সৃজনশীলঃ ‘উদ্দীপকের আলোকে নিচের…’ রাজশাহী কলেজ ২০২৬ – অর্থনৈতিক রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

বায়ুস্থ $N_2$ গ্যাসকে নাইট্রোজেন যৌগে পরিণত এবং ব্যবহার উপযোগী করে আবদ্ধ রাখার প্রক্রিয়াকে নাইট্রোজেন ফিক্সেশন বলে। হেবার বস্ পদ্ধতিতে অ্যামোনিয়া উৎপাদন ও অ্যামোনিয়া থেকে ইউরিয়া ও ডাইঅ্যামোনিয়া ফসফেট (DAP) সার প্রস্তুত করা হয়। আবার অসওয়াল্ড পদ্ধতিতে নাইট্রেট সার যেমন- ক্যালসিয়াম অ্যামোনিয়াম নাইট্রেট (CAN), ক্যালসিয়াম নাইট্রেট ($Ca(N{O}_3{)}_2$) ইত্যাদি উৎপাদন করে মাটিতে মিশানো হয়।

$\begin{array}{cc}& N_2\left(g\right)+3H_2\left(g\right)\frac{{500}^{\circ }C,200\mathrm{atm}}{\mathrm{Fe},{\mathrm{Al}}_2{O}_3}2{\mathrm{NH}}_3\left(g\right)\\ & 4{\mathrm{NO}}_2\left(g\right)+O_2\left(g\right)+2H_{2}O\left(l\right)⟶4{\mathrm{HNO}}_3\left(\mathrm{aq}\right)\end{array}$

উদ্দীপকের A হলো ইউরিয়া যা একটি জৈব সার। ইউরিয়া নাইট্রোজেন সমৃদ্ধ সার যা কার্বনিক এসিডের ডাইঅ্যামাইড।
নিম্নে ইউরিয়া উৎপাদনের মূলনীতি উল্লেখ করা হলো-

ইউরিয়া উৎপাদনের মূলনীতি: ইউরিয়া উৎপাদনের দুটি ইউনিট রয়েছে। যথা- অ্যামোনিয়া সংশ্লেষণ ও ইউরিয়া উৎপাদন।

অ্যামোনিয়া সংশ্লেষণ: তরল বায়ু হতে আংশিক পাতন প্রণালীতে -196°C তাপমাত্রায় $N_2$ এবং প্রাকৃতিক গ্যাস হতে $H_2$ সংগ্রহ করা হয়। প্রাপ্ত $H_2$ এবং $N_2$, 200 atm চাপে 1 : 3 অনুপাতে পেষণ যন্ত্রে প্রভাবকের উপস্থিতিতে $N{H}_3$ তে পরিণত হয়।

ইউরিয়া উৎপাদন: অ্যামোনিয়া হতে সলভে প্রণালীতে ইউরিয়া উৎপাদন করা হয়। সংকুচিত $C{O}_2$ এবং তরল $N{H}_3$ কে 1 : 2 মোলার অনুপাতে 378 atm বায়ুচাপে ও 200 – 210°C তাপমাত্রায় বিক্রিয়া প্রকোষ্ঠে প্রেরণ করা হয়। ফলে প্রথমে অ্যামোনিয়াম কার্বামেট ও পরে ইউরিয়ায় পরিণত হয়।

উৎপন্ন পিণ্ডকে ফ্লাশ স্ট্রিপারে পাঠালে দানাদার ইউরিয়া উৎপন্ন হয় এবং অপরিবর্তিত $C{O}_2$ ও $N{H}_3$ পুনরায় রিসাইকেল করা হয়।

উদ্দীপকের ২নং প্রক্রিয়াটি হলো ন্যানোটেকনোলজি বা ন্যানোপ্রযুক্তি, যেখানে সাধারণ স্বর্ণ কণাকে ন্যানো স্কেলে (লাল স্বর্ণ কণা) রূপান্তর করা হয়েছে। আধুনিক শিল্পে এই প্রক্রিয়ার ব্যবহার অত্যন্ত সময়োপযোগী হওয়ার কারণ নিচে বিশ্লেষণ করা হলো-

সাধারণ স্বর্ণ কণা নিষ্ক্রিয় ও হলুদ বর্ণের কিন্তু ন্যানো স্বর্ণ কণা অত্যন্ত সক্রিয়, প্রভাবন ক্ষমতা সম্পন্ন এবং লাল বর্ণের যার আকার 1-100 nm।

রাসায়নিক ও ভৌত তাৎপর্য: পদার্থের আকার যখন ন্যানো স্কেলে পৌঁছায়, তখন তার পৃষ্ঠতলের ক্ষেত্রফল আয়তনের তুলনায় বহুগুণ বৃদ্ধি পায়। সাধারণ অবস্থায় স্বর্ণ একটি নিষ্ক্রিয় ধাতু হলেও ন্যানো আকারে এটি অত্যন্ত শক্তিশালী প্রভাবক হিসেবে কাজ করে। উদ্দীপকে উল্লিখিত লাল স্বর্ণ কণা মূলত ন্যানো গোল্ড, যা বিভিন্ন রাসায়নিক বিক্রিয়ার গতি ত্বরান্বিত করতে সক্ষম।

আধুনিক শিল্পে প্রয়োগ-

i. প্রভাবন শিল্প: ন্যানো গোল্ড প্রভাবক হিসেবে কম তাপমাত্রায় কার্বন মনোক্সাইড (CO) কে জারিত করে $C{O}_2$ এ পরিণত করতে পারে, যা পরিবেশ দূষণ রোধে অত্যন্ত কার্যকর।

ii. চিকিৎসা বিজ্ঞান: ন্যানো গোল্ড কণা ব্যবহার করে ক্যানসার কোষ শনাক্তকরণ এবং লক্ষ্যভেদী ওষুধ সরবরাহ (Targeted Drug Delivery) করা সম্ভব হচ্ছে। এটি আধুনিক চিকিৎসায় বিপ্লব ঘটিয়েছে।

iii. ইলেকট্রনিক্স : ন্যানো কণা ব্যবহারের ফলে ইলেকট্রনিক যন্ত্রপাতির আকার ছোট হচ্ছে এবং কার্যক্ষমতা বৃদ্ধি পাচ্ছে।

iv. পরিবেশ সুরক্ষা: পানি বিশুদ্ধকরণ এবং ক্ষতিকারক গ্যাস শোষণে ন্যানো কণার উচ্চ পৃষ্ঠতলীয় ক্ষেত্রফল অত্যন্ত কার্যকর ভূমিকা পালন করে।

তাই বলা যায়, ন্যানো স্কেলে পদার্থের ধর্ম সম্পূর্ণ পরিবর্তিত হয়ে নতুন ও উন্নত বৈশিষ্ট্যের উদ্ভব ঘটে। সম্পদের সঠিক ব্যবহার, উৎপাদন খরচ হ্রাস এবং পরিবেশবান্ধব শিল্পায়নের জন্য ন্যানোটেকনোলজি বর্তমান বিশ্বের সবচেয়ে সময়োপযোগী প্রযুক্তি। তাই বলা যায়, উদ্দীপকের ২নং প্রক্রিয়াটি আধুনিক শিল্পের জন্য অপরিহার্য।