সৃজনশীল প্রশ্ন 

Na(s) + HCl(aq) =  X(aq) +  Y(g)

(ক) তড়িৎ বিশ্লেষণ কি ?

(খ) উল্লেখিত বিক্রিয়ায় প্রাপ্ত দ্রবণকে তড়িৎ বিশ্লেষ্য পরিবাহী বলা হয় কেন ?

(গ) উল্লেখিত বিক্রিয়ায় প্রাপ্ত দ্রবণকে নিষ্ক্রিয় তড়িৎদ্বারের সাহায্যে তড়িৎ বিশ্লেষণ করলে কি ঘটে ? ব্যাখ্যা কর। 

(ঘ) উল্লেখিত বিক্রিয়ায় প্রাপ্ত দ্রবণ থেকে কিভাবে ধাতু নিষ্কাশন করা যায়? বিশ্লেষণ কর।

উত্তর:

(ক) তড়িৎ বিশ্লেষণ: গলিত বা দ্রবীভূত অবস্থায় তড়িৎ বিশ্লেষ্য পদার্থের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহের ফলে উক্ত তড়িৎ বিশ্লেষের রাসায়নিক পরিবর্তন ঘটানোর প্রক্রিয়াকে তড়িৎ বিশ্লেষণ বলে। 

(খ) প্রদত্ত বিক্রিয়াটি  সম্পূর্ণ করে পা্ই,

2Na(s) +  2HCl(aq) =  2NaCl(aq) +  H2(g)

বিক্রিয়াটিতে 2 মোল  সোডিয়াম 2 মোল হাইড্রোক্লোরিক এসিডের সাথে প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ায় 2 মোল সোডিয়াম ক্লোরাইড ও 1 মোল লহাইড্রোজেন গ্যাস উৎপন্ন করে। সুতরাং  X যৌগটি হলো NaCl (সোডিয়াম ক্লোরাইড) এবং  Y হলো  H (হাইড্রোজেন)।

সুতরাং  উল্লেখিত বিক্রিয়ায় প্রাপ্ত দ্রবণটি হল সোডিয়াম ক্লোরাইড এর দ্রবণ। 

আমরা জানি, যেসব পদার্থ গলিত বা দ্রবীভূত অবস্থায় বিদ্যুৎ পরিবহন করে এবং সাথে সাথে তার রাসায়নিক পরিবর্তন সংঘটিত হয় তাদেরকে তড়িৎ বিশ্লেষ্য পদার্থ বলে। তড়িৎ বিশ্লেষ্য পদার্থ গলিত বা দ্রবীভূত অবস্থায় আয়নিত অবস্থায় থাকে। এই আয়নের মাধ্যমে তড়িৎ বিশ্লেষ্য পদার্থ বিদ্যুৎ পরিবহন করে। আয়নিক যৌগ এবং কিছু পোলার সমযোজী যৌগ গলিত বা দ্রবীভূত অবস্থায় তড়িৎ বিশ্লেষ্য পরিবাহী হয়। যেহেতু, সোডিয়াম ক্লোরাইড (NaCl) একটি আয়নিক যৌগ তাই এটি তড়িৎ বিশ্লেষ্য পরিবাহী। 

(গ) “খ” থেকে পাই উল্লেখিত বিক্রিয়ায় প্রাপ্ত দ্রবণটি হল সোডিয়াম ক্লোরাইড এর দ্রবণ,

সোডিয়াম ক্লোরাইড বা খাদ্য লবন (NaCl)এর  গাঢ় জলীয় দ্রবণকে   ব্রাইন বলে। এই দ্রবণে NaCl সোডিয়াম আয়ন ও ক্লোরাইড আয়নরুপে পৃথক হয়। একই সাথে পানিও কিছুটা বিয়োজিত হয়। যেমন,

NaCl(aq) = Na+(aq)  +  Cl-(aq)

H2O(aq)  = H+(aq) + OH-(aq)

তড়িৎ বিশ্লেষণ কোষে এই দ্রবণের মধ্যে নিষ্ক্রিয়  তড়িৎদ্বার হিসেবে গ্রাফাইট বা  প্লাটিনাম ব্যবহার করে বিদ্যুৎ প্রবাহিত করলে Na+ও H+  উভয়েই ক্যাথোড কর্তৃক আকৃষ্ট হয় কিন্তু   Na+ এর তুলনায় H+ আয়নের ইলেকট্রন গ্রহণ করার প্রবণতা বেশি তাই ক্যাথডে H+ একটি ইলেকট্রন গ্রহণ করে H পরমাণুতে পরিণত হয় এবংদুটি হাইড্রোজেন পরমাণু পরস্পর যুক্ত হয়ে হাইড্রোজেন অণু  উৎপন্ন করে। 

 ক্যাথোডে বিক্রিয়া:  2H+(aq) + 2e- = H2(g) (বিজারণ)

অপরদিকে,    Cl- ও  OH- উভয়ই অ্যানোড কর্তৃক আকৃষ্ট হয়। কিন্তু OH- আয়নের ইলেকট্রন দানের প্রবণতা  Cl-আয়নের তুলনায় বেশি থাকলেও  দ্রবণে Cl- আয়নের ঘনমাত্রা OH-আয়নের ঘনমাত্রার চেয়ে অনেক বেশি বলে OH- এর চেয়ে  Cl-আয়ন আগে অ্যানোডে ইলেকট্রন ত্যাগ করে। একটি Cl- আয়ন অ্যানোড তড়িৎদ্বারে একটি ইলেকট্রন ত্যাগ করে একটি Cl পরমাণুতে পরিণত হয় দুটি ক্লোরিন পরমাণু একসাথে যুক্ত হয় ক্লোরিন অণু উৎপন্ন করে।

অ্যানোডে বিক্রিয়া: 2Cl-(aq) = Cl2(g) + 2e-(জারণ)

পাত্রে  Na+  ও  OH- থেকে যায়। ফলে  Na+  ও  OH-  একত্র NaOH উৎপন্ন করে।

(ঘ) “খ” থেকে পাই উল্লেখিত বিক্রিয়ায় প্রাপ্ত দ্রবণটি হল সোডিয়াম ক্লোরাইড এর দ্রবণ,

 ক্ষার ধাতু, মৃৎক্ষার ধাতু, অ্যালুমিনিয়াম ধাতু প্রভৃতি সক্রিয় ধাতু সমূহ তড়িৎ বিশ্লেষণ পদ্ধতিতে নিষ্কাশন করা হয়। সাধারণত সকল ধাতুর যৌগের তরলে অথবা দ্রবণে তড়িৎদ্বার ব্যবহার করে বিদ্যুৎ প্রবাহ চালনা করলে ক্যাথোডে ধাতু উৎপন্ন হয়। সোডিয়াম ক্লোরাইডের গাঢ় দ্রবণ নিয়ে যদি সক্রিয় তড়িৎদ্বার হিসেবে পারদ কে  ক্যাথোড রুপে ব্যবহার করে তড়িৎ বিশ্লেষণ করা হয় তবে ক্যাথডে সোডিয়াম ধাতব সোডিয়াম পাওয়া যায় যা পারদের সাথে সোডিয়াম সংকর তৈরি করে। উৎপন্ন তরল  সংকরটিকে একটি ভিন্ন চেম্বারে পাঠানো হলে সেখানে পানির সাথে বিক্রিয়া করে সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড ও হাইড্রোজেন গ্যাস উৎপন্ন করে। তাই সোডিয়াম ক্লোরাইড এর জলীয়  দ্রবণের তড়িৎ বিশ্লেষণের সাহায্যে সোডিয়াম ধাতু নিষ্কাশন করা যায় না। এক্ষেত্রে, গলিত সোডিয়াম ক্লোরাইড এর তড়িৎ বিশ্লেষণ এর সাহায্যে ধাতু নিষ্কাশন করা হয়। 

Na+(aq) + e- + Hg(l) = Na/Hg(l)

2Na/Hg(l)  + 2H2O(aq) = 2NaOH(aq) + H2(g)+ Hg(l)

উল্লেখিত বিক্রিয়ায়  প্রাপ্ত দ্রবণটিকে প্রথমে উত্তপ্ত করে অনাদ্র সোডিয়াম ক্লোরাইডে পরিণত করা হয়। NaCl এর গলনাংক 801 ডিগ্রী সেন্টিগ্রেড। NaCl এর সাথে  বিগালক রূপে CaCl2 মিশ্রিত করলে 600 ডিগ্রী সেন্টিগ্রেড তাপমাত্রায় NaCl এর বিগলিত তরল উৎপন্ন হয়। বিগলিত সোডিয়াম ক্লোরাইড এর মধ্যে সোডিয়াম আয়ন (Na+) ও ক্লোরাইড আয়ন (Cl-) থাকে। অতঃপর আধুনিক ডাউন পদ্ধতিতে বিগলিত সোডিয়াম ক্লোরাইডকে তড়িৎ বিশ্লেষণ করা হয়। ফলে ক্যাথোডে সোডিয়াম ধাতু এবং অ্যানোডে ক্লোরিন গ্যাস উৎপন্ন হয়। এক্ষেত্রে, অ্যানোডে একটি শক্ত ও প্রশস্ত গ্রাফাইট কার্বন ও ক্যাথডে শক্ত লোহার পাত ব্যবহার করা হয়।

ক্যাথডে বিক্রিয়া:  Na+(l) + e- = Na(l) (বিজারণ) 

 অ্যানোডে বিক্রিয়া: 2Cl-(l) = Cl2(g) + 2e-(জারণ)

পাঠ উপস্থাপন 

শিবুব্রত মন্ডল

বি,এসসি(সম্মান), এম, এসসি (রসায়ন)।

সহকারী শিক্ষক (গণিত ও বিজ্ঞান)

বেতমোর রাজপাড়া ইউনিয়ন আদর্শ মাধ্যমিক বিদ্যালয়।

Email : [email protected]

Mobile : 01718638797

Facebook: Shibubrata Mandal