সৃজনশীলঃ ‘উদ্দীপকটি লক্ষ কর…’ চট্টগ্রাম বোর্ড ২০২২ – তড়িৎ রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

কোনো দ্রবণের প্রতি লিটার বা 1 dm³ বা 1000 mL আয়তনে - দ্রবের এক দশমাংশ মোল বা 0.1 মোল পরিমাণ দ্রবীভূত থাকলে উৎপন্ন দ্রবণের ঘনমাত্রা ডেসিমোলার (0.1M) হয়। যেহেতু এই দ্রবণের প্রতি লিটারে দ্রবের নির্দিষ্ট পরিমাণ অর্থাৎ দশমাংশ মোল দ্রবীভূত থাকে এবং দ্রবের এই পরিমাণ নির্দিষ্টভাবে জানা থাকে, তাই ডেসিমোলার দ্রবণ একটি প্রমাণ দ্রবণ। যেমন, অক্সালিক এসিডের ডেসিমোলার দ্রবণে প্রতি লিটার আয়তনে 0.1 মোল বা 12.6 g অক্সালিক এসিড দ্রবীভূত থাকে (অক্সালিক এসিডের আণবিক ভর 126)। 

উদ্দীপকের কোষটির, 

অ্যানোড অর্ধকোষ বিক্রিয়া : X(s) $\to X^{2+}\left(\mathrm{aq}\right)+2e^{-}$
ক্যাথোড অর্ধকোষ বিক্রিয়া : $Y^{2+}\left(\mathrm{aq}\right)+2e^{-}\to Y\left(s\right)$ _______________________________________________________________________

         কোষ বিক্রিয়া : $X\left(s\right)+Y^{2+}\left(aq\right)\to X^{2+}\left(aq\right)+Y\left(s\right)$ 

দেওয়া আছে, 

$\begin{array}{cc}& E^{\circ }{x}^{2+}X=-0.44V\\ & E^{\circ }{Y}^{2+}/Y=+0.34V\\ & \left[Y^{2+}\right]=2.0M\\ & \left[X^{2+}\right]=0.1M\\ & n=2\\ & E_{\text{cell }}=?\end{array}$ 

নার্নস্ট সমীকরণ থেকে পাই, কোষটির মোট বিভব 

$\begin{array}{cc}{E}_{\text{cell }}=& (E^{\circ }{Y}^{2+}/Y-E^{\circ }{x}^{2+}X)+\frac{0.0592}{n}\log \frac{\left[Y^{2+}\right]}{\left[X^{2+}\right]}\\ =& \{+0.34-(-0.44\left)\right\}\\ & +\frac{0.0592}{2}\log \left(\frac{2}{0.1}\right)\\ =& 0.78+0.0385\\ =& +0.819V\end{array}$ 

সুতরাং উদ্দীপকের কোষটির মোট বিভব $+0.819V$ 

উদ্দীপকের 'Q' পাত্রটি 'X' ধাতু দ্বারা নির্মিত হলে Q পাত্রের দ্রবণ ক্যাথোড ও X ধাতু অ্যানোড হিসাবে কাজ করবে। সেক্ষেত্রে 

অ্যানোড অর্ধকোষ বিক্রিয়া : $X\left(s\right)\to X^{2+}\left(\mathrm{aq}\right)+2e^{-}$
ক্যাথোড অর্ধকোষ বিক্রিয়া : $Y^{2+}\left(\mathrm{aq}\right)+2e^{-}\to Y\left(s\right)$ ________________________________________________________________________

             কোষ বিক্রিয়া : X(s) + Y ${}^{2+}$ (aq) $\to X^{2+}$ (aq) $+Y\left(s\right)$ 

দেওয়া আছে,

$\begin{array}{cc}& E^{\circ }{x}^{2+}/x=-0.44V\\ & E^{\circ }{y}^{2+}/Y=+0.34\cdot V\\ & E_{\text{cell }}=?\end{array}$ 

সুতরাং কোষটির emf মান, 

$\begin{array}{cc}{E}_{\text{cell }}& =E^{\circ }{Y}^{2+}/Y-E^{\circ }{x}^{2+}/X\\ & =+0.34-(-0.44)\\ & =+0.78V\end{array}$ 

যেহেতু $E_{\text{cell }}$  এর মান ধনাত্মক, সেহেতু 'X' ধাতু দ্বারা নির্মিত পাত্রে ${\mathrm{YSO}}_4$ দ্রবণ রাখলে স্বতঃস্ফূর্ত বিক্রিয়ার মাধ্যমে X ধাতুর ক্ষয় ঘটবে। অর্থাৎ Q পাত্রটি 'X' ধাতু দ্বারা নির্মিত হলে কোষটি দীর্ঘ সময় সংরক্ষণ করা যাবে না।