chemistry, mineral resources , metal and nonmetal
প্রশ্নঃ
$Cu$ ধাতু নিষ্কাশনে যে গ্যাস নির্গত হয় পরিবেশের উপর তার প্রভাব লিখ ।
উত্তরঃ
$Cu_2S+O_2\longrightarrow Cu_2O+SO_2$
$Cu_2S+Cu_2O\longrightarrow Cu+SO_2$
কপার ধাতু নিষ্কাশনের সময় যে $SO_2$ উৎপন্ন হয় তা বৃষ্টির পানির সাথে বিক্রিয়া করে সালফিউরাস এসিড উৎপন্ন করে ।
$SO_2+H_2O\longrightarrow H_2SO_3$ (সালফিউরাস এসিড)
অথবা, বজ্রপাতের সময় বাতাসের অক্সিজেন সালফার ডাই অক্সাইডকে জারিত করে সালফার ট্রাই অক্সাইড উৎপন্ন করে ।
$SO_2+O_2\xrightarrow{thunder}SO_3$
উৎপন্ন সালফার ট্রাই অক্সাইড বৃষ্টির পানির সাথে বিক্রিয়া করে সালফিউরিক এসিড উৎপন্ন করে ।
$SO_3+H_2O\longrightarrow H_2SO_4$
যা এসিড বৃষ্টির জন্য দায়ী ।
প্রশ্নঃ
$Cu$ ধাতু নিষ্কাশনে যে গ্যাস নির্গত হয় তার লাভজনক ব্যবহার লিখ ।
উত্তরঃ
$i. H_2SO_4$ উৎপাদনে ব্যবহার করা যায় ।
$ii.$ জিপসাম ( সিমেন্ট, wall board,plaster of paris) তৈরিতে ব্যবহার করা হয় ।
বিক্রিয়া সমূহঃ
$CaCO_3+SO_2\longrightarrow CaSO_3+CO_2$ [চুনাপাথরে $SO_2$ শোষণ]
অথবা,
$CaO+SO_2\longrightarrow CaSO_3$ [চুনে শোষণ]
উৎপন্ন ক্যালসিয়াম সালফাইট অক্সিজেন ও জলীয় বাষ্পের সাথে বিক্রিয়া কর জিপসাম উৎপন্ন করে ।
$2CaSO_3+O_2+4H_2O\rightarrow 2(CaSO_4\cdot 2H_2O)$ [জিপসাম]
প্রশ্নঃ
কপার ধাতুর সাথে গাঢ় সালফিউরিক এসিডের বিক্রিয়া লিখ।
উত্তরঃ
$Cu+2H_2SO_{4_(c)}\longrightarrow CuSO_4+SO_2+2H_2O$ [জারন-বিজারণ]
বিক্রিয়াটির কৌশলঃ
$H_2SO_4\longrightarrow SO_2+H_2O+[O]$
$Cu+[O]\longrightarrow CuO$
$\dfrac{CuO+H_2SO_4\longrightarrow CuSO_4+H_2O}{Cu+2H_2SO_{4_(c)}\longrightarrow CuSO_4+SO_2+2H_2O}$
প্রশ্নঃ
পটাসিয়াম আয়োডাইড এর সাথে গাঢ় সালফিউরিক এসিডের বিক্রিয়া লিখ।
$2KI+2H_2SO_4\longrightarrow K_2SO_4+2H_2O+I_2+SO_2$
বিক্রিয়াটির কৌশলঃ
$H_2SO_4\longrightarrow H_2O+SO_2+[O]$
$2KI+[O]\longrightarrow K_2O+I_2$
$\dfrac{K_2O+H_2SO_4\longrightarrow K_2SO_4+H_2O}{2KI+2H_2SO_4\longrightarrow K_2SO_4+2H_2O+I_2+SO_2}$
বিক্রিয়াটিতে বেগুনি বর্ণের আয়োডিন উৎপন্ন হয় ।
প্রশ্নঃ
সালফানাইড যৌগ মূলকের সংকেত লিখ ।
উত্তরঃ
সালফানাইড (bisulfide) এর সংকেত $HS^-$
যেমনঃ আয়রন সালফানাইড এর সংকেত $H_4Fe_4S_4$
৮. $\mathrm{F^{3+}e2O^{2-}3+3^{2+}CO^{2-}\longrightarrow 2Fe^\circ +3C^{4+}O2^{2-}}$
বিজারন জারন বিজারক
৯. $\mathrm{Fe_2O_33H_2O\longrightarrow Fe_2O_3+3H_2O}$
লিমোনাইট
$\mathrm{Fe_2O_3+CO\longrightarrow 2Fe+3CO_2}$
১০. $\mathrm{CuFeS_2+O_2\longrightarrow Cu_2O+Cu_2S+FeO+SO_2}$
$\mathrm{Cu_2O+Cu_2S\longrightarrow Cu+SO_2}$ [স্ব-বিজারন]
[$\mathrm{Cu}$ ধাতু নিষ্কাশনে কর্বন বিজারন হয় না। জারন বিক্রিয়ায় উৎপন্ন কিউপ্রাস অক্সাইড অজারিত কিউপ্রাস সালফাইডের সাথে বিক্রিয়া করে $Cu$ ধাতু মুক্ত করে। তাই একে স্ব-বিজারন প্রক্রিয়া বলে।]
১১. $\mathrm{Cu_2S+O_2\longrightarrow Cu_2O+SO_2}$
$\mathrm{Cu_2O+Cu_2S\longrightarrow Cu+CO_2}$
চালকোসাইট
বাত্যাচুল্লিতে আয়রন নিষ্কাশন:
বাত্যাচুল্লিতে উপর থেকে লোহার
দশম অধ্যায়:
খনি:
মাটি, পানি এবং বায়ুমন্ডলের যে অংশ থেকে প্রয়োজনীয় ধাতু, অধাতু, উপধাতু এবং এদের যৌগসমূহ সংগ্রহ করা হয় তাকে খনি বলে।
খনিজ সম্পদ:
মাটি, পানি এবং বায়ুমন্ডলৈর বিভিন্ন অংশ থেকে প্রাপ্ত প্রয়োজনীয় ধাতু, অধাতু, উপধাতু এবং এদের যৌগ সমূহকে খনিজ সম্পদ বলৈ।
খনিজ:
ভূ-পৃষ্ঠ বা ভূপৃষ্ঠের অভ্যন্তরে যেসকল পদার্থ থেকে প্রয়োজনীয় ধাতু, অধাতু, উপধাতু এবং পদের যৌগ সমূহকে সংগ্রহ করা হয় তাদেরকে খনিজ বলে।
গঠন বা কাঠিন্যের ভিত্তিতে খনিজ তিন প্রকার। যথা:
$(i)$ গ্যাসীর
$(ii)$ তরল
$(iii)$ কঠিন
গ্যাসীয় খনিজ: মিথেন $(CH_4)$, নাইট্রোজেন $(N_2)$ ইত্যাদি
তরল খনিজ: পেট্রোলিয়াম, কেরোসিন ইত্যাদি $Hg$ বা পারদ
কঠিন খনিজ: লোহা বা তামার খনিজ ইত্যাদি ম্যাগনেটাইট, সালফার বা গন্ধক, বক্সাইট উপাদানের ভিত্তিতে খনিজ তিন প্রকার। যথা:
$(i)$ ধাতু $\longrightarrow $ লোহা ও তামার খনিজ
$(ii)$ অধাতু $\longrightarrow $ $S,N_2$
$(iii)$ উপধাতু $\longrightarrow $ জিরকন $(Z-rS_iO_4),$ সিলিকা $(S_iO_2)$
অবস্থানগতভাবে খনিজের প্রকারভেদ:
$(i)$ মাটি $\longrightarrow S,Z_rS_iO_4, S_iO_2$
$(ii)$ পানি $\longrightarrow $ হ্যালোজেন $(F,Cl,Br,I)$
$(iii)$ বায়ুমন্ডল $\longrightarrow Na$
$Z_rS_iO_4\longrightarrow Z_rO.S_iO_3$
ভূ-পৃষ্ঠের বিভিন্ন উপাদানের পরিমান:
$(o)$ অক্সিজেন $\longrightarrow 46\%=165.6^\circ $
$(K)$ পটাশিয়াম $\longrightarrow 3\%=10.8^\circ $
$(Ca)$ ক্যালসিয়াম $\longrightarrow 4\%=14.4^\circ $
$(Fe)$ আয়রন $\longrightarrow 5\%=18^\circ $
$(Al)$ অ্যালুমিনিয়াম $\longrightarrow 8.4\%=30.24^\circ $
$(Si)$ সিলিকন $\longrightarrow 27\%=97.2^\circ $
$(Mg)$ ম্যাগনেশিয়াম $\longrightarrow 2\%=7.2^\circ $
অন্যান্য $\longrightarrow 2\%=7.2^\circ $
$(Na)$ সোডিয়াম $\longrightarrow 3\%=10.8^\circ $
কঠিন খনিজ থেকে সৃষ্টি হয়।
শিলা:
বিভিন্ন প্রকার খনিজ পদার্থ মিশ্রিত হয়ে বিভিন্ন শক্ত কণা সৃষ্টি করে এই কণাসর্মহ একত্রিত হয়ে যে পদার্থের সৃষ্টি করে, তাকে শিলা বলে।
সকল শিলাই খনিজ কিন্তু সকল খনিজ শিলা নয়।
শিলার প্রকারভেদ:
শিলা ৩ প্রকার। যথা:
$(i)$ আগ্নীয় শিলা
$(ii)$ পাললিক শিলা
$(iii)$ রূপান্তরিত শিলা
আগ্নেয় শিলা: আগ্নেয় গিরি থেকে যে উত্তপ্ত গলিত খনিজ পদার্তের মিশ্রন নির্গত হয়, তাকে লাভা বা ম্যাগমা বলে। এই ম্যাগমা ধন্তা হয়ে যে কঠিন পদার্থের সৃষ্টির করে, তাকে আগ্নেয় পিলা বলে। যেমন:
গ্নানাইট
পালশিক শিলা: বাতাস, ঝড়, বৃষ্টি, বন্যা, কুয়াশা ইত্যাদির প্রভাবে ভূ-পৃষ্ঠের বালি বা কাদামাটি ধুয়ে বিভিন্ন স্থানে পলি আকারে সঞ্চিত হয়। পলিতে থাকা শক্ত কনাগুলো বিভিন্ন স্তরে সঞ্চিত হয়ে যে কঠিন পদার্থের সৃষ্টি করে, তাকে পাললিক শিলা বলে। যেমন: বেলে পাথর।
রূপান্তরিত শিলা: আগ্নেয় শিলা এবং পাললিক শিলা একত্রিত হয়ে যে নতুন শিলা সৃষ্টি করে, তাকে রূপান্তরিত শিলা বলে।
যেমন: কয়লা$\longrightarrow $ গ্রাফাইট $\longrightarrow $ হিরা
আকরিক: যেসকল শিলা বা খনিজ থেকে লাভজনকভাবে ধাতু বা অধাতু সংগ্রহ করা হয়, তাদেরকে আকরিক বলে।
আকরিক দুই প্রকার। যথা:
$(i)$ ধাতব আকরিক
যেমন: লোহা, অ্যালুমিনিয়াম, কপার ইত্যাদির আকরিক।
$(ii)$ অধাতব আকরিক:
যেমন: সালফার এবং কার্বনের আকরিক।
ধাতব আকরিকের ছক
ধাপ ২:
আকরিক ঘনীকরন
আকরিকের সাথে খনিজমল মিশ্রিত থাকে। একে পৃথক করার জন্য ঘনীকরন পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। নিম্নোক্ত চারটি উপারে আকরিক ঘনীকরন করা হয়। যথা:
$(i)$ হাইড্রোলাইটিক পদ্ধতি:
একটি খাঁজকাটা কম্পমান হেলানো টেবিলের উপর দিয়ে খনিজমলযুক্ত আকরিকে পানির প্রবাহে ধৌতকরন করা হয়। এক্ষেত্রে আকরিক খনিজমল অপেক্ষা ভারী হওয়ায় আকরিকগুলো খাঁজের মধ্যে পড়ে থাকে। যেমন:
অক্সাইডযুক্ত আকরিকগুলো $\mathrm{(Fe_3O_4,Al_zO_3.ZH_2O)}$
হাইড্রোলাইটিক পদ্ধতিতে ঘনীকরন করা হয়।
$(ii)$ ফেনা ভাসমান পদ্ধতি:
যেসকল আকরিকের খনিজমল আকরিক অপেক্ষা ভারী সকল আকরিক ঘনীকরনে ফেনা ভাসমান পদ্ধতি প্রয়োগ করে ঘনীকরণ করা হয়। যেমন:
সালাফার যুক্ত আকরিক অর্থাৎ $ZnS,Cu_2S,HgS,Ag_2S,CuFeS_2,pbS$ এবং হেমাটাইট $(Fe_2O_3)$ কে ফেলা ভাসমান পদ্ধতিতে ঘণীকরন করা হয়। এক্ষেত্রে একটি বড় ট্যাঙ্কে খনিজমলযুক্ত আকরিক নিয়ে পানি নিয়ে সামান্য পরিমান তেল দ্বারা ট্যাঙ্ক পূর্ণ করা হয়। পানির অভ্যন্তরে বায়ুপ্রবাহ চালনা করে বুদবুদ সৃষ্টি করলে আকরিকগুলো ফেনা আকারে উপরে ভেসে উঠে এবং খনিজমল তলানি আকারে জমা হয়। এই ফেনাই ঘণীকৃত আকরিক।
খনিজমল: সাধারনত কোনো আকরিক থেকে ধাতু সংগ্রহ করার ক্ষেত্রে ঐ আকরিক ব্যতীত অন্যকোনো পদার্থ মিশ্রিত থাকলে সেই পদার্থকে ঐ আকরিকের খনিজমল বলে।
বক্সাইড $\mathrm{\longrightarrow Al_2O_3.2H_2O}$
খনিজমলকে কখনো কখনো অপদ্রব বলে।
ধাতু নিষ্কাষনের পদ্ধতিসমূহ:
ধাতু নিষ্কাষনের ক্ষেত্রে নিম্নোক্ত ধাপসমূহ অনুসরণ করা হয়:
ধাপ ১:
আকরিক চূর্ণ-বিচূর্ণ করন
আকরিকগুলো আকারে বড় হলে প্রথমে জো-ক্রাশার $\mathrm{(Jaw-Crusher)}$
-এ টুকরো টুকরো করা হয়। এরপর বল ক্রাশার $\mathrm{(Ball-Crusher)}$
-এ মিহি দানা বা পাউডারে পরিনত করা হয়।
পরীক্ষাগারে কেরোসিন ও সামান্য পরিমন লবন ব্যবহার করা হয়। কিন্তু বানিজ্যিক পদ্ধতিতে পাইন ওয়েল ব্যবহার করা হয়।
$(iii)$ চৌম্বকীর ঘনীকরণ:
আকরিক বা খনিজমল এর যেকোনো একটি চুম্বধর্মী হলে এই পদ্ধতিতে আকরিক ঘনীকররন করা হয়। এক্ষেত্রে একটি চুম্বকের তৈরি চাকার উপর ঘৃর্ণায়মান বেল্ট ব্যবহার করা হয়।
চুম্বকধর্ধী খনিজ যেমন: ক্রোমাইট $\mathrm{(FeOCr_2O_3),}$ রুটাইল $\mathrm{(TiO_2)}$ কে চুম্বকধর্মী বৈশিষ্ট্যের কারনে এই পদ্ধতিতে ঘনীকরন করা হয়।
ক্রোমাইট ক্রোমিয়ামের আকরিক
$(iv)$ রাসায়নিক পদ্ধতি: আকরিক বা খনিজমলের যেকোনো একটি কোনো পদার্থের সাথে বিক্রিয়া করলে রাসায়নিক পদ্ধতিতে আকরিক ঘনীকরন করা হয়। যেমন: বক্সাইউ $\mathrm{(Al_2O_3.2H_2O)}$ এর সাথে $FeO, TiO_2, SiO_2$ ইত্যাদি খনিজমল মিশ্রিত থাকে। এসব খনিজমল $NaOH$ এর সাথে বিক্রিয়অ করে না। কিন্তু বক্সাইট বিক্রিয়া করে $NaAlO_2$ লবণ উৎপন্ন করে।
$\mathrm{Al_2O_3.2H_2O+2NaOH\xrightarrow{\Delta }2NaAlO_2+3H_2O}$ [প্রশমন]
উৎপন্ন $NaAlO_2$ কে গরম পানির সাথে বিক্রিয়া করালে $Al(OH)_3$ এর অধঃক্ষেপ সৃষ্টি হয়।
$\mathrm{NaAlO_2+H_2O\xrightarrow{\Delta }NaOH+Al(OH)_3\downarrow} $
প্রাপ্ত $Al(OH)_3$ এর অধঃক্ষেপকে সরিয়ে নিলে বক্সাইটের ঘনীকরন হয়ে যায়।
প্রাপ্ত $Al(OH)_3$ কে $1100^\circ C$ তাপমাত্রায় বাতাসের অনুপস্থিতিতে উত্তপ্ত করলে বিশুদ্ধ $Al_2O_3$ পাওয়া যায়।
$\mathrm{Al(OH)_3\xrightarrow{1100^\circ C}Al_2O_3\downarrow +H_2O{_{(g)}}}$
ধাপ ৩:
ঘনীকৃত আকরিককে ধাতব অক্সাইডে রূপান্তর ঘনীকৃত আকরিককে ধাতুর অক্সাইডে দাইটি উপায়ে পরিনত করা হয়।
$(i)$ ভষ্মীকরন:
বাতাসের অনুপস্থিতিতে কেলাস পানি, হাইড্রোক্সাইড, কার্বনেট, বাই কার্বনেটযুক্ত আকরিককে উত্তপ্ত করে কার্বন ডাই অক্সাইড এবং জলীয় বাষ্প আকারে এসব অপদ্রব দূরীবারনের পদ্ধতিকে ভষ্মীকরন বলে।
$\mathrm{Al_2O_3.2H_2O\xrightarrow{\Delta }Al_2O_3{_{(s)}}+2H_2O{_{(g)}}}$
$\mathrm{Fe_2O_3.3H_2O\xrightarrow{\Delta } Fe_2O_3{_{(s)}}+3H_2O{_{(g)}}}$
$\mathrm{Al(OH)_3\xrightarrow{\Delta }{1100^\circ C}Al_2O_3{_{(s)}}+H_2O{_{(g)}}}$
$\mathrm{ZnCO_3\xrightarrow{\Delta } ZnO{_{(s)}}+CO_2{_{(g)}}}$
$\mathrm{CaCO_3\xrightarrow{\Delta } CaO{_{(s)}}+CO_2{_{(g)}}}$
$\mathrm{FeCO_3\xrightarrow{\Delta } FeO{_{(s)}}+CO_2{_{(g)}}}$
$\mathrm{Siderite}$
বা, ফেরাস কার্বনেট
$(ii)$ তাপজারন: বাতাসের উপস্থিতিতে গলনাউকর চেয়ে কম তাপমাত্রায় সাধারনত সালফাইযুক্ত আকরিককে অক্সিজেন দ্বারা জারিত করে ধাতুর অক্সাইডে পরিনত করার প্রক্রিয়াকে তাপজারন বলে।
জিংকব্লেন্ড$\mathrm{\longrightarrow ZnS+O_2\xrightarrow[{900^\circ C}]{}ZnO+SO_2}$
$\mathrm{HgS+O_2\longrightarrow HgO+SO_2}$
$\mathrm{Cu_2S+2O_2\longrightarrow 2CuO+SO_2}$
$\mathrm{Ag_2S+O_2\longrightarrow Ag_2O+SO_2}$
ধাপ ৪:
ধাতুর অক্সাইড হতে ধাতুু মুক্তকরন
ধাতুর অক্সাইডকে বিজারন পদ্ধতিতে বিজারিত করে ধাতুতে পরিনত করা হয়। বিজারন তিনটি ধাপের যেকোনো একটির সাহায্যে করা হয়।
$(i)$ তড়িৎ বিশ্লেষণ:
$Al_2O_3$ এর গলনাঙ্ক $2050^\circ C$ কিন্তু এর সাথে ক্রায়োলাইট $(Na_3AlF_6)$ যুক্ত করে $800^\circ -1000^\circ C$ তাপমাত্রায় $Al_2O_3$ কে গলানো যায়।
$\mathrm{pbS+O_2\longrightarrow pbO+SO_2}$
$\mathrm{Al_2O_3\xrightarrow[{800^\circ C-1000^\circ C}]{Na_3AlF_6}2Al^{2+}+30^{2-}}$
$\mathrm{C+O_2\longrightarrow CO_2}$
ক্যাথোড বিক্রিয়া:
ক্যাথোড ঋণাত্মক চার্জযুক্ত হওয়া ঋণাত্মক অ্যালুমিনিয়াম আরন $(Al^{3+})$ ক্যাথোডের দিকে ধাঠিত হয় এবং সেখানে ইলেকট্রন গ্রহন করে $Al$ পরমানুতে পরিনত হয়।
$\mathrm{Al^{3+}+3e^-\longrightarrow Al}$ [বিজারন]
সামগ্রিক কোষ বিক্রিয়া:
$\mathrm{60^{2-}-12e^-\longrightarrow 30_2}$
$\mathrm{4Al^{3+}+12e^-\longrightarrow 4Al}$
$\mathrm{4Al^{3+}+60^{2-}\longrightarrow 4Al+3O_2}$
$(ii)$ কার্বন বিজারন প্রক্রিয়া:
ভষ্মীকরন বা তাপজারন প্রক্রিয়ায় প্রাপ্ত মধ্যম সক্রয় ধাতুর অক্সাইডগুলোকে কার্বন দ্বারা বিজারিত করে ধাতুমুক্ত করা হয়।
লোহার আকরিকগুলোকে কার্বন মনোক্সাইড দ্বারা বিজারিত করা হয়।
$\mathrm{ZnO+C\longrightarrow Zn+CO}$
জারক বিজারক
$\mathrm{pbO+C\longrightarrow pb+CO}$
জারক বিজারক
লোহা মুক্তকরন:
$\mathrm{C+O_2\longrightarrow CO_2}$
$\mathrm{CO_2+C\longrightarrow 2CO}$
$\mathrm{Fe_2O_3+3CO\longrightarrow 2Fe+3CO_2}$
$\mathrm{Fe_3O_4+4CO\longrightarrow 3Fe+4CO_2}$
$(iii)$ স্ববিজারন:
কম সক্রিয় ধাতুর আকরিককে প্রথমে অক্সিজেন দ্বারা জারিত করে যে ধাতব অক্সাইড পাওয়া যায় সেই ধাতব অক্সাইডকে ঐ আকরিক বিজারিত করে ধাতু মুক্ত করে।
$\mathrm{2Cu-2S+3O_2\longrightarrow 2Cu_2O+2SO_2}$
বিজারক জারক
$\mathrm{Cu_2S+2Cu_2O\longrightarrow 6Cu+SO_2}$
বিজারক জারক
$\mathrm{3Cu_2S+3O_2\longrightarrow 6Cu+3SO_2}$
এভাবে প্রাপ্ত কপার $74\%$ বিশুদ্ধ হয়।
$\mathrm{2HgS+30_2\longrightarrow 2HfO+2SO_2}$
$\mathrm{HgS+2HgO\longrightarrow 3Hg+SO_2}$
$\mathrm{3HgS+3O_2\longrightarrow 3Hg+3SO_2}$
বা, $\mathrm{HgS+O_2\longrightarrow Hg+SO_2}$
$\mathrm{2Ag_2S+3O_2\longrightarrow 2Ag_2O+2SO_2}$
$\mathrm{Ag_2S+2Ag_2O\longrightarrow 6Ag+SO_2}$
$\mathrm{3Ag_2S+30_2\longrightarrow 6Ag+3SO_2}$
বা, $\mathrm{Ag_2S+O_2\longrightarrow 2Ag+SO_2}$
$(iv)$ চালকোসাইট থেকে কপার বিশুদ্ধকরন:
$\mathrm{2CuFeS_2+4O_2\longrightarrow Cu_2S+3SO_2+2FeO}$
এখানে খনিজমল $FeO$ ক্ষারকীয় হওয়ায় অস্ত্রীয় বিগালক $(SiO_2)$ যোগ করে কেরাস সিলিকেট $(FeSiO_3)$ ধাতুমল হিসেবে অপসারিত করা হয়।
$CuFeS_2\longrightarrow $ চালকোসাইট বা চেলকোপাইরাইট
$\mathrm{2Cu_2S+3O_2\longrightarrow 2Cu_2O+2SO_2}$
$\mathrm{Cu_2S+2Cu_2O\longrightarrow 6Cu+SO_2}$
$\mathrm{3Cu_2S+3O_2\longrightarrow 6Cu+350_2}$
বা, $\mathrm{Cu_2S+O_2\longrightarrow 2Cu+3SO_2}$
প্রাপ্ত কপার $98%$ বিশুদ্ধ।
$98%Cu$ কে $99.99%$ বিশুদ্ধ করতে কপারের অবিশুদ্ধ তড়ুিৎদ্বারকে অ্যানোড হিসেবে ব্যবহার করে তড়িৎ বিশ্লেষণ করা হয়।
বিশুদ্ধ কপারের সরু দন্ড ক্যাথোড হিসাবে ব্যবহার করা হয়। অবিশুদ্ধ কপারের মোটা দন্ড অনোড হিসাবে ব্যবহার করা হয়। দন্ড দুটিকে কপারের লবণ $\mathrm{CuSO_4}$ এর দ্রবনের মধ্যে ন্মিজ্জিত করা হয়। অ্যানোড থেকে কপার ইলেকট্রন ছেড়ে দিয়ে $Cu^{2+}$ আকারে দ্রবনে খসে পড়ে। ক্যাথোড ঋণাত্মক তড়িৎদ্বার হওয়ায় খসে পড়া $Cu^{2+}$ ক্যাথোডের দিকে ধাবিত হয় এবং সেখানে ইলেকট্রন গ্রহন করে $Cu$ পরমানু আকারে বিশুদ্ধ কপার দন্ডের উপর জমা হতে থাকে। এই জমা হওয়া $Cu\;99.99%$ বিশুদ্ধ হয়।
অ্যানোড বিক্রিয়া:
$\mathrm{Cu-2e^-\longrightarrow Cu^{2+}}$ [জারন বিক্রিয়া]
ক্যাথোড বিক্রিয়া:
$\mathrm{Cu^{2+}+2e^-\longrightarrow Cu}$ [বিজারন বিক্রিয়া]
প্রশ্ন: কপার বিশুদ্ধকরনে যে গ্যাস নির্গত হয় পরিবেশের উপর তার প্রভাব লিখ।
$\rightarrow $ কপার বিশুদ্ধকরনে $SO_2$ গ্যাস নির্গত হয়। যা বৃষ্টির পানির সাথে মিশে $H_2SO_3 $ (সালফিউরাস এসিড) হিসেবে এসিড বৃষ্টির সৃষ্টি করে।
$\mathrm{SO_2+H_2O\longrightarrow H_2SO_3}$
বজ্রপাতের সময় উচ্চ তাপমাত্রা ও চাপের প্রভাবে $SO_2, O_2$ দ্বারা জারিত হয়। ফলে $SO_2$ উৎপন্ন হয়। যা বৃষ্টির পানির সাথে মিশে $H_2SO_2$ এসিড যুক্ত এসিড বৃষ্টির সৃষ্টি করে।
$\mathrm{2SO_2+O_2\longrightarrow 2SO_3}$
$\mathrm{SO_3+H_2O\longrightarrow H_2SO_4}$
প্রশ্ন: $Cu$ বিশুদ্ধকরনে যে গ্যাস নির্গত হয় তা কোন কো কাজে ব্যবহার করা যেতে পারে।
$\rightarrow (i)$ কপার নিষ্কাষনে বা বিশুদ্ধকরনে নির্গত $SO_2$ গ্যাস দ্বারা $H_2SO_4$ উৎপন্ন করা যায়।
$(ii)$ জিপসাম উৎপাদনে $SO_2$ ব্যবহার করা হয়। $SO_2$ কে চুন দ্বারা শোষন করে ক্যালসিয়াম সালফাইট উৎপন্ন করা হয়। উৎপন্ন ক্যালসিয়াম সালফাইটকে জলীয় বাষ্প এবং অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে জিপসাম উৎপন্ন করা হয়।
$\mathrm{SO_2+CaO\longrightarrow CaSO_3}$
$\mathrm{2CaSO_3+4H_2O+O_2\longrightarrow 2(CaSO_4.2H_2O}$
প্রশ্ন: $NaCl$ হতে $Na$ ধাতু নিষ্কাষন কর।
$rightarrow NaCl$ এর গলনাঙ্ক $801^\circ C$ কিন্তু এর সাথে $CaCl_2$ যুক্ত করে $600^\circ C$ তাপমাত্রায় $NaCl$ কে গলানো যায়। $CaCl_2$ এর শতকরা পরিমান $58-60%$ এবং এর গলনাঙ্ক $772^\circ C$
$\mathrm{NaCl\xrightarrow [{600^\circ C}]{CaCl_2} Na^=+Cl^-}$ [গলন]
গলিত $NaCl$ কে কাঁচ বা চিনামাটির পাত্রে নিয়ে গ্রাফাইটের দুটি রডকে অ্যানোড ও ক্যাথোড হিসাবে ব্যবহার করা হয়।
বাত্যাচুল্লী উপর থেকে কার্বন, কেরিক অক্সাইড, ক্যালসিয়াম কার্বনেটের মিশ্রন নিচের দিকে ফেলে দিলে চুল্লীর তলদেশে $1500^\circ C$ তাপমাত্রার গরম বাতাসের সাথে কার্বনের বিক্রিয়ায় $CO_2$ উৎপন্ন হয়। উৎপন্ন $CO_2$ উপরের দিকে উঠার সময় চুল্লীয় মাসে $900^\circ C$ তাপমাত্রায় কার্বনের সাথে বিক্রিয়া করে $CO$ উৎপন্ন করে।
$\mathrm{CO_2+C\xrightarrow [{900^\circ C}] 2CO}$
উৎপন্ন $CO, Fe_2O_3$ কে বিজারিত করে লোহা মুক্ত করে।
$\mathrm{Fe_2O_3+CO_2\longrightarrow Fe+CO_2}$
উৎপন্ন লোহা উচ্চ তাপের কারনে গলিত লোহা হিসেবে চুল্লির তলদেশে জমা হয়। অপরদিকে ক্যালসিয়াম কার্বনেট $450^\circ C$ তাপমাত্রায় বিয়োজিত চুন উৎপন্ন করে।
$\mathrm{CaCO_3\longrightarrow CaO+CO_2}$
উৎপন্ন $CaO$ খনিজমল $SiO_2$ এর সাথে বিক্রিয়া করে ধাতুমল $CaSiO_3$ উৎপন্ন করে।
$\mathrm{CaO+SiO_2\longrightarrow CaSiO_3}$
এই ধাতুমল লোহার চেয়ে হালকা হওয়ায় গলিত লোহার উপর ভাসতে থাকে। তলদেশ যোক লোহা এবং উপর থেকে ধাতুমল অপসায়ন করলে কাস্ট আয়রন পাওয়া যায়।
লোহাকে নিকৃষ্ট ধাতু বলে
নিষ্কাষন:
মাটির তেরি রিটর্টে $ZnO$ এবং কার্বনের মিশ্যন নিয়ে গ্যাসের সাহায্যে $24$ ঘন্টা যাবৎ উৎপন্ন করা হয়। রিটর্টে $ZnO, C$ দ্বারা বিজারিত হয়ে $Zn$ ধাতুমুক্ত হয়।
$\mathrm{2ZnO+C\longrightarrow 2Zn+CO_2}$
উৎপন্ন $Zn$ গ্যাস আকারে গ্রাহক শীতকে ঠান্ডা হয়ে তরল জিংকে পরিনত হয়। জিংকের যে অংশ গ্রাহক শীতকে তরল হয় না, সেই অংশের প্রোলং শিতকে ঘণীভূত করা হয়। অংশ প্রোলং শীতকে তরলে প্রবেশ করানো হয়। এভাবে জিংক ধাতু নিষ্কাষণ করা হয়।
এই তরল জিংক দ্বারা সক্রিয় ধাতুর উপর প্রোলেপ দেওয়াকে গ্যালভানাইজিং বলে।
লোহায় মরিচা পড়ার বিক্রিয়া একটি জারন বিজারন বিক্রিয়া ব্যাখ্যা কর।
$\rightarrow $ বাতাসের জলীয় বাষ্প $(H_2O)$ বিয়োজিত হয়ে $H^+$ ও $OH^-$ উৎপন্ন করে।
$\mathrm{2H_2O\longrightarrow 2H^++20H^-}$
$Fe$ দুটি ইলেকট্রন ছেড়ে দিয়ে $Fe^{2+}$ এর পরিনত হয়।
$\mathrm{Fe-2e^-\longrightarrow Fe^{2+}}$ [জারন বিক্রিয়া]
ছেড়ে দেওয়া ইলেকট্রন $H^+$ গ্রহন করে $H_2$ তে পরিনত হয়।
$\mathrm{2H^++2O^-\longrightarrow H_2}$ [বিজারন বিক্রিয়া]
উৎপন্ন $H_2,O_2$ এর সাথে বিক্রিয়া করে পানি উৎপন্ন করে।
$\mathrm{H_2+\dfrac {1}{2}O_2\longrightarrow H-2O}$
উৎপন্ন $H_2O$ বিয়োজিত হয়।
$\mathrm{H_2O\longrightarrow H^++OH^-}$
$Fe^{2+}$ আরো একটি ইলেকট্রন ছেড়ে দিয়ে $Fe^{3+}$ এ পরিনত হয়।
$\mathrm{Fe^{2+}-e^-\longrightarrow \dfrac {1}{2}H_2}$ [বিজারন]
$\mathrm{Fe^{3+}\;\;\; 3}$ টি $OH^-$ সাথে যুক্ত হয়ে $Fe(OH)_3$ উৎপন্ন করে।
$\mathrm{Fe^{3+}3OH^-\longrightarrow Fe(OH)_3}$
উৎপন্ন $Fe(OH)_3$ বিয়োজিত হয়ে বা পুনঃবিন্যস্ত হয়ে আর্দ্র $Fe_2O_3$ উৎপন্ন করে।
$\mathrm{Fe(OH)_3\longrightarrow Fe_2O_3.3H_2O}$
মরিচা / র্দ্রাই হাইড্রেট ফেরিক অক্সাইড
মরিচা কাকে বলে?
আর্দ্র ফেরিক অক্সাইডকে মরিচা বলে।
মরিচায় সংকেত: $Fe_2O_3nH_2O$
অধাতু নিষ্কাষন:
সালফার কঠিন অবস্থায় ভূগর্ভে আকরিক আকারে থাকে যার গলনাঙ্ক $115^\circ C$ তিন স্তরবিশিষ্ট পাইপ দ্বারা সুপার হিটেড ওয়াটার এবং $20-22\;atm$ চাপে বাতাস প্রবেশ করিয়ে তরল সালফার ভূপৃষ্ঠে উত্তোলন করা হয়।
খনি হতে উৎপন্ন তরল সালফার প্রায় বিশুদ্ধ।
সুপার হিটেড ওয়াটার:
উচ্চ চাপে $100^\circ C-374^\circ C$ পর্যন্ত উত্তপ্ত তরল পানিকে সুপার হিটেড ওয়াটার বলে।
সালফারের ব্যবহার:
$(i)$ সলফিউরিক এসিডের প্রস্তুতিতে সালফার ব্যবহার করা হয়।
$(ii)$ সালফানাইড $(-S-O-O-S-)$ তৈরিতে ব্যবহার করা হয়।
$(iii)$ সালফোনাইড তৈরিতে ব্যবহার করা হয়।
সালফোনাইড $\mathrm{R-\underset R{\underset\vert N}-\overset O{\underset R{\overset{\vert\vert}{\underset\vert S}}}=O}$
$(iv)$ ভলকানাইজিং: প্রাকৃতিক পলিমার বা প্রাকৃতিক পলিমার সংশ্লিষ্ট পদার্থকে শক্ত বা দৃঢ় করার জন্য সালফার মিশানোর প্রক্রিয়াকে ভলফানাইজিং বলে।
$\mathrm{H_2O+SO_3\longrightarrow H_2SO_4{_{(g)}}}$
সালফিউরিক এসিড তৈরিতে সালফারের ব্যবহার: গাঢ় $H_2SO_4$ (তরল)
$\mathrm{H_2O+SO_3\longrightarrow H_2SO_4{_{(g)}}}$
সালফিউরিক এসিড তৈরিতে সালফারের ব্যবহার: গাঢ় $H_2SO_4$ (তরল)
চিত্র: স্পর্শ পদ্ধতির চিত্র
$\mathrm{H_2SO_4}$ এর এসিড ধর্ম:
$\mathrm{H_2SO_4+Ca(OH)_2\longrightarrow CaSO_4+H_2O}$
$H_2SO_4$ এর জারন ধর্ম:
$H_2SO_4{_{(c)}}\longrightarrow H_2O+SO_2+[o]$\mathrm{
$\mathrm{Cu+[o]\longrightarrow CuO}$
$\mathrm{\dfrac{CuO+H_2SO_4\longrightarrow CuSO_4+H_2O}{Cu+2H_2SO_4\longrightarrow CuSO_4+2H_2O+SO_2}}$
$H_2SO_4$ এর নিরুদক ধর্ম:
$\mathrm{H_2SO_4{_{(c)}}+C_{12}H_{22}O_{11}\longrightarrow 12c+11H_2O+H_2SO_4}$
Comments
Post a Comment