সৃজনশীলঃ ‘EA A2+0=+0.76V:EB/B2+0=−0.34V:EC/C2+0=+0.44V…’ ২০২৬ – তড়িৎ রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

এসিড, ক্ষারক সম্পর্কিত লুইস মতবাদ অনুসারে, এসিড হলো এমন যৌগ বা আয়ন যা অন্য ইলেকট্রন দাতা গ্রুপ হতে দানকৃত ইলেকট্রন যুগলকে গ্রহণ করতে পারে। সাধারণত যেসব যৌগের কেন্দ্রীয় পরমাণুর অষ্টক অপূর্ণ থাকে সেগুলো লুইস এসিড হিসেবে কাজ করে। $B{F}_3$ ও $N{H}_3$ এর বিক্রিয়ায় নাইট্রোজেন পরমাণুর ইলেকট্রন যুগলকে $B{F}_3$ গ্রহণ করতে পারে। এজন্য $B{F}_3$ লুইস এসিড হয়।

উদ্দীপকের কোষটির ক্ষেত্রে,

অ্যানোড অর্ধ-কোষ বিক্রিয়া: $A\left(s\right)-2e\to A_{\left(\mathrm{aq}\right)}^{2+}$

ক্যাথোড কোষ-বিক্রিয়া: $B^{2+}+2e\to B\left(s\right)$

কোষ বিক্রিয়া: $A\left(s\right)+B^{2+}{}_{\left(\mathrm{aq}\right)}\to A^{2+}{}_{\left(\mathrm{aq}\right)}+B\left(s\right)$

দেওয়া আছে,

$\begin{array}{cc}& {E°}_{A^{}/A^2+}=+0.76V\\ & E_{B/B^{2+}}^{\circ }=-0.34V\\ & n=2\\ & R=8.314{\mathrm{JK}}^{-1}{\mathrm{mol}}^{-1}\\ & T={25}^{\circ }C=298K\\ & [B^2+]=0.1M\\ & [A^2+]=0.2M\\ & F=96500C\\ & E_{\text{cell }}=?\end{array}$

নার্নস্ট সমীকরণ মতে, তড়িৎচালক বল,

$E_{\text{cell }}=(E_{{}_{A/A^{2+}}}-{E°}_{{}_{B/B^{2+}}})+\frac{2.303\mathrm{RT}}{\mathrm{nF}}\log \frac{\left[B^{2+}\right]}{\left[A^{2+}\right]}$

$=\{0.76-(-0.34\left)\right\}+\frac{2.303\times 8.314\times 298}{2\times 96500}\times \log \left(\frac{0.1}{0.2}\right)$

$=1.10-8.8996\times {10}^{-3}$

$=1.09V$

সুতরাং কোষটির তড়িৎচালক বল 1.09 V I

উদ্দীপকের অ্যানোডের $AS{O}_4$ দ্রবণকে C পাত্রে রাখলে,

অ্যানোড অর্ধকোষ বিক্রিয়া: $C\left(s\right)-2e\to C_{\left(\mathrm{aq}\right)}^{2+}$

ক্যাথোড অর্ধকোষ বিক্রিয়া: $A_{\left(aq\right)}^{2+}+2e\to A\left(s\right)$

কোষ বিক্রিয়া: $C\left(s\right)+A_{\left(\mathrm{aq}\right)}^{2^{+}}\to C^{2^{+}}{}_{\left(\mathrm{aq}\right)}+A\left(s\right)$

দেওয়া আছে,

$\begin{array}{cc}& E_{C/C^{2+}}^{\circ }=+0.44V\\ & E_{{}_{A/A^{2+}}}^{\circ }=-0.76V\end{array}$

∴ কোষ বিভব, $E^{\circ }\text{ cell }=E_{C^{}/C^{2+}}^{\circ }-E^{\circ }{A}^{}/A^2+$

$=+0.44-0.76$

$=-0.32V$

যেহেতু $E^{\circ }{}_{cell}$ এর মান ঋণাত্মক, কাজেই $AS{O}_4$ দ্রবণকে C পাত্রে দীর্ঘদিন সংরক্ষণ করা যাবে।

আবার ক্যাথোডের $BS{O}_4$ দ্রবণকে C পাত্রে রাখলে।

অ্যানোড অর্ধকোষ বিক্রিয়া: $C\left(s\right)-2e\to C_{\left(\mathrm{aq}\right)}^{2+}$

ক্যাথোড অর্ধকোষ বিক্রিয়া: $B^{2^{+}}{}_{\left(\mathrm{aq}\right)}+2e\to B\left(s\right)$

কোষ বিক্রিয়া: $C\left(s\right)+B_{\left(\mathrm{aq}\right)}^{2^{+}}\to C^{2^{+}}{}_{\left(\mathrm{aq}\right)}+B\left(s\right)$

দেওয়া আছে,

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

∴ কোষ বিভব, $E^{\circ }\text{ cell }=E_{C^{}/C^{2+}}^{\circ }-E^{\circ }{B}^{}/B^2+$

$=+0.44-\left(0.34\right)$

$=+0.78V$

যেহেতু $E^{\circ }{}_{cell}$ এর মান ধনাত্মক, কাজেই ক্যাথোডের দ্রবণকে C পাত্রে দীর্ঘদিন সংরক্ষণ করা যাবে না। 

সুতরাং উদ্দীপকের অ্যানোডের $AS{O}_4$ দ্রবণকে দীর্ঘদিন C পাত্রে সংরক্ষণ করা গেলেও ক্যাথোডের $BS{O}_4$ দ্রবণ সংরক্ষণ করা যাবে না।