সৃজনশীলঃ ‘নিচের তথ্যগুলো লক্ষ্য…’ ২০২৫ – পরিবেশ রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

উদ্দীপকের (i) নং পাত্রের দ্রবণ $H_2{\mathrm{SO}}_4$, যা তীব্রএসিড ও (ii) নং পাত্রের দ্রবণ ${\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CO}}_3$, যা মৃদু ক্ষার। উক্ত দ্রবণের টাইট্রেশনে উপযুক্ত নির্দেশক লেখচিত্রসহকারে নির্ধারণ করা হলো-
যখন কোনো তীব্র এসিডকে মৃদু ক্ষারক দ্বারা টাইট্রেশন করা হয় তখন যে লবণ উৎপন্ন হয় তা জলীয় দ্রবণে আংশিক আর্দ্র-বিশ্লেষিত থাকে। এর ফলে দ্রবণে কিছুটা মৃদু ক্ষারক ও তীব্র এসিড উৎপন্ন হয়। ফলে তুল্যতা বিন্দুতে দ্রবণ কিছুটা অম্লীয় হয়। এক্ষেত্রে এমন একটি নির্দেশক নিতে হবে যার pH পরিবর্তনের সীমা 7 অপেক্ষা কম হয়। মিথাইল অরেঞ্জ এক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রাখে। কারণ মিথাইল অরেঞ্জের pH বিস্তার 3.1-4.4। অপরদিকে মৃদু ক্ষারক ও তীব্র এসিডের টাইট্রেশনকালে তুল্যতা বিন্দু অতিক্রমের সময় pH এর মান 3.5 থেকে 7.0 হয়। এজন্য মিথাইল অরেঞ্জ এ ধরনের টাইট্রেশনে উৎকৃষ্ট নির্দেশক।

উপরের আলোচনা থেকে বলা যায়, মৃদু ক্ষার ও তীব্র এসিডের টাইট্রেশনে মিথাইল অরেঞ্জ নির্দেশক উপযুক্ত।

উদ্দীপকের পাত্র (i) এর দ্রবণের ক্ষেত্রে,

এখানে, $Y=6\%$
$M=H_2{\mathrm{SO}}_4$ এর আণবিক ভর $=98g$
$D=$ আপেক্ষিক গুরুত্ব = 1.15

ঘনমাত্রা, $S_1=\frac{10Y}{M}\times D$

$=\frac{10\times 6}{98}\times 1.15=0.704M$

এখানে,

$\begin{array}{cc}& S_1=0.704M\\ & V_1=15\mathrm{mL}\\ & V=(15+200)=215\mathrm{mL}\\ & S=?\end{array}$

লঘুকরণের সূত্রানুসারে,

$S_1{V}_1=SV$

 বা, $S=\frac{S_1{V}_1}{V}=\frac{0.704\times 15}{215}$

$\therefore S=0.049M$

$\therefore \mathrm{ppm}$ এককে ঘনমাত্রা $=\mathrm{SM}\times {10}^3\mathrm{ppm}$

  $=0.049\times 98\times {10}^3\mathrm{ppm}=4802\mathrm{ppm}$

উদ্দীপকের 'গ' হতে (i) নং পাত্রের দ্রবর্ণের ঘনমাত্রা 0.704 M

(ii) নং পাত্রের ঘনমাত্রা = 10600 ppm

$\begin{array}{cc}=& 10600\mathrm{mg}/L=\frac{10.6}{106}\mathrm{mol}/L=0.1M\\ 15\mathrm{mL}0.704M{H}_2{\mathrm{SO}}_4& \equiv (15\times 0.704)\mathrm{mL}1M{H}_2{\mathrm{SO}}_4\\ & =10.56\mathrm{mL}1M{H}_2{\mathrm{SO}}_4\\ 40\mathrm{mL}0.1M{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CO}}_3& \equiv (40\times 0.1){\mathrm{mL}}_{0}1M{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CO}}_3\\ & \equiv 4\mathrm{mL}1M{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CO}}_3\end{array}$

সংশ্লিষ্ট বিক্রিয়া: $H_2{\mathrm{SO}}_4+{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CO}}_3\to {\mathrm{Na}}_2{\mathrm{SO}}_4+{\mathrm{CO}}_2+H_{2}O$

বিক্রিয়া হতে, $1\mathrm{mol}{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CO}}_3\equiv 1\mathrm{mol}{H}_2{\mathrm{SO}}_4$

অর্থাৎ, $4\mathrm{mL}1M{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CO}}_3\equiv 4\mathrm{mL}1M{H}_2{\mathrm{SO}}_4$

অতএব, মিশ্রণে অতিরিক্ত $H_2{\mathrm{SO}}_4$ আছে $=(10.56-4)=6.56\mathrm{mL}$

∴ অবশিষ্ট $H_2{\mathrm{SO}}_4$ এর সাথে Mg নিম্নরূপে-বিক্রিয়া করে-

$\begin{array}{cc}& H_2{\mathrm{SO}}_4+\mathrm{Mg}\to {\mathrm{MgSO}}_4+H_2\\ & 98g24g\end{array}$

$6.56\mathrm{mL}\mathrm{lM}{H}_2{\mathrm{SO}}_4\equiv \frac{98\times 6.56}{1000}=0.643g$

বিক্রিয়া হতে, $98g{H}_2{\mathrm{SO}}_4$ বিক্রিয়া করে $=24g\mathrm{Mg}$ সাথে

$\therefore 0.643H_2{\mathrm{SO}}_4$ বিক্রিয়া করে $=\frac{24\times 0.643}{98}g\mathrm{Mg}$ সাথে

    $=0.157g\mathrm{Mg}$ এর সাথে

অতএব, Mg টুকরার ভর 0.157 g