ID#7228 HSC Chemistry 2nd CQ (Mymensingh 2023)

ক) অ্যারোমেটিসিটি কাকে বলে?

অ্যারোমেটিসিটি হলো কোনো যৌগের বিশেষ স্থায়িত্ব ও রাসায়নিক ধর্ম, যা যৌগটির সমতলীয় চক্রাকার কাঠামো, অসংযুগ্ম $\pi$ ইলেকট্রনের সঞ্চরণ এবং হাকেল নীতি ($4n+2$) মেনে চলার মাধ্যমে অর্জিত হয়।

খ) দ্রবণের মোলারিটি তাপমাত্রার নির্ভর কেন? ব্যাখ্যা করো।

মোলারিটি হলো প্রতি লিটার দ্রবণে দ্রবীভূত দ্রব্যের মোল সংখ্যা। তাপমাত্রা পরিবর্তনের সাথে পদার্থের প্রসারণ বা সংকোচন ঘটে, ফলে দ্রবণের মোট আয়তন পরিবর্তিত হয়। যেহেতু মোলারিটি আয়তনের ওপর নির্ভরশীল, তাই তাপমাত্রা পরিবর্তনের সাথে মোলারিটির মানও পরিবর্তিত হয়।

গ) উদ্দীপক চিত্রমতে 1.0 ঘণ্টা যাবৎ 3.0A মাত্রার তড়িৎ চালনা শেষে তড়িৎবিশ্লেষ্য দ্রবণটির ঘনমাত্রা কত হবে?

তড়িৎ বিশ্লেষণের বিক্রিয়া: $Ni^{2+} + 2e^- \rightarrow Ni(s)$
প্রবাহিত চার্জ ($Q$) $= I \times t = 3.0 \text{ A} \times 3600 \text{ s} = 10800 \text{ C}$
জমা হওয়া $Ni^{2+}$ এর মোল সংখ্যা ($n$) $= \frac{Q}{n_e \times F} = \frac{10800}{2 \times 96500} \approx 0.05596 \text{ mol}$

প্রাথমিক $Ni^{2+}$ এর মোল সংখ্যা $= 0.45 \text{ L} \times 1 \text{ M} = 0.45 \text{ mol}$
বিদ্যুৎ চালনার পর অবশিষ্ট $Ni^{2+}$ এর মোল সংখ্যা $= 0.45 - 0.05596 = 0.39404 \text{ mol}$
নতুন ঘনমাত্রা ($S'$) $= \frac{0.39404 \text{ mol}}{0.45 \text{ L}} \approx 0.8756 \text{ M}$
সুতরাং, ঘনমাত্রা হবে 0.8756 M।

ঘ) উদ্দীপকের তড়িৎবিশ্লেষ্য দ্রবণটিকে দীর্ঘদিন দস্তাপাত্রে সংরক্ষণ সম্ভব হবে কিনা— গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করো।

দস্তাপাত্রে (Zn) $Ni(NO_3)_2$ দ্রবণ রাখলে নিচে বর্ণিত বিক্রিয়াটি ঘটার সম্ভাবনা থাকে:
$Zn(s) + Ni^{2+}(aq) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + Ni(s)$

কোষের প্রমাণ বিভব:
$E^\circ_{\text{cell}} = E^\circ_{\text{ox}}(Zn) + E^\circ_{\text{red}}(Ni^{2+})$
$E^\circ_{\text{cell}} = 0.76 + (-0.25) = +0.51 \text{ V}$

যেহেতু $E^\circ_{\text{cell}}$ এর মান ধনাত্মক, তাই এই বিক্রিয়াটি স্বতঃস্ফূর্ত। নেয়ার্নস্ট সমীকরণ অনুযায়ী, ঘনমাত্রা $1 \text{ M}$ এর কাছাকাছি থাকায় $E_{\text{cell}}$ এর মানও ধনাত্মক হবে।
$E_{\text{cell}} = 0.51 - \frac{0.0591}{2} \log \frac{[Zn^{2+}]}{[Ni^{2+}]}$ (বিক্রিয়ার শুরুতে $[Zn^{2+}] \approx 0$)
যেহেতু বিক্রিয়াটি স্বতঃস্ফূর্ত, তাই Zn দস্তা পাত্রটি ক্ষয়প্রাপ্ত হবে এবং $Ni$ ধাতু জমা হবে।

সিদ্ধান্ত: স্বতঃস্ফূর্ত রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটার কারণে উদ্দীপকের দ্রবণটিকে দস্তাপাত্রে দীর্ঘদিন সংরক্ষণ করা সম্ভব হবে না।