সৃজনশীলঃ ‘নিচের তথ্যগুলো লক্ষ্য…’ ২০২৫ – তড়িৎ রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

ফ্যারাডের প্রথম সূত্রটি হলো- “তড়িৎ বিশ্লেষণের সময় যেকোনো তড়িদদ্বারে সংঘটিত রাসায়নিক পরিবর্তনের পরিমাণ অথবা কোনো তড়িদদ্বারে উৎপন্ন পদার্থের পরিমাণ তড়িৎবিশ্লেষ্যের মধ্যদিয়ে প্রবাহিত মোট তড়িতের সমানুপাতিক।”

ধরি, কোনো তড়িৎ বিশ্লেষ্য পদার্থের মধ্যদিয়ে Q আধান প্রবাহিত করলে w পরিমাণ ধাতু ক্যাথোডে জমা পড়লে-

w $\propto Q$ বা, w = ZQ

এখানে, Z = তড়িৎ রাসায়নিক তুল্যাঙ্ক।

উদ্দীপকের A ধাতুর লবণ B পাত্রে সংরক্ষণ করতে হলে B পাত্র অ্যানোড এবং A ধাতু ক্যাথোড হিসেবে ব্যবহৃত করতে হবে। সেক্ষেত্রে,

অ্যানোড অর্ধবিক্রিয়া: $3B-6e^{-}\to 3B^{2+}$

ক্যাথোড অর্ধবিক্রিয়া: $2A^{3+}+6e^{-}\to 2A$

কোষ বিক্রিয়া: $3B+2A^{3+}\to 3B^{2+}+2A$

এখানে,

$\begin{array}{cc}& E_{B/B^{2+}}^{\circ }=-0.34V\\ & E_{A^{3+}/A}^{\circ }=-1.66V\end{array}$

এক্ষেত্রে,

$\begin{array}{cc}{E}_{\text{cell }}^{\circ }& =E_{B/B^{2+}}^{\circ }+E_{A^{3+}/A}\\ & =-0.34-1.66\\ & =-2.00V\end{array}$

যেহেতু $E^{\circ }{}_{\text{cell }}$ এর মান ঋণাত্মক, তাই কোষ বিক্রিয়া স্বতঃস্ফূর্তভাবে ঘটবে না। অর্থাৎ B পাত্রটি ক্ষয়প্রাপ্ত হবে না, তাই দ্রবণকে B পাত্রে সংরক্ষণ করা যাবে।

উদ্দীপক অনুসারে,

$\begin{array}{cc}& E_{A/A^{3+}}^O+1.66V\\ & E_{B/B^{2+}}=-0.34V\end{array}$

এখানে, $A/A^{3+}$ এর জারণ বিভব বেশি হওয়ায় এটি অ্যানোড ও $B/B^{3+}$ ক্যাথোড হিসেবে ব্যবহৃত হবে।

এখানে,  $E_{A{/A}^{3+}}=1.66V$

$\begin{array}{cc}& E_{B/B^{2+}}=-0.34V\\ & \therefore E_{B^{2+}/B}=+0.34V\end{array}$

আমরা জানি,

$\begin{array}{cc}{E}_{\text{cell }}^{\circ }& =E_{A/A^{3+}}+E_{B^{2+}/B}\\ & =1.66+0.34\\ & =2.00V\end{array}$

এখানে, $R=8.314{\mathrm{JK}}^{-1}{\mathrm{mol}}^{-1}$

$\begin{array}{cc}& T=298K\\ & n=6\\ & F=96500C\\ & \left[A^{3+}\right]=0.3M\\ & \left[B^{2+}\right]=0.18M\end{array}$

আবার, নার্নস্ট সমীকরণ অনুসারে,

$\begin{array}{cc}& E_{\text{cell }}=E_{\text{cell }}^{\circ }-\frac{2.303\mathrm{RT}}{\mathrm{nF}}\log \frac{{\left[A^{3+}\right]}^2}{{\left[B^{2+}\right]}^3}\\ & =2.00-\frac{2.303\times 8.314\times 298}{6\times 96500}\log \frac{(0.3{)}^2}{(0.18{)}^3}\\ & =1.9883V\end{array}$

∴ উদ্দীপকের কোষ বর্তনীর বিভবের মান 1.9883 V