রসায়ন প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর কম সক্রিয় ধাতুর সালফাইড আকরিককে কোনো বিজারক যোগ না করে শুধু বাতাসের উপস্থিতিতে উত্তপ্ত করে ধাতু নিষ্কাশন করার পদ্ধতিকে স্ববিজারণ বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর অ্যালুমিনিয়াম সক্রিয়তা সিরিজের উপরের দিকের একটি অধিক সক্রিয় ধাতু। কার্বন দিয়ে এর অক্সাইডকে বিজারিত করা যায় না, কারণ অধিক সক্রিয় ধাতুর অক্সাইড কার্বনের দ্বারা বিজারিত হয় না। তাই অ্যালুমিনিয়ামের মতো অধিক সক্রিয় ধাতুর ক্ষেত্রে তড়িৎ বিশ্লেষণের মাধ্যমে বিজারণ করা হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর বিক্রিয়া: $2Al_2O_3 \rightarrow 4Al + 3O_2$
   $Al_2O_3$-এর মোলার ভর $= 2\times27 + 3\times16 = 102$ g/mol
   $51$ kg $= 51000$ g $Al_2O_3$-এর মোল সংখ্যা $= 51000 \div 102 = 500$ mol
   $Al_2O_3$-এর প্রতি ২ mol থেকে $4$ mol Al পাওয়া যায়, অর্থাৎ ১ mol থেকে ২ mol Al।
   সুতরাং Al-এর মোল $= 500\times2 = 1000$ mol
   Al-এর ভর $= 1000\times27 = 27000$ g $= 27$ kg
   আবার ২ mol $Al_2O_3$ থেকে $3$ mol $O_2$ হয়, তাই ১ mol থেকে $1.5$ mol। $O_2$-এর মোল $= 500\times1.5 = 750$ mol
   $O_2$-এর ভর $= 750\times32 = 24000$ g $= 24$ kg
   উত্তর: অ্যালুমিনিয়াম $27$ kg এবং অক্সিজেন $24$ kg। (যাচাই: $27 + 24 = 51$ kg)

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর ক্রায়োলাইটের প্রয়োজনীয়তা: বিশুদ্ধ $Al_2O_3$ গলে $2050^\circ C$ তাপমাত্রায়। এত উচ্চ তাপমাত্রা তৈরি করা অত্যন্ত কঠিন ও ব্যয়বহুল। ক্রায়োলাইট ($Na_3AlF_6$) মেশালে মিশ্রণটি $800^\circ C$–$1000^\circ C$ তাপমাত্রাতেই গলে যায়। ফলে শক্তি ও খরচ কম লাগে। গলিত অবস্থায় $Al_2O_3$ থেকে $Al^{3+}$ ও $O^{2-}$ আয়ন মুক্ত হয়, যা তড়িৎ পরিবহন করে।
   তড়িদ্দ্বার বিক্রিয়া:
   ক্যাথোড (স্টিলের পাত্র, ঋণাত্মক প্রান্ত): $2Al^{3+} + 6e^- \rightarrow 2Al$ (বিজারণ)
   অ্যানোড (কার্বন দণ্ড, ধনাত্মক প্রান্ত): $6O^{2-} \rightarrow 3O_2 + 12e^-$ (জারণ)
   কার্বন দণ্ড ক্ষয়ের কারণ: অ্যানোডে উৎপন্ন অক্সিজেন উচ্চ তাপমাত্রায় কার্বন দণ্ডের সাথে বিক্রিয়া করে কার্বন মনোক্সাইড বা কার্বন ডাই-অক্সাইড গ্যাস তৈরি করে। ফলে কার্বন দণ্ড ধীরে ধীরে ক্ষয় হয় এবং সময়মতো পাল্টাতে হয়। সুতরাং ক্রায়োলাইট প্রক্রিয়াকে লাভজনক করে, আর অ্যানোডে অক্সিজেনের জারণধর্মী বিক্রিয়ায় কার্বন ক্ষয় হয়।