সৃজনশীলঃ ‘50 mL সেমিমোলার…’ রাজশাহী বোর্ড ২০১৭ – পরিমাণগত রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

একই প্রকার মৌল সমন্বয়ে গঠিত সমধর্মী জৈব যৌগসমূহ যাদের প্রত্যেক পাশাপাশি দুটি যৌগের মধ্যে মিথিলিন (-CH₂-) মূলকের পার্থক্য থাকে তাদেরকে পরস্পরের সমগোত্রক বলা হয়। মিথানল (CH₃ – OH) ও মিথান্যাল (HCHO) সমগোত্রক নয়। কারণ সাধারণ সংকেত আলাদা, কার্যকরী মূলক ভিন্ন এবং যৌগ দুটির মধ্যে কোন মিথিলিন (-CH₂-) মূলকের পার্থক্য নেই।

এজন্য মিথানল ও মিথান্যাল সমগোত্রক নয়।

উদ্দীপকে 50 mL সেমিমোলার বা 0.5 M HCl দ্রবণ আছে। একে 500 mL দ্রবণে পরিণত করতে হবে।
HCl দ্রবণের পূর্বের আয়তন, $V_1=50\mathrm{mL}$
HCl দ্রবণের পূর্বের ঘনমাত্রা, $S_1=0.5M$
HCl দ্রবণের পরবর্তী আয়তন, $V_2=500\mathrm{mL}$
HCl দ্রবণের পরবর্তী ঘনমাত্রা, $S_2=$ ?

জানা আছে, $V_1{S}_1=V_2{S}_2$
বা, $S_2=\frac{V_1{S}_1}{V_2}=\frac{50\times 0.5}{500}M=0.05M$

সুতরাং উদ্দীপকের এসিড দ্রবণকে 500 mL দ্রবণে পরিণত করলে পরবর্তী ঘনমাত্রা হবে 0.05 M অর্থ্যাৎ, ঘনমাত্রার পরিবর্তন হবে $(0.5-0.05)$ বা, 0.45

উদ্দীপকের 0.5 M HCI একটি তীব্র এসিড এবং 0.1 M Na₂CO₃ একটি দুর্বল ক্ষার। তীব্র এসিড ও দুর্বল ক্ষারের জন্য উপযুক্ত নির্দেশক হলো মিথাইল অরেঞ্জ। নিচে প্রশমন রেখার সাহায্যে উপযুক্ত নির্দেশক নির্ণয়ের যৌক্তিকতা বিশ্লেষণ করা হলো-

'যখন কোনো তীব্র এসিডকে মৃদু ক্ষারক দ্বারা টাইট্রেশন করা হয়, তখন যে লবণ উৎপন্ন হয় তা জলীয় দ্রবণে আংশিক আর্দ্র বিশ্লেষিত থাকে। এর ফলে দ্রবণে কিছুটা মৃদু ক্ষারক ও তীব্র এসিড উৎপন্ন হয়, ফলে তুল্যতা বিন্দুতে দ্রবণ কিছুটা অম্লীয় হয় অর্থাৎ দ্রবণের pH এর মান 7 এর নিচে হয়। এসিড ও ক্ষারকের শক্তির পার্থক্য এবং দ্রবণের ঘনমাত্রার উপর তুল্যতা বিন্দুতে দ্রবণের pH নির্ভর করে তবে তা ' অবশ্যই 7 এর নিচে হবে। উদ্দীপকের HCI তীব্র এসিড ও Na2CO3 দুর্বল ক্ষার হওয়ায় HCI দ্বারা Na₂CO₃ দ্রবণের টাইট্রেশনের তুল্যতা বিন্দুতে pH এর মান প্রায় ১ হয়। তুল্যতা বিন্দু অতিক্রমকালে pH এর মান 3.5 থেকে 7.0 পর্যন্ত পরিবর্তিত হয়। সুতরাং মিথাইল অরেঞ্জ (pH বিস্তার 3.1 – 4.4) এ ধরনের টাইট্রেশনে উৎকৃষ্ট নির্দেশক। এ ধরনের টাইট্রেশনের প্রশমন রেখাচিত্র দেওয়া হলো-

ব্যবহৃত Na₂CO₃ এর আয়তন (ml)

অপরদিকে ফেনলফথ্যালিন (pH বিস্তার 8.3 – 10.0) নির্দেশক ব্যবহার করা হলে নির্দিষ্ট পরিমাণ Na₂CO₃ দ্রবণ যোগ করার পরও বর্ণের কোনো পরিবর্তন পাওয়া যাবে না। অর্থাৎ টাইট্রেশনে অনেক ভুল হবে। এ কারণে উদ্দীপকের I নং দ্রবণ দ্বারা II নং দ্রবণকে টাইট্রেশন করতে উপরোক্ত নির্দেশকদ্বয়ের কেবল মিথাইল অরেঞ্জ ব্যবহার করা যাবে।