $HF$ একটি মৃদু এসিড হলেও ফ্লোরিন ($F^-$) আয়ন আকারে অত্যন্ত ছোট এবং এর চার্জ ঘনত্ব অত্যন্ত বেশি।
   ২. প্রশমন প্রক্রিয়ায় উৎপন্ন $F^-$ আয়ন পানির অণুগুলোর সাথে অত্যন্ত তীব্রভাবে হাইড্রেশন প্রক্রিয়ায় যুক্ত হয়। ফলে অধিক পরিমাণে ফ্লোরাইড আয়নের হাইড্রেশন শক্তি বা হাইড্রেশন তাপ নির্গত হয়।
   ৩. এই অতিরিক্ত হাইড্রেশন শক্তি মৃদু এসিড $HF$-এর আয়নায়ন শক্তির ঘাটতি পূরণ করেও অতিরিক্ত তাপ হিসেবে মুক্ত হয়।

   সুতরাং, $CH_3COOH$-এর পরিবর্তে $HF$ ব্যবহার করলে বিক্রিয়াতাপ বৃদ্ধি পাবে (প্রায় $68.6\text{ kJ/mol}$ হবে)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের মিশ্রণটি একটি অম্লীয় বাফার দ্রবণ, যা দুর্বল অম্ল $HCOOH$ এবং এর লবণ $HCOONa$ দ্বারা গঠিত।

   বাফার দ্রবণের pH নির্ণয়:

   • এসিডের মোল সংখ্যা, $n_a = V_a \times M_a = 10\text{ mL} \times 0.1\text{ M} = 1.0\text{ mmol}$
   • লবণের মোল সংখ্যা, $n_s = V_s \times M_s = 5\text{ mL} \times 0.1\text{ M} = 0.5\text{ mmol}$
   • $K_a = 1.0 \times 10^{-4}$
   • $pK_a = -\log(1.0 \times 10^{-4}) = 4$

   হ্যান্ডারসন-হ্যাসেলবাল্ক সমীকরণ অনুসারে,
   $pH = pK_a + \log\frac{[\text{Salt}]}{[\text{Acid}]} = pK_a + \log\frac{n_s}{n_a}$
   $pH = 4 + \log\left(\frac{0.5}{1.0}\right) = 4 + \log(0.5) = 4 - 0.301 = 3.699 \approx 3.70$

   সমান pH বিশিষ্ট 1 লিটার HCl দ্রবণ প্রস্তুতি:
   যেহেতু HCl একটি তীব্র এক-ক্ষারকীয় এসিড, এটি সম্পূর্ণরূপে বিয়োজিত হয়:
   $HCl \rightarrow H^+ + Cl^-$
   অতএব, $[HCl] = [H^+]$

   $pH = 3.699$ হলে,
   $[H^+] = 10^{-pH} = 10^{-3.699} = 2.0 \times 10^{-4}\text{ M}$

   সুতরাং, প্রয়োজনীয় HCl দ্রবণের মোলার ঘনমাত্রা $M = 2.0 \times 10^{-4}\text{ mol/L}$

   1 লিটার ($V = 1\text{ L}$) দ্রবণ প্রস্তুত করতে প্রয়োজনীয় HCl-এর মোল সংখ্যা:
   $n = M \times V = 2.0 \times 10^{-4}\text{ mol}$

   HCl এর আণবিক ভর = $36.5\text{ g/mol}$
   অতএব, প্রয়োজনীয় HCl-এর ভর, $w = n \times M_r = 2.0 \times 10^{-4}\text{ mol} \times 36.5\text{ g/mol} = 7.3 \times 10^{-3}\text{ g} = 7.3\text{ mg}$

   প্রস্তুতি পদ্ধতি:
   নির্দিষ্ট পরিমাণ পাতিত পানিতে $7.3\text{ mg}$ বিশুদ্ধ HCl গ্যাস দ্রবীভূত করে (অথবা উপযুক্ত ঘনমাত্রার প্রমিত HCl দ্রবণ লঘুকরণ করে) দ্রবণের মোট আয়তন 1 লিটার পরিমাপক ফ্লাস্কে পানি যোগ করে ঠিক 1 লিটার করা হলে মিশ্রণটির সমান pH ($3.70$) বিশিষ্ট 1 লিটার HCl দ্রবণ প্রস্তুত করা যাবে।