এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান বিষয়ের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন — “Pt তড়িৎদ্বারের সাহায্যে লঘু H₂SO₄ -এর জলীয় দ্রবণের তড়িৎবিশ্লেষণে ক্যাথোড এবং অ্যানোডে কী কী উৎপন্ন হয় তা ব্যাখ্যা করো। অথবা, লঘু H₂SO₄ মিশ্রিত জলের তড়িৎবিশ্লেষণ করলে অ্যানোডে SO₄²⁻ আয়ন ইলেকট্রন বর্জন করে না কেন?” — নিয়ে আলোচনা করব। এই প্রশ্নটি মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞানের অষ্টম অধ্যায় “পদার্থের ভৌত ও রাসায়নিক ধর্মসমূহ” -এর “তড়িৎপ্রবাহ ও রাসায়নিক বিক্রিয়া” অংশ থেকে নেওয়া হয়েছে। মাধ্যমিক পরীক্ষা এবং বিভিন্ন চাকরির পরীক্ষায় এই প্রশ্নটি প্রায়ই আসে, তাই এটি শিক্ষার্থীদের জন্য বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ।
Pt তড়িৎদ্বারের সাহায্যে লঘু H₂SO₄ -এর জলীয় দ্রবণের তড়িৎবিশ্লেষণে ক্যাথোড এবং অ্যানোডে কী কী উৎপন্ন হয় তা ব্যাখ্যা করো।
অথবা, লঘু H₂SO₄ মিশ্রিত জলের তড়িৎবিশ্লেষণ করলে অ্যানোডে SO₄²⁻ আয়ন ইলেকট্রন বর্জন করে না কেন?
লঘু H₂SO₄ -এর জলীয় দ্রবণের তড়িৎবিশ্লেষণ – জলীয় দ্রবণে লঘু H₂SO₄ বিয়োজিত হয়ে H⁺ এবং SO₄²⁻ আয়ন উৎপন্ন করে। জলের সামান্য সংখ্যক অণু বিয়োজিত হয়ে H⁺ এবং OH⁻ আয়ন উৎপন্ন করে।
H₂SO₄ → 2H⁺ + SO₄²⁻
H₂O ⇌ H⁺ + OH⁻
এখন প্ল্যাটিনাম তড়িৎদ্বারের মাধ্যমে লঘু H₂SO₄ -এর জলীয় দ্রবণে তড়িৎ চালনা করলে H⁺ আয়ন ক্যাথোডে যায় এবং সেখানে H⁺ আয়ন একটি ইলেকট্রন গ্রহণ করে H-পরমাণুতে পরিণত হয়। দুটি H-পরমাণু যুক্ত হয়ে H₂ অণু উৎপন্ন হয়।
অন্যদিকে অ্যানোডে SO₄²⁻ এবং OH⁻ আয়ন আকর্ষিত হয়। কিন্তু SO₄²⁻ এবং OH⁻ আয়নগুলির মধ্যে SO₄²⁻ আয়নের চেয়ে OH⁻ আয়ন কম তড়িৎ ঋণাত্মক হওয়ায় এবং SO₄²⁻ এবং OH⁻ আয়ন দুটির মধ্যে OH⁻ আয়নের গাঢ়ত্ব দ্রবণে বেশি থাকায় OH⁻ আয়ন অ্যানোডে ইলেকট্রন বর্জন করে নিস্তড়িৎ OH মূলকে পরিণত হয়। SO₄²⁻ আয়ন ইলেকট্রন বর্জন করতে পারে না। 4টি করে OH মূলক যুক্ত হয়ে জল এবং O₂ উৎপন্ন করে।
ক্যাথোড বিক্রিয়া – H⁺ + e⁻ → H; H + H → H₂
অ্যানোড বিক্রিয়া – OH⁻ – e⁻ → OH; 4OH → 2H₂O + O₂
কিছু গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নোত্তর
লঘু H₂SO₄ -এর তড়িৎবিশ্লেষণে ক্যাথোডে কী উৎপন্ন হয়?
ক্যাথোডে হাইড্রোজেন গ্যাস (H₂) উৎপন্ন হয়। H⁺ আয়ন ইলেকট্রন গ্রহণ করে হাইড্রোজেন পরমাণুতে পরিণত হয়, যা যুক্ত হয়ে H₂ গ্যাস অণু গঠন করে।
অ্যানোডে OH⁻ আয়ন প্রাধান্য পাওয়ার কারণ কী?
দুটি প্রধান কারণ রয়েছে –
1. আধান সৃষ্টির প্রবণতা – SO₄²⁻ আয়নের তুলনায় OH⁻ আয়নের ইলেকট্রন ত্যাগ করার (জারণ হওয়ার) প্রবণতা বেশি।
2. দ্রবণে গাঢ়ত্ব – লঘু H₂SO₄ -এর জলীয় দ্রবণে OH⁻ আয়নের ঘনত্ব SO₄²⁻ আয়নের তুলনায় অনেক বেশি।
অ্যানোডে SO₄²⁻ আয়ন কেন জারিত হয় না?
SO₄²⁻ আয়নের চেয়ে OH⁻ (জলের) অণু জারণের জন্য অনেক বেশি পছন্দনীয়। ফলস্বরূপ, OH⁻ আয়নগুলি অ্যানোডে জারিত হয়ে অক্সিজেন গ্যাস দেয় এবং SO₄²⁻ আয়নগুলি অপরিবর্তিত থাকে।
অ্যানোডে OH⁻ আয়নের জারণের সমগ্র বিক্রিয়াটি কী?
সমগ্র বিক্রিয়াটি হল –
4OH⁻(aq) → 2H₂O(l) + O₂(g) + 4e⁻
এটি চারটি পৃথক OH⁻ আয়নের জারণ এবং তারপর তাদের সংযুক্ত হয়ে জল ও অক্সিজেন গঠন করার প্রক্রিয়ার সংক্ষিপ্ত রূপ।
ক্যাথোডে H⁺ আয়ন কমে গেলে দ্রবণের pH -এর কী পরিবর্তন হয়?
ক্যাথোডে H⁺ আয়ন কমে H₂ গ্যাসে পরিণত হয়। যেহেতু H⁺ আয়নের ঘনত্ব কমে, তাই দ্রবণের pH বৃদ্ধি পায়।
অ্যানোডে OH⁻ আয়ন কমে গেলে দ্রবণের pH -এর কী পরিবর্তন হয়?
অ্যানোডে OH⁻ আয়ন জারিত হয়ে যায়। OH⁻ আয়ন হল ক্ষারকীয়। এটি কমে যাওয়ায় দ্রবণে H⁺ আয়নের আপেক্ষিক প্রাধান্য বেড়ে যায়, ফলে দ্রবণের pH কমে (অম্লীয়তা বাড়ে)।
এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান বিষয়ের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন — “Pt তড়িৎদ্বারের সাহায্যে লঘু H₂SO₄ -এর জলীয় দ্রবণের তড়িৎবিশ্লেষণে ক্যাথোড এবং অ্যানোডে কী কী উৎপন্ন হয় তা ব্যাখ্যা করো। অথবা, লঘু H₂SO₄ মিশ্রিত জলের তড়িৎবিশ্লেষণ করলে অ্যানোডে SO₄²⁻ আয়ন ইলেকট্রন বর্জন করে না কেন?” — নিয়ে আলোচনা করেছি। এই প্রশ্নটি মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞানের অষ্টম অধ্যায় “পদার্থের ভৌত ও রাসায়নিক ধর্মসমূহ” -এর “তড়িৎপ্রবাহ ও রাসায়নিক বিক্রিয়া” অংশ থেকে নেওয়া হয়েছে। মাধ্যমিক পরীক্ষা এবং বিভিন্ন চাকরির পরীক্ষায় এই প্রশ্নটি প্রায়ই আসে, তাই এটি শিক্ষার্থীদের জন্য বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ। আশা করি এই আর্টিকেলটি আপনাদের জন্য উপকারী হয়েছে। আপনাদের কোনো প্রশ্ন বা অসুবিধা থাকলে, আমাদের সাথে টেলিগ্রামে যোগাযোগ করতে পারেন, আমরা উত্তর দেওয়ার চেষ্টা করব। তাছাড়া, নিচে আমাদের এই পোস্টটি আপনার প্রিয়জনের সাথে শেয়ার করুন, যাদের এটি প্রয়োজন হতে পারে। ধন্যবাদ।
মন্তব্য করুন