ID#7185 HSC Chemistry 2nd CQ (Comilla 2023)

ক) বাস্তব গ্যাস কাকে বলে?

যেসব গ্যাস উচ্চ তাপমাত্রা ও নিম্ন চাপে আদর্শ গ্যাসের সমীকরণ ($PV = nRT$) মেনে চললেও সাধারণ তাপমাত্রা ও চাপে তা পুরোপুরি মেনে চলে না, তাদের বাস্তব গ্যাস বলে।

খ) $Fe^{3+}$ আয়ন একটি জারক পদার্থ— ব্যাখ্যা করো।

জারক হলো সেই পদার্থ যা বিক্রিয়াকালে অন্য পদার্থ থেকে ইলেকট্রন গ্রহণ করে নিজে বিজারিত হয়। $\text{Fe}^{3+}$ আয়নটি ইলেকট্রন গ্রহণ করে অপেক্ষাকৃত স্থিতিশীল $\text{Fe}^{2+}$ আয়নে রূপান্তরিত হতে পারে।
$$\text{Fe}^{3+} + e^{-} \rightarrow \text{Fe}^{2+}$$
যেহেতু এটি বিক্রিয়ার সময় ইলেকট্রন গ্রহণ করে, তাই এটি অন্য পদার্থকে জারিত করে নিজে বিজারিত হয়। এই ইলেকট্রন গ্রহণের ক্ষমতার কারণেই $\text{Fe}^{3+}$ একটি জারক পদার্থ।

গ) A ও B তৈরির কৌশল ব্যাখ্যা করো।

উদ্দীপকের বিক্রিয়াগুলো হলো:
১. A তৈরি: ফেনলের সাথে জিঙ্ক ডাস্টের বিক্রিয়ায় ফেনল থেকে অক্সিজেন অপসারিত হয়ে বেনজিন (A) উৎপন্ন হয়।
$$\text{C}_6\text{H}_5\text{OH} + \text{Zn} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_6 \mathbf{[A]} + \text{ZnO}$$

২. B তৈরি: বেনজিনের সাথে গাঢ় নাইট্রিক এসিড ($\text{HNO}_3$) ও গাঢ় সালফিউরিক এসিডের ($\text{H}_2\text{SO}_4$) মিশ্রণের বিক্রিয়াকে নাইট্রেশন বলে। এখানে নাইট্রোনিয়াম আয়ন ($\text{NO}_2^+$) ইলেকট্রোফাইল হিসেবে বেনজিন বলয়ে আক্রমণ করে নাইট্রোবেনজিন (B) উৎপন্ন করে।
$$\text{C}_6\text{H}_6 + \text{HNO}_3 \xrightarrow[\text{50-60}^\circ\text{C}]{\text{H}_2\text{SO}_4} \text{C}_6\text{H}_5\text{NO}_2 \mathbf{[B]} + \text{H}_2\text{O}$$

ঘ) ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ায় B ও C যৌগের সক্রিয়তার ক্রম বিশ্লেষণ করো।

উদ্দীপক অনুযায়ী:
* B = নাইট্রোবেনজিন ($\text{C}_6\text{H}_5\text{NO}_2$)
* C = অ্যানিলিন ($\text{C}_6\text{H}_5\text{NH}_2$) [নাইট্রোবেনজিনের বিজারণে প্রাপ্ত]

সক্রিয়তার ক্রম: C > B

বিশ্লেষণ:
১. অ্যানিলিন (C): অ্যানিলিনে $-\text{NH}_2$ গ্রুপ বিদ্যমান। নাইট্রোজেন পরমাণুর নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় রেজোন্যান্সের মাধ্যমে বেনজিন বলয়ে প্রবেশ করে, ফলে বলয়ে ইলেকট্রন ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়। এটি একটি বলয় সক্রিয়কারী (Ring Activating) গ্রুপ, যা ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ায় বলয়কে অত্যন্ত সক্রিয় করে তোলে।

২. নাইট্রোবেনজিন (B): নাইট্রো গ্রুপ ($-\text{NO}_2$) একটি অত্যন্ত শক্তিশালী ইলেকট্রন আকর্ষী গ্রুপ। এটি রেজোন্যান্স ও আবেশিক প্রভাবের মাধ্যমে বেনজিন বলয় থেকে ইলেকট্রন টেনে নিয়ে বলয়ের ইলেকট্রন ঘনত্ব ব্যাপকভাবে হ্রাস করে। এটি একটি বলয় নিষ্ক্রিয়কারী (Ring Deactivating) গ্রুপ।

উপসংহার: বলয়ে ইলেকট্রন ঘনত্ব বৃদ্ধির কারণে C (অ্যানিলিন) ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপনে অত্যন্ত সক্রিয়, যেখানে ইলেকট্রন ঘাটতির কারণে B (নাইট্রোবেনজিন) অত্যন্ত নিষ্ক্রিয়। তাই সক্রিয়তার ক্রম হলো অ্যানিলিন > নাইট্রোবেনজিন।