জারণ সংখ্যা নির্ণয়ের নিয়ম (KMnO₄, K₂Cr₂O₇ উদাহরণসহ)

জারণ সংখ্যা কী?

অণু বা যৌগমূলকের মধ্যে কোনো পরমাণু ইলেকট্রন ছেড়ে দেওয়ার প্রবণতা দেখালে তাকে ধনাত্মক চিহ্নযুক্ত সংখ্যা দিয়ে, আর ইলেকট্রন গ্রহণের প্রবণতা দেখালে ঋণাত্মক চিহ্নযুক্ত সংখ্যা দিয়ে প্রকাশ করা হয়। এই চিহ্নযুক্ত সংখ্যাই পরমাণুটির জারণ সংখ্যা। যেমন $\mathrm{FeSO_4}$-এ Fe-এর জারণ সংখ্যা $+2$, কিন্তু লোহার টুকরায় (মুক্ত Fe) শূন্য।

যে নিয়মগুলো জানা থাকতে হবে

নিয়ম	উদাহরণ
মুক্ত মৌল বা একই মৌলের অণুতে জারণ সংখ্যা শূন্য	Fe, Na, $\mathrm{H_2}$, $\mathrm{O_2}$, $\mathrm{Cl_2}$: ০
নিরপেক্ষ যৌগে সব পরমাণুর জারণ সংখ্যার যোগফল শূন্য	$\mathrm{H_2O}$: $2(+1) + (-2) = 0$
আয়নে সব পরমাণুর জারণ সংখ্যার যোগফল আয়নের চার্জের সমান	$\mathrm{SO_4^{2-}}$-এ মোট $-2$, $\mathrm{NH_4^+}$-এ মোট $+1$
যৌগে ক্ষার ধাতুর (Li, Na, K…) জারণ সংখ্যা $+1$	KCl, $\mathrm{K_2CO_3}$: K = $+1$
যৌগে মৃৎক্ষার ধাতুর (Mg, Ca…) জারণ সংখ্যা $+2$	CaO, $\mathrm{MgSO_4}$
ধাতব হ্যালাইডে হ্যালোজেনের জারণ সংখ্যা $-1$	$\mathrm{MgCl_2}$, LiCl: Cl = $-1$
হাইড্রোজেন সাধারণত $+1$, তবে ধাতব হাইড্রাইডে $-1$	$\mathrm{NH_3}$-এ $+1$; LiH, $\mathrm{LiAlH_4}$-এ $-1$
অক্সিজেন সাধারণত $-2$, পারঅক্সাইডে $-1$, সুপারঅক্সাইডে $-\frac{1}{2}$	$\mathrm{K_2O}$-এ $-2$; $\mathrm{H_2O_2}$-এ $-1$; $\mathrm{KO_2}$-এ $-\frac{1}{2}$
ধাতু ও অধাতুর দ্বিমৌল যৌগে ধাতুর জারণ সংখ্যা ধনাত্মক, অধাতুর ঋণাত্মক	NaCl: Na = $+1$, Cl = $-1$

নির্ণয়ের চার ধাপ

১. যে পরমাণুর জারণ সংখ্যা বের করতে হবে, তার জারণ সংখ্যা $x$ ধরো। ২. ওপরের নিয়ম থেকে অন্য পরমাণুগুলোর জারণ সংখ্যা বসাও। ৩. প্রতিটি জারণ সংখ্যাকে সংকেতে সেই পরমাণুর সংখ্যা দিয়ে গুণ করে সব যোগ করো। ৪. যোগফলকে অণু হলে শূন্যের সমান, আয়ন হলে চিহ্নসহ চার্জের সমান ধরে $x$ বের করো।

উদাহরণ ১: $\mathrm{KMnO_4}$-এ Mn-এর জারণ সংখ্যা। K = $+1$, O = $-2$:

$$(+1) + x + 4(-2) = 0 \;\Rightarrow\; x = +7$$

উদাহরণ ২: $\mathrm{H_2SO_4}$-এ S:

$$2(+1) + x + 4(-2) = 0 \;\Rightarrow\; x = +6$$

উদাহরণ ৩ (আয়ন): $\mathrm{NH_4^+}$-এ N। মোট যোগফল আয়নের চার্জ $+1$-এর সমান:

$$x + 4(+1) = +1 \;\Rightarrow\; x = -3$$

উদাহরণ ৪ (ভগ্নাংশ): $\mathrm{Fe_3O_4}$-এ Fe:

$$3x + 4(-2) = 0 \;\Rightarrow\; x = +\frac{8}{3}$$

জারণ সংখ্যা ভগ্নাংশও হতে পারে, কারণ এটি এখানে তিনটি Fe পরমাণুর গড় মান।

পাঠ্যবইয়ের "নিজে করো": সমাধান

দেওয়া আছে: Cu = $+2$, O = $-2$, H = $+1$, K = $+1$, Na = $+1$, I = $-1$।

যৌগ	হিসাব	জারণ সংখ্যা
$\mathrm{CuSO_4}$ (S)	$(+2) + x + 4(-2) = 0$	S = $+6$
$\mathrm{HNO_3}$ (N)	$(+1) + x + 3(-2) = 0$	N = $+5$
$\mathrm{H_3PO_4}$ (P)	$3(+1) + x + 4(-2) = 0$	P = $+5$
$\mathrm{MnO_2}$ (Mn)	$x + 2(-2) = 0$	Mn = $+4$
$\mathrm{K_2Cr_2O_7}$ (Cr)	$2(+1) + 2x + 7(-2) = 0$	Cr = $+6$
$\mathrm{Na_2S_2O_3}$ (S)	$2(+1) + 2x + 3(-2) = 0$	S = $+2$
CuI (Cu)	$x + (-1) = 0$	Cu = $+1$

লক্ষ করো, $\mathrm{K_2Cr_2O_7}$-এ Cr দুটি, তাই $2x$; ভাগ করার সময় এটি ভুলে গেলে উত্তর $+12$ আসবে, যা ভুল।

জারণ সংখ্যা দিয়ে জারণ-বিজারণ চেনা

বিক্রিয়ায় কোনো পরমাণুর জারণ সংখ্যা বাড়লে সেটি জারিত হয়েছে (ইলেকট্রন ত্যাগ), আর কমলে বিজারিত হয়েছে (ইলেকট্রন গ্রহণ)। সিলভার নাইট্রেটের দ্রবণে তামার তার রাখলে:

$$\mathrm{Cu + 2AgNO_3 \longrightarrow Cu(NO_3)_2 + 2Ag}$$

Cu: $0 \to +2$ (জারণ), Ag: $+1 \to 0$ (বিজারণ)। তাই এটি জারণ-বিজারণ বিক্রিয়া। অন্যদিকে $\mathrm{HCl + NaOH \longrightarrow NaCl + H_2O}$-এ কোনো পরমাণুর জারণ সংখ্যা বদলায় না, তাই এটি জারণ-বিজারণ নয় (নন-রেডক্স)।

সাধারণ ভুল

• পরমাণুর সংখ্যা দিয়ে গুণ না করা। $\mathrm{H_2SO_4}$-এ H দুটি, O চারটি।
• আয়নের ক্ষেত্রে যোগফল শূন্য ধরা। $\mathrm{SO_4^{2-}}$-এ যোগফল $-2$।
• $\mathrm{H_2O_2}$-এ অক্সিজেনকে $-2$ ধরা। পারঅক্সাইডে O = $-1$।
• চিহ্ন বাদ দেওয়া। উত্তর লিখবে $+6$, শুধু ৬ নয়।
• জারণ সংখ্যাকে যোজনী ভাবা। যোজনীর চিহ্ন নেই, জারণ সংখ্যার আছে।