ইটভাটার ধোঁয়া ও এসিড বৃষ্টির pH
মান বদলাও, চালাও, আর দেখো কী ঘটে।
গাজীপুরের ইটভাটা এলাকার বাতাসে কয়লা পোড়ানোর ধোঁয়া থেকে প্রচুর সালফার ও নাইট্রোজেনের অক্সাইড মিশে থাকে। বৃষ্টির পানিতে এই গ্যাসগুলো দ্রবীভূত হয়ে লঘু এসিড দ্রবণ তৈরি করে। বর্তমানে সংগৃহীত একটি বৃষ্টির পানির নমুনায় এসিডের ঘনমাত্রা ০.০০০২ mol/L এবং pH হলো ৩.৭০। কিন্তু ইটভাটার সাধারণ এসিড বৃষ্টির পানিতে এসিডের ঘনমাত্রা থাকে ০.০০০১ mol/L এবং এর pH ঠিক ৪.০। বাতাসে দূষণ বৃদ্ধি পেয়ে বৃষ্টির পানিতে এসিডের ঘনমাত্রা যদি এই pH ৪.০ বৃষ্টির চেয়ে ঠিক ১০ গুণ বৃদ্ধি পেয়ে ০.০০১ mol/L হয়, তবে বৃষ্টির পানির নতুন pH কত হবে?
pH ৪.০ বৃষ্টির পানির চেয়ে এসিডের ঘনমাত্রা ১০ গুণ বৃদ্ধি পেয়ে ০.০০১ mol/L হলে বৃষ্টির পানির নতুন pH কত হবে?
- pH = ৩: এসিডের ঘনমাত্রা ১০ গুণ বাড়লে pH ১ একক কমে
- pH = ৪০: সংখ্যার মান ১০ গুণ বৃদ্ধি পায়
- pH = ২: ১০ গুণ তীব্র হলে pH অর্ধেক হয়ে যায়
যা বদলাতে পারবে
- এসিডের ধরন: তীব্র এসিড (সালফিউরিক ও নাইট্রিক এসিড), দুর্বল এসিড (ভিনেগার বা অ্যাসিটিক এসিড)
- এসিডের ঘনমাত্রা: ০ থেকে ০.০১ mol/L
- নির্দেশক: সর্বজনীন নির্দেশক, লিটমাস, মিথাইল অরেঞ্জ, ফেনলফথ্যালিন
যা মেপে দেখাবে
- বৃষ্টির পানির pH
- H⁺ আয়নের ঘনমাত্রা [H⁺] (mol/L)
- দ্রবণের প্রকৃতি
চালানোর সময় খেয়াল করো
- এসিডের ঘনমাত্রা স্লাইডার দিয়ে বাড়িয়ে ০.০০১ mol/L (১০ গুণ) করো। লক্ষ করো: ঘনমাত্রা ১০ গুণ বাড়লে pH কত একক পরিবর্তিত হয়?
নিজে করে দেখো
- এসিডের ঘনমাত্রা পরিবর্তন করে বৃষ্টির পানির pH ঠিক ৪.০ করো।
ইঙ্গিত
pH = −log₁₀[H⁺] সূত্র অনুযায়ী pH ৪.০ পাওয়ার জন্য তীব্র এসিডের ঘনমাত্রা হতে হবে ১০⁻⁴ বা ০.০০০১ mol/L।
- এসিডের ধরন পরিবর্তন করে ভিনেগার (দুর্বল এসিড) নির্বাচন করো। বৃষ্টির পানির মতো pH ঠিক ৪.০ পেতে ভিনেগারের ঘনমাত্রা কত লাগবে (প্রায় ০.০০০৫৬ mol/L) তা খুঁজে বের করো।
ইঙ্গিত
ভিনেগার একটি দুর্বল এসিড হওয়ায় এটি পুরোপুরি বিয়োজিত হয় না। তাই তীব্র এসিডের সমান pH ৪.০ পেতে ভিনেগারের ঘনমাত্রা বাড়িয়ে প্রায় ০.০০০৫৬ mol/L করতে হয়।
ধারণাটা কী?আগে নিজে চালিয়ে দেখো, তারপর খোলো।
লগারিদমিক pH স্কেল ও এসিড বৃষ্টি
pH হলো দ্রবণে হাইড্রোজেন আয়নের মোলার ঘনমাত্রার ঋণাত্মক লগারিদম: pH = −log₁₀[H⁺]। এটি একটি লগারিদমিক স্কেল হওয়ায় pH ১ একক কমার অর্থ হলো দ্রবণে H⁺ আয়নের ঘনমাত্রা ১০ গুণ বৃদ্ধি পাওয়া। স্বাভাবিক বৃষ্টির পানিতে বায়ুমণ্ডলের কার্বন ডাই-অক্সাইড দ্রবীভূত হয়ে মৃদু কার্বনিক এসিড তৈরি করে, যার কারণে এর pH প্রায় ৫.৬ থাকে। কিন্তু গাজীপুরের ইটভাটাগুলোতে কয়লা পোড়ানোর ধোঁয়া থেকে প্রচুর সালফার ডাই-অক্সাইড (SO₂) ও নাইট্রোজেন ডাই-অক্সাইড (NO₂) নির্গত হয়। এগুলো বৃষ্টির পানিতে দ্রবীভূত হয়ে তীব্র সালফিউরিক এসিড ও নাইট্রিক এসিড উৎপন্ন করে। ফলে বৃষ্টির পানির pH ৫.৬-এর নিচে নেমে এসিড বৃষ্টি তৈরি হয়। pH ৪.০-এর বৃষ্টির পানিতে H⁺ আয়নের ঘনমাত্রা হলো ১০⁻⁴ mol/L (০.০০০১ mol/L)। ঘনমাত্রা ১০ গুণ বেড়ে ১০⁻³ mol/L (০.০০১ mol/L) হলে pH কমে ঠিক ৩.০ হয়। আবার সমঘনমাত্রার মৃদু এসিড (যেমন ভিনেগার) পানিতে খুব সামান্য বিয়োজিত হয়, তাই এটি তীব্র এসিডের তুলনায় অনেক কম H⁺ আয়ন দেয়।
অন্য উত্তরগুলো কেন ভুল
pH স্কেল সাধারণ রৈখিক স্কেল নয়, এটি ঋণাত্মক লগারিদমিক স্কেল। তাই ঘনমাত্রা ১০ গুণ বাড়লে pH ৪০ হয় না, বরং ১ একক কমে। একইভাবে ঘনমাত্রা ১০ গুণ বাড়লে pH অর্ধেক (২) হয় না: pH ৪ থেকে ২-এ নামার অর্থ হলো অম্লত্ব ১০০ গুণ বৃদ্ধি পাওয়া।
যেসব ভুল ধারণা হয়
- ঘনমাত্রা ১০ গুণ বাড়লে pH-এর মানও ১০ গুণ বৃদ্ধি পায়
- এসিডের ঘনমাত্রা ১০ গুণ বৃদ্ধি পেলে দ্রবণের pH অর্ধেক হয়ে যায়
বাস্তবে কোথায় দেখা যায়
- গাজীপুর ও ময়মনসিংহের ইটভাটা সংলগ্ন কৃষিজমিতে এসিড বৃষ্টির কারণে মাটির pH কমে ফসলহানি ঘটে। কৃষি কর্মকর্তারা মাটির pH পরীক্ষা করে জমিতে ক্ষারীয় চুন বা ডলোমাইট (CaCO₃) প্রয়োগের পরামর্শ দেন, যা মাটির অম্লত্ব প্রশমিত করে ফসলের জন্য অনুকূল pH (৬.০ থেকে ৭.৫) ফিরিয়ে আনে।
- বর্ষাকালে ইটভাটার ধোঁয়া মিশ্রিত এসিড বৃষ্টির পানি পুকুরে মিশলে পানির pH ৫-এর নিচে নেমে মাছের পোনা ও ফুলকা ক্ষতিগ্রস্ত হয়। বাংলাদেশের মৎস্যচাষিরা পুকুরের পানির pH পরীক্ষা করে প্রতি শতকে নির্দিষ্ট হারে কলিচুন (CaO) প্রয়োগ করে পানির অম্লত্ব নিয়ন্ত্রণ করেন।