সৃজনশীলঃ ‘Here, at 28∘C…’ ঢাকা রেসিডেনসিয়াল মডেল কলেজ ২০২৬ – তড়িৎ রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

কোনো তড়িৎবিশ্লেষ্যের মধ্য দিয়ে 1C তড়িৎ প্রবাহিত করার ফলে ক্যাথোডে সঞ্চিত অথবা অ্যানোডে দ্রবীভূত উপাদান মৌলের পরিমাণকে ঐ মৌলের তড়িৎ রাসায়নিক তুল্যাঙ্ক বলে। সিলভারের তড়িৎ রাসানিক তুল্যাঙ্ক $0.001118g{C}^{-1}$ বলতে বোঝায়, সিলভার লবণের দ্রবণের মধ্য দিয়ে । কুলম্ব বৈদ্যুতিক চার্জ প্রবাহিত করলে 0.001118 g সিলভার ক্যাথোডে জমা হয়।

উদ্দীপকের কোষটিতে সংঘটিত কোষ বিক্রিয়া-

$\mathrm{Fe}+{\mathrm{CuSO}}_4\to {\mathrm{FeSO}}_4+\mathrm{Cu}$

বা, $\mathrm{Fe}+{\mathrm{Cu}}^{2^{+}}\to {\mathrm{Fe}}^{2^{+}}+\mathrm{Cu}$

∴ কোষ ডায়াগ্রাম : $\mathrm{Fe}\left(s\right)/{\mathrm{Fe}}^{2^{+}}\left(\mathrm{aq}\right)\Vert {\mathrm{Cu}}^{2^{+}}\left(\mathrm{aq}\right)/\mathrm{Cu}\left(s\right)$

দেওয়া আছে,

$E^{\circ }{\mathrm{Fe}}^{\circ }{\mathrm{Fe}}^{2^{+}}=+0.44V$

$E^{\circ }\mathrm{Cu}/{\mathrm{cu}}^{2^{+}}=-0.34V$

$[{\mathrm{Fe}}^{2^{+}}+]=0.3M$

$\left[{\mathrm{Cu}}^{2^{+}}\right]=0.4M$

$T={28}^{\circ }C=301K$

$R=8.314J{\mathrm{mol}}^{-1}{K}^{-1}$

$\therefore {28}^{\circ }C$ তাপমাত্রায় কোষবিভব-

$E_{\mathrm{cell}}=E_{\mathrm{cell}}^{\circ }+\frac{2.303\mathrm{RT}}{\mathrm{nF}}\log \frac{\left[{\mathrm{Cu}}^{2+}\right]}{\left[{\mathrm{Fe}}^{2+}\right]}$

বা, $E_{\text{cell }}=(E^{\circ }{}_{\mathrm{Fe}/{\mathrm{Fe}}^{2+}}+E^{\circ }{}_{{\mathrm{Cu}}^{2/}\mathrm{Cu}})+\frac{2.303\mathrm{RT}}{\mathrm{nF}}\log \frac{\left[{\mathrm{Cu}}^{2+}\right]}{\left[{\mathrm{Fe}}^{2+}\right]}$

বা, $E_{\text{cell }}=(0.44+0.34)+\frac{2.303\times 8.314\times 301}{2\times 96500}\log \frac{0.4}{0.3}$

বা, $E_{\text{cell }}=(0.78+0.00373)V$

$\therefore E_{\text{cell }}=0.784V$

$\therefore {28}^{\circ }C$ তাপমাত্রায় কোষটির emf বা $E_{\text{cell }}$ এর মান 0.784 V ।

উদ্দীপকের ১ম পাত্রটি Cu দ্বারা নির্মিত হলে কোষটির দীর্ঘ সময় সংরক্ষণের ক্ষেত্রে আমার মতামত গাণিতিকভাবে নিচে বিশ্লেষণ করা হলো-

পাত্রটি Cu ধাতু দ্বারা নির্মিত হলে পাত্র Cu অ্যানোড এবং ${\mathrm{FeSO}}_4$ দ্রবণ ক্যাথোড হিসাবে কাজ করবে। সেক্ষেত্রে কোষটির কোষ বিভব হবে-

এখানে,

$E^{\circ }{\mathrm{Fe}}_{e/{\mathrm{Fe}}^{2+}}=+0.44V$

বা, $E^{\circ }{\mathrm{Fe}}^{2+}/\mathrm{Fe}=-0.44V$

$E^{\circ }{}_{\mathrm{Cu}/{\mathrm{Cu}}^{2+}}=-0.34V$

$E^{\circ }{}_{\text{cell }}=E^{\circ }\mathrm{Cu}{\mathrm{Cu}}^{2+}+E^{\circ }{\mathrm{Fe}}^{2+}/\mathrm{fe}$

$=-0.34-0.44$

$=-0.78V$

যেহেতু E°cell < 0, অর্থাৎ কোষ বিভব ঋণাত্মক হওয়ায় কোষটিতে স্বতঃস্ফূর্ত বিক্রিয়া হবে না। সেক্ষেত্রে কোষটি দীর্ঘসময় সংরক্ষণ করা যাবে।