সৃজনশীলঃ ‘EM/M2+∘=+0.76 V,EN/N2+∘=−0.88 V,ED/D2+∘=+0.44…’ ২০২৫ – তড়িৎ রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

তড়িৎ রাসায়নিক কোষে লবণ সেতু ব্যবহার করা হয়। তড়িৎ রাসায়নিক কোষের তড়িদদ্বারে জারণ-বিজারণ বিক্রিয়ার সময় লবণ সেতুর অনুপস্থিতিতে জারণ অর্ধকোষে ক্যাটায়ন ও বিজারণ অর্ধকোষে অ্যানায়নের আধিক্য ঘটে। ফলে তড়িৎপ্রবাহ ব্যাহত হয় এবং হ্রাস পেতে পেতে এক সময় তা বন্ধ হয়ে যায়। তাই পূর্ণ তড়িৎ রাসায়নিক কোষ উপস্থাপনের ক্ষেত্রে জারণ তড়িদদ্বার ও বিজারণ তড়িদদ্বারের সাথে লবণ সেতুকে উপস্থাপন করা হয়। এক্ষেত্রে লবণ সেতু গুরুত্ব বহন করে।

উদ্দীপকের M ও N ধাতুর মধ্যে M ধাতুর তড়িৎ বিভবের জারণ মান বেশি হওয়ায় এটি অ্যানোড ও N ক্যাথোড হিসেবে কাজ করবে।

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

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

কোষ বিক্রিয়া: $M\left(s\right)+N^{2+}\left(\mathrm{aq}\right)\to M^{2+}\left(\mathrm{aq}\right)+N\left(s\right)$

দেওয়া আছে,

$E_{{M/M}^{2+}}^{\circ }=+0.76V$

$E_{N/N^{2+}}^{\circ }=-0.88V$

$\begin{array}{cc}& n=2\\ & \left[N^{2+}\right]=0.2M\\ & \left[M^{2+}\right]=0.1M\end{array}$

নার্নস্ট সমীকরণ মতে,

$E_{\mathrm{cell}}=(E_{M/M^{2+}}^{\circ }-E_{N/N^{2+}}^{\circ })+\frac{0.0592}{n}\log \frac{\left[N^{2+}\right]}{\left[M^{2+}\right]}$

$\begin{array}{cc}& =\{0.76-(-0.88\left)\right\}+\frac{0.0592}{2}\log \left(\frac{0.2}{0.1}\right)\\ & =1.65V\end{array}$

সুতরাং, কোষ বিভব 1.65 V

$D^{2+}$ দ্রবণকে M পাত্রে রাখলে M পাত্র অ্যানোড ও $D^{2+}$ দ্রবণ ক্যাথোডে হিসেবে কাজ করে। সেক্ষেত্রে,

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

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

কোষ বিক্রিয়া: $M\left(s\right)+D^{2+}\left(\mathrm{aq}\right)\to M^{2+}\left(\mathrm{aq}\right)+D\left(s\right)$

দেওয়া আছে,

$\begin{array}{cc}& E_{M/M^{2+}}^o=+0.76V\\ & E_{D/D^{2+}}^o=+0.44V\end{array}$

∴ কোষ বিভব,

$\begin{array}{cc}{E}_{\text{cell }}& =E^{\circ }{}_{M/M^{2+}}-E_{D/D^{2+}}\\ & =+0.76-0.44\\ & =+0.32V\end{array}$

যেহেতু $E_{\text{cell }}$ এর মান ধনাত্মক, তাই M পাত্রে $D^{2+}$ দ্রবণ রাখা যাবে না।

আবার $D^{2+}$ দ্রবণকে N পাত্রে রাখলে N পাত্র অ্যানোড ও $D^{2+}$ দ্রবণ ক্যাথোড হিসেবে কাজ করবে। সেক্ষেত্রে,

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

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

কোষ বিক্রিয়া: $N\left(s\right)+D^{2+}\left(\mathrm{aq}\right)\to N^{2+}\left(\mathrm{aq}\right)+D\left(s\right)$

এখানে,

$\begin{array}{cc}& E_{N/N^{2+}}^o=-0.88V\\ & E_{D/D^{2+}}^o=+0.44V\end{array}$

∴ কোষ বিভব,

$E_{\text{cell }}=E_{N/N^{2+}}^{\circ }-E_{D/D^{2+}}^{\circ }$

$\begin{array}{cc}& =-0.88-0.44\\ & =-1.32V\end{array}$

যেহেতু $E_{\text{cell }}$ এর মান ঋণাত্মক, কাজেই N পাত্রে $D^{2+}$ দ্রবণ রাখলে কোনো বিক্রিয়া ঘটবে না। অর্থাৎ N পাত্রে $D^{2+}$ দ্রবণ রাখা নিরাপদ।