রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ক্ষারীয় পটাশিয়াম টেট্রাআয়োডোমারকিউরেট(II) দ্রবণকে [K₂[HgI₄] + KOH/NaOH দ্রবণ] নেসলার দ্রবণ বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   MgCl₂ ও AlCl₃-এর মধ্যে AlCl₃ অধিক সমযোজী।

   ফাজানের নীতি অনুসারে, ক্যাটায়নের আকার যত ছোট এবং চার্জের পরিমাণ যত বেশি হয়, তার পোলারায়ন ক্ষমতা তত বৃদ্ধি পায় এবং যৌগটির সমযোজী বৈশিষ্ট্য তত বাড়ে।

   এখানে অ্যানায়ন Cl⁻ উভয় যৌগে একই। কিন্তু ক্যাটায়নদ্বয়ের মধ্যে Mg²⁺ এর তুলনায় Al³⁺ এর ধনাত্মক চার্জ বেশি এবং কার্যকর নিউক্লীয় চার্জ বৃদ্ধির কারণে এর আকার Mg²⁺ অপেক্ষা ছোট। ফলে Al³⁺ আয়নের পোলারায়ন ক্ষমতা Mg²⁺ এর চেয়ে অনেক বেশি। তাই ফাজানের নিয়ম অনুযায়ী AlCl₃ যৌগে অ্যানায়নের পোলারায়ন বেশি হওয়ায় এটি MgCl₂ অপেক্ষা অধিক সমযোজী।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের বিক্রিয়াটি হলো:
   $X_2Y_4(g) \rightleftharpoons 2XY_2(g)$

   ভরক্রিয়ার সূত্রানুসারে, মোলার ঘনমাত্রার সাম্যধ্রুবক,
   $K_c = \frac{[XY_2]^2}{[X_2Y_4]}\quad \text{--- (1)}$

   এবং আংশিক চাপের সাম্যধ্রুবক,
   $K_p = \frac{p_{XY_2}^2}{p_{X_2Y_4}}\quad \text{--- (2)}$

   আদর্শ গ্যাস সমীকরণ ($pV = nRT$) থেকে আমরা পাই,
   $p = \left(\frac{n}{V}\right)RT = cRT$

   অতএব, উপাদান গ্যাসগুলোর আংশিক চাপ:
   $p_{XY_2} = [XY_2]RT$
   $p_{X_2Y_4} = [X_2Y_4]RT$

   এই মানগুলো সমীকরণ (2)-এ বসিয়ে পাই:
   $K_p = \frac{([XY_2]RT)^2}{[X_2Y_4]RT}$
   $K_p = \frac{[XY_2]^2 (RT)^2}{[X_2Y_4]RT}$
   $K_p = \frac{[XY_2]^2}{[X_2Y_4]} \times (RT)^{2-1}$

   সমীকরণ (1) হতে মান বসিয়ে পাই,
   $K_p = K_c (RT)^1$
   বা, $K_p = K_c RT$

   এখানে বিক্রিয়ায় গ্যাসীয় উৎপাদের ও বিক্রিয়কের মোল সংখ্যার পার্থক্য $\Delta n = 2 - 1 = 1$। সুতরাং, উদ্দীপকের বিক্রিয়াটির জন্য $K_p$ ও $K_c$-এর সম্পর্ক হলো: $K_p = K_c RT$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে প্রদত্ত বিক্রিয়াটি হলো:
   $X_2Y_4(g) \rightleftharpoons 2XY_2(g); \quad \Delta H = +\text{ve}$

   বিক্রিয়াটিতে গ্যাসীয় বিক্রিয়কের মোল সংখ্যা = ১ এবং উৎপাদের মোল সংখ্যা = ২।
   বিক্রিয়াটি একটি তাপহারী (endothermic) বিক্রিয়া।

   লা শাতেলীয়ার নীতি অনুসারে সাম্যাবস্থার ওপর প্রভাব:
   ১. তাপমাত্রার প্রভাব: যেহেতু বিক্রিয়াটি তাপহারী, তাই তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে সাম্যাবস্থা ডানদিকে অর্থাৎ সম্মুখবর্তী দিকে অগ্রসর হয় এবং উৎপাদ $XY_2$-এর পরিমাণ বৃদ্ধি পায়। উদ্দীপকের (i) নং অবস্থায় তাপমাত্রা $25^\circ\text{C}$ এবং (ii) নং অবস্থায় তাপমাত্রা $80^\circ\text{C}$। সুতরাং, তাপমাত্রা বৃদ্ধির কারণে (ii) নং অবস্থায় সাম্যধ্রুবক ($K$) এর মান উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পাবে এবং উৎপাদের পরিমাণ বেশি হওয়ার অনুকূল হবে।

   ২. চাপের প্রভাব: বিক্রিয়াটিতে গ্যাসীয় মোল সংখ্যা বৃদ্ধি পায় ($\Delta n = 2 - 1 = 1 > 0$)। লা শাতেলীয়ার নীতি অনুযায়ী চাপ বৃদ্ধি করলে বিক্রিয়াটি যেদিকে মোল সংখ্যা কম অর্থাৎ পশ্চাৎমুখী দিকে ধাবিত হয় এবং চাপ হ্রাস করলে বিক্রিয়াটি সম্মুখমুখী হয়।
   (i) নং অবস্থায় চাপ হলো $2.0\text{ atm}$ এবং (ii) নং অবস্থায় চাপ হলো $6.0\text{ atm}$। ফলে চাপ বিবেচনায় (i) নং অবস্থায় পশ্চাৎমুখী প্রবণতা কম থাকবে।

   সামগ্রিক মূল্যায়ন:
   চাপের পরিবর্তন সাম্যাবস্থার উপাদানগুলোর আংশিক চাপ বা মোলার অনুপাতকে কিছুটা প্রভাবিত করলেও সাম্যধ্রুবক $K$-এর মান অপরিবর্তিত থাকে। পক্ষান্তরে, তাপমাত্রার পরিবর্তনে সাম্যধ্রুবক $K$-এর মান সরাসরি বৃদ্ধি পায়। ভ্যান্ট হফের সমীকরণ অনুসারে তাপহারী বিক্রিয়ায় তাপমাত্রা $25^\circ\text{C}$ থেকে $80^\circ\text{C}$-এ বৃদ্ধি করলে সাম্যধ্রুবকের মান বহুলাংশে বৃদ্ধি পায়, যা উৎপাদের পরিমাণ বৃদ্ধিতে চাপের বিরূপ প্রভাবের চেয়ে অনেক বেশি শক্তিশালী ভূমিকা রাখে।

   অতএব, (i) ও (ii) নং অবস্থার মধ্যে (ii) নং অবস্থায় অর্থাৎ $80^\circ\text{C}$ তাপমাত্রা ও $6.0\text{ atm}$ চাপে উৎপাদের পরিমাণ সর্বাধিক হবে।