রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   জৈব যৌগের যে কার্বন পরমাণুর সাথে চারটি ভিন্ন পরমাণু বা মূলক যুক্ত থাকে, তাকে কাইরাল কার্বন বা অপ্রতিসম কার্বন বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় প্রতি লিটার দ্রবণে দ্রবীভূত দ্রবের মোল সংখ্যাকে মোলারিটি বা মোলার ঘনমাত্রা বলে। তাপমাত্রা পরিবর্তিত হলে তরল দ্রবণের আয়তন পরিবর্তিত হয় (কারণ আয়তন তাপমাত্রার সমানুপাতিক)। মোলারিটি (M = n/V) যেহেতু দ্রবণের আয়তনের ওপর নির্ভরশীল, তাই তাপমাত্রা পরিবর্তনের সাথে সাথে দ্রবণের মোলার ঘনমাত্রাও পরিবর্তিত হয়। একারণে মোলার দ্রবণের ঘনমাত্রা তাপমাত্রা নির্ভরশীল।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক মতে,
   (i) নং পাত্রের A-গ্যাসের জন্য:
   ভর, $w_A$ = 0.745 g
   চাপ, $P_A$ = 576 mm(Hg) = 576/760 atm ≈ 0.7579 atm
   আয়তন, $V_A$ = 600 mL = 0.60 L
   তাপমাত্রা, $T_A$ = 20°C = (20 + 273) K = 293 K

   A গ্যাসের মোল সংখ্যা, $n_A = (P_A \times V_A) / (R \times T_A)$
   = (0.7579 × 0.60) / (0.0821 × 293) ≈ 0.45474 / 24.0553 ≈ 0.0189 mol
   (অথবা আণবিক ভর $M_A = w_A R T / (P_A V_A) = (0.745 \times 0.0821 \times 293) / (0.7579 \times 0.60) \approx 39.4$ g/mol; $n_A = 0.745 / 39.4 = 0.0189$ mol)

   (ii) নং পাত্রের B-গ্যাসের জন্য:
   STP-তে ঘনত্ব, d = 1.75 g L⁻¹
   STP-তে মোলার আয়তন, $V_m$ = 22.4 L mol⁻¹
   অতএব, B-গ্যাসের মোলার ভর, $M_B = d \times V_m$ = 1.75 g L⁻¹ × 22.4 L mol⁻¹ = 39.2 g mol⁻¹
   [এখানে উদ্দীপকে B গ্যাসের ভর বা পাত্রের আকার সরাসরি নির্দিষ্ট না থাকলেও সাধারণত এটি আদর্শ গ্যাসীয় অবস্থায় মিশ্রণে নির্দিষ্ট অনুপাতে যুক্ত হয়। তবে যদি দ্বিতীয় পাত্রের আয়তন বা ভর স্পষ্ট না থাকে: সাধারণত বোর্ড প্রশ্নে (i) পাত্রের গ্যাস এবং (ii) পাত্রের জন্য তথ্যের মধ্যে B গ্যাসের ভর যদি 0.745 g একই বিবেচনা করা হয় বা পাত্রের আয়তন সংশ্লিষ্ট থাকে। কিন্তু উদ্দীপকে B পাত্রের গ্যাসের মোল সংখ্যা যদি $n_B$ হয়, তবে মিশ্রণের মোট চাপ $P = (n_A + n_B)RT/V$। উদ্দীপকে B-গ্যাসের আয়তন বা ভর অসম্পূর্ণ থাকলে B-এর প্রদত্ত ঘনমাত্রা থেকে STP-তে মোল হিসাব করতে সমপরিমাণ আয়তন বা আংশিক চাপের মান প্রয়োজন। উদ্দীপক অনুযায়ী B-এর তাপমাত্রা 20°C ও আয়তন 600 mL অথবা STP সম্পর্কিত তথ্য বিবেচ্য। সম্পূর্ণ মান অনুপস্থিত থাকলে $P_{total} = n_{total} RT/V$ সূত্র প্রয়োগ করে নির্ণয় করতে হয়।]
   ধরি B গ্যাসেরও 600 mL গ্যাস 20°C ও 576 mmHg চাপে আছে, তবে $n_B = n_A = 0.0189$ mol।
   অতএব, মিশ্রণে মোট মোল সংখ্যা, $n = n_A + n_B = 0.0189 + 0.0189 = 0.0378$ mol।
   মিশ্রণের তাপমাত্রা, T = 30°C = 303 K
   মিশ্রণের আয়তন, V = 2 L
   সুতরাং, মিশ্রণের মোট চাপ P = (n × R × T) / V
   = (0.0378 × 0.0821 × 303) / 2 ≈ 0.47 atm (বা 357.2 mm Hg)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   গ্রাহামের ব্যাপন সূত্রানুসারে, নির্দিষ্ট তাপমাত্রা ও চাপে কোনো গ্যাসের ব্যাপন হার তার আণবিক ভরের (বা ঘনত্বের) বর্গমূলের ব্যস্তানুপাতিক।

   (i) নং পাত্রের A-গ্যাসের আণবিক ভর ($M_A$):
   $M_A = (w_A \times R \times T_A) / (P_A \times V_A)$
   এখানে,
   $w_A$ = 0.745 g
   $P_A$ = 576 / 760 atm ≈ 0.7579 atm
   $V_A$ = 0.60 L
   $T_A$ = 293 K
   R = 0.0821 L atm mol⁻¹ K⁻¹
   ∴ $M_A$ = (0.745 × 0.0821 × 293) / (0.7579 × 0.60) ≈ 39.4 g mol⁻¹

   (ii) নং পাত্রের B-গ্যাসের আণবিক ভর ($M_B$):
   $M_B$ = d × 22.4 = 1.75 × 22.4 = 39.2 g mol⁻¹

   ধরি, ১ মিটার (১০০ সেমি) দৈর্ঘ্যের কাচনলের A প্রান্ত থেকে গ্যাস দুটি x সেমি দূরত্বে মিলিত হয়। তাহলে B প্রান্ত থেকে দূরত্ব হবে (100 - x) সেমি।
   একই সময়ে অতিক্রান্ত দূরত্বের অনুপাত তাদের ব্যাপন হারের অনুপাতের সমান:
   $r_A / r_B = x / (100 - x)$

   গ্রাহামের সূত্র মতে,
   $r_A / r_B = \sqrt{M_B / M_A}$
   => $x / (100 - x) = \sqrt{39.2 / 39.4} = \sqrt{0.9949} \approx 0.9975$
   => x = 0.9975 × (100 - x)
   => x + 0.9975x = 99.75
   => 1.9975x = 99.75
   => x ≈ 49.94 cm

   অতএব, নলের যে প্রান্ত দিয়ে A গ্যাস প্রবেশ করানো হয়েছিল, সেই প্রান্ত থেকে প্রায় 49.94 cm (অথবা B প্রান্ত থেকে 50.06 cm) দূরে গ্যাস দুটি মিলিত হবে অর্থাৎ কাচনলের প্রায় ঠিক মাঝামাঝি স্থানে গ্যাসদ্বয় মিলিত হবে।