এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান বিষয়ের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন — “Pt তড়িৎদ্বারের উপস্থিতিতে CuSO₄ -এর জলীয় দ্রবণের তড়িৎবিশ্লেষণে দ্রবণটি আম্লিক প্রকৃতির হয় 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।
Pt তড়িৎদ্বারের উপস্থিতিতে CuSO₄ -এর জলীয় দ্রবণের তড়িৎবিশ্লেষণে দ্রবণটি আম্লিক প্রকৃতির হয় কেন?
Pt তড়িৎদ্বারের সাহায্যে CuSO₄ -এর জলীয় দ্রবণে তড়িৎপ্রবাহ চালনা করলে CuSO₄ -এর জলীয় দ্রবণে নিম্নলিখিত বিয়োজন হয়।
CuSO₄ → Cu²⁺ + SO₄²⁻; H₂O ⇌ H⁺ + OH⁻
এখন Cu²⁺ ও H⁺ উভয় আয়নই একই সঙ্গে ক্যাথোডে আকর্ষিত হয়। কিন্তু H⁺ আয়ন অপেক্ষা Cu²⁺ আয়ন কম তড়িৎ ধনাত্মকধর্মী, তাই H⁺ অপেক্ষা Cu²⁺ -এর ক্যাথোডে মুক্ত হওয়ার প্রবণতাও বেশি। Cu²⁺ ক্যাথোডে গিয়ে দুটি ইলেকট্রন গ্রহণ করে ধাতব Cu-এ পরিণত হয় এবং ক্যাথোডে Cu-ধাতু জমা হয়।
আবার SO₄²⁻ ও OH⁻ উভয় আয়নই অ্যানোডে আকর্ষিত হয়। কিন্তু SO₄²⁻ আয়ন অপেক্ষা OH⁻-আয়নের অ্যানোডে মুক্ত হওয়ার প্রবণতা বেশি হওয়ায় এটি অ্যানোডে গিয়ে প্রয়োজনীয় ইলেকট্রন বর্জন করে OH মূলকে পরিণত হয়। OH মূলকগুলি পরস্পর যুক্ত হয়ে H₂O ও O₂ -তে পরিণত হয়। সুতরাং দ্রবণে ক্যাটায়ন হিসেবে H⁺ ও অ্যানায়ন হিসেবে SO₄²⁻ উপস্থিত থাকায় দ্রবণে H₂SO₄ থেকে যায়, তাই দ্রবণ আম্লিক প্রকৃতির হয়।
কিছু গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নোত্তর
Pt তড়িৎদ্বারের উপস্থিতিতে CuSO₄ দ্রবণের তড়িৎবিশ্লেষণে ক্যাথোডে কোন প্রক্রিয়াটি ঘটে?
ক্যাথোডে Cu²⁺ আয়ন H⁺ আয়নকে অপসারণ করে (কারণ এটি কম তড়িৎ ধনাত্মক) এবং ইলেকট্রন গ্রহণ করে Cu ধাতু হিসেবে জমা হয়। Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu
Pt (প্লাটিনাম) তড়িৎদ্বার ব্যবহার করার বিশেষত্ব কী?
প্লাটিনাম একটি নিষ্ক্রিয় (inert) তড়িৎদ্বার। এটি বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে না, শুধুমাত্র ইলেকট্রন প্রদান বা গ্রহণের জন্য পৃষ্ঠতল সরবরাহ করে। এর ফলে, অ্যানোডে OH⁻ আয়নই সহজে জারিত হতে পারে এবং দ্রবণের মূল বিক্রিয়া পর্যবেক্ষণ করা সম্ভব হয়।
Pt তড়িৎদ্বারের উপস্থিতিতে CuSO₄ দ্রবণটি আম্লিক হওয়ার রাসায়নিক কারণ কী?
তড়িৎবিশ্লেষণের সময় –
1. ক্যাথোডে – Cu²⁺ আয়ন দ্রবণ থেকে সরে যায়।
2. অ্যানোডে – OH⁻ আয়ন দ্রবণ থেকে সরে গিয়ে O₂ গ্যাস ও পানিতে পরিণত হয়।
এর ফলে, দ্রবণে H⁺ ও SO₄²⁻ আয়নের ঘনত্ব তুলনামূলকভাবে বৃদ্ধি পায়, যা H₂SO₄ (সালফিউরিক অ্যাসিড) এর সমতুল্য। এই অতিরিক্ত H⁺ আয়নের উপস্থিতির কারণেই দ্রবণটি আম্লিক প্রকৃতির হয়।
Pt তড়িৎদ্বারের উপস্থিতিতে CuSO₄ -এর জলীয় দ্রবণের তড়িৎবিশ্লেষণের পরে দ্রবণের pH -এর কী পরিবর্তন হয়?
দ্রবণের pH সময়ের সাথে সাথে কমতে থাকে, অর্থাৎ দ্রবণটি আরও বেশি অম্লীয় হয়ে ওঠে। কারণ অ্যানোডে OH⁻ আয়নের অপসারণ এবং ক্যাথোডে H⁺ আয়নের বিজারণ না হওয়ার ফলে দ্রবণে H⁺ আয়নের পরিমাণের নিট বৃদ্ধি ঘটে।
Pt তড়িৎদ্বার ব্যবহার না করে তামার (Cu) তড়িৎদ্বার ব্যবহার করলে কি দ্রবণটি আম্লিক হতো?
না, এক্ষেত্রে দ্রবণ আম্লিক হতো না। কারণ তামার অ্যানোডটি সক্রিয় (reactive) এবং এটি নিজেই জারিত হয়ে Cu²⁺ আয়নে পরিণত হয় (Cu → Cu²⁺ + 2e⁻)। এই বিক্রিয়াটি OH⁻ আয়নের জারণের (O₂ গ্যাস নির্গমন) চেয়ে সহজে ঘটে। ফলে দ্রবণে H⁺ আয়নের সঞ্চয় হয় না, বরং Cu²⁺ আয়নের ঘনত্ব প্রায় স্থির থাকে।
এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান বিষয়ের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন — “Pt তড়িৎদ্বারের উপস্থিতিতে CuSO₄ -এর জলীয় দ্রবণের তড়িৎবিশ্লেষণে দ্রবণটি আম্লিক প্রকৃতির হয় 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