সৃজনশীলঃ ‘[H2CO3 এবং ka…’ ময়মনসিংহ বোর্ড ২০২১ – রাসায়নিক পরিবর্তন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

বিশুদ্ধ পানি একটি নিরপেক্ষ পদার্থ ।এতে এসিড বা ক্ষার কোনোটি নেই। আর নিরপেক্ষ পদার্থের মান pH । বিশুদ্ধ পানিতে শুধুমাত্র পানির বিয়োজন থেকে H₃O⁺ ও OH^- তৈরী  হয়। তাপমাত্রায় পানির আয়নিক গুনফল Kw= [H₃O⁺ ] X[OH^-] = 1 X 10-14 ধরা হয়। যেহেতু এক অনু পানি থেকে একটি H₃O⁺ আয়ন ও একটি OH^- আয়ন তৈরী হয়। তাই বিশুদ্ধ পানিতে তাদের ঘনমাত্রা সমান।

বাবাএখন$\begin{array}{cc}& 2H_{2}O{H}_3{O}^{+}+{\mathrm{OH}}^{-}\\ & \left[H_3{O}^{+}\right]=\left[{\mathrm{OH}}^{-}\right]\\ & \therefore \left[H_3{O}^{+}\right]\times \left[{\mathrm{OH}}^{-}\right]={\left[H_3{O}^{+}\right]}^2={10}^{-14}\\ & \text{ বা, }\left[H_2{O}^{+}\right]\times \left[{\mathrm{OH}}^{-}\right]={\left[H_3{O}^{+}\right]}^2={10}^{-14}\\ & \text{ বা, }\left[H_2{O}^{+}\right]={10}^{-7}\\ & \text{ এখন, }\mathrm{PH}=\log \left[H_3{O}^{+}\right]\\ & =\log \left({10}^{-7}\right)\\ & \therefore \mathrm{PH}=7\end{array}$

∴ PH = 7

সুতরাং বিশুদ্ধ পানিতে PH মান 7।

সমাধানঃ

এখানে,

[ লবণ ]= [HCO₃] = 0.25

[ অম্ল ] = [H₂CO3] = 0.02

হেন্ডারসন হেসেলের সমীকরণ মতে ,

লবণঅম্ল$\begin{array}{cc}& \mathrm{PH}=\mathrm{PK}4+\log \frac{\text{ লবণ }}{\text{ অম্ল }}\\ & =\log (3.98\times {10}^{-7)}+\log \frac{\left[0.25\right]}{\left[0.02\right]}\\ & =6.4+1.09\\ & =7.49\\ & \end{array}$

সুতরাং রক্তের pH = 7.49।

উদ্দীপকের দ্রবণটি একটি বাফার দ্রবন। এটি একটি অম্লীয় বাফার। এখন এ অম্লীয় বাফার দ্রবনে অল্প সবল এসিড (HCl) অথবা ক্ষার (NaOH) দ্রবন সংযোগের ফলে বাফার দ্রবনের মান প্রায় স্থির থাকার ব্যাখ্যা করা হলোঃ

(i) অল্পমাত্রায় এসিড সংযোগঃ 

যদি সামান্য পরিমাণ HCl এসিড অর্থাৎ H+ আয়ন ও বাফার দ্রবন যোগ করা হয়, তখন প্রদত্ত আয়নগুলো দ্রবনে বিদ্যমান HCO₃-আয়নের সাথে যুক্ত হইয়ে নিম্নরূপ মৃদু তড়িৎ বিশ্লেষ্য H₂CO₃ অনু উৎপন্ন করে। 

H⁺(aq) + HCO₃-(aq) $\to$ H₂CO₃

যেহেতু কার্বনিক এসিড মৃদু তড়িৎ বিশ্লেষ্য, তাই কার্বনিক এসিড অতি সামান্য পরিমানে বিয়োজিত হয়। সেহেতু ঐ বাফার এর PH মান প্রায় অপরিবর্তিত থাকে। 

(ii) অল্পমাত্রার ক্ষার (OH^-) সংযোগঃ

সামান্য পরিমান ক্ষার অর্থাৎ OH^- আয়ন এ বাফার দ্রবণটিতে যোগ করলে প্রদত্ত OH^- আয়নগুলো দ্রবনে বিদ্যমান H+ এর সাথে বিক্রিয়া করে অতীব মৃদু পানি অনু (H₂O) সৃষ্টি করে।তখন কার্বনিক এসিডের সাম্যাবস্থা ডানদিকে সরে গিয়ে আয়ন তৈরী করে বিক্রিয়ারত আয়নের অভাব পূরণ করে।

${\mathrm{OH}}^{-}\left(\mathrm{aq}\right)+H^{+}\left(\mathrm{aq}\right)\to H_{2}O\left(l\right)$

$H_2{\mathrm{CO}}_3+\mathrm{aq}\rightleftharpoons {\mathrm{HCO}}_3^{-}\left(\mathrm{aq}\right)+H^{+}\left(\mathrm{aq}\right)$

অতএব দেখা যায় যে, বাফার দ্রবনে সামান্য পরিমান তীব্র এসিড বা ক্ষার হিসাবে যথাক্রমে H+ আয়ন অথবা OH- আয়ন এর যে কোনো একটি যোগ করা হোক না কেন ,তা বাফার দ্রবনের উৎপাদনের আন্তঃক্রিয়ার ফলে অপসারিত হয় এবং কোনো ক্ষেত্রেই H+ আয়নের ঘনমাত্রা তথা PHএর মান বিশেষ পরিবর্তিত হয় না।