এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান বিষয়ের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন — “Pt ক্যাথোড এবং গ্রাফাইট অ্যানোড ব্যবহার করে গলিত AlCl₃ -এর তড়িদ্বিশ্লেষণ করলে ক্যাথোড ও অ্যানোডে কী পরিবর্তন ঘটে ? ক্যাথোড ও অ্যানোডের বিক্রিয়াগুলি লেখো।” — 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।
Pt ক্যাথোড এবং গ্রাফাইট অ্যানোড ব্যবহার করে গলিত AlCl₃ -এর তড়িদ্বিশ্লেষণ করলে ক্যাথোড ও অ্যানোডে কী পরিবর্তন ঘটে ? ক্যাথোড ও অ্যানোডের বিক্রিয়াগুলি লেখো।
গলিত অ্যালুমিনিয়াম ক্লোরাইড (AlCl₃) বিয়োজিত হয়ে Al³⁺ ও Cl⁻ আয়ন উৎপন্ন করে।
AlCl₃ ⇌ Al³⁺ + 3Cl⁻
এখন Pt ক্যাথোড ও গ্রাফাইট অ্যানোড ব্যবহার করে গলিত AlCl₃ -এর মধ্যে তড়িৎ চালনা করলে Al³⁺ আয়ন ক্যাথোডে যায় এবং সেখানে Al³⁺ আয়ন তিনটি ইলেকট্রন গ্রহণ করে Al পরমাণুতে পরিণত হয়। আবার Cl⁻ আয়ন অ্যানোডে যায় এবং সেখানে একটি ইলেকট্রন বর্জন করে Cl পরমাণুতে পরিণত হয়। দুটি Cl পরমাণু পরস্পর যুক্ত হয়ে অ্যানোডে ক্লোরিন গ্যাস (Cl₂) উৎপন্ন করে।
ক্যাথোড বিক্রিয়া – Al³⁺ + 3e⁻ → Al (ধাতু)
অ্যানোড বিক্রিয়া – Cl⁻ – e⁻ → Cl (পরমাণু), Cl + Cl → Cl₂(g)↑
কিছু গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নোত্তর
Pt (প্লাটিনাম) ক্যাথোড ব্যবহারের বিশেষত্ব কী? লোহার ক্যাথোড ব্যবহার করলে কি একই ফলাফল পাওয়া যেত?
হ্যাঁ, একই ফলাফল পাওয়া যেত। Pt (প্লাটিনাম) একটি নিষ্ক্রিয় ধাতু, অর্থাৎ এটি বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে না, কেবল ইলেকট্রন পরিবাহক হিসেবে কাজ করে। যেহেতু ক্যাথোডে কেবল Al³⁺ আয়ন বিজারিত হয়, তাই লোহা ক্যাথোড ব্যবহার করলেও Al জমা হতো। তবে, লোহা সহজে জারিত হয়, তাই Pt বা গ্রাফাইট ব্যবহার করা বেশি কার্যকর ও টেকসই।
অ্যানোড হিসেবে গ্রাফাইট ব্যবহার করা হয় কেন? Pt অ্যানোড ব্যবহার করা যেত কি?
গ্রাফাইট ব্যবহার করার প্রধান কারণ হলো, Cl⁻ আয়নের জারণে উৎপন্ন ক্লোরিন গ্যাস (Cl₂) গ্রাফাইটের সাথে বিক্রিয়া করে না। কিন্তু Pt অ্যানোড ব্যবহার করলে, ক্লোরিন গ্যাস Pt -এর সাথে বিক্রিয়া করে প্লাটিনাম ক্লোরাইড তৈরি করে অ্যানোডকে ক্ষতিগ্রস্ত করতে পারে। তাই গ্রাফাইট সস্তা, কার্যকর এবং রাসায়নিকভাবে নিষ্ক্রিয় অ্যানোড হিসেবে ব্যবহৃত হয়।
গলিত AlCl₃ -এর পরিবর্তে জলীয় দ্রবণের তড়িদ্বিশ্লেষণ করলে ক্যাথোড ও অ্যানোডে কী বিক্রিয়া ঘটবে?
জলীয় দ্রবণে জল থাকার কারণে H⁺ আয়নও বিদ্যমান থাকে।
1. ক্যাথোডে – Al³⁺ আয়নের চেয়ে H⁺ আয়ন সহজে বিজারিত হয়, তাই ক্যাথোডে হাইড্রোজেন গ্যাস উৎপন্ন হবে।
বিক্রিয়া: 2H₂O + 2e⁻ → H₂(g) + 2OH⁻
2. অ্যানোডে – OH⁻ ও Cl⁻ আয়নের মধ্যে Cl⁻ সহজে জারিত হয়, তাই ক্লোরিন গ্যাস উৎপন্ন হবে।
বিক্রিয়া – 2Cl⁻ → Cl₂(g) + 2e⁻
AlCl₃ গলিত অবস্থায় তড়িদ্বিশ্লেষণ করা হয় কেন? শুষ্ক কঠিন অবস্থায় করা যায় না কেন?
শুষ্ক কঠিন অবস্থায় Al³⁺ ও Cl⁻ আয়নগুলি দৃঢ় জালকে আবদ্ধ থাকে, মুক্তভাবে চলাচল করতে পারে না, তাই তড়িৎ পরিবহন অসম্ভব। কিন্তু গলিত অবস্থায় আয়নগুলি মুক্তভাবে চলাচল করতে পারে এবং ক্যাথোড ও অ্যানোডে ধাবিত হয়, ফলে তড়িদ্বিশ্লেষণ সম্ভব হয়।
তড়িদ্বিশ্লেষণ প্রক্রিয়ায় AlCl₃ -এর ভূমিকা কী? এটি কি ক্ষয়প্রাপ্ত হয় নাকি শুধু মাধ্যম হিসেবে কাজ করে?
AlCl₃ এখানে ক্ষয়প্রাপ্ত হয়, কেবল মাধ্যম নয়। এটি তড়িদ্বিশ্লেষ্য হিসেবে ভেঙে Al³⁺ ও Cl⁻ আয়ন দেয়। ক্যাথোডে Al³⁺ থেকে Al ধাতু জমা হয় এবং অ্যানোডে Cl⁻ থেকে Cl₂ গ্যাস উৎপন্ন হয়। ফলে AlCl₃ অণু ভেঙে নতুন পদার্থ (Al ও Cl₂) তৈরি হয়।
এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান বিষয়ের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন — “Pt ক্যাথোড এবং গ্রাফাইট অ্যানোড ব্যবহার করে গলিত AlCl₃ -এর তড়িদ্বিশ্লেষণ করলে ক্যাথোড ও অ্যানোডে কী পরিবর্তন ঘটে ? ক্যাথোড ও অ্যানোডের বিক্রিয়াগুলি লেখো।” — 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