সৃজনশীলঃ ‘Kb=1.8×10−5…’ যশোর বোর্ড ২০২৩ – রাসায়নিক পরিবর্তন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

যেসব পদার্থ এসিড ও ক্ষারক উভয় ধরনের ধর্ম প্রদর্শন করে তাদেরকে উভধর্মী পদার্থ বলে। ${\mathrm{HSO}}_4^{-}$ একটি উভধর্মী পদার্থ। কারণ ${\mathrm{HSO}}_4^{-}$ এসিড ও ক্ষারক উভয় ধরনের ধর্ম প্রদর্শন করে। ${\mathrm{HSO}}_4^{-}$ প্রোটন দাতার কাছ থেকে প্রোটন গ্রহণ করে ক্ষারক হিসেবে এবং প্রোটন ত্যাগ করে এসিড হিসেবে আচরণ করে।

ক্ষারক হিসেবে: ${\mathrm{HSO}}_4^{-}+H^{+}\to H_2{\mathrm{SO}}_4$

এসিড হিসেবে: ${\mathrm{HSO}}_4^{-}+H_{2}O\to H_3{O}^{+}+{\mathrm{SO}}_4^{2-}$

উদ্দীপকের A পাত্রের দ্রবণটি হলো এক অম্লীয় ক্ষার। যেমনঃ NH₄OH 

এখানে,

K_b = 1.8 × 10^-5

C = ঘনমাত্রা = 0.01 M

আমরা জানি,

$\begin{array}{cc}\alpha & =\sqrt{\frac{K_b}{C}}\\ & =\sqrt{\frac{1.8\times {10}^{-5}}{0.01}}\\ & =4.24\times {10}^{-2}\\ \therefore \left[{\mathrm{OH}}^{-}\right]& =\alpha \times C\\ & =4.24\times {10}^{-2}\times 0.01\\ & =4.24\times {10}^{-4}M\end{array}$

বিশুদ্ধ পানির ক্ষেত্রে,

$\begin{array}{cc}\mathrm{KW}& =\left[H^{+}\right]\times \left[{\mathrm{OH}}^{-}\right]\\ \Rightarrow \left[H^{+}\right]& =\frac{\left[K_W\right]}{\left[{\mathrm{OH}}^{-}\right]}\\ & =\frac{1.0\times {10}^{-14}}{4.24\times {10}^{-4}}\\ & =2.36\times {10}^{-11}M\end{array}$

সুতরাং, A পাত্রের দ্রবণ যা এক অম্লীয় ক্ষারের দ্রবণের ঘনমাত্রা 2.36 × 10^-11 M

উদ্দীপকের A পাত্রের দ্রবণটি এক অম্লীয় ক্ষার (NH₄OH) এবং B পাত্রের দ্রবনটি হলো দ্বী ক্ষারীয় এসিড (H₂SO₄)।

 A পাত্রের ক্ষেত্রে,

1.5 L বা (1.5 × 1000) ≡ 1500 ml 0.01 M NH₄OH

                        ≡(1500 × 0.01) ml 1 M দ্রবণ

                       = 15 ml 1 M দ্রবণ

B পাত্রের ক্ষেত্রে,

250 mL 10^-3 M H₂SO₄≡ (250 × 10^-3) mL 1M

                         = 0.25 mL 1M

C পাত্রের সংঘঠিত বিক্রিয়াটি হলো,

         2NH₄OH + H₂SO₄→ (NH₄)₂SO₄ + 2H₂O

প্রাথমিকঃ (2 × 15)   0.25            0          0

 সাম্যাবস্থায়ঃ(30-0.25)  0.25-0.25     0.25      2 × 0.25

           = 29.75 ml   = 0 ml               = 0.5 ml

 NH₄OH 29.75 mL 1 M এবং (NH₄)₂SO₄ 0.25 mL 1 M

হেন্ডারসন হেসালবাখ সমীকরণ মতে,

$\begin{array}{cc}\text{ pOH }& =\mathrm{pK}{K}_b+\log \frac{\left[{\left({\mathrm{NH}}_4\right)}_2{\mathrm{SO}}_4\right]}{\left[{\mathrm{NH}}_4\mathrm{OH}\right]}\\ & =-\log K_6+\log \frac{\left[{\left({\mathrm{NH}}_4\right)}_2{\mathrm{SO}}_4\right]}{\left[{\mathrm{NH}}_4\mathrm{OH}\right]}\\ & =-\log (1.8\times {10}^{-5})-\log \frac{0.25}{29.75}\\ & =2.67\end{array}$
$\begin{array}{cc}\therefore \mathrm{pH}& =14-\mathrm{pOH}\\ & =14-2.67\\ & =11.33\end{array}$

দেখা যাচ্ছে, C পাত্রের দ্রবণের pH মান 11.33। কাজেই পাত্রে প্রশমনের পর অবশিষ্ট $N{H}_{4}OH$ ও (NH_4)_2SO_4$ লবণ ক্ষারীয় বাফার হিসাবে কাজ করবে। এতে এসিড বা ক্ষার যে কোনোটিই যোগ করা হোক না কেন দ্রবণটি pH পরিবর্তনে বাধা সৃষ্টি করতে পারবে।