জলের তড়িৎবিশ্লেষণ পদ্ধতি বর্ণনা করো।

এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান বিষয়ের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন — “জলের তড়িৎবিশ্লেষণ পদ্ধতি বর্ণনা করো। অথবা, জলের তড়িৎবিশ্লেষণে উৎপন্ন গ্যাসগুলিকে কীভাবে শনাক্ত করবে?” — 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।

জলের তড়িৎবিশ্লেষণ পদ্ধতি বর্ণনা করো। অথবা, জলের তড়িৎবিশ্লেষণে উৎপন্ন গ্যাসগুলিকে কীভাবে শনাক্ত করবে?

জলের তড়িৎবিশ্লেষণ – যে পাত্রে জলের তড়িৎবিশ্লেষণ করা হয় তাকে ভোল্টামিটার বলে। এটি বিশেষ ধরনের একটি কাচের পাত্র, যার নীচের অংশ খোলা থাকে। প্রথমে ভোল্টামিটারের নীচের অংশটি রবারের ছিপি দিয়ে বন্ধ করা হয়। এখন দুটি তার ছিপির মধ্য দিয়ে পাত্রের মধ্যে ঢুকিয়ে দেওয়া হয়। পাত্রের ভিতরে এই তার দুটির সঙ্গে দুটি প্ল্যাটিনামের পাত লাগানো হয়। এই পাত দুটিকে তড়িদ্দ্বার বলে। এখন পাত্রটিতে বিশুদ্ধ জল দিয়ে ভরতি করে কয়েক ফোঁটা অ্যাসিড ঢালা হয়। এরপর দাগকাটা ও সম-আয়তনবিশিষ্ট দুটি টেস্টটিউব জলপূর্ণ করে তড়িদ্দ্বার দুটির ওপর উপুড় করে রাখা হয়। এইবার পাত দুটি থেকে নির্গত তার দুটির একটিকে ব্যাটারির ধনাত্মক মেরু এবং অপরটি ঋণাত্মক মেরুর সঙ্গে যোগ করা হয়। এখন জলের মধ্যে তড়িৎপ্রবাহ হবে এবং দেখা যাবে তড়িৎপ্রবাহ দ্বারা জল বিশিষ্ট হয়ে তড়িৎদ্বারে দুটিতে রাখা টেস্টটিউবের মধ্যে বুদবুদ আকারে গ্যাস জমা হচ্ছে। কিছুক্ষণ পরে তড়িৎপ্রবাহ বন্ধ করলে দেখা যাবে যে, ঋণাত্মক তড়িৎদ্বারে সঞ্চিত গ্যাসের আয়তন ধনাত্মক তড়িৎদ্বারে সঞ্চিত গ্যাসের আয়তনের দ্বিগুণ হয়েছে।

ঋণাত্মক তড়িৎদ্বারে সঞ্চিত গ্যাসের মধ্যে একটি জ্বলন্ত পাটকাঠি প্রবেশ করালে দেখা যাবে যে, পাটকাঠিটি নিভে গেল এবং গ্যাসটি নীল শিখায় জ্বলছে। এর দ্বারা বোঝা যায় গ্যাসটি হাইড্রোজেন।

ধনাত্মক তড়িৎদ্বারে সঞ্চিত গ্যাসের মধ্যে শিখাহীন জ্বলন্ত পাটকাঠি প্রবেশ করালে দেখা যাবে যে, পাটকাঠিটি উজ্জ্বল শিখাসহ জ্বলে উঠল। এর দ্বারা বোঝা যায় গ্যাসটি অক্সিজেন।

ব্যাখ্যা – সামান্য অ্যাসিডমিশ্রিত জলের অণুগুলির বেশিরভাগ বিয়োজিত হয়ে H⁺ এবং OH⁻ আয়নে পরিণত হয়।

H₂O ⇌ H⁺ + OH⁻

H⁺ আয়নগুলি ক্যাথোডে যায় এবং প্রত্যেকটি H⁺ আয়ন ক্যাথোড থেকে একটি করে ইলেকট্রন গ্রহণ করে H পরমাণুতে পরিণত হয়। পরে দুটি H পরমাণু যুক্ত হয়ে H₂ অণু গঠন করে এবং ক্যাথোডে সঞ্চিত হয়।

OH⁻ আয়নগুলি অ্যানোডে যায় এবং প্রত্যেক OH⁻ আয়ন একটি করে ইলেকট্রন বর্জন করে OH মূলকে পরিণত হয়। পরে এই OH মূলকগুলি পরস্পর যুক্ত হয়ে জল এবং O₂ অণু গঠন করে ও অ্যানোডে সঞ্চিত হয়।

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

এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান বিষয়ের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন — “জলের তড়িৎবিশ্লেষণ পদ্ধতি বর্ণনা করো। অথবা, জলের তড়িৎবিশ্লেষণে উৎপন্ন গ্যাসগুলিকে কীভাবে শনাক্ত করবে?” — 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।