সৃজনশীলঃ ‘Fe/Fe2+(aq)(1M)‖Cu2+(aq)(2M)∣Cu[Fe এবং Cu-এর…’ ২০২৫ – তড়িৎ রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

লুইস মতবাদ অনুসারে, যেসব প্রশম অণু বা আয়ন ইলেকট্রন জোড় গ্রহণ করতে পারে তাদেরকে এসিড বলে।

$AlC{l}_3$ যৌগে $Al$ পরমাণুর যোজ্যতা স্তর ইলেকট্রন দ্বারা অষ্টক অপূর্ণ থাকায় অষ্টক পূরণের জন্য $Al$ পরমাণু লুইস ক্ষারক থেকে একজোড়া মুক্তজোড় ইলেকট্রন গ্রহণ করে। এজন্য $AlC{l}_3$ একটি লুইস এসিড।

এখানে, ${\mathrm{FeSO}}_4$ এর ঘনমাত্রা, $\left[{\mathrm{FeSO}}_4\right]=1M$

${\mathrm{CuSO}}_4$ এর ঘনমাত্রা, $\left[{\mathrm{CuSO}}_4\right]=2M$

অ্যানোডের প্রমাণ জারণ বিভব, $E^{\circ }{}_{ox}=0.44V$

ক্যাথোডের প্রমাণ বিজারণ বিভব, $E_{\text{red }}^{\circ }=+0.34V$

ইলেকট্রনের মোন সংখ্যা, $n=2$

$R=8.316J{\mathrm{mol}}^{-1}{K}^{-1}$

প্রবাহিত তড়িৎ, $F=96500C$

তাপমাত্রা, $T=298K$

প্রমাণ অবস্থায় কঠিন পদার্থের মোলার ঘনমাত্রা, $\left[\mathrm{Cu}\right]=\left[\mathrm{Fe}\right]=1$

কোষের e.m.f, $E_{\text{cell }}=$ ?

$E_{\text{cell }}=E_{\text{cell }}^{\circ }-\frac{\mathrm{RT}}{\mathrm{nF}}\ln \frac{\left[{\mathrm{Fe}}^{2+}\right]\left[\mathrm{Cu}\right]}{\left[\mathrm{Fe}\right]\left[{\mathrm{Cu}}^{2+}\right]}$

$=E_{\mathrm{ox}(\mathrm{anode})}^{\circ }+E_{\mathrm{red}\left(\text{ cathod }\right)}^{\circ }-\frac{\mathrm{RT}}{\mathrm{nF}}\ln \frac{\left[{\mathrm{Fe}}^{2+}\right]}{\left[{\mathrm{Cu}}^{2+}\right]}$

$=(0.44+0.34)-\frac{8.316\times 298}{2\times 96500}\ln \frac{1}{2}$

$=0.78+0.0089=0.7889V$

সুতরাং, কোষটির নির্ণেয় e.m.f 0.7889 V

উদ্দীপকের বিজারণ অর্ধকোষের তড়িৎ বিশ্লেষ্য পদার্থ $C{u}^{2+}$, যা দস্তা (Zn) এর পাত্রে রাখলে দস্তার পাত্র অ্যানোড $C{u}^{2+}$ দ্রবণ ক্যাথোড হিসেবে কাজ করবে।

এখানে, 

$E_{{\mathrm{Cu}}^{2+}/\mathrm{Cu}}^{\circ }=+0.34V$

$E_{{\mathrm{Zn}}^{2+}/\mathrm{Zn}}^{\circ }=-0.76V$

∴ কোষ বিভব,

$E_{cell}=E_{{\mathrm{Cu}}^{2+}/\mathrm{Cu}}^{\circ }-E_{{\mathrm{Zn}}^{2+}/\mathrm{Zn}}^{\circ }$

$\begin{array}{cc}& =+0.34-(-0.76)\\ & =+1.10V\end{array}$

যেহেতু $E_{cell}$ এর মান ধনাত্মক, তাই দস্তার পাত্রে $C{u}^{2+}$ এর দ্রবণ রাখলে স্বতঃস্ফূর্ত বিক্রিয়ার মাধ্যমে দস্তার পাত্রের ক্ষয় ঘটবে। অর্থাৎ দস্তার পাত্রে $C{u}^{2+}$ এর দ্রবণ রাখা যাবে না।