এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান বিষয়ের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন — “অসওয়াল্ড পদ্ধতিতে HNO₃ প্রস্তুতির সময় NH₃ ও বায়ুর মিশ্রণকে উত্তপ্ত প্ল্যাটিনাম তারজালির ওপর দিয়ে খুব দ্রুত চালনা করা হয় কেন?” — নিয়ে আলোচনা করব। এই প্রশ্নটি মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞানের অষ্টম অধ্যায় “পদার্থের ভৌত ও রাসায়নিক ধর্মসমূহ” -এর “পরীক্ষাগার ও রাসায়নিক শিল্পে অজৈব রসায়ন” অংশ থেকে নেওয়া হয়েছে। মাধ্যমিক পরীক্ষা এবং বিভিন্ন চাকরির পরীক্ষায় এই প্রশ্নটি প্রায়ই আসে, তাই এটি শিক্ষার্থীদের জন্য বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ।
অসওয়াল্ড পদ্ধতিতে HNO₃ প্রস্তুতির সময় NH₃ ও বায়ুর মিশ্রণকে উত্তপ্ত প্ল্যাটিনাম তারজালির ওপর দিয়ে খুব দ্রুত চালনা করা হয় কেন?
অসওয়াল্ড পদ্ধতিতে HNO₃ প্রস্তুতির সময় NH₃ ও বায়ুর মিশ্রণকে খুব দ্রুত উত্তপ্ত প্ল্যাটিনাম তারজালির ওপর দিয়ে চালনা করা হয়। এক্ষেত্রে গ্যাস মিশ্রণ ও অনুঘটকের সংস্পর্শ কাল 0.0014s। অ্যামোনিয়া ও বায়ুর মিশ্রণ এবং অনুঘটকের সংস্পর্শকাল বেশি হলে অ্যামোনিয়ার অসম্পূর্ণ জারণ ঘটে নাইট্রোজেন (N₂) গ্যাস উৎপন্ন হয়। কিন্তু নাইট্রিক অক্সাইড (NO) উৎপন্ন হয় না।
4NH₃ + 3O₂ → 2N₂ + 6H₂O
4NH₃ + 6NO → 5N₂ + 7H₂O
কিছু গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নোত্তর
অসওয়াল্ড পদ্ধতিতে অ্যামোনিয়া (NH₃) এর জারণে প্ল্যাটিনাম (Pt) অনুঘটক ব্যবহার করা হয় কেন?
প্ল্যাটিনাম একটি অত্যন্ত কার্যকর অনুঘটক, যা রাসায়নিক বিক্রিয়ার সক্রিয়ণ শক্তি (Activation Energy) উল্লেখযোগ্যভাবে কমিয়ে দেয়। এটি উচ্চ তাপমাত্রাতেও নিজের কার্যক্ষমতা বজায় রাখে এবং কাঙ্ক্ষিত বিক্রিয়াটি (যা NO উৎপন্ন করে) ত্বরান্বিত করার পাশাপাশি অবাঞ্ছিত বিক্রিয়া (যা N₂ উৎপন্ন করে) কমিয়ে আনে। এর উচ্চ গলনাঙ্ক থাকায় উত্তপ্ত অবস্থাতেও এটি স্থিতিশীল থাকে।
অসওয়াল্ড পদ্ধতিতে অনুঘটক হিসেবে প্ল্যাটিনাম তারজালি (Wire Gauze) ব্যবহারের সুবিধা কী?
প্ল্যাটিনাম তারজালি ব্যবহারের কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ সুবিধা হল –
1. বৃহৎ পৃষ্ঠতল – জালির গঠন অনুঘটকের মোট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল অনেক বৃদ্ধি করে, ফলে গ্যাস মিশ্রণের সাথে সংস্পর্শও বেশি হয়।
2. কম চাপ পতন – গ্যাস সহজেই জালির ফাঁকা অংশ দিয়ে প্রবাহিত হতে পারে, ফলে চাপের পতন কম হয় এবং শক্তি সাশ্রয় হয়।
3. তাপ সহনশীলতা – জালির গঠন উচ্চ তাপমাত্রা (প্রায় 800°C – 900°C) সহ্য করতে সক্ষম এবং তাপীয় প্রসারণের জন্য উপযোগী।
অসওয়াল্ড পদ্ধতিতে গ্যাস মিশ্রণকে অনুঘটকের ওপর দিয়ে খুব দ্রুত চালনা করা হয় কেন?
গ্যাস মিশ্রণকে দ্রুত চালনা করার মূল কারণ হল বিক্রিয়াটিকে কাঙ্ক্ষিত পণ্য নাইট্রিক অক্সাইড (NO) উৎপন্ন করার অনুকূল অবস্থায় রাখা। যদি সংস্পর্শের সময় বেশি হয়, তাহলে অ্যামোনিয়া (NH₃) সম্পূর্ণরূপে জারিত হয়ে অনাকাঙ্ক্ষিত পণ্য নাইট্রোজেন গ্যাস (N₂) উৎপন্ন করে, যা নাইট্রিক অ্যাসিড তৈরির জন্য অকেজো।
প্ল্যাটিনাম তারজালি (Pt) অসওয়াল্ড প্রক্রিয়ায় কী ভূমিকা পালন করে?
বায়ু দুটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে –
1. অক্সিজেনের উৎস – বায়ুর অক্সিজেন অ্যামোনিয়াকে জারিত করে নাইট্রিক অক্সাইড (NO) উৎপন্ন করে।
2. তাপ নিয়ন্ত্রণ – বায়ুতে থাকা নিষ্ক্রিয় নাইট্রোজেন গ্যাস (N₂) বিক্রিয়ার তাপ শোষণ করে এবং বিক্রিয়া কক্ষের তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণে সাহায্য করে, ফলে বিক্রিয়াটি অতিরিক্ত উত্তপ্ত হওয়া থেকে রক্ষা পায়।
অসওয়াল্ড পদ্ধতিতে বায়ুর ভূমিকা কী? শুধু বিশুদ্ধ অক্সিজেন ব্যবহার করলে কি ভালো হতো না?
বায়ু দুটি প্রধান ভূমিকা পালন করে –
1. অক্সিজেনের উৎস হিসেবে – এটি অ্যামোনিয়া জারণের জন্য প্রয়োজনীয় অক্সিজেন সরবরাহ করে।
2. তাপ নিয়ন্ত্রক হিসেবে – বায়ুর প্রায় 78% নাইট্রোজেন গ্যাস বিক্রিয়ার তাপ শোষণ করে মিশ্রণের তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণে রাখে। এটি অ্যামোনিয়ার সম্পূর্ণ দহন বা অনুঘটকের ক্ষতি রোধ করে।
শুধু বিশুদ্ধ অক্সিজেন ব্যবহার করলে বিক্রিয়া অত্যন্ত প্রবল (vehement) ও নিয়ন্ত্রণহীন হয়ে উঠতে পারত, যা নিরাপত্তার জন্য ঝুঁকিপূর্ণ এবং NO -এর উৎপাদনও কমিয়ে দিতে পারত।
এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান বিষয়ের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন — “অসওয়াল্ড পদ্ধতিতে HNO₃ প্রস্তুতির সময় NH₃ ও বায়ুর মিশ্রণকে উত্তপ্ত প্ল্যাটিনাম তারজালির ওপর দিয়ে খুব দ্রুত চালনা করা হয় কেন?” — নিয়ে আলোচনা করেছি। এই প্রশ্নটি মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞানের অষ্টম অধ্যায় “পদার্থের ভৌত ও রাসায়নিক ধর্মসমূহ” -এর “পরীক্ষাগার ও রাসায়নিক শিল্পে অজৈব রসায়ন” 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