সৃজনশীলঃ ‘…’ কুমিল্লা বোর্ড ২০২৩ – পরিমাণগত রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

ইথাইন ($HC=CH$) অম্লধর্মী। এর কারণ ইথাইন অণুর $C$ পরমাণু $sp$ সংকরিত। এ সংকর অরবিটালে $s$ ও $p$ এর অনুপাত (∶$1:1$)। ক্ষুদ্রাকৃতি $s$ অরবিটাল এর অনুপাত তুলনামূলকভাবে বেশি হওয়ায় ইথাইনের এর $CH$ বন্ধনের শেয়ারকৃত ইলেকট্রন যুগল $C$ পরমাণুর নিউক্লিয়াসের অধিকতর কাছে দৃঢ়ভাবে যুক্ত থাকে। তাই দূরে অবস্থিত পরমাণুটির বন্ধন শিথিল হয়ে যায়। ফলে বন্ধনটি ভেঙ্গে $H^{+}$ আয়ন হিসেবে সহজে বিচ্যুত হয়। এজন্যই ইথাইন অম্লধর্মী হয়।

$B$ ও $C$ পাত্রের দ্রবণের সংঘটিত বিক্রিয়াটি হলো-

$H_2{\mathrm{SO}}_{4}S+K_2{\mathrm{Cr}}_2{O}_7+{\mathrm{FeSO}}_4\to K_2{\mathrm{SO}}_4+{\mathrm{Cr}}_2{\left({\mathrm{SO}}_4\right)}_3+{\mathrm{Fe}}_2{\left({\mathrm{SO}}_4\right)}_3+H_{2}O$

এখানে, ${\text{K}}_2{\text{Cr}}_2{\text{O}}_7$ জারক এবং ${\text{FeSO}}_4$ বিজারক

বিজারণ অর্ধবিক্রিয়া:

$K_2{\mathrm{Cr}}_2{O}_7+6e+14H^{+}\to 2K^{+}+2{\mathrm{Cr}}^{3+}+7H_{2}O\dots \dots ..\left(i\right)$

জারণ অর্ধবিক্রিয়া:

$2F{e}^{2+}-2e\to 2F{e}^{3+}\dots \dots \dots \left(ii\right)$

সমীকরণ (ii) কে ও দ্বারা গুণ করে (i) এর সাথে যোগ করে পাই, -

$K_2{\mathrm{Cr}}_2{O}_7+6e+14H^{+}\to 2K+2{\mathrm{Cr}}^{3+}+7H_{2}O$

$6{\mathrm{Fe}}^{2+}-6e\to 6{\mathrm{Fe}}^{3+}$

$=K_2{\mathrm{Cr}}_2{O}_7+14H^{+}+6{\mathrm{Fe}}^{2+}\to 2K^{+}+2{\mathrm{Cr}}^{3+}+6{\mathrm{Fe}}^{3+}+7H_{2}O$

সমীকরণ (iii) এ প্রয়োজনীয় সংখ্যক ${\text{K}}^2$ ও ${\mathrm{SO}}_4^{2-}$ আয়ন সরবরাহ করে পাই। 

$6{\mathrm{FeSO}}_4+K_2{\mathrm{Cr}}_2{O}_7+7H_2{\mathrm{SO}}_4\to 3{\mathrm{Fe}}_2{\left({\mathrm{SO}}_4\right)}_3+7H_{2}O$

উদ্দীপকের বিজারক পদার্থটিকে জারিত করতে $C$-পাত্রের দ্রবণের প্রয়োজনীয় আয়তন নির্ণয়:

উদ্দীপকে বিজারক হিসেবে $B$-পাত্রে অম্লীয় ${\text{FeSO}}_4$ এবং জারক হিসেবে $C$-পাত্রে ${\text{K}}_2{\text{Cr}}_2{\text{O}}_7$ দেওয়া আছে। অম্লীয় মাধ্যমে এদের মধ্যকার সমতাকৃত জারণ-বিজারণ বিক্রিয়াটি হলো :

${\text{K}}_2{\text{Cr}}_2{\text{O}}_7+6{\text{FeSO}}_4+7{\text{H}}_2{\text{SO}}_4\to {\text{K}}_2{\text{SO}}_4+{\text{Cr}}_2({\text{SO}}_4{)}_3+3{\text{Fe}}_2({\text{SO}}_4{)}_3+7{\text{H}}_2\text{O}$

সমীকরণ হতে দেখা যায়,

$1{\text{ mol K}}_2{\text{Cr}}_2{\text{O}}_7\equiv 6{\text{ mol FeSO}}_4$

প্রদত্ত উপাত্তসমূহ হলো,

• বিজারক (${\text{FeSO}}_4$) দ্রবণের আয়তন, $V_1=100\text{ mL}$
• বিজারক (${\text{FeSO}}_4$) দ্রবণের ঘনমাত্রা, $S_1=0.05\text{ M}$
• জারক (${\text{K}}_2{\text{Cr}}_2{\text{O}}_7$) দ্রবণের ঘনমাত্রা, $S_2=0.02\text{ M}$
• জারক (${\text{K}}_2{\text{Cr}}_2{\text{O}}_7$) দ্রবণের প্রয়োজনীয় আয়তন, $V_2=?$

এখন,

জারণ-বিজারণ টাইট্রেশনের মূলনীতি অনুসারে,

$\frac{V_2\times S_2}{1}=\frac{V_1\times S_1}{6}$

বা, $V_2=\frac{V_1\times S_1}{6\times S_2}$

বা, $V_2=\frac{100\times 0.05}{6\times 0.02}\text{ mL}$

বা, $V_2=\frac{5}{0.12}\text{ mL}$

বা, $V_2=41.67\text{ mL}$

উদ্দীপকের বিজারক পদার্থটিকে সম্পূর্ণ জারিত করতে $C$-পাত্রের $41.67\text{ mL}$ দ্রবণ প্রয়োজন।

Note:
আমরা বোর্ড প্রশ্নটি সঠিকভাবে সংশোধন করে "$C$-পাত্র" উল্লেখ করেছি (প্রশ্নে $A$ ছিল)। উদ্দীপকের $A$-পাত্রে উল্লিখিত ${\text{NaH}}_2{\text{PO}}_4$ কোনো বিজারক পদার্থ নয়; এটি প্রশ্নপত্রের একটি সাধারণ মুদ্রণ ত্রুটি। গাণিতিক সমাধানের জন্য $B$-পাত্রের বিজারক (${\text{FeSO}}_4$)-এর পরিমাণ হিসেবেই $A$-পাত্রের উপাত্ত ($100\text{ ml},0.05\text{ M}$)-কে ব্যবহার করা হয়েছে। (রেফারেন্স: $HSCChemistry2ndPaper$, অধ্যায় ৩: পরিমাণগত রসায়ন)।