ক) কার্বানিয়ন কাকে বলে?
যে জৈব আয়ন বা মূলকে কার্বন পরমাণুর ওপর ঋণাত্মক চার্জ এবং একটি মুক্ত জোড় ইলেকট্রন বিদ্যমান থাকে, তাকে কার্বানিয়ন বলে।
খ) পানির BOD 5mg/L বলতে কী বুঝায়?
এর অর্থ হলো, ১ লিটার পানির নমুনা উপস্থিত জৈব দূষকগুলোকে অণুজীবের সাহায্যে জারিত করতে ৫ মিলিগ্রাম দ্রবীভূত অক্সিজেনের (Dissolved Oxygen) প্রয়োজন হয়।
গ) Q হতে R তৈরির কৌশল বিক্রিয়ার মাধ্যমে ব্যাখ্যা করো।
উদ্দীপক অনুযায়ী P হলো ইথাইন ($\text{CH}\equiv\text{CH}$), যা ৪৫০°C তাপমাত্রায় আয়রন নলে পলিমারকরণ বিক্রিয়ার মাধ্যমে Q বা বেনজিন ($\text{C}_6\text{H}_6$) উৎপন্ন করে। Q হতে R হলো নাইট্রোবেনজিন ($\text{C}_6\text{H}_5\text{NO}_2$) তৈরির নাইট্রেশন বিক্রিয়া।
কৌশল:
১. ইলেক্ট্রোফাইল তৈরি: $\text{HNO}_3 + 2\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{NO}_2^+ (\text{ইলেক্ট্রোফাইল}) + \text{H}_3\text{O}^+ + 2\text{HSO}_4^-$
২. বেনজিন বলয়ে আক্রমণ: বেনজিনের পাই-ইলেকট্রন মেঘ নাইট্রোনিয়াম আয়ন ($\text{NO}_2^+$) কে আক্রমণ করে সিগমা কমপ্লেক্স তৈরি করে।
$\text{C}_6\text{H}_6 + \text{NO}_2^+ \rightarrow [\text{C}_6\text{H}_6\text{NO}_2]^+$
৩. প্রোটন অপসারণ: উৎপন্ন সিগমা কমপ্লেক্স থেকে একটি প্রোটন ($\text{H}^+$) বিমুক্ত হয়ে নাইট্রোবেনজিন তৈরি করে।
$[\text{C}_6\text{H}_6\text{NO}_2]^+ + \text{HSO}_4^- \rightarrow \text{C}_6\text{H}_5\text{NO}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4$
ঘ) যৌগ Q এবং R এর মধ্যে কোনটি ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ায় বেশি সক্রিয়? বিশ্লেষণ করো।
উদ্দীপক অনুযায়ী Q = বেনজিন ($\text{C}_6\text{H}_6$) এবং R = নাইট্রোবেনজিন ($\text{C}_6\text{H}_5\text{NO}_2$)।
বিশ্লেষণ:
ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ার সক্রিয়তা বলয়ের ইলেকট্রন ঘনত্বের ওপর নির্ভর করে।
১. বেনজিন (Q): বেনজিন বলয়ে ইলেকট্রন দাতা বা গ্রহীতা কোনো গ্রুপ না থাকায় এর ইলেকট্রন ঘনত্ব স্বাভাবিক থাকে।
২. নাইট্রোবেনজিন (R): নাইট্রো ($-\text{NO}_2$) গ্রুপ একটি তীব্র ইলেকট্রন আকর্ষী (Electron-withdrawing) গ্রুপ। এটি রেজোন্যান্স ও আবেশীয় প্রভাবের মাধ্যমে বেনজিন বলয় থেকে ইলেকট্রন ঘনত্ব টেনে নেয়। ফলে বলয়ের পাই-ইলেকট্রন ঘনত্ব উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়।
সিদ্ধান্ত: বলয়ের ইলেকট্রন ঘনত্ব কমে যাওয়ায় ইলেকট্রোফাইল নাইট্রোবেনজিনে সহজে আক্রমণ করতে পারে না। তাই ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ায় বেনজিন (Q) যৌগটি নাইট্রোবেনজিন (R) অপেক্ষা বেশি সক্রিয়।