নবম শ্রেণি: ভৌত বিজ্ঞান, অধ্যায় 4.3 ‘দ্রবণ’ ব্যাখ্যামূলক প্রশ্নোত্তর মান 3
অধ্যায় 4.3: দ্রবণ – রচনাধর্মী প্রশ্ন (LAQ)
1. প্রকৃত দ্রবণ, কলয়ডীয় দ্রবণ এবং প্রলম্বনের মধ্যে কণার আকার ও দৃশ্যমানতার ভিত্তিতে তুলনা করো। (3)
উত্তর দেখো
| বৈশিষ্ট্য | প্রকৃত দ্রবণ | কলয়ডীয় দ্রবণ | প্রলম্বন |
|---|---|---|---|
| কণার ব্যাস | $10^{-8}$ cm বা তার কম | $10^{-5}$ cm থেকে $10^{-7}$ cm | $10^{-4}$ cm বা তার বেশি |
| দৃশ্যমানতা | অদৃশ্য (আল্ট্রা-মাইক্রোস্কোপেও দেখা যায় না) | আল্ট্রা-মাইক্রোস্কোপে দৃশ্যমান | খালি চোখে বা সাধারণ মাইক্রোস্কোপে দৃশ্যমান |
| স্বচ্ছতা | স্বচ্ছ | ঈষৎ অস্বচ্ছ বা স্বচ্ছ | অস্বচ্ছ |
2. কোনো দ্রবণের দ্রাব্যতা সংজ্ঞায়িত করার সময় ‘উষ্ণতা’ উল্লেখ করা জরুরি কেন? উদাহরণের সাহায্যে বোঝাও। (3)
উত্তর দেখো
কারণ: নির্দিষ্ট পরিমাণ দ্রাবকে কোনো দ্রাবের দ্রবীভূত হওয়ার ক্ষমতা বা দ্রাব্যতা ওই দ্রবণের উষ্ণতার ওপর নির্ভর করে। উষ্ণতা পরিবর্তন হলে দ্রাব্যতা পরিবর্তিত হয়।
উদাহরণ: পটাশিয়াম নাইট্রেট ($KNO_3$)-এর ক্ষেত্রে উষ্ণতা বাড়লে দ্রাব্যতা বাড়ে। আবার কলিচুন বা ক্যালসিয়াম হাইড্রক্সাইড [$Ca(OH)_2$]-এর ক্ষেত্রে উষ্ণতা বাড়লে দ্রাব্যতা কমে। তাই নির্দিষ্ট উষ্ণতা উল্লেখ না করলে দ্রাব্যতা সঠিকভাবে প্রকাশ করা যায় না।
3. গাণিতিক সমস্যা: 40°C উষ্ণতায় প্রস্তুত একটি লবণের সম্পৃক্ত দ্রবণের 75 গ্রামে 25 গ্রাম লবণ দ্রবীভূত আছে। ওই উষ্ণতায় লবণটির দ্রাব্যতা কত? (3)
উত্তর দেখো
দেওয়া আছে,
সম্পৃক্ত দ্রবণের ভর = 75 g
দ্রাবের (লবণ) ভর = 25 g
$\therefore$ দ্রাবকের (জল) ভর = $75 – 25 = 50$ g
আমরা জানি, দ্রাব্যতা = $\frac{\text{দ্রাবের ভর}}{\text{দ্রাবকের ভর}} \times 100$
$\therefore$ দ্রাব্যতা = $\frac{25}{50} \times 100 = 50$।
উত্তর: 40°C উষ্ণতায় লবণটির দ্রাব্যতা 50।
4. কীভাবে প্রমাণ করবে যে কোনো দ্রবণ সম্পৃক্ত, অসম্পৃক্ত নাকি অতিপৃক্ত? (3)
উত্তর দেখো
পরীক্ষাধীন দ্রবণে ওই দ্রাবের একটি ছোট কেলাস যোগ করতে হবে।
1. অসম্পৃক্ত: যদি কেলাসটি ধীরে ধীরে দ্রবীভূত হয়ে আকারে ছোট হয়ে যায় বা অদৃশ্য হয়ে যায়।
2. সম্পৃক্ত: যদি কেলাসটি দ্রবীভূত না হয় এবং পাত্রের তলায় অবিকৃত অবস্থায় পড়ে থাকে।
3. অতিপৃক্ত: যদি কেলাসটি যোগ করার সাথে সাথে সমগ্র দ্রবণটি দ্রুত কেলাসিত হতে শুরু করে এবং কেলাসটির আকার বৃদ্ধি পায়।
5. দ্রাব্যতা লেখচিত্র কাকে বলে? এর দুটি ব্যবহারিক প্রয়োগ বা গুরুত্ব লেখো। (1+2)
উত্তর দেখো
[Image of solubility curve graph]
সংজ্ঞা: ছক কাগজে X-অক্ষ বরাবর উষ্ণতা এবং Y-অক্ষ বরাবর দ্রাব্যতা স্থাপন করে যে রেখাচিত্র পাওয়া যায়, তাকে দ্রাব্যতা লেখচিত্র বলে।
গুরুত্ব:
1. যেকোনো উষ্ণতায় কোনো পদার্থের দ্রাব্যতা নির্ণয় করা যায়।
2. দুটি ভিন্ন উষ্ণতার মধ্যে কোনো সম্পৃক্ত দ্রবণকে ঠান্ডা করলে কতটা কেলাস পাওয়া যাবে তা গণনা করা যায়।
6. গাণিতিক সমস্যা: 60°C উষ্ণতায় পটাশিয়াম নাইট্রেটের ($KNO_3$) দ্রাব্যতা 110 এবং 20°C উষ্ণতায় দ্রাব্যতা 35। 60°C উষ্ণতায় প্রস্তুত 50 গ্রাম জলের সম্পৃক্ত দ্রবণকে 20°C উষ্ণতায় শীতল করলে কত গ্রাম লবণ কেলাসিত হবে? (3)
উত্তর দেখো
100 গ্রাম জলে 60°C উষ্ণতায় লবণ থাকে 110 g।
100 গ্রাম জলে 20°C উষ্ণতায় লবণ থাকে 35 g।
$\therefore$ 100 গ্রাম জল থেকে কেলাসিত লবণের পরিমাণ = $110 – 35 = 75$ g।
আমাদের কাছে জল আছে 50 গ্রাম।
$\therefore$ 50 গ্রাম জল থেকে কেলাসিত হবে = $\frac{75}{100} \times 50 = 37.5$ g।
উত্তর: 37.5 গ্রাম লবণ কেলাসিত হবে।
7. কলয়ড কণার ব্রাউনীয় গতির কারণ কী? এটি দ্রবণের ওপর কী প্রভাব ফেলে? (2+1)
উত্তর দেখো
কারণ: বিস্তার মাধ্যমের অণুগুলি (যেমন জলের অণু) সর্বদা গতিশীল। এই অণুগুলি কলয়ড কণার গায়ে অবিরাম এবং অসমভাবে ধাক্কা মারে। চারদিক থেকে এই অসম বলের প্রভাবেই কলয়ড কণাগুলি বিশৃঙ্খলভাবে ছুটে বেড়ায়।
প্রভাব: ব্রাউনীয় গতির জন্য কলয়ড কণাগুলি মাধ্যাকর্ষণ শক্তির প্রভাবে নিচে থিতিয়ে পড়ে না, ফলে কলয়ডীয় দ্রবণ সুস্থিত (Stable) থাকে।
8. অবিশুদ্ধ নমুনা থেকে কীভাবে তুঁতের বিশুদ্ধ কেলাস প্রস্তুত করবে? (3)
উত্তর দেখো
1. একটি বিকারে জল নিয়ে তাতে কয়েক ফোঁটা গাঢ় $H_2SO_4$ মেশাতে হয়।
2. জলটি ফুটিয়ে তাতে অবিশুদ্ধ তুঁতে যোগ করে নাড়তে হয় যতক্ষণ না সম্পৃক্ত দ্রবণ তৈরি হয়।
3. গরম দ্রবণটিকে ফিল্টার পেপার দিয়ে ছেঁকে নিতে হয়।
4. পরিশ্রুত দ্রবণটিকে ধীরে ধীরে ঠান্ডা করলে কিছুক্ষণ পর তুঁতের নির্দিষ্ট জ্যামিতিক আকারের নীল রঙের কেলাস নিচে জমা হয়।
5. ওপরের জল ফেলে দিয়ে কেলাসগুলিকে শুষ্ক করা হয়।
9. তরল ও কঠিন অ্যারোসলের মধ্যে পার্থক্য উদাহরণসহ লেখো। (3)
উত্তর দেখো
উভয় ক্ষেত্রেই বিস্তার মাধ্যম হলো গ্যাস।
1. তরল এরোসল: এখানে বিস্তৃত দশা হলো তরল। উদাহরণ: কুয়াশা, মেঘ, ইনসেক্টিসাইড স্প্রে।
2. কঠিন এরোসল: এখানে বিস্তৃত দশা হলো কঠিন। উদাহরণ: ধোঁয়া, গাড়ির নির্গত গ্যাস, আগ্নেয়গিরির ভস্ম।
10. গাণিতিক সমস্যা: 30°C উষ্ণতায় 15g লবণ 50g জলে দ্রবীভূত হয়ে সম্পৃক্ত দ্রবণ উৎপন্ন করে। ওই উষ্ণতায় লবণের দ্রাব্যতা কত? যদি ওই দ্রবণে আরও 20g জল মেশানো হয়, তবে দ্রবণটি কী প্রকৃতির হবে? (2+1)
উত্তর দেখো
(i) 50g জলে আছে 15g লবণ।
$\therefore$ 100g জলে থাকে $\frac{15}{50} \times 100 = 30$ g লবণ।
$\therefore$ দ্রাব্যতা = 30।
(ii) সম্পৃক্ত দ্রবণে অতিরিক্ত দ্রাবক (জল) যোগ করলে দ্রবণটি অসম্পৃক্ত দ্রবণে পরিণত হবে।
11. ইমালসন বা অবদ্রব কী? ইমালসন কারকের ভূমিকা উদাহরণসহ লেখো। (1+2)
উত্তর দেখো
ইমালসন: একটি তরলে অপর একটি অমিশ্রণীয় তরল ক্ষুদ্র বিন্দুর আকারে ছড়িয়ে থাকলে তাকে ইমালসন বলে।
ইমালসন কারক: যে পদার্থ ইমালসনের স্থায়িত্ব বজায় রাখে তাকে ইমালসন কারক বলে। এটি তরল কণাগুলোর চারদিকে আস্তরণ তৈরি করে তাদের মিশে যেতে বাধা দেয়।
উদাহরণ: তেল ও জলের মিশ্রণে সাবান যোগ করলে সাবান ইমালসন কারক হিসেবে কাজ করে এবং স্থায়ী ইমালসন তৈরি করে।
12. গাণিতিক সমস্যা: একটি দ্রবণের ওজন-ভিত্তিক (W/W) শতকরা মাত্রা 15%। এই দ্রবণের 300 গ্রামে কত গ্রাম দ্রাব এবং কত গ্রাম দ্রাবক আছে? (3)
উত্তর দেখো
15% (W/W) মানে 100g দ্রবণে দ্রাব আছে 15g।
$\therefore$ 300g দ্রবণে দ্রাব আছে = $\frac{15}{100} \times 300 = 45$ গ্রাম।
$\therefore$ দ্রাবকের পরিমাণ = মোট দ্রবণ – দ্রাব = $300 – 45 = 255$ গ্রাম।
উত্তর: দ্রাব 45 গ্রাম, দ্রাবক 255 গ্রাম।
13. লাইওফিলিক (Lyophilic) এবং লাইওফোবিক (Lyophobic) কলয়ডের মধ্যে পার্থক্য কী? (3)
উত্তর দেখো
1. আকর্ষণ: লাইওফিলিক কলয়ডে বিস্তৃত দশা ও বিস্তার মাধ্যমের মধ্যে তীব্র আকর্ষণ থাকে (দ্রাবক-প্রেমী)। লাইওফোবিকে আকর্ষণ থাকে না (দ্রাবক-বিদ্বেষী)।
2. স্থায়িত্ব: লাইওফিলিক কলয়ড বেশি সুস্থিত। লাইওফোবিক কলয়ড কম সুস্থিত এবং সহজেই তঞ্চিত হয়।
3. উদাহরণ: লাইওফিলিক – গদের আঠা, স্টার্চ। লাইওফোবিক – গোল্ড সল, সালফার সল।
14. হেনরির সূত্রটি লেখো এবং এর একটি বাস্তব প্রয়োগ উল্লেখ করো। (2+1)
উত্তর দেখো
সূত্র: স্থির উষ্ণতায় কোনো নির্দিষ্ট আয়তনের তরল দ্রাবকে কোনো গ্যাসের দ্রাব্যতা, দ্রাবকের সংস্পর্শে থাকা উক্ত গ্যাসের চাপের সমানুপাতিক হয়।
প্রয়োগ: সোডা ওয়াটার বা কোল্ড ড্রিংকস তৈরির সময় উচ্চ চাপে $CO_2$ গ্যাস জলে দ্রবীভূত করা হয়।
15. দ্রাব্যতার ওপর উষ্ণতার প্রভাব লেখো: (i) $KNO_3$, (ii) $NaCl$, (iii) $CaSO_4$। (3)
উত্তর দেখো
(i) $KNO_3$ (পটাশিয়াম নাইট্রেট): উষ্ণতা বাড়লে দ্রাব্যতা খুব দ্রুত বৃদ্ধি পায়।
(ii) $NaCl$ (খাদ্য লবণ): উষ্ণতা বাড়লে দ্রাব্যতা খুব সামান্য বৃদ্ধি পায় (প্রায় অপরিবর্তিত থাকে)।
(iii) $CaSO_4$ (ক্যালসিয়াম সালফেট): উষ্ণতা বাড়লে দ্রাব্যতা প্রথমে সামান্য বাড়ে, কিন্তু পরে কমতে থাকে।
অধ্যায় 4.3: দ্রবণ – অতিরিক্ত বড় প্রশ্ন (পর্ব-2)
16. গাণিতিক সমস্যা: 50°C উষ্ণতায় $KNO_3$-এর দ্রাব্যতা 85 এবং 30°C উষ্ণতায় দ্রাব্যতা 45। 50°C উষ্ণতায় প্রস্তুত 200 গ্রাম জলের সম্পৃক্ত দ্রবণকে 30°C উষ্ণতায় শীতল করলে কত গ্রাম $KNO_3$ কেলাসিত হবে? (3)
উত্তর দেখো
100 গ্রাম জলে 50°C উষ্ণতায় দ্রবীভূত থাকে 85 g লবণ।
100 গ্রাম জলে 30°C উষ্ণতায় দ্রবীভূত থাকে 45 g লবণ।
$\therefore$ 100 গ্রাম জল থেকে কেলাসিত লবণের পরিমাণ = $85 – 45 = 40$ g।
যেহেতু জলের পরিমাণ 200 গ্রাম (যা 100 গ্রামের দ্বিগুণ),
$\therefore$ 200 গ্রাম জল থেকে কেলাসিত হবে = $40 \times 2 = 80$ গ্রাম।
উত্তর: 80 গ্রাম $KNO_3$ কেলাসিত হবে।
17. ঘোলাটে জলে ফটকিরি বা ফিটকিরি (Alum) যোগ করলে জল পরিষ্কার হয় কেন? এটি কলয়ডের কোন ধর্মের প্রয়োগ? (2+1)
উত্তর দেখো
কারণ: ঘোলাটে জল হলো কাদা ও জলের একটি কলয়ডীয় মিশ্রণ, যেখানে কাদার কণাগুলি ঋণাত্মক আধানযুক্ত। ফটকিরি বা পটাশ অ্যালাম ($K_2SO_4 \cdot Al_2(SO_4)_3 \cdot 24H_2O$) জলে বিয়োজিত হয়ে ধনাত্মক আয়ন ($Al^{3+}$) উৎপন্ন করে। এই ধনাত্মক আয়ন কাদার ঋণাত্মক কণাগুলোকে প্রশমিত করে, ফলে কণাগুলো জোটবদ্ধ ও ভারী হয়ে নিচে থিতিয়ে পড়ে।
ধর্ম: এটি কলয়ডের তঞ্চন (Coagulation) ধর্মের প্রয়োগ।
18. হাইপো বা সোডিয়াম থায়োসালফেটের ($Na_2S_2O_3 \cdot 5H_2O$) অতিপৃক্ত দ্রবণ কীভাবে প্রস্তুত করবে? (3)
উত্তর দেখো
একটি টেস্ট টিউবে কিছু পরিমাণ সোডিয়াম থায়োসালফেট বা হাইপো কেলাস নিয়ে ধীরে ধীরে উত্তপ্ত করা হলো। দেখা যাবে, কেলাসগুলি নিজস্ব কেলাস জলেই দ্রবীভূত হয়ে দ্রবণে পরিণত হয়েছে। এই অবস্থায় টেস্ট টিউবটির মুখ তুলো দিয়ে বন্ধ করে স্থিরভাবে রেখে ঠান্ডা করলে হাইপোর অতিপৃক্ত দ্রবণ তৈরি হয়। এই দ্রবণে বাইরে থেকে একটি ছোট হাইপোর দানা ফেললে দ্রুত কেলাসন শুরু হয়।
19. প্রকৃত দ্রবণ এবং প্রলম্বন (Suspension)-এর মধ্যে তিনটি পার্থক্য লেখো। (3)
উত্তর দেখো
1. কণার আকার: প্রকৃত দ্রবণে কণার ব্যাস $10^{-8}$ cm বা কম, কিন্তু প্রলম্বনে কণার ব্যাস $10^{-4}$ cm বা বেশি।
2. স্থায়িত্ব: প্রকৃত দ্রবণ খুবই স্থায়ী (কণা থিতিয়ে পড়ে না), কিন্তু প্রলম্বন অস্থায়ী (রেখে দিলে কণা থিতিয়ে পড়ে)।
3. ফিল্টার যোগ্যতা: প্রকৃত দ্রবণের কণা ফিল্টার পেপার ভেদ করে চলে যায়, কিন্তু প্রলম্বনের কণা ফিল্টার পেপারে আটকে যায়।
20. গাণিতিক সমস্যা: একটি ফ্লাস্কে 250 mL ইথাইল অ্যালকোহল এবং 750 mL জল মিশিয়ে একটি দ্রবণ তৈরি করা হলো। আয়তনভিত্তিক (V/V) দ্রবণের শক্তিমাত্রা বা শতাংশ কত? (3)
উত্তর দেখো
দ্রাবের (অ্যালকোহল) আয়তন = 250 mL
দ্রাবকের (জল) আয়তন = 750 mL
$\therefore$ দ্রবণের মোট আয়তন = $250 + 750 = 1000$ mL
আয়তনভিত্তিক শতাংশ (V/V) = $\frac{\text{দ্রাবের আয়তন}}{\text{দ্রবণের আয়তন}} \times 100$
= $\frac{250}{1000} \times 100 = 25\%$।
উত্তর: 25% (V/V)।
21. কেলাস ও কলয়ড (Crystalloid and Colloid)-এর মধ্যে পার্থক্য কী? থমাস গ্রাহাম কীভাবে এদের ভাগ করেছিলেন? (3)
উত্তর দেখো
থমাস গ্রাহাম পার্চমেন্ট কাগজের মধ্য দিয়ে ব্যাপন ক্ষমতার ওপর ভিত্তি করে পদার্থকে দুই ভাগে ভাগ করেন:
1. ক্রিস্টালয়েড বা কেলাস: যারা পার্চমেন্ট কাগজের মধ্য দিয়ে সহজে চলাচল করতে পারে (যেমন—লবণ, চিনি)।
2. কলয়ড: যারা পার্চমেন্ট কাগজের মধ্য দিয়ে খুব ধীরে চলে বা একেবারেই পারে না (যেমন—গঁদ, স্টার্চ, জিলেটিন)।
(দ্রষ্টব্য: বর্তমানে এটি পদার্থের শ্রেণিবিভাগ নয়, বরং পদার্থের অবস্থার শ্রেণিবিভাগ হিসেবে গণ্য হয়)।
22. লাইওফিলিক কলয়ড কেন লাইওফোবিক কলয়ড অপেক্ষা বেশি সুস্থিত? (3)
উত্তর দেখো
লাইওফিলিক (দ্রাবক-প্রেমী) কলয়ডে বিস্তৃত দশা ও বিস্তার মাধ্যমের মধ্যে তীব্র আকর্ষণ থাকে। এই কণাগুলির চারদিকে দ্রাবকের একটি সুরক্ষা কবচ বা স্তর তৈরি হয় (Solvation), যা কণাগুলোকে একে অপরের সাথে মিশে বড় কণা তৈরি করতে বা থিতিয়ে পড়তে বাধা দেয়। অন্যদিকে, লাইওফোবিক (দ্রাবক-বিদ্বেষী) কলয়ডে এই আকর্ষণ বা সুরক্ষা স্তর থাকে না, তাই তারা কম সুস্থিত।
23. গাণিতিক সমস্যা: 30°C উষ্ণতায় কোনো দ্রবণের 50 গ্রামে 10 গ্রাম দ্রাব দ্রবীভূত আছে। ওই উষ্ণতায় দ্রাবটির দ্রাব্যতা কত? দ্রবণটির শতকরা মাত্রা (W/W) কত? (3)
উত্তর দেখো
দ্রবণের ভর = 50 g, দ্রাবের ভর = 10 g।
$\therefore$ দ্রাবকের ভর = $50 – 10 = 40$ g।
(i) দ্রাব্যতা: $\frac{\text{দ্রাব}}{\text{দ্রাবক}} \times 100 = \frac{10}{40} \times 100 = 25$।
(ii) শতকরা মাত্রা (W/W): $\frac{\text{দ্রাব}}{\text{দ্রবণ}} \times 100 = \frac{10}{50} \times 100 = 20\%$।
24. প্রদত্ত কলয়ডগুলির বিস্তৃত দশা ও বিস্তার মাধ্যম উল্লেখ করো: (i) কুয়াশা, (ii) শেভিং ক্রিম, (iii) পনির। (3)
উত্তর দেখো
| কলয়ড | বিস্তৃত দশা | বিস্তার মাধ্যম |
|---|---|---|
| কুয়াশা (Fog) | তরল | গ্যাস |
| শেভিং ক্রিম (Foam) | গ্যাস | তরল |
| পনির (Gel) | তরল | কঠিন |
25. দৈনন্দিন জীবনে কলয়ড এবং ইমালসনের দুটি করে ব্যবহার বা গুরুত্ব লেখো। (3)
উত্তর দেখো
কলয়ড:
1. ঔষধ: অনেক ওষুধ কলয়ডীয় অবস্থায় তৈরি করা হয় (যেমন—কড লিভার অয়েলের ইমালসন, অ্যান্টাসিড জেল) কারণ এগুলি সহজে দেহে শোষিত হয়।
2. জল বিশোধন: ঘোলা জলে ফটকিরি দিলে কাদার কলয়ড কণাগুলি থিতিয়ে পড়ে জল পরিষ্কার হয়।
ইমালসন: দুধ আমাদের প্রধান সুষম খাদ্য যা একটি ইমালসন। এছাড়া সাবান ও ডিটারজেন্ট ইমালসিফিকেশন প্রক্রিয়ায় কাপড় পরিষ্কার করে।
শিক্ষার্থীদের সাধারণ জিজ্ঞাসা (FAQ) — দ্রবণ
শেয়ার