সৃজনশীলঃ ‘…’ বরিশাল বোর্ড ২০১৭ – তড়িৎ রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

যে প্রক্রিয়া সম্পন্ন করার ফলে কাচ তাপমাত্রাসহ, ঘাতসহ ও টেকসই হয় সেই প্রক্রিয়াই কাচ অ্যানিলিং বা পান দেওয়া ।

কাচকে পান না দিলে তা কিছু সময় রেখে দিলেই ভেঙে যাবে। কারণ কাচে পান না দিলে এটি তাপমাত্রার পরিবর্তন কিংবা আঘাত সহ্য করতে পারে না। প্রতিটি কাচে এর গলনাঙ্কের নিচে একটি সংকট তাপমাত্রা থাকে। কাচকে উত্তপ্ত করে তার সংকট তাপমাত্রার উপর বেশ কিছুক্ষণ রেখে ধীরে ধীরে ঠাণ্ডা করা হয়। ফলে কাচের পান দেওয়া সম্পন্ন হয়। পান দেওয়ার ফলে কাচ সুষম হয়। ফলে কাচ তাপমাত্রাসহ, ঘাতসহ ও টেকসই হয়।

উদ্দীপকের প্রাইমারি স্ট্যান্ডার্ড দ্রবণটি হলো K₂Cr₂O₇ এবং B দ্রবণটি একটি থায়ো দ্রবণ যেমন Na₂S₂O₃ । সুতরাং K₂Cr₂O₇ দ্রবণটি দ্বারা Na₂S₂O₃ দ্রবণের টাইট্রেশনে KI এর প্রয়োজনীয়তা নিচে ব্যাখ্যা করা হলো—

K₂Cr₂O₇ দ্রবণটি একটি জারক পদার্থ এবং প্রমাণ থায়োসালফেট দ্রবণ একটি 'বিজারক পদার্থ। প্রমাণ থায়োসালফেট দ্রবণ দ্বারা মুক্ত আয়োডিনকে টাইট্রেশন করা হয়। এক্ষেত্রে মুক্ত আয়োডিন (I₂) না নিয়ে KI দ্রবণ যোগ করা হয়। কারণ, আয়োডিন একটি উদ্বায়ী উপাদান। বিক্রিয়ায় উৎপন্ন I₂ বাষ্পীভূত হয়ে গেলে টাইট্রেশনের মাধ্যমে প্রাপ্ত ফল থেকে Cu²⁺ আয়নের সঠিক মান জানা যাবে না ৷এ অসুবিধা দূর করার জন্য অতিরিক্ত KI যোগ করা হয়। জারণ-বিজারণ বিক্রিয়ায় উৎপন্ন I অতিরিক্ত KI এর সাথে KI, গঠন করে। এ অবস্থায় I₂ আর বাষ্পীভূত হয় না। Na₂S₂O₃ এর সাথে 1⁄2 ও ট্রাই আয়োডাইড  $\left(I_3{}^{-}\right)$ এর বিক্রিয়া অভিন্ন

$2S_2{O}_3{}^{2-}+I_3^{-}\to 3\Gamma +S_4{O}_6{}^{2-}$

এজন্য K₂Cr₂O₇ দ্রবণটি দ্বারা থায়োসালফেট দ্রবণের টাইট্রেশনে KI এর প্রয়োজনীয়তা খুবই গুরুত্ব বহন করে ।

উদ্দীপকের অম্লীয় K₂Cr₂O₇ এর সাথে থায়ো দ্রবণের (Na₂S₂O₃) বিক্রিয়া নিম্নরূপ—

$\begin{array}{cc}& {\mathrm{Cr}}_2{O}_7^{2-}\left(\mathrm{aq}\right)+6\Gamma \left(\mathrm{aq}\right)+14H^{+}\left(\mathrm{aq}\right)\to 2{\mathrm{Cr}}^{3+}\left(\mathrm{aq}\right)+3I_2\left(\mathrm{aq}\right)+7H_{2}O\left(l\right)\\ & 2S_2{O}_3^{2-}\left(\mathrm{aq}\right)+I_2\left(\mathrm{aq}\right)⟶S_4{O}_6{}^{2-}\left(\mathrm{aq}\right)+2{\Gamma }^{-}\left(\mathrm{aq}\right)\end{array}$

বা, $6S_2{O}_3{}^{2-}\left(\mathrm{aq}\right)+3I_2\left(\mathrm{aq}\right)⟶3S_4{O}_6{}^{2-}\left(\mathrm{aq}\right)+6\Gamma \left(\mathrm{aq}\right)$

∴ সমীকরণ মতে,

$1\mathrm{mol}{K}_2{\mathrm{Cr}}_2{O}_7\equiv 3\mathrm{mol}{I}_2\equiv 6\mathrm{mol}{\mathrm{Na}}_2{S}_2{O}_3$

V₁ = K₂Cr₂O₇ এর আয়তন = 148 mL

S₁ = K₂Cr₂O₇ এর ঘনমাত্রা = 0.01 M (সেন্টি মোলার)

V₂ = Na₂S₂O₃ এর আয়তন 2 = 45 mL

S₂ = Na₂S₂O₃ এর ঘনমাত্রা =?

জানা আছে, $\frac{V_1{S}_1}{V_2{S}_2}=\frac{1}{6}$

বা, $S_2=\frac{6V_1{S}_1}{V_2}$
$\begin{array}{cc}& =\frac{6\times 148\times 0.01}{45}M\\ & =0.197M\end{array}$

উদ্দীপকের C দ্রবণ হলো 2g তুঁতের 33 mL দ্রবণ। তুঁতের সংকেত হচ্ছে CuSO₄.5H₂O, যার আণবিক ভর 249.5 ।

অর্থাৎ 249.5 g ভরের তুঁতের মধ্যে CuSO₄ থাকে = 159.5 g

2g ভরের তুঁতের মধ্যে CuSO₄ থাকে

$\begin{array}{cc}& =\frac{159.5\times 2}{249.5}g\\ & =1.28g\end{array}$

এখানে, C দ্রবণের ক্ষেত্রে,

মোলারিটি, $S=\frac{1000W}{\mathrm{MV}}=\frac{1000\times 1.28}{159.5\times 33}=0.243M$

$33{\mathrm{mL}}_{0}0.243M{\mathrm{CuSO}}_4=8.019{\mathrm{mL}}_{1}M{\mathrm{CuSO}}_4$

আবার, 45 ml 0.197 M Na₂S₂O₃ = 8.864 mL 1M Na₂S₂O₃

আবার, C দ্রবণের সাথে B দ্রবণের মিশ্রিত অবস্থায় সমতাকৃত বিক্রিয়াগুলো

$\begin{array}{cc}& 2{\mathrm{CuSO}}_4+4\mathrm{KI}\to {\mathrm{Cu}}_2{I}_2+I_2+2K_2{\mathrm{SO}}_4\\ & 2{\mathrm{Na}}_2{S}_2{O}_3+I_2\to {\mathrm{Na}}_2{S}_2{O}_3+2\mathrm{NaI}\end{array}$

বিক্রিয়া দুটি থেকে দেখা যায়,

$\begin{array}{cc}& 2\mathrm{mol}{\mathrm{CuSO}}_4\equiv 1\mathrm{mol}{I}_2=2\mathrm{mol}{\mathrm{Na}}_2{S}_2{O}_3\\ & \therefore 2\mathrm{mol}{\mathrm{CuSO}}_4\equiv 2\mathrm{mol}{\mathrm{Na}}_2{S}_2{O}_3\end{array}$

বা, $1\mathrm{mol}{\mathrm{CuSO}}_4\equiv 1\mathrm{mol}{\mathrm{Na}}_2{S}_2{O}_3$

$\therefore 8.019{\mathrm{mL}}_{1}M{\mathrm{CuSO}}_4\equiv 8.019\mathrm{mL}1M{\mathrm{Na}}_2{S}_2{O}_3$

$\therefore$ দ্রবণে অতিরিক্ত ${\mathrm{Na}}_2{S}_2{O}_3$ এর পরিমাণ = $8.865-8.109$

$=0.846\mathrm{mL}IM$

সুতরাং বলা যায় যে, মিশ্রণে 0.846 mL Na₂S₂O₃ অতিরিক্ত থাকায়, C দ্রবণ দ্বারা B দ্রবণকে সম্পূর্ণরূপে জারিত করা সম্ভব নয়