এইচএসসি রসায়ন ২য় পত্র সৃজনশীল প্রশ্ন (৩টি পূর্ণাঙ্গ সেট)

একটি গ্যাস বোতলজাতকরণ কারখানায় $20$ L আয়তনের একটি ইস্পাতের সিলিন্ডারে $27^\circ C$ তাপমাত্রায় $15$ atm চাপে অক্সিজেন ($O_2$) গ্যাস ভরা হলো। সিলিন্ডারটি সর্বোচ্চ $25$ atm চাপ সহ্য করতে পারে। গ্রীষ্মকালে খোলা ট্রাকে পরিবহনের সময় রোদে সিলিন্ডারের তাপমাত্রা $57^\circ C$ পর্যন্ত ওঠে। [$R = 0.0821$ L atm K$^{-1}$ mol$^{-1}$, $O = 16$]

একটি গ্রামের চারপাশে প্রায় বিশটি ইটভাটায় উচ্চ সালফারযুক্ত নিম্নমানের কয়লা পোড়ানো হয়; কাছের মহাসড়কে দিনরাত ডিজেলচালিত ট্রাক চলে। বর্ষার শুরুতে গ্রামের কলেজের শিক্ষার্থীরা বৃষ্টির পানি সংগ্রহ করে এর pH পেল $4.6$। তারা লক্ষ করল, গ্রামের পুরোনো চুনাপাথরের তৈরি মসজিদের দেয়াল ক্ষয়ে যাচ্ছে, পুকুরে মাছের উৎপাদন কমেছে এবং আমগাছের পাতায় বাদামি দাগ পড়েছে।

নিচের বিক্রিয়াগুলো লক্ষ করো:

(i) $CH_3-CH=CH_2 + HBr \rightarrow P$ (প্রধান উৎপাদ)

(ii) $CH_3-CH=CH_2 + HBr \xrightarrow{(C_6H_5CO)_2O_2} Q$

(iii) $P + KOH(aq) \rightarrow R + KBr$

রসায়ন শিক্ষক বোর্ডে দুটি বিক্রিয়া-শৃঙ্খল লিখলেন:

$$C_6H_6 \xrightarrow[\text{anhyd. } AlCl_3]{CH_3Cl} M \xrightarrow[\text{conc. } H_2SO_4]{\text{conc. } HNO_3} N$$

$$C_6H_6 \xrightarrow[\text{conc. } H_2SO_4]{\text{conc. } HNO_3} X \xrightarrow[\text{conc. } H_2SO_4,\ \Delta]{\text{fuming } HNO_3} Y$$

তিনি বললেন, $N$ ও $Y$ উভয় ক্ষেত্রে দ্বিতীয় গ্রুপটি বেনজিন বলয়ের ভিন্ন ভিন্ন অবস্থানে যুক্ত হয়।

রসায়ন ল্যাবরেটরিতে রুমানা $5.56$ g অবিশুদ্ধ ফেরাস সালফেট ($FeSO_4 \cdot 7H_2O$) পানিতে দ্রবীভূত করে $250$ mL দ্রবণ তৈরি করল। এর $25.0$ mL দ্রবণ লঘু $H_2SO_4$ দিয়ে অম্লীয় করে বুরেট থেকে $0.02$ M $KMnO_4$ দ্রবণ যোগ করে টাইট্রেশন করল। হালকা গোলাপি বর্ণ স্থায়ী হতে $18.0$ mL $KMnO_4$ দ্রবণ লাগল। [$Fe = 56$, $S = 32$, $O = 16$, $H = 1$]

দুটি তড়িৎবিশ্লেষ্য কোষ একটি বর্তনীতে শ্রেণি সংযোগে যুক্ত করা হলো। কোষ-১ এ $CuSO_4$ দ্রবণে দুটি প্লাটিনাম তড়িৎদ্বার এবং কোষ-২ এ $AgNO_3$ দ্রবণে দুটি প্লাটিনাম তড়িৎদ্বার ডোবানো আছে। বর্তনীতে $2.0$ A বিদ্যুৎ $965$ সেকেন্ড ধরে চালনা করা হলো। [$Cu = 63.5$, $Ag = 108$, $1F = 96500$ C]

$25^\circ C$ তাপমাত্রায় নিচের গ্যালভানিক কোষটি তৈরি করা হলো:

$$Zn \mid Zn^{2+}(0.01\ M) \parallel Cu^{2+}(1.0\ M) \mid Cu$$

দেওয়া আছে: $E^\circ_{Zn^{2+}/Zn} = -0.76$ V, $E^\circ_{Cu^{2+}/Cu} = +0.34$ V, $E^\circ_{Ag^{+}/Ag} = +0.80$ V। এক শিক্ষার্থী তামার একটি পাত্রে $ZnSO_4$ দ্রবণ এবং আরেকটি তামার পাত্রে $AgNO_3$ দ্রবণ রাখতে চায়।

একটি ইউরিয়া সার কারখানায় প্রাকৃতিক গ্যাস ও বাতাস কাঁচামাল হিসেবে ব্যবহার করা হয়। প্রথমে গ্যাস থেকে হাইড্রোজেন ও বাতাস থেকে নাইট্রোজেন নিয়ে অ্যামোনিয়া তৈরি হয়, পরে অ্যামোনিয়ার সাথে কার্বন ডাইঅক্সাইডের বিক্রিয়ায় ইউরিয়া উৎপন্ন হয়। কারখানার পাশের নদীর লোকজন অভিযোগ করেছেন, কারখানার নির্গত পানি মেশার পর থেকে নদীতে শৈবাল বেড়ে গেছে, পানিতে ঝাঁঝালো গন্ধ পাওয়া যায় এবং মাঝে মাঝে মাছ মরে ভেসে ওঠে।

$27^\circ C$ তাপমাত্রায় দুটি পাত্র রাখা আছে:

পরে পাত্র দুটিকে একটি সরু নলের সাহায্যে যুক্ত করে দেওয়া হলো (নলের আয়তন নগণ্য, তাপমাত্রা স্থির)। [$R = 8.314$ J K$^{-1}$ mol$^{-1}$ $= 0.0821$ L atm K$^{-1}$ mol$^{-1}$, $He = 4$, $O = 16$]

একটি চামড়া শিল্প এলাকার পাশের নদী (নমুনা-১) এবং পার্শ্ববর্তী গ্রামের একটি নলকূপ (নমুনা-২) থেকে পানি সংগ্রহ করে পরীক্ষা করা হলো:

$A$ ও $B$ দুটি অ্যালকিন, উভয়ের আণবিক সংকেত $C_4H_8$।

$$A \xrightarrow[\text{ii. } Zn/H_2O]{\text{i. } O_3} \text{শুধু } CH_3CHO$$

$$B \xrightarrow[\text{ii. } Zn/H_2O]{\text{i. } O_3} HCHO + CH_3COCH_3$$

$X$ ও $Y$ দুটি সমাণু, উভয়ের আণবিক সংকেত $C_3H_6O$। উভয়ের IR বর্ণালিতে $1700$–$1740$ cm$^{-1}$ অঞ্চলে তীব্র শোষণ পাওয়া যায়। $X$ টলেন বিকারকের সাথে রুপালি দর্পণ তৈরি করে, কিন্তু $Y$ টলেন বিকারকের সাথে বিক্রিয়া করে না। তবে $Y$ আয়োডিন ও $NaOH$ দ্রবণের সাথে উত্তপ্ত করলে হলুদ অধঃক্ষেপ দেয়।

ল্যাবরেটরির একটি বোতলের লেবেলে লেখা: "গাঢ় $H_2SO_4$, $98\%$ (w/w), ঘনত্ব $1.84$ g mL$^{-1}$"। একজন শিক্ষার্থী এই এসিড থেকে $500$ mL $0.5$ M $H_2SO_4$ দ্রবণ তৈরি করল। এরপর প্রস্তুতকৃত দ্রবণের $20$ mL এর সাথে $0.5$ M $NaOH$ দ্রবণের $30$ mL মেশাল। [$H = 1$, $S = 32$, $O = 16$]

রফিকের অটোরিকশায় একটি লেড স্টোরেজ ব্যাটারি ব্যবহার করা হয়। কয়েক দিন চালানোর পর মিস্ত্রি হাইড্রোমিটারে দেখলেন, ব্যাটারির এসিডের ঘনত্ব $1.28$ g mL$^{-1}$ থেকে কমে $1.15$ g mL$^{-1}$ হয়েছে, তাই ব্যাটারিটি চার্জ দিতে হবে। রফিকের বন্ধু সজীব সম্প্রতি লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারিচালিত একটি ইজিবাইক কিনেছেন; তিনি বলেন, তার ব্যাটারি হালকা এবং অনেক দিন টেকে।

$25^\circ C$ তাপমাত্রায় একটি $HCl$ দ্রবণের pH নির্ণয়ের জন্য নিচের কোষটি তৈরি করা হলো:

$$Pt, H_2(1\ atm) \mid H^+(HCl \text{ দ্রবণ}) \parallel Cu^{2+}(1.0\ M) \mid Cu$$

কোষটির বিভব পাওয়া গেল $0.4582$ V। [$E^\circ_{Cu^{2+}/Cu} = +0.34$ V]

উত্তরাঞ্চলের একটি কয়লাভিত্তিক বিদ্যুৎকেন্দ্রে প্রতিদিন $1000$ টন কয়লা পোড়ানো হয়, যাতে ভরের দিক থেকে $0.5\%$ সালফার আছে। স্থানীয় একটি বেসরকারি সংস্থার প্রতিবেদনে বলা হয়েছে, বিদ্যুৎকেন্দ্রের আশপাশের ফসলি জমিতে ছাই জমছে এবং শ্বাসকষ্টের রোগী বেড়েছে। সংস্থাটি বিদ্যুৎকেন্দ্রটিকে প্রাকৃতিক গ্যাসভিত্তিক করার পরামর্শ দিয়েছে। [$S = 32$, $O = 16$]

একটি পরীক্ষায় একই তাপমাত্রা ও চাপে একটি সরু ছিদ্র দিয়ে $100$ mL অক্সিজেন গ্যাস নিঃসৃত হতে $60$ সেকেন্ড সময় লাগল। একই ছিদ্র দিয়ে একটি অজানা হাইড্রোকার্বন গ্যাস $X$ এর $100$ mL নিঃসৃত হতে লাগল $42.4$ সেকেন্ড। বাসাবাড়ির রান্নায় পাইপলাইনে গ্যাস $X$ এবং সিলিন্ডারে LPG (মূলত প্রোপেন $C_3H_8$ ও বিউটেন $C_4H_{10}$) দুটিই ব্যবহৃত হয়। [$C = 12$, $H = 1$, $O = 16$, বাতাসের গড় আণবিক ভর $29$]

একটি শহরের রেফ্রিজারেটর মেরামতের দোকানে পুরোনো ফ্রিজের কম্প্রেসর খোলার সময় ভেতরের $CCl_2F_2$ গ্যাস সরাসরি বাতাসে ছেড়ে দেওয়া হয়। শহরটির উপকণ্ঠে বিশাল একটি ময়লার ভাগাড় থেকে মিথেন নির্গত হয়, আর রাস্তায় যানজটে আটকে থাকা যানবাহন থেকে প্রচুর $CO_2$ বের হয়। আবহাওয়াবিদদের মতে, গত কয়েক দশকে বঙ্গোপসাগরের পৃষ্ঠের পানির তাপমাত্রা বেড়েছে।

নিচের বিক্রিয়াগুলো লক্ষ করো:

(i) $(CH_3)_3C-Br + H_2O \rightarrow P + HBr$

(ii) $CH_3CH_2Cl + NaOH(aq) \rightarrow Q + NaCl$

(iii) $CH_3CH_2Cl + KOH(alc) \xrightarrow{\Delta} R + KCl + H_2O$

সাবান কারখানায় চর্বি বা তেলকে $NaOH$ দ্রবণের সাথে উত্তপ্ত করলে সাবানের সাথে উপজাত হিসেবে একটি ত্রি-হাইড্রক্সি অ্যালকোহল $M$ পাওয়া যায়। $M$ কে গাঢ় $HNO_3$ ও গাঢ় $H_2SO_4$ এর মিশ্রণের সাথে বিক্রিয়া করালে একটি তরল $N$ পাওয়া যায়, যা বিস্ফোরক হিসেবে এবং হৃদরোগের ওষুধে ব্যবহৃত হয়। অন্যদিকে একটি ওষুধ কোম্পানি ফেনল থেকে কয়েক ধাপে জ্বর ও ব্যথানাশক ওষুধ প্যারাসিটামল তৈরি করে।

একটি চুনাপাথর নমুনার $12.5$ g এর সাথে পর্যাপ্ত লঘু $HCl$ যোগ করলে STP তে $2.24$ L $CO_2$ গ্যাস পাওয়া গেল (নমুনার ভেজাল $HCl$ এর সাথে বিক্রিয়া করে না)। অন্য একটি পরীক্ষায় একজন শিক্ষার্থী $250$ mL আয়তনিক ফ্লাস্কে $0.4$ M সোডিয়াম কার্বনেট ($Na_2CO_3$) দ্রবণ প্রস্তুত করল। [$Ca = 40$, $C = 12$, $O = 16$, $Na = 23$; দ্রবণের ঘনত্ব $1$ g mL$^{-1}$ ধরো]

একটি বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষণাগারে ক্ষারীয় ($KOH$) তড়িৎবিশ্লেষ্যযুক্ত একটি হাইড্রোজেন ফুয়েল সেল দিয়ে একটি ছোট বৈদ্যুতিক গাড়ির মডেল চালানো হয়। সেলটি প্রতি ঘণ্টায় $0.5$ mol হাইড্রোজেন গ্যাস খরচ করে এবং এর নির্গমন নল দিয়ে শুধু জলীয় বাষ্প বের হয়। পাশের টেবিলে একই আকারের একটি পেট্রোলচালিত মডেল রাখা আছে। [$1F = 96500$ C, $H = 1$, $O = 16$]

তিনটি অর্ধকোষের প্রমাণ বিজারণ বিভব ($25^\circ C$):

একটি কোষ: $Al \mid Al^{3+}(0.1\ M) \parallel N^{2+}(0.01\ M) \mid N$ ($M$ ও $N$ প্রতীকী ধাতু)।

একটি কলেজের পরিবেশ ক্লাব এক মাসে $50$ kg পুরোনো অ্যালুমিনিয়াম ক্যান, $80$ kg পুরোনো কাগজ ও কিছু প্লাস্টিক বোতল সংগ্রহ করে একটি পুনঃচক্রায়ন কারখানায় পাঠাল। কারখানা জানাল, বক্সাইট থেকে নতুন অ্যালুমিনিয়াম তৈরির তুলনায় পুরোনো ক্যান গলিয়ে অ্যালুমিনিয়াম তৈরিতে প্রায় $95\%$ কম শক্তি লাগে। ক্লাবের সদস্য তিশা একটি বিজ্ঞান সাময়িকীতে পড়েছে, রুপার ন্যানোকণা মেশানো কাপড়ে জীবাণু জন্মাতে পারে না।