সৃজনশীলঃ ‘বাংলাদেশের পশু সম্পদের…’ ঢাকা রেসিডেনসিয়াল মডেল কলেজ ২০২৬ – অর্থনৈতিক রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

সিরামিক সামগ্রী তৈরির প্রক্রিয়ায় কাঁচা মাটির তৈরি পণ্যকে। শুকানোর পর চুল্লিতে প্রথমবার উচ্চ তাপমাত্রায় পুড়িয়ে শক্ত ও ছিদ্রযুক্ত অবস্থায় রূপান্তর করার প্রক্রিয়াকে বিস্কুট ফায়ারিং (Biscuit Firing) বলা হয়। সিরামিক সামগ্রী উৎপাদনে বিস্কুট ফায়ারিং করা হয় কারণ এটি কাঁচা মাটির ভঙ্গুরতাকে দূর করে পণ্যটিকে একটি নির্দিষ্ট কাঠামো প্রদান করে। এই প্রক্রিয়ার ফলে বস্তুটি এমনভাবে ছিদ্রযুক্ত হয় যাতে পরবর্তীতে এর ওপর গ্লেজ (Glaze) বা চকচকে আস্তরণ সহজে লাগানো যায় এবং মাটির ভেতর থাকা রাসায়নিকভাবে যুক্ত পানি এবং কার্বনঘটিত অপদ্রব্য দূর হয়ে যায়।

উদ্দীপকে উল্লিখিত ২য় শিল্পটি হচ্ছে সিমেন্ট।
সিমেন্ট উৎপাদনের মূলনীতি: সূক্ষ্মভাবে চূর্ণকৃত চুনাপাথর $\left({\mathrm{CaCO}}_3\right)$, ম্যাগনেসিয়াম কার্বনেট $\left({\mathrm{MgCO}}_3\right)$ এবং ${\mathrm{SiO}}_2$ (বালি) সমৃদ্ধ কাদামাটি $({\mathrm{Fe}}_2{O}_3,{\mathrm{SiO}}_2,{\mathrm{Al}}_2{O}_3$ এর মিশ্রণ) এর মিশ্রণকে বিশেষ ধরনের ঘূর্ণায়মান চুল্লীতে $1400\sim {1600}^{\circ }C$ উচ্চ তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করলে এক ধরনের চূর্ণাকার মিশ্রণ পাওয়া যায়, যাকে ক্লিংকার বলে।
ক্লিংকারকে পেষণ যন্ত্রে অতি সূক্ষ্মভাবে চূর্ণ করলে এক ধরনের ধূসর বর্ণের পাউডার পাওয়া যায়, যাকে সিমেন্ট বলে। কাঁচামাল হিসেবে ব্যবহৃত বিভিন্ন অক্সাইড (প্রধানত $\mathrm{CaO},{\mathrm{SiO}}_2,{\mathrm{Al}}_2{O}_3,{\mathrm{Fe}}_2{O}_3,\mathrm{MgO}$ ) চুল্লীর অভ্যন্তরে ভস্মীকরণ (Calcining) তাপমাত্রায় দ্বিবিযোজন বিক্রিয়া দ্বারা ডাইক্যালসিয়াম সিলিকেট ( $C_{2}S$ ); ট্রাইক্যালসিয়াম সিলিকেট $\left(C_{3}S\right)$; ট্রাইক্যালসিয়াম অ্যালুমিনেট $(3\mathrm{CaO}\cdot {\mathrm{Al}}_2{O}_3)$ গঠিত হয়, এগুলোই সিমেন্টের প্রধান উপাদান। MgO মুক্ত অবস্থায় থাকে। $K_{2}O$ এবং ${\mathrm{Na}}_{2}O$ এগুলো $\mathrm{CaO},{\mathrm{Al}}_2{O}_3,{\mathrm{SiO}}_2$ ইত্যাদির সঙ্গে বিক্রিয়া করে। এছাড়া সিমেন্ট যাতে ধীরে ধীরে জমাট বাঁধে সে উদ্দেশ্যে সিমেন্টে জিপসাম $\left({\mathrm{CaSO}}_4.2H_{2}O\right)$ ব্যবহার করা হয়। কারণ সিমেন্ট দ্রুত জমাট বাঁধলে সিমেন্টের ভিতরে ফাঁকা স্থান তৈরি হয়। ফলে সিমেন্টের সেটিং দুর্বল এবং ভঙ্গুর হয়। অতএব সিমেন্টে জিপসাম ব্যবহৃত হলে, সিমেন্টের সেটিং মজবুত, শক্ত ও দীর্ঘস্থায়ী হয়।

বিক্রিয়া: 

$2\mathrm{CaO}+{\mathrm{SiO}}_2⟶2\mathrm{CaO}\cdot {\mathrm{SiO}}_2$ (ডাইক্যালসিয়াম সিলিকেট)
$3\mathrm{CaO}+{\mathrm{SiO}}_2⟶3\mathrm{CaO}\cdot {\mathrm{SiO}}_2$ (ট্রাইক্যালসিয়াম সিলিকেট)
$3\mathrm{CaO}+{\mathrm{Al}}_2{O}_3⟶3\mathrm{CaO}.{\mathrm{Al}}_2{O}_3$ (ট্রাইক্যালসিয়াম অ্যালুমিনেট) 

এসব বিক্রিয়ার সঙ্গে কাদামাটির নির্জলীকরণ এবং চুনাপাথরের ভস্মীকরণও ঘটে। 

${\mathrm{CaCO}}_3\stackrel{900\sim {1000}^{\circ }C}{\to }\mathrm{CaO}+{\mathrm{CO}}_2$ 

উদ্দীপকের উল্লিখিত শিল্পের দূষক অর্থাৎ চামড়া শিল্পের দূষক দূষক সৃষ্টিকারী শিল্পের মধ্যে অন্যতম। এ শিল্পে কঠিন, তরল এবং গ্যাসীয় তিন প্রকারের বর্জ্যই উৎপন্ন হয়। চামড়া শিল্পের বর্জ্য পানিতে দ্রবীভূত ও অদ্রবীভূত এবং জৈব ও অজৈব দূষক বিদ্যমান থাকে। কঠিন দূষকসমূহ হচ্ছে চুন, ${\mathrm{Na}}_{2}S$, অ্যামোনিয়াম লবণ প্রভৃতি। তরল দূষকসমূহের মধ্যে $H_2{\mathrm{SO}}_4$, ক্রোমিয়ামের লবণের দ্রবণ উল্লেখযোগ্য। আর গ্যাসীয় দূষকসমূহের মধ্যে $H_{2}S,{\mathrm{NH}}_3$ এবং বিভিন্ন উদ্বায়ী যৌগ।
এ শিল্পের এ মারাত্মক দূষকসমূহ দূরীকরণ সম্ভব যদি বর্জ্য পদার্থকে নদীতে বা অন্যকোনো জলাশয়ে পতিত হওয়ার আগে ETP এর সাহায্যে বিশোধন করা হয়। এক্ষেত্রে ETP এর নিম্নোক্ত তিনটি প্রক্রিয়া ব্যবহার করা যেতে পারে।
i. তড়িৎ বিশ্লেষণ প্রক্রিয়া : এ প্রক্রিয়ায় বর্জ্য পানিতে বিদ্যমান ধাতব আয়ন দূর করা হয়। এক্ষেত্রে সংশ্লিষ্ট বিক্রিয়া-

$M^{n+}+{\mathrm{ne}}^{-}⟶M[M=$ ধাতব আয়ন] 

ii. প্রভাবন প্রক্রিয়া : বর্জ্য পানিতে বিদ্যমান ক্ষতিকারক জৈব যৌগসমূহকে প্রভাবকের উপস্থিতিতে অক্সিজেন দ্বারা জারিত করে ${\mathrm{CO}}_2,H_{2}O$ এবং $N_2$ গ্যাসে পরিণত করা হয়।
iii. জীব প্রযুক্তি : এ পদ্ধতিতে ব্যাকটেরিয়া বা অন্য কোনো জৈব অণু বীজ ব্যবহার করে জৈব ও অজৈব পদার্থকে জারিত বা বিয়োজিত করে ${\mathrm{CO}}_2,{\mathrm{NH}}_3$ ও $H_{2}O$ তে পরিণত করা হয় ।