দশম শ্রেণির (Class 10) ভৌত বিজ্ঞানের (Physical Science) অষ্টম অধ্যায়ের তৃতীয় উপ-অধ্যায় ‘তড়িৎপ্রবাহ এবং রাসায়নিক বিক্রিয়া’ (Electricity and Chemical Reactions)-এর মধ্যে তড়িৎবিশ্লেষ্য ও তড়িৎ-অবিশ্লেষ্য পদার্থ, তীব্র ও মৃদু তড়িৎবিশ্লেষ্য, ক্যাথোড ও অ্যানোডের ধারণা, জলের তড়িৎবিশ্লেষণ এবং তড়িৎলেপন (Electroplating) নিয়ে আলোচনা করা হয়। আজকের পোস্টে   এই চ্যাপ্টারের বাছাই করা প্রশ্ন-উত্তরগুলো (Question Answer) শেয়ার করা হল।

মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান

‘তড়িৎপ্রবাহ এবং রাসায়নিক বিক্রিয়া’

Electricity and Chemical Reactions (অষ্টম অধ্যায়)

One Liner প্রশ্ন উত্তর

★ গলিত বা দ্রবীভূত অবস্থায় তড়িৎ পরিবহণ করে এবং রাসায়নিক পরিবর্তন ঘটে এমন পদার্থকে বলে: তড়িৎ-বিশ্লেষ্য পদার্থ।
★ যেসব যৌগ গলিত অবস্থায় বা জলীয় দ্রবণে তড়িৎ পরিবহণ করে না তাদের বলে: তড়িৎ-অবিশ্লেষ্য পদার্থ (যেমন- গ্লিসারল, ইথাইল অ্যালকোহল)।
★ যে পাত্রের মধ্যে তড়িদ্বিশ্লেষণ প্রক্রিয়া ঘটানো হয়, তাকে বলে: ভোল্টামিটার (Voltameter)।
★ তড়িদ্বিশ্লেষণ কোশে ব্যাটারির ধনাত্মক (+) মেরুর সঙ্গে যুক্ত তড়িদ্বারকে বলে: অ্যানোড।
★ তড়িদ্বিশ্লেষণ কোশে ব্যাটারির ঋণাত্মক (-) মেরুর সঙ্গে যুক্ত তড়িদ্বারকে বলে: ক্যাথোড।

★ তড়িদ্বিশ্লেষণ প্রক্রিয়ায় তড়িৎ শক্তি রূপান্তরিত হয়: রাসায়নিক শক্তিতে।
★ তড়িদ্বিশ্লেষণ প্রক্রিয়ায় সর্বদা যে তড়িৎ প্রবাহ ব্যবহার করা হয় তা হলো: সমপ্রবাহ বা DC (Direct Current)।
★ তড়িদ্বিশ্লেষণ প্রক্রিয়ায় অ্যানোডে জারণ ঘটে এবং ক্যাথোডে ঘটে: বিজারণ।
★ উষ্ণতা বৃদ্ধি পেলে তড়িৎ-বিশ্লেষ্য পদার্থের আয়নীভবন ও তড়িৎ পরিবহণ ক্ষমতা: বৃদ্ধি পায়।
★ অম্লায়িত জলের তড়িদ্বিশ্লেষণে ক্যাথোডে উৎপন্ন গ্যাসটি হলো: হাইড্রোজেন (H₂)।

★ অম্লায়িত জলের তড়িদ্বিশ্লেষণে অ্যানোডে উৎপন্ন গ্যাসটি হলো: অক্সিজেন (O₂)।
★ জলের তড়িদ্বিশ্লেষণের ফলে উৎপন্ন হাইড্রোজেন ও অক্সিজেনের ভরের অনুপাত হলো: 1:8।
★ গলিত NaCl-এর তড়িদ্বিশ্লেষণে অ্যানোডে উৎপন্ন হয়: ক্লোরিন গ্যাস (Cl₂)।
★ তামার তড়িৎ পরিশোধন কালে অ্যানোডের নীচে মসলিন থলিতে কাদার আকারে জমা হওয়া মূল্যবান ধাতুগুলিকে (Au, Ag, Pt) বলে: অ্যানোড মাড।
★ ধাতব বস্তুকে জলবায়ুর হাত থেকে রক্ষা করতে বা সৌন্দর্য বাড়াতে তড়িদ্বিশ্লেষণের মাধ্যমে কম সক্রিয় ধাতুর প্রলেপ দেওয়াকে বলে: তড়িৎ লেপন (Electroplating)।

★ লোহার তৈরি জিনিসের ওপর জিংকের প্রলেপ দেওয়ার পদ্ধতিকে বলে: গ্যালভানাইজেশন (Galvanization) বা Sherardisation।
★ কোনো বস্তুর ওপর রূপার প্রলেপ দিতে তড়িৎ-বিশ্লেষ্য হিসেবে ব্যবহৃত হয়: পটাশিয়াম আর্জেন্টোসায়ানাইড দ্রবণ (K[Ag(CN)₂])।
★ কোনো বস্তুর ওপর সোনার প্রলেপ দিতে তড়িৎ-বিশ্লেষ্য হিসেবে ব্যবহৃত হয়: পটাশিয়াম অরোসায়ানাইড দ্রবণ (K[Au(CN)₂])।
★ কোনো ধাতুর ওপর নিকেলের প্রলেপ দিতে তড়িৎ-বিশ্লেষ্য হিসেবে ব্যবহৃত হয়: নিকেল সালফেট (NiSO₄) ও সামান্য বোরিক অ্যাসিডের মিশ্রণ।

★ কপারের তড়িৎ লেপনে তড়িৎ-বিশ্লেষ্য হিসেবে ব্যবহৃত হয়: সামান্য H₂SO₄ মিশ্রিত CuSO₄ এর জলীয় দ্রবণ।
★ একটি অধাতুর উদাহরণ যা তড়িৎ পরিবহণে সক্ষম: গ্রাফাইট।
★ একটি মৃদু তড়িৎ-বিশ্লেষ্য জৈব পদার্থের উদাহরণ হলো: অ্যাসিটিক অ্যাসিড (CH₃COOH)।
★ তড়িৎ বিয়োজন মতবাদের প্রবক্তা হলেন: বিজ্ঞানী আরহেনিয়াস।
★ তড়িদ্বিশ্লেষণ প্রক্রিয়াটি ১৮০০ খ্রিস্টাব্দে প্রথম আবিষ্কার করেন: উইলিয়াম নিকলসন এবং অ্যান্টনি কার্লিসলে।

 Class 10 

  তড়িৎপ্রবাহ এবং রাসায়নিক বিক্রিয়া

সংক্ষিপ্ত ও ব্যাখ্যামূলক প্রশ্ন উত্তর

 

১: তড়িৎ-অবিশ্লেষ্য পদার্থ বলতে কী বোঝায়? একটি উদাহরণ দাও।

উত্তর: যেসব পদার্থ তরল বা গলিত অবস্থায় এবং জলে দ্রবীভূত থাকলেও তাদের মধ্যে দিয়ে কোনোভাবেই তড়িৎ প্রবাহিত হতে পারে না, তাদের তড়িৎ-অবিশ্লেষ্য পদার্থ বলা হয়। এই পদার্থগুলো তড়িৎ পরিবহণ করতে পারে না কারণ এদের অণুগুলি ভেঙে আয়নে পরিণত হয় না। উদাহরণ হিসেবে গ্লিসারল বা ইথাইল অ্যালকোহলের কথা বলা যেতে পারে।

২: ‘অ্যানোড মাড’ (Anode Mud) কী? এর একটি ব্যবহারিক গুরুত্ব লেখো।

উত্তর: তড়িদ্বিশ্লেষণ পদ্ধতিতে তামার (কপার) পরিশোধনের সময় অবিশুদ্ধ তামার মোটা পাতটিকে অ্যানোড হিসেবে ব্যবহার করা হয়। এই পরিশোধনের সময় অবিশুদ্ধ তামার পাতে খাদ হিসেবে মিশে থাকা দামি ধাতুগুলো (যেমন- সোনা, রূপা, প্ল্যাটিনাম) অ্যানোডের নীচে রাখা মসলিন কাপড়ের থলিতে কাদার মতো জমা হতে থাকে। কাদার মতো জমা হওয়া এই মূল্যবান ধাতুর মিশ্রণটিকেই ‘অ্যানোড মাড’ বলা হয়। এর প্রধান গুরুত্ব হলো, এই মাড বা কাদা থেকে অত্যন্ত মূল্যবান ধাতুগুলিকে সহজেই আলাদা করে সংগ্রহ করা যায়।

৩: গ্যালভানাইজেশন কাকে বলে?

উত্তর: লোহার তৈরি বিভিন্ন জিনিসপত্রকে মরচে পড়ার হাত থেকে বা আবহাওয়ার ক্ষতিকর প্রভাব থেকে সুরক্ষিত রাখতে তড়িদ্বিশ্লেষণ পদ্ধতির মাধ্যমে সেগুলোর ওপর জিংকের (Zn) একটি আস্তরণ বা প্রলেপ দেওয়া হয়। লোহার ওপর জিংকের এই প্রলেপ দেওয়ার বিশেষ পদ্ধতিটিকেই গ্যালভানাইজেশন বা Sherardisation বলা হয়।

৪: বিশুদ্ধ জল কেন তড়িৎ পরিবহণ করতে পারে না?

উত্তর: তড়িৎ পরিবহণ করার জন্য দ্রবণে পর্যাপ্ত পরিমাণ মুক্ত আয়নের প্রয়োজন হয়। কিন্তু বিশুদ্ধ জলের আয়নীভবন ক্ষমতা বা ভেঙে যাওয়ার প্রবণতা খুব কম হওয়ায়, এটি ভেঙে খুব সামান্য পরিমাণ H⁺ এবং OH^– আয়ন তৈরি করে। তাই প্রয়োজনীয় সংখ্যক আয়নের অভাবে বিশুদ্ধ জল তড়িৎ পরিবহণ করতে পারে না।

৫: তড়িৎ লেপন (Electroplating) কী? এই পদ্ধতিটি মূলত কী কী উদ্দেশ্যে ব্যবহার করা হয়?

উত্তর: তড়িদ্বিশ্লেষণ পদ্ধতির সাহায্যে কোনো অপেক্ষাকৃত বেশি সক্রিয় ধাতুর তৈরি বস্তুর ওপর কম সক্রিয় ধাতুর (যেমন- সোনা, রূপা বা কপার) প্রলেপ দেওয়ার রাসায়নিক প্রক্রিয়াকে তড়িৎ লেপন বলা হয়। 

তড়িৎ লেপনের প্রধান উদ্দেশ্যগুলি হলো:

আবহাওয়ার হাত থেকে রক্ষা করা: লোহা বা অন্যান্য সাধারণ ধাতু দিয়ে তৈরি জিনিসপত্র জল, হাওয়া বা রাসায়নিকের সংস্পর্শে এসে যাতে সহজে ক্ষয়প্রাপ্ত না হয়, তা নিশ্চিত করতে তড়িৎ লেপন করা হয়।

সৌন্দর্য বৃদ্ধি: সাধারণ বা কম দামি ধাতুর জিনিসের ওপর সোনা বা রূপার মতো উজ্জ্বল ধাতুর প্রলেপ দিয়ে সেগুলোকে দেখতে আরও আকর্ষণীয় ও সুন্দর করে তোলা হয়।

৬: প্ল্যাটিনাম (Pt) তড়িদ্দ্বার ব্যবহার করে অম্লায়িত জলের তড়িদ্বিশ্লেষণ প্রক্রিয়াটি রাসায়নিক সমীকরণসহ ব্যাখ্যা করো।

উত্তর: যেহেতু বিশুদ্ধ জল তড়িৎ পরিবহণ করে না, তাই জলের মধ্যে সামান্য পরিমাণ লঘু সালফিউরিক অ্যাসিড (H₂SO₄) মিশিয়ে মাধ্যমটির আয়ন সংখ্যা বাড়িয়ে নেওয়া হয়। এরপর প্ল্যাটিনামের (Pt) পাতকে তড়িদ্দ্বার হিসেবে ব্যবহার করে Hofmann Voltameter যন্ত্রে ১২ ভোল্টের সমপ্রবাহ (DC) চালনা করলে জলের তড়িদ্বিশ্লেষণ ঘটে।

আয়নীভবন: তড়িৎ চালনা করলে জল ভেঙে গিয়ে ক্যাটায়ন ও অ্যানায়ন তৈরি করে।H₂O ⇌ H⁺ + OH^–

ক্যাথোড বিক্রিয়া (বিজারণ): উৎপন্ন ধনাত্মক H⁺ আয়নগুলো ঋণাত্মক তড়িদ্দ্বার অর্থাৎ ক্যাথোডের দিকে ছুটে যায়। সেখানে তারা ইলেকট্রন গ্রহণ করে প্রথমে হাইড্রোজেন পরমাণু এবং পরে দুটি পরমাণু যুক্ত হয়ে হাইড্রোজেন গ্যাসে (H₂) পরিণত হয়। H⁺ + e^– → H H + H → H₂ ↑

অ্যানোড বিক্রিয়া (জারণ): ঋণাত্মক OH^– আয়নগুলো ধনাত্মক তড়িদ্দ্বার অর্থাৎ অ্যানোডের দিকে যায়। সেখানে তারা ইলেকট্রন বর্জন করে প্রথমে OH মূলকে পরিণত হয় এবং পরে নিজেদের মধ্যে বিক্রিয়া করে জল ও অক্সিজেন গ্যাস (O₂) তৈরি করে। OH^– – e^– → OH 4OH → 2H₂O + O₂ ↑

অর্থাৎ, সম্পূর্ণ প্রক্রিয়াটির শেষে ক্যাথোডে হাইড্রোজেন গ্যাস এবং অ্যানোডে অক্সিজেন গ্যাস উৎপন্ন হয়।

৭: তড়িদ্বিশ্লেষণ পদ্ধতিতে অ্যালুমিনিয়াম (Al) ধাতু নিষ্কাশনের পদ্ধতিটি আলোচনা করো।

উত্তর: তড়িদ্বিশ্লেষণ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে অ্যালুমিনিয়াম ধাতু নিষ্কাশন করার জন্য নির্দিষ্ট কিছু রাসায়নিক পদার্থ এবং তড়িদ্দ্বার ব্যবহার করা হয়।

তড়িৎ-বিশ্লেষ্য: বিশুদ্ধ অ্যালুমিনা বা Al₂O₃ (২০%), ক্রায়োলাইট বা Na₃AlF₆ (৬০%) এবং ফ্লুওস্পার বা CaF₂ (২০%)-এর গলিত মিশ্রণকে (910^o C – 950^o C তাপমাত্রায়) তড়িৎ-বিশ্লেষ্য হিসেবে নেওয়া হয়।

ক্যাথোড ও অ্যানোড: একটি ইস্পাতের তৈরি আয়তাকার ট্যাঙ্কের ভেতরের দেওয়ালে পুরু গ্রাফাইট বা গ্যাস কার্বনের আস্তরণ দেওয়া থাকে, যা ক্যাথোড হিসেবে কাজ করে। আর ট্যাঙ্কের গলিত মিশ্রণের ওপর থেকে কয়েকটি গ্রাফাইট দণ্ড আংশিকভাবে ডুবিয়ে রাখা হয়, যেগুলো অ্যানোড হিসেবে কাজ করে।

বিক্রিয়া: মিশ্রণটির মধ্যে তড়িৎ চালনা করলে অ্যালুমিনা আয়নে ভেঙে যায়।

আয়নীভবন: Al₂O₃ → 2Al³⁺ + 3O^2-

ক্যাথোড বিক্রিয়া: 2Al³⁺ + 6e^– → 2Al (এখানে ক্যাটায়নগুলো ইলেকট্রন গ্রহণ করে অ্যালুমিনিয়াম ধাতুতে পরিণত হয়)।

অ্যানোড বিক্রিয়া: 3O^2- – 6e^– → 3[O] 3[O] + 3[O] → 3O₂ ↑ (এখানে অক্সিজেন গ্যাস উৎপন্ন হয়ে বেরিয়ে যায়)।

তড়িৎ প্রবাহ ও রাসায়নিক বিক্রিয়া ONESHOT | তড়িৎ প্রবাহ ও রাসায়নিক বিক্রিয়া class 10 অনুশীলনী | তড়িৎ প্রবাহ ও রাসায়নিক বিক্রিয়া