ID#7176 HSC Chemistry 2nd CQ (Sylhet 2023)

ক) জারণের ইলেকট্রনীয় সংজ্ঞা দাও।

যে রাসায়নিক প্রক্রিয়ায় কোনো অণু, পরমাণু বা আয়ন এক বা একাধিক ইলেকট্রন বর্জন করে তার জারণ সংখ্যা বৃদ্ধি করে, সেই প্রক্রিয়াকে জারণ (Oxidation) বলে।

খ) খর পানিতে সাবান অকার্যকর কেন? ব্যাখ্যা করো।

খর পানিতে ক্যালসিয়াম ($\text{Ca}^{2+}$) ও ম্যাগনেসিয়াম ($\text{Mg}^{2+}$) এর দ্রবণীয় লবণ থাকে। সাবান হলো উচ্চতর ফ্যাটি এসিডের সোডিয়াম বা পটাশিয়াম লবণ (যেমন— সোডিয়াম স্টিয়ারেট, $\text{C}_{17}\text{H}_{35}\text{COONa}$)। খর পানিতে সাবান যোগ করলে এটি ক্যালসিয়াম বা ম্যাগনেসিয়াম আয়নের সাথে বিক্রিয়া করে অদ্রবণীয় ক্যালসিয়াম বা ম্যাগনেসিয়াম স্টিয়ারেট বা 'সাবান গাদ' (Scum) তৈরি করে। ফলে সাবান পরিষ্কারক হিসেবে কাজ করতে পারে না এবং অপচয় হয়।
$$\text{2C}_{17}\text{H}_{35}\text{COONa} + \text{Ca}^{2+} \rightarrow (\text{C}_{17}\text{H}_{35}\text{COO})_2\text{Ca} \downarrow + \text{2Na}^+$$

গ) উদ্দীপকের (i) নং সমীকরণ ব্যবহার করে গ্যাস মিশ্রণের আংশিক চাপ এবং মোট চাপের মধ্যে সম্পর্কিত সূত্রটি প্রতিষ্ঠিত করো।

ধরা যাক, একটি নির্দিষ্ট আয়তনের ($V$) পাত্রে নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় ($T$) কয়েকটি গ্যাস মিশ্রিত অবস্থায় আছে যাদের মোল সংখ্যা যথাক্রমে $n_1, n_2, n_3, \dots$ এবং মোট মোল সংখ্যা $n = n_1 + n_2 + n_3 + \dots$।

আদর্শ গ্যাস সমীকরণ $PV = nRT$ অনুযায়ী:
১. মোট চাপের জন্য: $P_{\text{total}} V = nRT \Rightarrow P_{\text{total}} = \frac{nRT}{V}$
২. ১ম গ্যাসের আংশিক চাপের জন্য: $p_1 V = n_1 RT \Rightarrow p_1 = \frac{n_1 RT}{V}$

উভয় সমীকরণ ভাগ করে পাই:
$\frac{p_1}{P_{\text{total}}} = \frac{n_1 RT / V}{nRT / V}$
$=> \frac{p_1}{P_{\text{total}}} = \frac{n_1}{n}$

যেখানে, $X_1 = \frac{n_1}{n}$ হলো ১ম গ্যাসের মোল ভগ্নাংশ।
সুতরাং, $p_1 = X_1 \times P_{\text{total}}$।
অনুরূপভাবে, যে কোনো গ্যাসের আংশিক চাপ তার মোল ভগ্নাংশ ও মোট চাপের গুণফলের সমান। এটিই ডাল্টনের আংশিক চাপ সূত্রের গাণিতিক রূপ।

ঘ) কোন মতবাদ অনুসারে উদ্দীপকের বিক্রিয়াটিকে অম্ল-ক্ষারক বিক্রিয়ারূপে চিহ্নিত করা যায় তা ব্যাখ্যা করো।

উদ্দীপকের বিক্রিয়াটি হলো: $\text{CO} + \text{AlF}_3 \rightarrow [\text{Al(CO)F}_3]$

এই বিক্রিয়াটিকে লুইস অম্ল-ক্ষারক মতবাদ (Lewis Acid-Base Theory) অনুসারে অম্ল-ক্ষারক বিক্রিয়ারূপে চিহ্নিত করা যায়।

ব্যাখ্যা:
১. লুইস ক্ষারক (Lewis Base): লুইস মতানুসারে, যে সকল অণু বা আয়ন অন্তত এক জোড়া নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় দান করতে পারে, তাদের লুইস ক্ষারক বলে। এখানে কার্বন মনোঅক্সাইড ($\text{CO}$) অণুতে কার্বন পরমাণুর ওপর একটি নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় বিদ্যমান যা এটি অন্যকে দান করতে পারে। তাই $\text{CO}$ এখানে লুইস ক্ষারক।
২. লুইস অম্ল (Lewis Acid): যে সকল অণু বা আয়ন ইলেকট্রন জোড় গ্রহণ করতে পারে, তাদের লুইস অম্ল বলে। $\text{AlF}_3$ অণুতে অ্যালুমিনিয়ামের যোজনী স্তরে ৬টি ইলেকট্রন থাকায় এর ইলেকট্রনের ঘাটতি থাকে এবং এটি লুইস ক্ষারক থেকে ইলেকট্রন জোড় গ্রহণ করে। তাই $\text{AlF}_3$ এখানে লুইস অম্ল।

সিদ্ধান্ত: উদ্দীপকের বিক্রিয়াটিতে $\text{CO}$ অণু থেকে লুইস ক্ষারীয় ইলেকট্রন জোড় গ্রহণ করে $\text{AlF}_3$ একটি সন্নিবেশ সমযোজী বন্ধনের মাধ্যমে জটিল যৌগ $[\text{Al(CO)F}_3]$ গঠন করছে। যেহেতু লুইস অম্ল ও ক্ষারকের মধ্যে সন্নিবেশ বন্ধন গঠনই অম্ল-ক্ষারক বিক্রিয়ার প্রধান বৈশিষ্ট্য, তাই উক্ত বিক্রিয়াটি লুইস মতবাদ অনুসারে একটি অম্ল-ক্ষারক বিক্রিয়া।