রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যে দ্রবণে সামান্য পরিমাণ সবল এসিড বা ক্ষারক যোগ করার পরও দ্রবণের pH মানের কোনো উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন হয় না, অর্থাৎ pH মান প্রায় স্থির থাকে, তাকে বাফার দ্রবণ বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   অক্সিজেনের ইলেকট্রন বিন্যাস হলো: O (8) = $1s^2\,2s^2\,2p_x^2\,2p_y^1\,2p_z^1$। অক্সিজেনের যোজ্যতা স্তরে (n = 2) কোনো ফাঁকা d-অরবিটাল নেই। ফলে উত্তেজিত অবস্থাতেও অক্সিজেনের 2s বা 2p অরবিটাল থেকে ইলেকট্রন উন্নত শক্তিস্তরে স্থানান্তরিত হয়ে বিজোড় ইলেকট্রন সংখ্যা দুই-এর অধিক (যেমন- চারটি) বৃদ্ধি করা সম্ভব নয়। তাই অক্সিজেন কেবল দুটি ফ্লোরিন পরমাণুর সাথে ইলেকট্রন শেয়ারের মাধ্যমে OF₂ গঠন করতে পারে, কিন্তু অষ্টক সম্প্রসারণ ঘটিয়ে চারটি সমযোজী বন্ধন তৈরি করতে পারে না বলে OF₄ গঠিত হয় না।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের প্রথম এসিডটি হলো H₃PO₃ (ফসফরাস এসিড)।

   H₃PO₃-এর আণবিক ভর, M = (1 × 3) + 31 + (16 × 3) = 3 + 31 + 48 = 82 g/mol

   1.5% H₃PO₃ দ্রবণ বলতে বোঝায় 100 mL দ্রবণে 1.5 g H₃PO₃ দ্রবীভূত আছে।
   সুতরাং, মোলারিটিতে দ্রবণের ঘনমাত্রা, S = (10 × x) / M = (10 × 1.5) / 82 = 0.1829 M

   [দ্রষ্টব্য: H₃PO₃ একটি দ্বিখারকীয় দুর্বল এসিড, যার প্রথম বিয়োজন ধ্রুবক $K_{a1}$ ≈ 5.0 × 10⁻² mol/L।
   যদি $K_a$ এর মান বিবেচনা করা হয়:
   [H⁺] = $\sqrt{K_a \times C}$ = √(5.0 × 10⁻² × 0.1829) ≈ 0.0956 M
   অতএব, pH = -log[H⁺] = -log(0.0956) ≈ 1.02]

   আবার, সম্পূর্ণ বিয়োজিত এসিড ধরে সাধারণ সমীকরণ অনুসারে:
   H₃PO₃ ⇌ 2H⁺ + HPO₃²⁻
   [H⁺] = 2 × 0.1829 M = 0.3658 M
   অতএব, pH = -log[H⁺] = -log(0.3658) ≈ 0.44

   (প্রশ্নে $K_a$ মান সরবরাহ না থাকায় দুর্বল এসিডের সাপেক্ষে এর মান প্রায় 1.02)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে প্রদত্ত এসিডগুলো হলো: H₃PO₃, HNO₃, HClO₄ এবং H₃PO₄। এগুলো সবই অক্সোএসিড।
   অক্সোএসিডসমূহের তীব্রতা মূলত কেন্দ্রীয় পরমাণুর জারণ মানের ওপর নির্ভর করে। কেন্দ্রীয় পরমাণুর জারণ মান যত বেশি হয়, তার আকার তত ছোট ও ধনাত্মক চার্জ ঘনত্ব তত বৃদ্ধি পায়। ফলে তা O–H বন্ধনের ইলেকট্রন জোড়কে নিজের দিকে অধিক আকর্ষণ করে এবং প্রোটন (H⁺) ত্যাগ করা সহজ হয়, অর্থাৎ এসিডটি অধিক তীব্র হয়।

   কেন্দ্রীয় পরমাণুর জারণ মান নির্ণয়:
   ১. HClO₄-এ Cl-এর জারণ মান: +1 + x + 4(-2) = 0 ⇒ x = +7
   ২. HNO₃-এ N-এর জারণ মান: +1 + x + 3(-2) = 0 ⇒ x = +5
   ৩. H₃PO₄-এ P-এর জারণ মান: 3(+1) + x + 4(-2) = 0 ⇒ x = +5
   ৪. H₃PO₃-এ P-এর জারণ মান: 3(+1) + x + 3(-2) = 0 ⇒ x = +3

   তীব্রতার তুলনা:

   • HClO₄ এসিডে Cl-এর জারণ মান সর্বোচ্চ (+7) হওয়ায় এটি উদ্দীপকের সবচেয়ে তীব্র এসিড।
   • HNO₃ এবং H₃PO₄ উভয় এসিডের কেন্দ্রীয় পরমাণুর জারণ মান +5 হলেও N ও P-এর মধ্যে নাইট্রোজেনের পারমাণবিক আকার ফসফরাস অপেক্ষা ছোট এবং নাইট্রোজেনের তড়িৎ ঋণাত্মকতা (3.0) ফসফরাস (2.1) অপেক্ষা বেশি। ফলে N-এর ধনাত্মক চার্জ ঘনত্ব বেশি হওয়ায় HNO₃, H₃PO₄ অপেক্ষা শক্তিশালী এসিড।
   • H₃PO₃ এসিডে কেন্দ্রীয় পরমাণু P-এর জারণ মান (+3) সবচেয়ে কম হওয়ায় এটি সবচেয়ে দুর্বল এসিড।

   অতএব, উদ্দীপকের এসিডগুলোর তীব্রতার সঠিক ক্রম হলো:
   HClO₄ > HNO₃ > H₃PO₄ > H₃PO₃