দশম শ্রেণির (Class 10) ভৌত বিজ্ঞানের (Physical Science) চতুর্থ অধ্যায় ‘ধাতুবিদ্যা’ (Metallurgy) এর মধ্যে খনিজ ও আকরিকের ধারণা, বিভিন্ন সংকর ধাতু (যেমন— পিতল, ব্রোঞ্জ, ডুরালুমিন), লোহায় মরিচা পড়া ও তা নিবারণের উপায় এবং থার্মিট পদ্ধতি নিয়ে আলোচনা করা হয়। আজকের পোস্টে   এই চ্যাপ্টারের বাছাই করা প্রশ্ন-উত্তরগুলো (Question Answer) শেয়ার করা হল।

মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান ‘ধাতুবিদ্যা’

Metallurgy (অষ্টম অধ্যায়)

One Liner প্রশ্ন উত্তর

 

★ ধাতুর আকরিক থেকে সহজ ও লাভজনক উপায়ে ধাতুর শিল্পোৎপাদনের ও পরিশোধনের প্রক্রিয়াকে বলে:ধাতুবিদ্যা
★ যেসব খনিজ থেকে সহজে ও লাভজনক উপায়ে ধাতু নিষ্কাশন করা সম্ভব, তাদের বলে:আকরিক (Ore)
★ মিটার স্কেল ও ঘড়ির পেন্ডুলাম তৈরিতে ব্যবহৃত সংকর ধাতুটি হলো: ইনভার (Invar)
★ মুদ্রা, মূর্তি ও অলংকার তৈরিতে ব্যবহৃত সংকর ধাতুটি হলো: ব্রোঞ্জ (Bronze)
★ বক্সাইট (Al₂O₃ . 2H₂O) এবং ক্রায়োলাইট হলো কোন ধাতুর আকরিক: অ্যালুমিনিয়াম (Al)

★ জিঙ্ক ব্লেন্ড (ZnS) এবং ক্যালামাইন (ZnCO₃) হলো কোন ধাতুর আকরিক:জিঙ্ক বা দস্তা (Zn)
★ রেড হেমাটাইট (Fe₂O₃) হলো কোন ধাতুর আকরিক: আয়রন বা লোহা (Fe)
★ কপার পাইরাইটস (CuFeS₂) হলো কোন ধাতুর আকরিক: কপার বা তামা (Cu)
★ আকরিক থেকে ধাতু নিষ্কাশন কার্যত একটি: বিজারণ প্রক্রিয়া
★ ফেরিক অক্সাইড (Fe₂O₃) এবং অ্যালুমিনিয়াম (Al) চূর্ণের 3:1 ওজন অনুপাতের মিশ্রণকে বলে:থার্মিট মিশ্রণ

★ থার্মিট পদ্ধতিতে বিজারক হিসেবে ব্যবহৃত হয়: অ্যালুমিনিয়াম (Al)
★ তামা, দস্তা (জিঙ্ক) ও নিকেলের সমন্বয়ে গঠিত যে সংকর ধাতুতে কোনো সিলভার থাকে না, তাকে বলে: জার্মান সিলভার
★ সাধারণ অবিশুদ্ধ লোহাকে জলীয় বাষ্পযুক্ত বায়ুতে রাখলে তার গায়ে যে লালচে বাদামি রঙের শিথিল আস্তরণ পড়ে, তাকে বলে: মরিচা বা মরচে (Fe₂O₃ . xH₂O)
★ লোহাকে মরচে পড়ার হাত থেকে রক্ষা করতে লোহার উপর দস্তার (জিঙ্ক) খুব পাতলা আস্তরণ দেওয়ার পদ্ধতিকে বলে: গ্যালভানাইজেশন (Galvanization)
★ লোহা অথবা স্টিলের উপর জিঙ্কের গুঁড়ো ছড়িয়ে উত্তপ্ত করে রক্ষাকারী আবরণ তৈরির পদ্ধতিকে বলে: সেরারডাইজেশন (Sherardizing)

★ আর্দ্র বায়ুর সংস্পর্শে অ্যালুমিনিয়ামের উপর যে সাদা রঙের অপরিবাহী আস্তরণ পড়ে, তা হলো:অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড (Al₂O₃)
★ তামা বা কপারের তৈরি জিনিস খোলা বাতাসে দীর্ঘদিন রাখলে তার উপর যে সবুজ রঙের আস্তরণ পড়ে, তা হলো: বেসিক কপার কার্বনেট (CuCO₃ . Cu(OH)₂)
★ যে ধাতুগুলিকে প্রকৃতিতে মুক্ত অবস্থায় পাওয়া যায় (যেমন- সোনা, প্ল্যাটিনাম), তাদের বলে: বর ধাতু বা Nugget
★ পারদের (Hg) সাথে অন্য কোনো ধাতুর সংকরকে বলা হয়: অ্যামালগাম (Amalgam)
★ গাঢ় নাইট্রিক অ্যাসিডের (HNO₃) সংস্পর্শে লোহাকে আনা হলে অক্সাইডের আস্তরণ পড়ে লোহার রাসায়নিক সক্রিয়তা বিনষ্ট হওয়ার ঘটনাকে বলে:নিষ্ক্রিয় লোহা

★ রেললাইন, ট্রামলাইন বা যন্ত্রের ফাটল ভাঙা অংশকে জোড়া লাগাতে ব্যবহৃত হয়: থার্মিট পদ্ধতি
★ তড়িৎ কোশ ও নির্জল ব্যাটারি (Dry cell) তৈরিতে ব্যবহৃত ধাতু হলো:জিঙ্ক বা দস্তা (Zn)
★ সবথেকে বেশি কার্বন (2 – 4.5%) থাকে লোহার যে রূপে, তাকে বলে: কাস্ট আয়রন বা ঢালাই লোহা
★ বিশুদ্ধতম লোহা (0.1 – 0.15% কার্বন), যা পেরেক বা শিকল তৈরিতে ব্যবহৃত হয়, তাকে বলে:রট আয়রন বা পেটা লোহা
★ উচ্চ তড়িৎ ধনাত্মক ধাতুগুলির (যেমন- Na, K, Ca, Mg, Al) আকরিক থেকে ধাতু নিষ্কাশন করা হয় যে পদ্ধতিতে:তড়িৎ বিজারণ পদ্ধতি

  Class 10 প্রশ্ন উত্তর 

ধাতুবিদ্যা সংক্ষিপ্ত ও ব্যাখ্যামূলক প্রশ্ন উত্তর

 

১. উপস্থিত কার্বনের পরিমাণের উপর ভিত্তি করে লোহাকে কোন কোন ভাগে বিভক্ত করা যায়? এদের মধ্যে বিশুদ্ধতমটিকে চিহ্নিত করো।

উত্তর: লোহার মধ্যে ঠিক কতটা পরিমাণ কার্বন মিশে রয়েছে, তার ওপর ভিত্তি করে লোহাকে প্রধানত তিনটি শ্রেণিতে ভাগ করা যায়:

কাস্ট আয়রন (Cast Iron) বা ঢালাই লোহা: এতে কার্বনের পরিমাণ সবচেয়ে বেশি থাকে (প্রায় ২-৪.৫%)।

স্টিল (Steel) বা ইস্পাত:এটি হলো মাঝারি মানের লোহা, যাতে ০.১৫% থেকে ১.৫% পর্যন্ত কার্বন থাকে।

রট আয়রন (Wrought Iron) বা পেটা লোহা: এটি হলো লোহার সবচেয়ে বিশুদ্ধ রূপ। এতে কার্বনের উপস্থিতি একেবারে সামান্য (০.১-০.১৫%) থাকে।

২. Hg, Ag, Au প্রভৃতি ধাতুগুলিকে প্রকৃতিতে মুক্ত অবস্থায় পাওয়া যায় কেন?

উত্তর: পারদ (Hg), রুপো (Ag) এবং সোনা (Au)-র মতো ধাতুগুলো তড়িৎ রাসায়নিক বা সক্রিয়তা সারির একেবারে নিচের দিকে অবস্থান করে। এর মানে হলো, রাসায়নিকভাবে এরা অত্যন্ত নিষ্ক্রিয় প্রকৃতির। পরিবেশের সাধারণ উপাদান যেমন— বাতাস, জলীয় বাষ্প, অক্সিজেন বা কার্বন ডাই অক্সাইডের সাথে এরা চট করে কোনো বিক্রিয়া করে না। এই তীব্র নিষ্ক্রিয়তার জন্যই এদেরকে খনিতে অন্যান্য যৌগের সাথে যুক্ত অবস্থায় না পেয়ে একদম স্বাধীন বা মুক্ত অবস্থায় পাওয়া যায়।

৩. ‘থার্মিট মিশ্রণ’ বলতে কী বোঝো? এই পদ্ধতির ব্যবহার লেখো।

উত্তর:৩ ভাগ ফেরিক অক্সাইড (Fe₂O₃) এবং ১ ভাগ অ্যালুমিনিয়াম (Al) চূর্ণ একসঙ্গে মেশালে যে বিশেষ মিশ্রণটি তৈরি হয়, তাকেই বিজ্ঞানের ভাষায় থার্মিট মিশ্রণ বলা হয় (অনুপাত ৩:১)।

ব্যবহার: থার্মিট বিক্রিয়ায় প্রচুর পরিমাণে তাপশক্তি উৎপন্ন হয় যা লোহাকে গলিয়ে দিতে পারে। তাই এই পদ্ধতিটি মূলত ভাঙা রেললাইনের পাত, ট্রামলাইন বা জাহাজের বড় কোনো ফাটল নিখুঁতভাবে জোড়া লাগানোর কাজে ব্যাপকভাবে ব্যবহার করা হয়।

৪. কপার নির্মিত বস্তুকে অনেকদিন খোলা বাতাসে রেখে দিলে তার উপর সবুজ বর্ণের আস্তরণ পড়তে দেখা যায় কেন?

উত্তর: তামার (কপার) তৈরি কোনো জিনিস দীর্ঘদিন খোলা পরিবেশে ফেলে রাখলে সেটি বাতাসের অক্সিজেন, কার্বন ডাই অক্সাইড এবং জলীয় বাষ্পের সাথে ধীরে ধীরে রাসায়নিক বিক্রিয়া করতে শুরু করে। দীর্ঘদিন ধরে চলা এই বিক্রিয়ার ফলে তামার জিনিসটির ওপর ‘বেসিক কপার কার্বনেট’ (CuCO₃ . Cu(OH)₂)-এর একটি নতুন স্তর বা প্রলেপ তৈরি হয়। এই বেসিক কপার কার্বনেট যৌগটির নিজস্ব রঙ সবুজ, আর ঠিক সেই কারণেই তামার বস্তুর ওপর আমরা সবুজ ছোপ বা আস্তরণ দেখতে পাই।

৫. অ্যালুমিনিয়াম পাতে মোড়া আচার বা চাটনি খাওয়া উচিত নয় কেন?

উত্তর: আচার বা চাটনি সাধারণত টক জাতীয় হয়, কারণ এগুলো তৈরি করতে ভিনিগার বা অন্যান্য জৈব অ্যাসিড (যেমন- অ্যাসিটিক অ্যাসিড) ব্যবহার করা হয়। এই অ্যাসিডগুলো অ্যালুমিনিয়ামের তৈরি পাত্র বা ফয়েলের সংস্পর্শে এলে খুব দ্রুত রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটিয়ে বিষাক্ত অ্যালুমিনিয়াম ঘটিত লবণ তৈরি করে ফেলে। ফলে অ্যালুমিনিয়ামে রাখা সেই আচার খেলে আমাদের শরীরে বিষক্রিয়া (Food Poisoning) হওয়ার প্রবল সম্ভাবনা থাকে। তাই অ্যালুমিনিয়ামের পাত্রে টক জাতীয় খাবার রাখা একেবারেই স্বাস্থ্যসম্মত নয়।

৬. কার্বন বিজারণ পদ্ধতিতে অ্যালুমিনিয়াম (Al) ধাতুকে নিষ্কাশন করা যায় না কেন?

উত্তর: কার্বন বিজারণ পদ্ধতিতে কেবল সেই ধাতুগুলোকেই আলাদা করা যায়, যাদের অক্সিজেনের প্রতি টান কার্বনের অক্সিজেনের প্রতি আকর্ষণের চেয়ে কম। কিন্তু অ্যালুমিনিয়ামের ক্ষেত্রে বিষয়টা সম্পূর্ণ উল্টো; কার্বনের চেয়ে অ্যালুমিনিয়ামের অক্সিজেনের প্রতি আকর্ষণ অনেক বেশি। এর ফলে তৈরি হওয়া অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড (Al₂O₃) অত্যন্ত স্থায়ী একটি যৌগ হিসেবে অবস্থান করে। এই তীব্র আকর্ষণের কারণে কার্বন দিয়ে অক্সিজেনকে সরিয়ে অ্যালুমিনিয়ামকে একা বা মুক্ত করা সম্ভব হয় না।

৭. তামার তৈরি পুজোর বাসনপত্র পরিষ্কার করতে লেবু বা তেঁতুল ব্যবহার করা হয় কেন?

উত্তর: তামার পাত্র দীর্ঘদিন বাতাসে ফেলে রাখলে তা বাতাসের অক্সিজেন, জলীয় বাষ্প ও কার্বন ডাই অক্সাইডের সাথে বিক্রিয়া করে। এর ফলে পাত্রের গায়ে ‘বেসিক কপার কার্বনেট’-এর একটি সবুজ রঙের ছোপ বা আস্তরণ তৈরি হয়। অন্যদিকে, লেবু বা তেঁতুলের মধ্যে প্রাকৃতিক জৈব অ্যাসিড থাকে। এই অ্যাসিড যখন ওই সবুজ আস্তরণের সংস্পর্শে আসে, তখন রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে দাগটি অপসারিত হয়ে যায় এবং বাসন আগের মতো উজ্জ্বল হয়ে ওঠে।

৮. কপার সালফেট-এর জলীয় দ্রবণে জিঙ্ক (দস্তা) দণ্ড প্রবেশ করানো হলে কী ঘটে?

উত্তর: কপার সালফেটের নীল রঙের দ্রবণে একটি জিঙ্কের দণ্ড ডোবালে জারণ-বিজারণ বিক্রিয়া শুরু হয়। জিঙ্ক দণ্ড থেকে প্রতিটি জিঙ্ক পরমাণু দুটো করে ইলেকট্রন ছেড়ে দিয়ে জারিত হয় এবং (Zn²+) আয়ন হিসেবে দ্রবণে মিশতে শুরু করে। একইসাথে দ্রবণে আগে থেকে উপস্থিত থাকা কপারের আয়নগুলো (Cu²+) সেই ইলেকট্রন গ্রহণ করে বিজারিত হয় এবং দণ্ডের গায়ে ধাতব কপার হিসেবে জমতে থাকে (অধঃক্ষিপ্ত হয়)। এই প্রক্রিয়ার ফলে কপার সালফেট দ্রবণের মূল নীল রঙটি আস্তে আস্তে ফিকে হয়ে একেবারে বর্ণহীন হয়ে যায়।

৯. লোহিত তপ্ত লোহার উপর দিয়ে স্টিম চালনা করলে কী ঘটে?

উত্তর: লোহাকে আগুনে পুড়িয়ে একদম লাল (লোহিত তপ্ত) করার পর যদি তার ওপর দিয়ে জলীয় বাষ্প বা স্টিম পাঠানো হয়, তবে তাদের মধ্যে তীব্র রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটে। এর ফলে ‘ফেরাসোফেরিক অক্সাইড’ (Fe₃O₄) নামক একটি নতুন যৌগ তৈরি হয় এবং তার সাথে প্রচুর পরিমাণে হাইড্রোজেন (H₂) গ্যাস উৎপন্ন হয়ে বেরিয়ে যায়।

১০. জিঙ্ক অক্সাইড থেকে কীভাবে জিঙ্ক ধাতু পাওয়া যায়?

উত্তর: জিঙ্ক নিষ্কাশনের জন্য মূলত কার্বন বিজারণ পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। প্রথমে জিঙ্কের আকরিককে (যেমন জিঙ্ক ব্লেন্ড বা ক্যালামাইন) পুড়িয়ে জিঙ্ক অক্সাইড (ZnO) তৈরি করে নেওয়া হয়। এরপর সেই জিঙ্ক অক্সাইডের সাথে অতিরিক্ত কোক চূর্ণ (কার্বন) মিশিয়ে মাটির তৈরি পাত্রে বা রিটর্টে প্রায় ১৩০০-১৪০০°C তাপমাত্রায় প্রচণ্ড গরম করা হয়। এই উত্তপ্ত অবস্থায় কার্বন বিজারকের কাজ করে জিঙ্ক অক্সাইড থেকে অক্সিজেনকে টেনে নেয়, যার ফলে বিশুদ্ধ ধাতব জিঙ্ক এবং কার্বন মনোক্সাইড (CO) গ্যাস উৎপন্ন হয়।

আজকের এই পোস্টে তোমাদের সাথে দশম শ্রেণির ভৌতবিজ্ঞান অষ্টম (8.5) অধ্যায় ‘ধাতুবিদ্যা’থেকে বাছাই করা গুরুত্বপূর্ণ কিছু ওয়ান-লাইনার (One-liner) শেয়ার করা হল। এখানে প্রতিটি পয়েন্ট খুব সহজ ভাষায় দেওয়া হয়েছে, যাতে   MCQ এবং SAQ—সব ধরনের শর্ট প্রশ্নের প্রস্তুতি নিতে সুবিধা হবে।