অধ্যায় ০৬: মোলের ধারণা ও রাসায়নিক গণনা
সৃজনশীল "গ" নম্বর প্রশ্নের হ্যান্ডনোট (টাইপ ৫-৮)
টাইপ ৫: রাসায়নিক গণনা (স্টয়কিওমিতি)
মূল সূত্র ও ধারণা
- এই ধরনের প্রশ্নে একটি রাসায়নিক সমীকরণের এক পক্ষের (বিক্রিয়ক বা উৎপাদ) ভর দেওয়া থাকে এবং অন্য পক্ষের ভর নির্ণয় করতে হয়।
- ধাপ ১: সঠিক ও সমতাকৃত রাসায়নিক সমীকরণ লেখা।
- ধাপ ২: সমীকরণ থেকে সংশ্লিষ্ট পদার্থগুলোর আণবিক ভর (মোল অনুপাতে) বের করা।
- ধাপ ৩: ঐকিক নিয়ম ব্যবহার করে কাঙ্ক্ষিত পদার্থের ভর নির্ণয় করা।
উদ্দীপকের (i) নং বিক্রিয়ায় $\ce{2Ca + O2 -> 2R}$ 10 g 'R' যৌগ উৎপন্ন করতে কত গ্রাম ক্যালসিয়াম প্রয়োজন হিসাব কর।
উদ্দীপকের (i) নং বিক্রিয়াটি নিম্নরূপ: $\ce{2Ca + O2 -> 2CaO}$। সুতরাং 'R' যৌগটি হলো $\ce{CaO}$ (ক্যালসিয়াম অক্সাইড)।
সমতাকৃত সমীকরণ থেকে পাই:
$\text{আণবিক ভর: } 2 \times 40 \text{ g} \quad \to \quad 2 \times (40+16) \text{ g}$
$\text{বা, } 80 \text{ g} \quad \to \quad 112 \text{ g}$
ঐকিক নিয়ম অনুসারে,
112 g $\ce{CaO}$ (R) উৎপন্ন করতে $\ce{Ca}$ প্রয়োজন = 80 g
1 g $\ce{CaO}$ (R) উৎপন্ন করতে $\ce{Ca}$ প্রয়োজন = \( \frac{80}{112} \) g
10 g $\ce{CaO}$ (R) উৎপন্ন করতে $\ce{Ca}$ প্রয়োজন = \( \frac{80 \times 10}{112} \) g = 7.14 g
সুতরাং, 10 g 'R' যৌগ উৎপন্ন করতে 7.14 g ক্যালসিয়াম প্রয়োজন।
25.5 gm $\ce{H2}$ তৈরিতে উদ্দীপকের মৌলটিকে (Mg) কত গ্রাম $\ce{HCl(l)}$ এর মধ্যে যোগ করতে হবে?
উদ্দীপকের মৌলটি ম্যাগনেসিয়াম (Mg)। $\ce{Mg}$ ও $\ce{HCl}$ এর বিক্রিয়া:
$\text{আণবিক ভর: } 2 \times (1+35.5) \text{ g} \quad \to \quad (1 \times 2) \text{ g}$
$\text{বা, } 73 \text{ g} \quad \to \quad 2 \text{ g}$
ঐকিক নিয়ম অনুসারে,
2 g $\ce{H2}$ তৈরি করতে $\ce{HCl}$ প্রয়োজন = 73 g
1 g $\ce{H2}$ তৈরি করতে $\ce{HCl}$ প্রয়োজন = \( \frac{73}{2} \) g
25.5 g $\ce{H2}$ তৈরি করতে $\ce{HCl}$ প্রয়োজন = \( \frac{73 \times 25.5}{2} \) g = 930.75 g
সুতরাং, 25.5 gm $\ce{H2}$ তৈরিতে উদ্দীপকের Mg মৌলটিকে 930.75 g $\ce{HCl}$ এর মধ্যে যোগ করতে হবে।
টাইপ ৬: অণু বা পরমাণুর সংখ্যা নির্ণয়
মূল সূত্র ও ধারণা
- যেকোনো পদার্থের ১ মোলে অণুর সংখ্যা $6.023 \times 10^{23}$ টি (অ্যাভোগেড্রোর সংখ্যা, $N_A$)।
- ধাপ ১ (মোল নির্ণয়):
- ভর থেকে: \( n = \frac{w}{M} \)
- দ্রবণ থেকে: \( n = \frac{S \times V (\text{mL})}{1000} \)
- ধাপ ২ (অণু নির্ণয়): অণুর সংখ্যা = মোল সংখ্যা ($n$) $\times$ ($6.023 \times 10^{23}$)
- ধাপ ৩ (পরমাণু নির্ণয়): পরমাণুর সংখ্যা = অণুর সংখ্যা $\times$ (১টি অণুতে মোট পরমাণুর সংখ্যা)
(i) নং পাত্রের (500 mL, 0.25 M $\ce{Na2CO3}$) দ্রবে মোট পরমাণু সংখ্যা নির্ণয় কর।
ধাপ ১: মোল সংখ্যা নির্ণয়
আমরা জানি, মোল সংখ্যা $n = \frac{S \times V}{1000}$ (যেখানে V (mL) এ)
\( n = \frac{0.25 \times 500}{1000} = 0.125 \) মোল \(\ce{Na2CO3}\)
ধাপ ২: অণুর সংখ্যা নির্ণয়
১ মোল $\ce{Na2CO3}$ এ অণু আছে $6.023 \times 10^{23}$ টি
০.১২৫ মোল $\ce{Na2CO3}$ এ অণু আছে = \( 0.125 \times 6.023 \times 10^{23} \) টি
ধাপ ৩: পরমাণুর সংখ্যা নির্ণয়
$\ce{Na2CO3}$ এর ১টি অণুতে মোট পরমাণু আছে = $2 \text{ (Na)} + 1 \text{ (C)} + 3 \text{ (O)} = 6$ টি
$\therefore$ মোট পরমাণুর সংখ্যা = (মোট অণুর সংখ্যা) $\times$ ৬
= \( (0.125 \times 6.023 \times 10^{23}) \times 6 \) টি
= \( 0.75 \times 6.023 \times 10^{23} \) টি = $4.517 \times 10^{23}$ টি
উদ্দীপকের যৌগটির ($\ce{H2CO3}$) একটি অণুর ভর নির্ণয় কর।
উদ্দীপকের যৌগটি হলো $\ce{H2CO3}$।
$\ce{H2CO3}$ এর গ্রাম আণবিক ভর = \( (1 \times 2) + 12 + (16 \times 3) = 62 \) g/mol
এর অর্থ হলো, ১ মোল বা $6.023 \times 10^{23}$ টি $\ce{H2CO3}$ অণুর ভর = 62 g
$\therefore$ ১ টি $\ce{H2CO3}$ অণুর ভর = \( \frac{62}{6.023 \times 10^{23}} \) g
= $1.03 \times 10^{-22}$ g
উদ্দীপকের A পাত্রের (200 mL, 0.75 M $\ce{Na2CO3}$) দ্রবের অণুর সংখ্যা হিসাব কর।
ধাপ ১: মোল সংখ্যা নির্ণয়
মোল সংখ্যা $n = \frac{S \times V (\text{mL})}{1000}$
\( n = \frac{0.75 \times 200}{1000} = 0.15 \) মোল \(\ce{Na2CO3}\)
ধাপ ২: অণুর সংখ্যা নির্ণয়
১ মোল $\ce{Na2CO3}$ এ অণু আছে $6.023 \times 10^{23}$ টি
০.১৫ মোল $\ce{Na2CO3}$ এ অণু আছে = \( 0.15 \times 6.023 \times 10^{23} \) টি
= $9.035 \times 10^{22}$ টি
সুতরাং, উদ্দীপকের A পাত্রের দ্রবের অণুর সংখ্যা $9.035 \times 10^{22}$ টি।
উদ্দীপকের উৎপাদ গ্যাসীয় যৌগটির ($\ce{CO2}$) প্রতি গ্রামে অণুর সংখ্যা নির্ণয় কর।
উদ্দীপকের বিক্রিয়াটি: $\ce{CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 + CO2 + H2O}$
উৎপাদ গ্যাসীয় যৌগটি হলো $\ce{CO2}$।
$\ce{CO2}$ এর আণবিক ভর = $12 + (16 \times 2) = 44$ g/mol
অর্থাৎ, 44 g $\ce{CO2}$ এ অণুর সংখ্যা = $6.023 \times 10^{23}$ টি
$\therefore$ ১ g $\ce{CO2}$ এ অণুর সংখ্যা = \( \frac{6.023 \times 10^{23}}{44} \) টি
= $1.369 \times 10^{22}$ টি
টাইপ ৭: উৎপাদের শতকরা পরিমাণ নির্ণয়
মূল সূত্র ও ধারণা
- উৎপাদের শতকরা পরিমাণ (Percentage Yield) হলো কোনো বিক্রিয়ায় প্রকৃতপক্ষে কী পরিমাণ উৎপাদ পাওয়া গেলো তার হিসাব।
- \( \text{উৎপাদের শতকরা পরিমাণ} = \frac{\text{প্রকৃত উৎপাদের পরিমাণ}}{\text{তাত্ত্বিক উৎপাদের পরিমাণ}} \times 100\% \)
- তাত্ত্বিক উৎপাদ: সমীকরণ থেকে হিসাব করে যে পরিমাণ উৎপাদ পাওয়ার কথা।
- প্রকৃত উৎপাদ: উদ্দীপকে সরাসরি যে পরিমাণ উৎপাদ "পাওয়া গেল" তা উল্লেখ থাকে।
উদ্দীপকের বিক্রিয়ায় (60 g চুনাপাথরকে উত্তপ্ত করে 31 g $\ce{CaO}$ উৎপন্ন হয়) উৎপাদের ($\ce{CaO}$) শতকরা পরিমাণ নির্ণয় কর।
ধাপ ১: তাত্ত্বিক উৎপাদ নির্ণয়
উদ্দীপকে সংঘটিত বিক্রিয়াটি:
$\text{আণবিক ভর: } 100 \text{ g} \quad \to \quad 56 \text{ g}$
সমীকরণ অনুসারে,
100 g $\ce{CaCO3}$ থেকে $\ce{CaO}$ উৎপন্ন হয় = 56 g
60 g $\ce{CaCO3}$ থেকে $\ce{CaO}$ উৎপন্ন হয় = \( \frac{56 \times 60}{100} = 33.6 \) g (এটি তাত্ত্বিক উৎপাদ)
ধাপ ২: প্রকৃত উৎপাদ
উদ্দীপকে দেওয়া আছে, প্রকৃত উৎপাদের পরিমাণ = 31 g
ধাপ ৩: শতকরা পরিমাণ নির্ণয়
\( \text{শতকরা পরিমাণ} = \frac{\text{প্রকৃত উৎপাদ}}{\text{তাত্ত্বিক উৎপাদ}} \times 100\% \)
\( = \frac{31}{33.6} \times 100\% = \) 92.26%
উদ্দীপকের বিক্রিয়ায় (60 gm চুনাপাথরকে উত্তপ্ত করে 31 gm $\ce{CaO}$ উৎপন্ন হয়) উৎপাদের ($\ce{CaO}$) শতকরা পরিমাণ নির্ণয় কর।
(এই প্রশ্নটি কুমিল্লা বোর্ড ২০২২ (প্রশ্ন ২৬-গ) এর হুবহু অনুরূপ)
ধাপ ১: তাত্ত্বিক উৎপাদ নির্ণয়
$\text{আণবিক ভর: } 100 \text{ g} \quad \to \quad 56 \text{ g}$
100 g $\ce{CaCO3}$ থেকে $\ce{CaO}$ উৎপন্ন হয় = 56 g
60 g $\ce{CaCO3}$ থেকে $\ce{CaO}$ উৎপন্ন হয় = \( \frac{56 \times 60}{100} = 33.6 \) g (তাত্ত্বিক উৎপাদ)
ধাপ ২: প্রকৃত উৎপাদ
দেওয়া আছে, প্রকৃত উৎপাদের পরিমাণ = 31 g
ধাপ ৩: শতকরা পরিমাণ নির্ণয়
\( \text{শতকরা পরিমাণ} = \frac{31}{33.6} \times 100\% = \) 92.26%
টাইপ ৮: মোল সংখ্যা নির্ণয়
মূল সূত্র ও ধারণা
- ভর থেকে মোল সংখ্যা নির্ণয়ের সূত্র:
- \( n \text{ (মোল)} = \frac{w \text{ (ভর g-এ)}}{M \text{ (আণবিক ভর)}} \)
উদ্দীপকের বিক্রিয়াটিতে ব্যবহৃত $\ce{Mg}$ (5.05 g) এর পরিমাণ কত মোল নির্ণয় কর।
আমরা জানি, মোল সংখ্যা \( n = \frac{w}{M} \)
এখানে,
- $\ce{Mg}$ এর ভর, \( w = 5.05 \) g
- $\ce{Mg}$ এর পারমাণবিক ভর, \( M = 24 \) g/mol
$\therefore$ মোল সংখ্যা \( n = \frac{5.05}{24} = \) 0.21 মোল
সুতরাং উদ্দীপকের বিক্রিয়াটিতে ব্যবহৃত $\ce{Mg}$ এর পরিমাণ 0.21 মোল।
বিক্রিয়ায় কত মোল $\ce{CO2}$ (8g $\ce{CO2}$) ব্যবহার করা হয়েছিল? নির্ণয় করে দেখাও।
আমরা জানি, মোল সংখ্যা \( n = \frac{w}{M} \)
এখানে,
- $\ce{CO2}$ এর ভর, \( w = 8 \) g
- $\ce{CO2}$ এর আণবিক ভর, \( M = 12 + (16 \times 2) = 44 \) g/mol
$\therefore$ মোল সংখ্যা \( n = \frac{8}{44} = \) 0.182 মোল
অতএব উদ্দীপকের বিক্রিয়ায় 0.182 মোল $\ce{CO2}$ ব্যবহার করা হয়েছিল।
0 Comments