তড়িৎ-রাসায়নিক শ্রেণিতে উপরের ধাতুগুলিকে কেন শুধু লবণের তড়িৎবিশ্লেষণের মাধ্যমে নিষ্কাশন করা হয়?

তড়িৎ-রাসায়নিক শ্রেণি হলো ধাতুগুলিকে তাদের বিজারণ ক্ষমতা বা তড়িৎ-ধনাত্মকতার ক্রমানুসারে সাজানো একটি তালিকা। এই শ্রেণির সবচেয়ে ওপরে (যেমন – Li, K, Ba, Ca, Na) থাকে সবচেয়ে তড়িৎ-ধনাত্মক ও শক্তিশালী বিজারক ধাতুগুলি এবং নিচের দিকে (যেমন – Cu, Ag, Au) থাকে কম তড়িৎ-ধনাত্মক ও দুর্বল বিজারক ধাতুগুলি।

সোডিয়াম ও ক্যালশিয়ামের মতো ধাতু অত্যন্ত শক্তিশালী বিজারক। অর্থাৎ, তারা খুব সহজেই ইলেকট্রন ত্যাগ করে ধনাত্মক আয়নে পরিণত হয়। অন্য কোনো রাসায়নিক বিজারক (যেমন – কার্বন) এতটা শক্তিশালী নয় যে এদের আয়নগুলিকে ইলেকট্রন দান করে ধাতুতে পরিণত করতে পারে। তাই, এদের নিষ্কাশনের জন্য শক্তিশালী তড়িৎ শক্তির (বিদ্যুৎ) ব্যবহার করে জারণ প্রবণতা অতিক্রম করতে হয়।

জলের দ্রবণ ব্যবহার করা যায় না, কারণ জল নিজেই এই শক্তিশালী ধাতুগুলির চেয়ে সহজে বিজারিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, সোডিয়াম ক্লোরাইডের জলের দ্রবণে তড়িৎ প্রবাহ চালালে ক্যাথোডে সোডিয়াম ধাতু নয়, বরং হাইড্রোজেন গ্যাস উৎপন্ন হয় (জলের বিজারণ ঘটে)। তাই, ধাতুটিকে নিষ্কাশন করতে হলে এর লবণকে গলিয়ে নিতে হয়, যেখানে ক্যাথোডে কেবলমাত্র ধাতব আয়নই বিজারিত হতে পারে।

হ্যাঁ, হয়। তবে এসব ক্ষেত্রে অনেক সময় জলের দ্রবণ থেকেই তড়িদবিশ্লেষণ করা সম্ভব, কারণ এগুলো জলের চেয়ে কম সক্রিয়। উদাহরণস্বরূপ, তামার সালফেট দ্রবণের তড়িদবিশ্লেষণে ক্যাথোডে বিশুদ্ধ তামা জমা হয়। আবার দুর্বল বিজারক ধাতু হওয়ায় এদেরকে কার্বনের মতো রাসায়নিক বিজারক দিয়েও আকরিক থেকে নিষ্কাশন করা যায় (যেমন – লোহার আকরিক থেকে লোহা নিষ্কাশন)।

তড়িৎ-রাসায়নিক শ্রেণির মাঝামাঝি অবস্থানকারী ধাতুগুলি (যেমন – Zn, Fe, Sn, Pb) সাধারণত তাদের অক্সাইড আকরিককে কোক (কার্বন) দিয়ে বিজারণ করে নিষ্কাশন করা হয়। এরা কার্বনের চেয়ে বেশি সক্রিয়, কিন্তু এতটা নয় যে শুধুমাত্র তড়িদবিশ্লেষণের মাধ্যমেই নিষ্কাশন করতে হবে। উচ্চ তাপমাত্রায় কার্বন এদের অক্সাইড থেকে অক্সিজেন সরিয়ে দিয়ে ধাতু প্রদান করে।

তড়িদবিশ্লেষণ একটি ব্যয়বহুল প্রক্রিয়া, কারণ —
1. বিদ্যুৎ শক্তির উচ্চ খরচ – বড় আকারের তড়িদবিশ্লেষণ কোষ চালাতে প্রচুর তড়িৎ শক্তির প্রয়োজন হয়।
2. উপকরণের দাম – ইলেকট্রোড (বিশেষ করে অ্যানোড) তৈরি করতে প্রায়ই দামি ধাতু ব্যবহার করতে হয়।
3. রক্ষণাবেক্ষণ – উচ্চ তাপমাত্রায় গলিত লবণ বা অক্সাইড ধরে রাখার জন্য বিশেষ ধরনের ভাটি (furnace) এবং প্রতিরোধক পাত্রের প্রয়োজন হয়।