রসায়ন প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর তড়িৎ বিশ্লেষ্য কোষে যে তড়িৎদ্বার ঋণাত্মক চার্জযুক্ত এবং যেখানে ক্যাটায়ন ইলেকট্রন গ্রহণ করে বিজারিত হয়, তাকে ক্যাথোড বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর দ্রবণে একের অধিক ক্যাটায়ন বা অ্যানায়ন থাকলে কোন আয়ন আগে চার্জমুক্ত হবে তা শুধু চার্জমুক্ত হওয়ার প্রবণতার উপর নির্ভর করে না, আয়নের ঘনমাত্রার উপরও নির্ভর করে। যে আয়নের ঘনমাত্রা অনেক বেশি, তার চার্জমুক্ত হওয়ার প্রবণতা কম হলেও সেটিই আগে চার্জমুক্ত হতে পারে। একেই তড়িৎ বিশ্লেষণে ঘনমাত্রার প্রভাব বলে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর 0.1 মোলার NaCl দ্রবণে $Cl^-$ আয়নের ঘনমাত্রা = 0.1 মোলার $= 10^{-1}$ মোলার।
   $OH^-$ আয়নের ঘনমাত্রা $= 10^{-7}$ মোলার।

   ঘনমাত্রার অনুপাত $= \frac{10^{-1}}{10^{-7}} = 10^{6}$

   অতএব, $Cl^-$ আয়নের ঘনমাত্রা $OH^-$ আয়নের ঘনমাত্রার $10^6$ গুণ।

   চার্জমুক্ত হওয়ার প্রবণতার সারিতে $OH^-$ আয়নের অবস্থান $Cl^-$ আয়নের নিচে, তাই প্রবণতার দিক থেকে $OH^-$ আয়ন আগে চার্জমুক্ত হওয়ার কথা। কিন্তু $Cl^-$ আয়নের ঘনমাত্রা অনেক বেশি হওয়ায় ঘনমাত্রার প্রভাব অধিক কার্যকর হয়। ফলে অ্যানোডে $Cl^-$ আয়ন আগে চার্জমুক্ত হয়ে $Cl_2$ গ্যাস উৎপন্ন করে।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর NaCl এর জলীয় দ্রবণে $Na^+$ ও $H^+$ দুই ধরনের ক্যাটায়ন থাকে। কোন ক্যাটায়ন ক্যাথোডে আগে চার্জমুক্ত হবে তা তড়িৎদ্বারের প্রকৃতির উপর নির্ভর করে।

   প্রথম কোষ (প্লাটিনাম ক্যাথোড): চার্জমুক্ত হওয়ার প্রবণতা অনুযায়ী $H^+$ আয়ন আগে ইলেকট্রন গ্রহণ করে। ক্যাথোডে বিক্রিয়া: $2H^+ + 2e^- \to H_2$। ফলে ক্যাথোডে হাইড্রোজেন গ্যাস পাওয়া যায়।

   দ্বিতীয় কোষ (পারদ ক্যাথোড): ক্যাথোড হিসেবে পারদ ব্যবহার করলে $H^+$ এর পরিবর্তে $Na^+$ আয়ন আগে চার্জমুক্ত হয়। ফলে ক্যাথোডে সোডিয়াম ধাতু উৎপন্ন হয় (যা পারদের সাথে মিশে যায়), হাইড্রোজেন গ্যাস পাওয়া যায় না।

   অ্যানোডে উভয় কোষেই ঘনমাত্রার প্রভাবে $Cl^-$ আয়ন আগে চার্জমুক্ত হয়ে $Cl_2$ গ্যাস দেয়।

   সামগ্রিক পরিণতি: প্রথম কোষে $H^+$ আয়ন ক্রমশ কমে যাওয়ায় দ্রবণে $OH^-$ আয়ন ও $Na^+$ আয়ন থেকে যায়, ফলে NaOH দ্রবণ উৎপন্ন হয়। অর্থাৎ প্রথম কোষে $H_2$, $Cl_2$ ও NaOH পাওয়া যায়। দ্বিতীয় কোষে $Cl_2$ গ্যাস এবং ক্যাথোডে সোডিয়াম ধাতু পাওয়া যায়।

   অতএব, একই দ্রবণ হলেও শুধু ক্যাথোডের প্রকৃতি বদলালে ক্যাথোডের উৎপাদ ভিন্ন হয়, অ্যানোডের উৎপাদ একই থাকে।