ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্ট: কোনটির তড়িৎ রাসায়নিক তুল্যাঙ্ক সবচেয়ে কম?
আমি একজন পেশাদার বাংলা কন্টেন্ট রাইটার। আজকের এই আর্টিকেলে আমি আপনাদের সাথে ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্ট নিয়ে আলচনা করব। কী সেই ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্ট, কীভাবে এটি নির্ণয় করা হয় আর বিভিন্ন ধাতুর ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্টের তুলনামূলক আলোচনা আমরা করব এই লেখায়। এছাড়াও ক্ষার ধাতু, অ্যালক্যালাইন আর্থ ধাতু এবং ট্রানজিশন ধাতুগুলির ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্ট কত তাও জানব আমরা। তাই পুরো লেখাটি মন দিয়ে পড়ুন এবং ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্ট নিয়ে জ্ঞানার্জন করুন।
ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্টের সংজ্ঞা
ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্ট হল সেই পদার্থের পরিমাণ যা একটি ফ্যারাডে তড়িৎ প্রবাহ দ্বারা জারিত বা বিজারিত হয়।
এটি একটি পদার্থের বৈশিষ্ট্য যা তার আণবিক ভর এবং এর আয়নিক অবস্থার উপর নির্ভর করে। ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্ট নির্ণয়ের জন্য, আমরা নিম্নলিখিত সূত্র ব্যবহার করতে পারি:
ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্ট = আণবিক ভর / (আয়নিক অবস্থা * ফ্যারাডে ধ্রুবক)
উদাহরণস্বরূপ, সোডিয়ামের ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্ট হল 23/1 * 96500 = 23 গ্রাম। এর অর্থ হল 23 গ্রাম সোডিয়াম একটি ফ্যারাডে তড়িৎ প্রবাহ দ্বারা জারিত হয়।
ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্ট একটি গুরুত্বপূর্ণ ধারণা কারণ এটি আমাদের তড়িৎ রাসায়নিক প্রক্রিয়ায় পদার্থের পরিমাণ নির্ণয় করতে দেয়। এটি ব্যাটারি এবং জ্বালানি কোষের মতো তড়িৎ রাসায়নিক ডিভাইসের ডिजাইন এবং অপারেশনেও ব্যবহৃত হয়।
প্রধান ধাতুগুলির ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্টের তুলনা
আমরা অনেক সময়ই করি। এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ ধারণা কারণ এটি আমাদেরকে দেখায় যে কোন ধাতুটি একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ বিদ্যুতের মাধ্যমে বেশি পরিমাণে অক্সিজেন বা হাইড্রোজেন উৎপাদন করতে পারে। ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্ট হল একটি ধাতুর সেই ভর যা একটি ফ্যারাডে বিদ্যুতের মাধ্যমে অক্সিজেন বা হাইড্রোজেন উৎপাদন করতে পারে।
যদি আমরা করি, তাহলে দেখতে পাই যে সবচেয়ে কম ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্ট হল লিথিয়ামের। এর মানে হল যে লিথিয়াম একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ বিদ্যুতের মাধ্যমে অন্য যে কোনও প্রধান ধাতুর চেয়ে বেশি পরিমাণে অক্সিজেন বা হাইড্রোজেন উৎপাদন করতে পারে। এর বিপরীতে, সবচেয়ে বেশি ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্ট হল সোনার। এর মানে হল যে সোনা একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ বিদ্যুতের মাধ্যমে অন্য যে কোনও প্রধান ধাতুর চেয়ে কম পরিমাণে অক্সিজেন বা হাইড্রোজেন উৎপাদন করতে পারে।
ক্ষার ধাতুগুলির ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্ট
ক্ষার ধাতুগুলির মধ্যে সর্বনিম্ন তড়িৎ-রাসায়নিক তুল্যতা রয়েছে সিজিয়াম (Cs) এর। সিজিয়ামের তড়িৎ-রাসায়নিক তুল্যতা হল 0.02051 গ্রাম প্রতি অ্যাম্পিয়ার-ঘণ্টা। এর কারণ হিসেবে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে যে সিজিয়াম একটি ভারী ধাতু যার পরমাণু ভর বেশি। তড়িৎ-রাসায়নিক তুল্যতা হল সেই পদার্থের ভর যা এক ঘণ্টায় এক অ্যাম্পিয়ার তড়িৎ দ্বারা বৈদ্যুতিক অপচয় হতে পারে। ফলে, একটি অপেক্ষাকৃত ভারী পদার্থের তড়িৎ-রাসায়নিক তুল্যতা কম হবে, কারণ সেই পদার্থের একই পরিমাণ তড়িৎ দ্বারা কম ভর অপচয় করা যাবে।
অ্যালক্যালাইন Earth ধাতুগুলির ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্ট
একটি মৌলিক পদার্থ অ্যালক্যালাইন আর্থ ধাতুগুলির মধ্যে যেটির সবচেয়ে কম ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্ট রয়েছে তা হল ব্যারিয়াম (Ba)। ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্ট হল একটি পদার্থের ভর যা 1 ফ্যারাডে বিদ্যুৎ প্রবাহিত করার সময় ইলেক্ট্রোডে জমা বা দ্রবীভূত হয়। ব্যারিয়ামের ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্ট 6.87 গ্রাম/ফ্যারাডে, যা এই গ্রুপের অন্যান্য ধাতু যেমন ক্যালসিয়াম, স্ট্রনটিয়াম এবং ম্যাগনেসিয়ামের চেয়ে কম। এই নিম্ন ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্টটি ব্যারিয়ামের তুলনামূলকভাবে উচ্চ পারমাণবিক ভর এবং দ্বি-ধনাত্মক আয়ন গঠনের ক্ষমতার কারণে।
ট্রানজিশন ধাতুগুলির ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্ট
গুলি তাদের জারণ সংখ্যা এবং আয়নিক চার্জের উপর নির্ভর করে। সাধারণত, একটি ধাতুর আয়নিক চার্জ যত বেশি, তার ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্ট তত কম। উদাহরণস্বরূপ, Fe2+ আয়নের ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্ট Fe3+ আয়নের চেয়ে বেশি কারণ Fe3+ আয়নে একটি বেশি ইতিবাচক চার্জ রয়েছে।
একই আয়নিক চার্জযুক্ত ট্রানজিশন ধাতুগুলির জন্য, ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্টগুলি তাদের পারমাণবিক ভরের বিপরীতুপাতি। অর্থাৎ, যে ধাতুর পারমাণবিক ভর বেশি, তার ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্ট কম। উদাহরণস্বরূপ, Zn2+ আয়নের ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইকুইভ্যালেন্ট Cu2+ আয়নের চেয়ে বেশি কারণ Zn2+ আয়নের পারমাণবিক ভর Cu2+ আয়নের চেয়ে বেশি।
এই নির্ভরতাগুলি জানা গুরুত্বপূর্ণ কারণ এগুলি ইলেক্ট্রোলিটিক সেল এবং ব্যাটারিতে ট্রানজিশন ধাতুগুলি ব্যবহার করার জন্য প্রয়োজনীয় গণনা করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এছাড়াও, এই নির্ভরতাগুলি ট্রানজিশন ধাতুগুলির রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি বুঝতে সাহায্য করতে পারে।
প্রতিক্রিয়াকে অর্ধগুলিতে বিভক্ত করলে আমরা দেখতে পাই যে অক্সিডেশন অর্ধে লোহা আয়ন ইলেকট্রন হারায়, যখন রিডাকশন অর্ধে কপার আয়ন ইলেকট্রন গ্রহণ করে।
অক্সিডেশন অর্ধের জন্য সামগ্রিক প্রতিক্রিয়াটি হলো:
Fe → Fe2+ + 2e-
যখন রিডাকশন অর্ধের জন্য সামগ্রিক প্রতিক্রিয়াটি হলো:
Cu2+ + 2e- → Cu
এই দুটি অর্ধ-প্রতিক্রিয়াগুলিকে একত্রে যোগ করলে আমরা সামগ্রিক প্রতিক্রিয়াটি পাই:
Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
এটি দেখায় যে প্রতিক্রিয়ায় লোহার ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল সমতুল্য কপারের চেয়ে কম।
