রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যেসব পরমাণু বা মূলক কোনো জৈব যৌগের অণুতে বিদ্যমান থেকে যৌগটির রাসায়নিক ধর্ম ও বিক্রিয়ার প্রকৃতি নির্ধারণ এবং নিয়ন্ত্রণ করে, তাদেরকে কার্যকরী মূলক বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় প্রতি লিটার (১০০০ mL) দ্রবণে দ্রবীভূত দ্রবের মোল সংখ্যাকে ঐ দ্রবণের মোলারিটি বলে।
   মোলারিটি (M) = দ্রবের মোল সংখ্যা / দ্রবণের আয়তন (লিটার এককে)।
   আমরা জানি, তরল পদার্থের আয়তন তাপমাত্রার পরিবর্তনের সাথে পরিবর্তিত হয় (তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেলে সাধারণত তরলের প্রসারণ ঘটে অর্থাৎ আয়তন বৃদ্ধি পায়)। ফলে দ্রবণের তাপমাত্রা পরিবর্তিত হলে এর আয়তন পরিবর্তিত হয়, যার দরুন প্রতি লিটারে দ্রবের ঘনমাত্রা বা মোলারিটির মানও পরিবর্তিত হয়। তাই মোলারিটি তাপমাত্রা নির্ভরশীল।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে, Y গ্যাসটি একটি বাস্তব গ্যাস। গ্যাসের গতিতত্ত্ব অনুসারে যেকোনো গ্যাসের গতিশক্তি কেবল তাপমাত্রার উপর নির্ভরশীল এবং তা গ্যাসের প্রকৃতির উপর নির্ভর করে না।

   আমরা জানি,
   একটি অণুর গতিশক্তি, $E_k = \frac{3}{2} k T = \frac{3}{2} \frac{R}{N_A} T$

   এখানে,
   তাপমাত্রা, $T = 25^\circ\text{C} = (25 + 273.15)\text{ K} = 298.15\text{ K}$
   সার্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক, $R = 8.314\text{ J K}^{-1}\text{ mol}^{-1}$
   অ্যাভোগ্যাড্রো সংখ্যা, $N_A = 6.022 \times 10^{23}\text{ mol}^{-1}$

   অতএব,
   $E_k = \frac{3}{2} \times \frac{8.314}{6.022 \times 10^{23}} \times 298.15$
   $E_k \approx 6.17 \times 10^{-21}\text{ J}$

   সুতরাং, $25^\circ\text{C}$ তাপমাত্রায় Y গ্যাসের একটি অণুর গতিশক্তি $6.17 \times 10^{-21}\text{ J}$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের লেখচিত্রে দেখা যায়, 'X' গ্যাসের ক্ষেত্রে চাপ ($P$) বৃদ্ধির সাথে সাথে $PV$-এর মান অপরিবর্তিত থাকে এবং লেখচিত্রটি $P$-অক্ষের সমান্তরাল একটি সরলরেখা। অতএব, 'X' গ্যাসটি হলো একটি আদর্শ গ্যাস। অপরদিকে, 'Y' গ্যাসটির লেখচিত্র বিচ্যুতি প্রদর্শন করে, ফলে 'Y' হলো একটি বাস্তব গ্যাস।

   বাস্তব গ্যাসসমূহ সাধারণত 'নিম্ন চাপ ও উচ্চ তাপমাত্রায়' আদর্শ গ্যাসের ন্যায় আচরণ করে। এর কারণ নিচে বিশ্লেষণ করা হলো:

   ১. নিম্ন চাপে:
   চাপ খুব কম হলে গ্যাসের মোট আয়তন ($V$) অনেক বৃদ্ধি পায়। ফলে পাত্রের মোট আয়তনের তুলনায় গ্যাস অণুগুলোর নিজস্ব প্রকৃত আয়তন ($b$) নগণ্য হয়ে পড়ে ($V - b \approx V$)। এছাড়া, নিম্ন চাপে অণুগুলো একে অপরের থেকে দূরে অবস্থান করায় এদের মধ্যকার আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল প্রায় থাকে না, ফলে আকর্ষণজনিত সংশোধনী পদ $\frac{a}{V^2}$ এর মানও নগণ্য হয় ($P + \frac{a}{V^2} \approx P$)। এতে ভ্যান ডার ওয়ালস সমীকরণ $(P + \frac{a}{V^2})(V - b) = RT$ আদর্শ গ্যাস সমীকরণ $PV = RT$-এ রূপান্তরিত হয়।

   ২. উচ্চ তাপমাত্রায়:
   উচ্চ তাপমাত্রায় গ্যাস অণুগুলোর গতিশক্তি অনেক বৃদ্ধি পায় এবং তারা অত্যন্ত দ্রুতগতিতে ছোটাছুটি করে। এর ফলে অণুগুলোর মধ্যকার আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল কার্যকর হতে পারে না।

   সুতরাং, নিম্ন চাপ ও উচ্চ তাপমাত্রায় 'Y' গ্যাসটি (বাস্তব গ্যাস) 'X' গ্যাসের (আদর্শ গ্যাস) ন্যায় আচরণ করবে।