এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান বিষয়ের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন — “জলের তড়িৎবিশ্লেষণ প্রক্রিয়ায় H₂SO₄ -এর পরিবর্তে HCl বা HNO₃ ব্যবহার করা হয় না 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।
জলের তড়িৎবিশ্লেষণ প্রক্রিয়ায় H₂SO₄ -এর পরিবর্তে HCl বা HNO₃ ব্যবহার করা হয় না কেন?
বিশুদ্ধ জলের তড়িৎ পরিবহন ক্ষমতা খুব কম। এটি খুব সামান্য পরিমাণে বিয়োজিত হয়। কিন্তু জলে সামান্য পরিমাণ লঘু H₂SO₄ যোগ করলে জলের বিয়োজন মাত্রা বৃদ্ধি পায়। ফলে অম্লায়িত জল সম্পূর্ণরূপে আয়নিত হয়ে প্রচুর পরিমাণে H₃O⁺ এবং OH⁻ আয়ন উৎপন্ন করে এবং H₂SO₄ মিশ্রিত জলের তড়িৎবিশ্লেষণ খুব ভালো হয়। জলে H₂SO₄ -এর পরিবর্তে HCl বা HNO₃ ব্যবহার করা হয় না কারণ এগুলি খুব উদ্বায়ী এবং এগুলি বিয়োজিত হয়ে Cl⁻ ও NO₃⁻ অ্যানায়ন উৎপন্ন করে, যা জলের তড়িৎবিশ্লেষণে বিঘ্ন ঘটায়।
কিছু গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নোত্তর
জলের তড়িৎবিশ্লেষণের সময় অম্ল যোগ করা হয় কেন?
বিশুদ্ধ জলের তড়িৎ পরিবাহিতা অত্যন্ত কম, কারণ এতে মুক্ত আয়নের (H⁺ ও OH⁻) পরিমাণ খুবই কম। একটি তড়িৎ-বিশ্লেষ্য (যেমন অম্ল) যোগ করলে জলে H₃O⁺ (হাইড্রোনিয়াম) আয়নের পরিমাণ বেড়ে যায়, যা জলের পরিবাহিতা ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করে এবং তড়িৎবিশ্লেষণ প্রক্রিয়াকে কার্যকর ও দ্রুততর করে।
জলের তড়িৎবিশ্লেষণের জন্য H₂SO₄ (সালফিউরিক অ্যাসিড) কেন আদর্শ অম্ল?
সালফিউরিক অ্যাসিড (H₂SO₄) জলের তড়িৎবিশ্লেষণের জন্য আদর্শ অম্ল কারণ –
1. এটি অ-উদ্বায়ী, তাই তড়িৎবিশ্লেষণের সময় বাষ্প হিসেবে উড়ে যায় না।
2. এটি একটি শক্তিশালী অম্ল হওয়ায় সম্পূর্ণরূপে আয়নিত হয়ে প্রচুর H₃O⁺ আয়ন দেয়।
3. এটি বিয়োজিত হয়ে SO₄²⁻ (সালফেট) আয়ন উৎপন্ন করে, যা অ্যানোডে জারণের জন্য OH⁻ আয়নের তুলনায় কম প্রতিক্রিয়াশীল। ফলে এটি তড়িৎবিশ্লেষণে বিঘ্ন ঘটায় না।
জলের তড়িৎবিশ্লেষণ প্রক্রিয়ায় H₂SO₄ ব্যবহার করলে অ্যানোড ও ক্যাথোডে কী কী বিক্রিয়া ঘটে?
জলের তড়িৎবিশ্লেষণ প্রক্রিয়ায় H₂SO₄ ব্যবহার করলে অ্যানোড ও ক্যাথোডে বিক্রিয়া –
1. ক্যাথোডে (বিজারণ) – H₃O⁺ আয়নগুলি হাইড্রোজেন গ্যাসে (H₂) বিজারিত হয়। 2H₃O⁺ + 2e⁻ → H₂(g) + 2H₂O
2. অ্যানোডে (জারণ) – জলীয় অণুগুলি অক্সিজেন গ্যাসে (O₂) জারিত হয়। SO₄²⁻ আয়নগুলি OH⁻ আয়নের চেয়ে জারণ হওয়া কঠিন, তাই তারা বিক্রিয়ায় অংশ নেয় না। 2H₂O → O₂(g) + 4H⁺ + 4e⁻
তড়িৎবিশ্লেষ্যের পরিমাণ কেমন হওয়া উচিত?
খুব অল্প পরিমাণ (কয়েক ফোঁটা গাঢ় অম্ল) লঘু অম্লই যথেষ্ট। বেশি পরিমাণে অম্ল ব্যবহার করলে তা বর্জ্য হিসেবে ফেলে দেয়ার সমস্যা সৃষ্টি করে এবং নিরাপত্তার ঝুঁকি বাড়ায়। মাত্র কয়েক ফোঁটা অম্ল যোগ করেই জলের পরিবাহিতা কয়েক হাজার গুণ বাড়ানো যায়।
জলের তড়িৎবিশ্লেষণে অ্যাসিড মেশানো হয় কেন?
বিশুদ্ধ জল বিদ্যুতের খুব দুর্বল পরিবাহী, কারণ এতে আয়ন (H⁺ এবং OH⁻) এর পরিমাণ অত্যন্ত কম থাকে। জলে সামান্য পরিমাণ সালফিউরিক অ্যাসিডের মতো তীব্র অ্যাসিড মেশালে তা বিয়োজিত হয়ে প্রচুর আয়ন তৈরি করে। এই আয়নগুলো বিদ্যুৎ পরিবহনে সাহায্য করে, ফলে তড়িৎবিশ্লেষণ প্রক্রিয়াটি সহজে দ্রুতগতিতে সম্পন্ন হয়।
এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান বিষয়ের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন — “জলের তড়িৎবিশ্লেষণ প্রক্রিয়ায় H₂SO₄ -এর পরিবর্তে HCl বা HNO₃ ব্যবহার করা হয় না 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 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