offSchoolবেটা

রসায়ন · অধ্যায় ৮

একটি কোষ বিদ্যুৎ খায়, আরেকটি বানায়

মান বদলাও, চালাও, আর দেখো কী ঘটে।

পুরান ঢাকার এক কারিগর ব্যাটারি দিয়ে তুঁতে দ্রবণে গয়নায় তামার প্রলেপ দেন। পাশের দোকানে রিফাত দেখল, জিংক ও কপারের দুটি পাত্র লবণ সেতু দিয়ে জোড়া, কোনো ব্যাটারি নেই, তবু বাতি জ্বলছে। দুটিতেই অ্যানোড আর ক্যাথোড আছে। তাহলে পার্থক্য কোথায়?

ড্যানিয়েল কোষে (গ্যালভানিক) অ্যানোডের চিহ্ন আর শক্তির রূপান্তর কী?

  1. অ্যানোড (জিংক) ঋণাত্মক; রাসায়নিক শক্তি থেকে বিদ্যুৎ শক্তি তৈরি হয়
  2. অ্যানোড সবসময় ধনাত্মক; প্রলেপের কোষের মতোই
  3. ভেতরে নিশ্চয়ই লুকানো ব্যাটারি আছে; বিদ্যুৎ ছাড়া রাসায়নিক বিক্রিয়া বিদ্যুৎ দিতে পারে না
  4. বিদ্যুৎ শক্তি রাসায়নিক শক্তিতে বদলায়, দুটি কোষেই

যা বদলাতে পারবে

  • কোষ: তড়িৎ বিশ্লেষ্য কোষ (ব্যাটারি চালায়), গ্যালভানিক কোষ, ড্যানিয়েল কোষ (নিজেই বিদ্যুৎ দেয়)
  • তড়িৎ বিশ্লেষ্য: কপার সালফেট দ্রবণ (তুঁতে), সামান্য এসিড মেশানো পানি, লবণ পানি (সোডিয়াম ক্লোরাইড দ্রবণ), গলিত সোডিয়াম ক্লোরাইড (৮০১ °C)
  • তড়িৎদ্বার: কপারের পাত, কার্বন (গ্রাফাইট) দণ্ড
  • বিদ্যুৎ প্রবাহ: ০.১ থেকে ৫ A
  • সময়: ১ থেকে ১২০ min

যা মেপে দেখাবে

  • শক্তির রূপান্তর
  • অ্যানোডের চিহ্ন
  • কোষের বিভব (V)
  • ক্যাথোডে উৎপন্ন
  • অ্যানোডে উৎপন্ন বা ক্ষয়
  • ক্যাথোডের ভর বৃদ্ধি (g)
  • অ্যানোডের ভরের পরিবর্তন (g)
  • দ্রবণের রং

চালানোর সময় খেয়াল করো

  • গ্যালভানিক কোষ চালিয়ে অ্যানোডের চিহ্ন আর শক্তির রূপান্তর পড়ো।
  • তড়িৎ বিশ্লেষ্য কোষে কপারের পাত দিয়ে ক্যাথোডের ভর বৃদ্ধি আর অ্যানোডের ভর হ্রাস তুলনা করো।

নিজে করে দেখো

  1. একটি আংটিতে (ক্যাথোড) ঠিক ০.৫ g কপারের প্রলেপ দাও (০.৪৯ থেকে ০.৫১ g)।
    ইঙ্গিত

    ১ A প্রবাহে প্রতি মিনিটে প্রায় ০.০২ g কপার জমে।

  2. সোডিয়াম ধাতু তৈরি করো।
    ইঙ্গিত

    পানি থাকলে ক্যাথোডে সোডিয়ামের বদলে হাইড্রোজেন আসে।

ধারণাটা কী?আগে নিজে চালিয়ে দেখো, তারপর খোলো।

তড়িৎ বিশ্লেষ্য কোষ ও গ্যালভানিক কোষ, তড়িৎ বিশ্লেষণের প্রয়োগ

Zn+Cu2+→Zn2++Cu,E=1.10 VZn + Cu^{2+} \rightarrow Zn^{2+} + Cu,\quad E = 1.10\ \text{V}

দুই কোষেই অ্যানোডে জারণ (ইলেকট্রন ছাড়া) আর ক্যাথোডে বিজারণ (ইলেকট্রন নেওয়া) ঘটে। তড়িৎ বিশ্লেষ্য কোষে বাইরের ব্যাটারি জোর করে এমন বিক্রিয়া ঘটায় যা নিজে ঘটত না: বিদ্যুৎ শক্তি রাসায়নিক শক্তিতে যায়, অ্যানোড ব্যাটারির ধনাত্মক প্রান্তে যুক্ত তাই ধনাত্মক। গ্যালভানিক কোষে বিক্রিয়া নিজেই ঘটে: জিংক কপারের চেয়ে সক্রিয়, তাই জিংক ইলেকট্রন ছেড়ে Zn²⁺ হয় আর সেই ইলেকট্রন তার বেয়ে কপারে গিয়ে Cu²⁺-কে কপার বানায়। ইলেকট্রন বেরোয় বলে জিংক অ্যানোড ঋণাত্মক, আর রাসায়নিক শক্তি বিদ্যুৎ শক্তি হয় (প্রায় ১.১ V)। লবণ সেতু আয়ন চলাচল দিয়ে বর্তনী পূর্ণ রাখে। প্রলেপ দেওয়া, কপার বিশোধন, অ্যালুমিনিয়াম ও সোডিয়াম নিষ্কাশন তড়িৎ বিশ্লেষণের প্রয়োগ; কপার অ্যানোড যতটা ক্ষয় হয় ক্যাথোডে ঠিক ততটা কপার জমে।

অন্য উত্তরগুলো কেন ভুল

অ্যানোড মানে যেখানে জারণ হয়, ধনাত্মক নয়। গ্যালভানিক কোষে জিংক নিজেই ইলেকট্রন ছাড়ে, তাই সেটি ঋণাত্মক, আর কোনো ব্যাটারি লাগে না।

যেসব ভুল ধারণা হয়

  • অ্যানোড সবসময় ধনাত্মক তড়িৎদ্বার
  • রাসায়নিক বিক্রিয়া নিজে বিদ্যুৎ প্রবাহ তৈরি করতে পারে না
  • সব কোষেই বিদ্যুৎ শক্তি রাসায়নিক শক্তিতে জমা হয়

বাস্তবে কোথায় দেখা যায়

  • টর্চের শুকনো কোষ আর মোবাইলের ব্যাটারি গ্যালভানিক কোষ; চার্জ দেওয়ার সময় মোবাইলের ব্যাটারি তড়িৎ বিশ্লেষ্য কোষের মতো কাজ করে।

পাঠ্যবইয়ের টপিক