রসায়ন প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর হেবার পদ্ধতিতে অ্যামোনিয়া উৎপাদনে প্রভাবক হিসেবে লোহা (Fe) ব্যবহৃত হয়।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর এই বিক্রিয়ায় একদিকে নাইট্রোজেন ও হাইড্রোজেন বিক্রিয়া করে অ্যামোনিয়া উৎপন্ন করে। অপরদিকে উৎপন্ন অ্যামোনিয়ার কিছু অংশ আবার ভেঙে নাইট্রোজেন ও হাইড্রোজেনে পরিণত হয়। বিক্রিয়াটি একই সাথে সম্মুখ ও বিপরীত দুই দিকেই ঘটে বলে একে উভমুখী বিক্রিয়া বলা হয় এবং সমীকরণে উভমুখী তীর চিহ্ন ব্যবহার করা হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর বিক্রিয়ার সমীকরণ: $N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$
   1 : 3 অনুপাতে নাইট্রোজেন ও হাইড্রোজেন নেওয়া হয়, অর্থাৎ নাইট্রোজেনের তিন গুণ হাইড্রোজেন লাগে।
   প্রয়োজনীয় হাইড্রোজেন = $20 \times 3 = 60$ L।
   সমান তাপমাত্রা ও চাপে গ্যাসের আয়তন মোল সংখ্যার সমানুপাতিক। সমীকরণ অনুযায়ী 1 আয়তন $N_2$ থেকে 2 আয়তন $NH_3$ পাওয়া যায়।
   সুতরাং অ্যামোনিয়া = $20 \times 2 = 40$ L (বিক্রিয়া সম্পূর্ণ ধরে)।
   উত্তর: হাইড্রোজেন 60 L এবং অ্যামোনিয়া 40 L।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর ল্যাবের বিক্রিয়া: $2NH_4Cl + Ca(OH)_2 \xrightarrow{\Delta} 2NH_3 + CaCl_2 + 2H_2O$
   $NH_4Cl$ এর মোলার ভর = $14 + 4 \times 1 + 35.5 = 53.5$ g/mol।
   $NH_4Cl$ এর মোল = $\frac{10.7}{53.5} = 0.2$ mol।
   সমীকরণ অনুযায়ী 2 mol $NH_4Cl$ থেকে 2 mol $NH_3$ পাওয়া যায়, তাই 0.2 mol $NH_3$ পাওয়া যাবে।
   $NH_3$ এর মোলার ভর = $14 + 3 = 17$ g/mol।
   অ্যামোনিয়ার ভর = $0.2 \times 17 = 3.4$ g।
   উত্তর: 3.4 g অ্যামোনিয়া।
   বিশ্লেষণ: ল্যাবের পদ্ধতিতে প্রতি মোল অ্যামোনিয়ার জন্য এক মোল অ্যামোনিয়াম ক্লোরাইড ও আধা মোল কলিচুন খরচ হয়, অর্থাৎ বিপুল পরিমাণ রাসায়নিক কিনতে হয়, যা বড় পরিসরে ব্যয়বহুল। আর বিক্রিয়াটি ব্যাচ আকারে টেস্টটিউবে ঘটে, ফলে ক্রমাগত উৎপাদন সম্ভব নয়। হেবার পদ্ধতিতে কাঁচামাল নাইট্রোজেন ও হাইড্রোজেন সহজলভ্য। লোহা প্রভাবক এবং নির্দিষ্ট তাপমাত্রা ও উচ্চ চাপ প্রয়োগ করে নিরবচ্ছিন্নভাবে প্রচুর অ্যামোনিয়া উৎপাদন করা যায়। উভমুখী বিক্রিয়ায় যে গ্যাস অবিক্রিত থাকে তা পুনরায় ব্যবহার করা যায়। তাই বাণিজ্যিক উৎপাদনে হেবার পদ্ধতি লাভজনক, আর অল্প পরিমাণ গ্যাস দরকার হলে ল্যাবের পদ্ধতি উপযোগী।