রসায়ন প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর লোহার মরিচা হলো পানিযুক্ত ফেরিক অক্সাইড, যার সংকেত $Fe_2O_3.nH_2O$ (যেমন $Fe_2O_3.3H_2O$)।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর তামা দীর্ঘদিন বাতাসে থাকলে এর ওপর কালো, বাদামি বা সবুজ বর্ণের আস্তরণ পড়ে, একে তাম্রমল বলে। তাম্রমলের সব জায়গায় একই ধরনের পদার্থ তৈরি হয় না। কোনো অংশে কিউপ্রাস অক্সাইড ($Cu_2O$), আবার কোনো অংশে কিউপ্রাস সালফাইড ($Cu_2S$) থাকে। তাই তাম্রমল একটি নির্দিষ্ট যৌগ নয় বলে একে নির্দিষ্ট রাসায়নিক সংকেতে প্রকাশ করা যায় না।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর লোহায় মরিচা পড়ার জন্য একই সাথে বায়ুমণ্ডলের অক্সিজেন ($O_2$) এবং পানি ($H_2O$) দুটিই প্রয়োজন।
   A টেস্টটিউবে নির্জল ক্যালসিয়াম ক্লোরাইড জলীয় বাষ্প শোষণ করে নেয়, ফলে পানি নেই; তাই মরিচা পড়বে না।
   B টেস্টটিউবে পানি ফোটানোয় দ্রবীভূত অক্সিজেন বের হয়ে যায় এবং তেলের স্তর বাইরের বায়ুকে ভেতরে ঢুকতে দেয় না; ফলে অক্সিজেন নেই, মরিচা পড়বে না।
   C টেস্টটিউবে মুখ খোলা থাকায় বায়ুর অক্সিজেন ও পানি উভয়ই পেরেকের সংস্পর্শে আছে; তাই কেবল C টেস্টটিউবের পেরেকে মরিচা পড়বে।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর C টেস্টটিউবে লোহায় মরিচা পড়া অনেক ধীরগতির এবং কয়েকটি ধাপে সংঘটিত বিক্রিয়া।
   ধাপ ১: বায়ুমণ্ডলের পানি সামান্য বিয়োজিত হয়ে $H^+$ ও $OH^-$ উৎপন্ন করে: $H_2O \to H^+ + OH^-$
   ধাপ ২ (জারণ): লোহা $H^+$ এর সংস্পর্শে ইলেকট্রন ত্যাগ করে $Fe^{2+}$ হয়: $2Fe \to 2Fe^{2+} + 4e^-$। ইলেকট্রন ত্যাগ হওয়ায় এটি জারণ বিক্রিয়া।
   ধাপ ৩ (বিজারণ): লোহার ত্যাগ করা ইলেকট্রন $O_2$ ও $H^+$ গ্রহণ করে পানি উৎপন্ন করে: $O_2 + 4H^+ + 4e^- \to 2H_2O$। ইলেকট্রন গ্রহণ হওয়ায় এটি বিজারণ বিক্রিয়া।
   ধাপ ৪: $Fe^{2+}$ আরও জারিত হয়ে $Fe^{3+}$ হয়: $4Fe^{2+} + 4H^+ + O_2 \to 4Fe^{3+} + 2H_2O$
   ধাপ ৫: $Fe^{3+} + 3OH^- \to Fe(OH)_3$
   ধাপ ৬: $2Fe(OH)_3 \to Fe_2O_3.3H_2O$ (মরিচা)।
   এভাবে একটি ধাপে জারণ এবং আরেকটি ধাপে বিজারণ ঘটে বলে সম্পূর্ণ প্রক্রিয়াটি জারণ-বিজারণ বিক্রিয়া। লোহা এখানে ইলেকট্রন ত্যাগকারী (জারিত) এবং অক্সিজেন ইলেকট্রন গ্রহণকারী (বিজারিত)।