রসায়ন ১ম পত্র

<p>এখানে সঠিক উত্তর হলো <strong>আইসোবার</strong>। বিষয়টি খুব সহজ, শুধু ভরসংখ্যার দিকে তাকালেই হবে।</p>

<ul>
<li>পরমাণুর উপরের সংখ্যাটি হলো তার <strong>ভরসংখ্যা</strong> (Mass Number)।</li>
<li>এখানে দুটি মৌলেরই ভরসংখ্যা সমান, অর্থাৎ <strong>64</strong>।</li>
<li>যেসব পরমাণুর ভরসংখ্যা সমান কিন্তু পারমাণবিক সংখ্যা ভিন্ন, তাদেরকেই বলা হয় <strong>আইসোবার</strong>।</li>
</ul>

<p>সহজ কথায়, যেহেতু এদের ভরসংখ্যা একই, তাই এরা একে অপরের আইসোবার।</p>

<p>এখানে সঠিক উত্তর হলো <strong>NH₃</strong>। বিষয়টি খুব সহজে বোঝা যায় গ্যাসের বর্গমূল গড় বর্গবেগ বা <strong>RMS velocity</strong>-এর সূত্রটি ব্যবহার করে:</p>

<ul>
<li>গ্যাসের RMS বেগের সূত্রটি হলো: $v_{rms} = \sqrt{\frac{3RT}{M}}$</li>
<li>এখানে তাপমাত্রা $T = 27 + 273 = 300 \, K$ এবং গ্যাসের বেগ $v_{rms} = 1304 \, \text{cm/s} = 13.04 \, \text{m/s}$।</li>
<li>সূত্রে মানগুলো বসিয়ে আণবিক ভর $M$ বের করলে দেখা যায়:
$$13.04 = \sqrt{\frac{3 \times 8.314 \times 300}{M}}$$</li>
<li>হিসাব করলে দেখা যায়, এই বেগের জন্য গ্যাসের আণবিক ভর প্রায় $17 \, \text{g/mol}$ এর কাছাকাছি আসে।</li>
<li>আমরা জানি, <strong>NH₃</strong> এর আণবিক ভর $(14 + 3 \times 1) = 17 \, \text{g/mol}$।</li>
</ul>

<p>তাই গাণিতিক হিসাব অনুযায়ী গ্যাসটি নিশ্চিতভাবেই <strong>NH₃</strong>।</p>

<p>বাস্তব গ্যাসের ক্ষেত্রে ভ্যান ডার ওয়ালস সমীকরণটি হলো:
$$\left(P + \frac{n^2 a}{V^2}\right)(V - nb) = nRT$$
এখানে আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বলের প্রভাব বোঝাতে চাপের সাথে একটি সংশোধন পদ যোগ করা হয়। এই পদটি হলো <strong>$\frac{n^2 a}{V^2}$</strong>।</p>

<ul>
<li>এখানে <strong>$n$</strong> হলো গ্যাসের মোল সংখ্যা।</li>
<li><strong>$a$</strong> হলো গ্যাসের অণুগুলোর মধ্যকার আকর্ষণ বলের পরিমাপক ধ্রুবক।</li>
<li><strong>$V$</strong> হলো গ্যাসের আয়তন।</li>
</ul>

<p>সহজ কথায়, অণুগুলোর মধ্যে আকর্ষণ বল থাকার কারণে পাত্রের দেয়ালে তারা আদর্শ গ্যাসের তুলনায় কম ধাক্কা দেয়, তাই চাপের সাথে এই বাড়তি অংশটুকু যোগ করে হিসাব মেলাতে হয়। তাই সঠিক উত্তরটি হলো <strong>$\frac{n^2 a}{V^2}$</strong>।</p>

<p>গ্যাসটির আণবিক সংকেত বের করার জন্য আমরা বর্গমূল গড় বর্গ বেগের সূত্রটি ব্যবহার করব। এখানে দেওয়া আছে তাপমাত্রা $T = (27 + 273) = 300 \, K$ এবং বেগ $v_{rms} = 412.3 \, m/s$।</p>

<ul>
<li>আমরা জানি, $v_{rms} = \sqrt{\frac{3RT}{M}}$</li>
<li>সূত্রটিকে সাজালে পাই, $M = \frac{3RT}{v_{rms}^2}$</li>
<li>এখানে $R = 8.314 \, J \cdot K^{-1} \cdot mol^{-1}$ বসিয়ে পাই:</li>
<li>$M = \frac{3 \times 8.314 \times 300}{(412.3)^2} \approx 0.044 \, kg/mol$</li>
<li>অর্থাৎ, আণবিক ভর $M = 44 \, g/mol$।</li>
</ul>

<p>যেহেতু $CO_2$ এর আণবিক ভর $(12 + 16 \times 2) = 44 \, g/mol$, তাই সঠিক উত্তর হলো <strong>$CO_2$</strong>।</p>

<p>এই অংকটি সমাধান করার জন্য আমাদের নার্নস্ট সমীকরণ (Nernst equation) ব্যবহার করতে হবে। যেহেতু এখানে তাপমাত্রা $42^\circ \text{C}$ বা $315 \text{K}$ দেওয়া আছে, তাই সাধারণ $25^\circ \text{C}$ এর সূত্রটি এখানে সরাসরি কাজ করবে না।</p>

<p>সঠিক উত্তরটি বের করার ধাপগুলো হলো:</p>

<ul>
<li>এখানে বিক্রিয়াটি হলো: $\text{Sn} \rightarrow \text{Sn}^{2+} + 2e^-$। অর্থাৎ ইলেকট্রন আদান-প্রদানের সংখ্যা $n = 2$।</li>
<li>নার্নস্ট সমীকরণটি হলো: $E = E^\circ - \frac{RT}{nF} \ln[\text{Sn}^{2+}]$।</li>
<li>মানগুলো বসাই: $R = 8.314 \text{ J K}^{-1} \text{mol}^{-1}$, $T = 315 \text{ K}$, $n = 2$, $F = 96500 \text{ C}$, এবং $[\text{Sn}^{2+}] = 0.70 \text{ M}$।</li>
<li>সমীকরণটি দাঁড়ায়: $E = 0.14 - \frac{8.314 \times 315}{2 \times 96500} \ln(0.70)$।</li>
<li>হিসাব করলে পাই: $E = 0.14 - (0.01356 \times -0.3566) \approx 0.14 + 0.0048 = 0.1448 \text{ volt}$।</li>
</ul>

<p>সহজ কথায়, তাপমাত্রা পরিবর্তনের কারণে বিভবের মান সামান্য বেড়ে <strong>0.1448 volt</strong> হয়েছে।</p>

<p>স্থির চাপে এনথালপি ($ \Delta H $) এবং স্থির আয়তনে অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন ($ \Delta U $) এর মধ্যে সম্পর্কটি হলো:</p>

<p>$$ \Delta H = \Delta U + \Delta n_g RT $$</p>

<p>এখানে আমাদের $ \Delta U $ এর মান বের করতে হবে। হিসাবটি সহজ করার জন্য নিচের ধাপগুলো অনুসরণ করো:</p>

<ul>
<li>প্রথমে $ CH_4 $ এর গঠনের সমীকরণটি দেখো: $ C(s) + 2H_2(g) \rightarrow CH_4(g) $</li>
<li>এখানে গ্যাসীয় মোল সংখ্যার পরিবর্তন, $ \Delta n_g = (\text{উৎপাদের গ্যাসীয় মোল}) - (\text{বিক্রিয়কের গ্যাসীয় মোল}) $</li>
<li>$ \Delta n_g = 1 - 2 = -1 $</li>
<li>তাপমাত্রা $ T = 27 + 273 = 300 \, K $ এবং সার্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক $ R = 8.314 \times 10^{-3} \, kJ \cdot K^{-1} \cdot mol^{-1} $</li>
<li>এখন মানগুলো বসিয়ে পাই: $ -74.89 = \Delta U + (-1 \times 8.314 \times 10^{-3} \times 300) $</li>
<li>$ -74.89 = \Delta U - 2.494 $</li>
<li>$ \Delta U = -74.89 + 2.494 \approx -72.39 \, kJ/mol $</li>
</ul>

<p>যেহেতু আমাদের হিসাব অনুযায়ী মানটি <strong>-72.39 kJ/mol</strong> আসছে, তাই সঠিক উত্তরটি হবে অপশন B। (দ্রষ্টব্য: প্রদত্ত অপশনে অপশন A সঠিক হিসেবে উল্লেখ থাকলেও গাণিতিক নিয়ম অনুযায়ী সঠিক উত্তরটি <strong>-72.39 kJ/mol</strong>)।</p>

<p>হেক্সামিন তৈরির বিষয়টি আসলে খুব সহজ। যখন ফরমালিন বা ফর্মালডিহাইডের জলীয় দ্রবণের সাথে অ্যামোনিয়ার বিক্রিয়া ঘটানো হয়, তখনই হেক্সামিন উৎপন্ন হয়। সহজভাবে মনে রাখার উপায় হলো:</p>

<ul>
<li><strong>ফরমালিন</strong> হলো মূলত ফর্মালডিহাইডের জলীয় দ্রবণ।</li>
<li>এর সাথে অ্যামোনিয়ার বিক্রিয়ায় তৈরি হয় <strong>হেক্সামিথিলিন টেট্রামিন</strong>, যা সংক্ষেপে <strong>হেক্সামিন</strong> নামে পরিচিত।</li>
<li>রাসায়নিক সমীকরণটি হলো: $$6HCHO + 4NH_3 \rightarrow (CH_2)_6N_4 + 6H_2O$$</li>
</ul>

<p>অর্থাৎ, ফরমালিন থেকেই মূলত এই গুরুত্বপূর্ণ যৌগটি প্রস্তুত করা হয়।</p>

<p>রাসায়নিক বিক্রিয়ায় তাপশক্তির পরিবর্তনের মূল কারণ হলো অণু বা পরমাণুর ভেতরে থাকা <strong>মোট শক্তি</strong>। বিষয়টি খুব সহজভাবে এভাবে বোঝা যায়:</p>

<ul>
<li>যেকোনো পদার্থের অণুর ভেতরে পরমাণুগুলো একে অপরের সাথে নির্দিষ্ট বন্ধনে আবদ্ধ থাকে।</li>
<li>এই বন্ধন ভাঙতে বা নতুন বন্ধন তৈরি করতে শক্তির প্রয়োজন হয় বা শক্তি নির্গত হয়।</li>
<li>বিক্রিয়ক ও উৎপাদের এই মোট শক্তির পার্থক্যের কারণেই তাপ উৎপন্ন হয় বা শোষিত হয়।</li>
<li>গাণিতিকভাবে, বিক্রিয়ার তাপ $\Delta H$ হলো উৎপাদের মোট শক্তি এবং বিক্রিয়কের মোট শক্তির পার্থক্য:
$$\Delta H = H_{\text{products}} - H_{\text{reactants}}$$</li>
</ul>

<p>সহজ কথায়, বিক্রিয়ার শুরুতে এবং শেষে অণুগুলোর শক্তির যে পরিবর্তন ঘটে, সেটাই মূলত তাপশক্তির উৎস হিসেবে কাজ করে।</p>

<p>সঠিক উত্তর হলো <strong>-CHO</strong> (অ্যালডিহাইড মূলক)। বেনজিন বলয়ে কোনো গ্রুপ যুক্ত থাকলে তা বলয়কে সক্রিয় করবে নাকি নিষ্ক্রিয় করবে, তা নির্ভর করে ওই গ্রুপের প্রকৃতির ওপর।</p>

<p>সহজভাবে মনে রাখার উপায়:</p>
<ul>
<li>যেসব মূলকে দ্বিবন্ধন বা ত্রিবন্ধন থাকে এবং অধিক তড়িৎ ঋণাত্মক পরমাণু (যেমন অক্সিজেন) সরাসরি বলয়ের সাথে যুক্ত থাকে, তারা বেনজিন বলয় থেকে ইলেকট্রন নিজের দিকে টেনে নেয়।</li>
<li>এর ফলে বলয়ে ইলেকট্রন ঘনত্ব কমে যায়, যাকে বলা হয় ইলেকট্রন আকর্ষণকারী গ্রুপ।</li>
<li>এই ধরনের গ্রুপগুলো বলয়ের অর্থো ও প্যারা অবস্থানে ইলেকট্রন ঘনত্ব কমিয়ে দেয়, তাই নতুন আসা গ্রুপটি বাধ্য হয়ে <strong>মেটা</strong> অবস্থানে যুক্ত হয়।</li>
<li><strong>-CHO</strong> মূলকে কার্বন ও অক্সিজেনের মধ্যে দ্বিবন্ধন থাকায় এটি একটি শক্তিশালী ইলেকট্রন আকর্ষণকারী গ্রুপ, তাই এটি মেটা নির্দেশক হিসেবে কাজ করে।</li>
</ul>

<p><strong>Co(OH)₂</strong> বা কোবাল্ট(II) হাইড্রোক্সাইডের অধঃক্ষেপের বর্ণ হলো <strong>গোলাপী</strong>।</p>

<p>সহজভাবে মনে রাখার উপায়:</p>
<ul>
<li>কোবাল্ট লবণের জলীয় দ্রবণে যখন ক্ষার (যেমন: $NaOH$) যোগ করা হয়, তখন কোবাল্ট(II) আয়ন হাইড্রোক্সাইড আয়নের সাথে বিক্রিয়া করে।</li>
<li>এই বিক্রিয়ার ফলে <strong>গোলাপী</strong> রঙের কঠিন অধঃক্ষেপ তৈরি হয়।</li>
<li>বিক্রিয়াটি হলো: $Co^{2+} + 2OH^- \rightarrow Co(OH)_2 \downarrow$</li>
</ul>

<p>পরীক্ষাগারে কোবাল্ট শনাক্তকরণের জন্য এই বৈশিষ্ট্যপূর্ণ গোলাপী বর্ণটি একটি চমৎকার নির্দেশক হিসেবে কাজ করে।</p>

<p>পোলার অণু চেনার সবচেয়ে সহজ উপায় হলো অণুর জ্যামিতিক গঠন এবং তড়িৎ ঋণাত্মকতার পার্থক্য দেখা। এখানে সঠিক উত্তর হলো <strong>$H_2O$</strong>, কারণ এর গঠনটি বেশ চমৎকার:</p>

<ul>
<li>পানির অণুর গঠন কৌণিক বা <strong>Bent shape</strong>-এর হয়, যার ফলে এর চার্জের ভারসাম্য নষ্ট হয়ে যায়।</li>
<li>অক্সিজেন পরমাণু হাইড্রোজেন অপেক্ষা অনেক বেশি তড়িৎ ঋণাত্মক, তাই এটি ইলেকট্রন মেঘকে নিজের দিকে টেনে নেয়।</li>
<li>এর ফলে অক্সিজেনের দিকে আংশিক ঋণাত্মক চার্জ ($\delta^-$) এবং হাইড্রোজেনের দিকে আংশিক ধনাত্মক চার্জ ($\delta^+$) তৈরি হয়।</li>
<li>এই চার্জের অসম বন্টনের কারণেই <strong>$H_2O$</strong> একটি শক্তিশালী পোলার অণু হিসেবে কাজ করে।</li>
</ul>

<p>এখানে সঠিক উত্তর হলো <strong>ক্লোরোফর্ম</strong>। বিষয়টি খুব সহজ, কারণ ক্লোরোফর্ম মূলত একটি জৈব দ্রাবক বা অ্যানেস্থেটিক হিসেবে ব্যবহৃত হয়, কীটনাশক হিসেবে নয়। অন্যদিকে, বাকি অপশনগুলো সরাসরি ক্ষতিকারক পোকামাকড় দমনের কাজে ব্যবহৃত হয়।</p>

<ul>
<li><strong>ক্লোরোফর্ম ($CHCl_3$):</strong> এটি মূলত ল্যাবরেটরিতে দ্রাবক হিসেবে বা চিকিৎসাক্ষেত্রে অজ্ঞান করার কাজে ব্যবহৃত হয়।</li>
<li><strong>কীটনাশকের বৈশিষ্ট্য:</strong> ডি.ডি.টি, ডেলড্রিন বা ফসফেট জাতীয় যৌগগুলো ফসলের ক্ষতিকারক পোকা মারার জন্য বিশেষভাবে তৈরি করা হয়, যা ক্লোরোফর্মের কাজ নয়।</li>
</ul>

<p>সহজ কথায়, ক্লোরোফর্মের রাসায়নিক গঠন এবং ব্যবহার কীটনাশক থেকে সম্পূর্ণ আলাদা।</p>

<p>এখানে সঠিক উত্তর হলো <strong>$Fe^{3+}$</strong>। লুইস এসিড চেনার সবচেয়ে সহজ উপায় হলো দেখা যে, কোনো পরমাণু বা আয়ন ইলেকট্রন জোড় গ্রহণ করতে পারে কি না।</p>

<ul>
<li>লুইস এসিডের মূল বৈশিষ্ট্য হলো এদের ইলেকট্রনের ঘাটতি থাকে, তাই এরা অন্য কোনো উৎস থেকে এক জোড়া ইলেকট্রন গ্রহণ করতে চায়।</li>
<li><strong>$Fe^{3+}$</strong> একটি ধনাত্মক আয়ন বা ক্যাটায়ন। যেহেতু এর বাইরের কক্ষপথে ইলেকট্রনের ঘাটতি রয়েছে, তাই এটি খুব সহজেই অন্য কোনো অণু থেকে ইলেকট্রন জোড় গ্রহণ করে সন্নিবেশ সমযোজী বন্ধন গঠন করতে পারে।</li>
<li>সহজ কথায়, যে সকল ক্যাটায়ন বা ইলেকট্রন ঘাটতিযুক্ত অণু ইলেকট্রন গ্রহণ করতে পারে, তারাই লুইস এসিড হিসেবে কাজ করে।</li>
</ul>

<p>সঠিক উত্তর হলো <strong>CO</strong> বা কার্বন মনোক্সাইড। একে 'নীরব ঘাতক' বা 'Silent Killer' বলা হয় কারণ এর কোনো রঙ, গন্ধ বা স্বাদ নেই, তাই মানুষ বুঝতেই পারে না যে সে বিষাক্ত গ্যাস গ্রহণ করছে।</p>

<ul>
<li>কার্বন মনোক্সাইড আমাদের রক্তের হিমোগ্লোবিনের সাথে অক্সিজেনের চেয়ে প্রায় ২০০ গুণ বেশি দ্রুত মিশে যায়।</li>
<li>এর ফলে রক্তে অক্সিজেনের পরিবহন ক্ষমতা মারাত্মকভাবে কমে যায়, যা শরীরের কোষ ও মস্তিষ্কে অক্সিজেন পৌঁছাতে বাধা দেয়।</li>
<li>অক্সিজেনের অভাবে মানুষ খুব দ্রুত অচেতন হয়ে পড়ে এবং দীর্ঘক্ষণ এই গ্যাসে থাকলে মৃত্যু পর্যন্ত হতে পারে।</li>
</ul>

<p>সহজ কথায়, এটি নিঃশব্দে শরীরের অক্সিজেন সরবরাহ বন্ধ করে দেয় বলেই একে নীরব ঘাতক বলা হয়।</p>