রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোনো জৈব যৌগের অণুতে উপস্থিত যে পরমাণু বা মূলক উক্ত যৌগের রাসায়নিক ধর্ম ও বিক্রিয়া বহুলাংশে নির্ধারণ ও নিয়ন্ত্রণ করে, তাকে কার্যকরী মূলক বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উর্টস বিক্রিয়ায় ধাতব সোডিয়াম (Na) ব্যবহার করা হয়। সোডিয়াম অত্যন্ত সক্রিয় একটি ধাতু, যা পানির সাথে তীব্র ও বিস্ফোরণসহ বিক্রিয়া করে সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড ও হাইড্রোজেন গ্যাস উৎপন্ন করে। এছাড়া আর্দ্রতা উপস্থিত থাকলে অ্যালকাইল হ্যালাইড আর্দ্রবিশ্লেষিত হতে পারে। বিক্রিয়া মাধ্যমে যাতে কোনো পানি বা আর্দ্রতা না থাকে এবং সোডিয়াম নিষ্ক্রিয়ভাবে শুধু অ্যালকাইল হ্যালাইডের সাথেই বিক্রিয়া করতে পারে, সেজন্য অনার্দ্র বা শুষ্ক ইথার দ্রাবক হিসেবে ব্যবহার করা হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের বিক্রিয়া অনুসারে:
   ১. সোডিয়াম বেনজোয়েটকে সোডালাইম সহ উত্তপ্ত করলে বেনজিন উৎপন্ন হয়। সুতরাং, X হলো বেনজিন (C6H6)।
   C6H5COONa + NaOH (CaO) -> C6H6 + Na2CO3

   ২. বেনজিনকে গাঢ় HNO3 ও গাঢ় H2SO4 সহ নাইট্রেশন করলে নাইট্রোবেনজিন (Y) পাওয়া যায়।
   C6H6 + HNO3 (H2SO4) -> C6H5NO2 + H2O

   ৩. নাইট্রোবেনজিনকে Sn ও গাঢ় HCl দ্বারা বিজারিত করলে অ্যানিলিন (A) উৎপন্ন হয়।
   C6H5NO2 + 6[H] (Sn/HCl) -> C6H5NH2 + 2H2O
   অতএব, A যৌগটি হলো অ্যানিলিন (C6H5NH2), যার কার্যকরী মূলক হলো প্রাইমারি অ্যারোমেটিক অ্যামিনো মূলক (-NH2)।

   কার্যকরী মূলকের শনাক্তকারী পরীক্ষা (কার্বিলঅ্যামিন পরীক্ষা):
   অ্যানিলিনের সাথে কয়েক ফোঁটা ক্লোরোফর্ম (CHCl3) এবং অ্যালকোহলীয় পটাশিয়াম হাইড্রোক্সাইড (KOH) মিশিয়ে ৬০°-৭০°C তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করলে তীব্র ও অসহ্য দুর্গন্ধযুক্ত ফিনাইল আইসোসায়ানাইড (কার্বিলঅ্যামিন) উৎপন্ন হয়। এ বিক্রিয়া দ্বারা প্রাইমারি অ্যামিনো মূলক (-NH2) নিশ্চিতভাবে শনাক্ত করা যায়।

   রাসায়নিক সমীকরণ:
   C6H5NH2 + CHCl3 + 3KOH (অ্যালকোহলীয়) -> C6H5NC + 3KCl + 3H2O
   (C6H5NC = ফিনাইল আইসোসায়ানাইড)

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে:
   X হলো বেনজিন (C6H6)।
   X-কে অনার্দ্র AlCl3 এর উপস্থিতিতে CH3Cl সহ ফ্রিডেল-ক্রাফটস অ্যালকাইলেশন করলে টলুইন (Z) উৎপন্ন হয়:
   C6H6 + CH3Cl (অনার্দ্র AlCl3) -> C6H5CH3 + HCl
   টলুইনকে তীব্র জারণ (যেমন- ক্ষারীয় KMnO4 সহ জারণ ও এসিডিকরণ) করলে বেনজোয়িক এসিড (B) উৎপন্ন হয়:
   C6H5CH3 + 3[O] -> C6H5COOH + H2O
   সুতরাং, A হলো অ্যানিলিন (C6H5NH2) এবং B হলো বেনজোয়িক এসিড (C6H5COOH)।

   A ও B যৌগকে নাইট্রেশন করলে প্রতিস্থাপক একই অবস্থানে যুক্ত হবে না। কারণ নিচে বিশ্লেষণ করা হলো:

   ১. A যৌগ (অ্যানিলিন) এর ক্ষেত্রে:
   অ্যানিলিনে বেনজিন বলয়ে অ্যামিনো মূলক (-NH2) যুক্ত থাকে। নাইট্রোজেনের ওপর একজোড়া মুক্তজোড় ইলেকট্রন রয়েছে, যা মেসোমারিক (+M বা +R) রেজোন্যান্স প্রভাবের মাধ্যমে বলয়ে ইলেকট্রন ঘনত্ব বৃদ্ধি করে। রেজোন্যান্স কাঠামোর কারণে বেনজিন বলয়ের ২, ৪ ও ৬ নং অর্থাৎ অর্থো ও প্যারা অবস্থানে ইলেকট্রন মেঘের ঘনত্ব মেটা অবস্থানের চেয়ে অনেক বৃদ্ধি পায়। ফলে আগত ইলেকট্রোফাইল (নাইট্রোনিয়াম আয়ন, NO2+) অর্থো ও প্যারা অবস্থানে আক্রমণ করে। তাই -NH2 একটি অর্থো-প্যারা নির্দেশক মূলক এবং অ্যানিলিনের নাইট্রেশনে অর্থো- ও প্যারা-নাইট্রোঅ্যানিলিন প্রধান উৎপাদ হিসেবে গঠিত হয়।

   ২. B যৌগ (বেনজোয়িক এসিড) এর ক্ষেত্রে:
   বেনজোয়িক এসিডে বেনজিন বলয়ে কার্বক্সিল মূলক (-COOH) যুক্ত থাকে। কার্বক্সিল মূলকের কার্বনাইল অক্সিজেনের উচ্চ তড়িৎ ঋণাত্মকতার কারণে এটি -R বা -M প্রভাবের মাধ্যমে বেনজিন বলয় থেকে ইলেকট্রন নিজের দিকে টেনে নেয়। রেজোন্যান্সের ফলে বলয়ের অর্থো ও প্যারা অবস্থানে ধনাত্মক চার্জের সৃষ্টি হয় অর্থাৎ ইলেকট্রন ঘনত্ব হ্রাস পায়। তুলনামূলকভাবে মেটা অবস্থানে ইলেকট্রন ঘনত্ব বেশি থাকে। তাই আগত ইলেকট্রোফাইল (NO2+) মেটা অবস্থানে যুক্ত হয়। ফলে -COOH মূলকটি একটি মেটা নির্দেশক মূলক এবং বেনজোয়িক এসিডের নাইট্রেশনে মেটা-নাইট্রোবেনজোয়িক এসিড উৎপন্ন হয়।

   সুতরাং, A যৌগ (অর্থো-প্যারা নির্দেশক) এবং B যৌগ (মেটা নির্দেশক) হওয়ায় উভয়কে নাইট্রেশন করলে প্রতিস্থাপক (নাইট্রো মূলক, -NO2) একই অবস্থানে যুক্ত হবে না।