সৃজনশীলঃ ‘…’ যশোর বোর্ড ২০১৭ – পরিমাণগত রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

মৃদু এসিড ও তীব্র ক্ষারের টাইট্রেশনে ফেনফথ্যালিনকে নির্দেশক হিসেবে ব্যবহার করা হয়। কারণ মৃদু অম্লকে তীব্র ক্ষারক দ্বারা টাইট্রেশনের সময় যে লবণ উৎপন্ন হয় তা আর্দ্র বিশ্লেষিত হয়ে কিছু পরিমাণে মৃদু অম্ল ও তীব্র ক্ষারক উৎপন্ন করে। ফলে তুল্যতা বিন্দুতে দ্রবণ কিছুটা ক্ষারীয় থাকে অর্থাৎ pH এর মান 7 এর উপরে থাকে। এক্ষেত্রে ফেনফথ্যালিন উৎকৃষ্ট নির্দেশক। কারণ এর pH পরিবর্তনের সীমা 8.3 - 10.0। মিথাইল রেড (pH বিস্তার 4.2 – 6.3) বা মিথাইল - অরেঞ্জ (pH বিস্তার 3.1-4.4) নির্দেশক হিসেবে নিলে তুল্যতা বিন্দুতে আগেই বর্ণের পরিবর্তন হয়ে যায়, ফলে টাইট্রেশনে ভুল হয়।

উদ্দীপকে A দ্রবণ দ্বারা প্রথমে B দ্রবণের ঘনমাত্রা নির্ণয় করে B ও C দ্রবণ মিশ্রিত করে লোহার পরিমাণ নির্ণয় হয়।

এখানে,

A বা $H_2{C}_2{O}_4$ দ্রবণের আয়তন, $V_1=25\mathrm{mL}$

     "     দ্রবণের ঘনমাত্রা, $S_1=0.1M$

B বা ${\mathrm{KMnO}}_4$ দ্রবণের আয়তন, $V_2=15\mathrm{mL}$

    "      দ্রবণের ঘনমাত্রা, $S_2=$ ?

অম্লীয় দ্রবণে ${\mathrm{KMnO}}_4$ দ্রবণ দ্বারা অক্সালিক এসিডের জারণ বিক্রিয়ায় সমতাকৃত সমীকরণ হলো-
$2{\mathrm{KMnO}}_4+6\mathrm{HCl}+5H_2{C}_2{O}_4\to 2\mathrm{KCl}+2{\mathrm{MnCl}}_2+8H_{2}O+10{\mathrm{CO}}_2$

জানা আছে, $\frac{V_1\times S_1}{V_2\times S_2}=\frac{5}{2}$

বা, $S_2=\frac{2V_1{S}_1}{5V_2}=\frac{2\times 25\times 0.1}{5\times 15}=0.066M$

আবার, লঘু সালফিউরিক এসিড মিশ্রিত ${\mathrm{KMnO}}_4$ ফেরাস সালফেটের সাথে নিম্নোক্ত বিক্রিয়া করে :
$2{\mathrm{KMnO}}_4+10{\mathrm{FeSO}}_4+\underset{2{\mathrm{MnSO}}_4{\mathrm{SO}}_4}{8{\mathrm{MF}}_2{\left({\mathrm{SO}}_4\right)}_3+K_2{\mathrm{SO}}_4+8H_{2}O}$

সমীকরণ অনুযায়ী
$10{\mathrm{FeSO}}_4\equiv 2{\mathrm{KMnO}}_4$
বা, $5{\mathrm{FeSO}}_4\equiv {\mathrm{KMnO}}_4$

তাহলে, $1000\mathrm{mL}1M{\mathrm{KMnO}}_4$ দ্রবণ $\equiv 5\times 55.85g\mathrm{Fe}$

$\therefore 1\mathrm{mL}1M{\mathrm{KMnO}}_4$ দ্রবণ $\equiv \frac{5\times 55.85}{1000}g\mathrm{Fe}$

$\therefore 15\mathrm{mL}0.066M{\mathrm{KMnO}}_4$ দ্রবণ $\equiv \frac{5\times 55.85\times 15\times 0.066}{1000}g\mathrm{Fe}$

$=0.2765g\mathrm{Fe}$

সুতরাং উদ্দীপকে B ও C দ্রবণ মিশ্রিত করে প্রাপ্ত লোহার পরিমাণ 0.2765 g

উদ্দীপকের A B B পাত্রে যথাক্রমে অক্সালিক এসিড $\left(H_2{C}_2{O}_4\right)$ ও পটাসিয়াম পারম্যাক্গানেট $\left({\mathrm{KMnO}}_4\right)$ এর দ্রবণ রয়েছে। অম্লায়িত অর্থাৎ লঘু $H_2{\mathrm{SO}}_4$ যুক্ত ${\mathrm{KMnO}}_4$ দ্রবণে অক্সালিক এসিড $\left(H_2{C}_2{O}_4\right)$ যোগ করলে নিম্নরূপে বিক্রিয়া ঘটে।

লঘু $H_2{\mathrm{SO}}_4$ যুক্ত ${\mathrm{KMnO}}_4$ দ্রবণে অক্সালিক এসিড $\left(H_2{C}_2{O}_4\right)$ এর বিক্রিয়ায় জারণ-বিজারণ টাইট্রেশন বিক্রিয়া :

$2{\mathrm{KMnO}}_4+3H_2{\mathrm{SO}}_4+5H_2{C}_2{O}_4\to K_2{\mathrm{SO}}_4$
$+2{\mathrm{MnSO}}_4+8H_{2}O+10{\mathrm{CO}}_2$

উভয়পক্ষ থেকে দর্শক আয়নকে বাদ দিয়ে সমীকরণটিকে আয়নীয় আকারে লিখলে-

এ সমীকরণই আণবিক আকারে উল্লেখিত জারণ-বিজারণ বিক্রিয়াটির সমতাযুক্ত সমীকরণ।

যেহেতু বিক্রিয়াটি ইলেকট্রন আদান-প্রদানের মাধ্যমে সংঘটিত হয়েছে, সেহেতু বিক্রিয়াটি আয়ন ইলেকট্রন পদ্ধতিতে জারণ ও বিজারণের মাধ্যমে যুগপৎ সংঘটিত হয়েছে।