অষ্টম শ্রেণী: পরিবেশ ও বিজ্ঞান, অধ্যায় – 4 কার্বন ও কার্বনঘটিত যৌগ সংক্ষিপ্ত প্রশ্নোত্তর মান ২
অধ্যায় 4: কার্বন ও কার্বনঘটিত যৌগ
(সংক্ষিপ্ত প্রশ্নোত্তর – 2 নম্বর)
1. রূপভেদ (Allotropy) কাকে বলে? কার্বনের দুটি নিয়তাকার রূপভেদের নাম লেখো。
উত্তর দেখো
উত্তর: প্রকৃতিতে কোনো কোনো মৌল একাধিক ভৌত রূপে অবস্থান করে, যাদের ভৌত ধর্ম আলাদা হলেও রাসায়নিক ধর্ম অভিন্ন হয়। মৌলের এই ধর্মকে রূপভেদ বা Allotropy বলে এবং বিভিন্ন রূপগুলিকে ওই মৌলের রূপভেদ বলে।
কার্বনের নিয়তাকার রূপভেদ: 1. হীরা (Diamond) এবং 2. গ্রাফাইট (Graphite)।
[Image comparing the 3D tetrahedral crystal structure of Diamond and the 2D hexagonal layered structure of Graphite]
2. হীরা ও গ্রাফাইটের ভৌত ধর্মের মধ্যে দুটি প্রধান পার্থক্য লেখো。
উত্তর দেখো
উত্তর:
1. কঠিনতা: হীরা হলো প্রকৃতিতে পাওয়া সবচেয়ে কঠিন পদার্থ। অন্যদিকে, গ্রাফাইট খুব নরম এবং পিচ্ছিল প্রকৃতির হয়।
2. তড়িৎ পরিবাহিতা: হীরা বিদ্যুতের কুপরিবাহী, কিন্তু গ্রাফাইট বিদ্যুতের খুব ভালো সুপরিবাহী।
3. হীরা বিদ্যুতের কুপরিবাহী কিন্তু গ্রাফাইট সুপরিবাহী কেন?
উত্তর দেখো
উত্তর: হীরার কেলাসে প্রতিটি কার্বন পরমাণু তার চারপাশের অন্য 4 টি কার্বন পরমাণুর সাথে শক্তিশালী সমযোজী বন্ধনে দৃঢ়ভাবে আটকে থাকে, ফলে এতে কোনো মুক্ত ইলেকট্রন থাকে না। তাই হীরা বিদ্যুৎ পরিবহন করে না। কিন্তু গ্রাফাইটের কেলাসে প্রতিটি কার্বন পরমাণু 3 টি কার্বনের সাথে যুক্ত থাকে এবং একটি ইলেকট্রন মুক্ত অবস্থায় থাকে। এই মুক্ত ইলেকট্রনগুলির চলাচলের কারণেই গ্রাফাইট বিদ্যুতের সুপরিবাহী হয়।
4. ফুলারিন (Fullerene) কী? এর আকৃতি কীরূপ?
উত্তর দেখো
উত্তর: ফুলারিন হলো কার্বনের একটি অপেক্ষাকৃত নতুন নিয়তাকার রূপভেদ, যা 1985 সালে আবিষ্কৃত হয়। এর মধ্যে সবচেয়ে পরিচিত হলো বাকমিনস্টার ফুলারিন ($C_{60}$), যার একটি অণুতে 60 টি কার্বন পরমাণু থাকে।
আকৃতি: ফুলারিন অণুগুলি দেখতে ফুটবলের মতো ফাঁপা গোলাকার হয়।
[Image showing Carbon Monoxide molecule strongly bonding to Hemoglobin, preventing Oxygen transport]
5. কার্বন মনোক্সাইড ($CO$) গ্যাস অত্যন্ত বিষাক্ত কেন? বৈজ্ঞানিক কারণ লেখো।
উত্তর দেখো
উত্তর: নিঃশ্বাসের সাথে কার্বন মনোক্সাইড ($CO$) গ্যাস আমাদের ফুসফুসে প্রবেশ করলে তা রক্তের লোহিত কণিকার হিমোগ্লোবিনের সাথে অক্সিজেনের চেয়েও প্রায় 250 গুণ বেশি দৃঢ়ভাবে যুক্ত হয়ে ‘কার্বক্সিহিমোগ্লোবিন’ নামক একটি স্থায়ী যৌগ গঠন করে। এর ফলে রক্ত কোষে কোষে অক্সিজেন পরিবহন করতে পারে না এবং শরীরে অক্সিজেনের অভাবে শ্বাসরোধ হয়ে মানুষের মৃত্যু পর্যন্ত হতে পারে।
6. ‘শুষ্ক বরফ’ (Dry ice) কী? এটি সাধারণ বরফের চেয়ে আলাদা কেন?
উত্তর দেখো
উত্তর: কার্বন ডাইঅক্সাইড ($CO_2$) গ্যাসকে খুব উচ্চ চাপে এবং প্রায় $-78.5^\circ C$ উষ্ণতায় শীতল করলে তা সরাসরি কঠিন পদার্থে পরিণত হয়। একেই ‘শুষ্ক বরফ’ বলে।
পার্থক্য: সাধারণ বরফ গলে গেলে জল (তরল) তৈরি হয়, যা আশেপাশের জিনিসকে ভিজিয়ে দেয়। কিন্তু শুষ্ক বরফ তাপে গলে তরল না হয়ে সরাসরি গ্যাসে পরিণত হয় (ঊর্ধ্বপাতন বা Sublimation), ফলে এটি কোনো কিছুকে ভেজায় না। তাই মাছ, মাংস বা আইসক্রিম সংরক্ষণে এটি ব্যবহৃত হয়।
7. কাঠকয়লা (Charcoal) কীভাবে তৈরি করা হয়?
উত্তর দেখো
উত্তর: বায়ুর অনুপস্থিতিতে বা খুব সামান্য বায়ুর উপস্থিতিতে কাঠকে তীব্রভাবে উত্তপ্ত করলে কাঠের ভেতরের উদ্বায়ী বা ভোলাটাইল উপাদানগুলি গ্যাসে পরিণত হয়ে বেরিয়ে যায়। এই পদ্ধতিকে বিধ্বংসী পাতন বা অন্তরধূম পাতন (Destructive distillation) বলে। এর ফলে অবশিষ্টাংশ হিসেবে কালো রঙের ছিদ্রযুক্ত যে পদার্থটি পড়ে থাকে, তাকেই কাঠকয়লা বা চারকোল বলে।
8. আগুন নেভানোর কাজে (Fire extinguisher) কার্বন ডাইঅক্সাইড ($CO_2$) গ্যাস কেন ব্যবহার করা হয়?
উত্তর দেখো
উত্তর: 1. কার্বন ডাইঅক্সাইড গ্যাস নিজে দাহ্য নয় এবং অন্য কোনো বস্তুকে জ্বলতেও সাহায্য করে না।
2. এটি সাধারণ বাতাসের চেয়ে ভারী। তাই জ্বলন্ত বস্তুর ওপর $CO_2$ গ্যাস প্রয়োগ করলে এটি আগুনকে নিচ থেকে কম্বলের মতো ঢেকে ফেলে এবং বাতাসের অক্সিজেনের সাথে আগুনের সংযোগ বিচ্ছিন্ন করে দেয়, ফলে আগুন দ্রুত নিভে যায়।
[Image depicting the Greenhouse Effect showing infrared radiation from Earth being trapped by Greenhouse gases in the atmosphere]
9. গ্রিনহাউস প্রভাব (Greenhouse Effect) বলতে কী বোঝো?
উত্তর দেখো
উত্তর: বায়ুমণ্ডলে থাকা কিছু গ্যাস (যেমন $CO_2$, $CH_4$, জলীয় বাষ্প) সূর্যের ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলোকরশ্মিকে পৃথিবীতে ঢুকতে দেয়, কিন্তু পৃথিবী পৃষ্ঠ থেকে প্রতিফলিত হয়ে ফিরে যাওয়া বড় তরঙ্গদৈর্ঘ্যের ইনফ্রারেড বা তাপ-রশ্মিকে মহাশূন্যে ফিরে যেতে বাধা দেয়। এই গ্যাসগুলি ওই তাপ আটকে রেখে পৃথিবীর গড় তাপমাত্রাকে জীবের বেঁচে থাকার অনুকূল রাখে। বায়ুমণ্ডলের এই তাপ ধরে রাখার ঘটনাকেই গ্রিনহাউস প্রভাব বলে।
10. বিশ্ব উষ্ণায়ন বা গ্লোবাল ওয়ার্মিং (Global Warming) কী? এর দুটি ক্ষতিকর প্রভাব লেখো।
উত্তর দেখো
উত্তর: কলকারখানা, যানবাহন এবং নির্বিচারে গাছ কাটার ফলে পরিবেশে $CO_2$, মিথেন, CFC ইত্যাদি গ্রিনহাউস গ্যাসের পরিমাণ অস্বাভাবিক হারে বেড়ে যাচ্ছে। ফলে এরা আগের চেয়ে অনেক বেশি তাপ আটকে রাখছে এবং পৃথিবীর গড় তাপমাত্রা ক্রমশ বৃদ্ধি পাচ্ছে। একেই বিশ্ব উষ্ণায়ন বলে।
প্রভাব: 1. মেরু অঞ্চলের বরফ দ্রুত গলে যাচ্ছে, ফলে সমুদ্রের জলস্তর বৃদ্ধি পেয়ে উপকূলবর্তী এলাকা জলের তলায় তলিয়ে যাওয়ার আশঙ্কা তৈরি হয়েছে। 2. জলবায়ুর ব্যাপক পরিবর্তন ঘটছে, যা কৃষিকাজের ক্ষতি করছে।
11. জীবাশ্ম জ্বালানি (Fossil fuel) কাকে বলে? দুটি উদাহরণ দাও।
উত্তর দেখো
উত্তর: কোটি কোটি বছর আগে প্রাকৃতিক বিপর্যয়ের ফলে পৃথিবীর বড় বড় গাছপালা এবং প্রাণী মাটির নিচে চাপা পড়ে যায়। সেখানে ভূগর্ভের প্রচণ্ড তাপ ও চাপে এবং বায়ুর অনুপস্থিতিতে রাসায়নিক পরিবর্তনের ফলে ওইসব জীবদেহ অবশেষ কয়লা, পেট্রোলিয়াম এবং প্রাকৃতিক গ্যাসে রূপান্তরিত হয়। যেহেতু এগুলো জীবের অবশেষ বা জীবাশ্ম থেকে তৈরি জ্বালানি, তাই এদের জীবাশ্ম জ্বালানি বলে।
উদাহরণ: কয়লা (Coal) এবং পেট্রোলিয়াম (Petroleum)।
12. কয়লার বিভিন্ন রূপভেদগুলির মধ্যে অ্যানথ্রাসাইটকে (Anthracite) সেরা মানের কয়লা বলা হয় কেন?
উত্তর দেখো
উত্তর: অ্যানথ্রাসাইট কয়লায় কার্বনের পরিমাণ সবচেয়ে বেশি থাকে (প্রায় 85% থেকে 95%) এবং এতে উদ্বায়ী পদার্থ বা ছাইয়ের পরিমাণ খুব কম থাকে। এর ফলে এটি পোড়ালে প্রচুর পরিমাণে তাপশক্তি উৎপন্ন হয় (তাপন মূল্য খুব বেশি) এবং খুব কম ধোঁয়া তৈরি হয়। এই কারণেই এটি সেরা মানের কয়লা।
13. বায়োগ্যাস (Biogas) কী? এর প্রধান উপাদান এবং একটি ব্যবহার লেখো।
উত্তর দেখো
উত্তর: গোবর, পচা শাকসবজি, কৃষিজ বর্জ্য ইত্যাদি জৈব পদার্থকে বায়ুর অনুপস্থিতিতে মিথানোজেনিক ব্যাকটেরিয়ার সাহায্যে পচিয়ে যে দাহ্য গ্যাস তৈরি করা হয়, তাকে বায়োগ্যাস বা গোবর গ্যাস বলে।
প্রধান উপাদান: মিথেন ($CH_4$) গ্যাস (প্রায় 60-70%)।
ব্যবহার: বায়োগ্যাস অত্যন্ত ধোঁয়াহীন ও দূষণমুক্ত জ্বালানি হওয়ায় গ্রামে এটি রান্নার কাজে এবং আলো জ্বালাতে ব্যবহার করা হয়।
14. CNG এবং LPG-এর পুরো নাম কী?
উত্তর দেখো
উত্তর:
CNG: Compressed Natural Gas (সংনমিত প্রাকৃতিক গ্যাস)। এর প্রধান উপাদান মিথেন।
LPG: Liquefied Petroleum Gas (তরলীকৃত পেট্রোলিয়াম গ্যাস)। এর প্রধান উপাদান বিউটেন ও প্রোপেন (রান্নার গ্যাসে ব্যবহৃত হয়)।
15. বর্তমান যুগে যানবাহনে পেট্রল বা ডিজেলের বদলে CNG (সিএনজি) ব্যবহারের ওপর জোর দেওয়া হচ্ছে কেন?
উত্তর দেখো
উত্তর: পেট্রল বা ডিজেল পোড়ালে প্রচুর ধোঁয়া, কার্বন মনোক্সাইড এবং ক্ষতিকারক গ্যাস নির্গত হয় যা বায়ুদূষণ ঘটায়। কিন্তু CNG (যার প্রধান উপাদান মিথেন) পোড়ালে কোনো ধোঁয়া তৈরি হয় না এবং ক্ষতিকারক গ্যাসের নির্গমন প্রায় শূন্য। এটি একটি পরিবেশবান্ধব এবং সাশ্রয়ী জ্বালানি, তাই বায়ুদূষণ রোধে এর ব্যবহার বাড়ানো হচ্ছে।
[Image showing polymerization where many small ethylene monomer molecules join together to form a long polythene polymer chain]
16. পলিমার (Polymer) এবং মনোমার (Monomer) কাকে বলে?
উত্তর দেখো
উত্তর:
পলিমার: একই বা ভিন্ন ধরনের অসংখ্য ছোট ছোট সরল অণু পরস্পর রাসায়নিক বন্ধনে যুক্ত হয়ে যখন একটি বিশাল আকৃতির এবং উচ্চ আণবিক ভরসম্পন্ন যৌগ গঠন করে, তখন সেই বিশালাকার যৌগকে পলিমার বলে (যেমন পলিথিন, স্টার্চ)।
মনোমার: যে ছোট ছোট সরল অণুগুলি জুড়ে জুড়ে পলিমার তৈরি হয়, তাদের প্রত্যেকটিকে মনোমার বলে (যেমন পলিথিনের মনোমার হলো ইথিলিন)।
17. পলিথিন (Polythene) কীভাবে তৈরি হয় এবং এর প্রধান ব্যবহার কী?
উত্তর দেখো
উত্তর: উচ্চ তাপ ও চাপে এবং নির্দিষ্ট অনুঘটকের উপস্থিতিতে অসংখ্য ইথিলিন ($C_2H_4$) অণু (মনোমার) পরস্পরের সাথে রাসায়নিক বন্ধনে যুক্ত হয়ে যে দীর্ঘ শৃঙ্খলযুক্ত পলিমার তৈরি করে, তাকে পলিথিন বলে।
ব্যবহার: ক্যারিব্যাগ, বোতল, বালতি, জলের ট্যাংক এবং বিভিন্ন প্যাকেজিং সামগ্রী তৈরিতে পলিথিন ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
18. পিভিসি (PVC) এবং টেফলনের (Teflon) একটি করে ব্যবহার লেখো।
উত্তর দেখো
উত্তর:
1. পিভিসি (পলি ভিনাইল ক্লোরাইড): জল সরবরাহের শক্ত পাইপ, দরজার ফ্রেম এবং বৈদ্যুতিক তারের ওপরের আবরণ বা ইনসুলেটর তৈরিতে PVC ব্যবহৃত হয়।
2. টেফলন: তেল বা জলের সাথে না মেশার গুণের জন্য এবং তাপ-সহনশীলতার কারণে নন-স্টিক (Non-stick) ফ্রাইপ্যান বা রান্নার বাসনে প্রলেপ দিতে টেফলন ব্যবহৃত হয়।
19. প্রাকৃতিক পলিমার এবং কৃত্রিম বা সংশ্লেষিত পলিমারের একটি করে উদাহরণ দাও।
উত্তর দেখো
উত্তর:
1. প্রাকৃতিক পলিমার: সেলুলোজ (উদ্ভিদের কোশপ্রাচীরে থাকে), স্টার্চ, প্রোটিন (আমাদের পেশিতে থাকে), রবার ইত্যাদি।
2. কৃত্রিম পলিমার: পলিথিন, পিভিসি (PVC), টেফলন, নাইলন ইত্যাদি (এগুলি মানুষ কারখানায় তৈরি করে)।
20. যথেচ্ছভাবে প্লাস্টিক বা পলিথিন ব্যবহারের প্রধান পরিবেশগত সমস্যাটি কী?
উত্তর দেখো
উত্তর: প্লাস্টিক বা পলিথিন হলো জৈব-অবিশ্লেষ্য (Non-biodegradable) পদার্থ, অর্থাৎ মাটিতে থাকা ব্যাকটেরিয়া বা অণুজীব এদের ভাঙতে বা পচাতে পারে না। ফলে এগুলো বছরের পর বছর মাটিতে অবিকৃত অবস্থায় পড়ে থেকে মাটির উর্বরতা নষ্ট করে, নর্দমায় আটকে জলনিকাশি ব্যবস্থা বন্ধ করে দেয় এবং পোড়ালে বিষাক্ত গ্যাস উৎপন্ন করে মারাত্মক বায়ুদূষণ ঘটায়।
অধ্যায় 4: কার্বন ও কার্বনঘটিত যৌগ
(আরও 5টি গুরুত্বপূর্ণ প্রয়োগমূলক সংক্ষিপ্ত প্রশ্ন)
[Image illustrating carbon monoxide poisoning in a closed room with a burning coal stove]
21. প্রয়োগমূলক প্রশ্ন: শীতকালে ঘরের সমস্ত দরজা-জানালা বন্ধ করে কয়লার আগুন জ্বেলে ঘুমানো উচিত নয় কেন?
উত্তর দেখো
উত্তর: বদ্ধ ঘরে বাতাসের পরিমাণ সীমিত থাকে। কয়লা পোড়ার ফলে ঘরের অক্সিজেন দ্রুত ফুরিয়ে যায়। অক্সিজেনের অভাবে তখন কয়লার অসম্পূর্ণ দহন (Incomplete combustion) শুরু হয় এবং অত্যন্ত বিষাক্ত কার্বন মনোক্সাইড ($CO$) গ্যাস উৎপন্ন হতে থাকে। ঘুমন্ত অবস্থায় এই বিষাক্ত গ্যাস প্রশ্বাসের সাথে ফুসফুসে প্রবেশ করলে রক্তে অক্সিজেনের অভাব ঘটে এবং শ্বাসরোধ হয়ে মানুষের মৃত্যু পর্যন্ত হতে পারে।
22. কার্বন ডাইঅক্সাইড ($CO_2$) কি বিষাক্ত গ্যাস? বদ্ধ ঘরে প্রচুর $CO_2$ জমে গেলে মানুষের প্রাণসংশয় হতে পারে কেন?
উত্তর দেখো
উত্তর: না, কার্বন ডাইঅক্সাইড ($CO_2$) কার্বন মনোক্সাইডের মতো সরাসরি বিষাক্ত গ্যাস নয়। কিন্তু এটি বাতাসের চেয়ে ভারী হওয়ায় বদ্ধ ঘরে এটি নিচের দিকে জমতে থাকে এবং বাতাসকে (অক্সিজেনকে) ওপরের দিকে ঠেলে বের করে দেয়। ফলে সেই ঘরে অবস্থানকারী মানুষ শ্বাস নেওয়ার জন্য পর্যাপ্ত অক্সিজেন পায় না এবং অক্সিজেনের অভাবে (বিষক্রিয়ায় নয়) শ্বাসরোধ হয়ে মারা যেতে পারে।
23. হীরা (Diamond) এবং গ্রাফাইট (Graphite) উভয়ই শুধুমাত্র কার্বন পরমাণু দিয়ে তৈরি হলেও তাদের কঠিনতা এবং ঘনত্ব এত আলাদা হয় কেন?
উত্তর দেখো
উত্তর: এদের কঠিনতা ও ঘনত্বের পার্থক্যের মূল কারণ হলো পরমাণুগুলির সজ্জার (Crystal structure) পার্থক্য। হীরার মধ্যে প্রতিটি কার্বন পরমাণু তার চারপাশের 4 টি কার্বন পরমাণুর সাথে শক্তিশালী সমযোজী বন্ধনে দৃঢ়ভাবে আটকে থেকে একটি ত্রিমাত্রিক (3D) এবং অত্যন্ত ঘন গঠন তৈরি করে। অন্যদিকে, গ্রাফাইটের কার্বন পরমাণুগুলি সমতলীয় ষড়ভুজাকার স্তরে স্তরে সজ্জিত থাকে এবং স্তরগুলির মধ্যে দুর্বল আকর্ষণ বল কাজ করে। তাই হীরা খুব কঠিন ও ভারী, কিন্তু গ্রাফাইট নরম ও পিচ্ছিল হয়।
24. দৈনন্দিন জীবনে প্লাস্টিক বা পলিথিন-জাতীয় পলিমারের দূষণ কমানোর দুটি বাস্তবসম্মত উপায় লেখো।
উত্তর দেখো
উত্তর:
1. বিকল্পের ব্যবহার: একবার ব্যবহারযোগ্য (Single-use) পলিথিন ব্যাগের বদলে পাটের, কাগজের বা কাপড়ের থলি ব্যবহার করা উচিত।
2. পুনর্ব্যবহার (Recycling) ও হ্রাস (Reduce): প্লাস্টিকের জিনিসপত্র ব্যবহারের পর যত্রতত্র না ফেলে সেগুলিকে নির্দিষ্ট ডাস্টবিনে ফেলা উচিত যাতে তা কারখানায় গলিয়ে পুনরায় ব্যবহারযোগ্য করা যায়। এছাড়া প্লাস্টিকের ব্যবহার যতটা সম্ভব কমিয়ে আনা প্রয়োজন।
[Image showing alternative renewable energy sources like solar panels and wind turbines]
25. জীবাশ্ম জ্বালানি (Fossil fuels) সংরক্ষণের প্রয়োজন দেখা দিয়েছে কেন? দুটি বিকল্প শক্তির নাম লেখো।
উত্তর দেখো
উত্তর: জীবাশ্ম জ্বালানি (যেমন কয়লা, পেট্রোলিয়াম) পৃথিবীতে সীমিত পরিমাণে রয়েছে এবং এগুলি তৈরি হতে কোটি কোটি বছর সময় লাগে। যেভাবে আমরা এগুলি খরচ করছি, তাতে অদূর ভবিষ্যতেই এই ভাণ্ডার শেষ হয়ে যাবে। তাই এদের সংরক্ষণ করা অত্যন্ত জরুরি।
বিকল্প শক্তি: জীবাশ্ম জ্বালানির বদলে সৌরশক্তি (Solar energy) এবং বায়ুশক্তি (Wind energy)-র মতো নবীকরণযোগ্য শক্তির ব্যবহার বাড়ানো উচিত।
শেয়ার