এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান বিষয়ের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন — “তড়িৎবিশ্লেষণের সময় গলিত বা দ্রবীভূত তড়িৎবিশ্লেষ্যের দ্রবণে অসংখ্য ক্যাটায়ন ও অ্যানায়ন থাকলে দ্রবণটি তড়িৎ প্রসম হয় কী?” — 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।
তড়িৎবিশ্লেষণের সময় গলিত বা দ্রবীভূত তড়িৎবিশ্লেষ্যের দ্রবণে অসংখ্য ক্যাটায়ন ও অ্যানায়ন থাকলে দ্রবণটি তড়িৎ প্রসম হয় কী?
গলিত বা উপযুক্ত দ্রাবকে দ্রবীভূত অবস্থায় কোনো তড়িৎবিশ্লেষ্য পদার্থের মধ্য দিয়ে তড়িৎ চালনা করলে তড়িৎবিশ্লেষ্য পদার্থটি বিয়োজিত হয়ে বিপরীত তড়িৎধর্মী ক্যাটায়ন ও অ্যানায়নে পরিণত হয়। দ্রবণে উপস্থিত ক্যাটায়নের ও অ্যানায়নের সংখ্যা সর্বদা সমান না হলেও ক্যাটায়নগুলির মোট ধনাত্মক আধানের পরিমাণ ও অ্যানায়নগুলির মোট ঋণাত্মক আধানের পরিমাণ সমান হয়।
যেমন – Al₂(SO₄)₃ -এর তড়িৎবিশ্লেষণ করলে 2টি Al³⁺ ক্যাটায়ন এবং 3টি SO₄²⁻ অ্যানায়ন উৎপন্ন হয়। কিন্তু ক্যাটায়নের মোট ধনাত্মক আধান = 2 × (+3) = +6 এবং অ্যানায়নের মোট ঋণাত্মক আধান = 3 × (-2) = -6। অর্থাৎ ক্যাটায়ন ও অ্যানায়নগুলির মোট আধান সমান। আবার তড়িৎবিশ্লেষণ চলাকালীন একক সময়ে ক্যাথোডে গৃহীত ইলেকট্রন সংখ্যা, অ্যানোডে বর্জিত ইলেকট্রন সংখ্যার সমান হয়। ফলে দ্রবণটি তড়িৎ প্রসম হয়।
কিছু গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নোত্তর
তড়িৎবিশ্লেষণ কী?
তড়িৎবিশ্লেষণ হলো একটি রাসায়নিক প্রক্রিয়া যেখানে গলিত বা দ্রাবকে দ্রবীভূত তড়িৎবিশ্লেষ্যের মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহ চালনা করলে তা বিয়োজিত হয়ে ক্যাটায়ন (ধনাত্মক আয়ন) ও অ্যানায়নে (ঋণাত্মক আয়ন) পরিণত হয়।
তড়িৎবিশ্লেষণের সময় দ্রবণটি কি তড়িৎ-প্রসম (ইলেকট্রিক্যালি নিউট্রাল) থাকে?
হ্যাঁ, তড়িৎবিশ্লেষণের সময় দ্রবণটি সামগ্রিকভাবে তড়িৎ-প্রসম থাকে। কারণ, ক্যাটায়নগুলোর মোট ধনাত্মক আধানের পরিমাণ এবং অ্যানায়নগুলোর মোট ঋণাত্মক আধানের পরিমাণ সমান হয়। এছাড়া, ক্যাথোডে গৃহীত ইলেকট্রনের সংখ্যা অ্যানোডে বর্জিত ইলেকট্রনের সংখ্যার সমান হয়।
Al₂(SO₄)₃ এর তড়িৎবিশ্লেষণে ক্যাটায়ন ও অ্যানায়নের সংখ্যা সমান না হলেও দ্রবণ তড়িৎ-প্রসম হয় কীভাবে?
Al₂(SO₄)₃ এর তড়িৎবিশ্লেষণে 2টি Al³⁺ ক্যাটায়ন এবং 3টি SO₄²⁻ অ্যানায়ন উৎপন্ন হয়। ক্যাটায়নের সংখ্যা (2) এবং অ্যানায়নের সংখ্যা (3) ভিন্ন হলেও, মোট আধান সমান –
1. ক্যাটায়নের মোট আধান = 2 × (+3) = +6
2. অ্যানায়নের মোট আধান = 3 × (-2) = -6
সুতরাং, দ্রবণটি সামগ্রিকভাবে তড়িৎ-প্রসম থাকে।
তড়িৎবিশ্লেষণের সময় ইলেকট্রনের প্রবাহ কীভাবে দ্রবণের তড়িৎ-প্রসমতা বজায় রাখে?
তড়িৎবিশ্লেষণের সময়, বিদ্যুৎ বর্তনীতে ইলেকট্রনের প্রবাহের কারণে ক্যাথোডে যতগুলো ইলেকট্রন গ্রহণ করা হয় (ক্যাটায়ন দ্বারা), অ্যানোডে ঠিক ততগুলো ইলেকট্রন ত্যাগ করা হয় (অ্যানায়ন দ্বারা)। এই ইলেকট্রনের আদান-প্রদান সমান হওয়ায় দ্রবণের মোট আধান শূন্য বা প্রসম থাকে।
দ্রবণে যদি বিভিন্ন ধরনের ক্যাটায়ন ও অ্যানায়ন উপস্থিত থাকে, তাহলেও কি তড়িৎ-প্রসমতা বজায় থাকে?
হ্যাঁ, বজায় থাকে। দ্রবণে বিভিন্ন প্রকারের একাধিক ক্যাটায়ন ও অ্যানায়ন থাকলেও, দ্রবণের সামগ্রিক আধান সর্বদা শূন্য হয়। তড়িৎবিশ্লেষণের সময়ও সকল ক্যাটায়নের মোট ধনাত্মক আধান এবং সকল অ্যানায়নের মোট ঋণাত্মক আধান সমান হয়, ফলে দ্রবণ তড়িৎ-প্রসম থাকে।
তড়িৎবিশ্লেষণের সময় দ্রবণের ভেতরে আয়নগুলোর চলাচল কীভাবে হয়?
তড়িৎ প্রবাহিত হলে, ক্যাটায়নগুলো (ধনাত্মক আয়ন) ক্যাথোডের (ঋণাত্মক প্রান্ত) দিকে এবং অ্যানায়নগুলো (ঋণাত্মক আয়ন) অ্যানোডের (ধনাত্মক প্রান্ত) দিকে প্রবাহিত হয়। এই আয়নগুলোর চলাচলের মাধ্যমেই দ্রবণের মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহিত হয়।
তড়িৎবিশ্লেষণে ক্যাথোড ও অ্যানোডে কী কী বিক্রিয়া ঘটে?
তড়িৎবিশ্লেষণে ক্যাথোড ও অ্যানোডে বিক্রিয়া ঘটে –
1. ক্যাথোডে – ক্যাটায়নগুলি ইলেকট্রন গ্রহণ করে বিজারিত হয় (Reduction)।
2. অ্যানোডে – অ্যানায়নগুলি ইলেকট্রন ত্যাগ করে জারিত হয় (Oxidation)।
এই জারণ-বিজারণ বিক্রিয়ার ফলেই তড়িৎবিশ্লেষ্য পদার্থটি ভেঙে যায়।
এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান বিষয়ের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন — “তড়িৎবিশ্লেষণের সময় গলিত বা দ্রবীভূত তড়িৎবিশ্লেষ্যের দ্রবণে অসংখ্য ক্যাটায়ন ও অ্যানায়ন থাকলে দ্রবণটি তড়িৎ প্রসম হয় কী?” — 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