ফাৰাডে ধ্ৰুৱক

ফাৰাডে ধ্ৰুৱক#

ফাৰাডে ধ্ৰুৱক, F চিহ্নেৰে চিহ্নিত, হৈছে এক মৌলিক ভৌতিক ধ্ৰুৱক যিয়ে ইলেক্ট্ৰনৰ এক ম’লৰ আধানৰ সৈতে বৈদ্যুতিক আধানৰ পৰিমাণৰ সম্পৰ্ক স্থাপন কৰে। ইংৰাজ বিজ্ঞানী মাইকেল ফাৰাডেৰ নামেৰে ইয়াক নামকৰণ কৰা হৈছে, যি ইলেক্ট্ৰমেগনেটিজমৰ অধ্যয়নত গুৰুত্বপূৰ্ণ অৱদান আগবঢ়াইছিল।

সংজ্ঞা#

ফাৰাডে ধ্ৰুৱকক এক ম’ল ইলেক্ট্ৰনেৰে কঢ়িয়াই নিয়া বৈদ্যুতিক আধানৰ পৰিমাণ হিচাপে সংজ্ঞায়িত কৰা হয়। অৰ্থাৎ, ই হৈছে এভগেড্ৰ’ সংখ্যক ইলেক্ট্ৰনৰ আধান। এভগেড্ৰ’ সংখ্যা, N_A চিহ্নেৰে চিহ্নিত, হৈছে কোনো পদাৰ্থৰ এক ম’লত থকা পৰমাণু বা অণুৰ সংখ্যা।

গাণিতিকভাৱে, ফাৰাডে ধ্ৰুৱকক এনেদৰে প্ৰকাশ কৰিব পাৰি:

$$ F=N_Ae$$

য’ত:

• F হৈছে কুলম্ব প্ৰতি ম’ল (C/mol) এককত ফাৰাডে ধ্ৰুৱক
• N_A হৈছে এভগেড্ৰ’ সংখ্যা (6.02214076×10²³ mol^-1)
• e হৈছে মৌলিক আধান (1.602176634×10^-19 C)

মৌলিক আধান, যাক ইলেক্ট্ৰন আধান বুলিও কোৱা হয়, হৈছে এটা একক ইলেক্ট্ৰনেৰে কঢ়িয়াই নিয়া আধানৰ পৰিমাণ।

মান আৰু একক#

ফাৰাডে ধ্ৰুৱকৰ সঠিকভাৱে সংজ্ঞায়িত মান হৈছে:

$ F = 96,485.3321233100184 C/mol $

এই মানটো মৌলিক আধান আৰু এভগেড্ৰ’ সংখ্যাৰ ২০১৮ চনৰ CODATAৰ পৰামৰ্শিত মানৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি নিৰ্ধাৰণ কৰা হৈছে।

ফাৰাডে ধ্ৰুৱকক কুলম্ব প্ৰতি ম’ল (C/mol) এককত প্ৰকাশ কৰা হয়। কুলম্ব হৈছে বৈদ্যুতিক আধানৰ SI একক, আৰু ম’ল হৈছে পদাৰ্থৰ পৰিমাণৰ SI একক।

গুৰুত্ব#

ফাৰাডে ধ্ৰুৱকে বিজ্ঞানৰ বিভিন্ন ক্ষেত্ৰত, বিশেষকৈ ইলেক্ট্ৰকেমিষ্ট্ৰী আৰু ইলেক্ট্ৰমেগনেটিজমত, এক গুৰুত্বপূৰ্ণ ভূমিকা পালন কৰে। ইলেক্ট্ৰকেমিকেল বিক্ৰিয়াত স্থানান্তৰিত আধানৰ পৰিমাণ, ৰেডক্স বিক্ৰিয়াত জড়িত ইলেক্ট্ৰনৰ সংখ্যা নিৰ্ধাৰণ, আৰু বৈদ্যুতিক বৰ্তনী বিশ্লেষণৰ দৰে গণনাত ইয়াক ব্যৱহাৰ কৰা হয়।

উদাহৰণস্বৰূপে, ইলেক্ট্ৰপ্লেটিংত, ইলেক্ট্ৰলাইছিছৰ সময়ত ইলেক্ট্ৰ’ডত জমা হোৱা ধাতুৰ পৰিমাণ গণনা কৰিবলৈ ফাৰাডে ধ্ৰুৱক ব্যৱহাৰ কৰা হয়। বেটাৰীত, ইয়াক সঞ্চিত আধানৰ পৰিমাণ আৰু বেটাৰীৰ ক্ষমতা নিৰ্ধাৰণ কৰিবলৈ ব্যৱহাৰ কৰা হয়।

ফাৰাডে ধ্ৰুৱক দ্ৰৱত আয়নৰ আচৰণ আৰু ইলেক্ট্ৰলাইটৰ ধৰ্ম বুজিবলৈও অতি প্ৰয়োজনীয়। ই বিজ্ঞানীসকলক দ্ৰৱৰ বৈদ্যুতিক ধৰ্মসমূহ আয়নৰ ঘনত্ব আৰু উপস্থিত ৰাসায়নিক প্ৰজাতিৰ প্ৰকৃতিৰ সৈতে সম্পৰ্কিত কৰিবলৈ অনুমতি দিয়ে।

সামগ্ৰিকভাৱে, ফাৰাডে ধ্ৰুৱক হৈছে এক মৌলিক ধ্ৰুৱক যিয়ে ইলেক্ট্ৰকেমিষ্ট্ৰী আৰু ইলেক্ট্ৰমেগনেটিজমত মেক্ৰস্কোপিক আৰু মাইক্ৰস্কোপিক স্কেলৰ মাজত এক সেতু প্ৰদান কৰে। ই বিজ্ঞানী আৰু অভিযন্তাসকলক বিভিন্ন ভৌতিক আৰু ৰাসায়নিক প্ৰক্ৰিয়াত বৈদ্যুতিক আধানৰ আচৰণ পৰিমাণ নিৰ্ধাৰণ আৰু বিশ্লেষণ কৰিবলৈ সক্ষম কৰে।

ফাৰাডে ধ্ৰুৱকৰ গণনা#

ফাৰাডে ধ্ৰুৱক, F চিহ্নেৰে চিহ্নিত, হৈছে ইলেক্ট্ৰনৰ প্ৰতি ম’লত বৈদ্যুতিক আধান। ই প্ৰকৃতিৰ এক মৌলিক ধ্ৰুৱক যিয়ে বিভিন্ন ইলেক্ট্ৰকেমিকেল গণনাত গুৰুত্বপূৰ্ণ ভূমিকা পালন কৰে। ফাৰাডে ধ্ৰুৱকৰ মান প্ৰায় 96,485 কুলম্ব প্ৰতি ম’ল (C/mol)।

ফাৰাডে ধ্ৰুৱকৰ প্ৰায়োগিক নিৰ্ধাৰণ

ফাৰাডে ধ্ৰুৱক কেইবাটাও পদ্ধতিৰে প্ৰায়োগিকভাৱে নিৰ্ধাৰণ কৰিব পাৰি, যাৰ ভিতৰত কপাৰ ছালফেট দ্ৰৱৰ ইলেক্ট্ৰলাইছিছ হৈছে এটা। এই পদ্ধতিটোত নিম্নলিখিত পদক্ষেপসমূহ অন্তৰ্ভুক্ত কৰা হয়:

1. ইলেক্ট্ৰলাইছিছ ছেটআপ: ইলেক্ট্ৰলাইট হিচাপে কপাৰ ছালফেট দ্ৰৱৰ সৈতে এটা ইলেক্ট্ৰলাইটিক কোষ স্থাপন কৰা হয়। এন’ড হিচাপে কপাৰ ইলেক্ট্ৰ’ড আৰু কেথ’ড হিচাপে প্লেটিনাম ইলেক্ট্ৰ’ড ব্যৱহাৰ কৰা হয়।

2. ইলেক্ট্ৰলাইছিছ প্ৰক্ৰিয়া: ইলেক্ট্ৰলাইটিক কোষৰ মাজেৰে এটা প্ৰত্যক্ষ প্ৰবাহ প্ৰেৰণ কৰা হয়, যাৰ ফলত দ্ৰৱত থকা কপাৰ আয়নবোৰ হ্ৰাস পাই কেথ’ডত জমা হয়। একে সময়তে, এন’ডত অক্সিজেন গেছ উৎপন্ন হয়।

3. আধানৰ জোখ: ইলেক্ট্ৰলাইছিছৰ সময়ত বৰ্তনীৰ মাজেৰে প্ৰেৰিত আধানৰ পৰিমাণ কুলমিটাৰ ব্যৱহাৰ কৰি জোখা হয়। কুলমিটাৰ হৈছে এক সঁজুলি যিয়ে বৰ্তনীৰ মাজেৰে বৈ যোৱা বৈদ্যুতিক আধানৰ পৰিমাণ জোখে।

4. জমা হোৱা কপাৰৰ জোখ: এনালিটিকেল বেলেঞ্চ ব্যৱহাৰ কৰি কেথ’ডত জমা হোৱা কপাৰৰ ভৰ সঠিকভাৱে জোখা হয়।

গণনা

ফাৰাডে ধ্ৰুৱক তলৰ সূত্ৰটো ব্যৱহাৰ কৰি গণনা কৰিব পাৰি:

$F = (Mass\ of\ copper\ deposited) / (Number\ of\ moles\ of\ electrons\ transferred)$

স্থানান্তৰিত ইলেক্ট্ৰনৰ ম’ল সংখ্যা তলৰ সূত্ৰটো ব্যৱহাৰ কৰি গণনা কৰিব পাৰি:

$Number\ of\ moles\ of\ electrons\ transferred = (Mass\ of\ copper\ deposited) / (Molar\ mass\ of\ copper)$

কপাৰৰ ম’লাৰ ভৰ হৈছে 63.546 g/mol।

উদাহৰণ গণনা

ধৰি লওক যে এটা ইলেক্ট্ৰলাইছিছ পৰীক্ষাত, কেথ’ডত 0.100 g কপাৰ জমা হয় আৰু বৰ্তনীৰ মাজেৰে প্ৰেৰিত আধান হৈছে 10.00 C। ফাৰাডে ধ্ৰুৱক তলৰ দৰে গণনা কৰিব পাৰি:

স্থানান্তৰিত ইলেক্ট্ৰনৰ ম’ল সংখ্যা = (0.100 g) / (63.546 g/mol) = 0.001574 mol

F = (0.100 g) / (0.001574 mol) = 96,485 C/mol

গতিকে, ফাৰাডে ধ্ৰুৱকৰ প্ৰায়োগিকভাৱে নিৰ্ধাৰিত মান হৈছে 96,485 C/mol, যি গৃহীত মানৰ সৈতে নিকট সাদৃশ্য প্ৰদৰ্শন কৰে।

ফাৰাডে ধ্ৰুৱকৰ গুৰুত্ব

ফাৰাডে ধ্ৰুৱক হৈছে এক মৌলিক ধ্ৰুৱক যাৰ ইলেক্ট্ৰকেমিষ্ট্ৰীত অসংখ্য প্ৰয়োগ আছে। ই বিভিন্ন গণনাত ব্যৱহাৰ কৰা হয়, যেনে:

• ইলেক্ট্ৰলাইছিছৰ সময়ত জমা বা দ্ৰৱীভূত হোৱা পদাৰ্থৰ পৰিমাণ নিৰ্ধাৰণ কৰা
• নিৰ্দিষ্ট ইলেক্ট্ৰকেমিকেল প্ৰক্ৰিয়াৰ বাবে প্ৰয়োজনীয় প্ৰবাহ গণনা কৰা
• কোষৰ ইলেক্ট্ৰমোটিভ ফ’ৰ্ছ (EMF) নিৰ্ধাৰণ কৰা
• দ্ৰৱত আয়নৰ আচৰণ বুজিবলৈ

ফাৰাডে ধ্ৰুৱক হৈছে ইলেক্ট্ৰকেমিষ্ট্ৰীৰ এক ভেঁটি আৰু ইলেক্ট্ৰকেমিকেল প্ৰযুক্তিৰ বিকাশ আৰু প্ৰয়োগত এক গুৰুত্বপূৰ্ণ ভূমিকা পালন কৰে।

ফাৰাডে ধ্ৰুৱকৰ প্ৰয়োগ#

ফাৰাডে ধ্ৰুৱক (F) হৈছে এক মৌলিক ভৌতিক ধ্ৰুৱক যিয়ে বৈদ্যুতিক আধানৰ পৰিমাণৰ সৈতে পদাৰ্থৰ পৰিমাণৰ সম্পৰ্ক স্থাপন কৰে। ইয়াক এক ম’ল ইলেক্ট্ৰনৰ আধানৰ পৰিমাণ হিচাপে সংজ্ঞায়িত কৰা হয়, আৰু ইয়াৰ মান প্ৰায় 96,485 কুলম্ব প্ৰতি ম’ল (C/mol)।

ফাৰাডে ধ্ৰুৱকৰ বিজ্ঞান আৰু অভিযান্ত্ৰিকীৰ বিভিন্ন ক্ষেত্ৰত অসংখ্য প্ৰয়োগ আছে, য’ত অন্তৰ্ভুক্ত হৈছে:

ইলেক্ট্ৰকেমিষ্ট্ৰী#

• ইলেক্ট্ৰলাইছিছ: ইলেক্ট্ৰলাইছিছৰ সময়ত ইলেক্ট্ৰ’ডত জমা বা দ্ৰৱীভূত হোৱা পদাৰ্থৰ পৰিমাণ গণনা কৰিবলৈ ফাৰাডে ধ্ৰুৱক ব্যৱহাৰ কৰা হয়। ই ইলেক্ট্ৰলাইজ কৰা পদাৰ্থৰ ম’লাৰ ভৰ আৰু ইলেক্ট্ৰকেমিকেল বিক্ৰিয়াৰ ষ্টইকিয়’মেট্ৰি নিৰ্ধাৰণ কৰিবলৈ অনুমতি দিয়ে।

• বেটাৰী প্ৰযুক্তি: বেটাৰী ডিজাইন আৰু অপ্টিমাইজ কৰাত ফাৰাডে ধ্ৰুৱক অতি গুৰুত্বপূৰ্ণ। ই বেটাৰীত সঞ্চয় কৰিব পৰা আধানৰ সৰ্বোচ্চ পৰিমাণ আৰু চাৰ্জিং আৰু ডিচাৰ্জিং প্ৰক্ৰিয়াৰ দক্ষতা নিৰ্ধাৰণ কৰাত সহায় কৰে।

বিশ্লেষণাত্মক ৰসায়ন#

• পৰিমাণগত বিশ্লেষণ: ফাৰাডে ধ্ৰুৱক কুলমেট্ৰি আৰু ভল্টামেট্ৰিৰ দৰে বিভিন্ন বিশ্লেষণাত্মক কৌশলত নমুনাত এনালাইটৰ ঘনত্ব নিৰ্ধাৰণ কৰিবলৈ ব্যৱহাৰ কৰা হয়। এনালাইটক অক্সিডাইজ বা ৰিডিউচ কৰিবলৈ প্ৰয়োজনীয় আধানৰ পৰিমাণ জুখি ঘনত্ব গণনা কৰিব পাৰি।

পদাৰ্থ বিজ্ঞান#

• ইলেক্ট্ৰপ্লেটিং: ইলেক্ট্ৰপ্লেটেড আৱৰণৰ ডাঠ আৰু গঠন নিয়ন্ত্ৰণ কৰিবলৈ ফাৰাডে ধ্ৰুৱক ব্যৱহাৰ কৰা হয়। প্লেটিং দ্ৰৱৰ মাজেৰে প্ৰেৰিত আধানৰ পৰিমাণ সঠিকভাৱে নিয়ন্ত্ৰণ কৰি, আৱৰণৰ ইচ্ছিত ডাঠ আৰু ধৰ্মসমূহ অৰ্জন কৰিব পাৰি।

• ক্ষয় অধ্যয়ন: ধাতু দ্ৰৱীভৱনৰ হাৰ আৰু ক্ষয় উৎপাদ গঠন নিৰ্ধাৰণ কৰিবলৈ ক্ষয় অধ্যয়নত ফাৰাডে ধ্ৰুৱক নিয়োজিত কৰা হয়। ই ক্ষয়ৰ কাৰ্যপ্ৰণালী বুজিবলৈ আৰু ক্ষয় সুৰক্ষাৰ কৌশল বিকাশ কৰাত সহায় কৰে।

শক্তি সঞ্চয়#

• ইন্ধন কোষ: ৰাসায়নিক শক্তিক বৈদ্যুতিক শক্তিলৈ ৰূপান্তৰিত কৰা ইন্ধন কোষৰ ডিজাইন আৰু অপ্টিমাইজেশ্যনত ফাৰাডে ধ্ৰুৱক ব্যৱহাৰ কৰা হয়। ই নিৰ্দিষ্ট পৰিমাণৰ ইন্ধনৰ পৰা উৎপাদন কৰিব পৰা বিদ্যুৎৰ সৰ্বোচ্চ পৰিমাণ গণনা কৰিবলৈ অনুমতি দিয়ে।

মেট্ৰ’লজি#

• সঁজুলিৰ কেলিব্ৰেচন: কুলমিটাৰ আৰু পটেন্সিঅ’ষ্টেটৰ দৰে বৈদ্যুতিক আধান জোখা সঁজুলিসমূহ কেলিব্ৰেট কৰিবলৈ ফাৰাডে ধ্ৰুৱক ব্যৱহাৰ কৰা হয়। ই বিভিন্ন বৈজ্ঞানিক আৰু উদ্যোগিক প্ৰয়োগত সঠিক আৰু নিৰ্ভৰযোগ্য জোখ নিশ্চিত কৰে।

সামগ্ৰিকভাৱে, ফাৰাডে ধ্ৰুৱকে ইলেক্ট্ৰকেমিকেল প্ৰক্ৰিয়াসমূহ বুজিবলৈ আৰু নিয়ন্ত্ৰণ কৰিবলৈ এক গুৰুত্বপূৰ্ণ ভূমিকা পালন কৰে, যিয়ে ইলেক্ট্ৰকেমিষ্ট্ৰী, বিশ্লেষণাত্মক ৰসায়ন, পদাৰ্থ বিজ্ঞান, শক্তি সঞ্চয়, আৰু মেট্ৰ’লজিৰ দৰে ক্ষেত্ৰত অগ্ৰগতি সম্ভৱ কৰি তোলে।

ফাৰাডে ধ্ৰুৱকৰ সঘনাই সোধা প্ৰশ্ন#

ফাৰাডে ধ্ৰুৱক কি?#

ফাৰাডে ধ্ৰুৱক, F চিহ্নেৰে চিহ্নিত, হৈছে ইলেক্ট্ৰনৰ প্ৰতি ম’লত বৈদ্যুতিক আধান। ই এক মৌলিক ভৌতিক ধ্ৰুৱক যিয়ে বৈদ্যুতিক আধানৰ পৰিমাণৰ সৈতে পদাৰ্থৰ পৰিমাণৰ সম্পৰ্ক স্থাপন কৰে।

ফাৰাডে ধ্ৰুৱকৰ মান কিমান?#

ফাৰাডে ধ্ৰুৱক প্ৰায় 96,485 কুলম্ব প্ৰতি ম’ল (C/mol)। ইয়াৰ অৰ্থ হৈছে যে এক ম’ল ইলেক্ট্ৰনে 96,485 কুলম্ব আধান কঢ়িয়াই নিয়ে।

ফাৰাডে ধ্ৰুৱক কেনেকৈ ব্যৱহাৰ কৰা হয়?#

ফাৰাডে ধ্ৰুৱক বিভিন্ন ইলেক্ট্ৰকেমিকেল গণনাত ব্যৱহাৰ কৰা হয়, যেনে:

• ইলেক্ট্ৰলাইছিছৰ সময়ত ধাতুৰ নিৰ্দিষ্ট পৰিমাণ জমা বা দ্ৰৱীভূত কৰিবলৈ প্ৰয়োজনীয় আধান গণনা কৰা
• ভল্টাইক কোষৰ ইলেক্ট্ৰমোটিভ ফ’ৰ্ছ (EMF) গণনা কৰা
• দ্ৰৱত আয়নৰ ঘনত্ব নিৰ্ধাৰণ কৰা

ফাৰাডে ধ্ৰুৱকৰ কিছু প্ৰয়োগ কি কি?#

ফাৰাডে ধ্ৰুৱক বিভিন্ন প্ৰয়োগত ব্যৱহাৰ কৰা হয়, য’ত অন্তৰ্ভুক্ত হৈছে:

• ইলেক্ট্ৰপ্লেটিং: ইলেক্ট্ৰপ্লেটিংৰ সময়ত বস্তু এটাত জমা হ’বলগীয়া ধাতুৰ পৰিমাণ গণনা কৰিবলৈ ফাৰাডে ধ্ৰুৱক ব্যৱহাৰ কৰা হয়।
• বেটাৰী: বেটাৰীত সঞ্চয় কৰিব পৰা আধানৰ পৰিমাণ গণনা কৰিবলৈ ফাৰাডে ধ্ৰুৱক ব্যৱহাৰ কৰা হয়।
• ইন্ধন কোষ: ইন্ধন কোষেৰে উৎপাদন কৰিব পৰা বিদ্যুৎৰ পৰিমাণ গণনা কৰিবলৈ ফাৰাডে ধ্ৰুৱক ব্যৱহাৰ কৰা হয়।

ফাৰাডে ধ্ৰুৱকৰ ইতিহাস কি?#

ফাৰাডে ধ্ৰুৱক প্ৰথমবাৰৰ বাবে মাইকেল ফাৰাডেৰ দ্বাৰা ১৮৩৪ চনত জোখা হৈছিল। ফাৰাডেৰ পৰীক্ষাই দেখুৱাইছিল যে ইলেক্ট্ৰলাইছিছৰ সময়ত ধাতুৰ নিৰ্দিষ্ট পৰিমাণ জমা কৰিবলৈ প্ৰয়োজনীয় আধান জমা হোৱা ধাতুৰ পৰিমাণৰ সমানুপাতিক। এইটোৱে তেওঁক ফাৰাডে ধ্ৰুৱকৰ ধাৰণাটো আগবঢ়াবলৈ প্ৰেৰণা যোগাইছিল।

মাইকেল ফাৰাডে কোন আছিল?#

মাইকেল ফাৰাডে (১৭৯১-১৮৬৭) আছিল এগৰাকী ব্ৰিটিছ বিজ্ঞানী যি ইলেক্ট্ৰমেগনেটিজম আৰু ইলেক্ট্ৰকেমিষ্ট্ৰী ক্ষেত্ৰলৈ গুৰুত্বপূৰ্ণ অৱদান আগবঢ়াইছিল। তেওঁ ইলেক্ট্ৰমেগনেটিক ইণ্ডাকচন আৱিষ্কাৰৰ বাবে সবাতোকৈ পৰিচিত, যি বৈদ্যুতিক জেনেৰেটৰ আৰু ট্ৰান্সফৰ্মাৰৰ ভিত্তি। ফাৰাডেয়ে ইলেক্ট্ৰলাইছিছ বুজিবলৈ আৰু বৈদ্যুতিক মটৰ বিকাশ কৰাতো গুৰুত্বপূৰ্ণ অৱদান আগবঢ়াইছিল।