সৃজনশীলঃ ‘উদ্দীপকটি লক্ষ কর…’ কুমিল্লা বোর্ড ২০২৫ – তড়িৎ রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

ফিডেল-ক্রাফট বিক্তিয়ায় অর্ড ${\mathrm{AlCl}}_3$ ব্যবহার করা যায় না। কারণ আর্দ্র ${\mathrm{AlCl}}_3$ গানির সাথে বিক্রিয়া করে $\mathrm{Al}(\mathrm{OH}{)}_3$ ও HCl তৈরি করে।

যেমন

${\mathrm{AlCl}}_3+3H_{2}O\to \mathrm{Al}(\mathrm{OH}{)}_3+3\mathrm{HCl}$

কিস্তু ফ্রিডেল ক্রাফট বিক্রিয়ায় ইলেকট্রোফাইল $(R^{+},RC{O}^{+})$ তৈরি অপরিহার্য। অনার্দ্র ${\mathrm{AlCl}}_3$ এর সাথে $RX$ বা $RCOX$ এর বিক্রিয়ায় ইলেকট্রোফাইল তৈরি হয়। আর্দ্র ${\mathrm{AlCl}}_3$ ব্যবহার করলে ইলেকট্রোফাইল তৈরি হয় না। 

উদ্দীপকের Q পাত্রের দ্রবণটি ${\mathrm{AlCl}}_3$  এর দ্রবণ। 

দেওয়া আছে,

বিদ্যুৎ প্রবাহ, $I$$=4000\mathrm{mA}$

$=4A$

ভর, $w=1.2g$

$M=Al$এর পার: ভর $=27$

$x={\mathrm{AlCl}}_3$ যৌগে Al এর যোজ্যতা = 3

সময়, $t=$ ?

আমরা জানি, 

$w=\frac{\mathrm{MIt}}{\mathrm{Fx}}$ 

বা, $t=\frac{wFx}{MI}$ 

$\begin{array}{cc}& =\frac{1.2\times 96500\times 3}{27\times 4}\\ & =3216.67\sec \end{array}$ 

$\therefore t=53.61$ মিনিট 

সুতরাং, Q পাত্রে 4000 mA বিদ্যুৎ চালন করে 1.2 ধাতু জমা করতে 53.61 মিনিট বিদ্যুৎ চালন করতে হবে। 

উদ্দীপকের Q পাত্রের দ্রবণটি ।${\mathrm{AlCl}}_3।{\mathrm{AlCl}}_3$ দ্রবণকে আয়রন পাত্রে রাখলে আয়রন পাত্র অ্যানোভ ও ${\mathrm{AlCl}}_3$ দ্রবণ ক্যাথোড হিসেবে কাজ করে। সেক্ষেত্রে,

অ্যানোড অর্ধকোষ বিক্রিয়া : $3\mathrm{Fe}\left(s\right)-6e^{-}\to 3{\mathrm{Fe}}^{2+}\left(\mathrm{aq}\right)$

ক্যাথোড অর্ধকোষ বিক্রিয়া : $2{\mathrm{Al}}^{3+}\left(\mathrm{aq}\right)+6e^{-}\to 2\mathrm{Al}\left(s\right)$

____________________________________________________________________

কোষ বিক্রিয়া : $3\mathrm{Fe}\left(s\right)+2{\mathrm{Al}}^{3+}\left(\mathrm{aq}\right)\to 3{\mathrm{Fe}}^{2+}\left(\mathrm{aq}\right)+2\mathrm{Al}\left(s\right)$ 

দেওয়া আছে,

$\begin{array}{cc}& E_{\mathrm{Al}/{\mathrm{Al}}^{3+}}^{\circ }=+1.66VV\end{array}$ 

$\begin{array}{cc}& E_{\mathrm{Fe}/{\mathrm{Fe}}^{2+}}^{\circ }=+0.44V\end{array}$

কোষটির কোষ বিভব, 

$E_{\text{cell }}=E_{\mathrm{Fe}/{\mathrm{Fe}}^{2+}}^{\circ }$$-$$E_{\mathrm{Al}/{\mathrm{Al}}^{3+}}^{\circ }$ 

$\begin{array}{c}=0.44-1.66\\ \therefore E_{\text{cell }}=-1.22V\end{array}$ 

যেহেতু $E_{\text{cell }}$ এর মান ঋণাত্মক, কাজেই আয়রন পাত্রে ${\mathrm{AlCl}}_3$ দ্রবণ রাখা যাবে।
আবার ${\mathrm{AlCl}}_3$ দ্রবণকে Mg পাত্রে রাখলে Mg পাত্র অ্যানোড ও ${\mathrm{AlCl}}_3$ পাত্র ক্যাথোড হিসেবে কাজ করবে। সেক্ষেত্রে,
অ্যানোড অর্ধকোষ বিক্রিয়া : $3\mathrm{Mg}-6e^{-}\to 3{\mathrm{Mg}}^{21}\left(\mathrm{aq}\right)$
ক্যাথোড অর্ধকোষ বিক্রিয়া : $2{\mathrm{Al}}^{3+}\left(\mathrm{aq}\right)+6e\to 2\mathrm{Al}\left(s\right)$. __________________________________________________________

কোষ বিক্রিয়া : $3\mathrm{Mg}\left(s\right)+2{\mathrm{Al}}^{3+}\left(\mathrm{aq}\right)\to 3{\mathrm{Mg}}^{2+}{}_{\left(\mathrm{aq}\right)}+2\mathrm{Al}\left(s\right)$ 

দেওয়া আছে, 

$E_{\text{cell }}=E_{\mathrm{Mg}/{\mathrm{Mg}}^{2+}}^{\circ }-E_{{}_{\mathrm{Al}/{\mathrm{Al}}^{3+}}}^{\circ }$ 

$\begin{array}{c}=+2.3-1.66\\ \therefore E_{\text{cell }}=+0.64V\end{array}$ 
যেহেতু $E_{\text{cell }}$ এর মান ধনাত্মক, কাজেই ম্যাগনেসিয়াম পাত্রে ${\mathrm{AlCl}}_3$ দ্রবণ রাখলে স্বতঃস্ফূর্তভাবে বিক্রিয়া ঘটে পাত্রের ক্ষয় করবে। তাই এ পাত্রে দ্রবণ রাখা যৌক্তিক হবে না।
সুতরাং, উদ্দীপকে Q পাত্রের দ্রবণটি আয়রন পাত্রে রাখা যৌক্তিক।