সৃজনশীলঃ ‘…’ যশোর বোর্ড ২০১৯ – পরিমাণগত রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

দুটি এনানশিওমারের সমমোলার মিশ্রণকে রেসিমিক মিশ্রণ বলে। অর্থাৎ রেসিমিক মিশ্রণে একই যৌগের দুটি এনানশিওমার থাকে যাদের একটি dextro এবং অন্যটি levo। অর্থাৎ এদের একটি সমাবর্তিত আলোকে ঘড়ির কাটার দিকে, অন্যটি ঘড়ির কাটার বিপরীত দিকে রায়। সুতরাং বলা যায় দুটি আলোক সক্রিয় যৌগের মিশ্রণ হচ্ছে রেসিমিক মিশ্রণ যাদের একটি পজেটিভ (+) ও অন্যটি নেগেটিভ (-)। তাই এদের সংমিশ্রণে আবর্তন কোণ 0। যেমন d ও $l$  ল্যাকটিক এসিড এর সমমোলার মিশ্রণ একটি রেসিমিক মিশ্রণ যার আলোক সক্রিয়তা শূন্য। অর্থাৎ রেসিমিক মিশ্রণ আলোক নিষ্ক্রিয়। 

এখানে অম্ল হচ্ছে ${\mathrm{HNO}}_3$ যা একটি শক্তিশালী এসিড এবং ক্ষার $MOH$ হবে $KOH$ যেহেতু $M=39.1$। $KOH$ বা কস্টিক পটাশ হচ্ছে শক্তিশালী ক্ষার।
নির্দেশক হলো সাধারণত দুর্বল জৈব এসিড বা জৈব ক্ষার। যেমন ফেনলফথ্যালিন হলো দুর্বল জৈব এসিড এবং মিথাইল অরেঞ্জ হলো দুর্বল জৈব ক্ষার। অম্লীয় নির্দেশককে সাধারণত $HIn$ সংকেত দ্বারা প্রকাশ করা হয়। জলীয় দ্রবণে অম্লীয় নির্দেশক $HIn$ অণু বিয়োজিত হয়ে অনুবন্ধী ক্ষারক ( ${\mathrm{In}}^{-}$) উৎপন্ন করে। অবিয়োজিত অণু $HIn$ ও এর অনুবন্ধী ক্ষারক ${\mathrm{In}}^{-}$আয়নের বর্ণ ভিন্ন হয়। যেমন ফেনলফথ্যালিনের বেলায় $HIn$ বর্ণহীন এবং ${\mathrm{In}}^{-}$আয়নের বর্ণ লালচে বেগুনী । 

লা-শাতেলিয়ার নীতি অনুসারে, $\left(i\right)$ অম্লীয় দ্রবণে (যেমন ${\mathrm{HNO}}_3$ দ্রবণে যেখানে $H^{+}$আয়ন অধিক থাকে) উপরিউক্ত নির্দেশকের সাম্যাবস্থার অবস্থান হবে বামদিকে, ফলে এ অবস্থায় দ্রবণ বর্ণহীন থাকবে।
$\left(ii\right)$ আবার ক্ষারীয় দ্রবণে (যেমন $KOH$ দ্রবণে যেখানে অধিক ${\mathrm{OH}}^{-}$ আয়ন থাকে) ফেনলফথ্যালিন যোগ করলে ঐ দ্রবণের $H_3{O}^{+}$আয়ন সমূহ ${\mathrm{OH}}^{-}$আয়ন দ্বারা প্রশমিত হয়ে পানির অণু হওয়ায় $(H_3{O}^{+}+$${\mathrm{OH}}^{-}⟶2H_{2}O$ ) সাম্যের অবস্থান ডানদিকে সরে যাবে। যখন দ্রবণে ${\mathrm{In}}^{-}$আয়নের পরিমাণ বৃদ্ধি পাবে, ফলে দ্রবণের বর্ণ হবে লালচে বেগুনী । সবল এসিড সবল ক্ষার প্রশমন বিক্রিয়া যেমন ${\mathrm{HNO}}_3$ এসিড ও $KOH$ ক্ষার দ্রবণের প্রশমন বিক্রিয়ায় ${\mathrm{KNO}}_3$ এর জলীয় দ্রবণ উৎপন্ন হয়। এক্ষেত্রে মূল বিক্রিয়া ঘটে $H^{+}$আয়ন ও ${\mathrm{OH}}^{-}$আয়নের মধ্যে।

$H^{+}+{\mathrm{OH}}^{-}⟶H_{2}O$

টাইট্রেশনের জন্য $50\mathrm{mL}1.26\%{\mathrm{HNO}}_3$ (কনিক্যাল ফ্লাস্কে) এবং $0.1M40mLKOH$ দ্রবণ (ব্যুরেটে) নেওয়া হয় । 

$0.1MNaOH$ (ব্যুরেটের পাঠ)

${\mathrm{KNO}}_3$-এর জলীয় দ্রবণ নিরপেক্ষ। তাই প্রশমন বিন্দুতে $\mathrm{pH}=7$ হয়। তীব্র অম্ল দ্রবণে তীব্র ক্ষার দ্রবণ ফোঁটায় ফোঁটায় যোগ করলে দ্রবণের $pH$ এর মান ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পেতে থাকে। কিন্তু প্রশমন বিন্দুর কাছাকাছি দ্রবণের $pH$ এর মানের আকস্মিক বৃদ্ধি ঘটে প্রায় $4$ থেকে $10$ হয়। পরিচিত অধিকাংশ নির্দেশকের বর্ণ পরিবর্তনের $pH$ সীমা উক্ত $pH$ বিস্তারের মধ্যে পড়ে। তাই যেকোনো নির্দেশকই (যেমনফেনফথ্যালিন, মিথাইল অরেঞ্জ, মিথাইল রেড ইত্যাদি) এই টাইট্রেশনের ক্ষেত্রে ব্যবহার করা যেতে পারে।

এখানে,
${\mathrm{HNO}}_3$ এর ভর, $W_{{\mathrm{HNO}}_3}=1.26g$
${\mathrm{HNO}}_3$ এর আয়তন, $V_{{\mathrm{HNO}}_3}=100\mathrm{mL}$

$=0.1L$

${\mathrm{HNO}}_3$ এর ঘনমাত্রা, $S_{{\mathrm{HNO}}_3}=$ ?
${\mathrm{HNO}}_3$ এর আণবিক ভর,

$\begin{array}{cc}{M}_{{\mathrm{HNO}}_3}& =(1+14+16\times 3)g{\mathrm{mol}}^{-1}\\ & =63g{\mathrm{mol}}^{-1}\end{array}$ 

আমরা জানি, 

$\begin{array}{cc}{S}_{{\mathrm{HNO}}_3}& =\frac{W_{{\mathrm{HNO}}_3}}{M_{{\mathrm{HNO}}_3}{V}_{{\mathrm{HNO}}_3}}\\ & =\frac{1.26}{0.1\times 63}M\\ & =0.2M\end{array}$ 

এখানে, $50\mathrm{mL}0.2M{\mathrm{HNO}}_3$ দ্রবণ $\equiv 10\mathrm{mL}1M{H}^{+}$ আয়ন $40mL0.1MKOH$ দ্রবণ $\equiv 4\mathrm{mL}1M{\mathrm{OH}}^{-}$ আয়ন
এখন, $H^{+}+{\mathrm{OH}}^{-}\to H_{2}O$

$\begin{array}{cc}& \therefore 1\mathrm{mol}{H}^{+}\equiv 1\mathrm{mol}{\mathrm{OH}}^{-}\\ & \therefore 4\mathrm{mol}{H}^{+}\equiv 4\mathrm{mol}{\mathrm{OH}}^{-}\end{array}$ 

অতএব, দ্রবণে অবশিষ্ট $H+$ আয়ন $=(10-4)mL1MH+$ আয়ন 

$=6\mathrm{mL}1M{H}^{+}$আয়ন 

$=6\mathrm{mL}1M{\mathrm{HNO}}_3$ 

এখন ${\mathrm{HNO}}_3$ এর মোল সংখ্যা $n_{{\mathrm{HNO}}_3}=S_{{\mathrm{HNO}}_3}{V}_{{\mathrm{HNO}}_3}$ 

$\begin{array}{cc}& =(\frac{6}{1000}\times 1)\mathrm{mol}\\ & =6\times {10}^{-3}\mathrm{mol}\end{array}$ 
আবার, ${\mathrm{CaCO}}_3$ এর মোল সংখ্যা $n_{{\mathrm{CaCO}}_3}=\frac{w}{M}$ 

$\begin{array}{cc}& =\frac{0.25}{100}\mathrm{mol}\\ & =2.5\times {10}^{-3}\mathrm{mol}\end{array}$ 

এখন, দ্রবণে $0.25g{\mathrm{CaCO}}_3$  যোগ করলে সংঘটিত বিক্রিয়া হবে নিম্নরূপ- 

বিক্রিয়া অনুসারে- 

$\begin{array}{cc}& 1\mathrm{mol}{\mathrm{CaCO}}_3\equiv 2\mathrm{mol}{\mathrm{HNO}}_3\\ & \begin{array}{cc}2.5\times {10}^{-3}\mathrm{mol}{\mathrm{CaCO}}_3& \equiv (2\times 2.5\times {10}^{-3})\mathrm{mol}{\mathrm{HNO}}_3\\ & =5\times {10}^{-3}\mathrm{mol}{\mathrm{HNO}}_3\end{array}\end{array}$ 

মিশ্রণে অবশিষ্ট থাকবে $=(6-5)\times {10}^{-3}\mathrm{mol}{\mathrm{HNO}}_3$

$=1\times {10}^{-3}\mathrm{mol}\mathrm{HNO}3$ 

যেহেতু,$1\times {10}^{-3}\mathrm{mol}{\mathrm{HNO}}_3$ দ্রবণে অবশিষ্ট আছে। তাই মিশ্রণটির প্রকৃতি হবে অম্লীয়। 

$1\times {10}^{-3}\mathrm{mol}{\mathrm{HNO}}_3$