রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যে বিশেষ ধরনের কার্যকরী মূলকীয় সমাণুতায় একটি গতিশীল সাম্যাবস্থায় দুটি কার্যকরী মূলকধারী সমাণু স্বতঃস্ফূর্তভাবে পরস্পরে রূপান্তরিত হয়, তাকে টটোমারিতা (বা গতিশীল কার্যকরী মূলক সমাণুতা) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোনো গ্যাসকে সরু ছিদ্রপথে উচ্চচাপ অঞ্চল থেকে হঠাৎ নিম্নচাপ অঞ্চলে প্রসারিত করলে শীতলীকরণ ঘটার ঘটনাকে জুল-থমসন প্রভাব বলে। প্রতিটি গ্যাসের একটি নির্দিষ্ট উৎক্রম তাপমাত্রা (Inversion Temperature) থাকে। জুল-থমসন প্রভাবের ফলে তাপমাত্রা হ্রাস পাওয়ার জন্য গ্যাসটির প্রাথমিক তাপমাত্রা তার উৎক্রম তাপমাত্রার নিচে হতে হয়। H₂ গ্যাসের উৎক্রম তাপমাত্রা অত্যন্ত নিম্ন (প্রায় -৮০° সে)। কক্ষ তাপমাত্রা (২৫° সে) এই উৎক্রম তাপমাত্রার চেয়ে অনেক বেশি হওয়ায় কক্ষ তাপমাত্রায় H₂ গ্যাস প্রসারিত করলে শীতলীকরণের পরিবর্তে তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়। তাই কক্ষ তাপমাত্রায় H₂ গ্যাসের উপর জুল-থমসন প্রভাব কার্যকর নয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের বিক্রিয়া দুটি হলো:
   i. (CH₃)₃CX + লঘু ক্ষার(aq) ⟶ (CH₃)₃COH ('A', ৩° বা টারশিয়ারি বিউটাইল অ্যালকোহল)
   ii. CH₃CH₂X + তীব্র ক্ষার(aq) ⟶ CH₃CH₂OH ('B', ১° বা ইথাইল অ্যালকোহল বা প্রাইমারি অ্যালকোহল)

   'A' এবং 'B' যৌগের পার্থক্যসূচক পরীক্ষা (লুকাস বিকারক পরীক্ষা):

   পরীক্ষা: কক্ষ তাপমাত্রায় পৃথক টেস্টটিউবে সমপরিমাণ যৌগ 'A' এবং 'B' নিয়ে তাতে লুকাস বিকারক (গাঢ় HCl ও অনার্দ্র ZnCl₂-এর মিশ্রণ) যোগ করে ঝাঁকানো হলো।

   পর্যবেক্ষণ:
   ১. যৌগ 'A' [৩° অ্যালকোহল, (CH₃)₃COH]-এর সাথে লুকাস বিকারক যোগ করার সাথে সাথেই দ্রুত বিক্রিয়া ঘটে অ্যালকাইল হ্যালাইডের অদ্রবণীয় সাদা অধঃক্ষেপ বা তৈলাক্ত স্তর সৃষ্টি হয়:
   (CH₃)₃COH + HCl (অনার্দ্র ZnCl₂) ⟶ (CH₃)₃CCl (তৈলাক্ত অধঃক্ষেপ) + H₂O (তাৎক্ষণিক বিক্রিয়া)

   ২. যৌগ 'B' [১° অ্যালকোহল, CH₃CH₂OH] সাধারণ বা কক্ষ তাপমাত্রায় লুকাস বিকারকের সাথে কোনো বিক্রিয়া করে না বা কোনো অধঃক্ষেপ ফেলে না। তবে মিশ্রণটিকে দীর্ঘক্ষণ উত্তপ্ত করলে অনেক দেরিতে ঘোলাটে ভাব বা অধঃক্ষেপ দেখা যায়:
   CH₃CH₂OH + HCl (অনার্দ্র ZnCl₂) ⟶ কক্ষ তাপমাত্রায় নো রিঅ্যাকশন (উত্তাপে ধীর বিক্রিয়া)

   এভাবে লুকাস বিকারক পরীক্ষার মাধ্যমে 'A' (৩° অ্যালকোহল) ও 'B' (১° অ্যালকোহল)-এর মধ্যে পার্থক্য করা যায়।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের বিক্রিয়াদ্বয়ের ক্রিয়াকৌশল অভিন্ন নয়; এদের ক্রিয়াকৌশল সম্পূর্ণ ভিন্ন। নিচে তা বিশ্লেষণ করা হলো:

   ১ম বিক্রিয়া:
   (CH₃)₃C-X (৩° অ্যালকাইল হ্যালাইড) লঘু জলীয় ক্ষারের সাথে নিউক্লিওফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া সম্পন্ন করে ৩° অ্যালকোহল তৈরি করে। ৩° অ্যালকাইল হ্যালাইডে তিনটি মিথাইল মূলকের স্থানিক বাধার (Steric hindrance) কারণে নিউক্লিওফাইল (OH⁻) পেছন দিক থেকে সরাসরি আক্রমণ করতে পারে না। ফলে এই বিক্রিয়াটি দ্বৈধাপবিশিষ্ট $S_{N1}$ (এক-আণবিক নিউক্লিওফিলিক প্রতিস্থাপন) কৌশল মেনে চলে:

   • ধাপ ১: ধীর গতিতে C-X বন্ধন ভেঙে স্থায়ী ৩° কার্বোক্যাটায়ন, (CH₃)₃C⁺ এবং হ্যালাইড আয়ন (X⁻) তৈরি হয় (যা হার নির্ধারণকারী ধাপ)।
   • ধাপ ২: দ্রুত গতিতে নিউক্লিওফাইল OH⁻ কার্বোক্যাটায়নকে আক্রমণ করে টারশিয়ারি বিউটাইল অ্যালকোহল, (CH₃)₃COH গঠন করে।
     এই বিক্রিয়ার হার কেবল অ্যালকাইল হ্যালাইডের ঘনমাত্রার উপর নির্ভর করে।

   ২য় বিক্রিয়া:
   CH₃CH₂-X (১° অ্যালকাইল হ্যালাইড) তীব্র জলীয় ক্ষারের সাথে বিক্রিয়া করে ১° অ্যালকোহল গঠন করে। ১° অ্যালকাইল হ্যালাইডে স্থানিক বাধা খুবই কম থাকে, ফলে শক্তিশালী নিউক্লিওফাইল (OH⁻) সহজে বিপরীত দিক থেকে আক্রমণ করতে পারে। এ কারণে বিক্রিয়াটি একধাপবিশিষ্ট $S_{N2}$ (দ্বি-আণবিক নিউক্লিওফিলিক প্রতিস্থাপন) কৌশল অনুসরণ করে:

   • এই ক্রিয়াকৌশলে একই সাথে হ্যালাইড আয়নের অপসরণ এবং পেছন দিক থেকে OH⁻ আয়নের আক্রমণ ঘটে একটি অবস্থান্তর জটিল (Transition state) অবস্থা তৈরির মাধ্যমে এক ধাপে উৎপাদে পরিণত হয়।
     এই বিক্রিয়ার গতি অ্যালকাইল হ্যালাইড এবং ক্ষার উভয়ের ঘনমাত্রার উপর নির্ভর করে।

   অতএব, প্রথম বিক্রিয়াটি $S_{N1}$ এবং দ্বিতীয় বিক্রিয়াটি $S_{N2}$ ক্রিয়াকৌশলে সংঘটিত হওয়ায় উদ্দীপকের বিক্রিয়াদ্বয়ের ক্রিয়াকৌশল অভিন্ন নয়।