সৃজনশীলঃ ‘D=X+Y এবং E=Y+Z।…’ বরিশাল বোর্ড ২০২৩ – রাসায়নিক পরিবর্তন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

ইলেকট্রন তাপ শক্তি শোষন করে উদ্দীপিত অবস্থায় নিম্নশক্তি স্তর ($E_1$) হতে উচ্চ শক্তিস্তরে ($E_2$) লাফিয়ে চলে এবং পরে ঐ শোষিত শক্তি বিকিরণ করে পূর্বের নিম্ন শক্তিস্তরে লাফিয়ে চলে। এরূপে শক্তির শোষন ও বিকিরনের ফলে যথাক্রমে কালো বর্ণের বর্ণালি ও উজ্জ্বল বর্ণের বর্ণালি সৃষ্টি করে। হাইড্রোজেন প্রথমে শক্তি শোষন করে উদ্দীপিত হয়ে উচ্চ শক্তিস্তরে লাফিয়ে চলে। পরবর্তীতে শক্তির বিকিরণ ঘটতে থাকে এবং ইলেকট্রন নিম্ন শক্তিস্তরে ফিরে আসে এবং শক্তির বিকিরণের মাধ্যমে হাইড্রোজেন বর্ণালি সৃষ্টি করে।

$\text{X}$ পাত্রের দ্রবণে,

$\text{HA}$ এর আয়তন, $\text{V}=200\text{ml}$

${\text{K}}_A=1.76\times {10}^{-6}$

ঘনমাত্রা, $\text{C}=0.1\text{M}$

অসওরাল্ডের লঘুকরণ সূত্রানুসারে,

$\begin{array}{cc}\alpha & =\sqrt{\frac{\mathrm{Ka}}{C}}\\ & =\sqrt{\frac{1.76\times {10}^{-6}}{0.1}}\\ & =4.1952\times {10}^{-3}\end{array}$

∴ $H^{+}$ আয়নের ঘনমাত্রা, 

$\begin{array}{cc}\left[H^{+}\right]& =\alpha \times C\\ & =4.1952\times {10}^{-3}\times 0.1\\ & =4.1952\times {10}^{-4}M\end{array}$

আমরা জানি,

$\begin{array}{cc}\mathrm{pH}& =-\log \left[H^{+}\right]\\ & =-\log (4.1952\times {10}^{-4})\\ & =3.3772\end{array}$

∴ পাত্রের দ্রবণের  $\text{pH}3.3772$।

$\text{D}$ মিশ্রণটির ক্ষেত্রে,

$\text{X}$ পাত্রে,

$\begin{array}{cc}200\mathrm{mL}0.1M\mathrm{HA}& \equiv (200\times 0.1)\mathrm{mL}1M\mathrm{HA}\\ & \equiv 20\mathrm{mL}1M\mathrm{HA}\end{array}$

$\text{Y}$  পাত্রে,

$\begin{array}{cc}50\mathrm{mL}0.1MM(\mathrm{OH}{)}_3& \equiv (50\times 0.1)\mathrm{mL}1MM(\mathrm{OH}{)}_3\\ & \equiv 5\mathrm{mL}1MM(\mathrm{OH}{)}_3\end{array}$

$\text{D}$ পাত্রে সংঘটিত বিক্রিয়াটি:

$M(\mathrm{OH}{)}_3+3\mathrm{HA}\rightleftharpoons {\mathrm{MA}}_3+3H_{2}O$
$\therefore 1\mathrm{mol}M(\mathrm{OH}{)}_3\equiv 3\mathrm{mol}\mathrm{HA}$

$\therefore 5\mathrm{mL}1MM(\mathrm{OH}{)}_3$ বিক্রিয়া করবে $(5\times 3)\mathrm{mL}1M\mathrm{HA}$ এর সাথে,

$=15\mathrm{mL}1M\mathrm{HA}$

$\therefore$ দ্রবণে $\mathrm{HA}$ অবশিষ্ট থাকে,

$(20-15)\mathrm{mL}1M\mathrm{HA}=5\mathrm{mL}1M\mathrm{HA}$

এবং লবণ উৎপন্ন হয়।

অর্থাৎ দ্রবণটিতে দুর্বল অম্ল এবং তার লবণ বিদ্যমান। অতএব $\text{D}$ পাত্রটি বাফার হিসেবে কাজ করবে।

$\text{E}$ মিশ্রণটির ক্ষেত্রে,

$\text{Z}$ পাত্রে,

$\begin{array}{cc}100\mathrm{mL}0.1M\mathrm{HD}& \equiv (100\times 0.1)\mathrm{mL}1M\mathrm{HD}\\ & \equiv 10\mathrm{mL}1M\mathrm{HD}\end{array}$

$\text{E}$ পাত্রে সংঘটিত বিক্রিয়াটি:

$M(\mathrm{OH}{)}_3+3\mathrm{HD}\rightleftharpoons {\mathrm{MD}}_3+3H_{2}O$
$\therefore 1\mathrm{mol}M(\mathrm{OH}{)}_3\equiv 3\mathrm{mol}\mathrm{HD}$

$\therefore 10\mathrm{mL}1M\mathrm{HD}$ বিক্রিয়া করবে $\frac{10}{3}\mathrm{mL}1MM(\mathrm{OH}{)}_3$ এর সাথে,

$=3.33\mathrm{mL}1MM(\mathrm{OH}{)}_3$

$\therefore$ দ্রবণে $M(\mathrm{OH}{)}_3$ অবশিষ্ট থাকবে,

$(5-3.33)\mathrm{mL}1MM(\mathrm{OH}{)}_3=1.67\mathrm{mL}1MM(\mathrm{OH}{)}_3$

অর্থাৎ দ্রবণটিতে সবল ক্ষার অবশিষ্ট থাকবে। অতএব $\text{E}$ মিশ্রণ বা পাত্রটি বাফার হবে না।