অষ্টম শ্রেণী: পরিবেশ ও বিজ্ঞান, অধ্যায় 3: কয়েকটি গ্যাসের পরিচিতি সংক্ষিপ্ত প্রশ্নোত্তর মান ২
অধ্যায় 3: কয়েকটি গ্যাসের পরিচিতি
(সংক্ষিপ্ত প্রশ্নোত্তর – 2 নম্বর)
1. পরীক্ষাগারে পটাশিয়াম ক্লোরেট ($KClO_3$) থেকে অক্সিজেন প্রস্তুতির শর্ত ও রাসায়নিক সমীকরণ লেখো।
উত্তর দেখো
উত্তর:
শর্ত: পটাশিয়াম ক্লোরেট ($KClO_3$) এবং ম্যাঙ্গানিজ ডাইঅক্সাইড ($MnO_2$)-কে 4:1 ওজনের অনুপাতে মিশিয়ে প্রায় $200^\circ C$ – $250^\circ C$ উষ্ণতায় উত্তপ্ত করলে অক্সিজেন গ্যাস উৎপন্ন হয়।
সমীকরণ: $2KClO_3 \xrightarrow[200^\circ C – 250^\circ C]{MnO_2} 2KCl + 3O_2\uparrow$
2. পরীক্ষাগারে অক্সিজেন প্রস্তুতির সময় পটাশিয়াম ক্লোরেটের সাথে ম্যাঙ্গানিজ ডাইঅক্সাইড ($MnO_2$) কেন মেশানো হয়?
উত্তর দেখো
উত্তর: শুধু পটাশিয়াম ক্লোরেটকে উত্তপ্ত করে অক্সিজেন পেতে প্রায় $650^\circ C$ উষ্ণতার প্রয়োজন হয়, যা বিপজ্জনক হতে পারে। কিন্তু এর সাথে $MnO_2$ মেশালে, $MnO_2$ ধনাত্মক অনুঘটক হিসেবে কাজ করে। এর ফলে অনেক কম উষ্ণতায় (প্রায় $250^\circ C$) এবং খুব দ্রুত অক্সিজেন গ্যাস পাওয়া যায়।
3. অক্সিজেনের সাথে ম্যাগনেসিয়াম ($Mg$) এবং কার্বন ($C$)-এর বিক্রিয়ার সমীকরণ লেখো।
উত্তর দেখো
উত্তর:
1. ম্যাগনেসিয়ামের সাথে: ম্যাগনেসিয়াম ফিতাকে অক্সিজেনে পোড়ালে উজ্জ্বল শিখায় জ্বলে সাদা রঙের ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড তৈরি করে।
$2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$
2. কার্বনের সাথে: কার্বন বা কয়লাকে অক্সিজেনে পোড়ালে কার্বন ডাইঅক্সাইড গ্যাস উৎপন্ন হয়।
$C + O_2 \rightarrow CO_2\uparrow$
4. ক্ষারীয় পাইরোগ্যালেট (Alkaline Pyrogallol) দ্রবণ কী? এর একটি গুরুত্বপূর্ণ ব্যবহার লেখো।
উত্তর দেখো
উত্তর: পটাশিয়াম হাইড্রোক্সাইড ($KOH$) বা সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড ($NaOH$)-এর জলীয় দ্রবণে পাইরোগ্যালল (Pyrogallol) দ্রবীভূত করে যে দ্রবণ তৈরি করা হয়, তাকে ক্ষারীয় পাইরোগ্যালেট দ্রবণ বলে।
ব্যবহার: এই দ্রবণটি সাধারণ উষ্ণতায় খুব দ্রুত প্রচুর পরিমাণে অক্সিজেন গ্যাস শোষণ করতে পারে। তাই কোনো মিশ্রণ থেকে অক্সিজেন গ্যাসকে আলাদা বা শোষণ করতে এটি ব্যবহৃত হয়।
5. পরীক্ষাগারে হাইড্রোজেন ($H_2$) গ্যাস প্রস্তুতির প্রয়োজনীয় রাসায়নিক দ্রব্য ও সমীকরণটি লেখো।
উত্তর দেখো
উত্তর:
রাসায়নিক দ্রব্য: 1. অবিশুদ্ধ বা বাণিজ্যিক জিংকের ছিবড়ে ($Zn$) এবং 2. লঘু সালফিউরিক অ্যাসিড ($H_2SO_4$)।
সমীকরণ: সাধারণ উষ্ণতায় জিংক ও লঘু সালফিউরিক অ্যাসিডের বিক্রিয়ায় জিংক সালফেট এবং হাইড্রোজেন গ্যাস উৎপন্ন হয়।
$Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2\uparrow$
6. পরীক্ষাগারে হাইড্রোজেন গ্যাস প্রস্তুতির জন্য বিশুদ্ধ জিংকের পরিবর্তে বাণিজ্যিক বা অবিশুদ্ধ জিংক (Commercial Zinc) ব্যবহার করা হয় কেন?
উত্তর দেখো
উত্তর: বিশুদ্ধ জিংকের সাথে লঘু সালফিউরিক অ্যাসিডের বিক্রিয়া অত্যন্ত ধীরগতিতে ঘটে। কিন্তু বাণিজ্যিক জিংকে আয়রন ($Fe$), তামা ($Cu$) ইত্যাদির মতো খাদ বা অশুদ্ধি মেশানো থাকে। এই অশুদ্ধিগুলি অনুঘটক হিসেবে কাজ করে এবং জিংকের ওপর অসংখ্য স্থানীয় তড়িৎকোশ (Local cell) তৈরি করে বিক্রিয়ার বেগকে বহুগুণ বাড়িয়ে দেয়, ফলে দ্রুত হাইড্রোজেন গ্যাস পাওয়া যায়।
7. হাইড্রোজেন প্রস্তুতিতে জিংকের সাথে লঘু সালফিউরিক অ্যাসিড বা হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড ব্যবহার করা হলেও, লঘু নাইট্রিক অ্যাসিড ($HNO_3$) ব্যবহার করা হয় না কেন?
উত্তর দেখো
উত্তর: লঘু নাইট্রিক অ্যাসিড ($HNO_3$) হলো একটি তীব্র জারক পদার্থ। জিংকের সাথে বিক্রিয়ায় প্রথমে যে হাইড্রোজেন গ্যাস উৎপন্ন হয়, তাকে নাইট্রিক অ্যাসিড সাথে সাথে জারিত করে জলে ($H_2O$) পরিণত করে দেয়। তাই গ্যাস হিসেবে হাইড্রোজেনকে আর পাওয়া যায় না।
8. কিপের যন্ত্র (Kipp’s Apparatus) কী? এর প্রধান সুবিধা কী?
উত্তর দেখো
উত্তর: কিপের যন্ত্র হলো পরীক্ষাগারে ব্যবহৃত তিন-খাঁজ বিশিষ্ট একটি বিশেষ কাঁচের যন্ত্র, যার সাহায্যে সাধারণ উষ্ণতায় কঠিন ও তরলের বিক্রিয়া ঘটিয়ে গ্যাস প্রস্তুত করা হয় (যেমন $H_2$, $H_2S$ বা $CO_2$)।
সুবিধা: এই যন্ত্রের সাহায্যে প্রয়োজনমতো যে-কোনো সময় থেমে থেমে (Stop-cock খুলে বা বন্ধ করে) গ্যাস পাওয়া যায় এবং বিক্রিয়াকে নিয়ন্ত্রণ করা যায়।
9. অন্তর্দ্ধৃতি বা Occlusion বলতে কী বোঝো? একটি উদাহরণ দাও।
উত্তর দেখো
উত্তর: প্যালাডিয়াম ($Pd$), প্ল্যাটিনাম ($Pt$), লোহা ($Fe$) ইত্যাদি কয়েকটি ধাতু সাধারণ উষ্ণতায় বা উত্তপ্ত অবস্থায় প্রচুর পরিমাণে হাইড্রোজেন গ্যাস নিজের মধ্যে শোষণ করে আটকে রাখতে পারে। ধাতুর দ্বারা এইভাবে হাইড্রোজেন গ্যাস শোষণ করে নেওয়ার ঘটনাকে অন্তর্দ্ধৃতি বা Occlusion বলে।
উদাহরণ: সাধারণ উষ্ণতায় এক আয়তন প্যালাডিয়াম ($Pd$) ধাতু প্রায় 900 আয়তন হাইড্রোজেন গ্যাস শোষণ করতে পারে।
[Image showing hydrogen gas reducing hot black copper oxide to reddish brown copper metal]
10. হাইড্রোজেন ($H_2$) যে একটি তীব্র বিজারক পদার্থ, তা একটি উপযুক্ত সমীকরণসহ প্রমাণ করো।
উত্তর দেখো
উত্তর: উত্তপ্ত কালো রঙের কিউপ্রিক অক্সাইডের ($CuO$) ওপর দিয়ে হাইড্রোজেন গ্যাস চালনা করলে, হাইড্রোজেন $CuO$ থেকে অক্সিজেনকে কেড়ে নিয়ে নিজে জলে পরিণত হয় এবং $CuO$-কে বিজারিত করে লালচে বাদামি রঙের ধাতব কপারে ($Cu$) পরিণত করে। এটি হাইড্রোজেনের বিজারণ ধর্মের প্রমাণ।
সমীকরণ: $CuO + H_2 \rightarrow Cu + H_2O$
11. অক্সিজেন ($O_2$) গ্যাসের দুটি গুরুত্বপূর্ণ ব্যবহার লেখো।
উত্তর দেখো
উত্তর:
1. শ্বাসকার্যে: সমস্ত জীবজগতের শ্বাসকার্যের জন্য অক্সিজেন অপরিহার্য। এছাড়া হাঁপানি রোগী বা ডুবুরিদের জন্য কৃত্রিম শ্বাসপ্রশ্বাসে অক্সিজেন সিলিন্ডার ব্যবহৃত হয়।
2. শিল্পক্ষেত্রে: লোহা ও ইস্পাত কারখানায় উচ্চ উষ্ণতা তৈরি করতে এবং ধাতু কাটা ও জোড়া লাগানোর কাজে ‘অক্সি-অ্যাসিটিলিন’ শিখা তৈরিতে অক্সিজেন ব্যবহৃত হয়।
12. হাইড্রোজেন ($H_2$) গ্যাসের দুটি গুরুত্বপূর্ণ ব্যবহার লেখো।
উত্তর দেখো
উত্তর:
1. জ্বালানি হিসেবে: তরল হাইড্রোজেন রকেটের জ্বালানি হিসেবে এবং পরিবেশবান্ধব জ্বালানি হিসেবে ব্যবহৃত হয়।
2. শিল্পক্ষেত্রে: হেবার পদ্ধতিতে অ্যামোনিয়া ($NH_3$) উৎপাদন করতে এবং উদ্ভিজ্জ তেল থেকে ডালডা বা বনস্পতি ঘি (তেলের হাইড্রোজিনেশন) তৈরি করতে হাইড্রোজেন ব্যবহৃত হয়।
13. হাইড্রোজেন গ্যাসকে জলের নিম্ন অপসারণ দ্বারা সংগ্রহ করা হয়, কিন্তু বায়ুর অপসারণ দ্বারা সংগ্রহ করা নিরাপদ নয় কেন?
উত্তর দেখো
উত্তর: হাইড্রোজেন গ্যাস জলে প্রায় অদ্রাব্য, তাই একে জলের নিম্ন অপসারণ দ্বারা সহজে সংগ্রহ করা যায়। অন্যদিকে, হাইড্রোজেন বাতাসের চেয়ে হালকা হওয়ায় বায়ুর নিম্ন অপসারণ দ্বারা সংগ্রহ করা যেত, কিন্তু হাইড্রোজেন বাতাসের সাথে মিশে বিস্ফোরক মিশ্রণ তৈরি করে, যা বিপজ্জনক হতে পারে। তাই বায়ুর অপসারণ এড়িয়ে চলা হয়।
14. একটি গ্যাসজারে অক্সিজেন গ্যাস আছে, তা তুমি কীভাবে প্রমাণ করবে?
উত্তর দেখো
উত্তর: একটি শিখাহীন জ্বলন্ত পাটকাঠি (যাতে শুধু লাল আগুন আছে) গ্যাসজারটির মুখে ধরলে, যদি দেখা যায় পাটকাঠিটি হঠাৎ উজ্জ্বল শিখায় জ্বলে উঠল, তবে বুঝতে হবে গ্যাসটি অক্সিজেন। কারণ অক্সিজেন নিজে জ্বলে না, কিন্তু অন্যকে জ্বলতে প্রচণ্ডভাবে সাহায্য করে।
15. একটি গ্যাসজারে হাইড্রোজেন গ্যাস আছে, তা তুমি কীভাবে প্রমাণ করবে?
উত্তর দেখো
উত্তর: একটি জ্বলন্ত পাটকাঠি গ্যাসজারের মুখে ধরলে, যদি দেখা যায় পাটকাঠিটি নিভে গেল এবং গ্যাসটি একটি মৃদু বিস্ফোরণ বা ‘পপ’ (Pop) শব্দ করে ফ্যাকাশে নীল শিখায় জ্বলতে শুরু করল, তবে বুঝতে হবে গ্যাসটি হাইড্রোজেন। কারণ হাইড্রোজেন নিজে দাহ্য, কিন্তু জ্বলতে সাহায্য করে না।
16. জিংক ($Zn$) এবং গাঢ় সালফিউরিক অ্যাসিড (Concentrated $H_2SO_4$) ব্যবহার করে কি পরীক্ষাগারে হাইড্রোজেন গ্যাস তৈরি করা যায়? যুক্তি দাও।
উত্তর দেখো
উত্তর: না, যায় না।
যুক্তি: লঘু সালফিউরিক অ্যাসিডের বদলে গাঢ় সালফিউরিক অ্যাসিড ব্যবহার করলে তা একটি তীব্র জারক পদার্থ হিসেবে কাজ করে। এটি জিংকের সাথে বিক্রিয়ায় প্রথমে যে হাইড্রোজেন গ্যাস উৎপন্ন করে, তাকে সাথে সাথে জারিত করে জল ($H_2O$) তৈরি করে দেয় এবং নিজে বিজারিত হয়ে সালফার ডাইঅক্সাইড ($SO_2$) গ্যাস উৎপন্ন করে। তাই হাইড্রোজেন গ্যাস পাওয়া যায় না।
সমীকরণ: $Zn + 2H_2SO_4 \text{ (conc.)} \rightarrow ZnSO_4 + SO_2\uparrow + 2H_2O$
17. হাইড্রোজেনের তিনটি আইসোটোপের (Isotopes) নাম ও তাদের নিউক্লিয়াসের গঠন লেখো।
উত্তর দেখো
উত্তর: হাইড্রোজেনের 3 টি আইসোটোপ হলো:
1. প্রোটিয়াম বা সাধারণ হাইড্রোজেন ($^1_1H$): এর নিউক্লিয়াসে 1 টি প্রোটন থাকে, কিন্তু কোনো নিউট্রন থাকে না (0 টি)।
2. ডয়টেরিয়াম বা ভারী হাইড্রোজেন ($^2_1H$): এর নিউক্লিয়াসে 1 টি প্রোটন এবং 1 টি নিউট্রন থাকে।
3. ট্রিটিয়াম বা তেজস্ক্রিয় হাইড্রোজেন ($^3_1H$): এর নিউক্লিয়াসে 1 টি প্রোটন এবং 2 টি নিউট্রন থাকে। এটি তেজস্ক্রিয় (Radioactive)।
18. তরল হাইড্রোজেনকে ‘ভবিষ্যতের জ্বালানি’ (Future fuel) বা ‘পরিবেশবান্ধব জ্বালানি’ বলা হয় কেন?
উত্তর দেখো
উত্তর: হাইড্রোজেনকে পোড়ালে তা বাতাসের অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে কেবল জল ($H_2O$) উৎপন্ন করে, কোনো ক্ষতিকারক বা দূষক গ্যাস (যেমন $CO_2$, $SO_2$ বা ধোঁয়া) তৈরি করে না। এছাড়া হাইড্রোজেনের তাপন মূল্য (Calorific value) পেট্রল, ডিজেল বা কয়লার চেয়ে অনেক বেশি, অর্থাৎ এটি পুড়লে প্রচুর শক্তি উৎপন্ন হয়। দূষণহীন এবং উচ্চ শক্তিসম্পন্ন হওয়ার কারণেই একে পরিবেশবান্ধব বা ভবিষ্যতের জ্বালানি বলা হয়।
19. অধাতুর সঙ্গে অক্সিজেনের বিক্রিয়ায় সাধারণত কী ধরনের অক্সাইড উৎপন্ন হয়? সালফার ($S$)-এর সঙ্গে অক্সিজেনের বিক্রিয়ার সমীকরণ দাও।
উত্তর দেখো
উত্তর: অধাতুর (যেমন কার্বন, সালফার, ফসফরাস) সঙ্গে অক্সিজেন বিক্রিয়া করে সাধারণত আম্লিক অক্সাইড (Acidic oxide) উৎপন্ন করে। এই অক্সাইডগুলি জলে গুলে অ্যাসিড তৈরি করে।
সালফারের সাথে বিক্রিয়া: জ্বলন্ত সালফারকে অক্সিজেন পূর্ণ গ্যাসজারে প্রবেশ করালে তা নীল শিখায় জ্বলে তীব্র ঝাঁঝালো গন্ধযুক্ত সালফার ডাইঅক্সাইড গ্যাস তৈরি করে।
সমীকরণ: $S + O_2 \rightarrow SO_2\uparrow$
20. পরীক্ষাগারে হাইড্রোজেন গ্যাস প্রস্তুতির সময় কিপের যন্ত্র বা ফ্লাস্কের ভেতরের সমস্ত বাতাস আগে বের করে নেওয়া খুব জরুরি কেন?
উত্তর দেখো
উত্তর: হাইড্রোজেন গ্যাস বাতাসের অক্সিজেনের সাথে মিশলে একটি মারাত্মক বিস্ফোরক মিশ্রণ তৈরি করে। বিক্রিয়া শুরু হওয়ার পর যদি ফ্লাস্কের ভেতরে বাতাস থেকে যায় এবং সেই বায়ু মিশ্রিত হাইড্রোজেন গ্যাসে কোনোভাবে আগুন লাগে বা স্ফুলিঙ্গ তৈরি হয়, তবে প্রচণ্ড বিস্ফোরণ ঘটে কাঁচের পাত্র ফেটে গিয়ে দুর্ঘটনা ঘটতে পারে। তাই সুরক্ষা নিশ্চিত করতে ফ্লাস্কের সম্পূর্ণ বাতাস বের করে নেওয়া অত্যন্ত জরুরি।
শেয়ার