ক্লোরিনের (Cl) রসায়ন - অনুশীলন প্রশ্ন

বহু-নির্বাচনী প্রশ্ন (MCQs)

প্রশ্ন 1

ক্লোরিন গ্যাস ঠান্ডা, লঘু সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড জলীয় দ্রবণের সাথে বিক্রিয়া করে কী উৎপন্ন করে? A) সোডিয়াম ক্লোরেট এবং সোডিয়াম ক্লোরাইড B) সোডিয়াম হাইপোক্লোরাইট এবং সোডিয়াম ক্লোরাইড C) সোডিয়াম ক্লোরাইড এবং জল D) সোডিয়াম ক্লোরাইট এবং সোডিয়াম ক্লোরাইড

সমাধান: সঠিক বিকল্পটি হল B) সোডিয়াম হাইপোক্লোরাইট এবং সোডিয়াম ক্লোরাইড।

ব্যাখ্যা: ক্লোরিন ক্ষারের সাথে অসমঞ্জসতা বিক্রিয়া করে। ঠান্ডা এবং লঘু NaOH এর সাথে ক্লোরিন সোডিয়াম হাইপোক্লোরাইট (NaClO) এবং সোডিয়াম ক্লোরাইড (NaCl) তৈরি করে। বিক্রিয়াটি হল: Cl₂ + 2NaOH (cold, dilute) \rightarrow NaCl + NaClO + H₂O এই বিক্রিয়ায়, ক্লোরিন একই সাথে জারিত (+1 এ NaClO-তে) এবং বিজারিত (-1 এ NaCl-এ) হয়।

প্রশ্ন 2

ক্লোরিনের ব্লিচিং ক্রিয়া হয় এর কারণে: A) জারণ B) বিজারণ C) ক্লোরিনেশন D) হাইড্রোজিনেশন

সমাধান: সঠিক বিকল্পটি হল A) জারণ।

ব্যাখ্যা: ক্লোরিন তার জারক ধর্মের কারণে একটি ব্লিচিং এজেন্ট হিসাবে কাজ করে। আর্দ্রতার উপস্থিতিতে, ক্লোরিন জায়মান অক্সিজেন মুক্ত করে, যা ব্লিচিং ক্রিয়ার জন্য দায়ী। এই প্রক্রিয়া রঙিন পদার্থকে বর্ণহীন পদার্থে জারিত করে। Cl₂ + H₂O \rightarrow HCl + HOCl HOCl \rightarrow HCl + [O] (জায়মান অক্সিজেন) রঙিন পদার্থ + [O] \rightarrow বর্ণহীন পদার্থ

প্রশ্ন 3

ক্লোরিন সম্পর্কে নিম্নলিখিত বিবৃতিগুলির মধ্যে কোনটি ভুল? A) এটি একটি সবুজাভ-হলুদ গ্যাস। B) এটিতে একটি তীব্র এবং বিরক্তিকর গন্ধ আছে। C) এটি জলে স্বল্প পরিমাণে দ্রবণীয়। D) এটি ফ্লোরিনের চেয়ে শক্তিশালী জারক পদার্থ।

সমাধান: সঠিক বিকল্পটি হল D) এটি ফ্লোরিনের চেয়ে শক্তিশালী জারক পদার্থ।

ব্যাখ্যা: A) ক্লোরিন সত্যিই একটি সবুজাভ-হলুদ গ্যাস। B) ক্লোরিনের একটি বৈশিষ্ট্যপূর্ণ তীব্র এবং বিরক্তিকর গন্ধ আছে। C) ক্লোরিন জলে মাঝারিভাবে দ্রবণীয়, ক্লোরিন জল তৈরি করে। D) ফ্লোরিন সবচেয়ে তড়িৎ ঋণাত্মক মৌল এবং ক্লোরিন সহ সমস্ত হ্যালোজেনের মধ্যে সবচেয়ে শক্তিশালী জারক পদার্থ। জারণ ক্ষমতা F₂ থেকে I₂ পর্যন্ত গ্রুপে নিচের দিকে হ্রাস পায়।

অ্যাসার্শন-রিজন প্রশ্ন

নিম্নলিখিত প্রশ্নগুলিতে দুটি বিবৃতি রয়েছে, একটি অ্যাসার্শন (A) এবং অন্যটি রিজন (R) হিসাবে চিহ্নিত। এই দুটি বিবৃতি সাবধানে পরীক্ষা করুন এবং সিদ্ধান্ত নিন যে অ্যাসার্শন (A) এবং রিজন (R) উভয়ই স্বতন্ত্রভাবে সত্য এবং রিজন (R) অ্যাসার্শন (A) এর সঠিক ব্যাখ্যা কিনা। নিম্নলিখিত কোডগুলি থেকে আপনার উত্তর নির্বাচন করুন: A) A এবং R উভয়ই সত্য এবং R হল A এর সঠিক ব্যাখ্যা। B) A এবং R উভয়ই সত্য কিন্তু R হল A এর সঠিক ব্যাখ্যা নয়। C) A সত্য কিন্তু R মিথ্যা। D) A মিথ্যা কিন্তু R সত্য।

প্রশ্ন 1

অ্যাসার্শন (A): HCl, HBr এর চেয়ে শক্তিশালী বিজারক পদার্থ। রিজন (R): H-Cl এর বন্ধন বিয়োজন এনথালপি H-Br এর চেয়ে কম।

সমাধান: সঠিক বিকল্পটি হল D) A মিথ্যা কিন্তু R সত্য।

ব্যাখ্যা: অ্যাসার্শন (A): হাইড্রোজেন হ্যালাইডগুলির বিজারণ ক্ষমতা HF থেকে HI পর্যন্ত গ্রুপে নিচের দিকে বৃদ্ধি পায়। সুতরাং, বিজারণ ক্ষমতার দিক থেকে HI > HBr > HCl > HF। অতএব, HCl, HBr এর চেয়ে দুর্বল বিজারক পদার্থ। সুতরাং, অ্যাসার্শন A মিথ্যা। রিজন (R): একই ধরনের বন্ধনের জন্য বন্ধন বিয়োজন এনথালপি সাধারণত গ্রুপে নিচের দিকে হ্রাস পায়। H-F (568 kJ/mol) > H-Cl (431 kJ/mol) > H-Br (366 kJ/mol) > H-I (299 kJ/mol)। তাই, H-Cl এর বন্ধন বিয়োজন এনথালপি H-Br এর চেয়ে বেশি। সুতরাং, রিজন (R) সত্য।

প্রশ্ন 2

অ্যাসার্শন (A): ঠান্ডা, লঘু NaOH এর সাথে ক্লোরিনের বিক্রিয়া একটি অসমঞ্জসতা বিক্রিয়া। রিজন (R): এই বিক্রিয়ায়, ক্লোরিন একই সাথে জারিত এবং বিজারিত হয়।

সমাধান: সঠিক বিকল্পটি হল A) A এবং R উভয়ই সত্য এবং R হল A এর সঠিক ব্যাখ্যা।

ব্যাখ্যা: অ্যাসার্শন (A): অসমঞ্জসতা বিক্রিয়া হল এক ধরনের রেডক্স বিক্রিয়া যেখানে একটি একক মৌল একই সাথে জারিত এবং বিজারিত হয়। ঠান্ডা, লঘু NaOH এর সাথে ক্লোরিনের বিক্রিয়াটি হল: Cl₂(0) + 2NaOH \rightarrow NaCl(-1) + NaClO(+1) + H₂O এখানে, ক্লোরিন জারণ অবস্থা 0 থেকে -1 (NaCl-এ বিজারিত) এবং +1 (NaClO-তে জারিত) এ পরিবর্তিত হয়। সুতরাং, অ্যাসার্শন A সত্য। রিজন (R): উপরে ব্যাখ্যা করা হয়েছে, ক্লোরিন (জারণ অবস্থা 0) Cl⁻ (জারণ অবস্থা -1) এ বিজারিত হয় এবং ClO⁻ (জারণ অবস্থা +1) এ জারিত হয়। একই মৌলের এই একই সাথে জারণ এবং বিজারণই অসমঞ্জসতা বিক্রিয়ার সংজ্ঞা। সুতরাং, রিজন R সত্য এবং A এর সঠিক ব্যাখ্যা।

সংক্ষিপ্ত উত্তর প্রশ্ন

প্রশ্ন 1

ক্লোরিন কেন একটি ব্লিচিং এজেন্ট হিসাবে কাজ করে তা ব্যাখ্যা করুন। এটি কি স্থায়ী নাকি অস্থায়ী রংগুলিকে ব্লিচ করে?

নমুনা উত্তর: ক্লোরিন তার শক্তিশালী জারক ধর্মের কারণে, বিশেষ করে আর্দ্রতার উপস্থিতিতে, একটি ব্লিচিং এজেন্ট হিসাবে কাজ করে।

1. জলের সাথে বিক্রিয়া: যখন ক্লোরিন গ্যাস (Cl₂) জলের (H₂O) সংস্পর্শে আসে, তখন এটি হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড (HCl) এবং হাইপোক্লোরাস অ্যাসিড (HOCl) গঠন করে। Cl₂ (g) + H₂O (l) \rightarrow HCl (aq) + HOCl (aq)
2. জায়মান অক্সিজেন গঠন: হাইপোক্লোরাস অ্যাসিড (HOCl) অস্থির এবং সহজেই বিয়োজিত হয়ে হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড (HCl) এবং অত্যন্ত সক্রিয় জায়মান অক্সিজেন ([O]) উৎপন্ন করে। HOCl (aq) \rightarrow HCl (aq) + [O]
3. রঙিন পদার্থের জারণ: এই জায়মান অক্সিজেন একটি শক্তিশালী জারক পদার্থ। এটি পদার্থের মধ্যে উপস্থিত রঙিন জৈব পদার্থের সাথে বিক্রিয়া করে, সেগুলিকে বর্ণহীন যৌগে জারিত করে। রঙিন পদার্থ + [O] \rightarrow বর্ণহীন পদার্থ ক্লোরিন স্থায়ী রংগুলিকে জারিত করে স্থিতিশীল বর্ণহীন পণ্যগুলিতে পরিণত করে ব্লিচ করে। এর ব্লিচিং ক্রিয়া স্থায়ী। সালফার ডাই অক্সাইড (SO₂) দ্বারা ব্লিচিং (বিজারণের কারণে) এর বিপরীতে, যা অস্থায়ী।

প্রশ্ন 2

ক্লোরিন গ্যাসের পরীক্ষাগার প্রস্তুতি বর্ণনা করুন। বিক্রিয়াটির সুষম রাসায়নিক সমীকরণ লিখুন।

নমুনা উত্তর: পরীক্ষাগারে, ক্লোরিন গ্যাস সাধারণত ম্যাঙ্গানিজ ডাই অক্সাইড (MnO₂) এর মতো একটি শক্তিশালী জারক পদার্থ দ্বারা ঘন হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড (HCl) এর জারণের মাধ্যমে প্রস্তুত করা হয়।

প্রস্তুত প্রণালী:

1. একটি গোলাকার তলযুক্ত ফ্লাস্কে ঘন হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড নেওয়া হয়।
2. ফ্লাস্কে ম্যাঙ্গানিজ ডাই অক্সাইড পাউডার যোগ করা হয়।
3. ফ্লাস্কটি আলতো করে গরম করা হয়।
4. ক্লোরিন গ্যাস উৎপন্ন হয়, যা বাতাসের ঊর্ধ্বমুখী অপসারণের মাধ্যমে (যেহেতু এটি বাতাসের চেয়ে ঘন) অথবা জল (HCl ধোঁয়া অপসারণের জন্য) এবং তারপর ঘন সালফিউরিক অ্যাসিড (গ্যাস শুষ্ক করার জন্য) এর মধ্য দিয়ে চালনা করে সংগ্রহ করা যেতে পারে।

সুষম রাসায়নিক সমীকরণ: MnO₂ (s) + 4HCl (conc.) \rightarrow MnCl₂ (aq) + Cl₂ (g) + 2H₂O (l)

বিকল্প পদ্ধতি (সম্পূর্ণতার জন্য সংক্ষিপ্ত উল্লেখ):

• পটাশিয়াম পারম্যাঙ্গানেট (KMnO₄) এর উপর ঘন HCl এর ক্রিয়া দ্বারা। 2KMnO₄ + 16HCl \rightarrow 2KCl + 2MnCl₂ + 8H₂O + 5Cl₂
• লেড ডাই অক্সাইড (PbO₂) এর উপর ঘন HCl এর ক্রিয়া দ্বারা। PbO₂ + 4HCl \rightarrow PbCl₂ + 2H₂O + Cl₂

উচ্চ-স্তরের চিন্তন দক্ষতা (HOTS) প্রশ্ন

প্রশ্ন 1

যদিও ফ্লোরিন ক্লোরিনের চেয়ে বেশি তড়িৎ ঋণাত্মক মৌল, এবং উভয়ই দ্বি-পরমাণু অণু (F₂ এবং Cl₂) হিসাবে বিদ্যমান, তবুও ক্লোরিন ফ্লোরিনের চেয়ে শিল্পক্ষেত্রে একটি ব্লিচিং এজেন্ট হিসাবে বেশি ব্যবহৃত হয়। কেন? ব্যাখ্যা করুন।

বিস্তারিত রাসায়নিক ব্যাখ্যা: এই প্রশ্নটি বিক্রিয়াশীলতা বনাম খরচ এবং নিয়ন্ত্রণের ব্যবহারিক দিকগুলি অনুসন্ধান করে।

1. বিক্রিয়াশীলতা এবং জারণ ক্ষমতা:

   • ফ্লোরিন (F₂) পর্যায় সারণীর সবচেয়ে তড়িৎ ঋণাত্মক মৌল এবং সবচেয়ে শক্তিশালী জারক পদার্থ। এর প্রমাণ তড়িৎদ্বার বিভব (F₂/F⁻ এর জন্য E° = +2.87 V) ক্লোরিনের (Cl₂/Cl⁻ এর জন্য E° = +1.36 V) তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি। এটি নির্দেশ করে যে F₂ এর ইলেকট্রন গ্রহণ করে বিজারিত হওয়ার (অর্থাৎ, অন্যান্য পদার্থকে জারিত করার) প্রবণতা Cl₂ এর তুলনায় অনেক বেশি।
   • F₂ জলের সাথে বিস্ফোরক এবং তীব্রভাবে বিক্রিয়া করে হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড (HF) এবং অক্সিজেন (O₂), অথবা কখনও কখনও ওজোন (O₃) উৎপন্ন করে, হাইপোফ্লুওরাস অ্যাসিড (HOF) তৈরি করার পরিবর্তে যা অত্যন্ত অস্থির এবং বিস্ফোরক। 2F₂ (g) + 2H₂O (l) \rightarrow 4HF (aq) + O₂ (g) এই বিক্রিয়াটি অত্যন্ত জোরালো এবং নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন। O₂ বা O₃ এর গঠন মানে F₂ ক্লোরিনের মতো HOF বিয়োজনের মাধ্যমে নিয়ন্ত্রিত উপায়ে ব্লিচিংয়ের জন্য প্রয়োজনীয় জায়মান অক্সিজেন তৈরি করে না।
   • অন্যদিকে, ক্লোরিন (Cl₂) জলের সাথে মাঝারিভাবে বিক্রিয়া করে হাইপোক্লোরাস অ্যাসিড (HOCl) এবং হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড (HCl) গঠন করে। Cl₂ (g) + H₂O (l) \rightarrow HCl (aq) + HOCl (aq) তারপর HOCl বিয়োজিত হয়ে জায়মান অক্সিজেন [O] উৎপন্ন করে, যা প্রকৃত ব্লিচিং এজেন্ট। HOCl \rightarrow HCl + [O] এই বিক্রিয়াটি নিয়ন্ত্রণযোগ্য, যা চরম বিপদ ছাড়াই একটি টেকসই এবং কার্যকর ব্লিচিং ক্রিয়া প্রদান করে।

2. নিয়ন্ত্রণ এবং নির্বাচনযোগ্যতা:

   • ফ্লোরিনের চরম বিক্রিয়াশীলতা এটিকে অত্যন্ত নির্বিচারী করে তোলে। এটি প্রায় যেকোনো কিছুর সাথে বিক্রিয়া করে, যার মধ্যে সাবস্ট্রেট নিজেই বা ব্লিচিং যন্ত্রপাতির উপাদানগুলিও রয়েছে, যা প্রায়শই নির্বাচনমূলক ব্লিচিংয়ের পরিবর্তে অবনতির দিকে নিয়ে যায়। এর বিক্রিয়াগুলি নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন, যা এটিকে বেশিরভাগ শিল্প ব্লিচিং প্রক্রিয়ার জন্য অবাস্তব করে তোলে।
   • ক্লোরিনের বিক্রিয়াশীলতা, যদিও শক্তিশালী, তবে এটি আরও মাঝারি এবং নিয়ন্ত্রণযোগ্য। এটি প্রাথমিকভাবে পদার্থের মধ্যে ক্রোমোফোরগুলিকে (রং সৃষ্টিকারী গ্রুপ) জারিত করে, পদার্থটিকে অতিরিক্ত ক্ষতিগ্রস্ত না করে, বিশেষ করে নিয়ন্ত্রিত পরিস্থিতিতে (যেমন, নির্দিষ্ট pH, তাপমাত্রা)।

3. খরচ এবং পরিচালনা:

   • ফ্লোরিন উৎপাদন এবং নিরাপদে পরিচালনা করা অনেক বেশি ব্যয়বহুল কারণ এর চরম বিক্রিয়াশীলতা এবং ক্ষয়কারী প্রকৃতি। বিশেষায়িত, নিষ্ক্রিয় সরঞ্জামের প্রয়োজন হয়, যা পরিচালনার খরচ বাড়ায়।
   • ক্লোরিন উৎপাদন তুলনামূলকভাবে সস্তা এবং এর পরিচালনা, যদিও সতর্কতা প্রয়োজন, শিল্প স্কেলে অনেক কম শ্রমসাধ্য এবং আরও সহজ।

সংক্ষেপে, ফ্লোরিন একটি শক্তিশালী জারক পদার্থ হওয়া সত্ত্বেও, জল এবং অন্যান্য পদার্থের সাথে এর অনিয়ন্ত্রিত এবং নির্বিচারী বিক্রিয়াশীলতা, উচ্চ খরচ এবং নিরাপত্তা উদ্বেগের সাথে মিলিত হয়ে, এটিকে বেশিরভাগ শিল্প ব্লিচিং অ্যাপ্লিকেশনের জন্য অনুপযুক্ত করে তোলে। ক্লোরিন, এর আরও মাঝারি এবং নিয়ন্ত্রণযোগ্য জারণ ক্ষমতা এবং জলীয় দ্রবণে দক্ষতার সাথে জায়মান অক্সিজেন তৈরি করার ক্ষমতা সহ, একটি আরও ব্যবহারিক এবং ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত ব্লিচিং এজেন্ট হিসাবে প্রমাণিত হয়।