সৃজনশীলঃ ‘[EMn/Mn2+∘=+1.18 V,EAl/Al3+∘=+1.66 V…’ রাজশাহী বোর্ড ২০১৯ – তড়িৎ রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

করোসান একটি প্রাকৃতিক তড়িৎ রাসায়নিক প্রক্রিয়া যা ধাতুকে তার অধিক সুস্থিত অক্সাইড বা অন্যান্য যৌগে পরিণত করে ক্ষয়সাধন করে। উদাহরণস্বরূপ বলা যায় লোহায় মরিচা সৃষ্টির ঘটনা একটি রাসায়নিক পরিবর্তন। বিশুদ্ধ লোহা জলীয়বাষ্পের উপস্থিতিতে বায়ুর অক্সিজেনের সাথে রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে লোহার অক্সাইড নামক সম্পূর্ণ নতুন পদার্থে পরিণত হয়। যা মরিচা নামে পরিচিত। মরিচার ধর্ম লোহা, অক্সিজেন ও পানি হতে সম্পূর্ণ ভিন্ন। সুতরাং, করোসান একটি রাসায়নিক প্রক্রিয়া।

উদ্দীপকে উল্লিখিত কোষের দুইটি তড়িৎদ্বার হলো Al এবং Mn দণ্ড। তড়িৎবিশ্লেষ্য হলো $\mathrm{Al}{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_3$ ও $\mathrm{Mn}{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_2$ । Al দণ্ড $\mathrm{Al}{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_3$ দ্রবণে ও Mn দণ্ড $\mathrm{Mn}{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_2$ দ্রবণে নিমজ্জিত আছে। লবণ সেতু দ্বারা দুইটি অর্ধকোষকে যুক্ত করা হয়েছে। দেওয়া আছে,

$E_{\mathrm{Mn}/{\mathrm{Mn}}^{2+}}^{\circ }=+1.18V,E_{\mathrm{Al}/{\mathrm{Al}}^{3+}}^{\circ }=+1.66V$

যেহেতু $E_{\mathrm{Al}/\mathrm{Al}}^{\circ }{}^{3+}>E_{{\mathrm{Mn}}^{\circ }/{\mathrm{Mn}}^{2+}}^{\circ }$, আমরা জানি, জারণ বিভব তুলনামূলক যার বেশি, সেই তড়িৎদ্বারটি অ্যানোড হিসেবে কাজ করে এবং অপরটি ক্যাথোড হিসেবে কাজ করে। তাই এখানে $Al$ তড়িৎদ্বার অ্যানোড, $Mn$ তড়িৎদ্বার ক্যাথোড।

জারণ অর্ধকোষ বিক্রিয়া: 

$2\mathrm{Al}⟶2{\mathrm{Al}}^{3+}+6e^{-}$ 

বিজারণ অর্ধকোষ বিক্রিয়া: 

$3{\mathrm{Mn}}^{2+}+6e^{-}⟶3\mathrm{Mn}$ 

সার্বিক কোষ বিক্রিয়া: 

$2\mathrm{Al}+3{\mathrm{Mn}}^{2+}⟶2{\mathrm{Al}}^{3+}+3\mathrm{Mn}$ 

উদ্দীপকে অ্যানোড হলো $\mathrm{Al}/{\mathrm{Al}}^{3+}$ তড়িৎদ্বার। $\mathrm{Al}{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_3$ দ্রবণটি Zn এর তৈরি পাত্রে রাখার সময় দুইটি বিষয়কে বিবেচনায় রাখতে হবে। 

i. Zn ধাতু নির্মিত পাত্রটি অ্যানোড হিসেবে ব্যবহৃত হচ্ছে কি না।
ii. কোষ বিক্রিয়া স্বতঃস্ফূর্ত হচ্ছে কিনা।

দেওয়া আছে,

$\begin{array}{cc}& E_{\mathrm{Zn}/{\mathrm{Zn}}^{2+}}^{\circ }=+0.76V\\ & E_{\mathrm{Al}/{\mathrm{Al}}^{3+}}^{\circ }=+1.66V\end{array}$

এখন $\left(i\right)$ ও $\left(ii\right)$ শর্তমতে কোষ বিক্রিয়াটিকে নিম্নোক্তভাবে প্রকাশ করা যায়।

$3\mathrm{Zn}+2{\mathrm{Al}}^{3+}⟶3{\mathrm{Zn}}^{2+}+2\mathrm{Al}$

$\therefore$ কোষের তড়িচ্চালক বল

$\begin{array}{cc}{E}_{\text{Cell }}^{\circ }& =E_{\text{anode }}-E_{\text{cathode }}\\ & =E_{\mathrm{Zn}/{\mathrm{Zn}}^{2+}}^{\circ }-E_{\mathrm{Al}/{\mathrm{Al}}^{3+}}^{\circ }\\ & =(0.76-1.66)V\\ & =-0.90V\end{array}$

যেহেতু $E_{\text{Cell }}^{\circ }<0$, কাজেই $Zn$ পাত্রে $\mathrm{Al}{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_3$ রাখলে $Zn$ অ্যানোড হিসেবে কাজ করবে না।
অর্থাৎ $Zn$ ধাতুর পাত্র ক্ষয় হবে না। সুতরাং, $\mathrm{Al}{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_3$ কে দীর্ঘদিন ধরে Zn নির্মিত পাত্রে রাখা যাবে।