রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   BOD (Biochemical Oxygen Demand) বা জৈব রাসায়নিক অক্সিজেন চাহিদা হলো নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় (সাধারণত ২০°C) নির্দিষ্ট সময়কালে (সাধারণত ৫ দিন) প্রতি লিটার পানিতে বিদ্যমান জৈব দূষককে অণুজীব দ্বারা সম্পূর্ণরূপে ভাঙতে বা জারিত করতে প্রয়োজনীয় দ্রবীভূত অক্সিজেনের পরিমাণ (mg/L)।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   তড়িৎ বিশ্লেষণ কোষে গলিত বা দ্রবীভূত তড়িৎ বিশ্লেষ্যের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহিত করলে ক্যাটায়ন ও অ্যানায়ন যথাক্রমে ক্যাথোড ও অ্যানোডের দিকে ধাবিত হয়।
   ১. অ্যানোড বিক্রিয়া (জারণ): ঋণাত্মক আয়নসমূহ (অ্যানায়ন) অ্যানোডে গিয়ে ইলেকট্রন বর্জন করে জারিত হয়। যেমন: 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻। এটি একটি জারণ অর্ধবিক্রিয়া।
   ২. ক্যাথোড বিক্রিয়া (বিজারণ): ধনাত্মক আয়নসমূহ (ক্যাটায়ন) ক্যাথোডে গিয়ে ইলেকট্রন গ্রহণ করে বিজারিত হয়। যেমন: Na⁺ + e⁻ → Na। এটি একটি বিজারণ অর্ধবিক্রিয়া।
   যেহেতু তড়িৎ বিশ্লেষণের সময় একই সাথে অ্যানোডে ইলেকট্রন বর্জন (জারণ) এবং ক্যাথোডে ইলেকট্রন গ্রহণ (বিজারণ) সংঘটিত হয়, তাই বলা যায় তড়িৎ বিশ্লেষণ একটি যুগপৎ জারণ-বিজারণ প্রক্রিয়া।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের A কোম্পানিতে লোহার আকরিককে H₂SO₄-এ দ্রবীভূত করে FeSO₄ দ্রবণ তৈরি করা হয়েছে এবং টাইট্রেশনে জারক হিসেবে আম্লিক KMnO₄ ব্যবহৃত হয়েছে।

   জারণ অর্ধবিক্রিয়া:
   Fe²⁺ আয়ন ইলেকট্রন বর্জন করে Fe³⁺ এ পরিণত হয়:
   Fe²⁺ → Fe³⁺ + e⁻ ... (১)

   বিজারণ অর্ধবিক্রিয়া:
   MnO₄⁻ আয়ন অম্লীয় মাধ্যমে ৫টি ইলেকট্রন গ্রহণ করে Mn²⁺ ও পানিতে পরিণত হয়:
   MnO₄⁻ + 8H⁺ + 5e⁻ → Mn²⁺ + 4H₂O ... (২)

   ইলেকট্রন সংখ্যা সমান করার জন্য সমীকরণ (১) কে ৫ দ্বারা গুণ করে সমীকরণ (২) এর সাথে যোগ করি:
   5Fe²⁺ + MnO₄⁻ + 8H⁺ → 5Fe³⁺ + Mn²⁺ + 4H₂O

   প্রয়োজনীয় দর্শক আয়ন (K⁺ এবং SO₄²⁻) যুক্ত করে পূর্ণাঙ্গ সমীকরণটি পাই:
   2KMnO₄ + 10FeSO₄ + 8H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 5Fe₂(SO₄)₃ + 8H₂O

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোম্পানি A এর ক্ষেত্রে:
   ব্যবহৃত KMnO₄ দ্রবণের আয়তন, V₁ = 4 mL = 0.004 L
   KMnO₄ এর মোলারিটি, S₁ = 0.1 M
   KMnO₄ এর মোল সংখ্যা, n(KMnO₄) = 0.004 × 0.1 = 0.0004 mol

   সমতাকৃত বিক্রিয়া অনুসারে:
   1 mol KMnO₄ ≡ 5 mol Fe²⁺
   অতএব, 25 mL দ্রবণে Fe²⁺ এর মোল সংখ্যা = 5 × 0.0004 = 0.002 mol
   1 L (1000 mL) দ্রবণে Fe²⁺ এর মোল সংখ্যা = (0.002 × 1000) / 25 = 0.08 mol

   সুতরাং, 10 g আকরিক নমুনায় লোহার পরিমাণ = 0.08 × 55.85 g = 4.468 g
   A আকরিক নমুনায় লোহার শতকরা পরিমাণ = (4.468 / 10) × 100% = 44.68%

   কোম্পানি B এর ক্ষেত্রে:
   ব্যবহৃত K₂Cr₂O₇ দ্রবণের আয়তন, V₂ = 12 mL = 0.012 L
   K₂Cr₂O₇ এর মোলারিটি, S₂ = 0.02 M
   K₂Cr₂O₇ এর মোল সংখ্যা, n(K₂Cr₂O₇) = 0.012 × 0.02 = 0.00024 mol

   সমতাকৃত বিক্রিয়া অনুসারে:
   K₂Cr₂O₇ + 6FeSO₄ + 7H₂SO₄ → K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + 3Fe₂(SO₄)₃ + 7H₂O
   অর্থাৎ, 1 mol K₂Cr₂O₇ ≡ 6 mol Fe²⁺
   অতএব, 25 mL দ্রবণে Fe²⁺ এর মোল সংখ্যা = 6 × 0.00024 = 0.00144 mol
   1 L (1000 mL) দ্রবণে Fe²⁺ এর মোল সংখ্যা = (0.00144 × 1000) / 25 = 0.0576 mol

   সুতরাং, 10 g আকরিক নমুনায় লোহার পরিমাণ = 0.0576 × 55.85 g = 3.217 g
   B আকরিক নমুনায় লোহার শতকরা পরিমাণ = (3.217 / 10) × 100% = 32.17%

   তুলনা ও সিদ্ধান্ত:
   যেহেতু কোম্পানি A-এর আকরিক নমুনায় লোহার শতকরা পরিমাণ (44.68%), কোম্পানি B-এর আকরিক নমুনায় লোহার শতকরা পরিমাণ (32.17%) অপেক্ষা বেশি, সেহেতু কোম্পানি A-এর আকরিক হতে বেশি পরিমাণে লোহা পাওয়া যাবে এবং সেখান থেকে আয়রন উৎপাদন বেশি লাভজনক হবে।