সৃজনশীলঃ ‘…’ Combined ২০২৬ – পরিমাণগত রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

জার্মান বিজ্ঞানী এরিক হাকেল $\text{(Erich Huckel)}-$এর মতে, যে সকল সমতলীয় চাক্রিক যৌগের বলয়ে সঞ্চলনশীল $(4n+2)$ সংখ্যক $\pi$ ইলেকট্রন থাকে (যেখানে $n=0,1,2,3...$ ইত্যাদি পূর্ণ সংখ্যা), তারা অ্যারোমেটিক বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে। একে হাকেল তত্ত্ব বলে। যেমন, বেনজিনে ৬টি সঞ্চলনশীল $\pi$ ইলেকট্রন আছে, যা $4n+2$ সূত্রটি মেনে চলে ($n=1$ হলে)। তাই এটি অ্যারোমেটিক যৌগ।

উদ্দীপক হতে পাই,

$\text{A}$-পাত্রের দ্রবণ = $50\mathrm{mL}$$H_2{O}_2$

$\text{B}$-পাত্রের দ্রবণ = $80\mathrm{mL}$$0.1M$$K_2{\mathrm{Cr}}_2{O}_7$

যেহেতু $\text{A}$-পাত্র $\equiv$$\text{B}$-পাত্র, তাই অম্লীয় মাধ্যমে সংঘটিত বিক্রিয়াটি হলো:

$K_2{\mathrm{Cr}}_2{O}_7+3H_2{O}_2+4H_2{\mathrm{SO}}_4⟶K_2{\mathrm{SO}}_4+{\mathrm{Cr}}_2({\mathrm{SO}}_4{)}_3+7H_{2}O+3O_2$

বিক্রিয়া হতে দেখা যায়, $1\mathrm{mol}{K}_2{\mathrm{Cr}}_2{O}_7\equiv 3\mathrm{mol}{H}_2{O}_2$

আমরা জানি,

$\frac{V_1{S}_1}{n_1}=\frac{V_2{S}_2}{n_2}$

(যেখানে $1$ হলো $H_2{O}_2$ এবং $2$ হলো $K_2{\mathrm{Cr}}_2{O}_7$)

বা, $\frac{50\times S_1}{3}=\frac{80\times 0.1}{1}$

বা, $50S_1=24$

বা, $S_1=0.48M$

অর্থাৎ, $H_2{O}_2$ দ্রবণের মোলারিটি = $0.48M$

$H_2{O}_2$ এর আণবিক ভর, $\text{M}=(1\times 2)+(16\times 2)=34g{\mathrm{mol}}^{-1}$

আমরা জানি, $\mathrm{ppm}=\mathrm{Molarity}\times \text{M}\times 1000$

$=0.48\times 34\times 1000$

$=16320\mathrm{ppm}$

অতএব, $\text{A}$-পাত্রের দ্রবণের ঘনমাত্রা $16320\mathrm{ppm}$।

উদ্দীপকের $\text{B}$-পাত্রে $K_2{\mathrm{Cr}}_2{O}_7$ এর পরিবর্তে সমঘনমাত্রা ও সমআয়তনের ${\mathrm{KMnO}}_4$ ব্যবহার করলে দ্রবণটির পরিমাণ হবে $80\mathrm{mL}$$0.1M$${\mathrm{KMnO}}_4$।

$\text{C}$-পাত্রে লোহার আকরিককে সালফিউরিক এসিডে দ্রবীভূত করা হলে তা ফেরাস সালফেটে (${\mathrm{FeSO}}_4$) পরিণত হয়। অম্লীয় মাধ্যমে ${\mathrm{KMnO}}_4$ এবং ${\mathrm{FeSO}}_4$ এর মধ্যকার জারণ-বিজারণ বিক্রিয়াটি নিচে দেওয়া হলো:

অর্ধ-জারণ বিক্রিয়া:${\mathrm{Fe}}^{2+}-e^{-}⟶{\mathrm{Fe}}^{3+}$

অর্ধ-বিজারণ বিক্রিয়া:${\mathrm{MnO}}_4^{-}+8H^{+}+5e^{-}⟶{\mathrm{Mn}}^{2+}+4H_{2}O$

জারণ বিক্রিয়াকে $5$ দ্বারা গুণ করে যোগ করলে পূর্ণ আয়নিক সমীকরণ:

${\mathrm{MnO}}_4^{-}+5{\mathrm{Fe}}^{2+}+8H^{+}⟶{\mathrm{Mn}}^{2+}+5{\mathrm{Fe}}^{3+}+4H_{2}O$

প্রয়োজনীয় দর্শক আয়ন ($K^{+}$ ও ${\mathrm{SO}}_4^{2-}$) যোগ করে পূর্ণ আণবিক সমীকরণ:

$2{\mathrm{KMnO}}_4+10{\mathrm{FeSO}}_4+8H_2{\mathrm{SO}}_4⟶K_2{\mathrm{SO}}_4+2{\mathrm{MnSO}}_4+5{\mathrm{Fe}}_2({\mathrm{SO}}_4{)}_3+8H_{2}O$

বিক্রিয়া হতে পাই, $2\mathrm{mol}{\mathrm{KMnO}}_4\equiv 10\mathrm{mol}{\mathrm{Fe}}^{2+}$

বা, $1\mathrm{mol}{\mathrm{KMnO}}_4\equiv 5\mathrm{mol}\mathrm{Fe}$

এখানে,

${\mathrm{KMnO}}_4$ দ্রবণের আয়তন, $V=80\mathrm{mL}=0.08L$

${\mathrm{KMnO}}_4$ দ্রবণের ঘনমাত্রা, $S=0.1M$

লোহার পারমাণবিক ভর, $M=55.85g{\mathrm{mol}}^{-1}$

বিশুদ্ধ লোহার ভর $W$ হলে,

$W=5\times V\times S\times M$

$=5\times 0.08\times 0.1\times 55.85$

$=2.234g$

দেওয়া আছে, লোহার আকরিকের মোট ভর = $4g$

আকরিকের বিশুদ্ধতার হার $=\frac{\text{Mass of pure iron}}{\text{Total mass of ore}}\times 100\%$

$=\frac{2.234}{4}\times 100\%$

$=55.85\%$

অতএব, $\text{C}$-পাত্রের আকরিকের বিশুদ্ধতার হার $=55.85\%$।