ইউনিট ৩ তড়িৎ-রসায়ন (অন্তঃপাঠ্য প্রশ্ন-৫)

উত্তর

একটি সীসা সঞ্চয়ক ব্যাটারিতে একটি সীসার অ্যানোড, সীসা অক্সাইড $\left({PbO_2}\right)$ দিয়ে পূর্ণ সীসার জালক ক্যাথোড এবং তড়িৎ-বিশ্লেষ্য হিসেবে সালফিউরিক অ্যাসিডের $38 \%$ দ্রবণ $\left({H_2} {SO_4}\right)$ থাকে।

ব্যাটারি ব্যবহারের সময় নিম্নলিখিত কোষ বিক্রিয়াগুলি ঘটে:

অ্যানোডে : $\quad{Pb}(s)+{SO}_4^{2-}(a q) \longrightarrow {PbSO}_4(s)+2 e^{-} \quad\quad\quad\quad\quad (i)$

ক্যাথোডে : ${PbO}_2(s)+{SO}_4^{2-}(a q)+4 {H}^{+}(a q)+2 e^{-} \longrightarrow {PbSO}_4(s)+2 {H}_2 {O}(l)\quad\quad\quad\quad\quad (ii)$

সামগ্রিক কোষ বিক্রিয়াটি নিম্নরূপ,

$\quad\quad\quad\quad\quad {Pb}(s)+{PbO}_2({~s})+2 {H}_2 {SO}_4(a q) \longrightarrow 2 {PbSO}_4(s)+2 {H}_2 {O}(l)$

ব্যাটারি আধান করার সময়, বিপরীত বিক্রিয়া ঘটে, অর্থাৎ, ইলেক্ট্রোডে জমা ${PbSO}_4$ পুনরায় Pb এবং ${PbO}_2$ এ রূপান্তরিত হয় এবং ${H}_2 {SO}_4$ পুনরুৎপাদিত হয়।

বিক্রিয়া (i)-এর বিপরীতটি বিজারণ হবে এবং তাই ক্যাথোডে ঘটবে। বিক্রিয়া (ii)-এর বিপরীতটি জারণ হবে এবং তাই অ্যানোডে ঘটবে।

উত্তর

মিথেন এবং মিথানল জ্বালানি কোষে জ্বালানি হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে।

উত্তর

লোহার পৃষ্ঠে উপস্থিত জলস্তর (বিশেষ করে বর্ষাকালে) বায়ুর অম্লীয় অক্সাইড যেমন ${CO}_2, {SO}_2$ ইত্যাদিকে দ্রবীভূত করে অ্যাসিড গঠন করে যা বিযোজিত হয়ে ${H}^{+}$ আয়ন দেয়

$$ {H}_2 {O}+{CO}_2 \longrightarrow {H}_2 {CO}_3 \rightleftharpoons 2 {H}^{+}+{CO}_3^{2-} $$

${H}^{+}$ আয়নের উপস্থিতিতে, লোহা কিছু স্থান থেকে ইলেকট্রন হারিয়ে ফেরাস আয়ন গঠন করতে শুরু করে, অর্থাৎ তার জারণ ঘটে। তাই, এই স্থানটি অ্যানোড হিসেবে কাজ করে। এইভাবে মুক্ত ইলেকট্রনগুলি ধাতুর মধ্য দিয়ে অগ্রসর হয়ে অন্য একটি স্থানে পৌঁছায় যেখানে ${H}^{+}$ আয়ন এবং দ্রবীভূত অক্সিজান এই ইলেকট্রনগুলি গ্রহণ করে এবং বিজারণ বিক্রিয়া ঘটে। তাই, এই স্থানটি ক্যাথোড হিসেবে কাজ করে:

$ \text{\hspace{0.5mm}অ্যানোডে :} \quad\hspace{1.5mm}{Fe}(s) \longrightarrow {Fe}^{2+}(a q)+2 e^{-} $

$ \text{ক্যাথোডে :} \quad {O}_2(g)+4 {H}^{+}(a q)+4 e^{-} \longrightarrow 2 {H}_2 {O}(l) $

সামগ্রিক বিক্রিয়াটি হল: $\quad 2 {Fe}(s)+{O}_2(g)+4 {H}^{+}(a q) \longrightarrow 2 {Fe}^{2+}(a q)+2 {H}_2 {O}(l)$

এইভাবে, পৃষ্ঠে একটি তড়িৎ-রাসায়নিক কোষ প্রতিষ্ঠিত হয়। ফেরাস আয়নগুলি পরে বায়ুমণ্ডলীয় অক্সিজান দ্বারা ফেরিক আয়নে জারিত হয় যা জল অণুর সাথে যুক্ত হয়ে জলযোজিত ফেরিক অক্সাইড, ${Fe}_2 {O}_3 .x {H}_2 {O}$ গঠন করে, যা মরিচা।