রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যেসব কণার আকার বা ব্যাস ১ থেকে ১০০ ন্যানোমিটার (1-100 nm) সীমার মধ্যে থাকে, তাদের ন্যানো কণা (Nanoparticle) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ব্রনস্টেড-লাউরি মতবাদ অনুসারে, কোনো এসিড থেকে একটি প্রোটন (H+) অপসারিত হওয়ার পর যে ক্ষারকীয় সত্তা বা ক্ষারকের সৃষ্টি হয়, তাকে ঐ এসিডের অনুবন্ধী ক্ষারক (Conjugate base) বলে।

   হাইড্রোজেন সালফেট আয়ন (HSO₄⁻) একটি প্রোটন (H⁺) ত্যাগ করে সালফেট আয়নে (SO₄²⁻) রূপান্তরিত হয়:

   HSO₄⁻ ⇌ H⁺ + SO₄²⁻

   যেহেতু HSO₄⁻ প্রোটন ত্যাগ করার পর SO₄²⁻ উৎপন্ন করে, তাই HSO₄⁻ এর অনুবন্ধী ক্ষারক হলো সালফেট আয়ন (SO₄²⁻)।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   পাত্র-১ এর ক্ষেত্রে প্রদত্ত মানসমূহ:
   তাপমাত্রা, T = 20°C = (20 + 273) K = 293 K
   চাপ, P = 780 mm(Hg) = 780/760 atm ≈ 1.0263 atm
   আয়তন, V = 300 mL = 0.3 L
   সার্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক, R = 0.0821 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹
   অ্যাভোগাড্রো সংখ্যা, N_A = 6.023 × 10²³ টি

   আদর্শ গ্যাস সমীকরণ অনুযায়ী,
   PV = nRT = (N / N_A) · RT
   বা, N = (P · V · N_A) / (R · T)

   মান বসিয়ে পাই:
   N = (1.0263 × 0.3 × 6.023 × 10²³) / (0.0821 × 293)
   N = (1.85438 × 10²³) / 24.0553
   N ≈ 7.71 × 10²¹ টি

   অতএব, পাত্র-১ এর গ্যাসের মোট অণুসংখ্যা প্রায় 7.71 × 10²¹ টি।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোন গ্যাসটি আগে পাত্র-৩ এ পৌঁছাবে তা গ্যাসদ্বয়ের ব্যাপন হারের ওপর নির্ভর করে। গ্রাহামের ব্যাপন সূত্রানুসারে, নির্দিষ্ট তাপমাত্রা ও চাপে গ্যাসের ব্যাপন হার তার আণবিক ভরের বর্গমূলের ব্যস্তানুপাতিক (r ∝ 1/√M)।

   উভয় পাত্রের গ্যাস একই দূরত্ব (2 cm) অতিক্রম করে পাত্র-৩ এ পৌঁছাবে। যার ব্যাপন হার বেশি হবে, সে গ্যাসটি কম সময়ে অর্থাৎ আগে পৌঁছাবে।

   ১ম পাত্রের গ্যাসের আণবিক ভর (M₁) নির্ণয়:
   ভর, w₁ = 0.54 g
   চাপ, P₁ = 780/760 atm ≈ 1.0263 atm
   আয়তন, V₁ = 0.3 L
   তাপমাত্রা, T = 293 K
   P₁V₁ = (w₁/M₁)RT
   বা, M₁ = (w₁ · R · T) / (P₁ · V₁)
   বা, M₁ = (0.54 × 0.0821 × 293) / (1.0263 × 0.3) ≈ 12.989 / 0.3079 ≈ 42.19 g/mol

   ২য় পাত্রের গ্যাসের আণবিক ভর (M₂) নির্ণয়:
   ভর, w₂ = 0.21 g
   চাপ, P₂ = 1.20 atm
   আয়তন, V₂ = 200 mL = 0.2 L
   তাপমাত্রা, T = 293 K
   P₂V₂ = (w₂/M₂)RT
   বা, M₂ = (w₂ · R · T) / (P₂ · V₂)
   বা, M₂ = (0.21 × 0.0821 × 293) / (1.20 × 0.2) ≈ 5.051 / 0.24 ≈ 21.05 g/mol

   গ্রাহামের ব্যাপন সূত্র হতে:
   r₂ / r₁ = √(M₁ / M₂) = √(42.19 / 21.05) ≈ √2.004 ≈ 1.416

   যেহেতু r₂ > r₁, অর্থাৎ পাত্র-২ এর গ্যাসের ব্যাপন হার পাত্র-১ এর চেয়ে বেশি এবং উভয় সংযোগ নলের দৈর্ঘ্য সমান (2 cm), তাই স্টপ কক খোলা অবস্থায় পাত্র-২ এর গ্যাসটি পাত্র-১ এর তুলনায় আগে পাত্র-৩ এ পৌঁছাবে।