সৃজনশীলঃ ‘…’ ময়মনসিংহ বোর্ড ২০২১ – তড়িৎ রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

তড়িৎ রাসায়নিক কোষে লবণ সেতু ব্যবহার করা হয়। তড়িৎ রাসায়নিক কোষের জারণ ও বিজারণ বিক্রিয়ার সময় জারণ অর্ধকোষে ক্যাটায়ন এবং বিজারণ অর্ধকোষে আনায়নের আধিক্য বেড়ে যায়। এর ফলে তড়িৎ প্রবাহ ব্যাহত হয় এমনকি কমতে কমতে এক সময় বন্ধ হয়ে যায়। তাই পূর্ণাঙ্গ তড়িৎ রাসায়নিক কোষ গঠনের ক্ষেত্রে লবণ সেতু ব্যাবহার করা হয়।

উদ্দীপকের ক্যাথোডে 8.87mol ধাতু সঞ্চিত হলে ক্যাথোডে সঞ্চিত ভর, $w=n\times m=(8.87\times 55.85)=495.39g$

এখানে,

W= 495.39g

M=55.85g (Fe এর পারমাণবিক ভর)

I= 210A, F=96500C

X= 2 (FeSo₄ যৌগের যোজ্যতা) 

ফ্যারাডের ১ম সূত্র হতে জানা আছে,

$w=\frac{MH}{FX}$

বা, $\begin{array}{cc}t=& \frac{wFX}{MI}\\ & =\frac{495.39\times 96500\times 2}{55.85\times 210}\\ & =8151.96\sec \\ & =135.87\min \end{array}$

উদ্দীপকের দ্রবণটি জিংক(Zn) পাত্রে রাখলে জিংক পাত্র অ্যানোড এবং FeSO₄ দ্রবণটি ক্যাথোড হিসেবে কাজ করবে। সেক্ষেত্রে,

অ্যানোড অর্ধকোষ বিক্রিয়াঃ$Zn\left(s\right)\to Z{n}^{2+}2e^{-}$ 

ক্যাথোডে অর্ধকোষ বিক্রিয়াঃ${\mathrm{Fe}}_{\left(aq\right)}^{2+}+2e\to \mathrm{Fe}$

_____________________________________________________

কোষ বিক্রিয়াঃ $Z{n}_{\left(S\right)}+F{e}_{\left(aq\right)}^{2+}\to Z{n}_{\left(aq\right)}^{2+}+F{e}_{\left(S\right)}$

দেওয়া আছে,

$\begin{array}{cc}& E_{F{e}^{2+}/Fe}^{\circ }=+0.44V\\ & E_{F{e}^{2+}/Fe}^{\circ }=-0.44\\ & E_{Z{n}^{2+}/Zn}^{\circ }=-0.76V\end{array}$

সুতরাং কোষ বিভব,

$\begin{array}{cc}{E}_{\text{cell }}=& E_{F{e}^{2+}/Fe}^0-E_{Z{n}^{2+}/Zn}^{\circ }\\ & =-0.44-(-0.76)\\ & =+0.32V\end{array}$

যেহেতু , E_cell এর মান ধনাত্বক সেহেতু জিংক(Zn) পাত্রে FeSO₄ দ্রবণ রাখলে স্বতঃস্ফুর্ত বিক্রিয়ার মাধ্যমে জিংক পাত্রের ক্ষয় ঘটে অর্থাৎ জিংক পাত্রে FeSO₄ দ্রবণ রাখা যাবে না।

আবার কপার(Cu) পাত্রে FeSO₄ দ্রবণ রাখলে কপার পাত্র অ্যানোড ও FeSO₄ দ্রবণ ক্যাথোড হিসেবে কাজ করবে। সেক্ষেত্রে,

অ্যানোড অর্ধকোষ বিক্রিয়াঃ$Cu\left(s\right)\to C{u}^{2+}2e^{-}$

ক্যাথোডে অর্ধকোষ বিক্রিয়াঃ$F{e}_{\left(aq\right)}^{2+}+2e^{-}\to Fe$

_____________________________________________________

  কোষ বিক্রিয়াঃ $C{u}_{\left(S\right)}+{\mathrm{Fe}}_{\left(aq\right)}^{2+}\to C{u}_{\left(aq\right)}^{2+}+{\mathrm{Fe}}_{\left(S\right)}$

দেওয়া আছে,

$\begin{array}{c}{E}_{\mathrm{Fe}}^0{}^{2+}/\mathrm{Fe}=+0.44V\\ E_{F{\epsilon }^{2+}/\mathrm{Fe}}^0=-0.44\\ E_{{\mathrm{Cu}}^{2+}/\mathrm{Cu}}^{\circ }=+0.34V\end{array}$

সুতরাং কোষ বিভব,

$\begin{array}{cc}{E}_{\text{cell }}=& E_{{\mathrm{Fe}}^{2+}/\mathrm{Fe}}^{\circ }-E_{{\mathrm{Cu}}^{2+}/\mathrm{Cu}}^{\circ }\\ & =-0.44-0.34\\ & =-0.78V\end{array}$

যেহেতু কোষ E_cell এর মান ধনাত্বক, সেহেতু কপার (Cu) পাত্রে FeSO₄ দ্রবণ রাখা যাবে।