সৃজনশীলঃ ‘মরিচাবিহীন ইস্পাতের সংযুক্তি…’ আদমজী ক্যান্টনমেন্ট কলেজ ২০২৬ – পরিমাণগত রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

দুর্বল ক্ষার ও তীব্র অ্যাসিডের বিক্রিয়ায় উৎপন্ন লবণ দ্রবণে কিছুটা আর্দ্র বিশ্লেষিত হয়ে ঐ অ্যাসিড ও ক্ষার গঠন করে। ফলে তুল্য বিন্দুতে দ্রবণের pH 7 থেকে কম হয়। এদের তুল্য বিন্দু অতিক্রম কালে pH 7 - 3.5 এ পরিবর্তিত হয়।সুতরাং মিথাইল অরেঞ্জ যার pH রেঞ্জ 3.1 - 4.4। তাই দুর্বল ক্ষার দ্বারা তীব্র অ্যাসিডের টাইট্রেশনে মিথাইল অরেঞ্জ উৎকৃষ্ট নির্দেশক।

উদ্দীপকের A দ্রবণটি হলো মূলত-

$\overline{\mathrm{Fe}}+H_2{\mathrm{SO}}_4\left(\mathrm{dil}\right)⟶{\mathrm{FeSO}}_4+H_2\left(g\right)\uparrow$

ফলে, ${\mathrm{FeSO}}_4$ লবণের জলীয় দ্রবণ তৈরি হয়।

${\mathrm{FeSO}}_4$ এর জলীয় দ্রবণের সাথে ${\mathrm{KMnO}}_4$ দ্রবণ যোগ করলে জারণবিজারণ বিক্রিয়া সংঘটিত হয়।

${\mathrm{FeSO}}_4+{\mathrm{KMnO}}_4+H_2{\mathrm{SO}}_4$  (মিশ্রণে উপস্থিত) →

${\mathrm{MnSO}}_4+{\mathrm{Fe}}_2{\left({\mathrm{SO}}_4\right)}_3+K_2{\mathrm{SO}}_4+H_{2}O$

জারণ অর্ধবিক্রিয়া:${\mathrm{Fe}}^{2+}-e^{-}⟶{\mathrm{Fe}}^{3+}$ .......................... (i) 

বিজারণ অর্ধবিক্রিয়া:

$\stackrel{(+7)}{{\mathrm{KMnO}}_4}+5e^{-}+8H^{+}\to K^{+}+{\mathrm{Mn}}^{2+}+4H_{2}O$ .......................... (ii)

সমীকরণ (i)- কে 10 দ্বারা এবং (ii)-কে 2 দ্বারা গুণ করে পাই-

$10{\mathrm{Fe}}^{2+}-10e^{-}⟶10{\mathrm{Fe}}^{3+}$

$2{\mathrm{KMNO}}_4+10e^{-}+16H^{+}⟶2K^{+}+2{\mathrm{Mn}}^{2+}+8H_{2}O$

__________________________________________

যোগ করে, $2{\mathrm{KMnO}}_4+10{\mathrm{Fe}}^{2+}+16H^{+}\to 2K^{+}+2{\mathrm{Mn}}^{2+}+10{\mathrm{Fe}}^{3+}+8H_{2}O$

দর্শক আয়ন হিসেবে ${\mathrm{SO}}_4^{2-}$ যোগ করে পাই-

$\begin{array}{cc}& 2{\mathrm{KMnO}}_4+10{\mathrm{FeSO}}_4+8H_2{\mathrm{SO}}_4\to K_2{\mathrm{SO}}_4+2{\mathrm{MnSO}}_4+\\ & 5{\mathrm{Fe}}_2{\left({\mathrm{SO}}_4\right)}_3+8H_{2}O\end{array}$

এটিই নির্ণেয় সমতাকৃত সমীকরণ।

প্রশ্নানুসারে, Cr এর জারণ নগন্য।

অর্থাৎ, A দ্রবণটি হলো ${\mathrm{FeSO}}_4$ এর দ্রবণ।

A ও B দ্রবণদ্বয়ের মধ্যে সংঘটিত বিক্রিয়াটি হলো:

$10{\mathrm{FeSO}}_4+2{\mathrm{kMnO}}_4+8H_2{\mathrm{SO}}_4\to K_2{\mathrm{SO}}_4+2{\mathrm{MnSO}}_4+5{\mathrm{Fe}}_2{\left({\mathrm{SO}}_4\right)}_3+8H_{2}O$

এখানে,

${\mathrm{FeSO}}_4$ দ্রবণের ক্ষেত্রেআয়তন,

$v_1=10\mathrm{mL}$
$=0.01L$

${\mathrm{KMnO}}_4$ দ্রবণের ক্ষেত্রে

আয়তন, $V_2=10\mathrm{ml}$

$=0.01L$

ঘনমাত্রা, $S_2=0.06M$

মোল সংখ্যা, $n_2=S_2{V}_2$

$=(0.06\times 0.01)\mathrm{mol}$

$=6\times {10}^{-4}\mathrm{mol}$

বিক্রিয়া অনুসারে,

$2\mathrm{mol}{\mathrm{kMnO}}_4\equiv 10\mathrm{mol}{\mathrm{FeSO}}_4\equiv 10\mathrm{mol}\mathrm{Fe}$

$\Rightarrow 6\times {10}^{-4}\mathrm{mol}{\mathrm{kMnO}}_4\equiv \frac{10\times 6\times {10}^{-4}}{2}\mathrm{mol}\mathrm{Fe}$

$=3\times {10}^{-3}\mathrm{mol}\mathrm{Fe}$ 

$=0.168g\mathrm{Fe}$ 

$\therefore 10\mathrm{mL}A$ দ্রবণে Fe আছে $0.168g$

$\therefore 100\mathrm{mL}A$ দ্রবণে Fe আছে  $\frac{0.168\times 100}{10}$

$=1.68g$

A-দ্রবণে Fe এর শতকরা পরিমাণ $=\frac{1.68}{2}\times 100\%$ = 84%

সুতরাং, ইস্পাতটি মরিচাবিহীন ইস্পাত হিসেবে ব্যবহার করা যাবে।