সৃজনশীলঃ ‘…’ ঢাকা বোর্ড ২০২২ – পরিমাণগত রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

গ্যালভানিক কোষে লবণ সেতু ব্যবহার করা হয়। কারণ গ্যালভানিক কোষে দুটি ভিন্ন পাত্রে উপযুক্ত তড়িৎ বিশ্লেষ্য ও ধাতব তড়িৎদ্বার আংশিক নিমজ্জিত থাকে। গ্যালভানিক কোষের তড়িৎদ্বারে জারণ-বিজারণ বিক্রিয়ার সময় লবণ সেতুর অনুপস্থিতিতে জারণ - অর্ধকোষে ক্যাটায়ন এবং বিজারণ অর্ধকোষে অ্যানায়নের আধিক্য ঘটে অর্থাৎ পরিমাণের বৃদ্ধি ঘটে। ফলে তড়িৎপ্রবাহ ব্যাহত হয় এবং হ্রাস পেতে পেতে এক সময় তা বন্ধ হয়ে যায়। এজন্য লবণ সেতু ব্যবহার করে নিরবচ্ছিন্ন তড়িৎপ্রবাহ বজায় রাখা হয়।

উদ্দীপকের A পাত্রে লঘু $H_2{\mathrm{SO}}_4$  যুক্ত ${\mathrm{KMnO}}_4$  দ্রবণ বিদ্যমান। এতে অক্সালিক এসিড $\left(H_2{C}_2{O}_4\right)$  যোগ করলে সংঘটিত রিডক্স বিক্রিয়াটি- 

$2{\mathrm{KMnO}}_4+3H_2{\mathrm{SO}}_4+5H_2{C}_2{O}_4\to K_2{\mathrm{SO}}_4$$+2{\mathrm{MnSO}}_4+8H_{2}O+10{\mathrm{CO}}_2$ 

উভয়পক্ষ থেকে দর্শক আয়নকে বাদ দিয়ে সমীকরণটিকে আয়নীয় আকারে লিখলে- 

$2{\mathrm{MnO}}_4^{-r}+16H^{+}+5C_2{O}_4^{2-}\to 2{\mathrm{Mn}}^{2+}+8H_{2}O+10{\mathrm{CO}}_2$ 

জারণ অর্ধ-বিক্রিয়া : $C_2{O}_4{}^{2-}\to 2{\mathrm{CO}}_2+2e$.......... (1) 

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

(1) নং সমীকরণকে 5 দ্বারা ও (2) নং সমীকরণকে 2 দ্বারা গুণ করলে পাওয়া যায়, 

$5C_2{O}_4{}^{2-}\to 10{\mathrm{CO}}_2+10e$ .......... (3) 

$2{\mathrm{MnO}}_4^{-}+16H^{+}+10e\to 2{\mathrm{Mn}}^{2+}+8H_{2}O$ .......... (4) 

(3) নং ও (4) নং সমীকরণকে যোগ করলে জারণ-বিজারণের সমীকরণটি দাঁড়ায়- 

$2{\mathrm{MnO}}_4^{-}+16H^{+}+5C_2{O}_4^{2-}\to 2{\mathrm{Mn}}^{2+}+8H_{2}O+10{\mathrm{CO}}_2$. 

এটি আয়নীয় আকারে বিক্রিয়াটির সমতাযুক্ত সমীকরণ। এ সমীকরণের বাম ও ডান দিকে K⁺ আয়ন ও SO₄^2- মূলকের সংখ্যা সমান করলে সমীকরণটি দাঁড়ায়-

 $2{\mathrm{KMnO}}_4+3H_2{\mathrm{SO}}_4+5H_2{C}_2{O}_4\to$$K_2{\mathrm{SO}}_4+2{\mathrm{MnSO}}_4+8H_{2}O+10{\mathrm{CO}}_2$ 

এটিই সংঘটিত বিক্রিয়াটির আয়ন ইলেকট্রন পদ্ধতিতে সমতাকৃত সমীকরণ। 

উদ্দীপকের পাত্র-B ও পাত্র-C এর দ্রবণদ্বয় মিশ্রিত করলে সমতাকৃত সমীকরণ দাঁড়ায়-

$\begin{array}{cc}& 6{\mathrm{FeSO}}_4+K_2{\mathrm{Cr}}_2{O}_7+7H_2{\mathrm{SO}}_4\to 3{\mathrm{Fe}}_2{\left({\mathrm{SO}}_4\right)}_3+K_2{\mathrm{SO}}_4+\\ & {\mathrm{Cr}}_2{\left({\mathrm{SO}}_4\right)}_3+7H_{2}O\end{array}$ 

বিক্রিয়া থেকে দেখা যায়, $6\mathrm{mol}{\mathrm{FeSO}}_4=1\mathrm{mol}{K}_2{\mathrm{Cr}}_2{O}_7$.
$1000\mathrm{mL}1M{K}_2{\mathrm{Cr}}_2{O}_7$ জারিত করতে Fe প্রয়োজন $=6\times 55.85g$ 

$\therefore 30\mathrm{mL}0.1M{K}_2{\mathrm{Cr}}_2{O}_7$ জারিত করতে Fe প্রয়োজন $=\frac{6\times 55.85\times 30\times 0.1}{1000}g$

$=1.0053g$ 

সুতরাং B পাত্রে যোগকৃত 2g লৌহ টুকরার মাত্র 1.0053 g বিশুদ্ধ
অতএব, বিশুদ্ধতার শতকরা পরিমাণ $=\frac{1.0053}{2}\times 100\%$ 

= 50.27% 

অর্থাৎ উদ্দীপক পাত্রের লৌহ খন্ডটি 50.27% বিশুদ্ধ।