রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় কোনো মৃদু ক্ষারের জলীয় দ্রবণে ক্ষার ও তার উৎপন্ন আয়নসমূহের মধ্যে সাম্যাবস্থায় সাম্য ধ্রুবক এবং পানির ঘনমাত্রার গুণফলকে ক্ষারের বিয়োজন ধ্রুবক (K_b) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   তরল অবস্থায় ইথানয়িক এসিডের অণুগুলোর মধ্যে আন্তঃআণবিক হাইড্রোজেন বন্ধন গঠিত হয়। ইথানয়িক এসিডের একটি অণুর কার্বনিল অক্সিজেন পরমাণু (-C=O) অপর একটি অণুর হাইড্রোক্সিল গ্রুপের হাইড্রোজেন পরমাণুর (-O-H) সাথে এবং প্রথমটির হাইড্রোজেন পরমাণু দ্বিতীয়টির কার্বনিল অক্সিজেনের সাথে দুটি শক্তিশালী হাইড্রোজেন বন্ধনের মাধ্যমে যুক্ত হয়ে একটি চক্রাকার ডাইমার (বা পলিমার কাঠামো) গঠন করে। এ কারণে তরল অবস্থায় ইথানয়িক এসিড ডাইমার বা পলিমার হিসেবে অবস্থান করে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে ২নং পাত্রে \mathrm{Ag}_2\mathrm{CO}_3 এর সম্পৃক্ত দ্রবণ রয়েছে।
   \mathrm{Ag}_2\mathrm{CO}_3 এর বিয়োজন সমীকরণ:
   $\mathrm{Ag}_2\mathrm{CO}_3(\mathrm{s}) \rightleftharpoons 2\mathrm{Ag}^+(\mathrm{aq}) + \mathrm{CO}_3^{2-}(\mathrm{aq})$

   ধরি, সম্পৃক্ত দ্রবণে \mathrm{Ag}_2\mathrm{CO}_3 এর দ্রাব্যতা = $S\text{ mol L}^{-1}$
   অতএব,
   $[\mathrm{Ag}^+] = 2S$
   $[\mathrm{CO}_3^{2-}] = S$

   দ্রাব্যতা গুণফলের সমীকরণ অনুযায়ী,
   $K_{sp} = [\mathrm{Ag}^+]^2 [\mathrm{CO}_3^{2-}] = (2S)^2 \times S = 4S^3$

   দেওয়া আছে, $K_{sp} = 8.5 \times 10^{-12}$
   বা, $4S^3 = 8.5 \times 10^{-12}$
   বা, $S^3 = \frac{8.5 \times 10^{-12}}{4} = 2.125 \times 10^{-12}$
   বা, $S = \sqrt[3]{2.125 \times 10^{-12}} \approx 1.2856 \times 10^{-4}\text{ mol L}^{-1}$

   অতএব, ২নং পাত্রে $\mathrm{Ag}^+$ আয়নের ঘনমাত্রা:
   $[\mathrm{Ag}^+] = 2S = 2 \times 1.2856 \times 10^{-4}\text{ mol L}^{-1} \approx 2.57 \times 10^{-4}\text{ mol L}^{-1}$ (বা $\text{M}$)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ১নং পাত্রে $\mathrm{Zn}^{2+}$ এবং $\mathrm{Al}^{3+}$ আয়নের দ্রবণ রয়েছে। এই দ্রবণে তীব্র তড়িৎ-বিশ্লেষ্য $\mathrm{NH}_4\mathrm{Cl}$ এর উপস্থিতিতে মৃদু ক্ষার $\mathrm{NH}_4\mathrm{OH}$ যোগ করা হলে:
   $\mathrm{NH}_4\mathrm{Cl}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{NH}_4^+(\mathrm{aq}) + \mathrm{Cl}^-(\mathrm{aq})$
   $\mathrm{NH}_4\mathrm{OH}(\mathrm{aq}) \rightleftharpoons \mathrm{NH}_4^+(\mathrm{aq}) + \mathrm{OH}^-(\mathrm{aq})$

   তীব্র তড়িৎ-বিশ্লেষ্য $\mathrm{NH}_4\mathrm{Cl}$ থেকে প্রচুর পরিমাণ $\mathrm{NH}_4^+$ আয়ন দ্রবণে আসে। সম-আয়ন প্রভাবের (Common Ion Effect) কারণে লা-শাতেলিয়ারের নীতি অনুসারে মৃদু ক্ষার $\mathrm{NH}_4\mathrm{OH}$-এর বিয়োজন মাত্রা ব্যাপকভাবে হ্রাস পায়। ফলে দ্রবণে উৎপন্ন $\mathrm{OH}^-$ আয়নের ঘনমাত্রা অত্যন্ত কম থাকে।

   উদ্দীপক মতে:
   $K_{sp}[\mathrm{Zn(OH)}_2] = 3.0 \times 10^{-17}$
   $K_{sp}[\mathrm{Al(OH)}_3] = 3.0 \times 10^{-34}$

   অধঃক্ষেপণের শর্ত হলো—আয়নিক গুণফল ($K_{ip}$) দ্রাব্যতা গুণফল ($K_{sp}$) অপেক্ষা বেশি হতে হবে ($K_{ip} > K_{sp}$)।

   যেহেতু $\mathrm{Al(OH)}_3$ এর $K_{sp}$ মান ($3.0 \times 10^{-34}$) $\mathrm{Zn(OH)}_2$ এর $K_{sp}$ মান ($3.0 \times 10^{-17}$) অপেক্ষা অনেক কম, তাই $\mathrm{Al}^{3+}$ আয়নকে অধঃক্ষিপ্ত করতে খুব কম ঘনমাত্রার $\mathrm{OH}^-$ আয়নের প্রয়োজন হয়। স্বল্প পরিমাণ $\mathrm{OH}^-$ আয়নের উপস্থিতিতেই দ্রবণে $\mathrm{Al(OH)}_3$ এর আয়নিক গুণফল তার দ্রাব্যতা গুণফলকে অতিক্রম করে ($K_{ip} > K_{sp}$), কিন্তু $\mathrm{Zn(OH)}_2$ এর আয়নিক গুণফল তার দ্রাব্যতা গুণফলকে অতিক্রম করতে পারে না।

   সুতরাং, ১নং পাত্রে $\mathrm{NH}_4\mathrm{Cl}$-এর উপস্থিতিতে $\mathrm{NH}_4\mathrm{OH}$ যোগ করলে $\mathrm{Al}^{3+}$ আয়ন আগে $\mathrm{Al(OH)}_3$ হিসেবে অধঃক্ষিপ্ত হবে।