সৃজনশীলঃ ‘4.5g একটি লোহার…’ ২০২৬ – পরিমাণগত রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

কোনো ধাতব অক্সাইডের ক্ষারকত্ব বলতে বোঝায়, ঐ ধাতব অক্সাইড ক্ষারের সাথে বিক্রিয়া করে কত মোল ক্ষারকে প্রশমিত অপসারণ করতে পারে।

${\mathrm{Al}}_2{O}_3$ ক্ষারের (যেমন, NaOH) সাথে বিক্রিয়া করে সোডিয়াম অ্যালুমিনেট লবণ ও পানি উৎপন্ন করে। প্রতি এক মোল ${\mathrm{Al}}_2{O}_3$ দুই মৌল NaOH সাথে বিক্রিয়া করে।

${\mathrm{Al}}_2{O}_3+2\mathrm{NaOH}\to 2{\mathrm{NaAlO}}_2+H_{2}O$

উপরোক্ত কারণে ${\mathrm{Al}}_2{O}_3$ এর ক্ষারকত্ব 2।

সৃজনশীল প্রশ্নোত্তর দ্রষ্টব্য।

উদ্দীপকের সংঘটিত বিক্রিয়া-

$\mathrm{Fe}+H_2{\mathrm{SO}}_4⟶{\mathrm{FeSO}}_4+H_2$

প্রাপ্ত ${\mathrm{FeSO}}_4$ ও ${\mathrm{KMnO}}_4$ এর অম্নীয় মাধ্যমে টাইট্রেশনের জারণ-বিজারণ বিক্রিয়া আয়ন ইলেকট্রেন পদ্ধতিতে সমতাকরণ নিচে দেখানো হলোএক্ষেত্রে, ${\mathrm{FeSO}}_4$ ও ${\mathrm{KMnO}}_4$ এর মধ্যে অম্লীয় মাধ্যমে সংঘটিত বিক্রিয়াটি${\mathrm{FeSO}}_4+{\mathrm{KMnO}}_4+H_2{\mathrm{SO}}_4\to {\mathrm{Fe}}_2{\left({\mathrm{SO}}_4\right)}_3+K_2{\mathrm{SO}}_4+{\mathrm{MnSO}}_4+H_{2}O$ এখানে ${\mathrm{KMnO}}_4$ হলো জারক এবং ${\mathrm{FeSO}}_4$ হলো বিজারক 

জারণ অর্ধবিক্রিয়া : ${\mathrm{Fe}}^{2+}-e⟶{\mathrm{Fe}}^{3+}$$......\left(1\right)$

বিজারণ অর্ধবিক্রিয়া : ${\mathrm{MnO}}_4^{-}+5e^{-}+8H^{+}\to {\mathrm{Mn}}^{2+}+4H_{2}O$$......\left(2\right)$ 

সমীকরণকে $\left(1\right)$ নং কে $10$ এবং $\left(2\right)$ নং কে 2 দ্বারা গুণ করে পাই; 

$\begin{array}{cc}& 10{\mathrm{Fe}}^{2+}-10e^{-}⟶10{\mathrm{Fe}}^{3+}\\ & 2{\mathrm{MnO}}_4^{-}+10e^{-}+16H^{+}⟶2{\mathrm{Mn}}^{2+}+8H_{2}O\end{array}$

___________________________________________

যোগ করে, $10{\mathrm{Fe}}^{2+}+2{\mathrm{MnO}}_4^{-}+16H^{+}⟶10{\mathrm{Fe}}^{3+}+2{\mathrm{Mn}}^{2+}+8H_{2}O$ 

দর্শক আয়নের উপস্থিতিতে বিক্রিয়াটি হবে,
$10{\mathrm{FeSO}}_4+2{\mathrm{KMnO}}_4+8H_2{\mathrm{SO}}_4\to 5{\mathrm{Fe}}_2{\left({\mathrm{SO}}_4\right)}_3+2{\mathrm{MnSO}}_4+K_2{\mathrm{SO}}_4+8H_{2}O$ এখানে, $K^{+}$ও ${\mathrm{SO}}_4{}^{2-}$ আয়নদ্বয় দর্শক আয়ন হিসেবে কাজ করে। 

লোহার চামচকে লঘু $H_2{\mathrm{SO}}_4$ দ্রবণে দ্রবীভূত করলে নিন্মোক্ত বিক্রিয়াটি সংঘটিত হয়-

$\mathrm{Fe}+H_2{\mathrm{SO}}_4\to \mathrm{Fe}{\mathrm{SO}}_4+H_2$

এখন, $780\mathrm{mL}{\mathrm{FeSO}}_4$ দ্রবণ থেকে 28 mL নিয়ে 24.5 mL 0.02 M ${\mathrm{KMnO}}_4$ দ্রবণ দ্বারা টাইট্রেশন করা হলো। এক্ষেত্রে সংঘটিদ রেডক্স বিক্রিয়াটি নিম্নরূপ—

$\begin{array}{cc}& 2{\mathrm{KMnO}}_4+10{\mathrm{FeSO}}_4+8H_2{\mathrm{SO}}_4\to K_2{\mathrm{SO}}_4+2M_n{\mathrm{SO}}_4+5{\mathrm{Fe}}_2(\mathrm{SO}4{)}_3+8H_{2}O\end{array}$

বিক্রিয়া হতে পাই,

$2\mathrm{mol}{\mathrm{KMnO}}_4\equiv 10\mathrm{mol}{\mathrm{FeSO}}_4$

$\therefore (24.5\times {10}^{-3}\times 0.02)\mathrm{mol}{\mathrm{KMnO}}_4\equiv \frac{10}{2}\times 24.5\times {10}^{-3}\times 0.2\mathrm{mol}{\mathrm{FeSO}}_4$

$=2.45\times {10}^{-3}\mathrm{mol}{\mathrm{FeSO}}_4$

$=2.45\times {10}^{-3}\mathrm{mol}\mathrm{Fe}$

$=(2.45\times {10}^{-3}\times 55.85)g\mathrm{Fe}$

$=0.137g\mathrm{Fe}$

এখন, 28mL ${\mathrm{FeSO}}_4$ দ্রবণে Fe আছে = 0.137g

∴ 780mL ${\mathrm{FeSO}}_4$ দ্রবণে Fe আছে = $\frac{0.137\times 780}{28}g$ = 3.81 g

 ∴ 4.5g লোহার চামচে ভেজালের পরিমাণ = (4.5 - 3.81) g = 0.69g

ভেজালের শতকরা পরিমাণ $=\frac{0.69}{4.5}\times 100\%=15.33\%$

সুতরাং, লোহার চামচটিতে ভেজালের শতকরা পরিমাণ 15.33%