যদি A ও B পাত্রের দ্রবণ মিশ্রিত করা হয়-
i. উৎপন্ন গ্যাসের আয়তন 1-12 L হয়
ii. উৎপন্ন গ্যাসটি চুনের পানিকে ঘোলা করতে পারে
iii. উৎপন্ন গ্যাসটি থেকে মিথেন প্রস্তুত করা সম্ভব
নিচের কোনটি সঠিক?

উদ্দীপকের পাত্র A-তে 500 mL ডেসিমোলার \((\text{0.1 M})\) H\(_2\)SO\(_4\) দ্রবণ এবং পাত্র B-তে 500 mL \(0.2 \text{ M}\) Na\(_2\)CO\(_3\) দ্রবণ রয়েছে। যখন এই দুটি দ্রবণ মিশ্রিত করা হবে, তখন তাদের মধ্যে একটি প্রশমন বিক্রিয়া সংঘটিত হবে:

H\(_2\)SO\(_4\)(aq) + Na\(_2\)CO\(_3\)(aq) \(\rightarrow\) Na\(_2\)SO\(_4\)(aq) + H\(_2\)O(l) + CO\(_2\)(g)

এই বিক্রিয়ায় কার্বন ডাই অক্সাইড (CO\(_2\)) গ্যাস উৎপন্ন হয়। এখন, আমরা প্রতিটি পাত্রের বিক্রিয়কের মোল সংখ্যা নির্ণয় করব:

পাত্র A (H\(_2\)SO\(_4\)):

    
• দ্রবণের ঘনমাত্রা (S) = \(0.1 \text{ M}\)
    
• দ্রবণের আয়তন (V) = \(500 \text{ mL} = 0.5 \text{ L}\)
    
• মোল সংখ্যা (n\(_\text{H}_2\text{SO}_4\)) = \(S \times V = 0.1 \times 0.5 = 0.05 \text{ মোল}\)

পাত্র B (Na\(_2\)CO\(_3\)):

    
• দ্রবণের ঘনমাত্রা (S) = \(0.2 \text{ M}\)
    
• দ্রবণের আয়তন (V) = \(500 \text{ mL} = 0.5 \text{ L}\)
    
• মোল সংখ্যা (n\(_\text{Na}_2\text{CO}_3\)) = \(S \times V = 0.2 \times 0.5 = 0.1 \text{ মোল}\)

বিক্রিয়া অনুযায়ী, 1 মোল H\(_2\)SO\(_4\) এর সাথে 1 মোল Na\(_2\)CO\(_3\) বিক্রিয়া করে। আমাদের কাছে \(0.05\) মোল H\(_2\)SO\(_4\) এবং \(0.1\) মোল Na\(_2\)CO\(_3\) আছে। যেহেতু H\(_2\)SO\(_4\) এর মোল সংখ্যা কম, তাই এটি লিমিটিং বিক্রিয়ক। অতএব, \(0.05\) মোল H\(_2\)SO\(_4\) সম্পূর্ণভাবে বিক্রিয়া করবে এবং \(0.05\) মোল CO\(_2\) উৎপন্ন হবে।

এবার আমরা প্রদত্ত বিবৃতিগুলো যাচাই করব:

i. উৎপন্ন গ্যাসের আয়তন \(1.12 \text{ L}\) হয়

প্রমাণ তাপমাত্রা ও চাপে (STP) 1 মোল যেকোনো গ্যাসের আয়তন \(22.4 \text{ L}\) হয়।

সুতরাং, \(0.05\) মোল CO\(_2\) এর আয়তন = \(0.05 \text{ মোল} \times 22.4 \text{ L/মোল} = 1.12 \text{ L}\)

এই বিবৃতিটি সঠিক।

ii. উৎপন্ন গ্যাসটি চুনের পানিকে ঘোলা করতে পারে

উৎপন্ন গ্যাসটি হলো কার্বন ডাই অক্সাইড (CO\(_2\))। কার্বন ডাই অক্সাইড চুনের পানি (ক্যালসিয়াম হাইড্রোক্সাইড, Ca(OH)\(_2\)) এর সাথে বিক্রিয়া করে অদ্রবণীয় ক্যালসিয়াম কার্বনেট (CaCO\(_3\)) উৎপন্ন করে, যা চুনের পানিকে ঘোলা করে।

CO\(_2\)(g) + Ca(OH)\(_2\)(aq) \(\rightarrow\) CaCO\(_3\)(s)\(\downarrow\) + H\(_2\)O(l)

এই বিবৃতিটি সঠিক।

iii. উৎপন্ন গ্যাসটি থেকে মিথেন প্রস্তুত করা সম্ভব

উৎপন্ন গ্যাসটি হলো কার্বন ডাই অক্সাইড (CO\(_2\))। কার্বন ডাই অক্সাইডকে উপযুক্ত অনুঘটকের উপস্থিতিতে হাইড্রোজেনের সাথে বিক্রিয়া করিয়ে মিথেন (CH\(_4\)) প্রস্তুত করা যায়। এটি সাবাতিয়ার বিক্রিয়া (Sabatier reaction) নামে পরিচিত।

CO\(_2\) + 4H\(_2\) \(\xrightarrow{\text{catalyst}}\) CH\(_4\) + 2H\(_2\)O

এই বিবৃতিটি সঠিক।

যেহেতু তিনটি বিবৃতিই সঠিক, তাই সঠিক উত্তর হবে i, ii ও iii।