লেবুতে জিংক ও তামার তার দিয়ে বিদ্যুৎ উৎপাদন

একটি লেবু, জিংকের তার ও তামার তার দিয়ে রাসায়নিক বিক্রিয়া থেকে সামান্য বিদ্যুৎ পাওয়া যায়। এটি একটি গ্যালভানিক কোষ, অর্থাৎ রাসায়নিক শক্তিকে সরাসরি বিদ্যুৎ শক্তিতে রূপান্তরের ব্যবস্থা। বাংলাদেশের রান্নাঘরে ব্যবহৃত পরিচিত লেবু দিয়েই এই নীতি বোঝা যায়। তবে লেবুর মধ্যে আগে থেকে ব্যবহারযোগ্য বিদ্যুৎ জমা থাকে না; ধাতু ও এসিডের বিক্রিয়ায় তা পাওয়া যায়।

লেবুর রসে সাইট্রিক এসিড থাকে। এর দ্রবণে চলাচল করতে পারে এমন আয়ন থাকে বলে রস তড়িৎ বিশ্লেষ্য হিসেবে কাজ করে। এসিড থেকে হাইড্রোজেন আয়ন পাওয়া যায়। জিংক তামার চেয়ে বেশি সক্রিয় হওয়ায় সহজে ইলেকট্রন ত্যাগ করে। দুটি ধাতুর আলাদা ভূমিকা থাকায় বাইরের তার দিয়ে ইলেকট্রন চলার ব্যবস্থা করা যায়।

ব্যবস্থাটি বুঝতে ধাপগুলো অনুসরণ করো:

• লেবুতে জিংক ও তামার তার আলাদাভাবে ঢোকাও। তার দুটি যেন ভেতরে পরস্পর স্পর্শ না করে।
• বাইরে থাকা প্রান্ত দুটি সংযোগ তার দিয়ে একটি উপযুক্ত ভোল্টমিটারের সঙ্গে যুক্ত করো।
• জিংকের দিকে জারণ, অর্থাৎ ইলেকট্রন ত্যাগ ঘটে: $Zn\rightarrow Zn^{2+}+2e^-$। জিংক পরমাণু জিংক আয়ন হয়ে রসে প্রবেশ করে।
• ইলেকট্রন বাইরের সংযোগ দিয়ে জিংক থেকে তামার দিকে যায়।
• তামার পৃষ্ঠে বিজারণ, অর্থাৎ ইলেকট্রন গ্রহণ ঘটে: $2H^++2e^-\rightarrow H_2$। হাইড্রোজেন আয়ন ইলেকট্রন নিয়ে হাইড্রোজেন গ্যাস তৈরি করে।

এখানে $Zn$ জিংক, $Zn^{2+}$ জিংক আয়ন, $H^+$ হাইড্রোজেন আয়ন, $H_2$ হাইড্রোজেন গ্যাস এবং $e^-$ ইলেকট্রন বোঝায়। জারণ ঘটে বলে জিংক হলো অ্যানোড এবং বিজারণ ঘটে বলে তামা হলো ক্যাথোড। এই কোষে অ্যানোড ঋণাত্মক ও ক্যাথোড ধনাত্মক।

বাইরের ধাতব সংযোগে ইলেকট্রন এবং লেবুর রসের মধ্যে আয়ন আধান পরিবহন করে। দুটির মাধ্যমে সম্পূর্ণ বর্তনী তৈরি হয়। ইলেকট্রন প্রবাহের দিক জিংক থেকে তামা; প্রচলিত তড়িৎপ্রবাহের দিক তার বিপরীত। যথেষ্ট শক্তি পাওয়া গেলে উপযুক্ত ছোট এলইডি ব্যবহার করা যায়, কিন্তু একটি লেবুতেই সেটি জ্বলবে ধরে নেওয়া ঠিক নয়।

সাধারণ ভুল হলো তামা থেকে তামার আয়ন তৈরি হয় বা ইলেকট্রন লেবুর রস পেরিয়ে যায় ভাবা। এখানে তামার পৃষ্ঠে হাইড্রোজেন আয়ন বিজারিত হয়।

মনে রাখো: লেবুর কোষে জিংক ইলেকট্রন দেয়, আর তামার পৃষ্ঠে হাইড্রোজেন আয়ন সেই ইলেকট্রন গ্রহণ করে।