Science Class 8 Chapter 1 Question Answer | Chapter 3: কয়েকটি গ্যাসের পরিচিতি প্রশ্ন উত্তর
অষ্টম শ্রেণির পরিবেশ ও বিজ্ঞান – তৃতীয় অধ্যায়: কয়েকটি গ্যাসের পরিচিতি (অক্সিজেন ও হাইড্রোজেন)
পশ্চিমবঙ্গ মধ্যশিক্ষা পর্ষদের (WBBSE) অষ্টম শ্রেণির ‘পরিবেশ ও বিজ্ঞান’ বিষয়ের তৃতীয় অধ্যায় ‘কয়েকটি গ্যাসের পরিচিতি’ (অক্সিজেন ও হাইড্রোজেন) পরীক্ষার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। ছাত্রছাত্রীদের প্রস্তুতির সুবিধার্থে এবং পরীক্ষায় ভালো ফলাফলের কথা মাথায় রেখে নিচে ৩৪টি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ বহুবিকল্পভিত্তিক প্রশ্ন (MCQ), সঠিক উত্তর এবং তার সহজ-সরল বিশ্লেষণ দেওয়া হলো।
বিষয়বস্তু সহজে মনে রাখার জন্য প্রশ্নগুলোকে তিনটি নির্দিষ্ট ভাগে ভাগ করা হয়েছে।
পর্ব ১: পরীক্ষাগারের সাধারণ যন্ত্রপাতি ও ব্যবহার
১. পরীক্ষাগারে ব্যবহৃত থার্মোমিটারের গায়ে যে নির্দিষ্ট মাপের দাগ কাটা থাকে, তাকে কী বলা হয়? ক) বাল্ব খ) স্কেল গ) কৈশিক নল ঘ) স্টেম
সঠিক উত্তর: খ) স্কেল বিশ্লেষণ: থার্মোমিটারের গায়ে তাপমাত্রা নির্দেশ করার জন্য যে দাগগুলো থাকে, তাকে স্কেল বলে। এটি সাধারণত সেলসিয়াস বা ফারেনহাইট এককে চিহ্নিত থাকে। ল্যাবরেটরিতে ব্যবহৃত থার্মোমিটারের স্কেল সাধারণত 0°C থেকে 100°C বা তারও বেশি হয়ে থাকে।
২. বস্তুর ভর মাপার জন্য ব্যবহৃত রাসায়নিক তুলাযন্ত্রের বাঁ-দিকের পাল্লায় কী রাখা উচিত? ক) বাটখারা খ) পদার্থের নমুনা গ) জল ঘ) থার্মোমিটার
সঠিক উত্তর: খ) পদার্থের নমুনা বিশ্লেষণ: রাসায়নিক তুলাযন্ত্রে ভর মাপার নিয়ম হলো— বাঁ-দিকের পাল্লায় পরিমাপযোগ্য বস্তু বা পদার্থের নমুনা রাখতে হয় এবং ডানদিকের পাল্লায় নির্দিষ্ট ওজনের বাটখারা চাপাতে হয়। বাটখারা ধরার জন্য সর্বদা চিমটে ব্যবহার করা বাঞ্ছনীয়।
৩. তরল পদার্থ গরম করার জন্য ব্যবহৃত ‘গোলতল ফ্লাস্ক’-এর আকৃতি কেমন হয়? ক) চৌকো খ) সরু গলা ও গোলাকার তলদেশ গ) ত্রিকোণ ঘ) সমতল
সঠিক উত্তর: খ) সরু গলা ও গোলাকার তলদেশ বিশ্লেষণ: গোলতল ফ্লাস্কের নিচের দিকটা সম্পূর্ণ গোলাকার হয়। এর ফলে বুনসেন বার্নারের তাপ ফ্লাস্কের তলদেশে সমানভাবে ছড়িয়ে পড়তে পারে, যা তরলকে সুষমভাবে গরম করতে সাহায্য করে।
৪. টাইট্রেশন বা রাসায়নিক মিশ্রণের কাজে ব্যবহৃত ‘কোনিক্যাল ফ্লাস্ক’-এর আকার কীরূপ? ক) শঙ্কু আকৃতির খ) গোলাকার গ) চোঙাকৃতির ঘ) চৌকো
সঠিক উত্তর: ক) শঙ্কু আকৃতির বিশ্লেষণ: কোনিক্যাল ফ্লাস্কের নিচের দিকটা চওড়া এবং ওপরের গলা সরু বা শঙ্কু আকৃতির হয়। এই বিশেষ আকৃতির জন্য ফ্লাস্কটি ঝাঁকানোর সময় ভেতরের তরল সহজে বাইরে ছিটকে পড়ে না।
৫. পরীক্ষাগারে গ্যাস প্রস্তুতির কাজে ব্যবহৃত ‘উলফ বোতল’-এর প্রধান বৈশিষ্ট্য কী? ক) এক-মুখবিশিষ্ট খ) দু-মুখবিশিষ্ট গ) তিন-মুখবিশিষ্ট ঘ) গোলাকার
সঠিক উত্তর: খ) দু-মুখবিশিষ্ট বিশ্লেষণ: উলফ বোতল হলো একটি কাচের পাত্র যার ওপরের দিকে দুটি মুখ থাকে। গ্যাস প্রস্তুতির সময় একটি মুখে দীর্ঘনল ফানেল (বিক্রিয়ক ঢালার জন্য) এবং অন্য মুখে নির্গমন নল (গ্যাস বের হওয়ার জন্য) যুক্ত করা হয়।
৬. পরীক্ষাগারে প্রস্তুত হওয়া গ্যাসকে সংগ্রহ করার জন্য কোন পাত্রটি ব্যবহার করা হয়? ক) বিকার খ) গ্যাসজার গ) টেস্টটিউব ঘ) কনিক্যাল ফ্লাস্ক
সঠিক উত্তর: খ) গ্যাসজার বিশ্লেষণ: গ্যাসজার হলো একটি লম্বা চোঙাকৃতির কাঁচের পাত্র, যার মুখে একটি ঢাকনা বা কাঁচের স্লাইড থাকে। জলের নিম্ন অপসারণ বা বায়ুর অপসারণ পদ্ধতিতে গ্যাস সংগ্রহ করার জন্য এটি ব্যবহার করা হয়।
৭. খুব সামান্য পরিমাণ রাসায়নিক নমুনা বা কঠিন পদার্থ রাখার জন্য কোন পাত্রটি উপযুক্ত? ক) গোলতল ফ্লাস্ক খ) ওয়াচ গ্লাস গ) গ্যাসজার ঘ) উলফ বোতল
সঠিক উত্তর: খ) ওয়াচ গ্লাস বিশ্লেষণ: ওয়াচ গ্লাস দেখতে অনেকটা ঘড়ির কাঁচের মতো, ঈষৎ অবতল আকৃতির। এটি সামান্য পরিমাণ কঠিন নমুনা রাখা, তরল শুকিয়ে স্ফটিক তৈরি করা বা বিকারের মুখ ঢাকার কাজে ব্যবহৃত হয়।
৮. তরল মিশ্রণ থেকে অদ্রাব্য কঠিন কণা আলাদা করতে মূলত কী ব্যবহার করা হয়? ক) ফানেল খ) ফিলটার কাগজ গ) পিপেট ঘ) বিকার
সঠিক উত্তর: খ) ফিলটার কাগজ বিশ্লেষণ: পরিস্রাবণ বা ফিলট্রেশন পদ্ধতিতে তরল থেকে ভাসমান অদ্রাব্য কঠিন পদার্থ আলাদা করতে বিশেষ ছিদ্রযুক্ত ফিলটার কাগজ ব্যবহার করা হয়। এটি ফানেলের ভেতর শঙ্কু আকারে ভাঁজ করে বসানো থাকে।
৯. ল্যাবরেটরিতে তরল বা রাসায়নিক পদার্থ গরম করতে তাপের প্রধান উৎস হিসেবে কী ব্যবহৃত হয়? ক) কাঠের আগুন খ) বুনসেন বার্নার বা স্পিরিট ল্যাম্প গ) বৈদ্যুতিক হিটার ঘ) সৌর তাপ
সঠিক উত্তর: খ) বুনসেন বার্নার বা স্পিরিট ল্যাম্প বিশ্লেষণ: পরীক্ষাগারে নিয়ন্ত্রিত ও ধোঁয়াহীন তাপের প্রয়োজন হয়। এর জন্য এলপিজি গ্যাসে চালিত বুনসেন বার্নার অথবা অ্যালকোহল বা স্পিরিট চালিত স্পিরিট ল্যাম্প ব্যবহার করা হয়।
১০. এক পাত্র থেকে সরু মুখের অন্য পাত্রে তরল ঢালতে কোন যন্ত্রটি সাহায্য করে? ক) তরল গরম করা খ) তরল এক পাত্র থেকে অন্য পাত্রে ঢালা (ছাঁকা) গ) গ্যাস সংগ্রহ ঘ) তাপমাত্রা মাপা
সঠিক উত্তর: খ) তরল এক পাত্র থেকে অন্য পাত্রে ঢালা (ছাঁকা) বিশ্লেষণ: ফানেলের ওপরের দিক চওড়া ও নিচের দিক সরু নলের মতো হয়। ফলে তরল পদার্থ সহজে সরু মুখের ফ্লাস্ক বা বোতলে ঢালা যায় এবং ফিলটার কাগজের সাহায্যে ছাঁকার কাজেও এটি অপরিহার্য।
পর্ব ২: অক্সিজেন গ্যাসের প্রস্তুতি ও ধর্ম
১১. হাইড্রোজেন পারক্সাইড (H₂O₂) থেকে সাধারণ তাপমাত্রায় অক্সিজেন গ্যাস তৈরিতে কোন অনুঘটক ব্যবহার করা হয়? ক) লোহা (Fe) খ) ম্যাঙ্গানিজ ডাইঅক্সাইড (MnO₂) গ) তামা (Cu) ঘ) প্লাটিনাম (Pt)
সঠিক উত্তর: খ) ম্যাঙ্গানিজ ডাইঅক্সাইড (MnO₂) বিশ্লেষণ: H₂O₂ নিজে থেকে খুব ধীরে ভেঙে জল ও অক্সিজেন তৈরি করে। কিন্তু সামান্য MnO₂ (অনুঘটক) যোগ করলে বিক্রিয়ার বেগ বহুগুণ বেড়ে যায় এবং দ্রুত অক্সিজেনের বুদবুদ নির্গত হতে থাকে। বিক্রিয়া শেষে MnO₂-এর ভর ও ধর্ম অপরিবর্তিত থাকে।
১২. সোডিয়াম পারঅক্সাইড (Na₂O₂) এবং জলের বিক্রিয়ায় অক্সিজেন ছাড়া আর কী উৎপন্ন হয়? ক) শুধু O₂ খ) O₂ ও NaOH গ) O₂ ও Na ঘ) শুধু H₂O
সঠিক উত্তর: খ) O₂ ও NaOH (সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড) বিশ্লেষণ: সোডিয়াম পারঅক্সাইডের ওপর ফোঁটা ফোঁটা জল ফেললে সাধারণ তাপমাত্রাতেই অক্সিজেন গ্যাস এবং ক্ষারীয় সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড (NaOH) তৈরি হয়।
১৩. পটাশিয়াম ক্লোরেট (KClO₃) থেকে অক্সিজেন প্রস্তুতির সময় ম্যাঙ্গানিজ ডাইঅক্সাইড না থাকলে কত তাপমাত্রার প্রয়োজন হয়? ক) ২৩০°C খ) ৬৫০°C গ) ১০০°C ঘ) ১০০০°C
সঠিক উত্তর: খ) ৬৫০°C বিশ্লেষণ: শুধুমাত্র পটাশিয়াম ক্লোরেটকে উত্তপ্ত করে অক্সিজেন পেতে প্রায় ৬৫০°C তাপমাত্রার প্রয়োজন। কিন্তু এর সাথে MnO₂ মিশিয়ে উত্তপ্ত করলে মাত্র ২৩০°C তাপমাত্রাতেই অক্সিজেন গ্যাস নির্গত হয়। এখানে MnO₂ ধনাত্মক অনুঘটক হিসেবে কাজ করে।
১৪. জলের তড়িৎ বিশ্লেষণের সময় অক্সিজেন গ্যাস কোন তড়িদ্দ্বারে জমা হয়? ক) ক্যাথোড (-) খ) অ্যানোড (+) গ) উভয় তড়িদ্দ্বারে ঘ) কোথাও নয়
সঠিক উত্তর: খ) অ্যানোড (+) বিশ্লেষণ: সামান্য অ্যাসিডযুক্ত জলের তড়িৎ বিশ্লেষণ করলে পজিটিভ মেরু বা অ্যানোডে অক্সিজেন গ্যাস (O₂) এবং নেগেটিভ মেরু বা ক্যাথোডে হাইড্রোজেন গ্যাস (H₂) উৎপন্ন হয়। উৎপন্ন হাইড্রোজেন ও অক্সিজেনের আয়তনের অনুপাত হয় ২:১।
১৫. নিচে উল্লিখিত কোনটি অক্সিজেন গ্যাসের একটি ভৌত ধর্ম? ক) সবুজ-হলুদ বর্ণ খ) বর্ণহীন, গন্ধহীন, স্বাদহীন গ) বাদামি রং ঘ) তীব্র গন্ধযুক্ত
সঠিক উত্তর: খ) বর্ণহীন, গন্ধহীন, স্বাদহীন বিশ্লেষণ: বিশুদ্ধ অক্সিজেন গ্যাসের কোনো রং, গন্ধ বা স্বাদ নেই। এটি বাতাসের চেয়ে সামান্য ভারী এবং জলে অল্প পরিমাণে দ্রবীভূত হতে পারে, যার সাহায্যে জলজ প্রাণীরা শ্বাসকার্য চালায়।
১৬. একটি অক্সিজেনপূর্ণ গ্যাসজারে শিখাহীন জ্বলন্ত পাটকাঠি প্রবেশ করালে কী ঘটবে? ক) নিভে যাবে খ) শিখাসহ জ্বলে উঠবে গ) ‘পপ’ শব্দ হবে ঘ) বিস্ফোরিত হবে
সঠিক উত্তর: খ) শিখাসহ জ্বলে উঠবে বিশ্লেষণ: অক্সিজেন নিজে জ্বলে না, কিন্তু অন্যকে জ্বলতে সাহায্য করে (দহনে সহায়ক)। তাই একটি নিভু নিভু জ্বলন্ত পাটকাঠি অক্সিজেনের সংস্পর্শে আসামাত্র উজ্জ্বল শিখায় জ্বলে ওঠে।
১৭. কার্বনকে পর্যাপ্ত অক্সিজেনের উপস্থিতিতে পোড়ালে কোন গ্যাস উৎপন্ন হয়? ক) কার্বন মনোক্সাইড (CO) খ) কার্বন ডাইঅক্সাইড (CO₂) গ) কার্বনিক অ্যাসিড (H₂CO₃) ঘ) মিথেন (CH₄)
সঠিক উত্তর: খ) কার্বন ডাইঅক্সাইড (CO₂) বিশ্লেষণ: কার্বন ও অক্সিজেনের বিক্রিয়ায় কার্বন ডাইঅক্সাইড গ্যাস তৈরি হয়। এই গ্যাস জলে দ্রবীভূত হয়ে কার্বনিক অ্যাসিড তৈরি করে, যা নীল লিটমাসকে লাল করে (অম্লীয় ধর্ম)।
১৮. সালফার বা গন্ধককে অক্সিজেনে পোড়ালে যে ঝাঁঝালো গন্ধযুক্ত গ্যাস উৎপন্ন হয়, তার নাম কী? ক) সালফার ডাইঅক্সাইড (SO₂) খ) সালফার ট্রাইঅক্সাইড (SO₃) গ) হাইড্রোজেন সালফাইড (H₂S) ঘ) সালফিউরিক অ্যাসিড (H₂SO₄)
সঠিক উত্তর: ক) সালফার ডাইঅক্সাইড (SO₂) বিশ্লেষণ: সালফার নীল শিখায় জ্বলে অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে সালফার ডাইঅক্সাইড তৈরি করে। এটি একটি অম্লীয় অক্সাইড এবং এর গন্ধ পোড়া বারুদ বা বাঁধাকপির মতো ঝাঁঝালো।
১৯. ম্যাগনেশিয়ামের ফিতাকে অক্সিজেনে পোড়ালে যে সাদা গুঁড়ো তৈরি হয়, তার প্রকৃতি কেমন? ক) অম্লীয় খ) ক্ষারীয় গ) প্রশম ঘ) পারঅক্সাইড
সঠিক উত্তর: খ) ক্ষারীয় বিশ্লেষণ: ম্যাগনেশিয়াম অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে ম্যাগনেশিয়াম অক্সাইড (MgO) গঠন করে। ধাতব অক্সাইডগুলো সাধারণত ক্ষারীয় প্রকৃতির হয়, তাই এটি জলে গুলে লাল লিটমাসকে নীল করে।
২০. জীবদেহে শ্বাসকার্যের সময় অক্সিজেনের প্রধান কাজ কী? ক) খাদ্য পরিপাক খ) গ্লুকোজ জারিত করে শক্তি (ATP) উৎপাদন গ) রক্ত জমাট বাঁধা ঘ) হরমোন তৈরি
সঠিক উত্তর: খ) গ্লুকোজ জারিত করে শক্তি (ATP) উৎপাদন বিশ্লেষণ: প্রশ্বাসের মাধ্যমে নেওয়া অক্সিজেন কোষের ভেতরে প্রবেশ করে গ্লুকোজকে জারিত করে। এর ফলে কার্বন ডাইঅক্সাইড, জল এবং প্রচুর পরিমাণ শক্তি (ATP বা তাপশক্তি) উৎপন্ন হয়, যা দিয়ে জীবদেহ বেঁচে থাকে।
২১. উত্তপ্ত সোডিয়াম ধাতুকে অতিরিক্ত অক্সিজেনে পোড়ালে প্রধানত কী তৈরি হয়? ক) সোডিয়াম অক্সাইড (Na₂O) খ) সোডিয়াম পারঅক্সাইড (Na₂O₂) গ) সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড (NaOH) ঘ) সোডিয়াম ডাইঅক্সাইড (NaO₂)
সঠিক উত্তর: খ) সোডিয়াম পারঅক্সাইড (Na₂O₂) বিশ্লেষণ: সোডিয়াম তীব্রভাবে অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে সোডিয়াম পারঅক্সাইড গঠন করে। এতে পারঅক্সো (-O-O-) বন্ধন উপস্থিত থাকে।
২২. ক্ষারীয় পটাশিয়াম পাইরোগ্যালেট দ্রবণ অক্সিজেন গ্যাস শোষণ করলে কোন রং ধারণ করে? ক) নীল খ) বাদামি গ) লাল ঘ) সবুজ
সঠিক উত্তর: খ) বাদামি বিশ্লেষণ: অক্সিজেন গ্যাস শনাক্তকরণ এবং শোষণের জন্য ক্ষারীয় পাইরোগ্যালেট দ্রবণ ব্যবহার করা হয়। বর্ণহীন এই দ্রবণ অক্সিজেন শোষণ করার সাথে সাথে গাঢ় বাদামি রং ধারণ করে।
পর্ব ৩: হাইড্রোজেন গ্যাসের প্রস্তুতি ও ধর্ম
২৩. হাইড্রোজেন গ্যাসের ভৌত বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে নিচের কোন তথ্যটি সঠিক? ক) সবচেয়ে ভারী গ্যাস খ) বর্ণহীন, গন্ধহীন, স্বাদহীন এবং সবচেয়ে হালকা গ্যাস গ) সবুজাভ-হলুদ গ্যাস ঘ) লালচে-বাদামি গ্যাস
সঠিক উত্তর: খ) বর্ণহীন, গন্ধহীন, স্বাদহীন এবং সবচেয়ে হালকা গ্যাস বিশ্লেষণ: হাইড্রোজেন হলো মহাবিশ্বের সবচেয়ে হালকা গ্যাস। এটি বাতাসের চেয়ে প্রায় ১৪.৪ গুণ হালকা। বিশুদ্ধ হাইড্রোজেনের নিজস্ব কোনো বর্ণ, গন্ধ বা স্বাদ নেই এবং এটি জলে প্রায় অদ্রবণীয়।
২৪. ল্যাবরেটরিতে হাইড্রোজেন গ্যাস শনাক্ত করার জন্য সবচেয়ে পরিচিত পরীক্ষা কোনটি? ক) জ্বলন্ত পাটকাঠি শিখাসহ জ্বলে খ) জ্বলন্ত দেশলাই কাঠি দিলে ‘পপ’ শব্দে নীল শিখায় জ্বলে গ) চুনজল ঘোলা হয় ঘ) লিটমাস লাল হয়
সঠিক উত্তর: খ) জ্বলন্ত দেশলাই কাঠি দিলে ‘পপ’ শব্দে নীল শিখায় জ্বলে বিশ্লেষণ: হাইড্রোজেন নিজে দাহ্য কিন্তু দহনে সাহায্য করে না। একটি গ্যাসজারে হাইড্রোজেন রেখে তার মুখে জ্বলন্ত দেশলাই কাঠি ধরলে মৃদু বিস্ফোরণ বা ‘পপ’ শব্দ হয় এবং গ্যাসটি নিজেই ফ্যাকাশে নীল শিখায় জ্বলতে থাকে।
২৫. হাইড্রোজেন ও ক্লোরিনের বিক্রিয়ায় হাইড্রোজেন ক্লোরাইড (HCl) গ্যাস তৈরির জন্য কোন শর্তটি উপযুক্ত? ক) অন্ধকারে খ) বিক্ষিপ্ত সূর্যালোকে গ) জলে ঘ) শূন্যস্থানে
সঠিক উত্তর: খ) বিক্ষিপ্ত সূর্যালোকে বিশ্লেষণ: হাইড্রোজেন ও ক্লোরিন গ্যাস অন্ধকারে মোটেও বিক্রিয়া করে না। সরাসরি প্রখর সূর্যালোকে এরা ভয়ানক বিস্ফোরণ ঘটিয়ে বিক্রিয়া করে। তাই নিরাপদ ও নিয়ন্ত্রিত বিক্রিয়ার জন্য বিক্ষিপ্ত বা পরোক্ষ সূর্যালোক (Diffused Sunlight) ব্যবহার করা হয়।
২৬. কালো রঙের কিউপ্রিক অক্সাইডের (CuO) ওপর দিয়ে হাইড্রোজেন গ্যাস চালনা করলে তামা (Cu) ও জল উৎপন্ন হয়। এখানে হাইড্রোজেন কী ধর্ম প্রদর্শন করে? ক) জারক খ) বিজারক গ) অনুঘটক ঘ) দ্রাবক
সঠিক উত্তর: খ) বিজারক বিশ্লেষণ: এই বিক্রিয়ায় হাইড্রোজেন (H₂) কিউপ্রিক অক্সাইড থেকে অক্সিজেন ছিনিয়ে নিয়ে নিজে জলে (H₂O) পরিণত হয়। যেহেতু হাইড্রোজেন অন্য পদার্থ থেকে অক্সিজেন অপসারণ করেছে, তাই এটি একটি শক্তিশালী বিজারক পদার্থ।
২৭. গলন্ত সালফারের ওপর দিয়ে হাইড্রোজেন গ্যাস চালনা করলে কোন গ্যাস উৎপন্ন হয়? ক) সালফিউরিক অ্যাসিড খ) হাইড্রোজেন সালফাইড (H₂S) গ) সালফার ডাইঅক্সাইড ঘ) সালফিউরাস অ্যাসিড
সঠিক উত্তর: খ) হাইড্রোজেন সালফাইড (H₂S) বিশ্লেষণ: সালফারের সাথে হাইড্রোজেনের প্রত্যক্ষ বিক্রিয়ায় হাইড্রোজেন সালফাইড গ্যাস তৈরি হয়। এই গ্যাসটি অত্যন্ত বিষাক্ত এবং এর গন্ধ পচা ডিমের মতো।
২৮. পরীক্ষাগারে জিংক (Zn) থেকে হাইড্রোজেন প্রস্তুতির সময় গাঢ় সালফিউরিক অ্যাসিডের (H₂SO₄) পরিবর্তে লঘু অ্যাসিড ব্যবহার করা হয় কেন? ক) গাঢ় অ্যাসিডে বিক্রিয়া খুব ধীর হয় খ) গাঢ় H₂SO₄ জারক হিসেবে কাজ করে ও H₂-এর বদলে SO₂ উৎপন্ন করে গ) লঘু অ্যাসিডের দাম কম ঘ) গাঢ় অ্যাসিড কাঁচের পাত্র ফাটিয়ে দেয়
সঠিক উত্তর: খ) গাঢ় H₂SO₄ জারক হিসেবে কাজ করে ও H₂-এর বদলে SO₂ উৎপন্ন করে বিশ্লেষণ: গাঢ় সালফিউরিক অ্যাসিড একটি তীব্র জারক পদার্থ। এটি জিংকের সাথে বিক্রিয়া করে হাইড্রোজেন গ্যাস উৎপন্ন হতে দেয় না, বরং নিজে বিজারিত হয়ে সালফার ডাইঅক্সাইড (SO₂) গ্যাস তৈরি করে। তাই সর্বদা লঘু অ্যাসিড ব্যবহার করতে হয়।
২৯. প্রকৃতিতে হাইড্রোজেনের মোট কয়টি আইসোটোপ বা সমস্থানিক পাওয়া যায়? ক) ২টি খ) ৩টি গ) ১টি ঘ) ৪টি
সঠিক উত্তর: খ) ৩টি বিশ্লেষণ: হাইড্রোজেনের তিনটি আইসোটোপ রয়েছে: ১. প্রোটিয়াম (সাধারণ হাইড্রোজেন, নিউট্রন নেই), ২. ডিউটেরিয়াম (ভারী হাইড্রোজেন, ১টি নিউট্রন), ৩. ট্রিটিয়াম (তেজস্ক্রিয়, ২টি নিউট্রন)। প্রকৃতিতে প্রোটিয়াম সবচেয়ে বেশি পাওয়া যায়।
৩০. শিল্পক্ষেত্রে হেবার পদ্ধতিতে অ্যামোনিয়া (NH₃) গ্যাস তৈরি করতে হাইড্রোজেনের সাথে আর কোন গ্যাস মেশানো হয়? ক) অক্সিজেন খ) নাইট্রোজেন গ) ক্লোরিন ঘ) কার্বন ডাইঅক্সাইড
সঠিক উত্তর: খ) নাইট্রোজেন (N₂) বিশ্লেষণ: নাইট্রোজেন এবং হাইড্রোজেন গ্যাস ১:৩ অনুপাতে মিশিয়ে প্রায় ২০০ বায়ুমণ্ডলীয় চাপে এবং ৫৫০°C উষ্ণতায় আয়রন চূর্ণ অনুঘটকের উপস্থিতিতে অ্যামোনিয়া গ্যাস উৎপন্ন করা হয়। এই অ্যামোনিয়া সার কারখানায় ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
৩১. মেলায় বিক্রি হওয়া গ্যাস বেলুনগুলো উপরের দিকে উড়তে থাকে কেন? ক) বেলুন রাবারের তৈরি বলে খ) ভেতরে থাকা হাইড্রোজেন গ্যাস বায়ুর চেয়ে প্রায় ১৪.৪ গুণ হালকা বলে গ) বেলুনে গরম বাতাস থাকে বলে ঘ) গ্যাসটি প্রচুর তাপ উৎপন্ন করে
সঠিক উত্তর: খ) ভেতরে থাকা হাইড্রোজেন গ্যাস বায়ুর চেয়ে প্রায় ১৪.৪ গুণ হালকা বলে বিশ্লেষণ: হাইড্রোজেনের ঘনত্ব বাতাসের ঘনত্বের চেয়ে অনেক কম। আর্কিমিডিসের সূত্র অনুযায়ী, বাতাসের ঊর্ধ্বমুখী প্লবতা বল বেলুনের ওজনের চেয়ে বেশি হয়, তাই বেলুন আকাশের দিকে উড়তে থাকে। (তবে দাহ্য হওয়ায় বর্তমানে হাইড্রোজেনের বদলে নিষ্ক্রিয় হিলিয়াম গ্যাস বেশি ব্যবহৃত হয়)।
৩২. সদ্য প্রস্তুত বা পারমাণবিক হাইড্রোজেন (Nascent Hydrogen) সাধারণ হাইড্রোজেন অণুর (H₂) তুলনায় কেমন হয়? ক) কম সক্রিয় খ) অত্যন্ত সক্রিয় ও শক্তিশালী বিজারক গ) সম্পূর্ণ নিষ্ক্রিয় ঘ) তরল প্রকৃতির
সঠিক উত্তর: খ) অত্যন্ত সক্রিয় ও শক্তিশালী বিজারক বিশ্লেষণ: রাসায়নিক বিক্রিয়ার ঠিক যে মুহূর্তে হাইড্রোজেন উৎপন্ন হয়, তখন তা অণু (H₂) গঠন না করে একক পরমাণু (H) হিসেবে থাকে। একে পারমাণবিক হাইড্রোজেন বলে। এটি সাধারণ হাইড্রোজেনের চেয়ে অনেক বেশি রাসায়নিক শক্তিসম্পন্ন এবং তীব্র বিজারক।
৩৩. ‘অধিশোষিত হাইড্রোজেন’ (Occluded Hydrogen) বলতে কী বোঝায়? ক) জলে দ্রবীভূত হাইড্রোজেন খ) কিছু নির্দিষ্ট ধাতু (যেমন প্যালাডিয়াম, প্লাটিনাম) কর্তৃক শোষিত হাইড্রোজেন গ) বায়ুমণ্ডলের ওপরের স্তরের হাইড্রোজেন ঘ) মাটির নিচে থাকা হাইড্রোজেন
সঠিক উত্তর: খ) কিছু নির্দিষ্ট ধাতু কর্তৃক শোষিত হাইড্রোজেন বিশ্লেষণ: প্যালাডিয়াম (Pd), প্লাটিনাম (Pt), নিকেল (Ni)-এর মতো কিছু ধাতু সাধারণ তাপমাত্রায় প্রচুর পরিমাণ হাইড্রোজেন গ্যাস নিজেদের মধ্যে শোষণ করে আটকে রাখতে পারে। ধাতুর ভেতরে আবদ্ধ এই হাইড্রোজেনকেই অধিশোষিত হাইড্রোজেন বলা হয়।
৩৪. পরীক্ষাগারে হাইড্রোজেন প্রস্তুতির সময় দীর্ঘনল ফানেলের শেষ প্রান্তটি কেন সর্বদা তরলের (অ্যাসিড মিশ্রিত জলের) নিচে ডুবিয়ে রাখতে হয়? ক) জল গরম রাখতে খ) বায়ুনিরুদ্ধতা (Water Seal) বজায় রাখতে, যাতে গ্যাস ফানেল দিয়ে বেরিয়ে না যায় গ) অ্যাসিড দ্রুত মেশাতে ঘ) বিক্রিয়া থামিয়ে দিতে
সঠিক উত্তর: খ) বায়ুনিরুদ্ধতা (Water Seal) বজায় রাখতে, যাতে গ্যাস ফানেল দিয়ে বেরিয়ে না যায় বিশ্লেষণ: ফানেলের নলটি তরলে ডোবানো থাকলে তা একটি ‘জলের তালা’ বা ‘ওয়াটার সিল’ তৈরি করে। ফলে উৎপন্ন হালকা হাইড্রোজেন গ্যাস কোনোভাবেই ফানেলের নল দিয়ে উল্টোপথে বাইরে বেরোতে পারে না, তাকে বাধ্য হয়ে নির্গমন নল দিয়েই গ্যাসজারে যেতে হয়।
অষ্টম শ্রেণির পরিবেশ ও বিজ্ঞান – তৃতীয় অধ্যায়: কয়েকটি গ্যাসের পরিচিতি (অক্সিজেন ও হাইড্রোজেন)
পশ্চিমবঙ্গ মধ্যশিক্ষা পর্ষদের (WBBSE) অষ্টম শ্রেণির পরিবেশ ও বিজ্ঞান বিষয়ের ‘কয়েকটি গ্যাসের পরিচিতি’ অধ্যায়টি পরীক্ষার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। ছাত্রছাত্রীদের সহজে মনে রাখার ও পরীক্ষায় নিখুঁত উত্তর লেখার সুবিধার্থে এই অধ্যায়ের বাছাই করা সংক্ষিপ্ত ও রচনাধর্মী প্রশ্নোত্তরগুলো সহজ ভাষায় এবং সম্পূর্ণ নতুনভাবে সাজিয়ে দেওয়া হলো।
সংক্ষিপ্ত প্রশ্নোত্তর (SAQ) – মান ২/৩
১. রসায়নাগারে বা পরীক্ষাগারে ব্যবহৃত প্রধান কয়েকটি কাচপাত্রের নাম, আকৃতি ও ব্যবহার ছকের সাহায্যে লেখো।
| পাত্রের নাম | আকৃতি | প্রধান ব্যবহার |
|---|---|---|
| টেস্টটিউব | সরু ও লম্বা, একমুখ খোলা কাঁচের নল | অল্প পরিমাণ রাসায়নিক নিয়ে পরীক্ষা করা। |
| গোলতল ফ্লাস্ক | গোলাকার তলদেশ ও সরু গলাযুক্ত | তরল গরম করা এবং পাতন প্রক্রিয়ায়। |
| কোনিক্যাল ফ্লাস্ক | শঙ্কু আকৃতির, নিচের দিক চওড়া | টাইট্রেশন এবং দ্রবণ তৈরির কাজে। |
| বিকার (Beaker) | চোঙাকৃতি, মুখে তরল ঢালার খাঁজ থাকে | দ্রবণ তৈরি ও তরল পদার্থ গরম করতে। |
| উলফ বোতল | দুটি মুখবিশিষ্ট কাঁচের পাত্র | পরীক্ষাগারে গ্যাস (H₂, CO₂) প্রস্তুতির কাজে। |
| গ্যাসজার | ঢাকনাযুক্ত চোঙাকৃতির কাঁচপাত্র | উৎপন্ন গ্যাস সংগ্রহ ও সংরক্ষণ করতে। |
| ওয়াচ গ্লাস | ঘড়ির কাঁচের মতো অর্ধ-গোলাকার | বিকার ঢাকা দিতে বা অল্প কঠিন নমুনা রাখতে। |
২. ল্যাবরেটরিতে ফানেল, পিপেট, বুরেট ও ফিলটার কাগজের মূল কাজ কী?
- ফানেল: ওপরের দিক চওড়া (শঙ্কু আকৃতির) এবং নিচের দিক সরু নলের মতো। সরু মুখের পাত্রে তরল ঢালতে বা ছাঁকতে এটি ব্যবহৃত হয়। গ্যাস প্রস্তুতিতে বিকারক ঢালতে ‘দীর্ঘনল ফানেল’ কাজে লাগে।
- পিপেট: নির্দিষ্ট আয়তনের (যেমন— ৫ মি.লি, ১০ মি.লি) তরল পদার্থ নিখুঁতভাবে মেপে অন্য পাত্রে স্থানান্তরিত করার জন্য ব্যবহৃত হয়।
- বুরেট: এটি একটি দাগকাটা লম্বা কাঁচের নল, যার নিচে তরল নিয়ন্ত্রণের জন্য স্টপকক থাকে। টাইট্রেশনের সময় প্রয়োজনীয় তরলের সঠিক মাপ নিতে এটি ব্যবহার করা হয়।
- ফিলটার কাগজ: তরলের মধ্যে মিশে থাকা অদ্রাব্য কঠিন কণাকে ছেঁকে আলাদা করার (পরিস্রাবণ) জন্য ফানেলের ভেতরে এই বিশেষ কাগজ রাখা হয়।
৩. পরীক্ষাগারে হাইড্রোজেন পারক্সাইড (H₂O₂) থেকে কীভাবে অক্সিজেন গ্যাস প্রস্তুত করা হয়?
- উপকরণ: H₂O₂-এর লঘু দ্রবণ, ম্যাঙ্গানিজ ডাইঅক্সাইড (MnO₂) গুঁড়ো এবং একটি টেস্টটিউব।
- পদ্ধতি: টেস্টটিউবে সামান্য H₂O₂ দ্রবণ নিয়ে তাতে এক চিমটে MnO₂ গুঁড়ো ফেলে দেওয়া হলো। দেখা যাবে দ্রুত বুদবুদ আকারে গ্যাস বেরোচ্ছে। টেস্টটিউবের মুখে একটি নিভু নিভু পাটকাঠি ধরলে সেটি উজ্জ্বল শিখায় জ্বলে ওঠে, যা প্রমাণ করে গ্যাসটি অক্সিজেন।
- সমীকরণ: 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂↑
- MnO₂-এর ভূমিকা: এখানে MnO₂ ধনাত্মক অনুঘটক হিসেবে কাজ করে, যা বিক্রিয়ার বেগ দ্রুত বৃদ্ধি করে কিন্তু নিজে অপরিবর্তিত থাকে।
৪. পটাশিয়াম ক্লোরেট (KClO₃) থেকে অক্সিজেন প্রস্তুতির সমীকরণ লেখো এবং এতে MnO₂-এর ভূমিকা কী?
- সমীকরণ: 2KClO₃ → 2KCl + 3O₂↑ (শর্ত: MnO₂ অনুঘটক এবং প্রায় 230°C উষ্ণতা)।
- MnO₂-এর ভূমিকা: শুধুমাত্র KClO₃-কে উত্তপ্ত করে অক্সিজেন পেতে প্রায় 650°C তাপমাত্রার প্রয়োজন হয়। কিন্তু এর সাথে MnO₂ মিশিয়ে উত্তপ্ত করলে মাত্র 230°C তাপমাত্রাতেই অক্সিজেন নির্গত হয়। অর্থাৎ, এটি বিক্রিয়ার তাপমাত্রা কমিয়ে দেয় এবং গতি বাড়ায়।
- সতর্কতা: ব্যবহৃত MnO₂-এর মধ্যে কয়লা বা কোনো জৈব পদার্থ থাকা চলবে না, থাকলে মারাত্মক বিস্ফোরণ ঘটতে পারে।
৫. অক্সিজেন গ্যাসের রাসায়নিক ধর্মগুলি উদাহরণ ও সমীকরণসহ লেখো।
- অধাতুর সাথে বিক্রিয়া (অম্লীয় অক্সাইড গঠন): কার্বন বা সালফার অক্সিজেনে পুড়ে অম্লীয় অক্সাইড তৈরি করে। C + O₂ → CO₂ S + O₂ → SO₂
- ধাতুর সাথে বিক্রিয়া (ক্ষারীয় অক্সাইড গঠন): ম্যাগনেশিয়াম অক্সিজেনের উপস্থিতিতে পুড়ে সাদা গুঁড়ো (ম্যাগনেশিয়াম অক্সাইড) উৎপন্ন করে, যা ক্ষারীয় প্রকৃতির। 2Mg + O₂ → 2MgO
- পারঅক্সাইড গঠন: সোডিয়াম অক্সিজেনে পুড়ে সোডিয়াম পারঅক্সাইড গঠন করে। 2Na + O₂ → Na₂O₂
৬. ‘অক্সিজেন শোষক’ (O₂ Absorbent) কাদের বলা হয়? উদাহরণ দাও। যেসব পদার্থ নিজেদের মধ্যে অক্সিজেন গ্যাসকে শুষে নিতে বা আটকে রাখতে পারে, তাদের অক্সিজেন শোষক বলে। গ্যাস মিশ্রণ থেকে অক্সিজেন দূর করতে বা শনাক্ত করতে এদের ব্যবহার করা হয়।
- উদাহরণ: ১. ক্ষারীয় পটাশিয়াম পাইরোগ্যালেট: এটি বর্ণহীন দ্রবণ, যা অক্সিজেন শোষণ করে গাঢ় বাদামি রং ধারণ করে। ২. অ্যামোনিয়াযুক্ত কিউপ্রাস ক্লোরাইড: অক্সিজেন শোষণ করার পর এটি নীল বর্ণ ধারণ করে।
৭. হাইড্রোজেন গ্যাসকে ‘সবচেয়ে হালকা গ্যাস’ বলা হয় কেন? এর ভৌত ধর্মগুলি কী কী?
- সবচেয়ে হালকা: হাইড্রোজেনের ঘনত্ব (0.0899 g/L) বায়ুর ঘনত্বের চেয়ে প্রায় ১৪.৪ গুণ কম। এই কারণেই হাইড্রোজেন-ভর্তি বেলুন অনায়াসে বাতাসে ভেসে ওপরের দিকে উঠতে থাকে।
- ভৌত ধর্ম: ১. এটি সম্পূর্ণ বর্ণহীন, গন্ধহীন এবং স্বাদহীন একটি গ্যাস। ২. এটি নিজে দাহ্য (জ্বলে যায়) কিন্তু অন্যকে জ্বলতে সাহায্য করে না। ৩. এটি জলে প্রায় অদ্রবণীয়।
৮. হাইড্রোজেনের রাসায়নিক ধর্ম (ধাতু ও অধাতুর সাথে বিক্রিয়া) সমীকরণসহ লেখো।
- অধাতুর সাথে বিক্রিয়া: প্রখর সূর্যালোকের উপস্থিতিতে হাইড্রোজেন ও ক্লোরিন গ্যাস বিস্ফোরকভাবে বিক্রিয়া করে হাইড্রোজেন ক্লোরাইড তৈরি করে। H₂ + Cl₂ → 2HCl
- ধাতুর সাথে বিক্রিয়া: উত্তপ্ত সোডিয়াম বা ক্যালসিয়ামের ওপর দিয়ে হাইড্রোজেন চালনা করলে ধাতব হাইড্রাইড তৈরি হয়। 2Na + H₂ → 2NaH (সোডিয়াম হাইড্রাইড)
- বিজারক ধর্ম: কালো কিউপ্রিক অক্সাইডের ওপর দিয়ে হাইড্রোজেন পাঠালে সেটি বিজারিত হয়ে লালচে তামায় পরিণত হয়। CuO + H₂ → Cu + H₂O
৯. পরীক্ষাগারে জিংক (Zn) এবং লঘু সালফিউরিক অ্যাসিড (H₂SO₄) থেকে কীভাবে হাইড্রোজেন প্রস্তুত করা হয়?
- পদ্ধতি: একটি উলফ বোতলে জিংকের ছিবড়ে নিয়ে বোতলের এক মুখে দীর্ঘনল ফানেল ও অন্য মুখে নির্গমন নল লাগানো হয়। ফানেলের শেষ প্রান্ত বোতলে থাকা জলের নিচে ডুবিয়ে রাখা হয়। এরপর ফানেল দিয়ে ধীরে ধীরে লঘু H₂SO₄ ঢালা হয়। জিংক ও অ্যাসিডের বিক্রিয়ায় হাইড্রোজেন গ্যাস উৎপন্ন হয়, যা নির্গমন নল দিয়ে বেরিয়ে আসে এবং জল অপসারণ পদ্ধতিতে গ্যাসজারে সংগৃহীত হয়।
- সমীকরণ: Zn + H₂SO₄(লঘু) → ZnSO₄ + H₂↑
- সতর্কতা: এই বিক্রিয়ায় কোনোভাবেই গাঢ় H₂SO₄ ব্যবহার করা যাবে না, কারণ এটি জারক হওয়ায় হাইড্রোজেনের বদলে সালফার ডাইঅক্সাইড (SO₂) গ্যাস তৈরি করবে।
১০. ‘পারমাণবিক হাইড্রোজেন’ এবং ‘অধিশোষিত হাইড্রোজেন’ বলতে কী বোঝো?
- পারমাণবিক হাইড্রোজেন (Nascent Hydrogen): রাসায়নিক বিক্রিয়ার ঠিক যে মুহূর্তে হাইড্রোজেন উৎপন্ন হয়, তখন তা অণু (H₂) গঠন না করে একক পরমাণু (H) হিসেবে থাকে। এটি সাধারণ হাইড্রোজেনের চেয়ে অনেক বেশি সক্রিয় এবং অত্যন্ত শক্তিশালী বিজারক।
- অধিশোষিত হাইড্রোজেন (Occluded Hydrogen): প্যালাডিয়াম (Pd), প্লাটিনাম (Pt) বা নিকেলের (Ni) মতো কিছু ধাতু সাধারণ তাপমাত্রায় প্রচুর পরিমাণ হাইড্রোজেন গ্যাস নিজেদের মধ্যে শোষণ করে আটকে রাখে। ধাতুর ভেতরে আবদ্ধ এই হাইড্রোজেনকেই অধিশোষিত হাইড্রোজেন বলা হয়।
১১. অম্লীয়, ক্ষারীয় এবং প্রশম অক্সাইড কাকে বলে? ছকের সাহায্যে উদাহরণ দাও।
| অক্সাইডের ধরন | কীভাবে তৈরি হয় | উদাহরণ | জলের সাথে বিক্রিয়া | লিটমাস পরীক্ষা |
|---|---|---|---|---|
| অম্লীয় অক্সাইড | অধাতু + অক্সিজেন | CO₂, SO₂ | অ্যাসিড তৈরি করে (CO₂ + H₂O → H₂CO₃) | নীল লিটমাস লাল হয় |
| ক্ষারীয় অক্সাইড | ধাতু + অক্সিজেন | MgO, CaO, Na₂O | ক্ষার তৈরি করে (CaO + H₂O → Ca(OH)₂) | লাল লিটমাস নীল হয় |
| প্রশম অক্সাইড | নির্দিষ্ট কিছু অধাতু | CO, NO, N₂O | জলের সাথে বিক্রিয়া করে না | রঙের পরিবর্তন হয় না |
১২. অক্সিজেন ও হাইড্রোজেনের মধ্যে তুলনামূলক আলোচনা করো।
| বিষয় | অক্সিজেন (O₂) | হাইড্রোজেন (H₂) |
|---|---|---|
| দাহ্যতা | নিজে জ্বলে না, কিন্তু দহনে সাহায্য করে। | নিজে দাহ্য (জ্বলে), কিন্তু দহনে সহায়ক নয়। |
| শনাক্তকরণ | শিখাহীন জ্বলন্ত পাটকাঠি উজ্জ্বল শিখায় জ্বলে ওঠে। | জ্বলন্ত কাঠি ধরলে ‘পপ’ শব্দে নীল শিখায় জ্বলে। |
| ঘনত্ব | বাতাসের চেয়ে প্রায় ১.১ গুণ ভারী। | বাতাসের চেয়ে প্রায় ১৪.৪ গুণ হালকা। |
| রাসায়নিক ধর্ম | এটি একটি শক্তিশালী জারক পদার্থ। | এটি একটি শক্তিশালী বিজারক পদার্থ। |
১৩. গ্যাস সংগ্রহের ‘জল অপসারণ’ এবং ‘বায়ু অপসারণ’ পদ্ধতির মধ্যে পার্থক্য কী?
- জল অপসারণ পদ্ধতি: যে গ্যাসগুলো জলে দ্রবীভূত হয় না (যেমন— অক্সিজেন, হাইড্রোজেন), তাদের জলপূর্ণ গ্যাসজারের ভেতরে বুদবুদ আকারে প্রবেশ করিয়ে সংগ্রহ করা হয়। গ্যাসটি ওপরের দিকে জমা হয় এবং জলকে নিচের দিকে সরিয়ে দেয়।
- বায়ু অপসারণ পদ্ধতি: যে গ্যাস জলে দ্রবণীয়, তাদের এই পদ্ধতিতে সংগ্রহ করা হয়। গ্যাসটি বাতাসের চেয়ে হালকা হলে ‘ঊর্ধ্বমুখী বায়ু অপসারণ’ (যেমন— অ্যামোনিয়া) এবং ভারী হলে ‘নিম্নমুখী বায়ু অপসারণ’ (যেমন— কার্বন ডাইঅক্সাইড) পদ্ধতিতে সংগ্রহ করা হয়।
রচনাধর্মী প্রশ্নোত্তর (Broad Questions) – মান ৫
১. রসায়নাগারে গ্যাস প্রস্তুত ও সংগ্রহের জন্য প্রয়োজনীয় সাধারণ সরঞ্জামগুলির বর্ণনা দাও এবং পরীক্ষাগারের নিরাপত্তা বিধিগুলি লেখো।
প্রয়োজনীয় সরঞ্জাম: পরীক্ষাগারে যেকোনো পরীক্ষার জন্য সঠিক যন্ত্রপাতির প্রয়োজন।
- তাপের উৎস: রাসায়নিক পদার্থ গরম করার জন্য স্পিরিট ল্যাম্প বা এলপিজি চালিত বুনসেন বার্নার ব্যবহার করা হয়।
- বিকার ও ফ্লাস্ক: দ্রবণ মেশানোর জন্য বিকার এবং তরল ফোটানোর জন্য গোলতল ফ্লাস্ক ব্যবহৃত হয়।
- উলফ বোতল ও দীর্ঘনল ফানেল: হাইড্রোজেন বা কার্বন ডাইঅক্সাইডের মতো গ্যাস প্রস্তুতির সময় বিকারক মেশাতে এবং গ্যাস বাইরে আনার জন্য উলফ বোতল অপরিহার্য। এর এক মুখে দীর্ঘনল ফানেল থাকে, যার প্রান্ত সর্বদা তরলে ডোবানো রাখতে হয় যাতে গ্যাস উল্টোপথে না বেরোয় (বায়ুনিরুদ্ধতা)।
- গ্যাসজার: নির্গমন নল দিয়ে বেরিয়ে আসা গ্যাস সংগ্রহ করার জন্য কাঁচের ঢাকনাযুক্ত গ্যাসজার ব্যবহার করা হয়।
নিরাপত্তা বিধি:
- অ্যাসিড বা ক্ষার নিয়ে কাজ করার সময় অবশ্যই ল্যাব কোট এবং সুরক্ষা চশমা পরতে হবে।
- হাইড্রোজেন বা অন্য কোনো দাহ্য গ্যাস প্রস্তুতির সময় আশেপাশে আগুন বা জ্বলন্ত বার্নার রাখা যাবে না।
- টেস্টটিউব গরম করার সময় তার মুখ নিজের বা সহপাঠীর দিকে রাখা বিপজ্জনক।
২. পরীক্ষাগারে H₂O₂, Na₂O₂ এবং KClO₃ থেকে অক্সিজেন (O₂) গ্যাস প্রস্তুতির তিনটি পদ্ধতির বর্ণনা দাও।
- পদ্ধতি ১ (H₂O₂ থেকে): সাধারণ তাপমাত্রায় হাইড্রোজেন পারক্সাইড দ্রবণে সামান্য ম্যাঙ্গানিজ ডাইঅক্সাইড (MnO₂) যোগ করলেই দ্রুত অক্সিজেন গ্যাস বুদবুদ আকারে নির্গত হয়। সমীকরণ: 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂↑
- পদ্ধতি ২ (Na₂O₂ থেকে): একটি ফ্লাস্কে সোডিয়াম পারঅক্সাইড নিয়ে তার ওপর ফোঁটা ফোঁটা জল ফেললে সাধারণ তাপমাত্রাতেই অক্সিজেন গ্যাস উৎপন্ন হয়। এর জন্য কোনো তাপ বা অনুঘটকের প্রয়োজন হয় না। সমীকরণ: 2Na₂O₂ + 2H₂O → 4NaOH + O₂↑
- পদ্ধতি ৩ (KClO₃ থেকে): ৪ ভাগ পটাশিয়াম ক্লোরেটের সাথে ১ ভাগ ম্যাঙ্গানিজ ডাইঅক্সাইড মিশিয়ে একটি হার্ড গ্লাস টেস্টটিউবে প্রায় 230°C তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করলে অক্সিজেন পাওয়া যায়। সমীকরণ: 2KClO₃ → 2KCl + 3O₂↑
৩. অক্সিজেনের ভৌত ও রাসায়নিক ধর্মগুলি আলোচনা করো। দহন ও শ্বাসকার্যে অক্সিজেনের অপরিহার্যতা ব্যাখ্যা করো।
ভৌত ও রাসায়নিক ধর্ম: অক্সিজেন বর্ণ, গন্ধ ও স্বাদহীন একটি গ্যাস। এটি রাসায়নিকভাবে একটি শক্তিশালী জারক। অধাতুর সাথে যুক্ত হয়ে এটি অম্লীয় অক্সাইড (যেমন— SO₂, CO₂) এবং ধাতুর সাথে যুক্ত হয়ে ক্ষারীয় অক্সাইড (যেমন— MgO) তৈরি করে। উচ্চ তাপমাত্রায় অক্সিজেন অণু ভেঙে পারমাণবিক অক্সিজেন (O) তৈরি করে, যা অত্যন্ত সক্রিয়।
দহন ও শ্বাসকার্যে ভূমিকা:
- দহন: অক্সিজেন নিজে জ্বলে না, কিন্তু যেকোনো জ্বালানিকে পুড়তে সাহায্য করে। অক্সিজেনের অনুপস্থিতিতে আগুন জ্বলতে পারে না।
- শ্বাসকার্য: উদ্ভিদ ও প্রাণী উভয়ের বেঁচে থাকার জন্য অক্সিজেন অপরিহার্য। প্রশ্বাসের সাথে নেওয়া অক্সিজেন জীবকোষে প্রবেশ করে গ্লুকোজকে জারিত করে এবং কার্বন ডাইঅক্সাইড, জল ও জীবনধারণের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি (ATP) উৎপন্ন করে (C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + শক্তি)।
৪. পরীক্ষাগারে হাইড্রোজেন (H₂) প্রস্তুতির নীতি, সমীকরণ ও সতর্কতা বিস্তারিতভাবে লেখো। গাঢ় সালফিউরিক অ্যাসিড কেন ব্যবহার করা হয় না?
প্রস্তুতির নীতি ও সমীকরণ: সাধারণ তাপমাত্রায় অবিশুদ্ধ জিংক (দস্তাচূর্ণ) এবং লঘু সালফিউরিক অ্যাসিডের বিক্রিয়া ঘটিয়ে পরীক্ষাগারে হাইড্রোজেন গ্যাস প্রস্তুত করা হয়। সমীকরণ: Zn + H₂SO₄(লঘু) → ZnSO₄ + H₂↑
পদ্ধতি ও সতর্কতা: উলফ বোতলে জিংকের টুকরো নিয়ে দীর্ঘনল ফানেল দিয়ে লঘু অ্যাসিড ঢালা হয়। ফানেলের শেষ প্রান্তটি সর্বদা অ্যাসিড-জলের মিশ্রণে ডুবিয়ে রাখতে হয়, যাতে গ্যাস লিক না করে। প্রথমদিকে উৎপন্ন গ্যাস কিছুটা বায়ুর সাথে মিশে থাকে, তাই কিছুক্ষণ পর নির্গমন নল দিয়ে বেরোনো বিশুদ্ধ গ্যাসটিকে ‘জলের নিম্ন অপসারণ’ পদ্ধতিতে উল্টানো গ্যাসজারে সংগ্রহ করা হয়।
গাঢ় অ্যাসিড ব্যবহার না করার কারণ: গাঢ় সালফিউরিক অ্যাসিড একটি তীব্র জারক। এটি জিংকের সাথে বিক্রিয়া করে হাইড্রোজেন গ্যাস উৎপন্ন হতে দেয় না; বরং নিজে বিজারিত হয়ে বিষাক্ত সালফার ডাইঅক্সাইড (SO₂) গ্যাস তৈরি করে।
৫. হাইড্রোজেনের প্রধান রাসায়নিক ধর্মগুলি এবং আধুনিক শিল্পে এর ব্যবহার আলোচনা করো।
রাসায়নিক ধর্ম:
- দাহ্যতা: হাইড্রোজেন নিজে নীল শিখায় জ্বলে এবং অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে জল উৎপন্ন করে (2H₂ + O₂ → 2H₂O)।
- বিজারক ধর্ম: হাইড্রোজেন একটি চমৎকার বিজারক পদার্থ। এটি উত্তপ্ত ধাতব অক্সাইড থেকে অক্সিজেন ছিনিয়ে নিয়ে ধাতুকে মুক্ত করে (যেমন— CuO + H₂ → Cu + H₂O)।
- যৌগ গঠন: উপযুক্ত শর্তে এটি নাইট্রোজেনের সাথে বিক্রিয়া করে অ্যামোনিয়া (NH₃) এবং ক্লোরিনের সাথে বিক্রিয়া করে হাইড্রোজেন ক্লোরাইড (HCl) গ্যাস তৈরি করে।
শিল্পে ব্যবহার:
- অ্যামোনিয়া উৎপাদন: হেবার পদ্ধতিতে নাইট্রোজেন ও হাইড্রোজেন থেকে অ্যামোনিয়া তৈরি করা হয়, যা থেকে ইউরিয়া ও অন্যান্য রাসায়নিক সার তৈরি হয়।
- ভ্যানাস্পতি শিল্প: নিকেল অনুঘটকের উপস্থিতিতে উদ্ভিজ্জ তেলের সাথে হাইড্রোজেন যুক্ত করে (Hydrogenation) ভ্যানাস্পতি ঘি বা মার্জারিন তৈরি করা হয়।
- ভবিষ্যতের জ্বালানি: হাইড্রোজেন পুড়লে দূষক গ্যাস তৈরি হয় না, শুধু জল তৈরি হয়। তাই মহাকাশযানের রকেটে এবং আধুনিক গ্রিন ফুয়েল হিসেবে এর ব্যবহার বাড়ছে।
৬. জারণ-বিজারণ ধারণার ভিত্তিতে অক্সিজেন এবং হাইড্রোজেনের ভূমিকা উদাহরণসহ ব্যাখ্যা করো।
আধুনিক জারণ-বিজারণ তত্ত্ব অনুযায়ী:
- অক্সিজেনের ভূমিকা (জারক): অক্সিজেন হলো ইলেকট্রন গ্রহণকারী পদার্থ। যে রাসায়নিক বিক্রিয়ায় অক্সিজেন যুক্ত হয়, সেখানে অন্য পদার্থটি জারিত হয়। যেমন: 2Mg + O₂ → 2MgO। এখানে ম্যাগনেশিয়াম (Mg) ইলেকট্রন বর্জন করে জারিত হয়েছে এবং অক্সিজেন সেই ইলেকট্রন গ্রহণ করে বিজারিত হয়েছে। তাই অক্সিজেন একটি শক্তিশালী জারক।
- হাইড্রোজেনের ভূমিকা (বিজারক): হাইড্রোজেন হলো ইলেকট্রন দাতা। এটি অন্য যৌগের ভেতর থেকে অক্সিজেনকে অপসারণ করতে পারে। যেমন: CuO + H₂ → Cu + H₂O। এখানে হাইড্রোজেন নিজে অক্সিজেন যুক্ত হয়ে জারিত হয়েছে (জল তৈরি করেছে) এবং কিউপ্রিক অক্সাইডকে (CuO) বিজারিত করে ধাতব তামায় (Cu) পরিণত করেছে। তাই হাইড্রোজেন একটি শক্তিশালী বিজারক।
৭. একটি ছকের মাধ্যমে অক্সিজেন ও হাইড্রোজেন গ্যাস প্রস্তুতি, সংগ্রহ ও শনাক্তকরণের মূল পার্থক্যগুলি তুলে ধরো।
| বৈশিষ্ট্য | অক্সিজেন (O₂) | হাইড্রোজেন (H₂) |
|---|---|---|
| ল্যাবরেটরি প্রস্তুতি | H₂O₂ দ্রবণে MnO₂ অনুঘটক যোগ করে বা KClO₃ ও MnO₂ মিশ্রণ উত্তপ্ত করে। | উলফ বোতলে জিংকের ছিবড়ে এবং লঘু H₂SO₄ অ্যাসিডের বিক্রিয়া ঘটিয়ে। |
| প্রধান শর্ত | KClO₃ ব্যবহারের সময় তাপ ও অনুঘটক (MnO₂) লাগে। | সাধারণ তাপমাত্রাতেই বিক্রিয়া হয়, তাপ বা অনুঘটক লাগে না। |
| গ্যাস সংগ্রহ পদ্ধতি | জলের নিম্ন অপসারণ পদ্ধতিতে গ্যাসজার সোজা রেখে সংগ্রহ করা হয়। | জলের নিম্ন অপসারণ পদ্ধতিতে গ্যাসজার উল্টো করে রেখে সংগ্রহ করা হয় (কারণ এটি খুব হালকা)। |
| শনাক্তকরণ পরীক্ষা | শিখাহীন জ্বলন্ত পাটকাঠি গ্যাসজারে ধরলে তা উজ্জ্বল শিখায় জ্বলে ওঠে। | গ্যাসজারের মুখে জ্বলন্ত দেশলাই ধরলে ‘পপ’ শব্দ করে নীল শিখায় গ্যাসটি নিজেই জ্বলতে থাকে। |
| রাসায়নিক প্রকৃতি | তীব্র জারক, অম্লীয় ও ক্ষারীয় অক্সাইড তৈরি করে। | তীব্র বিজারক, ধাতুর সাথে হাইড্রাইড তৈরি করে। |
শিক্ষার্থীদের জন্য বিশেষ টিপস (FAQ)
- পরীক্ষাগারে গ্যাস সংগ্রহের সময় ‘বায়ু অপসারণ’ কেন করতে হয়? গ্যাস তৈরির শুরুতে পাত্রের ভেতরে থাকা বাতাস উৎপন্ন গ্যাসের সাথে মিশে যায়। তাই প্রথম দিকের গ্যাস বাইরে বের করে দিতে হয়। হাইড্রোজেনের সাথে বাতাস মিশে থাকলে আগুন ধরানোর সময় মারাত্মক বিস্ফোরণ হতে পারে।
- ‘পপ’ টেস্ট কী? হাইড্রোজেন গ্যাস শনাক্ত করার সবচেয়ে সহজ উপায়। জ্বলন্ত কাঠি ধরলে মৃদু বিস্ফোরণের মতো ‘পপ’ শব্দ হয়, এটাই পপ টেস্ট।
- অনুঘটক (Catalyst) কী? যে পদার্থ রাসায়নিক বিক্রিয়ার বেগ বাড়ায় বা কমায়, কিন্তু বিক্রিয়া শেষে নিজের ভর ও ধর্মে কোনো পরিবর্তন হয় না, তাকে অনুঘটক বলে। যেমন, অক্সিজেন প্রস্তুতিতে MnO₂।