রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যে দ্রবণে সামান্য পরিমাণ সবল এসিড বা সবল ক্ষার যোগ করার পরেও দ্রবণের pH-এর মান অপরিবর্তিত থাকে, তাকে বাফার দ্রবণ বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যেসব রাসায়নিক পদার্থ বিশুদ্ধ অবস্থায় পাওয়া যায় না, প্রস্তুতকালে সঠিকভাবে মেপে নির্দিষ্ট ঘনমাত্রার দ্রবণ তৈরি করা যায় না এবং বায়ুর উপাদান (যেমন: O2, CO2 বা জলীয় বাষ্প) দ্বারা আক্রান্ত হয়ে দ্রবণের ঘনমাত্রা সময়ের সাথে পরিবর্তিত হয়, তাদের সেকেন্ডারি স্ট্যান্ডার্ড পদার্থ বলে।

   সোডিয়াম থায়োসালফেট (Na2S2O3·5H2O) সম্পূর্ণ বিশুদ্ধ ও শুষ্ক অবস্থায় পাওয়া যায় না এবং এর জলীয় দ্রবণ তৈরি করে রাখলে তা বায়ুমণ্ডলের কার্বন ডাই-অক্সাইড ও ব্যাকটেরিয়ার প্রভাবে ধীরে ধীরে বিশ্লিষ্ট হয়ে পড়ে। ফলে এর দ্রবণের ঘনমাত্রা সময়ের সাথে হ্রাস পায়। তাই সোডিয়াম থায়োসালফেট একটি সেকেন্ডারি স্ট্যান্ডার্ড পদার্থ।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   (i) ও (ii) দ্রবণের মধ্যে সংঘটিত বিক্রিয়াটি হলো অম্লীয় মাধ্যমে পটাশিয়াম পারম্যাঙ্গানেট (KMnO4) ও অক্সালিক এসিডের (H2C2O4) রেডক্স বিক্রিয়া।

   ১. বিজারণ অর্ধ-বিক্রিয়া:
   অম্লীয় মাধ্যমে পারম্যাঙ্গানেট আয়ন ($MnO_4^-$) ৫টি ইলেকট্রন গ্রহণ করে $Mn^{2+}$ আয়নে বিজারিত হয়:
   $MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O$ ... (১)

   ২. জারণ অর্ধ-বিক্রিয়া:
   অক্সালেট আয়ন ($C_2O_4^{2-}$) ২টি ইলেকট্রন ত্যাগ করে জারিত হয়ে CO2 গ্যাসে পরিণত হয়:
   $C_2O_4^{2-} \rightarrow 2CO_2 + 2e^-$ ... (২)

   ৩. ইলেকট্রন সংখ্যা সমতাকরণ ও যোগ:
   সমীকরণ (১)-কে ২ দ্বারা এবং সমীকরণ (২)-কে ৫ দ্বারা গুণ করে যোগ করি:
   $2MnO_4^- + 16H^+ + 10e^- \rightarrow 2Mn^{2+} + 8H_2O$
   $5C_2O_4^{2-} \rightarrow 10CO_2 + 10e^-$

   $2MnO_4^- + 5C_2O_4^{2-} + 16H^+ \rightarrow 2Mn^{2+} + 10CO_2 + 8H_2O$

   প্রয়োজনীয় দর্শক আয়ন ($K^+$ এবং $SO_4^{2-}$) যুক্ত করে পূর্ণাঙ্গ আণবিক সমীকরণটি পাই:
   2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2 + 8H2O

   এটিই নির্ণীত আয়ন-ইলেকট্রন পদ্ধতিতে সমতাকৃত সমীকরণ।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের (i) ও (ii) নং দ্রবণ ব্যবহার করে (iii) নং দ্রবণের Fe এর পরিমাণ নির্ণয় করা তাত্ত্বিকভাবে সম্ভব, তবে তার জন্য (iii) নং দ্রবণটিকে সম্পূর্ণরূপে জারিত করতে প্রয়োজনীয় প্রমিত KMnO4 দ্রবণের সুনির্দিষ্ট আয়তন উদ্দীপকে দেওয়া থাকা আবশ্যক। নিচে সম্পূর্ণ প্রক্রিয়াটি ব্যাখ্যা করা হলো:

   ১. KMnO4 দ্রবণের ঘনমাত্রা নির্ণয়:
   (i) ও (ii) নং দ্রবণের বিক্রিয়ার সমতাকৃত সমীকরণ:
   2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2 + 8H2O

   এখানে,
   KMnO4 এর আয়তন, V1 = 25 mL
   KMnO4 এর মোলারিটি, S1 = ?
   অক্সালিক এসিডের আয়তন, V2 = 28 mL
   অক্সালিক এসিডের মোলারিটি, S2 = 0.1 M

   রাসায়নিক তুল্যতা অনুসারে,
   (V1 × S1) / 2 = (V2 × S2) / 5
   বা, S1 = (2 × V2 × S2) / (5 × V1)
   বা, S1 = (2 × 28 × 0.1) / (5 × 25) = 5.6 / 125 = 0.0448 M
   অতএব, (i) নং KMnO4 দ্রবণের প্রকৃত ঘনমাত্রা = 0.0448 M।

   ২. Fe এর পরিমাণ নির্ণয়ের পদ্ধতি:
   অম্লীয় মাধ্যমে FeSO4 দ্রবণের সাথে প্রমিত KMnO4 এর বিক্রিয়ার সমীকরণ:
   2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + 8H2O
   বা, 1 মোল KMnO4 ≡ 5 মোল FeSO4 ≡ 5 মোল Fe$^{2+}$ ≡ 5 × 56 g Fe

   সুতরাং, (iii) নং FeSO4 দ্রবণকে সম্পূর্ণরূপে জারিত বা টাইট্রেশন করতে প্রয়োজনীয় KMnO4 দ্রবণের আয়তন জানা থাকলে (বা (i) নং দ্রবণের সম্পূর্ণ 25 mL দ্রবণটি (iii) নং দ্রবণের সাথে সম্পূর্ণ বিক্রিয়া করেছে এমন শর্ত দেওয়া থাকলে):
   Fe-এর পরিমাণ = $(5 \times V_{KMnO_4}(L) \times S_{KMnO_4} \times 56)$ গ্রাম হিসেবে নিখুঁতভাবে গণনা করা যায়।

   কিন্তু উদ্দীপকে (iii) নং দ্রবণের টাইট্রেশনে ব্যবহৃত KMnO4 দ্রবণের আয়তন বা FeSO4 সম্পর্কিত কোনো নির্দিষ্ট পরিমাণ উল্লেখ নেই। তাই নীতিগত ও পদ্ধতিগতভাবে Fe এর পরিমাণ নির্ণয় করা সম্ভব হলেও, উপাত্তের ঘাটতির কারণে সাংখ্যিক মান নির্ণয় করা সম্ভব নয়।