রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   SATP এর পূর্ণরূপ হলো Standard Ambient Temperature and Pressure। ২৫°C (বা 298.15 K) তাপমাত্রা এবং 100 kPa (বা 1 bar) চাপে কোনো গ্যাসীয় পদার্থের অবস্থাকে প্রমাণ কক্ষ তাপমাত্রা ও চাপ বা SATP বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   n মোল বাস্তব গ্যাসের জন্য ভ্যানডার ওয়ালস সমীকরণটি হলো:
   (P + (n²a / V²))(V - nb) = nRT

   এখানে,
   অক্সিজেন গ্যাসের ভর, w = 64 g
   অক্সিজেনের আণবিক ভর, M = 32 g/mol
   অতএব, মোলার সংখ্যা, n = w / M = 64 / 32 = 2 mol

   সুতরাং, n = 2 মান বসিয়ে 64 g O₂ গ্যাসের জন্য ভ্যানডার ওয়ালস সমীকরণটি হবে:
   (P + (4a / V²))(V - 2b) = 2RT
   (এখানে a ও b হলো ভ্যানডার ওয়ালস ধ্রুবক)।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে দুটি অর্ধকোষ দেওয়া হয়েছে:
   বাম অর্ধকোষ (অ্যানোড): T | T²⁺ (0.4 M), যার $E^\circ_{T^{2+}/T}$ = -0.80 V
   ডান অর্ধকোষ (ক্যাথোড): R²⁺ (0.3 M) | R, যার $E^\circ_{R^{2+}/R}$ = -0.40 V
   (যেহেতু $E^\circ_{T^{2+}/T}$ < $E^\circ_{R^{2+}/R}$, তাই T তড়িৎদ্বার অ্যানোড এবং R তড়িৎদ্বার ক্যাথোড হিসেবে কাজ করবে)।

   কোষ বিক্রিয়া:
   T(s) + R²⁺(aq) → T²⁺(aq) + R(s)
   এখানে স্থানান্তরিত ইলেকট্রন সংখ্যা, n = 2।

   প্রমাণ তড়িৎচ্চালক বল, $E^\circ_{\text{cell}}$:
   $E^\circ_{\text{cell}}$ = $E^\circ_{\text{cathode}}$ - $E^\circ_{\text{anode}}$
   = $E^\circ_{R^{2+}/R}$ - $E^\circ_{T^{2+}/T}$
   = -0.40 V - (-0.80 V) = +0.40 V

   নার্নস্ট সমীকরণ অনুসারে ২৫°C তাপমাত্রায় কোষের তড়িৎচ্চালক বল ($E_{\text{cell}}$):
   $E_{\text{cell}} = E^\circ_{\text{cell}} - (0.0591 / n) \times \log([T^{2+}] / [R^{2+}])$
   = 0.40 - (0.0591 / 2) * log(0.4 / 0.3)
   = 0.40 - 0.02955 * log(1.3333)
   = 0.40 - 0.02955 * 0.1249
   = 0.40 - 0.00369
   = 0.3963 V (প্রায় 0.40 V)

   অতএব, উদ্দীপকের কোষটির তড়িৎচ্চালক বল 0.3963 V।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   T অর্ধকোষের দ্রবণকে (T²⁺ দ্রবণ) D ধাতুর পাত্রে সংরক্ষণ করা যাবে কিনা তা জানার জন্য D পাত্র ও T²⁺ আয়নের মধ্যে স্বতঃস্ফূর্ত বিক্রিয়া ঘটবে কিনা তা নির্ণয় করতে হবে।

   যদি D পাত্রে T²⁺ দ্রবণ রাখা হয়, তবে সম্ভাব্য কোষটি হবে:
   D | D²⁺ || T²⁺ | T
   এখানে,
   D পাত্র অ্যানোড হিসেবে জারিত হবে: D(s) → D²⁺(aq) + 2e⁻
   T²⁺ ক্যাথোড হিসেবে বিজারিত হবে: T²⁺(aq) + 2e⁻ → T(s)

   উদ্দীপক অনুসারে:
   $E^\circ_{D^{2+}/D}$ = -0.39 V
   $E^\circ_{T^{2+}/T}$ = -0.80 V

   অতএব, প্রমাণ কোষ বিভব:
   $E^\circ_{\text{cell}}$ = $E^\circ_{\text{cathode}}$ - $E^\circ_{\text{anode}}$
   = $E^\circ_{T^{2+}/T}$ - $E^\circ_{D^{2+}/D}$
   = -0.80 V - (-0.39 V)
   = -0.41 V

   যেহেতু $E^\circ_{\text{cell}}$ এর মান ঋণাত্মক (-0.41 V < 0), তাই D ধাতুর পাত্র এবং T²⁺ আয়নের মধ্যে জারণ-বিজারণ বিক্রিয়া স্বতঃস্ফূর্তভাবে ঘটবে না। ফলে D পাত্রের কোনো ক্ষয় হবে না।

   সুতরাং, T অর্ধকোষের দ্রবণকে D ধাতুর পাত্রে নিরাপদে সংরক্ষণ করা যাবে।