সৃজনশীলঃ ‘…’ বরিশাল বোর্ড ২০২১ – তড়িৎ রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

অ্যানিলিনের N-পরমাণুর নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন যুগল আংশিকভাবে বেনজিন বলয়ের সঞ্চারণশীল $\pi$ ইলেকট্রনের সাথে মিলিত হয়। ফলে N-এর নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় বেনজিন বলয়ের দিকে আকৃষ্ট থাকে। তখন প্রোটনের সাথে N-পরমাণুর নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন যুগলের সন্নিবেশন বন্ধন গঠনের সম্ভাবনা কমে যায়। এ কারণে অ্যানিলিন দুর্বল ক্ষারক। অপরদিকে মিথাইল অ্যামিনে মিথাইল মূলক N-পরমাণুতে ইলেকট্রন ঘনত্ব বৃদ্ধি করে। ফলে মিথাইল অ্যামিনের পানি থেকে প্রোটন গ্রহণের ক্ষমতা বৃদ্ধি পায়। তাই মিথাইল অ্যামিন অ্যানিলিনের চেয়ে বেশি ক্ষারীয়।

উদ্দীপকে দেওয়া কোষ ডায়াগ্রামে সংঘটিত বিক্রিয়া হলো-

জারণ অর্ধ বিক্রিয়া: $X\left(s\right)-2e^{-}⟶X^{2+}\left(\mathrm{aq}\right)$

বিজারণ অর্ধ বিক্রিয়া: $Y^{2+}\left(\mathrm{aq}\right)+2e^{-}⟶Y\left(s\right)$

__________________________________________________________

∴ কোষ বিক্রিয়া : $X\left(s\right)+Y^{2+}\left(\mathrm{aq}\right)⟶X^{2+}\left(\mathrm{aq}\right)+Y\left(s\right)$

দেওয়া আছে,

$\begin{array}{cc}& E_{x^{2+}/x}=-0.44V\\ & E_{Y^{2+}/Y}^{\circ }=+0.34V\end{array}$

কোষ বিভব, 

$\begin{array}{cc}{E}_{\text{cell }}^{\circ }& =-E^{\circ }{x}^{2+}/x+E^{\circ }{y}^{2+}/y\\ & =-(-0.44)+(+0.34)\\ & =+0.78V\end{array}$

আমরা তড়িচ্চালক বল নির্ণয়ের সূত্রটি নিম্নোক্তভাবে লিখতে পারি,

এখানে,

$\begin{array}{cc}& R=8.314{\mathrm{JK}}^{-1}{\mathrm{mol}}^{-1}\\ & T={25}^{\circ }C=298K\\ & n=2\\ & F=96500C\\ & \left[X^{2+}\right]=1M\\ & \left[Y^{2+}\right]=1.5M\end{array}$

$\begin{array}{cc}& E_{\text{cell }}=E_{\text{cell }}^{\circ }-\frac{\mathrm{RT}}{\mathrm{nF}}\ln \frac{\left[X^{2+}\right]}{\left[Y^{2+}\right]}\\ & =0.78-\frac{8.314\times 298}{2\times 96500}\ln \frac{1.0}{1.5}\\ & =0.7852V\end{array}$

অর্থাৎ, কোষটির তড়িচ্চালক বলা বা e.m.f হলে 0.7852V।

উদ্দীপকের অ্যানোডের দ্রবণ হলো ${\mathrm{FeSO}}_4$ দ্রবণ, একে Zn পাত্রে রাখলে Zn পাত্রকে অ্যানোড হিসেবে বিবেচনা করতে হবে।

Zn এর প্রমাণ বিজারণ বিভব $=-0.76V$

∴ Zn এর প্রমাণ জারণ বিভব = 0.76 V

এবং ${\mathrm{Fe}}^{2+}$ এর প্রমাণ বিজারণ বিভব = -0.44 V

এখন,

$\begin{array}{cc}{E}_{\text{cell }}^{\circ }& =E_{x^{2+}/x}^{\circ }-E_{{\mathrm{zn}}^{2+}/\mathrm{Zn}}\\ & =-0.44-(-0.76)\\ & =0.32V\end{array}$

এখানে, $E_{\text{cell }}^{\circ }>0$ । সুতরাং, কোষ বিক্রিয়া স্বতঃস্ফূর্তভাবে ঘটবে। অর্থাৎ, ${\mathrm{FeSO}}_4$ দ্রবণ Zn পাত্রে রাখলে Zn পাত্র ক্ষয়প্রাপ্ত হবে। তাই ${\mathrm{FeSO}}_4$ দ্রবণ Zn পাত্রে রাখা যাবে না।