সৃজনশীলঃ ‘…’ ময়মনসিংহ বোর্ড ২০২৩ – গুণগত রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

P ও S এর ইলেকট্রন বিন্যাস নিম্নরূপ:-

$\begin{array}{cc}& P\left(15\right)\to 1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p_x{}^1,3p_y{}^1,3p_z{}^1\\ & S\left(16\right)\to 1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p_x{}^{2}3p_y{}^{1}3p_z{}^1\end{array}$

ইলেকট্রন বিন্যাস হতে দেখা যাচ্ছে যে, P ও S উভয়ই ৩য় পর্যায়ের মৌল। জানা আছে, একই পর্যায়ের বাম থেকে ডানে গেলে মৌলের আয়নিকরণ শক্তি বাড়ে। সে অনুযায়ী, S মৌল P এর ডানে হওয়ায় S এর আয়নিকরণ শক্তি P অপেক্ষা বেশি হওয়ার কথা। কিন্তু, P এর আয়নিকরণ শক্তি ৪ অপেক্ষা বেশি। কারণ P এর 3p অরবিটাল অর্ধপূর্ণ হওয়ায় অধিকতর স্থিতিশীল। এটি থেকে ।টি ইলেকট্রন অপসারণ করলে এর স্থিতিশীলতা স্বাভাবিক অপেক্ষা কিছু বেশি হয়। এ কারণে P অপেক্ষা S এর পারমাণবিক সংখ্যা বেশি হলেও P এর আয়নিকরণ শক্তি S অপেক্ষা বেশি।

উদ্দিপকের পাত্র (i) এর দ্রবণ $H_2{\mathrm{SO}}_4$

এখানে,

$Y=2\%$

$H_2{\mathrm{SO}}_4$ এর আণবিক ভর,

$M=(1\times 2)+(1\times 32)+(4\times 16)=98$

জানা আছে,

ঘনমাত্রা,

$\begin{array}{cc}& S=\frac{10\times Y}{M}\\ & =\frac{10\times 2}{98}\\ & =0.204M\end{array}$

এখন $H_2{\mathrm{SO}}_4$ শক্তিশালী অম্ল এবং দ্রবণে সম্পূর্ণরূপে আয়নিত হয়।

অর্থাৎ, $H_2{\mathrm{SO}}_4\rightleftharpoons 2H^{+}+{\mathrm{SO}}_4{}^{2-}$

$\therefore H_2{\mathrm{SO}}_4$ এর $\left[H^{+}\right]=0.204\times 2=0.408M$

আবার, জানা আছে,

$pH=-\log \left[H^{+}\right]=-\log \left(0.408\right)=0.389$

উদ্দীপকের তথ্যানুসারে,

$\begin{array}{cc}40\mathrm{mL}0.08M\mathrm{KOH}& \equiv (40\times 0.08)\mathrm{mL}1M\mathrm{KOH}\\ & \equiv 3.2\mathrm{mL}1M\mathrm{KOH}\end{array}$

$60\mathrm{mL}0.06M{\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}$

$\begin{array}{cc}& \equiv (60\times 0.06)\mathrm{mL}1M{\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}\\ & \equiv 3.6\mathrm{mL}1M{\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}\end{array}$

সংখ্রিষ বিক্রিয়া : $\mathrm{KOH}+{\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}\to {\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOK}+H_{2}O$

বিক্রিয়া হতে, $1\mathrm{mol}\mathrm{KOH}\equiv 1\mathrm{mol}{\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}$

$\equiv 1\mathrm{mol}{\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOK}$

অর্থাৎ,

$3.2\mathrm{mL}1M\mathrm{KOH}\equiv 3.2\mathrm{mL}1M{\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}$

$\equiv 3.2\mathrm{mL}1M{\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOK}$

অতএব, মিশ্রণে অতিরিক্ত $C{H}_{3}COOH$ আছে = (3.6 – 3.2) = 0.4 mL। যেহেতু $C{H}_{3}COOH$ দুর্বল প্রকৃতির অম্ল, সেহেতু মিশ্রিত দ্রবণে $C{H}_{3}COOH$ ও $C{H}_{3}COOK$ উপাদানদ্বয় অম্লীয় বাফার হিসেবে কাজ করে। মিশ্রিত দ্রবণে সামান্য অম্ল যোগ করলে মিশ্রণের pH মানের কোনো পরিবর্তন হবে না। নিচে তা বিশ্লেষণ করা হলো-

বাফার দ্রবণে $C{H}_{3}COOH$ ও $C{H}_{3}COOK$ উপাদানদ্বয় নিম্নরূপে বিয়োজিত হয়-

$\begin{array}{cc}& {\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}\left(\mathrm{aq}\right)\rightleftharpoons {\mathrm{CH}}_3{\mathrm{COO}}^{-}\left(\mathrm{aq}\right)+H^{+}\left(\mathrm{aq}\right)\\ & {\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOK}\left(\mathrm{aq}\right)⟶{\mathrm{CH}}_3{\mathrm{COO}}^{-}\left(\mathrm{aq}\right)+K^{+}\left(\mathrm{aq}\right)\end{array}$

দেখা যাচ্ছে যে, তাতে $H^{+}$ আয়নের ঘনমাত্রা বাড়ে না। অর্থাৎ pH মানের কোনো পরিবর্তন হয় না।