NaCl -এর জলীয় দ্রবণের তড়িৎবিশ্লেষণে ক্যাথোডে Na না জমে H₂ ও অ্যানোডে Cl₂ না হয়ে O₂ কেন উৎপন্ন হয়?

এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান বিষয়ের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন — “NaCl -এর জলীয় দ্রবণের তড়িৎবিশ্লেষণ করলে ক্যাথোডে Na ধাতু জমা না হয়ে H₂ গ্যাস ও অ্যানোডে ক্লোরিন গ্যাসের পরিবর্তে অক্সিজেন গ্যাস উৎপন্ন হয় 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।

NaCl -এর জলীয় দ্রবণের তড়িৎবিশ্লেষণ করলে ক্যাথোডে Na ধাতু জমা না হয়ে H₂ গ্যাস ও অ্যানোডে ক্লোরিন গ্যাসের পরিবর্তে অক্সিজেন গ্যাস উৎপন্ন হয় কেন?

জলে দ্রবীভূত অবস্থায় NaCl বিয়োজিত হয়ে Na⁺ ক্যাটায়ন ও Cl⁻ অ্যানায়ন উৎপন্ন করে। একই সঙ্গে সামান্য পরিমাণ জলের অণু বিয়োজিত হয়ে H⁺ ও OH⁻ আয়ন উৎপন্ন করে।

NaCl(aq) → Na⁺(aq) + Cl⁻(aq);
H₂O(l) ⇌ H⁺(aq) + OH⁻(aq)

Pt তড়িৎদ্বারের সাহায্যে দ্রবণে তড়িৎ চালনা করলে Na⁺ ও H⁺ আয়ন উভয়ই ক্যাথোডে আকৃষ্ট হয়। Na⁺ আয়ন, H⁺ আয়ন অপেক্ষা অধিক তড়িৎ-ধনাত্মকধর্মী। তাই Na⁺ আয়ন অপেক্ষা H⁺ আয়নের ক্যাথোডে মুক্ত হওয়ার প্রবণতা বেশি হওয়ায় H⁺ আয়ন ইলেকট্রন গ্রহণ করে নিস্তড়িৎ H পরমাণু ও পরে দুটি H পরমাণু পরস্পর যুক্ত হয়ে হাইড্রোজেন অণুতে পরিণত হয়। অর্থাৎ ক্যাথোডে H₂ গ্যাস উৎপন্ন হয়।

অন্যদিকে OH⁻ ও Cl⁻ আয়ন উভয়ই অ্যানোডে আকর্ষিত হয়। কিন্তু তড়িৎ-রাসায়নিক শ্রেণিতে OH⁻ আয়ন, Cl⁻ আয়ন অপেক্ষা নীচে অবস্থিত হওয়ায় OH⁻ আয়নের ইলেকট্রন বর্জনের প্রবণতা Cl⁻ আয়ন অপেক্ষা বেশি হয়। ফলে OH⁻ আয়ন অ্যানোডে গিয়ে প্রয়োজনীয় ইলেকট্রন বর্জন করে OH মূলকে পরিণত হয়। OH মূলকগুলি পরস্পর যুক্ত হয়ে H₂O ও O₂-তে পরিণত হয়।

ক্যাথোড বিক্রিয়া – H⁺ + e⁻ → H; H + H → H₂↑
অ্যানোড বিক্রিয়া – OH⁻ – e⁻ → OH; 4OH → 2H₂O + O₂↑

তাই NaCl -এর জলীয় দ্রবণের তড়িৎবিশ্লেষণ করলে ক্যাথোডে Na ধাতু জমা না হয়ে H₂ গ্যাস ও অ্যানোডে ক্লোরিনের পরিবর্তে O₂ গ্যাস উৎপন্ন হয়।

এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান বিষয়ের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন — “NaCl -এর জলীয় দ্রবণের তড়িৎবিশ্লেষণ করলে ক্যাথোডে Na ধাতু জমা না হয়ে H₂ গ্যাস ও অ্যানোডে ক্লোরিন গ্যাসের পরিবর্তে অক্সিজেন গ্যাস উৎপন্ন হয় 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 করুন।