সৃজনশীলঃ ‘উদ্দীপকটি লক্ষ কর…’ দিনাজপুর বোর্ড ২০২১ – তড়িৎ রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

ক্লোরোফর্ম ও অ্যালকোহলীয় কস্টিক পটাশ (KOH) দ্রবণের মধ্যে প্রাইমারি (অ্যালিফেটিক ও অ্যারোমেটিক) অ্যামিনকে উত্তপ্ত করলে তীব্র গন্ধযুক্ত আইসো-সায়ানাইড বা কার্বিল অ্যামিন উৎপন্ন হয়। বিক্রিয়ার সাহায্যে প্রাইমারি অ্যামিনকে সহজেই শনাক্ত করা যায়। এই বিক্রিয়াকে কাবিল অ্যামিন পরীক্ষা বলা হয়। যেমন-

উল্লেখ্য যে, 2° অ্যামিন ও 3° অ্যামিনসমূহ কার্বিল অ্যামিন বিক্রিয়া প্রদর্শন করে না।

উদ্দীপকের কোষের ক্রোমিয়াম তড়িৎদ্বারের জারণ বিভব + 0.74 V এবং টিন তড়িৎদ্বারের জারণ বিভব + 0.14 V বা বিজারণ বিভব – 0.14 V। অর্থাৎ ক্রোমিয়াম তড়িৎদ্বারের জারণ বিভব টিন তড়িৎদ্বারের জারণ বিভব অপেক্ষা বেশি। কাজেই ক্রোমিয়াম তড়িৎদ্বার অ্যানোড ও টিন তড়িৎদ্বার ক্যাথোড হিসেবে ক্রিয়া করবে।

জারণ অর্ধবিক্রিয়া: $\mathrm{Cr}\left(s\right)-3e^{-}\to {\mathrm{Cr}}^{3+}\left(\mathrm{aq}\right)$

বিজারণ অর্ধবিক্রিয়া: ${\mathrm{Sn}}^{2+}\left(\mathrm{aq}\right)+2e^{-}\to \mathrm{Sn}\left(s\right)$

এখানে,

$\begin{array}{cc}& E_{\mathrm{Cr}/{\mathrm{Cr}}^{3+}}^{\circ }=0.74V\\ & E^{\circ }{}_{{\mathrm{Sn}}^2/{\mathrm{Sn}}^{2+}}=0.14V\\ & R=8.314{\mathrm{JK}}^{-1}{\mathrm{mol}}^{-1}\end{array}$

তাপমাত্রা, $T=298K$
$n=6$
ফ্যারাডের ধ্রুবক

$\begin{array}{cc}& F=96500C\\ & \left[{\mathrm{Cr}}^{3+}\right]=0.2M\\ & \left[{\mathrm{Sn}}^{2+}\right]=0.15M\end{array}$

উদ্দীপকের বিক্রিয়াটিকে নিম্নোক্তভাবে প্রকাশ করা যায়-

উল্লেখিত কোষটির নার্নস্ট সমীকরণ-

$\begin{array}{cc}\text{ Ecell }& =E^{\circ }\text{ cell }-\frac{2.303\mathrm{RT}}{\mathrm{nF}}\log \frac{{\left[{\mathrm{Cr}}^{3+}\right]}^2}{{\left[{\mathrm{Sn}}^{2+}\right]}^3}\\ \text{ Ecell }& =E^{\circ }\text{ cell }-\frac{2.303\times 8.314\times 298}{6\times 96500}\log \frac{(0.2{)}^2}{(0.15{)}^3}\\ & =(0.74-0.14-0.0106\\ & =0.589V\end{array}$

সুতরাং, উদ্দীপকের কোষটির তড়িচ্চালক বলের মান হলো 0.589।

উদ্দীপকের কোষে লবণ সেতুতে $N{H}_{4}N{O}_3$ ব্যবহৃত হয়েছে। কোষটি সচল রাখতে লবণ সেতুর ভূমিকা নিম্নরূপ —

i. লবণ সেতু অর্ধকোষদ্বয়ের উভয় দ্রবণের মধ্যে সংযোগে স্থাপন করে কোষের বর্তনী পূর্ণ করে।

ii. লবণ সেতুর মধ্যস্থ তড়িৎবিশ্লেষ্য ($N{H}_{4}N{O}_3$) উভয় অর্ধ-কোষের দ্রবণের সাথে রাসায়নিক বিক্রিয়া করে না; বরং উভয় তরলের মধ্যে প্রয়োজনমত ধনাত্মক ও ঋণাত্মক আয়ন বিনিময়ের ব্যাপন প্রক্রিয়ার মাধ্যমরূপে কাজ করে। ফলে উভয় তরলের বৈদ্যুতিক নিরপেক্ষতা বজায় থাকে।

iii. জারণ অর্ধকোষে উৎপন্ন ধনাত্মক $C{r}^{3+}$ আয়ন বৃদ্ধি পাওয়ায় এতে লবণ সেতু থেকে ঋণাত্মক ${\mathrm{NO}}_3{}^{-}$ আয়নের ব্যাপন ঘটে। অনুরূপভাবে, বিজারণ অর্ধকোষে $C{u}^{2+}$ আয়ন হ্রাস পাওয়ায় এতে লবণ সেতু হতে ধনাত্মক ${\mathrm{NH}}_4{}^{+}$ আয়নের ব্যাপন ঘটে। ফলে উভয় অর্ধকোষের দ্রবণে তড়িৎ নিরপেক্ষতা বজায় থাকে।

iv. লবণ সেতুর অভাবে জারণ অর্ধকোষে ধনাত্মক আয়নের চার্জ ও বিজারণ অর্ধকোষে ঋণাত্মক আয়ন চার্জ বেড়ে যায়। ফলে উভয় অর্ধকোষে জারণ ও বিজারণ ক্রিয়া বাধাপ্রাপ্ত হয় এবং অল্প সময়ের মধ্যে কোষ বিক্রিয়া তথা বিদ্যুৎ প্রবাহ বন্ধ হয়ে যায়।

সুতরাং, উপরিউক্ত আলোচনা হতে বলা যায় যে, উদ্দীপকের কোষের কার্যকারিতা সচল রাখতে $N{H}_{4}N{O}_3$ এর ভূমিকা অপরিসীম।