Quantitative Chemistry PDF

# মৌলের চৌদ্দ গোষ্ঠী ও গাণিতিক সমস্যাবলী ## মোল - **পারমাণবিক ভর = একটি পরমাণুর ভর** $\frac{১ এর ভর \times 1}{12}$ - **আণবিক ভর = একটি অণুর ভর** $\frac{২৫ এর ভর \times \frac{1}{12}}{23}$ - **পদার্থের যে পরিমাণের মধ্যে 6.02×10²³ টি কণা থাকে তাকে মোল বলে।** (অ্যাভোগাড্রো সংখ্যক) | একক...

# মৌলের চৌদ্দ গোষ্ঠী ও গাণিতিক সমস্যাবলী ## মোল - **পারমাণবিক ভর = একটি পরমাণুর ভর** $\frac{১ এর ভর \times 1}{12}$ - **আণবিক ভর = একটি অণুর ভর** $\frac{২৫ এর ভর \times \frac{1}{12}}{23}$ - **পদার্থের যে পরিমাণের মধ্যে 6.02×10²³ টি কণা থাকে তাকে মোল বলে।** (অ্যাভোগাড্রো সংখ্যক) | একক | |:-------------------| | **পারমাণবিক সংখ্যা** ও **আণবিক ভর** কে **গ্রাম** এককে প্রকাশ করলে মোল সংখ্যা পাওয়া যায়। | - **মোল ভর** - **আয়তন** - **অনু/ চাপ, ঘনমাত্রা, পরমাণুর সংখ্যা, তাপমাত্রা** ## ঘনমাত্রা, মোলারিটি, মোলালিটি, নরমালিটি, শতকরা দ্রবণ (W/V%, W/W%, V/V%), PPM, PPB,PPT - **মোলারিটি: বর্তমানে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত একক** - 1L দ্রবণে যত mole দ্রব - নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় $C = \frac{n}{V} = \frac{W}{MV(L)} = \frac{1000W}{MV(ml/cm3)}$ - **মোলালিটি: প্রচলন সীমিত** - 1000g/1kg দ্রবণে যত মোল দ্রব - নির্দিষ্ট তাপমাত্রার কোনো ব্যাপার নেই (যার ফলে আয়তন অপরিবর্তিত থাকে বিধায় মোলারিটি অপেক্ষা অধিক সুবিধাজনক) - **নরমালিটি** - 1000mL/1L দ্রবণে যত গ্রাম তুল্য ভর - **তুল্য ভর** - **তুল্য সংখ্যা** (e) $N = \frac{M}{e}$ - **মোলালিটি ও নরমালিটির মধ্যে সম্পর্ক** | তুল্য সংখ্যা | |:--------------| | **এসিড** → H⁺ ত্যাগ করে যত | | **ক্ষার** → OH^- ত্যাগ | | **লবন** → ক্যাটায়নের মোট চার্জ | | **ধাতু** → যোজনী যত | | **অধাতু** → যোজনী × পরমাণুর সংখ্যা | | **জারক-বিজারক** → গ্রহণ বা ত্যাগের সংখ্যা × কেন্দ্রীয় পরমাণুর সংখ্যা | ## আপেক্ষিক গুরুত্ব : gm/mL এককের ঘনত্ব = আপেক্ষিক গুরুত্ব আপেক্ষিক গুরুত্ব = $\frac{ঘনত্ব}{4°C তাপমাত্রায় পানির ঘনত্ব}$ = $\frac{1500kgm3}{1000 kgm3}$ = $\frac{1500kg}{1m3}$ = $\frac{1500×103gm}{1×106mL}$ = 1.5 (একক নেই) = 1.5gm/mL ## % দ্রবণ : W/V%, W/W%, V/V% ### 5%. NaOH দ্রবণ : - 5% এর জন্য, $\frac{W}{V} \times 10 = \frac{5 \times 10}{40}$ = 1.25 M - মোলারিটি দ্রবণ - $\frac{W}{V} x 10 = \frac{W}{M}$ x দ্রবণের ঘনত্ব (gm/mL এককে) - দ্রবণের ঘনত্ব বা আপেক্ষিক গুরুত্ব দেওয়া থাকবে। $\frac{5 \times 10 \times 1.5}{40}$ (ঘনত্ব 1500kgm3 ) = 1.87M - $\frac{V}{V}$% - $\frac{V}{V}$ x 10 = $\frac{W}{M}$ x দ্রবের ঘনত্ব (gm/mL এককে) - দ্রবের ঘনত্ব বা আপেক্ষিক গুরুত্ব দেওয়া থাকবে, তরল দ্রবণের জন্য প্রযোজ্য। - $\frac{5 \times 10 \times 1.5}{40}$ (ঘনত্ব 1500kgm3) = 1.87 M ## PPM: Parts Per Million (10⁶) ## PPB: Parts Per Billion (10⁹ ) ## PPT: Parts Per Trillion (10¹²) - 1.25M NaOH → PPM/PPB/PPT - 1L/1000mL দ্রবণে NaOH - 1.25 mole = 1.25 x 40gm - 1mL = $\frac{1.25\times40}{1000}$ - 10⁶mL = 1.25 x 40 x 10⁶ = 50 x 10³ PPM - 10⁹mL = 1.25 x 40 x 10⁹ = 50 x 10⁶ PPB - 10¹²mL = $\frac{1.25\times40\times10^{12}}{10^{3}}$ = 50 x 10⁹ PPT - 5% NaOH → PPM - 100 mL দ্রবণে NaOH = 5gm - 1mL = $\frac{5}{100}$gm - 10⁶mL = $\frac{5\times10^{6}}{100}$ = 5 x 10⁴ PPM | | | | |:---|:---|:---| | mol/L ↔ MX 10³ PPM | mol/L ↔ MX 10⁶ PPB | mol/L ↔ MX 10^⁹ PPT | ## শতকরা সংযুতি: - কোনো যৌগের 100 গ্রামের মধ্যে কোনো মৌল যত গ্রাম থাকে। শতকরা সংস্কৃতি = $\frac{মৌলের পারমাণবিক ভর \times পরমাণুর সংখ্যা \times100}{যৌগের আণবিক ভর}$ ### Step-01: যৌগের আনবিক ভর বের করা। ### Step-০২: - নিজের পরিমাণ - $\times 100$ - মোট পরিমাণ ### Math-01: H₂O এর শতকরা সংযুতি বের কর । H₂O এর আণবিক ভর = 1×2 + 16 = 18 H = $\frac{২}{18}$ x 100 = 11.11%, O = $\frac{16}{18}$ x 100 = 88.89% ## শতকরা সংযুতি থেকে স্থূল ও আণবিক সংকেত নির্ণয় : ### স্থূল সংকেত নির্ণয় : ### Step-01: প্রত্যেক মৌলের শতকরা পরিমাণকে নিজ নিজ পারমাণবিক ভর দ্বারা ভাগ করতে হবে । ### Step-০২ : প্রাপ্ত ভাগফলসমূহকে তাদের মধ্যে ক্ষুদ্রતમ সংখ্যা দিয়ে ভাগ করতে হবে । ### আণবিক সংকেত নির্ণয় : ### Step-01 : - আণবিক সংকেত (স্থূল সংকেত)n $n = \frac{যৌগের আণবিক ভর}{স্থূল সংকেতের ভর}$ ### Math-01: H = 11.11%, ০=৪৪.৪৭ হলে, এর স্থূল ও আনবিক সংকেত বের কর। M = 18 - H= $\frac{11.11}{1} = 11.11$ - H = $\frac{11.11}{1} = 2$ - O = $\frac{88.89}{16}$ = 5.56 - O = $\frac{5.56}{5.56}$ = 1 ∴ যৌগটির স্থূল সংকেত = H₂O ধরি, যৌগটির আণবিক সংকেত = (H₂O)n n = $\frac{18}{18}$ = 1 ∴ যৌগটির আনবিক সংকেত H₂O. - **আণবিক ভর** - M = 2D = বাষ্প ঘনত্ব ## Math ### Math-01 : 5g H₂O = কত মোল? n= $\frac{W}{M}$ = $\frac{5}{18}$ = 0.277mole (Ans.) ### Math-০২: প্রমান অবস্থায় 10g H₂ গ্যাসের আয়তন কত? $\frac{V}{W}$ = $\frac{22.4}{M}$ ⇒ V = 1 x 22.4 = 112L (Ans) ### Math-03: প্রমাণ অবস্থায় ০₂ গ্যাসের ঘনত্ব কত? $\frac{}{}\frac{W}{M} = \frac{22.4}{V}$ = $\frac{W}{V} = \frac{M}{22.4}$ = $\frac{32}{22.4}$ = 1.428/L (Ans.) ### Math-04: 5L CH₄ গ্যাসে পরমাণুর সংখ্যা কত? $N=\frac{V}{22.4} \times NA$ = $5\times\frac{NA}{22.4}$ = 1.34×10²³ টি অনু = (1.34×10²³ × 5 ) টি পরমাণু (Ans.) ### Math-05: 'BONDIPATHSHALA' শব্দটি ও০০ বার লিখতে ও০ mg গ্রাফাইট খরচ হয়। এবার লিখতে কতটি গ্রহাফাইট পরমাণু খরচ হয়? N= $\frac{W}{NA}$ = $\frac{30\times10}{12 \times 300}$ = 5.02×10¹⁹ টি (Ans.) ### Math-06: 27°C তাপমাত্রা ও 5atm চাপে ২০L ০₂ গ্যাসে অনুর সংখ্যা কত? $\frac{N}{NA}$ = $\frac{PV}{RT}$ = $\frac{5\times20}{0.082\times300}$ = 2.44×10²⁴ টি (Ans.) ## "Stoichiometry, রাসায়নিক সমীকরণভিত্তিক গণনা, লিমিটিং ## বিক্রিয়ক ” ### Stoichiometry: রসায়নের যে শাখায়, বিক্রিয়কের পরিমাণ থেকে উৎপাদের পরিমান, উৎপাদের পরিমাণ থেকে বিক্রিয়কের পরিমান নির্ণয় ইত্যাদি আলোচনা করা হয় তার নাম Stoichiometry N₂ + 3H₂ —-> 2NH₃ - N₂ = $\frac{NH₃}{2}$ = $\frac{H₂}{3}$ = 1 | | | |:---|:---| | n= $\frac{W}{M}$ = $\frac{V(4)}{22.4}$ | = $\frac{N}{NA}$ = $\frac{PV}{RT}$ = SV(L) | ### Math-01 : 10g N₂ থেকে কতটুকু NH₃ উৎপন্ন করা যাবে? কত (V) NH₃ উৎপন্ন করা যাবে? উৎপন্ন NH₃ এর অণুর সংখ্যা কত? - N₂ + 3H₂ —-> 2NH₃ - nN₂ = nH₂ = nNH₃ - $\frac{1}{3}$ - $\frac{W}{M}$ ⇒W=12.14g - $\frac{10}{28}$ = $\frac{17}{2}$ - $\frac{V}{22.4}$ ⇒ V = 16L - $\frac{10}{28}$ = $\frac{2}{22.4}$ - $\frac{N}{NA}$ ⇒ N=4.3×10²³ - $\frac{10}{28}$ = $\frac{2}{NA}$ ### Math-02: চুনাপাথরের একটি নমুনায় 30%. CaCO₃ আছে। লঘু HA-এ 150g চুনাপাথর মেশালে কত L CO₂ পাওয়া যাবে? CaCO₃ +  2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂ - ncaco3 = nco2 - $\frac{W}{M}$ = $\frac{V}{22.4}$ - $\frac{144}{100}$ = 22.4 ∴ V = 32.25L = 144g ### Math-03: ভেজালযুক্ত 19.06 8 চুনাপাথর এর মধ্যে HCL মিশিয়ে 27°C তাপমাত্রায় ও 1.05 atm চাপে 3L CO₂ পাওয়া গেল। চুনাপাথর-এ ভেজালের পরিমাণ কত? CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂ - ncaco3 = nCO₂ - $\frac{W}{M}$ = $\frac{PV}{RT}$ ⇒ W = $\frac{1.05\times3}{100 \times 0.082\times300}$ - W = 12.78g ∴ ভেজাল = (19.06-12.78)=6.27 (Ans.) ## লিমিটিং বিক্রিয়ক "যাহা Limited তাহাই লিমিটিং বিক্রিয়ক” কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়ায় বিক্রিয়কগুলোর মধ্যে যার পরিমাণ নিঃশেষ হয়ে যায় তাকে লিমিটিং বিক্রিয়ক বলে। যেমন- 4 Mg + 4O₂ তে L.R? 2Mg +O₂ —> 2MgO 2Mg → 102 4Mg → 202 Mg এখানে লিমিটিং বিক্রিয়ক ### Math-04 : 5g H₂ এর মধ্যে 75g Cl₂ মিশ্রিত করা হল। কে লিমিটিং বিক্রিয়ক? বিক্রিয়ক কতটুকু অবশিষ্ট থাকবে? কতটুকু উৎপাদ তৈরি হবে? H₂ + Cl₂ —> 2HCL - 71g Cl₂ → 2g H₂ - 75g Cl₂ → $\frac{2 \times 75}{71}$ g H₂ = 2.11g H₂ 75g Cl₂ 2.11g H₂ এর সাথে বিক্রিয়া করে শেষ হয়ে যায়। H₂ আরও অবশিষ্ট থাকে। এখানে Cl₂ লিমিটিং বিক্রিয়ক। ∴ অবশিষ্ট বিক্রিয়ক (5-2.11)g H₂ = 2.89g H₂ - 71g Cl → 73g HCl - 75g Cl → $\frac{73 \times 75}{71}$ g HCl - 75g Cl → 77.11g Hel ∴ উৎপাদ তৈরী হবে 77.11g. ## জারণ সংখ্যার পরিচয় ও নিয়মসমূহ, বের করার Shortcut পদ্ধতি, ## ব্যতিক্রম জারণ সংখ্যাসমূহ, জারণ-বিজারণ বিক্রিয়া, জারক- ## বিজারক এর পরিচয়, তুল্য সংখ্যা, অর্ধসমীকরণ পদ্ধতিতে বিভিন্ন ## জারণ-বিজারণ বিক্রিয়া সমতাকরণ ### জারণ সংখ্যা: (O.Ν.) ইলেকট্রন আদান-প্রদানের ফলে পরমাণুতে সৃষ্ট ধনাত্মক বা ঋনাত্মক আধানের সংখ্যা। ### জারণ সংখ্যার নিয়ম: - ধাতু→(+) অধাতু→(-) Na⁺, Cl^- - নিরপেক্ষ/মুক্ত ০ Na, O₂ - মোট ০ Nacl - আধানযুক্ত → আধানের সমান SO₄^2- - গ্রুপ-1→+1 Li, H, Na, K, RB, cs, Fr - গ্রুপ-2→+2 Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra - গ্রুপ-7→-1 F,Cl, Br, I, At - সাধারণত H → +1 ধাতব হাইড্রাইড - সাধারণত ০→-2 CaO - পার অক্সাইড→-1 H₂O₂ - সুপার-অক্সাইড →-$\frac{1}{2}$ K₂O₂ ## জারণ সংখ্যা নির্ণয়ের পদ্ধতি : ### পদ্ধতি-১ - 'x' ধরে - H₂SO₄ - (+1×2)+x+(-2x4)=० - .: x = +6 - K₂Cr₂O₇ - +1 + 2x+(-2x7) =0 - .: x = +6 - Na₂S₂O₃ - +2+2x-6= 0 - ...x = +2 ### পদ্ধতি-২ - H₂SO₄ - +2+6 - 8=0 - K₂Cr₂O₇ - +2+12 - 14 =0 - Na₂S₂O₃ - +2+4 - 6=0 - S²⁺ ### পদ্ধতি-৩ - শেষ মৌলের সংখ্যা+ শেষ মৌলের - সংখ্যা- ১ম মৌলর সংখ্যা) - H₂SO₄ - 4+(4-2) = +6 - K₂Cr₂O₇ - 7+(7-2)=12÷2=16 - Na₂S₂O₃ - 3+(3-2) = 4÷2=+2 ## ব্যতিক্রম:- - অস্বাভাবিক ও উচ্চ জারণ মান পার-অক্সাইডের প্রভাব নির্দেশ করে। - ভিন্ন ভিন্ন মৌলের শেষে প্রতিটি বন্ধনে জারণমান +1 এবং -1. - অধিক EN বিশিষ্ট মৌলটির -1 - একই মৌলের প্রতিটি বন্ধনে জারণমান ০ (শূন্য)। - *H₃O₅- * H₂SO₅ - H₂SO₃.O₂- H-O - +6-2-2 - -2 - +1 - - H - CrO₅ - CrO.O₂.O₂ → - X+10 - -10-1 - -1 +1 - ④ - -10-1 - + - +1 - H - +1 - * H₂S₂O₈ - H₂S₂O₆.O₂ - +2+12-12-2 - -10-1 - +6. - 2 - * Na₂S₄O₆ - +2 +10 - 12 - 42.5 - + - 。 - ان - ++ - Na - ০ - FD-1 - 이 - S - +1 - -10-1 - * Ca(ou) [কে ছিল? ভেতরে ০ ছিল] - +1 - +L - 1-1- - +1 - bat! - ca-a- - +1 - 1 - +1 - H - +1 - H - Na ## যোজনী বা যোজ্যতা) কোনো মৌলের অন্য মৌলের সঙ্গে যুক্ত বার সামর্থ্যকে ঐ মৌলের যোজনী বলে। অথবা, ধাতব মৌলের সর্বশেষ কক্ষপথের ইলেকট্রন সংখ্যা এবং অধাতব মৌলের সবশেষ কক্ষপথের বেজোড় ইলেকট্রনের সংখ্যা মৌলের যোজ্যতা নির্দেশ করে। | একযোজী | দ্বিযোজী | ত্রিযোজী | চতুযোজী | পঞ্চযোজী | |:--------|:--------|:--------|:--------|:--------| | H | O | B | C | N | | F | S | N | Si | P | | Cl | Mg | P | S | | | Br | Ca | Al | Sn(IV) | | | I | Zn | Cr | টিন (ইক) | | | Na | Cu | | Pb(IV) | | | K | Fe(II) | | লেড (ইক) | | | | আয়রন (আস) | Fe(III) | | | | | আয়রন (ইক) | | | | Sn(II) | | | | | | Ag | | | | | | Pb(II) | | | | | | Cu(I) | | | | | | কপার (আস) | | | | | | Ba | | | | ## যৌগমূলক : একাধिक মৌলের একাধিক পরমাণুর সমন্বয়ে গঠিত একটি পরমাণুগুচ্ছ, যা একটি আয়নের ন্যায় আচরণ করে। এই পুরমাণুগুচ্ছকে যৌগমূলক বলে। যৌগমূলকের আধানসংখ্যাই তাদের যোজ্যতা। | যৌগমূলকের নাম | যৌগমূলকের সংকেত | আধান | যোজ্যতা | |:-----------------|:-------------------:|--------|:---------| | অ্যামোনিয়াম | NH₄⁺ | +1 | 1 | | ফসফোনিয়াম | PH₄⁺ | +1 | 1 | | হাইড্রক্সাইড | OH^- | -1 | 1 | | কার্বোনেট | CO₃^2- | -2 | 2 | | সালফেট | SO₄^2- | -2 | 2 | | সালফাইট | SO₃^2- | -2 | 2 | | নাইট্রেট | NO₃^- | -1 | 1 | | নাইট্রাইট | NO₂^- | -1 | 1 | | ফসফেট | PO₄^3- | -3 | 3 | | হাইড্রোজেন-কা-| | | | | বোনেট | HCO₃^- | -1 | 1 | - * আধান ও যোজ্যতা 1 এর জন্য- - হাই হাই নাই নাই অ্যামোনিয়াম ফসফোনিয়াম - * আধান ও যোজ্যতা 2 এর জন্য- - কবিরের 2 সালা ## জারণ-বিজারণ : - **Reduction - বিজারণ** - ৫ গ্রহণ - + জারণমান হ্রাস - - জারণমান বৃদ্ধি - – মূলক অপসারণ - + মূলক যুক্ত - **Oxidation - জারণ** - ৫ ছাড়ন - + জারণমান বৃদ্ধি - - জারণমান হ্রাস - – মূলক যুক্ত - + ਮূলক অপসারণ - 2Na + Cl₂ —> 2NaCl (Na এর জারণ, Cl এর বিজারণ) - CuSO₄ + Zn —> Cu + ZnSO₄ = দর্শক আয়ন - 2FeCl₂+Cl₂= 2FeCl₃ = দর্শক আয়ন | | | |:---|:---| | নিজের বিজারণ ঘটে | অন্যের জারণ ঘটায় | | নিজে বিজারিত হয় | অন্যকে জারিত করে | - **জারক** - জেমি জানি করতে পছন্দ করে। - অন্যকে জার্নি করতে হেল্প করে। - But নিজের ব্যতিক্রম ঘটে। ## বিজারক পদার্থ মনে রাখার ছন্দ : হায় হায় সাত সকালে আজ কার ফ্রেস ধুতে হল্লো - H₂, H₁ - SO₂, N₂H₄ - H₂Cn₂O₇ - FeSO₄ - H₂S - NH₂= - NH₂ - SnCl₂ - CuSO₄ - H₂O₂ - ধাতব অক্সাইড ## জারক-বিজারক উভয়ই : সাথী ফিরবে না হায় - О₃ - SO₂ - FeSO₄ - NO - H₂O₂ - HNO ## তুল্য সংখ্যা: - **ধাতু:** যোজনী (Na→1, Ca→1) - **অধাতু:** যোজনী × পরমাণু (C1₂→2, F₂→2) - **এসিড:** ক্ষারকত্ব/যগুলে৷ H⁺ ত্যাগ - H₂SO₄→2, HCl→1, HNO₃→1, H₃PO₄→3 **ব্যতিক্রম:** H₃PO₃→2, H₃PO₂71 - **ক্ষার :** অম্লত্ব/যতগুলো OH^- ত্যাগ - NaOH→1, Ca(OH)₂→2, Mg(OH)₂→2 - **লবন :** ক্যাটায়নের মোট চার্জ - Na₂CO₃→2, FeSO₄→ 2 - **জারক-বিজারক:** ত্যাগকৃত/ গৃহীত e x পরমাণুর সংখ্যা | | |:---| | **তুল্য ভর/ ওজন** = **আণবিক/পারমাণবিক ভর** / **তুল্য সংখ্যা** | ## জাবক: - K MnO₄ + 5e^- → Mn²⁺ - +7 - ***** - ++ - ++ - K₂Cr₂O₇+ 2x3e^- → 2Cr³⁺ - +6 - H₂O₂ + 1e^- → O₂^- - 1- - X³⁺+ 2x e^- → 2X^- - 3+ - FeCl₃ + 1e^- → Fe²⁺ ## বিজারক : - FeSO₄ -1e^- → Fe³⁺ - +2 - 2+ - H₂O₂ -2e^- → O₂ - -1 - +4 - H₂C₂O₄ -2e^- → 2CO₂ - 2- - -1 - KI - 1e^- → I^- - -1 - +2.5 - Na₂S₂O₃- 1e^- → S₂O₆ - -2 - +2.5 ## জারণ-বিজারণ বিক্রিয়া সমতাকরণ ### Step-01: - +1 - -2 - +2 - -2 - KMnO₄ + H₂SO₄ + FeSO₄ - - +1 +7 -2 - জারণ সংখ্যা লিখে ফেলা। ### Step-02: - +1 - -2 - +2 - -2 - +3 - -2 - K₂SO₄ + MnSO₄+ Fe₂(SO₄)₃ - +H₂O₂ - জারক ও বিজারকের - আদান-প্রদানকৃত e দেখানো। ### জারণ অর্ধবিক্রিয়া: - FeSO₄ → Fe₂(SO₄)₃ - → Fe₂(SO₄)₃ - Fe<sub>