ID#7190 HSC Chemistry 2nd CQ (Comilla 2023)

ক) সেমিমোলার দ্রবণ কাকে বলে?

যে দ্রবণের প্রতি লিটার আয়তনে 0.5 মোল পরিমাণ দ্রব্য দ্রবীভূত থাকে, তাকে সেমিমোলার দ্রবণ বলে।

খ) $HCO_3^-$ একটি উভধর্মী আয়ন, ব্যাখ্যা করো।

ব্রনস্টেড-লাউরি মতবাদ অনুসারে, যে সকল পদার্থ প্রোটন ($\text{H}^+$) দান করতে পারে তাদের অম্ল এবং যারা প্রোটন গ্রহণ করতে পারে তাদের ক্ষারক বলে।
* অম্ল হিসেবে: $\text{HCO}_3^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{CO}_3^{2-} + \text{H}_3\text{O}^+$ (এটি প্রোটন ত্যাগ করে)
* ক্ষারক হিসেবে: $\text{HCO}_3^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}_2\text{CO}_3 + \text{OH}^-$ (এটি প্রোটন গ্রহণ করে)
উভয় ধর্ম প্রদর্শন করার কারণে $\text{HCO}_3^-$ একটি উভধর্মী আয়ন।

গ) 30°C তাপমাত্রায় উদ্দীপকের কোষটির EMF নির্ণয় করো।

প্রদত্ত মান:
$E^\circ_{\text{ox}}(A) = +1.18 \text{ V}$, $E^\circ_{\text{ox}}(B) = -0.80 \text{ V} \Rightarrow E^\circ_{\text{red}}(B) = +0.80 \text{ V}$
কোষের প্রমাণ বিভব $E^\circ_{\text{cell}} = E^\circ_{\text{ox}}(A) + E^\circ_{\text{red}}(B) = 1.18 + 0.80 = 1.98 \text{ V}$

নার্নস্ট সমীকরণ অনুযায়ী:
$E_{\text{cell}} = E^\circ_{\text{cell}} - \frac{RT}{nF} \ln \frac{[\text{A}^{2+}]}{[\text{B}^+]^2}$
এখানে $n=2$, $T = 303 \text{ K}$, $R=8.314 \text{ J K}^{-1} \text{ mol}^{-1}$, $F=96500 \text{ C mol}^{-1}$
$E_{\text{cell}} = 1.98 - \frac{8.314 \times 303}{2 \times 96500} \ln \frac{0.05}{(0.01)^2}$
$E_{\text{cell}} = 1.98 - 0.01305 \times \ln(500)$
$E_{\text{cell}} = 1.98 - 0.01305 \times 6.2146$
$E_{\text{cell}} = 1.98 - 0.0811 = 1.8989 \text{ V}$

ঘ) উদ্দীপকের A পাত্রের দ্রবণে 10A বিদ্যুৎ 15 মিনিট ধরে চালনা করার পর উক্ত দ্রবণের ঘনমাত্রা কত হবে? গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করো।

প্রাথমিক ঘনমাত্রা, $S_i = 0.4 \text{ M}$, আয়তন $V = 0.6 \text{ L}$
প্রাথমিক মোল সংখ্যা, $n_i = 0.4 \times 0.6 = 0.24 \text{ mol}$

প্রবাহিত বিদ্যুৎ, $Q = I \times t = 10 \times (15 \times 60) = 9000 \text{ C}$
$\text{Zn}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Zn}$ বিক্রিয়ায় $n=2$
জমা হওয়া $\text{Zn}^{2+}$ এর মোল সংখ্যা, $n_{\text{dep}} = \frac{Q}{nF} = \frac{9000}{2 \times 96500} = 0.0466 \text{ mol}$

বিক্রিয়ার পর অবশিষ্ট মোল, $n_f = 0.24 - 0.0466 = 0.1934 \text{ mol}$
নতুন ঘনমাত্রা, $S_f = \frac{0.1934}{0.6} = 0.3223 \text{ M}$

সুতরাং, বিদ্যুৎ চালনার পর দ্রবণের ঘনমাত্রা হবে 0.3223 M।