ID#7180 HSC Chemistry 2nd CQ (Rajshahi 2023)

ক) টুটোমারিজম কী?

টুটোমারিজম হলো এক বিশেষ ধরনের কার্যকরী মূলক সমাণুতা, যেখানে একটি যৌগের অণুর অভ্যন্তরে একই সাথে হাইড্রোজেন পরমাণুর স্থানান্তরের মাধ্যমে দুটি সমাণু রূপ (যেমন: কিটো ও ইনল) সাম্যাবস্থায় অবস্থান করে।

খ) NaCl এর জলীয় দ্রবণের প্রকৃতি ব্যাখ্যা করো।

$\text{NaCl}$ হলো একটি তীব্র ক্ষার ($\text{NaOH}$) এবং তীব্র এসিড ($\text{HCl}$) এর সমন্বয়ে গঠিত লবণ। জলীয় দ্রবণে এটি সম্পূর্ণ আয়নিত হয়ে $\text{Na}^+$ এবং $\text{Cl}^-$ আয়ন উৎপন্ন করে। যেহেতু এই আয়নগুলো পানির সাথে কোনো প্রকার বিক্রিয়া করে (Hydrolysis) $\text{H}^+$ বা $\text{OH}^-$ আয়নের ঘনমাত্রা পরিবর্তন করতে পারে না, তাই $\text{NaCl}$ এর জলীয় দ্রবণ সম্পূর্ণ নিরপেক্ষ (pH = 7) প্রকৃতির হয়।

গ) 27°C তাপমাত্রায় 11g B গ্যাসের গতিশক্তি নির্ণয় করো।

উদ্দীপক অনুযায়ী, চুনাপাথরের ($\text{CaCO}_3$) বিয়োজনে সৃষ্ট গ্যাস B হলো কার্বন ডাই-অক্সাইড ($\text{CO}_2$)।
$$\text{CaCO}_3 \xrightarrow{\Delta} \text{CaO} + \text{CO}_2 \mathbf{[B]}$$

প্রদত্ত উপাত্ত:
গ্যাসের ভর, $W = 11 \text{ g}$
গ্যাসের আণবিক ভর, $M = 12 + (16 \times 2) = 44 \text{ g/mol}$
মোল সংখ্যা, $n = \frac{W}{M} = \frac{11}{44} = 0.25 \text{ mol}$
তাপমাত্রা, $T = 27 + 273 = 300 \text{ K}$
গ্যাস ধ্রুবক, $R = 8.314 \text{ J K}^{-1} \text{ mol}^{-1}$

গ্যাসের মোট গতিশক্তির সূত্র: $E_k = \frac{3}{2} nRT$
$=> E_k = \frac{3}{2} \times 0.25 \times 8.314 \times 300$
$=> E_k = 1.5 \times 0.25 \times 8.314 \times 300$
$=> E_k = 935.325 \text{ J}$

উত্তর: উক্ত গ্যাসের মোট গতিশক্তি $935.325 \text{ J}$।

ঘ) A গ্যাস থেকে B, C ও D গ্যাসের বিচ্যুতির কারণ ব্যাখ্যা করো।

উদ্দীপকের লেখচিত্রটি $PV$ বনাম $P$ এর, যা আদর্শ গ্যাসের বক্ররেখা নির্দেশ করে। এখানে A গ্যাসটি আদর্শ গ্যাসের আচরণ প্রদর্শন করছে, কিন্তু B, C ও D গ্যাসসমূহ বিভিন্ন মাত্রায় বিচ্যুতি প্রদর্শন করছে। গ্যাসের এই আদর্শ আচরণ থেকে বিচ্যুতির প্রধান কারণসমূহ নিম্নরূপ:

১. গ্যাসের গতিতত্ত্বের ত্রুটি: ভ্যান ডার ওয়ালস মতবাদ অনুসারে, আদর্শ গ্যাসের গতিতত্ত্বের দুটি প্রধান স্বীকার্য বাস্তব গ্যাসের জন্য প্রযোজ্য নয়:
* গ্যাসের অণুর আয়তন: বাস্তব গ্যাসের অণুগুলোর নিজস্ব আয়তন আছে, যা গ্যাসের মোট আয়তনের তুলনায় নগণ্য নয়। উচ্চ চাপে অণুগুলোর নিজস্ব আয়তন গ্যাসের আয়তনকে প্রভাবিত করে।
* আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল: বাস্তব গ্যাসের অণুগুলোর মধ্যে ক্ষীণ আকর্ষণ বা বিকর্ষণ বল বিদ্যমান, যা আদর্শ গ্যাসের ক্ষেত্রে শূন্য ধরা হয়।

২. আণবিক ভরের প্রভাব: লেখচিত্রে দেখা যায় B, C ও D এর বিচ্যুতি ভিন্ন। বাস্তব গ্যাসের বিচ্যুতি ওই গ্যাসের অণুর আকারের ওপর নির্ভর করে। অণুর আকার যত বড় এবং আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল যত বেশি, বাস্তব গ্যাসের বিচ্যুতি তত বেশি হয়।

৩. চাপ ও তাপমাত্রা: নিম্ন চাপে এবং উচ্চ তাপমাত্রায় বাস্তব গ্যাস আদর্শ গ্যাসের মতো আচরণ করে। চাপ বৃদ্ধি পেলে বা তাপমাত্রা হ্রাস পেলে অণুগুলোর মধ্যে আকর্ষণ বল সক্রিয় হয়ে ওঠে, ফলে $PV$ এর মান আদর্শ অবস্থা থেকে বিচ্যুত হয়। লেখচিত্রে B, C ও D গ্যাসের বক্ররেখাগুলোর ঢাল ভিন্ন হওয়ার কারণ হলো তাদের নিজস্ব বৈশিষ্ট্যগত আকর্ষণ বল ও অণুর আয়তনের তারতম্য।