রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যেসব জৈব যৌগের আণবিক সংকেত, গঠনিক সংকেত এবং ভৌত ও রাসায়নিক ধর্ম অভিন্ন হওয়া সত্ত্বেও এক-সমতলীয় আলোর প্রতি ভিন্নরূপ আচরণ প্রদর্শন করে (অর্থাৎ আলোর তলকে ডানে বা বামে আবর্তন করে), তাদেরকে পরস্পরের আলোক সমাণু বলে এবং যৌগের এই বৈশিষ্ট্যকে আলোক সমাণুতা (Optical Isomerism) বলা হয়।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ন্যাপথালিন (C₁₀H₈) একটি অ্যারোম্যাটিক যৌগ হওয়ার কারণসমূহ নিচে দেওয়া হলো:
   ১. এটি একটি দ্বি-চাক্রিক, সমতলীয় এবং সম্পূর্ণ কনজুগেটেড বলয়যুক্ত যৌগ।
   ২. হাকেল নীতি অনুসারে অ্যারোম্যাটিক যৌগে বলয়জুড়ে (4n + 2) সংখ্যক সঞ্চরণশীল π (পাই) ইলেকট্রন থাকতে হয় (যেখানে n = 0, 1, 2, 3... পূর্ণসংখ্যা)।
   ন্যাপথালিনের অণুতে ৫টি দ্বিবন্ধন অর্থাৎ মোট ১০টি সঞ্চরণশীল পাই-ইলেকট্রন রয়েছে। এখানে, 4n + 2 = 10 সমীকরণটি সমাধান করলে n = 2 পাওয়া যায়, যা একটি পূর্ণসংখ্যা।
   ৩. এটি অ্যারোম্যাটিক যৌগের ন্যায় বিশেষ স্থায়িত্ব প্রদর্শন করে এবং ইলেকট্রনাকর্ষী প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া দেয়।
   অতএব, হাকেল তত্ত্ব ও অ্যারোম্যাটিক বৈশিষ্ট্যাবলি মেনে চলার কারণে ন্যাপথালিন একটি অ্যারোম্যাটিক যৌগ।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে:
   X গ্যাসের ক্ষেত্রে:
   প্রাথমিক চাপ, P₁ = 760 mm(Hg)
   প্রাথমিক আয়তন, V₁ = 0.5 L = 500 mL

   Y গ্যাসের ক্ষেত্রে:
   প্রাথমিক চাপ, P₂ = 780 mm(Hg)
   প্রাথমিক আয়তন, V₂ = 400 mL = 0.4 L

   স্টপকর্ক খুলে দিলে মিশ্রণের মোট আয়তন, V = V₁ + V₂ = 0.5 L + 0.4 L = 0.9 L (বা 900 mL)
   উভয় পাত্রের তাপমাত্রা 27°C অপরিবর্তিত থাকে।

   বয়েলের সূত্রানুসারে, স্টপকর্ক খোলার পর:
   X গ্যাসের আংশিক চাপ, $p_X$ = (P₁ × V₁) / V
   => $p_X$ = (760 × 0.5) / 0.9 = 380 / 0.9 ≈ 422.22 mm(Hg)

   Y গ্যাসের আংশিক চাপ, $p_Y$ = (P₂ × V₂) / V
   => $p_Y$ = (780 × 0.4) / 0.9 = 312 / 0.9 ≈ 346.67 mm(Hg)

   যেহেতু 422.22 mm(Hg) > 346.67 mm(Hg), অর্থাৎ $p_X$ > $p_Y$।
   অতএব, স্টপকর্ক খোলা অবস্থায় X গ্যাসের আংশিক চাপ Y গ্যাসের চেয়ে বেশি (দেখানো হলো)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   গ্ৰাহামের গ্যাস ব্যাপন সূত্র অনুযায়ী, স্থির তাপমাত্রা ও চাপে কোনো গ্যাসের ব্যাপন হার (r) তার আণবিক ভর (M) এর বর্গমূলের ব্যস্তানুপাতিক (r ∝ 1/√M)। অর্থাৎ, যে গ্যাসের আণবিক ভর কম, তার ব্যাপন হার বেশি হবে।

   আদর্শ গ্যাস সমীকরণ থেকে আমরা পাই:
   PV = nRT = (w/M)RT
   বা, M = (wRT) / (PV)

   এখানে,
   সার্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক, R = 0.0821 L atm mol⁻¹ K⁻¹
   তাপমাত্রা, T = 27°C = (27 + 273) K = 300 K

   X গ্যাসের ক্ষেত্রে:
   ভর, w₁ = 0.45 g
   চাপ, P₁ = 760 mm(Hg) = 1 atm
   আয়তন, V₁ = 0.5 L
   অতএব, X গ্যাসের আণবিক ভর, $M_X$ = (w₁ × R × T) / (P₁ × V₁)
   => $M_X$ = (0.45 × 0.0821 × 300) / (1 × 0.5) = 11.0835 / 0.5 = 22.167 g/mol

   Y গ্যাসের ক্ষেত্রে:
   ভর, w₂ = 0.35 g
   চাপ, P₂ = 780 mm(Hg) = 780 / 760 atm ≈ 1.0263 atm
   আয়তন, V₂ = 400 mL = 0.4 L
   অতএব, Y গ্যাসের আণবিক ভর, $M_Y$ = (w₂ × R × T) / (P₂ × V₂)
   => $M_Y$ = (0.35 × 0.0821 × 300) / (1.0263 × 0.4) = 8.6205 / 0.41052 ≈ 21.00 g/mol

   তুলনা করে দেখা যায়, $M_Y$ (≈ 21.00 g/mol) < $M_X$ (≈ 22.17 g/mol)।

   গ্রাহামের ব্যাপন সূত্রানুসারে, $r_Y$ / $r_X$ = √($M_X$ / $M_Y$) = √(22.167 / 21.00) ≈ √1.0556 ≈ 1.027 > 1
   অর্থাৎ, $r_Y$ > $r_X$।

   সুতরাং, Y গ্যাসের আণবিক ভর X গ্যাসের তুলনায় কম হওয়ায় Y গ্যাসটি X গ্যাস অপেক্ষা অধিক দ্রুত ব্যাপিত হবে।