offSchoolবেটা

রসায়ন · অধ্যায় ৮

পানি ভাঙলে কোন গ্যাস বেশি?

মান বদলাও, চালাও, আর দেখো কী ঘটে।

বিজ্ঞান মেলায় তানভীর সামান্য এসিড মেশানো পানিতে দুটি কার্বন দণ্ড ডুবিয়ে ব্যাটারির সঙ্গে জুড়ে দিল। প্রতিটি দণ্ডের ওপর পানিভর্তি একটি উল্টানো টেস্টটিউব, তাতে বুদবুদ জমছে। দর্শকদের প্রশ্ন: পানি থেকেই যদি দুটি গ্যাস আসে, তবে দুই টিউবে কি সমান গ্যাস জমবে?

এসিড মেশানো পানির তড়িৎ বিশ্লেষণে দুই টিউবে গ্যাসের আয়তন কেমন হবে?

  1. ক্যাথোডে (−) হাইড্রোজেন, অ্যানোডে (+) অক্সিজেনের ঠিক দ্বিগুণ, কারণ পানিতে প্রতি অক্সিজেনে দুটি হাইড্রোজেন
  2. সমান, কারণ দুটি দণ্ডে একই বিদ্যুৎ যায়
  3. অক্সিজেন বেশি, কারণ অক্সিজেন পরমাণু ভারী
  4. দুটিতেই জলীয় বাষ্প, বিদ্যুৎ পানি গরম করে ফোটায়

যা বদলাতে পারবে

  • তড়িৎ বিশ্লেষ্য: সামান্য এসিড মেশানো পানি, লবণ পানি (সোডিয়াম ক্লোরাইড দ্রবণ)
  • বিদ্যুৎ প্রবাহ: ০.১ থেকে ৫ A
  • সময়: ১ থেকে ১২০ min

যা মেপে দেখাবে

  • ক্যাথোডে উৎপন্ন
  • অ্যানোডে উৎপন্ন বা ক্ষয়
  • আধান Q = It (C)
  • ক্যাথোডের গ্যাস (mL)
  • অ্যানোডের গ্যাস (mL)
  • দ্রবণে যা থাকে

চালানোর সময় খেয়াল করো

  • এসিড মেশানো পানি বেছে নিয়ে দুই টিউবের আয়তন ভাগ করে দেখো।
  • প্রবাহ বা সময় দ্বিগুণ করো। গ্যাসের আয়তন কীভাবে বদলায়?

নিজে করে দেখো

  1. ক্যাথোডের টিউবে ১২০ mL হাইড্রোজেন জমাও (১১৮ থেকে ১২২ mL)।
    ইঙ্গিত

    ১ A প্রবাহে প্রতি মিনিটে প্রায় ৭.৫ mL হাইড্রোজেন।

  2. অ্যানোডে ৫০ mL অক্সিজেন জমাও (৪৯ থেকে ৫১ mL)।
    ইঙ্গিত

    অক্সিজেন হাইড্রোজেনের অর্ধেক; প্রবাহ × সময় কত হলে চলবে?

ধারণাটা কী?আগে নিজে চালিয়ে দেখো, তারপর খোলো।

বিদ্যুৎ দিয়ে বিক্রিয়া ঘটানো: তড়িৎ বিশ্লেষণ

2H2O→electricity2H2+O2,Q=It,ne−=QF2H_2O \xrightarrow{\text{electricity}} 2H_2 + O_2,\quad Q = It,\quad n_{e^-} = \frac{Q}{F}

যে পদার্থ গলিত বা দ্রবীভূত অবস্থায় আয়নের মাধ্যমে বিদ্যুৎ পরিবহন করে এবং বিদ্যুতে ভেঙে যায় তাকে তড়িৎ বিশ্লেষ্য বলে; ধাতব পরিবাহী (তামার তার) ইলেকট্রন দিয়ে বিদ্যুৎ বয়, নিজে বদলায় না। ব্যাটারির ঋণাত্মক প্রান্তে যুক্ত তড়িৎদ্বার ক্যাথোড, সেখানে ধনাত্মক আয়ন ইলেকট্রন নেয় (বিজারণ); ধনাত্মক প্রান্তে যুক্ত অ্যানোডে ঋণাত্মক আয়ন ইলেকট্রন ছাড়ে (জারণ)। পানিতে ক্যাথোডে 4H⁺ + 4e⁻ → 2H₂ আর অ্যানোডে 4OH⁻ → O₂ + 2H₂O + 4e⁻। চারটি ইলেকট্রনে দুই অণু হাইড্রোজেন আর এক অণু অক্সিজেন, তাই আয়তনে ঠিক ২ : ১। মোট আধান Q = It, আর প্রতি মোল ইলেকট্রনে ৯৬৫০০ কুলম্ব (ফ্যারাডে ধ্রুবক), তাই প্রবাহ বা সময় দ্বিগুণ করলে গ্যাসও দ্বিগুণ। লবণ পানিতে অ্যানোডে অক্সিজেনের বদলে ক্লোরিন আসে।

অন্য উত্তরগুলো কেন ভুল

একই প্রবাহ দুই দণ্ডে একই সংখ্যক ইলেকট্রন আদান-প্রদান করে, কিন্তু এক অণু হাইড্রোজেনে লাগে ২টি ইলেকট্রন আর এক অণু অক্সিজেনে ৪টি। তাই হাইড্রোজেন দ্বিগুণ।

যেসব ভুল ধারণা হয়

  • একই বিদ্যুৎ গেলে দুই তড়িৎদ্বারে সমান গ্যাস হয়
  • ভারী গ্যাস বেশি আয়তন দখল করে
  • তড়িৎ বিশ্লেষণের বুদবুদ আসলে ফুটন্ত পানির বাষ্প

বাস্তবে কোথায় দেখা যায়

  • হাইড্রোজেন জ্বালানি কোষের গাড়ির জন্য সৌরবিদ্যুৎ দিয়ে পানি ভেঙে 'সবুজ হাইড্রোজেন' তৈরি করা হয়।

পাঠ্যবইয়ের টপিক