রসায়ন • খনিজ সম্পদ: ধাতু-অধাতু (Mineral Resources: Metals and Non-metals)
রসায়ন প্রশ্ন
ভূগর্ভের প্রায় 200 m নিচে একটি হলুদ বর্ণের অধাতুর খনি আছে। পদার্থটি 115°C তাপমাত্রায় গলে যায়। খনি থেকে পদার্থটি তোলার জন্য তিনটি এককেন্দ্রিক পাইপ খনিতে প্রবেশ করানো হলো। বাইরের পাইপ দিয়ে 170°C তাপমাত্রার অতিরিক্ত চাপের পানি এবং ভেতরের পাইপ দিয়ে উচ্চ চাপের বাতাস পাঠানো হলো। এতে মাঝের পাইপ দিয়ে গলিত পদার্থ উপরে উঠে এল।
- ক)(1)
সুপার হিটেড ওয়াটার কী?
- খ)(2)
সালফার নিষ্কাশনে সালফারের গলনাঙ্কের চেয়ে বেশি তাপমাত্রার পানি ব্যবহার করা হয় কেন? ব্যাখ্যা করো।
- গ)(3)
উদ্দীপকের তিনটি পাইপের প্রতিটির কাজ ব্যাখ্যা করো।
- ঘ)(4)
উদ্দীপকের পদ্ধতিতে 100°C তাপমাত্রার সাধারণ ফুটন্ত পানি ব্যবহার করলে এবং ভেতরের পাইপে বাতাস না পাঠালে কী ঘটত? পদার্থটির দুটি ব্যবহারসহ বিশ্লেষণ করো।
উত্তর ও ব্যাখ্যা
- ক)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর অতিরিক্ত চাপে 100°C থেকে 374°C তাপমাত্রার মধ্যবর্তী যেকোনো তাপমাত্রার পানিকে সুপার হিটেড ওয়াটার বলে।
- খ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর সালফার মাটির অনেক নিচে কঠিন অবস্থায় থাকে এবং 115°C তাপমাত্রায় গলে। কঠিন সালফারকে পাইপ দিয়ে তোলা যায় না, তাই তা গলাতে হয়। এজন্য সালফারের গলনাঙ্কের চেয়ে বেশি তাপমাত্রায় সুপার হিটেড ওয়াটার প্রবাহিত করা হয়। এই পানির তাপে সালফার গলে তরল হয় এবং পাইপ দিয়ে উপরে উঠতে পারে।
- গ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর উদ্দীপকের পদ্ধতিটি ফ্রাশ পদ্ধতি এবং পদার্থটি সালফার।
বাইরের পাইপ: এর মধ্য দিয়ে 170°C তাপমাত্রার সুপার হিটেড ওয়াটার পাঠানো হয়। এই তাপে সালফার (গলনাঙ্ক 115°C) গলে যায়।
ভেতরের পাইপ: এর মধ্য দিয়ে 20-22 বায়ুমণ্ডল চাপের বাতাস পাঠানো হয়, যা গলিত সালফারকে ওপরের দিকে ঠেলে দেয়।
মাঝের পাইপ: গরম পানির চাপ ও বাতাসের চাপের ফলে গলিত সালফার এই পাইপ দিয়ে মাটির ওপরে উঠে আসে এবং বাইরের পাত্রে জমা হয়। - ঘ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর এক বায়ুমণ্ডলীয় চাপে পানির স্ফুটনাঙ্ক 100°C, অর্থাৎ সাধারণ পানিকে এর বেশি তাপমাত্রায় তরল অবস্থায় রাখা যায় না। কিন্তু সালফারের গলনাঙ্ক 115°C, যা 100°C এর চেয়ে বেশি। তাই 100°C তাপমাত্রার পানি ব্যবহার করলে সালফার গলত না, কঠিন অবস্থায়ই খনিতে থেকে যেত এবং তোলা যেত না। সেজন্য চাপ বাড়িয়ে পানির স্ফুটনাঙ্ক বাড়ানো হয় এবং 115°C এর বেশি তাপমাত্রার সুপার হিটেড ওয়াটার ব্যবহার করা হয়।
ভেতরের পাইপে উচ্চ চাপের বাতাস না পাঠালে গলিত সালফারের ওপর যথেষ্ট চাপ পড়ত না। শুধু গরম পানির চাপে গলিত সালফার প্রায় 200 m উচ্চতায় মাটির ওপরে উঠে আসতে পারত না। বাতাসের চাপ গলিত সালফারকে মাঝের পাইপ দিয়ে ওপরে তুলতে সাহায্য করে।
অতএব, উদ্দীপকের পদ্ধতিতে সুপার হিটেড ওয়াটার ও উচ্চ চাপের বাতাস দুটিই অপরিহার্য।
সালফারের ব্যবহার: (i) সালফিউরিক অ্যাসিড প্রস্তুতিতে, (ii) রাবারকে টেকসই করার জন্য ভলকানাইজিংয়ে (সালফোনামাইড ওষুধ তৈরিতেও ব্যবহৃত হয়)।
আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও