ID#7168 HSC Chemistry 2nd CQ (Dhaka 2023)

ক) নির্দেশক তড়িৎদ্বার কী?

যে সুনির্দিষ্ট তড়িৎদ্বারের বিভবের মান সম্পূর্ণ জানা থাকে এবং যার সাপেক্ষে অন্য কোনো অজানা তড়িৎদ্বারের বিভব নির্ণয় বা দ্রবণের আয়ন ঘনমাত্রা পরিমাপ করা যায়, তাকে নির্দেশক তড়িৎদ্বার (Reference Electrode) বলে। যেমন— প্রমাণ হাইড্রোজেন তড়িৎদ্বার বা ক্যালোমেল তড়িৎদ্বার।

খ) $\text{H}_2\text{O}$ উভধর্মী যৌগ— ব্যাখ্যা করো।

ব্রনস্টেড-লাউরি (প্রোটনীয়) মতবাদ অনুসারে, যে যৌগ রাসায়নিক বিক্রিয়াকালে প্রোটন ($\text{H}^+$) দান করতে পারে তা অম্ল এবং যা প্রোটন গ্রহণ করতে পারে তা ক্ষারক। পানি বা $\text{H}_2\text{O}$ একই সাথে প্রোটন দাতা ও প্রোটন গ্রহীতা উভয় হিসেবে কাজ করতে পারায় এটি একটি উভধর্মী যৌগ।

* অম্ল হিসেবে আচরণ: যখন পানি তীব্র ক্ষার যেমন অ্যামোনিয়ার ($\text{NH}_3$) সাথে বিক্রিয়া করে, তখন এটি একটি প্রোটন দান করে হাইড্রোক্সিল আয়নে ($\text{OH}^-$) পরিণত হয়।
$$\text{H}_2\text{O} \text{ [অম্ল]} + \text{NH}_3 \rightarrow \text{OH}^- + \text{NH}_4^+$$
* ক্ষারক হিসেবে আচরণ: অপরদিকে, যখন পানি তীব্র অ্যাসিড যেমন হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিডের ($\text{HCl}$) সাথে বিক্রিয়া করে, তখন এটি প্রোটন গ্রহণ করে হাইড্রোনিয়াম আয়নে ($\text{H}_3\text{O}^+$) রূপান্তরিত হয়।
$$\text{H}_2\text{O} \text{ [ক্ষারক]} + \text{HCl} \rightarrow \text{H}_3\text{O}^+ + \text{Cl}^-$$

গ) A যৌগের শনাক্তকরণ পরীক্ষা সমীকরণসহ লেখো।

উদ্দীপকের বিক্রিয়ায় $n=3$ বসিয়ে পাই সাধারণ সংকেত $\text{C}_3\text{H}_6$, যা একটি অ্যালকিন অর্থাৎ প্রোপিন ($\text{CH}_3-\text{CH}=\text{CH}_2$)।
কার্বন টেট্রাক্লোরাইড ($\text{CCl}_4$) মাধ্যমে প্রোপিনের ওজোনলাইসিস ও পরবর্তীতে জিংক ($\text{Zn}$) চূর্ণসহ আর্দ্রবিশ্লেষণের পূর্ণ সমীকরণটি নিম্নরূপ:
$$\text{CH}_3-\text{CH}=\text{CH}_2 + \text{O}_3 \xrightarrow{\text{CCl}_4} \text{প্রোপিন ওজোনাইড (অন্তর্বর্তী যৌগ)} \xrightarrow[\text{H}_2\text{O}]{\text{Zn}} \text{HCHO} \mathbf{[A]} + \text{CH}_3\text{CHO} \mathbf{[B]}$$

উদ্দীপকের শর্তানুসারে, A হলো এক কার্বনবিশিষ্ট কার্বনিল যৌগ; অর্থাৎ A যৌগটি হলো ফরমালডিহাইড বা মিথান্যাল ($\text{HCHO}$)। এবং B হলো ইথান্যাল ($\text{CH}_3\text{CHO}$)।

মিথান্যাল বা ফরমালডিহাইড (A) একটি অ্যালডিহাইড হওয়ায় এর সুনির্দিষ্ট শনাক্তকরণ পরীক্ষাটি নিচে সমীকরণসহ দেওয়া হলো:

টলেন বিকারক পরীক্ষা (সিলভার দর্পণ পরীক্ষা):
একটি পরিষ্কার টেস্টটিউবে সামান্য মিথান্যাল ($\text{HCHO}$) নিয়ে তাতে ডায়ামিন সিলভার নাইট্রেট বা টলেন বিকারক $[\text{Ag(NH}_3)_2]\text{OH}$ যোগ করে মিশ্রণটিকে মৃদু উত্তপ্ত করা হলো। এর ফলে বিকারকের সিলভার আয়ন মিথান্যাল দ্বারা বিজারিত হয়ে ধাতব সিলভারে রূপান্তরিত হয় এবং টেস্টটিউবের ভেতরের দেয়ালে চকচকে সিলভার দর্পণ (Silver mirror) সৃষ্টি করে। এই পরীক্ষার মাধ্যমে A বা মিথান্যাল যৌগটি সুনিশ্চিতভাবে শনাক্ত হয়।

$$\text{HCHO} + 2[\text{Ag(NH}_3)_2]\text{OH} \xrightarrow{\Delta} \text{HCOONH}_4 + 2\text{Ag} \downarrow \mathbf{[\text{রূপালী দর্পণ}]} + 3\text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O}$$

ঘ) A ও B যৌগের মধ্যে কোনটি হ্যালোফর্ম বিক্রিয়া প্রদর্শন করে— বিশ্লেষণ করো।

গ অংশ হতে আমরা সুনির্দিষ্টভাবে যৌগ দুটি শনাক্ত করেছি:
* $\text{A} \rightarrow$ মিথান্যাল বা ফরমালডিহাইড ($\text{HCHO}$)
* $\text{B} \rightarrow$ ইথান্যাল বা অ্যাসিটালডিহাইড ($\text{CH}_3\text{CHO}$)

এই যৌগ দুটির মধ্যে কেবল B যৌগটি (ইথান্যাল) হ্যালোফর্ম বিক্রিয়া প্রদর্শন করে, কিন্তু A যৌগটি (মিথান্যাল) হ্যালোফর্ম বিক্রিয়া প্রদর্শন করে না। নিচে এর গাঠনিক ও রাসায়নিক কারণ সমীকরণসহ বিশ্লেষণ করা হলো:

১. হ্যালোফর্ম বিক্রিয়ার মূল শর্ত:
যেকোনো কার্বনিল যৌগের হ্যালোফর্ম (যেমন: আয়োডোফর্ম $\text{CHI}_3$) বিক্রিয়া প্রদর্শনের প্রধান শর্ত হলো— যৌগটির অণুতে অবশ্যই একটি মিথাইল কার্বোনিল মূলক ($\text{CH}_3-\text{CO}-$) বা সক্রিয় মিথাইল গ্রুপ সরাসরি কার্বোনিল কার্বনের সাথে যুক্ত থাকতে হবে।

২. B যৌগ বা ইথান্যাল ($\text{CH}_3\text{CHO}$) এর গাঠনিক বিশ্লেষণ:
ইথান্যালের গাঠনিক সংকেত লক্ষ্য করলে দেখা যায়, এর কার্বোনিল মূলকের একপাশে একটি মিথাইল মূলক যুক্ত আছে। অর্থাৎ, ইথান্যালে হ্যালোফর্ম বিক্রিয়ার জন্য দায়ী $\text{CH}_3-\text{CO}-$ মূলকটি বিদ্যমান।
$$\text{H}-\underset{\mathbf{\text{মিথাইল কার্বোনিল}}}{\overset{\underset{||}{\text{O}}}{\overset{|}{\text{C}}}-\text{CH}_3}$$
ফলে ইথান্যালকে হ্যালোজেন (যেমন: $\text{I}_2$) এবং তীব্র ক্ষার ($\text{NaOH}$) এর মিশ্রণ সহ উত্তপ্ত করলে এর মিথাইল মূলকটি হ্যালোফর্মে রূপান্তরিত হয় এবং ট্রাইআয়োডোমিথেন বা আয়োডোফর্মের উজ্জ্বল হলুদ বর্ণের অধঃক্ষেপ তৈরি করে।
$$\text{CH}_3\text{CHO} + 3\text{I}_2 + 4\text{NaOH} \xrightarrow{\Delta} \text{CHI}_3 \downarrow \mathbf{[\text{হলুদ অধঃক্ষেপ}]} + \text{HCOONa} + 3\text{NaI} + 3\text{H}_2\text{O}$$

৩. A যৌগ বা মিথান্যাল ($\text{HCHO}$) এর গাঠনিক বিশ্লেষণ:
অপরপক্ষে, মিথান্যালের গাঠনিক সংকেত হলো $\text{H}-\text{CO}-\text{H}$। এর কার্বোনিল কার্বনের উভয় পাশে কেবল দুটি হাইড্রোজেন পরমাণু যুক্ত থাকে। এখানে কোনো মিথাইল মূলক ($\text{CH}_3-$) নেই, যার ফলে মিথান্যালে আবশ্যকীয় $\text{CH}_3-\text{CO}-$ মূলকটি সম্পূর্ণ অনুপস্থিত।
$$\text{H}-\overset{\underset{||}{\text{O}}}{\text{C}}-\text{H}$$
মিথাইল কার্বোনিল মূলক না থাকার কারণে মিথান্যাল কোনো অবস্থাতেই হ্যালোজেন ও ক্ষারের সাথে আয়োডোফর্ম বা হ্যালোফর্মের অধঃক্ষেপ সৃষ্টি করতে পারে না।

বিশ্লেষণাত্মক সিদ্ধান্ত: গাঠনিকভাবে মিথাইল কার্বোনিল মূলকের উপস্থিতির কারণে উদ্দীপকের B যৌগটি (ইথান্যাল) হ্যালোফর্ম বিক্রিয়া প্রদর্শন করে এবং অনুপস্থিতির কারণে A যৌগটি (মিথান্যাল) হ্যালোফর্ম বিক্রিয়া প্রদর্শনে অক্ষম।