রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   BOD (Biochemical Oxygen Demand) বা জৈবরাসায়নিক অক্সিজেন চাহিদা হলো কোনো নির্দিষ্ট পরিমাণ পানিতে উপস্থিত জৈব দূষক পদার্থকে অণুজীব বা ব্যাকটেরিয়ার সাহায্যে ভেঙে ফেলার (জৈব জারণ) জন্য প্রয়োজনীয় দ্রবীভূত অক্সিজেনের মিলিগ্রাম পরিমাণ (বা mg/L)।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   আলোক সমাণুতা প্রদর্শনের প্রধান শর্তগুলো হলো:
   ১. অণুতে কমপক্ষে একটি অপ্রতিসম বা কাইরাল কার্বন পরমাণু উপস্থিত থাকতে হবে।
   ২. অণুটির গঠন এর দর্পণ প্রতিবিম্বের উপর অসমাপতিত (non-superimposable) হতে হবে।
   ৩. অণুটি তলসমবর্তিত আলোর তলকে ঘড়ির কাঁটার দিকে বা বিপরীত দিকে আবর্তন করতে সক্ষম হতে হবে (আলোক সক্রিয়তা থাকতে হবে)।
   ৪. অণুতে কোনো প্রতিসাম্য উপাদান (যেমন- প্রতিসাম্য তল বা প্রতিসাম্য কেন্দ্র) থাকা যাবে না।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের চিত্রে বাম তড়িৎদ্বারে Mg দণ্ড ও 0.1 M $MgSO_4$ দ্রবণ এবং ডান তড়িৎদ্বারে Fe দণ্ড ও 0.2 M $FeSO_4$ দ্রবণ রয়েছে।
   দেওয়া আছে:
   $E^\circ_{Mg^{2+}/Mg} = -2.36$ V
   $E^\circ_{Fe^{2+}/Fe} = -0.44$ V

   যেহেতু Mg-এর প্রমাণ বিজারণ বিভব Fe অপেক্ষা কম (অধিক ঋণাত্মক), তাই Mg অ্যানোড এবং Fe ক্যাথোড হিসেবে কাজ করবে।

   অ্যানোড বিক্রিয়া: $Mg(s) \rightarrow Mg^{2+}(aq) + 2e^-$
   ক্যাথোড বিক্রিয়া: $Fe^{2+}(aq) + 2e^- \rightarrow Fe(s)$
   কোষের সামগ্রিক বিক্রিয়া: $Mg(s) + Fe^{2+}(aq) \rightleftharpoons Mg^{2+}(aq) + Fe(s)$
   এখানে আদান-প্রদানকৃত ইলেকট্রন সংখ্যা, $n = 2$।

   কোষের প্রমাণ কোষবিভব, $E^\circ_{cell}$:
   $E^\circ_{cell} = E^\circ_{Fe^{2+}/Fe} - E^\circ_{Mg^{2+}/Mg}$
   $= -0.44 \text{ V} - (-2.36 \text{ V})$
   $= +1.92 \text{ V}$

   নার্নস্ট সমীকরণ অনুযায়ী, 25°C (298 K) তাপমাত্রায়:
   $E_{cell} = E^\circ_{cell} - (0.0591 / n) \times \log([Mg^{2+}] / [Fe^{2+}])$

   এখানে,
   $[Mg^{2+}] = 0.1$ M
   $[Fe^{2+}] = 0.2$ M

   মান বসিয়ে পাই:
   $E_{cell} = 1.92 - (0.0591 / 2) \times \log(0.1 / 0.2)$
   $= 1.92 - 0.02955 \times \log(0.5)$
   $= 1.92 - 0.02955 \times (-0.30103)$
   $= 1.92 + 0.0089$
   $= 1.9289 \approx 1.93$ V

   অতএব, 25°C তাপমাত্রায় উদ্দীপকের কোষের কোষবিভব 1.93 V।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের বাম তড়িৎদ্বারের তরলটি হলো 0.1 M $MgSO_4$ দ্রবণ।
   টিনের (Sn) পাত্রে $MgSO_4$ দ্রবণ রাখা যাবে কি না, তা নির্ভর করবে Sn পাত্র এবং $Mg^{2+}$ আয়নের মধ্যে স্বতঃস্ফূর্ত কোনো জারণ-বিজারণ বিক্রিয়া ঘটবে কি না তার ওপর।

   যদি বিক্রিয়া ঘটে, তবে পাত্রের Sn জারিত হয়ে অ্যানোড এবং দ্রবণের $Mg^{2+}$ বিজারিত হয়ে ক্যাথোড হিসেবে কাজ করবে।
   সম্ভাব্য জারণ-বিজারণ বিক্রিয়া:
   অ্যানোড: $Sn(s) \rightarrow Sn^{2+}(aq) + 2e^-$
   ক্যাথোড: $Mg^{2+}(aq) + 2e^- \rightarrow Mg(s)$
   সামগ্রিক বিক্রিয়া: $Sn(s) + Mg^{2+}(aq) \rightarrow Sn^{2+}(aq) + Mg(s)$

   উক্ত সম্ভাব্য কোষের প্রমাণ কোষবিভব ($E^\circ_{cell}$):
   $E^\circ_{cell} = E^\circ$(ক্যাথোড) $- E^\circ$(অ্যানোড)
   $= E^\circ_{Mg^{2+}/Mg} - E^\circ_{Sn^{2+}/Sn}$

   দেওয়া আছে,
   $E^\circ_{Mg^{2+}/Mg} = -2.36$ V
   $E^\circ_{Sn^{2+}/Sn} = -0.14$ V

   সুতরাং,
   $E^\circ_{cell} = -2.36 \text{ V} - (-0.14 \text{ V})$
   $= -2.36 \text{ V} + 0.14 \text{ V}$
   $= -2.22 \text{ V}$

   যেহেতু সম্ভাব্য বিক্রিয়াটির $E^\circ_{cell}$ এর মান ঋণাত্মক ($-2.22$ V), তাই বিক্রিয়াটির ক্ষেত্রে প্রমাণ মুক্ত শক্তির পরিবর্তন $\Delta G^\circ = -nFE^\circ_{cell}$ এর মান ধনাত্মক হবে ($\Delta G^\circ > 0$)। ফলে টিনের পাত্র এবং $MgSO_4$ দ্রবণের মধ্যে কোনো স্বতঃস্ফূর্ত রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটবে না। টিন ক্ষয়প্রাপ্ত হবে না।

   অতএব, টিনের পাত্রে বাম তড়িৎদ্বারের তরলটি ($MgSO_4$ দ্রবণ) নিরাপদে রাখা যাবে।