রসায়ন প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর তড়িৎ রাসায়নিক কোষে যে তড়িৎদ্বারে বিজারণ বিক্রিয়া ঘটে অর্থাৎ ধনাত্মক আয়ন ইলেকট্রন গ্রহণ করে, তাকে ক্যাথোড বলে। তড়িৎ বিশ্লেষ্য কোষে এটি ব্যাটারির ঋণাত্মক প্রান্তের সাথে যুক্ত থাকে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর গাঢ় $NaCl$ দ্রবণে $NaCl$ আয়নিত হয়ে $Na^+$ ও $Cl^-$ আয়ন উৎপন্ন করে। এছাড়া দ্রবণের দ্রাবক পানির অণুও সামান্য পরিমাণে আয়নিত হয়ে $H^+$ ও $OH^-$ আয়ন উৎপন্ন করে ($H_2O \rightarrow H^+ + OH^-$)। ফলে দ্রবণে $Na^+$, $Cl^-$, $H^+$ ও $OH^-$ এই চার ধরনের আয়ন থাকে। গলিত $NaCl$ এ পানি না থাকায় কেবল দুই ধরনের আয়ন থাকে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর ক্যাথোডে: $Na^+$ ও $H^+$ একই সাথে ক্যাথোডের দিকে যায়। তড়িৎ রাসায়নিক সারিতে $H^+$ এর অবস্থান $Na^+$ এর নিচে, তাই $H^+$ আগে ইলেকট্রন গ্রহণ করে চার্জমুক্ত হয়:
   $H^+ + e^- \rightarrow H$ (বিজারণ), $H + H \rightarrow H_2$

   অ্যানোডে: $Cl^-$ ও $OH^-$ একই সাথে অ্যানোডের দিকে যায়। $OH^-$ এর ইলেকট্রন দানের প্রবণতা $Cl^-$ এর চেয়ে বেশি হলেও গাঢ় দ্রবণে $Cl^-$ এর ঘনমাত্রা $OH^-$ এর চেয়ে অনেক বেশি, তাই $Cl^-$ আগে ইলেকট্রন ত্যাগ করে চার্জমুক্ত হয়:
   $Cl^- \rightarrow Cl + e^-$ (জারণ), $Cl + Cl \rightarrow Cl_2$

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর তুহিনের ধারণা ছিল ক্যাথোডে $Na$ ধাতু জমা হবে। গলিত $NaCl$ এ কেবল $Na^+$ ও $Cl^-$ আয়ন থাকে, তাই সেখানে ক্যাথোডে $Na^+$ ই ইলেকট্রন গ্রহণ করে $Na$ ধাতু উৎপন্ন করে। কিন্তু গাঢ় $NaCl$ দ্রবণে পানি থাকায় $H^+$ আয়নও উপস্থিত থাকে। ক্যাটায়নের চার্জমুক্ত হওয়ার প্রবণতা অনুযায়ী তড়িৎ রাসায়নিক সারিতে $H^+$ এর অবস্থান $Na^+$ এর নিচে, অর্থাৎ $H^+$ এর ইলেকট্রন গ্রহণের প্রবণতা $Na^+$ এর চেয়ে বেশি। তাই ক্যাথোডে $H^+$ আগে বিজারিত হয়ে $H_2$ গ্যাস উৎপন্ন করে; $Na^+$ চার্জমুক্ত হয় না। সুতরাং ক্যাথোডে $Na$ ধাতু পাওয়া যাবে না, এটাই তুহিনের ধারণা ভুল হওয়ার কারণ। ক্যাথোডে যে গ্যাস দেখা গেছে তা হাইড্রোজেন ($H_2$)।

   লিটমাসের বর্ণ পরিবর্তন: ক্যাথোডে $H^+$ এবং অ্যানোডে $Cl^-$ চার্জমুক্ত হওয়ার ফলে পাত্রে $Na^+$ ও $OH^-$ থেকে যায়। এরা একত্র হয়ে ক্ষার $NaOH$ উৎপন্ন করে। $NaOH$ ক্ষার বলে এটি লাল লিটমাসকে নীল করে। এজন্য তুহিন দ্রবণে লাল লিটমাসের বর্ণ পরিবর্তন লক্ষ করেছে।

   সারকথা: গাঢ় $NaCl$ দ্রবণের তড়িৎ বিশ্লেষণে ক্যাথোডে $H_2$, অ্যানোডে $Cl_2$ এবং দ্রবণে $NaOH$ পাওয়া যায়, $Na$ ধাতু নয়।