রসায়ন • রসায়ন ও শক্তি (Chemistry and Energy)

রসায়ন প্রশ্ন

সুমি পরীক্ষাগারে একটি বিকারে CuSO4CuSO_4 দ্রবণে কপার দণ্ড এবং অন্য বিকারে AgNO3AgNO_3 দ্রবণে সিলভার দণ্ড আংশিক ডুবিয়ে রাখল। সে দণ্ড দুটিকে একটি তার ও LED দিয়ে যুক্ত করল এবং দুই দ্রবণের মধ্যে KCl-পূর্ণ একটি U আকৃতির নল স্থাপন করল। LED টি জ্বলে উঠল। কিছুক্ষণ পর সুমি U আকৃতির নলটি সরিয়ে নিলে LED টি নিভে গেল।

  1. ক)

    গ্যালভানিক কোষ কাকে বলে?

    (1)
  2. খ)

    গ্যালভানিক কোষের বিক্রিয়াকে জারণ-বিজারণ বিক্রিয়া বলা হয় কেন? ব্যাখ্যা করো।

    (2)
  3. গ)

    তড়িৎ রাসায়নিক সারির সাহায্যে উদ্দীপকের কোষের অ্যানোড ও ক্যাথোড চিহ্নিত করো এবং কোষ বিক্রিয়াটি লেখো।

    (3)
  4. ঘ)

    U আকৃতির নলটি সরিয়ে নিলে LED টি নিভে গেল কেন? কোষের দুটি দ্রবণে আয়নের পরিবর্তন উল্লেখ করে বিশ্লেষণ করো।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর যে কোষে রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটিয়ে বিদ্যুৎ শক্তি উৎপন্ন করা হয় তাকে গ্যালভানিক কোষ বলে।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর গ্যালভানিক কোষে অ্যানোডে একটি ধাতু ইলেকট্রন ত্যাগ করে অর্থাৎ জারণ অর্ধবিক্রিয়া ঘটে। এই ইলেকট্রন তারের মধ্য দিয়ে ক্যাথোডে গিয়ে সেখানকার আয়ন গ্রহণ করে, ফলে ক্যাথোডে বিজারণ অর্ধবিক্রিয়া ঘটে। কোষ বিক্রিয়া হলো অ্যানোড ও ক্যাথোডের অর্ধবিক্রিয়ার যোগফল। একই সাথে জারণ ও বিজারণ ঘটে বলে কোষ বিক্রিয়া জারণ-বিজারণ বিক্রিয়া।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর তড়িৎ রাসায়নিক সারিতে কপারের অবস্থান সিলভারের উপরে। অর্থাৎ কপার অধিক সক্রিয়। অধিক সক্রিয় ধাতুর তড়িৎদ্বার অ্যানোড এবং কম সক্রিয় ধাতুর তড়িৎদ্বার ক্যাথোড হিসেবে কাজ করে। তাই কপার দণ্ড অ্যানোড এবং সিলভার দণ্ড ক্যাথোড।

    অ্যানোডে জারণ অর্ধবিক্রিয়া: Cu→Cu2++2e−Cu \to Cu^{2+} + 2e^-
    ক্যাথোডে বিজারণ অর্ধবিক্রিয়া: 2Ag++2e−→2Ag2Ag^+ + 2e^- \to 2Ag

    দুটি অর্ধবিক্রিয়া যোগ করে কোষ বিক্রিয়া পাওয়া যায়:
    Cu+2Ag+→Cu2++2AgCu + 2Ag^+ \to Cu^{2+} + 2Ag

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর U আকৃতির নলটি হলো লবণ সেতু। এটি দুই দ্রবণের আধান নিরপেক্ষতা বজায় রাখে।

    কোষ চালু থাকলে অ্যানোডে কপার ইলেকট্রন ত্যাগ করে Cu2+Cu^{2+} আয়ন হিসেবে দ্রবণে যায়, ফলে অ্যানোড দ্রবণে ধনাত্মক চার্জ বেড়ে যায়। অন্যদিকে ক্যাথোডে Ag+Ag^+ আয়ন ইলেকট্রন গ্রহণ করে ধাতব সিলভারে পরিণত হয়, কিন্তু NO3−NO_3^- আয়ন অপরিবর্তিত থাকে। ফলে ক্যাথোড দ্রবণে ধনাত্মক চার্জ কমে ঋণাত্মক চার্জ প্রাধান্য পায়। এভাবে দুটি দ্রবণের আধান নিরপেক্ষতা নষ্ট হয়।

    লবণ সেতু থাকলে অ্যানোড দ্রবণে বাড়তি ধনাত্মক চার্জের সমান সংখ্যক Cl−Cl^- আয়ন এবং ক্যাথোড দ্রবণে কমে যাওয়া ধনাত্মক চার্জের সমান সংখ্যক K+K^+ আয়ন প্রবেশ করে। ফলে উভয় দ্রবণ তড়িৎ নিরপেক্ষ থাকে এবং বিক্রিয়া চলতে থাকে।

    নলটি সরিয়ে নিলে এই আয়ন সরবরাহ বন্ধ হয়ে যায়। দ্রবণ দুটিতে আধানের ভারসাম্য নষ্ট হয়ে বিক্রিয়া থেমে যায়, তাই তারে ইলেকট্রন প্রবাহও বন্ধ হয় এবং LED টি নিভে যায়।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও