ID#7194 HSC Chemistry 2nd CQ (Jessore 2023)

ক) মোলারিটি কাকে বলে?

নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় প্রতি লিটার দ্রবণে দ্রবীভূত দ্রব্যের মোল সংখ্যাকে ওই দ্রবণের মোলারিটি বলে।

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

ব্রনস্টেড-লাউরি মতবাদ অনুসারে, যে পদার্থ প্রোটন ($\text{H}^+$) দান করতে পারে তা অম্ল এবং যা গ্রহণ করতে পারে তা ক্ষারক। বাইকার্বনেট আয়ন ($\text{HCO}_3^-$) উভয় কাজই করতে সক্ষম:
* অম্ল হিসেবে: এটি প্রোটন ত্যাগ করে কার্বনেট আয়নে ($\text{CO}_3^{2-}$) পরিণত হয়।
$$\text{HCO}_3^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{CO}_3^{2-} + \text{H}_3\text{O}^+$$
* ক্ষারক হিসেবে: এটি প্রোটন গ্রহণ করে কার্বনিক এসিডে ($\text{H}_2\text{CO}_3$) পরিণত হয়।
$$\text{HCO}_3^- + \text{H}_3\text{O}^+ \rightleftharpoons \text{H}_2\text{CO}_3 + \text{H}_2\text{O}$$
উভয় ধর্ম প্রদর্শন করায় $\text{HCO}_3^-$ কে উভধর্মী বলা হয়।

গ) উদ্দীপকের B থেকে A উৎপাদনের বিক্রিয়াসমূহ সমীকরণসহ বর্ণনা করো।

উদ্দীপক অনুযায়ী:
* A = ফেনল ($\text{C}_6\text{H}_5\text{OH}$)
* B = বেনজিন ($\text{C}_6\text{H}_6$) [ফেনল + $\text{Zn} \rightarrow$ বেনজিন]

বেনজিন (B) থেকে ফেনল (A) উৎপাদনের প্রত্যক্ষ বিক্রিয়াটি বেশ জটিল, সাধারণত ডাউ পদ্ধতিতে বা কিউমিন প্রক্রিয়ায় করা হয়:
১. বেনজিনকে হ্যালোজেনেশনের মাধ্যমে ক্লোরোবেনজিনে রূপান্তর:
$$\text{C}_6\text{H}_6 + \text{Cl}_2 \xrightarrow{\text{FeCl}_3} \text{C}_6\text{H}_5\text{Cl} + \text{HCl}$$
২. ক্লোরোবেনজিনকে উচ্চ তাপমাত্রা ও চাপে $\text{NaOH}$ সহ বিক্রিয়া ঘটিয়ে সোডিয়াম ফেনেট ও পরে এসিডিফিকেশনের মাধ্যমে ফেনল (A) উৎপাদন:
$$\text{C}_6\text{H}_5\text{Cl} + \text{NaOH} \xrightarrow[200\text{ atm}]{300^\circ\text{C}} \text{C}_6\text{H}_5\text{ONa} + \text{NaCl}$$
$$\text{C}_6\text{H}_5\text{ONa} + \text{HCl} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_5\text{OH} \mathbf{[A]} + \text{NaCl}$$

ঘ) উদ্দীপকের A ও C যৌগের ক্ষেত্রে ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ায় প্রতিস্থাপকের অবস্থানের ভিন্নতার কারণ ক্রিয়াকৌশলসহ বিশ্লেষণ করো।

* A = ফেনল ($\text{C}_6\text{H}_5\text{OH}$), যেখানে $-\text{OH}$ গ্রুপটি অর্থো-প্যারা নির্দেশক।
* C = নাইট্রোবেনজিন ($\text{C}_6\text{H}_5\text{NO}_2$), যেখানে $-\text{NO}_2$ গ্রুপটি মেটা নির্দেশক।

ক্রিয়াকৌশল ও কারণ:
১. ফেনল (A): $-\text{OH}$ গ্রুপে অক্সিজেনের ওপর দুটি নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় বিদ্যমান। রেজোন্যান্সের মাধ্যমে এই ইলেকট্রন জোড় বলয়ে প্রবেশ করে অর্থো ও প্যারা অবস্থানে ইলেকট্রন ঘনত্ব বহুগুণ বাড়িয়ে দেয়। তাই আগত ইলেকট্রোফাইল ($\text{E}^+$) অর্থো বা প্যারা অবস্থানে যুক্ত হয়।
২. নাইট্রোবেনজিন (C): $-\text{NO}_2$ গ্রুপটি অত্যন্ত ইলেকট্রন আকর্ষী ($-$I ও $-$M প্রভাব)। এটি রেজোন্যান্সের মাধ্যমে বলয় থেকে ইলেকট্রন টেনে নিয়ে অর্থো ও প্যারা অবস্থানের ইলেকট্রন ঘনত্ব কমিয়ে দেয়। ফলে মেটা অবস্থানে ইলেকট্রন ঘনত্ব আপেক্ষিকভাবে বেশি থাকে। তাই আগত ইলেকট্রোফাইল মেটা অবস্থানে যুক্ত হয়।

উপসংহার: প্রতিস্থাপকের বলয় সক্রিয়করণ বা নিষ্ক্রিয়করণের প্রকৃতির ওপর ভিত্তি করে ফেনল অর্থো-প্যারা নির্দেশক এবং নাইট্রোবেনজিন মেটা নির্দেশক হিসেবে কাজ করে।