এসিড, ক্ষার, লবন ও সাবান

"উত্তর: ক
◈ সঠিক উত্তর: pH
✦ বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
❖ School-level সংজ্ঞায়—
pH = −log₁₀[H⁺]
অর্থাৎ H⁺ concentration যত বাড়ে pH তত কমে এবং দ্রবণ তত বেশি acidic হয়।
❖ উদাহরণ:
➤ [H⁺] = 10⁻³ mol/L হলে pH = 3
➤ [H⁺] = 10⁻⁷ mol/L হলে pH = 7
➤ [H⁺] = 10⁻¹⁰ mol/L হলে pH = 10
❖ IUPAC-এর কঠোর সংজ্ঞায় concentration নয়, hydrogen-ion activity ব্যবহৃত হয়। তাই dilute ideal solution-এ concentration formula একটি approximation।
◉ অন্য অপশনগুলোর বিশ্লেষণ:
❖ ক. pH ⇒ H⁺ activity/concentration-এর negative logarithmic measure; সঠিক।
❖ খ. PF ⇒ acid–base chemistry-তে এখানে প্রযোজ্য standard quantity নয়।
❖ গ. Acid ⇒ proton donor বা acid species বোঝায়, logarithmic quantity নয়।
❖ ঘ. Base ⇒ proton acceptor বা OH⁻-producing substance; pH-এর সংজ্ঞা নয়।"

উত্তর: খ
◈ সঠিক উত্তর: হাইড্রোজেন আয়ন—অধিক নির্ভুলভাবে H⁺-এর activity
✦ বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
❖ pH সরাসরি Mg²⁺ বা Ca²⁺-এর concentration পরিমাপ করে না; এটি solution-এর hydrogen ion activity-এর সঙ্গে সম্পর্কিত।
❖ pH কম ⇒ H⁺ activity বেশি ⇒ বেশি acidic।
❖ pH বেশি ⇒ H⁺ activity কম এবং তুলনামূলকভাবে OH⁻-এর প্রাধান্য বেশি ⇒ basic।
➤ Water hardness নির্ধারণে Ca²⁺ ও Mg²⁺ গুরুত্বপূর্ণ।
➤ কিন্তু pH ≠ hardness।
◉ অন্য অপশনগুলোর বিশ্লেষণ:
❖ ক. Magnesium ⇒ hardness-এর একটি কারণ; pH নয়।
❖ খ. Hydrogen ⇒ পরীক্ষার ভাষায় H⁺-এর পরিমাণ/কার্যকর activity বোঝায়; সঠিক।
❖ গ. Calcium ⇒ hardness-সৃষ্টিকারী ion; pH-এর সরাসরি মাপক নয়।
❖ ঘ. কোনোটিই নয় ⇒ ভুল।

উত্তর: খ
✦ বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
❖ ২৫°C-এ dilute aqueous solution নিয়ে introductory chemistry-তে pH scale সাধারণত ০ থেকে ১৪ পর্যন্ত দেখানো হয়। OpenStax-ও standard teaching scale-এ ০–১৪ range ব্যবহার করে।
➤ 0–6.9 ⇒ acidic
➤ 7 ⇒ neutral
➤ 7.1–14 ⇒ basic
✦ তথ্য-সংশোধনী:
❖✦ pH (Potential of Hydrogen) হলো কোনো জলীয় দ্রবণের অম্লত্ব বা ক্ষারত্ব প্রকাশের একটি লগারিদমিক পরিমাপ।
✦ সাধারণভাবে ২৫°C তাপমাত্রায় pH স্কেলকে ০ থেকে ১৪ পর্যন্ত দেখানো হয়।
pH < 7
অম্লীয়
pH = 7
নিরপেক্ষ
pH > 7
ক্ষারীয়
✦ অম্লীয় দ্রবণ: pH ৭-এর কম। pH যত কম, দ্রবণের অম্লত্ব তত বেশি।
✦ নিরপেক্ষ দ্রবণ: pH ৭ (২৫°C তাপমাত্রায় বিশুদ্ধ পানি)।
✦ ক্ষারীয় দ্রবণ: pH ৭-এর বেশি। pH যত বেশি, দ্রবণের ক্ষারত্ব তত বেশি।
✦ বিশেষ ক্ষেত্রে: অত্যন্ত ঘন অম্লীয় দ্রবণের pH ঋণাত্মক এবং অত্যন্ত ক্ষারীয় দ্রবণের pH ১৪-এর বেশি হতে পারে।
✦ সূত্র: pH = −log₁₀[H⁺] (পাতলা দ্রবণের জন্য প্রচলিত আনুমানিক সূত্র)। কঠোর বৈজ্ঞানিক সংজ্ঞায় হাইড্রোজেন আয়নের activity ব্যবহৃত হয়।
✦ প্রবর্তক: ডেনিশ রসায়নবিদ এস. পি. এল. সোরেনসেন (S. P. L. Sørensen), ১৯০৯ সালে।
পরীক্ষার জন্য মনে রাখুন: pH স্কেলের প্রচলিত বিস্তৃতি ০–১৪। তবে এটি কঠোর সর্বনিম্ন ও সর্বোচ্চ সীমা নয়। নিরপেক্ষ pH সব তাপমাত্রায় ৭ হয় না।

উত্তর: খ
◈ সঠিক উত্তর: ৭ — ২৫°C-এ
✦ বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
❖ Neutral solution-এ:
[H₃O⁺] = [OH⁻]
২৫°C-এ water-এর ion product:
Kᵥ = 1.0 × 10⁻¹⁴
ফলে pure neutral water-এর pH ≈ 7।
✦ তথ্যগত সূক্ষ্মতা:
❖ Neutral মান সব temperature-এ ঠিক 7 নয়। কারণ Kᵥ temperature-dependent। Neutrality-এর আসল criterion হলো [H₃O⁺] = [OH⁻]।
◉ অন্য অপশনগুলোর বিশ্লেষণ:
❖ ক. ১ ⇒ strongly acidic।
❖ খ. ৭ ⇒ ২৫°C-এ neutral; সঠিক।
❖ গ. ১৪ ⇒ strongly basic textbook value।
❖ ঘ. কোনোটিই নয় ⇒ ভুল।

উত্তর: গ
◈ সঠিক উত্তর: প্রায় ৭.৪
✦ বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
❖ Normal arterial blood pH সাধারণত 7.35–7.45; এর midpoint প্রায় 7.40। NCBI Clinical Methods-এ এই normal range দেওয়া হয়েছে।
❖ তাই পরীক্ষায় ৭.৪ সর্বোত্তম উত্তর।
➤ pH < 7.35 ⇒ acidemia
➤ pH > 7.45 ⇒ alkalemia
❖ Blood pH নিয়ন্ত্রণে bicarbonate buffer, lungs-এর CO₂ regulation এবং kidney-এর H⁺/HCO₃⁻ handling গুরুত্বপূর্ণ।
◉ অন্য অপশনগুলোর বিশ্লেষণ:
❖ ক. ৭.০ ⇒ normal arterial blood-এর জন্য মারাত্মক acidic।
❖ খ. ৭.২ ⇒ acidemia।
❖ গ. ৭.৪ ⇒ normal midpoint; সঠিক।
❖ ঘ. ৭.৬ ⇒ marked alkalemia।

উত্তর: ক
◈ সঠিক উত্তর: Henderson–Hasselbalch সমীকরণ
✦ বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
❖ Acidic buffer-এর জন্য:
pH = pKₐ + log([A⁻]/[HA])
এই equation-ই Henderson–Hasselbalch equation। OpenStax এটি buffer solution-এর pH calculation-এর জন্য ব্যবহৃত standard relation হিসেবে উল্লেখ করে।
❖ যেখানে—
➤ HA = weak acid
➤ A⁻ = conjugate base
➤ pKₐ = −log Kₐ
❖ যদি [A⁻] = [HA] হয়, তবে:
pH = pKₐ
◉ অন্য অপশনগুলোর বিশ্লেষণ:
❖ ক. Henderson ⇒ buffer pH calculation; সঠিক।
❖ খ. Edmonson ⇒ acid–base buffer-এর standard equation নয়।
❖ গ. Ostwald ⇒ dilution law weak electrolyte-এর degree of ionisation-এর সঙ্গে সম্পর্কিত।
❖ ঘ. Raoult ⇒ solution-এর vapour pressure-এর সঙ্গে সম্পর্কিত।

উত্তর: ঘ
ব্যাখ্যা: যে সকল পদার্থ জলীয় দ্রবণে বিয়োজিত হয়ে হাইড্রোজেন আয়ন বা প্রোটন প্রদান করে তাদেরকে এসিড বলে। এসিড দুই প্রকার। যথা- শক্তিশালী এসিড ও দুর্বল এসিড। যে সকল এসিড জলীয় দ্রবণে সম্পূর্ণ বিয়োজিত হয় তাদেরকে শক্তিশালী এসিড বলে। যথা- সালফিউরিক এসিড (H₂SO₄), নাইট্রিক এসিড (HNO₃), হাইড্রোক্লোরিক এসিড (HCl) প্রভৃতি।
◈ সঠিক উত্তর: নাইট্রিক এসিড (HNO₃)
✦ অতিরিক্ত বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
❖ Strong acid aqueous solution-এ প্রায় সম্পূর্ণ ionise করে। OpenStax common strong acid-এর তালিকায় HNO₃, HCl, HBr, HI, HClO₄ ও H₂SO₄ উল্লেখ করেছে।
❖ Nitric acid:
HNO₃ + H₂O → H₃O⁺ + NO₃⁻
❖ H₃PO₄, CH₃COOH ও HCOOH সম্পূর্ণ ionise করে না; এরা weak acid।
✦ মূল ব্যাখ্যার তথ্য-সংশোধনী:
❖ Acid-কে শুধু “H⁺ প্রদানকারী” বলা Brønsted–Lowry acid-এর সংজ্ঞা; Arrhenius acid ও Lewis acid-এর সংজ্ঞা ভিন্ন scope-এ ব্যবহৃত হয়।
❖ H₂SO₄-এর প্রথম proton খুব strongly dissociate করে; দ্বিতীয় dissociation সম্পূর্ণ নয়—তবু সাধারণ chemistry-তে H₂SO₄-কে strong acid বলা হয়।
◉ অন্য অপশনগুলোর বিশ্লেষণ:
❖ ক. H₃PO₄ ⇒ weak triprotic acid।
❖ খ. CH₃COOH ⇒ acetic acid; weak acid।
❖ গ. HCOOH ⇒ formic acid; weak acid।
❖ ঘ. HNO₃ ⇒ strong acid; সঠিক।

উত্তর: ক
◈ সঠিক উত্তর: H₂CO₃
✦ বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
❖ Carbonic acid = H₂CO₃। Carbon dioxide পানিতে দ্রবীভূত হলে equilibrium-এর মাধ্যমে অল্প পরিমাণ carbonic acid তৈরি হয়:
CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃
❖ Carbonic acid একটি weak diprotic acid।
➤ প্রথম dissociation → HCO₃⁻
➤ দ্বিতীয় dissociation → CO₃²⁻
❖ Blood-এর bicarbonate buffer system-এ H₂CO₃/HCO₃⁻ pair গুরুত্বপূর্ণ।
◉ অন্য অপশনগুলোর বিশ্লেষণ:
❖ ক. H₂CO₃ ⇒ carbonic acid; সঠিক।
❖ খ. KNO₃ ⇒ potassium nitrate; salt।
❖ গ. C₂H₂O₄ ⇒ oxalic acid।
❖ ঘ. NaCl ⇒ sodium chloride; salt।

উত্তর: ক
◈ সঠিক উত্তর: NH₃ — জলীয় দ্রবণে দুর্বল ক্ষার/ক্ষারক
✦ বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
❖ Ammonia পানিতে proton গ্রহণ করে:
NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻
ফলে solution basic হয়।
❖ NH₃ একটি weak base, কারণ reaction সম্পূর্ণ নয়।
❖ Traditional school terminology-তে water-soluble base-কে alkali/ক্ষার বলা হয়; সেই অর্থে ammonia solution-কে ক্ষার বলা হয়।
◉ অন্য অপশনগুলোর বিশ্লেষণ:
❖ ক. NH₃ ⇒ aqueous solution basic; সঠিক।
❖ খ. Na₂SO₃ ⇒ salt; solution basic হতে পারে, কিন্তু এটি প্রশ্নের standard alkali নয়।
❖ গ. HNO₃ ⇒ strong acid।
❖ ঘ. NaCl ⇒ strong acid + strong base-এর salt; dilute solution প্রায় neutral।

উত্তর: গ
◈ সঠিক উত্তর: লবণ ও পানি — সাধারণ neutralisation reaction-এ
✦ বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
❖ Acid + hydroxide base-এর classic neutralisation:
HCl + NaOH → NaCl + H₂O
এখানে H⁺ এবং OH⁻:
H⁺ + OH⁻ → H₂O
আর বাকি ions salt তৈরি করে।
❖ OpenStax strong acid + strong base reaction-এর example হিসেবে HCl + NaOH → NaCl + H₂O দেখায়।
✦ তথ্যগত সূক্ষ্মতা:
❖ সব acid–base reaction-এ water অবশ্যই product নয়। যেমন:
NH₃ + HCl → NH₄Cl
এখানে salt হয় কিন্তু water হয় না। তাই “salt + water” হলো Arrhenius acid–hydroxide-base neutralisation-এর standard pattern।
◉ অন্য অপশনগুলোর বিশ্লেষণ:
❖ ক. Salt ⇒ অসম্পূর্ণ textbook answer।
❖ খ. Water ⇒ অসম্পূর্ণ।
❖ গ. Salt + water ⇒ classic neutralisation; সঠিক।
❖ ঘ. কোনোটিই নয় ⇒ ভুল।