এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান বিষয়ের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন — “তড়িৎ-বিজারণ পদ্ধতিতে ধাতু নিষ্কাশনের একটি উদাহরণ দাও।” — নিয়ে আলোচনা করব। এই প্রশ্নটি মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞানের অষ্টম অধ্যায় “পদার্থের ভৌত ও রাসায়নিক ধর্মসমূহ” -এর “ধাতুবিদ্যা” অংশ থেকে নেওয়া হয়েছে। মাধ্যমিক পরীক্ষা এবং বিভিন্ন চাকরির পরীক্ষায় এই প্রশ্নটি প্রায়ই আসে, তাই এটি শিক্ষার্থীদের জন্য বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ।

তড়িৎ-বিজারণ পদ্ধতিতে ধাতু নিষ্কাশনের একটি উদাহরণ দাও।
অথবা, তড়িৎবিশ্লেষণের সাহায্যে অ্যালুমিনিয়ামের নিষ্কাশনের জন্য যে গলিত মিশ্রণের তড়িৎবিশ্লেষণ করা হয় তাতে বিশুদ্ধ অ্যালুমিনা ছাড়া আর কী কী থাকে? এই তড়িৎবিশ্লেষণে ক্যাথোড ও অ্যানোড হিসেবে কী কী ব্যবহৃত হয়?
অথবা, বক্সাইট থেকে অ্যালুমিনিয়াম ধাতু নিষ্কাশনের বিক্রিয়াগুলি লেখো।
অ্যালুমিনার (Al₂O₃) সঙ্গে ক্রায়োলাইট (AlF₃, 3NaF) এবং ফ্লুওস্পার (CaF₂) মিশিয়ে 900°C উষ্ণতায় উত্তপ্ত করলে মিশ্রণটি গলে যায়। এরপর তার মধ্যে গ্রাফাইট তড়িদ্দ্বারের মাধ্যমে তড়িৎ চালনা করলে ক্যাথোডে অ্যালুমিনিয়াম উৎপন্ন হয়। Al₂O₃ ⇌ 2Al³⁺ + 3O²⁻
ক্যাথোডে বিক্রিয়া – 2Al³⁺ + 6e⁻ → 2Al
অ্যানোডে বিক্রিয়া – 3O²⁻ → 3O + 6e⁻; 3O + 3O → 3O₂
ক্যাথোড ও অ্যানোড হিসেবে গ্রাফাইট দণ্ড ব্যবহৃত হয়।
কিছু গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নোত্তর
অ্যালুমিনিয়াম নিষ্কাশনের জন্য গলিত মিশ্রণে কী কী থাকে?
বিশুদ্ধ অ্যালুমিনা (Al₂O₃) ছাড়াও এতে ক্রায়োলাইট (Na₃AlF₆ বা AlF₃·3NaF) এবং ফ্লুওস্পার (CaF₂) মেশানো হয়।
তড়িৎ-বিজারণ পদ্ধতি বলতে কী বোঝায়?
তড়িৎ-বিজারণ পদ্ধতি হল এমন একটি প্রক্রিয়া যেখানে তড়িৎশক্তির সাহায্যে ধাতুর আয়নকে (ক্যাটায়ন) বিজারিত করে শুদ্ধ ধাতু নিষ্কাশন করা হয়। এই পদ্ধতিতে ধাতব আয়ন ইলেকট্রন গ্রহণ করে নিরপেক্ষ ধাতুর পরমাণুতে পরিণত হয়। দ্রবণীয় লবণ বা গলিত ধাতব অক্সাইডের তড়িৎ-বিশ্লেষণের মাধ্যমে এই পদ্ধতি কার্যকর করা হয়।
অ্যালুমিনিয়াম ছাড়াও তড়িৎ-বিজারণ পদ্ধতিতে নিষ্কাশনযোগ্য অন্য ধাতুর উদাহরণ দাও।
সোডিয়াম (Na), পটাসিয়াম (K), ম্যাগনেসিয়াম (Mg) এবং ক্যালসিয়াম (Ca) এর মতো অত্যন্ত সক্রিয় ধাতুগুলি তাদের গলিত ক্লোরাইড বা অক্সাইডের তড়িৎ-বিশ্লেষণের মাধ্যমে নিষ্কাশন করা হয়।
উদাহরণ – গলিত সোডিয়াম ক্লোরাইড (NaCl) এর তড়িৎ-বিশ্লেষণে ক্যাথোডে সোডিয়াম ধাতু নিষ্কাশিত হয়।
1. ক্যাথোড বিক্রিয়া – Na⁺ + e⁻ → Na
2. অ্যানোড বিক্রিয়া – 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻
অ্যালুমিনিয়াম নিষ্কাশনে বিশুদ্ধ অ্যালুমিনা (Al₂O₃) এর সাথে ক্রায়োলাইট (Na₃AlF₆) মেশানো হয় কেন?
ক্রায়োলাইট মেশানো হয় প্রধান তিনটি কারণে –
1. গলনাঙ্ক হ্রাস – বিশুদ্ধ অ্যালুমিনার গলনাঙ্ক খুব উচ্চ (∼2050°C)। ক্রায়োলাইট মিশ্রণটি অ্যালুমিনার গলনাঙ্ক কমিয়ে ∼900°C -এ নামিয়ে আনে, যা শক্তি সাশ্রয়ী এবং কার্যপ্রণালীকে সহজতর করে।
2. তড়িৎ পরিবাহিতা বৃদ্ধি – বিশুদ্ধ অ্যালুমিনা তড়িতের কুপরিবাহী। ক্রায়োলাইট মিশ্রণটি গলিত অবস্থায় ভালো তড়িৎ পরিবাহী হয়।
3. দ্রবীভূতকরণ – ক্রায়োলাইট গলিত অ্যালুমিনাকে ভালোভাবে দ্রবীভূত রাখতে সাহায্য করে।
বক্সাইট থেকে বিশুদ্ধ অ্যালুমিনা (Al₂O₃) প্রস্তুতের প্রক্রিয়াটির নাম কী?
বক্সাইট আকরিক থেকে বিশুদ্ধ অ্যালুমিনা নিষ্কাশনের প্রক্রিয়াটির নাম বেয়ার প্রক্রিয়া (Bayer Process)। এই প্রক্রিয়ায় বক্সাইটকে সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড দ্রবণের সাথে উত্তপ্ত করে অ্যালুমিনাকে সোডিয়াম অ্যালুমিনেটে পরিণত করা হয়। এরপর দ্রবণটি ফিল্টার করে অমেধ্য দূর করা হয় এবং বীজ স্ফটিক যোগ করে অ্যালুমিনা হাইড্রেট [Al(OH)₃] অধঃক্ষিপ্ত করা হয়। শেষে এই হাইড্রেটকে উত্তপ্ত করে বিশুদ্ধ অ্যালুমিনা (Al₂O₃) পাওয়া যায়।
এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান বিষয়ের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন — “তড়িৎ-বিজারণ পদ্ধতিতে ধাতু নিষ্কাশনের একটি উদাহরণ দাও।” — নিয়ে আলোচনা করেছি। এই প্রশ্নটি মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞানের অষ্টম অধ্যায় “পদার্থের ভৌত ও রাসায়নিক ধর্মসমূহ” -এর “ধাতুবিদ্যা” 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