সৃজনশীলঃ ‘নিম্নের কোষটির কোষ…’ বরিশাল বোর্ড ২০১৯ – তড়িৎ রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

নাইট্রো মূলকের ঋণাত্মক মেসোমারিক ফলের প্রভাবে বেনজিন বলয়ের $\pi$ ইলেকট্রন মেঘ নিজের দিকে টেনে নেয়। তখন বেনজিন বলয়ে অনুরণন নিম্নরূপে ঘটে। ফলে অনুরণন কাঠামো $II-IV$ মতে অর্থো ও প্যারা অবস্থানে ইলেকট্রন ঘনত্ব হ্রাস পায়; অর্থাৎ বেনজিন বলয়টি কিছুটা নিষ্ক্রিয় হয়। তুলনামূলকভাবে মেটা অবস্থানে ইলেকট্রন ঘনত্ব বেশি থাকে। তাই ইলেকট্রোফাইল উক্ত মেটা স্থানে প্রতিস্থাপন ঘটাতে পারে। তাই - ${\mathrm{NO}}_2$ মূলককে মেটা নির্দেশক মূলক বলা হয়।

উদ্দীপকের কোষ দ্বারা বিদ্যুৎ প্রবাহিত করলে ${\mathrm{Cu}}^{2+}$  আয়ন নিম্নোক্ত বিক্রিয়ার মাধ্যমে বিজারিত হবে। 

${\mathrm{Cu}}^{2+}+2e^{-}\to \mathrm{Cu}$ 

এখানে,
তড়িৎ রাসায়নিক তুল্যাঙ্ক,

$\begin{array}{cc}Z& =\frac{63.5}{96500\times 2}{\mathrm{gC}}^{-1}\\ & =0.000329{\mathrm{gC}}^{-1}\end{array}$

প্রবাহিত বিদ্যুৎ, $I=0.2A$
সময়, $t=2\min$

$=(2\times 60)s=120s$

জমাকৃত $Cu$ এর পরিমাণ, $W=$ ? 

আমরা জানি,

$\begin{array}{cc}W& =\mathrm{ZIt}\\ & =(0.000329\times 120\times 0.2)g\\ & =0.0079g\end{array}$ 

$\therefore$ জমাকৃত কপারের পরিমাণ, 

W = 0.0079g 

উদ্দীপক অনুসারে $H_2$ অ্যানোড ও Cu দণ্ড ক্যাথোড ।

আমরা জানি, 

$\begin{array}{cc}& E_{\mathrm{Cu}/{\mathrm{Cu}}^{2+}}^0=-0.34V\\ & E_{H/H^{+}}^0=0V\end{array}$ 

এখানে,
${\mathrm{Cu}}^{2+}$ এর ঘনমাত্রা, $\left[{\mathrm{Cu}}^{2+}\right]$

$=0.1M$

তড়িচ্চালক শক্তি,

$E_{\mathrm{cell}}=+0.42V$

সর্বজনীর গ্যাস ধ্রুবক

$\begin{array}{cc}& R=8.314{\mathrm{JK}}^{-1}{\mathrm{mol}}^{-1}\\ & n=2\end{array}$

তাপমাত্রা T= $(25+273)K$

$\begin{array}{cc}& =298K\\ & \left[H^{+}\right]=?\end{array}$ 

নার্নস্টের সমীকরণ অনুসারে- 

$\begin{array}{cc}& E_{\text{Cell }}^0=E_{\text{Cell }}^0-\frac{2.303\mathrm{RT}}{\mathrm{nF}}\log \frac{{\left[H^{+}\right]}^2}{\left[{\mathrm{Cu}}^{2+}\right]}\\ & =(E_{H/H^{+}}^0-E_{\mathrm{Cu}/{\mathrm{Cu}}^{2+}}^0-\frac{2.303\mathrm{RT}}{\mathrm{nF}}\log \\ & \frac{{\left[H^{+}\right]}^2}{\left[{\mathrm{Cu}}^{2+}\right]}\\ & =0.34V-\frac{2.303\times 8.314\times 298}{2\times 96500}\\ & \log \frac{{\left[H^{+}\right]}^2}{0.1}\\ & =0.34V-0.03\log \frac{{\left[H^{+}\right]}^2}{0.1}\\ & \therefore 0.42=0.34-0.03\log \frac{{\left[H^{+}\right]}^2}{0.1}\\ & \Rightarrow 0.08=-0.03\log \frac{{\left[H^{+}\right]}^2}{0.1}\end{array}$

$\begin{array}{cc}& \Rightarrow -2.67=\log \frac{{\left[H^{+}\right]}^2}{0.1}\\ & \Rightarrow 0.0021=\frac{{\left[H^{+}\right]}^2}{0.1}\\ & \Rightarrow 0.00021={\left[H^{+}\right]}^2\\ & \therefore \left[H^{+}\right]=0.0145M\end{array}$ 
$\therefore$ হাইড্রোজেন আয়নের ঘনমাত্রা = 0.0145 M 

$\therefore$ দ্রবণে $H_2{\mathrm{SO}}_4$ এর ঘনমাত্রা $=\frac{0.0145}{2}M$ 

$=0.00725M$ 

$\therefore H_2{\mathrm{SO}}_4$ এর ঘনমাত্রা $=0.00725M$