offSchoolবেটা

রসায়ন · অধ্যায় ১০ · টপিক ৯

সালফারের উৎস, আহরণ ও ব্যবহার এবং পরিবেশের উপর এর প্রভাব

  • সালফিউরিক এসিডের প্রস্তুতি, রাসায়নিক ধর্ম এবং শিল্পক্ষেত্রে ব্যবহারের গুরুত্ব

পড়ার নোট

সালফারের উৎস ও আহরণ

সালফার হলুদ রঙের একটি অধাতব খনিজ; এর খনি থাকে মাটির অনেক গভীরে। একে ফ্রাশ পদ্ধতিতে তোলা হয়: একই কেন্দ্রবিশিষ্ট তিনটি নল (ফ্রাশ পাইপ) সালফারের স্তর পর্যন্ত ঢোকানো হয়। সালফার 115°C তাপমাত্রায় গলে, তাই বাইরের নল দিয়ে অতিতপ্ত পানি (বেশি চাপে 100°C–374°C এর পানি) পাঠিয়ে সালফার গলানো হয়। কেন্দ্রের নল দিয়ে 20–22 atm চাপে গরম বাতাস পাঠালে গলিত সালফার মাঝের নল দিয়ে উপরে উঠে আসে।

ব্যবহার: সালফিউরিক এসিড তৈরি; রাবারকে টেকসই করতে রাবারে সালফার মেশানো (ভালকানাইজিং); ব্যাকটেরিয়ানাশক সালফা ওষুধ তৈরি।

পরিবেশের উপর প্রভাব: সালফার পুড়ে তৈরি হয় সালফার ডাই-অক্সাইড: S+O2→SO2\mathrm{S + O_2 \rightarrow SO_2}। এটি তীব্র গন্ধযুক্ত বিষাক্ত গ্যাস, চোখে জ্বালা করে। সালফারযুক্ত কয়লা বা পেট্রোলিয়াম পোড়ালে SO2\mathrm{SO_2} বাতাসে মেশে এবং বৃষ্টির পানির সাথে এসিড তৈরি করে (SO2+H2O→H2SO3\mathrm{SO_2 + H_2O \rightarrow H_2SO_3}), যা এসিড বৃষ্টি হিসেবে মাটিতে নামে।

সালফিউরিক এসিড: সংস্পর্শ পদ্ধতি

সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত বলে সালফিউরিক এসিডকে রাসায়নিকের রাজা বলে। শিল্পে সংস্পর্শ পদ্ধতিতে তৈরি হয়:

  1. চুল্লিতে সালফার ও শুষ্ক বাতাস: S+O2→SO2\mathrm{S + O_2 \rightarrow SO_2}
  2. 450°C–500°C তাপমাত্রায় ভ্যানাডিয়াম পেন্টাঅক্সাইড প্রভাবকে: 2SO2+O2→2SO3\mathrm{2SO_2 + O_2 \rightarrow 2SO_3}
  3. SO3\mathrm{SO_3} সরাসরি পানিতে দিলে ঘন কুয়াশা তৈরি হয়, তাই প্রথমে গাঢ় H2SO4\mathrm{H_2SO_4} এ শোষণ করে ওলিয়াম: H2SO4+SO3→H2S2O7\mathrm{H_2SO_4 + SO_3 \rightarrow H_2S_2O_7}; তারপর পানি যোগ করে H2S2O7+H2O→2H2SO4\mathrm{H_2S_2O_7 + H_2O \rightarrow 2H_2SO_4}।

রাসায়নিক ধর্ম

  • এসিড ধর্ম: ক্ষারের সাথে লবণ ও পানি দেয়: H2SO4+Ca(OH)2→CaSO4+2H2O\mathrm{H_2SO_4 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaSO_4 + 2H_2O}।
  • জারণ ধর্ম (গাঢ় এসিড): Cu+2H2SO4→CuSO4+SO2+2H2O\mathrm{Cu + 2H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + SO_2 + 2H_2O}।
  • পানি শোষণ ধর্ম (গাঢ় এসিড): চিনি থেকে পানি সরিয়ে কালো কার্বন রেখে দেয়: C12H22O11+H2SO4→12C+H2SO4⋅11H2O\mathrm{C_{12}H_{22}O_{11} + H_2SO_4 \rightarrow 12C + H_2SO_4 \cdot 11H_2O}। লঘু এসিডে শেষ দুটি ধর্ম নেই।

শিল্পে গুরুত্ব: সার, বিভিন্ন রাসায়নিক, ইস্পাত শিল্প, রঞ্জক ও রং, প্লাস্টিক, সাবান ও ডিটারজেন্ট এবং ধাতব লবণ তৈরিতে।

উদাহরণ: একটি টেস্টটিউবে চিনিতে কয়েক ফোঁটা গাঢ় সালফিউরিক এসিড দিলে চিনি কালো হয়ে যায়। কারণ এসিড চিনির অণু থেকে পানি সরিয়ে নিয়ে কার্বন রেখে দেয়; এটি পানি শোষণ ধর্ম। সাবধানে করতে হবে, কারণ গাঢ় এসিড ক্ষয়কারী।

মনে রাখো: সালফার ফ্রাশ পদ্ধতিতে তোলা হয় এবং এর SO2\mathrm{SO_2} এসিড বৃষ্টি ঘটায়; সালফিউরিক এসিড সংস্পর্শ পদ্ধতিতে তৈরি হয় এবং এর এসিড, জারণ ও পানি শোষণ ধর্ম আছে।

২০২৬ সালের NCTB পাঠ্যবই অনুসরণ করে লেখা।

চালিয়ে দেখো

  • সালফিউরিক এসিড কারখানায় বাড়তি বাতাস কেন?চালিয়ে দেখো

    চট্টগ্রামের টিএসপি সার কারখানা নিজেই সালফিউরিক এসিড বানায়। সালফার পুড়িয়ে পাওয়া সালফার ডাইঅক্সাইড ভ্যানাডিয়াম পেন্টক্সাইড প্রভাবকের ওপর দিয়ে বাতাসের অক্সিজেনের সঙ্গে বিক্রিয়া করে সালফার ট্রাইঅক্সাইড হয়। শিক্ষানবিশ সাকিব খেয়াল করল, সমীকরণের চেয়ে অনেক বেশি বাতাস ঢোকানো হচ্ছে। বাড়তি অক্সিজেন কি কোনো কাজে আসে?

অনুশীলনের প্রশ্ন

  1. চট্টগ্রামের একটি রাসায়নিক কারখানায় স্পর্শ পদ্ধতিতে (Contact process) ১৬০ kg বিশুদ্ধ সালফার (S) থেকে সালফিউরিক এসিড (H₂SO₄) উৎপাদন করা হলো। প্রক্রিয়াটিতে সংঘটিত প্রধান বিক্রিয়াসমূহ: (১) S(s) + O₂(g) → SO₂(g) (২) 2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g) (৩) SO₃(g) + H₂SO₄(l) → H₂S₂O₇(l) (৪) H₂S₂O₇(l) + H₂O(l) → 2H₂SO₄(l) প্রক্রিয়াটিতে সালফারের শতভাগ রূপান্তর ঘটলে ঠিক কত কিলোগ্রাম (kg) বিশুদ্ধ H₂SO₄ উৎপন্ন হবে? (দেওয়া আছে: পারমাণবিক ভর H = ১, S = ৩২, O = ১৬)।

    উত্তর ও ব্যাখ্যা
    সঠিক উত্তর:

    ৪৯০ kg

    1. সালফার (S) এবং সালফিউরিক এসিডের (H₂SO₄) মোলার ভর নির্ণয় করি: M(S) = ৩২ g/mol এবং M(H₂SO₄) = (১ × ২) + ৩২ + (১৬ × ৪) = ৯৮ g/mol।
    MS=32 g/mol,MH2SO4=98 g/molM_{\text{S}} = 32\text{ g/mol}, \quad M_{\text{H}_2\text{SO}_4} = 98\text{ g/mol}
    1. স্পর্শ পদ্ধতির সামগ্রিক সমীকরণ অনুসারে, ১ মোল সালফার পরমাণু থেকে চূড়ান্তভাবে ১ মোল সালফিউরিক এসিড উৎপন্ন হয় (S + 1.5O₂ + H₂O → H₂SO₄)। অর্থাৎ ৩২ kg সালফার থেকে উৎপন্ন হয় ৯৮ kg H₂SO₄।
    32 kg S→98 kg H2SO432\text{ kg S} \rightarrow 98\text{ kg H}_2\text{SO}_4
    1. অতএব, ১৬০ kg সালফার থেকে উৎপন্ন H₂SO₄ এর ভর = (৯৮ × ১৬০) ⁄ ৩২ = ৯৮ × ৫ = ৪৯০ kg।
    m=98×16032=490 kgm = \frac{98 \times 160}{32} = 490\text{ kg}

এই টপিক নিয়ে প্রশ্ন আছে?

মেন্টরকে বাংলায় বা ইংরেজিতে জিজ্ঞেস করো, বা খাতার ছবি দাও। সিমুলেশন চালিয়ে বুঝিয়ে দেবে।

মেন্টরকে জিজ্ঞেস করো