সৃজনশীলঃ ‘…’ রাজশাহী কলেজ ২০২৬ – তড়িৎ রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

ধ্রুবক ‘a’ এর তাৎপর্য : n ও V নির্দিষ্ট থাকলে $P_a$ এর মান ‘a’ ধ্রুবকের ওপর নির্ভর করে। তখন ‘a’ এর মান বেশি হলে অণুগুলোর আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল বেশি হয়। গ্যাসের আণবিক ভর বেশি হলে ‘a’ এর মান বেশি হয়। ফলে ঐ গ্যাসের তরলীকরণ অল্প চাপে ঘটে।

ধ্রুবক ‘a’ এর একক হলো atm. $L^2{\mathrm{mol}}^{-2}$.

ধ্রুবক 'b' এর তাৎপর্য বা গুরুত্ব : যেহেতু $b=4N_A\times \frac{4}{3}\pi r^3$ এবং এক্ষেত্রে $N_A$ ও $\pi$ হলো ধ্রুবক। অতএব ‘b’ এর মান অণুর ব্যাসার্ধ ‘r’ এর উপর নির্ভর করে অর্থাৎ । এর মান বেশি হলে অণুর আকার বড়ো হয় তখন 'b' এর মান বেশি হয়। তাই তখন পাত্রের আয়তনের তুলনায় অণুর নিজস্ব আয়তন নগণ্য হয় না। তখন অণুগুলোর চলাচলের মুক্তস্থান। হ্রাস পেয়ে (V – b) হয়। ফলে চাপ প্রয়োগে মোট আয়তনের সংকোচন কম ঘটে। ধ্রুবক 'b' এর একক হলো $L.mo{l}^{-1}$।

উদ্দীপকের B কোষটিতে ক্যাথোড হলো ${\mathrm{Ca}}^{2+}$ আয়ন। B কোষটির ক্ষেত্রে দেওয়া আছে, প্রবাহিত তড়িৎ প্রবাহ, $I=5\mathrm{amp}$
তড়িৎ প্রবাহের সময়, $t=10$ মিনিট $=600$ সেকেন্ড
ফ্যারাডে ধ্রুবক, $F=96500C$
${\mathrm{Ca}}^{2+}$ এর যোজ্যতা, $x=2$
${\mathrm{Ca}}^{2+}$ এর আণবিক ভর, $M=40.0$

আমরা জানি, ক্যাথোডে সঞ্চিত পদার্থের পরিমাণ,
$W=\frac{\mathrm{MIt}}{\mathrm{Fx}}=\frac{40\times 5\times 600}{96500\times 2}=0.622g$

সুতর্রাং B কোষের ক্যাথোডে সঞ্চিত পদার্থের পরিমাণ 0.622 g

উদ্দীপকে উল্লেখিত তথ্য অনুযায়ী A হলো লেড স্টোরেজ ব্যাটারি। ব্যাটারিটিতে চার্জিং এবং ডিসচার্জিং প্রক্রিয়া নিম্নোক্ত বিক্রিয়া সংঘটিত হয়-

চার্জিং: ব্যাটারির তড়িচ্চালক বলের মান সাধারণত 2.03 V হয়ে থাকে। ব্যাটারি ব্যবহারের ফলে তড়িচ্চালক বলের মান যখন 1.17 V এ নেমে আসে তখন একে পুনরায় চার্জ করার প্রয়োজন হয়। ব্যাটারির চার্জিং এর সময় পশ্চাদমুখী বিক্রিয়া ঘটে।

ডিসচার্জিং: লেড স্টোরেজ ব্যাটারির প্রতিটি চেম্বারের মধ্যে $H_{2}S{O}_4$ যোগ করার ফলে ব্যাটারি চার্জিত হয়। ফলে বাম তড়িদদ্বারের লেড ধাতু দ্রবীভূত হয়ে ${\mathrm{Pb}}^{2+}$ আয়নে পরিণত হয় এবং দ্রবণের $H_{2}S{O}_4$ এর ${\mathrm{SO}}_4{}^2$ এর সাথে যুক্ত হয়ে অদ্রবণীয় $PbS{O}_4$ উৎপন্ন করে।

দ্রবণে : $2H_2{\mathrm{SO}}_4\rightleftharpoons 4H^{+}+2{\mathrm{SO}}_4{}^{2-}$

বাম তড়িদদ্বারে বা অ্যানোড তড়িদদ্বারে:

ডান তড়িদদ্বারে বা ক্যাথোড তড়িদদ্বারে:

${\mathrm{PbO}}_2\left(s\right)+4H^{+}+{\mathrm{SO}}_4{}^{2-}+2e\to {\mathrm{PbSO}}_4\left(s\right)+2H_{2}O$

মূল বিক্রিয়াটি অবশ্য নিম্নলিখিত প্রক্রিয়ায় সম্পন্ন হয়

উদ্দীপকের কোষটির ব্যাটারি বার বার চার্জকরণের ফলে $H_{2}S{O}_4$ মিশ্রিত পানি বিশ্লেষিত হয়ে $H_2$ ও $O_2$ গ্যাস উৎপন্ন করে। ফলে এসিডে পানির পরিমাণ কমে যায় এবং কোষটি অচল হওয়ার সম্ভাবনা থাকে। তাই কোষটিকে সচল রাখার কৌশল হিসাবে ঐ ব্যাটারিতে মাঝে মাঝে এসিডের ঘনত্ব হাইড্রোমিটার দ্বারা পরীক্ষা করে বিশুদ্ধ পানিযোগ করে $H_{2}S{O}_4$ এর ঘনমাত্রা সঠিক রাখা হয়।