সৃজনশীলঃ ‘CuS ও NiS…’ যশোর বোর্ড ২০১৯ – গুণগত রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

Na পরমাণুর পারমাণবিক ব্যাসার্ধ, ৩য় পর্যায়ের অন্যান্য মৌলের পরমাণু অপেক্ষা বেশি হওয়ায়, Na এর প্রথম আয়নীকরণ শক্তি কম হয়। Na⁺ আয়নের ইলেকট্রন বিন্যাস Ne এর অনুরূপ হওয়ায় ইলেকট্রন বিন্যাসটি স্থিতিশীল হয়। Na⁺ আয়নের ব্যাসার্ধ (0.095 nm) ও পারমাণবিক ব্যাসার্ধ 0.157 nm অপেক্ষা কম। তাই Na⁺ এর  বহিস্থ স্তরে ইলেকট্রনগুলো নিউক্লিয়াসের সাথে দৃঢ়ভাবে আকৃষ্ট হয় ফলে আয়নস্থ বহিঃস্থ কক্ষপথ হতে ইলেকট্রন অপসারণে প্রচুর শক্তি (4562 kJ/mol) প্রয়োজন হয় বিধায় Na⁺ হতে আরও একটি ইলেকট্রন অপসারণ করে Na²⁺ গঠন সম্ভবপর নয়।

NiS এর সম্পৃক্ত জলীয় দ্রবনে গঠিত সাম্যাবস্থা হলো-

NiS ⇌Ni²⁺+S^2-

ধরি, দ্রবনে NiS এর দ্রাব্যতা = X

∴ দ্রবনে, Ni2⁺ এর ঘনমাত্রা, [Ni²⁺ ]=X

    " S^2-     "" [S^2- ]=X

আমরা জানি, 

                  $\begin{array}{cc}{K}_{\text{sp }}=& \left[{\mathrm{Ni}}^{2+}\right]\times \left[S^{2-}\right]\\ & =X\times X\\ & =X^2\end{array}$

   বা,  

$\begin{array}{cc}X& =\sqrt{K_{sp}}\\ & =\sqrt{1.5\times {10}^{-24}}\\ & =1.225\times {10}^{-12}\end{array}$

সুতরাং, উদ্দীপকের NiS এর দ্রাব্যতা 1.225×10^-12molL^-1।

উদ্দীপকের Cu²⁺ ও Ni²⁺ এর মিশ্র দ্রবণ থেকে একটি আয়নের অধঃক্ষেপণ দ্বারা পৃথক করার নীতিটি হলো দ্রাব্যতা গুণফলের ]

নীতি।

নিচে নীতিটি উদ্দীপকের আলোকে পর্যালোচনা করা হলো:

নির্দিষ্ট উষ্ণতায় কোনো লবণের দ্রবণে লবণটি দ্রবীভূত বা অধঃক্ষিপ্ত হবে কি-না তা নির্ভর করে ঐ উষ্ণতায় লবণটির দ্রাব্যতা গুণফলের মানের উপর। যদি দ্রবণে উপস্থিত কোনো লবণের সংগঠক আয়নগুলোর যথোপযুক্ত মোলার ঘনমাত্রার গুণফল ঐ উষ্ণতায় লবণটির দ্রাব্যতা গুণফলকে অতিক্রম করে যায়, তাহলে লবণটি অধঃক্ষিপ্ত হবে। যদি ঐ গুণফলের মান লবনটির দ্রাব্যতা গুণফলের মানকে অতিক্রম করতে না পারে, তাহলে লবণটি দ্রবনে দ্রবীভূত থাকে। এটিই দ্রাব্যতা গুণফলের নীতি নামে পরিচিত।

Cu2+ হলো গ্রুপ II এবং Ni হলো গ্রুপ IIIB এর অন্তর্ভুক্ত। উদ্দীপকের CuS ও Nis এর দ্রাব্যতা গুণফল বিবেচনা করলে দেখা যাচ্ছে যে Nis এর দ্রাব্যতা CuS এর তুলনায় অনেক বেশি। দ্রাব্যতা বিশিষ্ট CuS থেকে Nis হতে পৃথক করার জন্য সমআয়ন প্রভাব প্রয়োগ করা হয়। -

$\begin{array}{cc}& H_{2}S\rightleftharpoons 2H^{-}+S^{2-}\\ & \mathrm{HCl}\to H^{+}+{\mathrm{Cl}}^{-}\end{array}$

HCI এর বিয়োজিত H⁺ দ্রবণে উপস্থিত থাকার কারণে 2H⁺ আয়নের সমআয়নের প্রভাবে H₂S বিয়োজন মাত্রা মারাত্মকভাবে হ্রাস পায়। অর্থাৎ HCI এর উপস্থিতির কারণে H₂S বিয়োজন রহিত হয়। দ্রবনে S^2- এর মাত্রা কম হওয়াতে Cu²⁺ এর দ্রাব্যতা গুণফলকে অতিক্রম করে। কিন্তু Ni²⁺ আয়ন ও S^2- আয়নের মোলার ঘনমাত্রার গুণফল NiS এর উচ্চ দ্রব্যতার গুণফলকে অতিক্রম করতে পারে না। ফলে দ্রবণে Ni²⁺ ও Cu²⁺ উপস্থিত থাকলেও কেবল CuS অধক্ষিপ্ত হয়। এভাবে সমআয়ন প্রভাবের মাধ্যমে Cu²⁺ পৃথক করলে দ্রবণে Ni²⁺ অবশিষ্ট থাকে।

অতএব, HCI এর H⁺ এর সমআয়ন প্রভাবকে কাজে লাগিয়ে ছাত্রী Cu²⁺ আয়নকে পৃথক করলো ।