সৃজনশীলঃ ‘…’ নটরডেম কলেজ ২০২৪ – পরিমাণগত রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

ফ্রিডেল ক্র্যাফট বিক্রিয়ায় অনার্দ্র AICI₃ ব্যবহার করা হয়। প্রদত্ত বিক্রিয়ার কৌশলে সংশ্লিষ্ট ইলেকট্রোফাইল (R⁺, RCO⁺, X⁺) অপরিহার্য। কারণ অনার্দ্র AlCl₃ এ বিক্রিয়ায় অ্যালকাইল হ্যালাইডের সাথে বিক্রিয়া করে ইলেকট্রোফাইল (R⁺) তৈরি করতে সাহায্য করে। কিন্তু আর্দ্র AICH₃ নিলে ইলেকট্রন ঘাটতি সম্পন্ন AICI₃ পানির সাথে সন্নিবেশ যৌগ গঠন করে। ফলে এটি ইলেকট্রোফাইল তৈরি করতে পারে না। 

উদ্দীপকের B নমুনার জারক পদার্থ KMnO₄ এর সাথে অম্লীয় H₂C₂O₄ এর বিক্রিয়া আয়ন ইলেকট্রন পদ্ধতিতে নিম্নরূপে সমতা করা হলো-

এখানে B নমুনা তথা KMnO₄ এর সাথে অম্লীয় H₂C₂O₂ এর মধ্যে সংঘটিত বিক্রিয়া-

2KMnO₄+3H₂SO₄ +5 HC₂0₂→ K₂SO₄+ 2 MnSO₄ + 8H₂O - 10 CO₂ 

উভয়পক্ষ থেকে দর্শক আয়নকে বাদ দিয়ে সমীকরণটিকে আয়নীয় আকারে লিখলে-

$2{\mathrm{MnO}}_4^{-+}+16H^{+}+5C_2{O}_4^{2-}\to 2{\mathrm{Mn}}^{2+}+8H_{2}O+10{\mathrm{CO}}_2$

জারণ অর্ধ-বিক্রিয়া: $C_2{O}_4^{2-}\to 2{\mathrm{CO}}_2+2e$ ... (1)

বিজারণ অর্ধ বিক্রিয়া : ${\mathrm{MnO}}_4^{-}+8H^{+}+5e\to {\mathrm{Mn}}^{2+}+4H_{2}O$ ... (2)

(1) নং সমীকরণকে 5 দ্বারা ও (2) নং সমীকরণকে 2 দ্বারা গুণ করলে গুণ করলে পাওয়া যায়,

$5C_2{O}_2{}^{2-}\to 10{\mathrm{CO}}_2+10e$

$2{\mathrm{MnO}}_4^{-}+16H^{+}+10e\to 2{\mathrm{Mn}}^{2+}+8H_{2}O$

(3) নং ও (4) নং সমীকরণকে যোগ করলে জারণ-বিজারণের সমীকরণটি দাঁড়ায়-

$2{\mathrm{MnO}}_4^{-}+16H^{+}+5C_2{O}_4^{2-}\to 2{\mathrm{Mn}}^{2+}+8H_{2}O+10{\mathrm{CO}}_2$

এটি আয়নীয় আকারে বিক্রিয়াটির সমতাযুক্ত সমীকরণ। এ সমীকরণের বাম ও ডান দিকে K⁺ আয়ন ও ${\mathrm{SO}}_4{}^{2-}$ মূলকের সংখ্যা সমান করলে সমীকরণটি দাঁড়ায়-

$\begin{array}{c}2{\mathrm{KMnO}}_4+3H_2{\mathrm{SO}}_4+5H_2{C}_2{O}_4\to K_2{\mathrm{SO}}_4+2{\mathrm{MnSO}}_4+8H_{2}O+10{\mathrm{CO}}_2.\end{array}$

এটিই সংঘটিত বিক্রিয়াটির আয়ন ইলেকট্রন পদ্ধতিতে সমতাকৃত সমীকরণ।

উদ্দীপকের $A$ পাত্রে সংঘটিত ${\mathrm{KMnO}}_4$ বিক্রিয়া-
লঘু$\mathrm{Fe}+H_2{\mathrm{SO}}_4\text{ (লঘু) }\to {\mathrm{FeSO}}_4+H_2$

প্রাপ্ত ${\mathrm{FeSO}}_4$ এর সাথে অম্লীয় মাধ্যবে $B$ পাত্রের ${\mathrm{KMnO}}_4$ । এর বিক্রিয়া-
$10{\mathrm{FeSO}}_4+2{\mathrm{KMnO}}_4\to 5{\mathrm{Fe}}_2{\left({\mathrm{SO}}_4\right)}_3+K_2{\mathrm{SO}}_4+2{\mathrm{MnSO}}_4+8H_{2}O$

বিক্রিয়া মতে, $10\mathrm{mol}\mathrm{Fe}\mathrm{SO}{)}_4=2\mathrm{mol}{\mathrm{KMnO}}_4$
$\therefore 5\mathrm{mol}{\mathrm{FeSO}}_4=1\mathrm{mol}{\mathrm{KMnO}}_4$

প্রশ্নমতে,
$1000\mathrm{mL}1M{\mathrm{KMnO}}_4=5\times 55.88g\mathrm{Fe}.$
$\therefore 20\mathrm{mL}0.5M^{\prime }=\frac{5\times 55.85\times 20\times 0.5}{1000}g\mathrm{Fe}$
$=2.7925g$
আবার, ${\mathrm{FeSO}}_4$ এর সাথে $C$ পাত্রের $K_2{\mathrm{Cr}}_2{O}_7$ সমতাকৃত বিক্রিয়া-
$6{\mathrm{FeSO}}_4+K_2{\mathrm{Cr}}_2{O}_7+7H_2{\mathrm{SO}}_4\to 3{\mathrm{Fe}}_2{\left({\mathrm{SO}}_4\right)}_3+K_2{\mathrm{SO}}_4+{\mathrm{Cr}}_2{\left({\mathrm{SO}}_4\right)}_3+7H_{2}O$
বিক্রিয়া মতে,
দ্রবণ$1000\mathrm{mL}1M{K}_2{\mathrm{Cr}}_2{O}_7\text{ দ্রবণ }=6\times 55.85g\mathrm{Fe}.$
$\therefore V\mathrm{mL}0.7M""=\frac{6\times 55.85\times V\times 0.7}{1000V}g\mathrm{Fe}.$
$=0.23457\mathrm{Vg}\mathrm{Fe}$

প্রশ্নমতে, $0.23457V=2.7925$
বা, $V=\frac{2.7925}{0.23457}$
$\therefore V=11.90\mathrm{mL}$
সুতরাাং, C পাত্রের দ্রবণের আয়তন $11.90\mathrm{mL}$.