এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান বিষয়ের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন — “কপার তড়িৎদ্বার ব্যবহার করে কপার সালফেটের জলীয় দ্রবণের তড়িৎবিশ্লেষণে কপার সালফেট দ্রবণের নীল বর্ণ অপরিবর্তিত থাকে কেন? এক্ষেত্রে গাঢ়ত্বের কীরূপ পরিবর্তন ঘটবে আলোচনা করো।” — 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।
কপার তড়িৎদ্বার ব্যবহার করে কপার সালফেটের জলীয় দ্রবণের তড়িৎবিশ্লেষণে কপার সালফেট দ্রবণের নীল বর্ণ অপরিবর্তিত থাকে কেন? এক্ষেত্রে গাঢ়ত্বের কীরূপ পরিবর্তন ঘটবে আলোচনা করো।
Cu তড়িৎদ্বার ব্যবহার করে CuSO₄ -এর জলীয় দ্রবণের তড়িৎবিশ্লেষণ করলে যে হারে এবং যে পরিমাণ Cu²⁺ আয়ন Cu রূপে ক্যাথোডে জমা হয়, ঠিক একই হারে এবং একই পরিমাণ Cu²⁺ আয়ন অ্যানোড থেকে দ্রবণে আসে। ফলে অ্যানোডের ভর হ্রাস ও ক্যাথোডের ভর বৃদ্ধির পরিমাণ সমান হয় এবং CuSO₄ -এর গাঢ়ত্বের কোনো পরিবর্তন ঘটে না এবং CuSO₄ দ্রবণের নীল বর্ণও অপরিবর্তিত থাকে।
কিছু গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নোত্তর
CuSO₄ দ্রবণের তড়িৎবিশ্লেষণে তামার (Cu) তড়িৎদ্বার ব্যবহার না করে প্ল্যাটিনাম (Pt) বা কার্বন (C) তড়িৎদ্বার ব্যবহার করলে কী হবে?
প্ল্যাটিনাম বা কার্বন জড় (inert) তড়িৎদ্বার। এগুলো রাসায়নিকভাবে বিক্রিয়ায় অংশ নেয় না।
1. ক্যাথোডে – Cu²⁺ আয়নগুলি ইলেকট্রন গ্রহণ করে Cu ধাতু হিসেবে জমা হবে। (একই ঘটনা)
2. অ্যানোডে – OH⁻ বা SO₄²⁻ আয়নগুলি ডিসচার্জ হবে না। বরং, জলের অণুগুলি ডিসচার্জ হয়ে অক্সিজেন গ্যাস (O₂) নির্গত করবে। বিক্রিয়া – 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻
3. পরিণাম – দ্রবণ থেকে Cu²⁺ আয়ন কমতে থাকবে (ক্যাথোডে জমার কারণে), কিন্তু অ্যানোড থেকে নতুন কোনো Cu²⁺ আয়ন দ্রবণে আসছে না। ফলে দ্রবণে Cu²⁺ আয়নের ঘনত্ব ক্রমাগত কমবে, নীল রঙ ফিকে হয়ে যাবে এবং দ্রবণটি অম্লীয় হয়ে উঠবে (H⁺ আয়ন সৃষ্টির কারণে)।
CuSO₄ দ্রবণের তড়িৎবিশ্লেষণ চলাকালীন দ্রবণের গাঢ়ত্ব স্থির থাকলে কি এর পরিবাহিতা (conductivity) একই থাকবে?
হ্যাঁ, মূলত একই থাকবে। দ্রবণের পরিবাহিতা নির্ভর করে দ্রবণে উপস্থিত আয়নের সংখ্যা ও তাদের প্রকৃতির উপর। যেহেতু Cu²⁺ এবং SO₄²⁻ আয়নের সংখ্যা এবং ঘনত্ব অপরিবর্তিত থাকে, তাই দ্রবণের পরিবাহিতাও প্রায় স্থির থাকবে। (তাপমাত্রা ও অন্যান্য কারকের সামান্য পরিবর্তন উপেক্ষা করে)।
কপার ইলেক্ট্রোড ব্যবহারে কপার সালফেট দ্রবণের নীল রং কেন পরিবর্তন হয় না?
কপার ইলেক্ট্রোড ব্যবহারে কপার সালফেট দ্রবণের নীল রং পরিবর্তন হয় না এই প্রক্রিয়ায় দ্রবণে Cu²⁺ আয়নের সামগ্রিক সংখ্যা অপরিবর্তিত থাকে। ক্যাথোডে যে পরিমাণ Cu²⁺ আয়ন জমা হয়, অ্যানোড থেকে ঠিক একই পরিমাণ Cu²⁺ আয়ন দ্রবণে মুক্ত হয়। তাই দ্রবণের গাঢ়ত্ব ও নীল বর্ণ অপরিবর্তিত থাকে।
CuSO₄ দ্রবণের তড়িৎবিশ্লেষণে প্রক্রিয়ায় দ্রবণের গাঢ়ত্বের কী পরিবর্তন ঘটে?
CuSO₄ দ্রবণের তড়িৎবিশ্লেষণে প্রক্রিয়ায় দ্রবণের গাঢ়ত্বের কোনো পরিবর্তন ঘটে না। দ্রবণে Cu²⁺ আয়নের মোট সংখ্যা এবং SO₄²⁻ আয়নের মোট সংখ্যা একই থাকে, ফলে দ্রবণের মোলারিটি বা গাঢ়ত্ব স্থির থাকে।
যদি ইলেক্ট্রোড হিসেবে কপারের বদলে প্লাটিনাম ব্যবহার করা হত, তাহলে কী হত?
প্লাটিনাম নিষ্ক্রিয় ইলেক্ট্রোড হওয়ায় তখন অ্যানোডে পানি জারিত হয়ে অক্সিজেন গ্যাস নির্গত হত। সেক্ষেত্রে শুধু ক্যাথোডেই কপার জমা হত, কিন্তু অ্যানোড থেকে নতুন কপার আয়ন দ্রবণে আসত না। ফলে দ্রবণের Cu²⁺ আয়নের ঘনত্ব ও নীল রং ধীরে ধীরে কমে যেত এবং দ্রবণটি অম্লীয় হয়ে উঠত।
এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান বিষয়ের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন — “কপার তড়িৎদ্বার ব্যবহার করে কপার সালফেটের জলীয় দ্রবণের তড়িৎবিশ্লেষণে কপার সালফেট দ্রবণের নীল বর্ণ অপরিবর্তিত থাকে কেন? এক্ষেত্রে গাঢ়ত্বের কীরূপ পরিবর্তন ঘটবে আলোচনা করো।” — 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