রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ২৫°C (298 K) তাপমাত্রা এবং ১ বায়ুমণ্ডলীয় (1 atm) চাপে ১ মোলার (1 M) হাইড্রোজেন আয়ন (H⁺) ঘনমাত্রার দ্রবণে নিমজ্জিত প্লাটিনাম তার বা পাতের উপর বিশুদ্ধ হাইড্রোজেন গ্যাস চালনা করে যে প্রমাণ তড়িৎদ্বার তৈরি করা হয়, তাকে প্রমাণ হাইড্রোজেন তড়িৎদ্বার (SHE) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   লুইস মতবাদ অনুসারে, যেসকল যৌগ বা আয়ন অন্য কোনো পদার্থ থেকে এক জোড়া মুক্ত ইলেকট্রন যুগল গ্রহণ করতে সক্ষম, তাদেরকে লুইস অম্ল বলা হয়।

   BF₃ যৌগে কেন্দ্রীয় বোরন (B) পরমাণুর যোজ্যতা স্তরে ৩টি ইলেকট্রন থাকে। এটি তিনটি ফ্লুওরিন পরমাণুর সাথে তিনটি সমযোজী বন্ধন তৈরি করে। ফলে বোরনের সর্ববহিস্থ শক্তিস্তরে মোট ৬টি ইলেকট্রন থাকে, অর্থাৎ এর অষ্টক অপূর্ণ থাকে। অষ্টক পূরণের জন্য BF₃ অণু সহজেই অন্য কোনো ক্ষারক থেকে এক জোড়া ইলেকট্রন গ্রহণ করতে পারে। তাই BF₃ একটি লুইস অম্ল।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে উল্লিখিত দুই কার্বনবিশিষ্ট অম্লধর্মী হাইড্রোকার্বন 'A' হলো ইথাইন (CH≡CH) বা অ্যাসিটিলিন।

   ইথাইন একটি অসম্পৃক্ত হাইড্রোকার্বন, কারণ এর অণুতে কার্বন-কার্বন ত্রিবন্ধন বিদ্যমান। এর অসম্পৃক্ততা নিম্নোক্ত পরীক্ষার সমীকরণের সাহায্যে প্রমাণ করা যায়:

   ১. ব্রোমিন দ্রবণ পরীক্ষা:
   কক্ষ তাপমাত্রায় কার্বন টেট্রাক্লোরাইডে (CCl₄) দ্রবীভূত ব্রোমিনের লাল দ্রবণে ইথাইন গ্যাস চালনা করলে ব্রোমিনের লাল বর্ণ বর্ণহীন হয়ে যায় এবং টেট্রাব্রোমোইথেন উৎপন্ন হয়।
   সমীকরণ:
   HC≡CH + 2Br₂ (লাল) ──(CCl₄)──> CHBr₂–CHBr₂ (১,১,২,২-টেট্রাব্রোমোইথেন, বর্ণহীন)

   ২. বেয়ারের পরীক্ষা:
   ইথাইনের মধ্য দিয়ে ক্ষারীয় পটাশিয়াম পারম্যাঙ্গানেটের (KMnO₄) গোলাপি/বেগুনি দ্রবণ চালনা করলে KMnO₄ এর বর্ণ দূরীভূত হয় এবং অক্সালিক এসিড উৎপন্ন হয়।
   সমীকরণ:
   HC≡CH + 4[O] ──(লঘু ক্ষারীয় KMnO₄)──> HOOC–COOH (অক্সালিক এসিড)

   উক্ত সংযোজন বিক্রিয়াগুলো প্রমাণ করে যে 'A' যৌগটি (ইথাইন) অসম্পৃক্ত।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের তথ্য বিশ্লেষণ করলে পাই:
   • 'A' হলো ইথাইন (CH≡CH)।
   • ইথাইনকে ৪৫০°C তাপমাত্রায় উত্তপ্ত Fe নলের মধ্য দিয়ে চালনা করলে বেনজিন (B) উৎপন্ন হয়:
   3HC≡CH ──(Fe নল, 450°C)──> C₆H₆ (B)

   • বেনজিনকে গাঢ় H₂SO₄ এর উপস্থিতিতে ৬০°C তাপমাত্রায় গাঢ় HNO₃ দ্বারা নাইট্রেট করলে নাইট্রোবেনজিন (X) উৎপন্ন হয়:
   C₆H₆ + HNO₃ ──(গাঢ় H₂SO₄, 60°C)──> C₆H₅NO₂ ('X') + H₂O

   • অনাৰ্দ্ৰ AlCl₃ এর উপস্থিতিতে বেনজিনের সাথে CH₃Br এর বিক্রিয়ায় (ফ্রিডেল-ক্রাফটস অ্যালকাইলেশন) টলুইন (Y) উৎপন্ন হয়:
   C₆H₆ + CH₃Br ──(অনাৰ্দ্ৰ AlCl₃)──> C₆H₅CH₃ ('Y') + HBr

   অতএব, 'X' হলো নাইট্রোবেনজিন এবং 'Y' হলো টলুইন।

   ইলেকট্রনাকর্ষী প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ায় সক্রিয়তার তুলনা:

   ১. টলুইন (Y):
   টলুইনে বেনজিন বলয়ের সাথে মিথাইল মূলক (–CH₃) যুক্ত থাকে। মিথাইল মূলক ধনাত্মক আবেশীয় (+I effect) এবং হাইপারকনজুগেশনের মাধ্যমে বেনজিন বলয়ে ইলেকট্রন ঘনত্ব বৃদ্ধি করে। ফলে বেনজিন বলয়টি সক্রিয় হয় (বলয় সক্রিয়কারী মূলক)। বিশেষ করে অর্থো ও প্যারা অবস্থানে ইলেকট্রন ঘনত্ব বহুগুণ বৃদ্ধি পায়। তাই এটি খুব দ্রুত ইলেকট্রনাকর্ষী বিকারকের সাথে প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া সম্পন্ন করে।

   ২. নাইট্রোবেনজিন (X):
   নাইট্রোবেনজিনে বলয়ের সাথে নাইট্রো মূলক (–NO₂) যুক্ত থাকে। –NO₂ একটি তীব্র ইলেকট্রন আকর্ষী বা বলয় নিষ্ক্রিয়কারী মূলক। এটি মেসোমারিক (-M) ও ঋণাত্মক আবেশীয় (-I) প্রভাবের মাধ্যমে বলয় থেকে ইলেকট্রন নিজের দিকে টেনে নেয়। ফলে বলয়ে, বিশেষত অর্থো ও প্যারা অবস্থানে ইলেকট্রন ঘনত্ব অনেক হ্রাস পায়। ফলে বলয়টি নিষ্ক্রিয় হয়ে পড়ে এবং ইলেকট্রনাকর্ষী প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ার প্রতি অনীহা প্রদর্শন করে।

   ৩. বেনজিন (B):
   বেনজিন বলয়ে কোনো প্রতিস্থাপক না থাকায় এর সক্রিয়তা স্বাভাবিক থাকে।

   অতএব, ইলেকট্রনাকর্ষী প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে সক্রিয়তার ক্রম হবে:
   টলুইন ('Y') > বেনজিন ('B') > নাইট্রোবেনজিন ('X')।
   অর্থাৎ উদ্দীপকের X এবং Y এর মধ্যে Y (টলুইন) এর সক্রিয়তা X (নাইট্রোবেনজিন) এর চেয়ে বেশি (Y > X)।