সৃজনশীলঃ ‘…’ ২০২৬ – রাসায়নিক পরিবর্তন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

যে সব অ্যাসিড জলীয় দ্রবণে সম্পূর্ণভাবে আয়নিত হয় না তাদেরকে দুর্বল অ্যাসিড বলে। HF জলীয় দ্রবণে সম্পূর্ণভাবে আয়নিত হয় না, এর -কারণ হলো H – F বন্ধনটি খুব শক্তিশালী। ফ্লোরিনের আকার খুব ছোট এবং তড়িৎ ঋণাত্মকতা খুব বেশি, ফলে সে হাইড্রোজেনকে দৃঢ়ভাবে ধরে রাখে। তাই HF জলীয় দ্রবণে দ্রবীভূত হলেও খুব অল্প পরিমাণে $H^{+}$ আয়ন দান করে।

$\mathrm{HF}\rightleftharpoons H^{+}+F^{-}$

এই কম আয়নের কারণেই HF একটি দুর্বল অ্যাসিড।

উদ্দীপকের পাত্র A এর দ্রবণটি ${\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}$| ${\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}$ একটি দুর্বল এসিড বলে এর pH মান নির্ণয় করতে অসওয়ান্ডের লঘুকরণ সূত্র ব্যবহার করা হয়।

দেওয়া আছে, 

$\left[{\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}\right]=0.25M$ 

বা, C $=0.25M$ 

$K_a=1.8\times {10}^{-5}$ 

অসওয়াল্ডের লঘুকরণ সূত্রানুসারে,

$\begin{array}{cc}\alpha & =\sqrt{\frac{K_a}{C}}\\ & =\sqrt{\frac{1.8\times {10}^{-5}}{0.25}}\\ & =8.485\times {10}^{-3}\end{array}$ 

আবার,

$\begin{array}{cc}\left[H^{+}\right]& =\alpha \times C\\ & =8.485\times {10}^{-3}\times 0.25\\ & =2.12\times {10}^{-3}M\end{array}$ 

আমরা জানি,

$\begin{array}{cc}\mathrm{pH}& =-\log \left[H^{+}\right]\\ & =-\log (2.12\times {10}^{-3})=2.67\end{array}$ 

সুতরাং, পাত্র A এর দ্রবণের pH মান 2.67 । 

উদ্দীপকের A-পাত্রের দ্রবণের ক্ষেত্রে, 
$25\mathrm{mL}0.25M{\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}$ দ্রবণ $=6.25\mathrm{mL}IM{\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}$ 

আবার, B পাত্রের দ্রবণের ক্ষেত্রে- 
$15mL0.25MKOH$ দ্রবণ $=(15\times 0.25)\mathrm{mL}1M\mathrm{KOH}$ 

$=3.75M1M\mathrm{KOH}$ 

C-পাত্রে সংঘটিত বিক্রিয়া- 

দেখা যাচ্ছে, সাম্যাবস্থায় $2.5\mathrm{mL}1M{\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}$ ও $3.75mL$$1M$${\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOK}$ দ্রবণে অবশিষ্ট থাকে। এজন্য ${\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}$ ও ${\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOK}$ এর মিশ্রণ অম্লীয় বাফার হিসেবে কাজ করবে। এ দ্রবণে সামান্য এসিড $\left(HCl\right)$ বা সামান্য ক্ষার $\left(NaOH\right)$ যোগ করলে $pH$ মানের কোনো পরিবর্তন হবে না। নিচে তা বিশ্লেষণ করা হলো${\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}$ ও ${\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOK}$ বাফ়ার উপাদানদ্বয় দ্রবণে নিম্নরূপে দ্রবীভূত হয়-

$\begin{array}{cc}& {\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}\rightleftharpoons {\mathrm{CH}}_3{\mathrm{COO}}^{-}+H^{+}\\ & {\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOK}⟶{\mathrm{CH}}_3{\mathrm{COO}}^{-}+K^{+}\end{array}$

১. সামান্য পরিমাণ এসিড অর্থাৎ $H^{+}$আয়ন বাফার দ্রবণে যোগ করা হলে প্রদত্ত $H^{+}$আয়নগুলো দ্রবণে বিদ্যমান ${\mathrm{CH}}_3{\mathrm{COO}}^{-}$আয়নের সাথে যুক্ত হয়ে নিম্নরূপে মৃদু তডিৎ বিশ্লেষ্য ${\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}$ উৎপন্ন করে। 

$H^{+}\left(\mathrm{aq}\right)+{\mathrm{CH}}_3{\mathrm{COO}}^{-}\left(\mathrm{aq}\right)\to {\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}\left(\mathrm{aq}\right)$ 

এসিটিক এসিড মৃদু তড়িৎ বিশ্লেষ্য হওয়ায় সামান্য পরিমাণে বিয়োজিত হয়। তাই ঐ বাফার দ্রবণে প্রদত্ত অম্ল দ্বারা $H^{+}$ আয়নের ঘনমাত্রা বাড়ে না। অর্থাৎ pH -এর মান অপরিবর্তিত থাকে।

২. সামান্য পরিমাণে ক্ষারক অর্থাৎ ${\mathrm{OH}}^{-}$আয়ন এই বাফার দ্রবণে যোগ করলে অতিরিক্ত ${\mathrm{OH}}^{-}$আয়ন দ্রবণে উপস্থিত $H^{+}$আয়নের সাথে যুক্ত হয়ে $H_{2}O$ উৎপন্ন করে। ফলে দ্রবণে মোট ${\mathrm{OH}}^{-}$ আয়নের ঘনমাত্রা স্থির থাকে। তাই এসিটিক এসিডের সাম্যাবস্থা ডানদিকে সরে গিয়ে $H^{+}$আয়ন তৈরি করে বিক্রিয়ারত $H^{+}$আয়নের অভাব পূর্ণ করে।

$\begin{array}{cc}& {\mathrm{OH}}^{-}\left(\mathrm{aq}\right)+H^{+}\left(\mathrm{aq}\right)\to H_{2}O\left(\ell \right)\\ & {\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}\left(\mathrm{aq}\right)\rightleftharpoons {\mathrm{CH}}_3{\mathrm{COO}}^{-}\left(\mathrm{aq}\right)+H^{+}\left(\mathrm{aq}\right)\end{array}$

সুতরাং দেখা যাচ্ছে, উদ্দীপকের $C$ পাত্রে সামান্য $HCl$ বা সামান্য $NaOH$ যোগ করলে $pH$ মানের কোনো পরিবর্তন হবে না।