রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যেসব যৌগের আণবিক সংকেত একই কিন্তু গাঠনিক সংকেত বা অণুতে পরমাণুসমূহের ত্রিমাত্রিক বিন্যাসের পার্থক্যের কারণে ভৌত ও রাসায়নিক ধর্মে ভিন্নতা দেখা যায়, তাদেরকে পরস্পরের সমাণু বলে এবং এই ঘটনাকে সমাণুতা (Isomerism) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ব্রনস্টেড-লাউরি মতবাদ অনুসারে, যে পদার্থ প্রোটন (H+) ত্যাগ করতে পারে তা এসিড এবং যে পদার্থ প্রোটন গ্রহণ করতে পারে তা ক্ষারক।

   HSO4^- আয়ন জলীয় দ্রবণে এসিড ও ক্ষারক উভয় রূপেই আচরণ করতে পারে:
   ১. প্রোটন দাতা হিসেবে (এসিড আচরণ):
   HSO4^- + H2O ⇌ SO4^(2-) + H3O^+
   এখানে HSO4^- পানিকে প্রোটন দান করে সালফেট আয়নে পরিণত হয়, ফলে এটি এসিড।

   ২. প্রোটন গ্রহীতা হিসেবে (ক্ষারক আচরণ):
   HSO4^- + H3O^+ ⇌ H2SO4 + H2O
   এখানে HSO4^- প্রোটন গ্রহণ করে H2SO4 গঠন করে, ফলে এটি ক্ষারক।

   যেহেতু HSO4^- প্রোটন দান ও গ্রহণ উভয়ই করতে পারে, তাই এটি একটি উভধর্মী পদার্থ।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে যৌগ 'A' হলো ফেনল (C6H5OH)। ফেনলকে জিংক চূর্ণ (Zn) সহ উত্তপ্ত করলে বিজারিত হয়ে বেনজিন (C6H6) এবং ZnO তৈরি হয়। সুতরাং যৌগ 'B' হলো বেনজিন।
   বিক্রিয়া: C6H5OH + Zn --Δ--> C6H6 ('B') + ZnO

   'B' যৌগটিতে (বেনজিন) তিনটি কার্বন-কার্বন দ্বি-বন্ধন বিদ্যমান তা নিম্নোক্ত বিক্রিয়া দ্বারা প্রমাণ করা যায়:
   ১. ওজোন সংযোজন বিক্রিয়া:
   বেনজিন নিষ্ক্রিয় দ্রাবক CCl4-এ দ্রবীভূত অবস্থায় ওজোন (O3) গ্যাসের সাথে বিক্রিয়া করে বেনজিন ট্রাইওজোনাইড গঠন করে। এর থেকে প্রমাণিত হয় বেনজিনের অণুতে তিনটি কার্বন-কার্বন দ্বি-বন্ধন রয়েছে (প্রতিটি দ্বি-বন্ধনের জন্য একটি করে O3 অণু যুক্ত হয়)।
   C6H6 + 3O3 -> C6H6(O3)3 (বেনজিন ট্রাইওজোনাইড)

   উক্ত বেনজিন ট্রাইওজোনাইডকে আর্দ্র বিশ্লেষণ (Zn ও H2O সহ উত্তপ্ত) করলে ৩ অণু গ্লাইঅক্সাল (CHO-CHO) এবং Zn(OH)2 উৎপন্ন হয়:
   C6H6(O3)3 + 3H2O --(Zn)--> 3(CHO-CHO) + 3H2O2

   ২. হাইড্রোজেন সংযোজন বিক্রিয়া:
   নিকেল (Ni) প্রভাবকের উপস্থিতিতে প্রায় ১৫০°-২০০°C তাপমাত্রায় বেনজিন ৩ অণু হাইড্রোজেনের সাথে যুক্ত হয়ে সাইক্লোহেক্সেন উৎপন্ন করে:
   C6H6 + 3H2 --(Ni, 150°-200°C)--> C6H12 (সাইক্লোহেক্সেন)

   তিন মোল ওজোন বা তিন মোল হাইড্রোজেনের সাথে সংযোজন নিশ্চিত করে যে 'B' যৌগটিতে (বেনজিন) তিনটি দ্বি-বন্ধন বিদ্যমান।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   হ্যাঁ, উদ্দীপকের 'A' ও 'C' যৌগের ক্ষেত্রে ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া ভিন্ন ভিন্ন অবস্থানে ঘটে।

   উদ্দীপক অনুযায়ী:
   'A' যৌগটি হলো ফেনল (C6H5OH)।
   'B' হলো বেনজিন (C6H6)।
   বেনজিনকে গাঢ় HNO3 এবং গাঢ় H2SO4 সহযোগে ৫০°-৬০°C তাপমাত্রায় উত্তপ্ত (নাইট্রেশন) করলে নাইট্রোবেনজিন উৎপন্ন হয়। অতএব, 'C' যৌগটি হলো নাইট্রোবেনজিন (C6H5NO2)।

   ১. 'A' যৌগে (ফেনল) ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন:
   ফেনলে বেনজিন বলয়ে হাইড্রক্সিল (-OH) মূলক যুক্ত থাকে। অক্সিজেন পরমাণুতে নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় (lone pair) বিদ্যমান। রেজোন্যান্সের কারণে এই ইলেকট্রন জোড় বেনজিন বলয়ে প্রবেশ করে বলয়ের অর্থো (২, ৬) ও প্যারা (৪) অবস্থানে ইলেকট্রন ঘনত্ব বৃদ্ধি করে। ফলে বলয়টি সক্রিয় হয়। এর ফলে আগত ইলেকট্রোফাইল অর্থো ও প্যারা অবস্থানে আক্রমণ করে। অর্থাৎ -OH হলো অর্থো-প্যারা নির্দেশক ও বলয় সক্রিয়কারী মূলক। যেমন: ফেনলের ব্রোমিনেশন করলে ২,৪,৬-ট্রাইব্রোমোফেনল বা অর্থো ও প্যারা ব্রোমোফেনল উৎপন্ন হয়।

   ২. 'C' যৌগে (নাইট্রোবেনজিন) ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন:
   নাইট্রোবেনজিনে বলয়ে নাইট্রো (-NO2) মূলক যুক্ত থাকে, যা শক্তিশালী ইলেকট্রন আকর্ষী (-M ও -I প্রভাব) মূলক। রেজোন্যান্সের মাধ্যমে -NO2 মূলক বেনজিন বলয় থেকে ইলেকট্রন নিজের দিকে টেনে নেয়। এর ফলে অর্থো ও প্যারা অবস্থানে ইলেকট্রন ঘনত্ব উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়, তবে মেটা (৩, ৫) অবস্থানে অর্থো ও প্যারার তুলনায় অপেক্ষাকৃত বেশি ইলেকট্রন ঘনত্ব বজায় থাকে। ফলে কোনো ইলেকট্রোফাইল আক্রমণ করলে তা তুলনামূলক বেশি ইলেকট্রন সমৃদ্ধ মেটা অবস্থানে যুক্ত হয়। অর্থাৎ -NO2 একটি মেটা নির্দেশক ও বলয় নিষ্ক্রিয়কারী মূলক। যেমন: নাইট্রোবেনজিনের নাইট্রেশন করলে প্রধানত মেটা-ডাইনাইট্রোবেনজিন উৎপন্ন হয়।

   সুতরাং, রেজোন্যান্স ও আবেশীয় প্রভাবের পার্থক্যের কারণে 'A' (ফেনল)-এ ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন অর্থো ও প্যারা অবস্থানে এবং 'C' (নাইট্রোবেনজিন)-এ মেটা অবস্থানে ঘটে। অতএব, এদের ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া ভিন্ন ভিন্ন অবস্থানে ঘটে।