এসিড–ক্ষার প্রশমন ও pH পরিবর্তন
মান বদলাও, চালাও, আর দেখো কী ঘটে।
বিদ্যালয়ের রসায়ন গবেষণাগারে একটি কনিক্যাল ফ্লাস্কে ২৫ mL ০.১ mol/L ঘনমাত্রার হাইড্রোক্লোরিক এসিড (HCl) নেওয়া হলো এবং নির্দেশক হিসেবে কয়েক ফোঁটা ফেনলফথ্যালিন যোগ করা হলো। এরপর ব্যুরেট থেকে ফোঁটা ফোঁটা করে ০.১ mol/L ঘনমাত্রার সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড (NaOH) ক্ষার দ্রবণ যোগ করা হতে লাগল। যখন ঠিক ২৫ mL NaOH যোগ করা হলো, তখন এসিড ও ক্ষার একে অপরকে পুরোপুরি প্রশমিত করল (তুল্যতা বিন্দু বা equivalence point)। এই তুল্যতা বিন্দুতে মিশ্রণটির pH কত হবে?
২৫ mL ০.১ mol/L HCl দ্রবণে ঠিক ২৫ mL ০.১ mol/L NaOH যোগ করার পর মিশ্রণটির pH কত হবে?
- pH = ৭ — তীব্র এসিড ও তীব্র ক্ষার সম্পূর্ণ প্রশমিত হয়ে নিরপেক্ষ লবণ (NaCl) ও পানি উৎপন্ন করে
- pH = ০ — এসিড ও ক্ষার একে অপরকে পুরোপুরি প্রশমিত করে নিঃশেষ করে দেয়, তাই কোনো এসিড বা ক্ষার বাকি না থাকায় pH-এর মান ০
- pH = ১ — হাইড্রোক্লোরিক এসিড খুব তীব্র হওয়ায় ক্ষার যোগ করলেও দ্রবণের মূল অম্লীয় pH ১-ই থেকে যাবে
যা বদলাতে পারবে
- এসিডের ধরন: হাইড্রোক্লোরিক এসিড (HCl - তীব্র), অ্যাসিটিক এসিড বা ভিনেগার (CH₃COOH - মৃদু)
- যোগ করা NaOH-এর আয়তন: ০ থেকে ৫০ mL
- নির্দেশক: ফেনলফথ্যালিন, লিটমাস, মিথাইল অরেঞ্জ, সর্বজনীন নির্দেশক
যা মেপে দেখাবে
- দ্রবণের pH
- তুল্যতা আয়তন (প্রয়োজনীয় ক্ষার) (mL)
- গৃহীত এসিডের পরিমাণ (mmol)
- যোগ করা ক্ষারের পরিমাণ (mmol)
চালানোর সময় খেয়াল করো
- যোগ করা ক্ষারের আয়তন ২৫ mL-এর কাছাকাছি নিয়ে যাও। লক্ষ করো—২৪ mL থেকে ২৬ mL-এ যেতেই pH কীভাবে হঠাৎ লাফিয়ে ওঠে এবং নির্দেশকের বর্ণে কী পরিবর্তন ঘটে?
নিজে করে দেখো
- ভিনেগারের মতো দুর্বল এসিড নাও এবং ঠিক সমতুল্য বিন্দু পর্যন্ত ক্ষার যোগ করো। pH কি ৭?
ইঙ্গিত
সমতুল্য আয়তন = এসিডের mmol ÷ ক্ষারের ঘনমাত্রা।
- শক্তিশালী এসিডে সবচেয়ে কম ক্ষার দিয়ে ফেনলফথ্যালিন গোলাপি করো (pH ৮.২-এর বেশি)।
ইঙ্গিত
সমতুল্য বিন্দুর ঠিক পরে এক ফোঁটা বাড়তি ক্ষারেই pH লাফিয়ে ওঠে।
ধারণাটা কী?আগে নিজে চালিয়ে দেখো, তারপর খোলো।
প্রশমন বিক্রিয়া ও নিরপেক্ষ দ্রবণের pH
তীব্র এসিড (HCl) ও তীব্র ক্ষার (NaOH) সমমোলার অনুপাতে বিক্রিয়া করে নিরপেক্ষ লবণ (NaCl) ও পানি উৎপন্ন করে: HCl + NaOH → NaCl + H₂O। ২৫ mL ০.১ mol/L HCl-এ ঠিক ২.৫ mmol H⁺ আয়ন থাকে, যা প্রশমিত করতে ঠিক ২৫ mL ০.১ mol/L NaOH (২.৫ mmol OH⁻) প্রয়োজন হয়। তুল্যতা বিন্দুতে এসিড বা ক্ষার কোনোটিরই বাড়তি আয়ন থাকে না; দ্রবণে শুধু NaCl ও পানি থাকে। ২৫ °C তাপমাত্রায় বিশুদ্ধ পানিতে [H⁺] = ১০⁻⁷ mol/L, তাই pH = −log₁₀(১০⁻⁷) = ৭। তুল্যতা বিন্দুর ঠিক আগে (২৪ mL-এ pH ২.৬৯) এবং ঠিক পরে (২৬ mL-এ pH ১১.২৯) pH-এর মানে এক বিশাল উল্লম্ফন ঘটে, যার ফলে নির্দেশকের বর্ণ পরিবর্তিত হয়ে সমাপ্তি বিন্দু (end point) নির্দেশ করে।
অন্য উত্তরগুলো কেন ভুল
pH = ০ উত্তরটি ভুল, কারণ pH স্কেল ০ থেকে শুরু হলেও pH = ০ মানে অত্যন্ত তীব্র এসিড দ্রবণ ([H⁺] = ১ mol/L), যা কোনোভাবেই নিরপেক্ষ নয়। আবার pH = ১ উত্তরটিও ভুল, কারণ ২৫ mL ক্ষার যোগ করার ফলে এসিডের সমস্ত H⁺ আয়ন ক্ষারের OH⁻ আয়নের সাথে যুক্ত হয়ে পানিতে পরিণত হয়েছে, ফলে শুরুতে থাকা pH ১ অপরিবর্তিত থাকার কোনো সুযোগ নেই।
যেসব ভুল ধারণা হয়
- এসিড ও ক্ষার একে অপরকে প্রশমিত করলে কোনো উদ্বৃত্ত না থাকায় দ্রবণের pH শূন্য হয়
- তীব্র এসিড দ্রবণে ক্ষার যোগ করলেও এসিডের প্রভাব দূর হয় না এবং pH বৃদ্ধি পায় না
বাস্তবে কোথায় দেখা যায়
- বাংলাদেশের চায়ের বাগান (শ্রীমঙ্গল) কিংবা অতিরিক্ত রাসায়নিক সার ও এসিড বৃষ্টির কারণে কৃষিজমির মাটি অতিরিক্ত অম্লীয় (pH কম) হয়ে গেলে কৃষক জমিতে ক্ষারীয় চুন বা ডলোমাইট (CaCO₃, CaO) প্রয়োগ করে মাটির অম্লত্ব প্রশমিত করে উপযুক্ত pH (৬.০–৭.৫) ফিরিয়ে আনেন।
- পাকস্থলীতে অতিরিক্ত হাইড্রোক্লোরিক এসিড (HCl) ক্ষরিত হয়ে এসিডিটি ও বুকজ্বালা হলে এন্টাসিড জাতীয় ওষুধ (ম্যাগনেসিয়াম হাইড্রোক্সাইড ও অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড ক্ষারক) সেবন করা হয়, যা পাকস্থলীর এসিডকে প্রশমিত করে স্বস্তি দেয়।