সৃজনশীলঃ ‘(i) ‘ X…’ দিনাজপুর বোর্ড ২০২৪ – রসায়ন ও শক্তি, রসায়ন (এসএসসি)

বেকারিতে কেক তৈরির সময় বেকিং সোডা ব্যবহার করা হয়। সাধারণত কেক প্রস্তুতির সময় ময়দার সাথে বেকিং পাউডার মিশ্রিত করে তাপ প্রদান করা হয়। ফলে বেকিং সোডা মিশ্রণের টারটারিক এসিডের সাথে বিক্রিয়া করে সোডিয়াম টারটারেট, কার্বন ডাইঅক্সাইড ও পানি উৎপন্ন করে। এ বিক্রিয়ার মাধ্যমে উৎপন্ন কার্বন ডাইঅক্সাইড গ্যাসের জন্য কেক ফুলে উঠে। আর এ কারণেই কেক তৈরির সময় বেকিং সোডা ব্যবহার করা হয়।

উদ্দীপকের (i) নং বিক্রিয়াটি সম্পূর্ণ করে পাই,

$\begin{array}{cc}& H_{2}S+{\mathrm{Cl}}_2⟶S+2\mathrm{HCl}\\ & \left(X\right)\end{array}$

উপরিউক্ত বিক্রিয়াটি একটি রেডক্স বিক্রিয়া। নিম্নে তা ব্যাখ্যা করা হলো-

রেডক্স বা জারণ-বিজারণ বিক্রিয়ার সময় যে বিক্রিয়ায় বিক্রিয়ক ইলেকট্রন গ্রহণ করে তাকে বিজারণ এবং যে বিক্রিয়ায় বিক্রিয়ক ইলেকট্রন বর্জন করে তাকে জারণ বিক্রিয়া বলে। উপরিউক্ত বিক্রিয়াটির ক্ষেত্রে,

বিক্রিয়াটিতে বিক্রিয়ক $H_{2}S$ এ সালফারের জারণ মান -2 এবং উৎপাদে জারণ মান 0। অর্থাৎ সালফারের জারণ মান বৃদ্ধি পেয়েছে কাজেই বিক্রিয়াটিতে $H_{2}S$ বিজারক হিসেবে কাজ করে তথা $H_{2}S$ এর জারণ ঘটেছে।

অপরদিকে, বিক্রিয়কে ${\mathrm{Cl}}_2$ এর জারণ সংখ্যা 0 এবং উৎপাদে ${\mathrm{Cl}}_2$ এর জারণ সংখ্যা -1। অর্থাৎ ক্লোরিনের জারণ সংখ্যা হ্রাস পেয়েছে। কাজেই, ${\mathrm{Cl}}_2$ জারক হিসেবে কাজ করেছে তথা ${\mathrm{Cl}}_2$ এর বিজারণ ঘটেছে।

সুতরাং উপরিউক্ত আলোচনা থেকে বলা যায়, বিক্রিয়াটি একটি রেডক্স বিক্রিয়া ।

উদ্দীপকের (ii) নং বিক্রিয়াটি সম্পূর্ণ করে পাই,

$\mathrm{Zn}+{\mathrm{CuSO}}_4⟶{\mathrm{ZnSO}}_4+\mathrm{Cu}$

বা,  $\mathrm{Zn}\left(s\right)+{\mathrm{Cu}}^{2+}\left(\mathrm{aq}\right)⟶{\mathrm{Zn}}^{2+}\left(\mathrm{aq}\right)+\mathrm{Cu}\left(s\right)$

প্রদত্ত বিক্রিয়াটির বিক্রিয়ক ও উৎপাদ পদার্থসমূহকে ব্যবহার করে বিদ্যুৎশক্তি উৎপন্ন করা যায়।

ক্যাথোড হিসেবে একটি পাত্রে কপার দণ্ড কপার সালফেটের জলীয় দ্রবণে ডুবানো থাকে। একে $\mathrm{Cu}/{\mathrm{Cu}}^{2+}\left(\mathrm{aq}\right)$ দ্বারা প্রকাশ করা হয়। অন্য পাত্রে অ্যানোড হিসেবে জিংক দন্ড জিংক সালফেটের জলীয় দ্রবণে ডুবানো থাকে। একে Zn/Zn ${}^{2+}\left(\mathrm{aq}\right)$ হিসেবে প্রকাশ করা হয়। $\mathrm{Zn}/{\mathrm{Zn}}^{2+}$ ও ${\mathrm{Cu}}^{2+}/\mathrm{Cu}$ তড়িৎদ্বার দুটির পরোক্ষ সংযোগে ড্যানিয়েল কোষ গঠনের মাধ্যমে বিদ্যুৎ উৎপাদনের কৌশল বর্ণনা করা হলো :

ড্যানিয়েল কোষে ক্যাথোড হিসেবে সাধারণত  ${\mathrm{Cu}}^{-}{\mathrm{Cu}}^{2+}\left(\mathrm{aq}\right)$ ধাতু/ধাতব আয়ন তড়িৎদ্বার ও অ্যানোড হিসেবে $\mathrm{Zn}\mid {\mathrm{Zn}}^{2+}\left(\mathrm{aq}\right)$ ধাতু/ধাতব আয়ন তড়িৎদ্বার ব্যবহৃত হয়। পাত্রদ্বয়ের দ্রবণের মধ্যে সংযোগ স্থাপনের জন্য নিষ্ক্রিয় তড়িৎবিশ্লেষ্য (KCI) দ্রবণপূর্ণ U-আকৃতির টিউব দ্রবণদ্বয়ের মধ্যে ডুবানো হয়। এবার যদি তারের সাহায্যে তড়িৎদ্বার দুটিকে সংযুক্ত করা হয়, তাহলে নিম্নোক্ত জারণ-বিজারণ বিক্রিয়া স্বতঃস্ফূর্তভাবে ঘটবে।

অর্থাৎ Zn অ্যানোড নিজে ইলেকট্রন ছেড়ে বিয়োজিত (dissolution) হয়ে দ্রবণে ${\mathrm{Zn}}^{2+}\left(\mathrm{aq}\right)$ আয়ন হিসেবে দ্রবীভূত হবে। অপরদিকে, দ্রবণের ${\mathrm{Cu}}^{2+}\left(\mathrm{aq}\right)$ আয়ন ক্যাথোড থেকে ইলেকট্রন গ্রহণ করে ধাতব Cu হিসেবে ক্যাথোড জমা হবে। প্রকৃতপক্ষে, অ্যানোডে উৎপন্ন ইলেকট্রন তারের মাধ্যমে ক্যাথোডে পৌঁছে ইলেকট্রনের সমতা রক্ষা করে। তাহলে তার দিয়ে তড়িৎদ্বার দুটিকে সংযুক্ত করলেই অ্যানোড থেকে ক্যাথোডে ইলেকট্রন প্রবাহের সৃষ্টি হবে। ইলেকট্রন প্রবাহ মানেই বিদ্যুৎ প্রবাহ। সুতরাং, ড্যানিয়েল কোষের তড়িৎদ্বারদ্বয়কে লবণ সেতু ও তারের মাধ্যমে পরোক্ষভাবে যুক্ত করা হলে কোষে তড়িৎ প্রবাহিত হবে।