মৌলের দ্রবণীয় অক্সাইডের pH মান নির্ণয় করে অম্ল-ক্ষার প্রকৃতি নির্ণয়

নির্দিষ্ট ঘনমাত্রার মোলার দ্রবণ প্রস্তুতি ব্যবহারিকমৌলের অক্সাইড দ্রবণের বর্ণ পর্যবেক্ষণ

মৌলের দ্রবণীয় অক্সাইডের pH মান নির্ণয় করে অম্ল-ক্ষার প্রকৃতি নির্ণয়

মৌলের দ্রবণীয় অক্সাইডের pH মান নির্ণয় করে অম্ল-ক্ষার প্রকৃতি নির্ণয়


মূলনীতি (Theory) অক্সিজেন অন্য মৌলের সাথে রাসায়নিকভাবে যুক্ত হয়ে যে দ্বি-মৌল যৌগ উৎপন্ন করে তাকে অক্সাইড (Oxide) বলে। অক্সাইডসমূহ অম্লীয়, ক্ষারীয়, উভধর্মী বা নিরপেক্ষ প্রকৃতির হতে পারে।
সাধারণতঃ ধাতুর অক্সাইডসমূহ ক্ষারীয় এবং অ-ধাতুর অক্সাইডসমূহ অম্লীয়। পানিতে দ্রবণীয় অক্সাইডের ক্ষেত্রে এদের অম্ল-ক্ষার প্রকৃতি পানির সাথে (বা অম্ল ও ক্ষারের সাথে) বিক্রিয়ার দ্বারা নির্ণীত হতে পারে। যেমন-
Na2O + H2O = 2NaOH
K2O + H2O = 2KOH
CaO + H2O = Ca(OH)2

3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO  

P2O5 + 3H2O = 2H3PO4
স্পষ্টতঃ পানির সাথে বিক্রিয়ার মাধ্যমে অক্সাইডগুলো অম্ল বা ক্ষার উৎপন্ন করছে। উৎপন্ন দ্রবণ অম্লীয় না ক্ষারীয় তা pH নির্ণয়ের মাধ্যমে জানা যায়; যেখানে pH হলো
pH = -log10[H+(aq)]
অম্লীয়, নিরপেক্ষ ও ক্ষারীয় দ্রবণের pH-এর মান যথাক্রমে 0-<7, 7 এবং >7-14. সুতরাং দ্রবণের pH-এর মান জেনে অক্সাইডটি অম্লীয়, ক্ষারীয় না নিরপেক্ষ তা বোঝা যায়।

[বিঃদ্রঃ দ্রবণের pH, pH-মিটারের মাধ্যমে সঠিকভাবে জানা যায় (৪র্থ অধ্যায়)। আবার 'সর্বজনীন নির্দেশক দ্রবণ (Universal Indicator Solution)' বা 'pH পেপার' ব্যবহার করেও দ্রবণের pH জানা যায়। কেননা উক্ত দ্রবণ বা পেপার বিভিন্ন pH-এ বিভিন্ন বর্ণ ধারণ করে (রঙিন পৃষ্ঠায় দ্রষ্টব্য)।]
যন্ত্রপাতি (Apparatus): pH নির্ণয়ের জন্যঃ
  • (১) পাঁচটি পরীক্ষানল,
  • (২) একটি পরীক্ষানল ধারক ও
  • (৩) একটি ড্রপার।
দ্রবণ তৈরীর জন্যঃ
  • (১) পাঁচটি 100 মি.লি. মাপক ফ্লাক্স,
  • (২) একটি ফানেল,
  • (৩) একটি ওয়াচ গ্লাস,
  • (৪) একটি বৈদ্যুতিক নিক্তি এবং
  • (৫) ওয়াশ বোতল।
রাসায়নিক দ্রব্যাদি (Chemicals)
  • (১) সোডিয়াম অক্সাইড (Na2O),
  • (২) নাইট্রিক এসিড (HNO3),
  • (৩) পটাসিয়াম অক্সাইড (K2O),
  • (৪) ফসফরাস পেন্টাঅক্সাইড (P2O5),
  • (৫) ক্যালসিয়াম অক্সাইড (CaO),
  • (৬) পাতিত পানি এবং
  • (৭) সর্বজনীন নির্দেশক দ্রবণ (Universal Indicator Solution)।
পরীক্ষাকার্য পদ্ধতি (Experimental Procedure):
এই পরীক্ষাকার্যটি নিম্নের একটি/দুটি ধাপে সম্পন্ন করতে হয়ঃ
  • i) মৌলের অক্সাইডের দ্রবণ (0.2M) প্রস্তুতকরণ। (দ্রবণ সরবরাহ করলে এ ধাপ করতে হবে না)
  • ii) প্রস্তুতকৃত দ্রবণের pH নির্ণয় (নির্দেশকের বর্ণ পরিবর্তন দেখে)।

i) মৌলের অক্সাইডের দ্রবণ (0.2M) প্রস্তুতকরণঃ


কঠিন অক্সাইডগুলোকে প্রথমে গুড়া কর। অতঃপর চূর্ণীকৃত Na2O K2O P2O5  ও CaO-এর যথাক্রমে 1.24, 1.88, 2.84 ও 1.12 গ্রাম পৃথকভাবে ওজন করে পৃথক পৃথক 100 মি.লি. মাপক ফ্লাক্সে (মার্কার কলম দ্বারা চিহ্নিত) লও। পাতিত পানি দিয়ে অক্সাইডগুলোকে দ্রবীভূত করে গলার দাগ পর্যন্ত উন্নীত কর। ভালোভাবে ঝাঁকালে 0.2 M ঘনমাত্রার দ্রবণ তৈরি হবে। আর 12.8 মি.লি. ঘন নাইট্রিক এসিডকে 100 মি.লি. মাপক ফ্লাক্সে নিয়ে পাতিত পানি দিয়ে গলার দাগ পর্যন্ত উন্নীত করে ভালোভাবে ঝাকালে 0.2M ঘনমাত্রার দ্রবণ তৈরি হবে।

ii) প্রস্তুতকৃত দ্রবণের pH নির্ণয় (নির্দেশকের বর্ণ পরিবর্তন দেখে)


পাঁচটি পরীক্ষানল পরিষ্কার করে মার্কার কলম দ্বারা চিহ্নিত কর। এর প্রত্যেকটিতে পিপেটের সাহায্যে 2 মি.লি. সংশ্লিষ্ট দ্রবণ লও। প্রতিবার পিপেট পাতিত পানি ও সংশ্লিষ্ট দ্রবণ দ্বারা ধৌত করবে। অতঃপর প্রত্যেকটি পরীক্ষানলে ৩ ফোঁটা করে সর্বজনীন নির্দেশক দ্রবণ যোগ কর (চিত্র-১)। পরীক্ষানল সামান্য ঝাঁকিয়ে বর্ণ লক্ষ্য কর ও তা খাতায় লিপিবদ্ধ কর।
বিভিন্ন অক্সাইডের জলীয় দ্রবণ
সর্বজনীন নির্দেশক দ্রবণ
মৌলের অক্সাইড দ্রবণের বর্ণ পর্যবেক্ষণ।
        চিত্র-১ঃ মৌলের অক্সাইড দ্রবণের বর্ণ পর্যবেক্ষণ।

উপাত্ত সমূহ (Data) [নমুনা মাত্র Specimen only]

টেবিল-১ঃ. মৌলের অক্সাইডের জলীয় দ্রবণের pH মান'।


অক্সাইডের নাম

সর্বজনীন নির্দেশকের বর্ণ

সম্ভাব্য pH মান


জলীয় দ্রবণে অক্সাইডের প্রকৃতি (অম্ল, ক্ষার বা নিরপেক্ষ)

নাইট্রোজেনডাইঅক্সাইড(NO₂)

চেরীর ন্যায় লাল

0-3 (0.7)

অম্লীয়

সোডিয়াম অক্সাইড (Na2O)

বেগুনী - গাঢ় নীল

11-14 (13.6)

ক্ষারীয়

পটাসিয়াম অক্সাইড (K2O)

বেগুনী - গাঢ় নীল

11-14 (13.6)

ক্ষারীয়

ফসফরাস পেন্টাঅক্সাইড(P2O5)

চেরীর ন্যায় লাল

0-3 (2.6)

অম্লীয়

ক্যালসিয়াম অক্সাইড (CaO)

বেগুনী - গাঢ় নীল

11-14 (12.8)

ক্ষারীয়

ফলাফল (Result): জলীয় দ্রবণে নাইট্রোজেন ডাইঅক্সাইড ও ফসফরাস পেন্টাঅক্সাইড অম্লীয় প্রকৃতির এবং সোডিয়াম অক্সাইড, পটাসিয়াম অক্সাইড ও ক্যালসিয়াম অক্সাইড ক্ষারীয় প্রকৃতির।

ব্যাখা (Explanation): প্রদত্ত মৌলের দ্রবণীয় অক্সাইড যথা- NO₂, Na2OK2O , P₂OS ও CaO পানিতে দ্রবণ উৎপন্ন করে। উৎপন্ন দ্রবণের pH পরিমাপনের মাধ্যমে জানা গেল যে, NO₂ ও P2O5 অম্লীয় প্রকৃতির; কিন্তু Na₂O, K₂O ও CaO ক্ষারীয় প্রকৃতির।
আমরা জানি যে, অক্সাইডের কেন্দ্রীয় পরমাণু যত ইলেক্ট্রো-পজিটিভ হবে, অক্সাইডটি তত ক্ষারীয় হবে। যেহেতু Na, K ও Ca অধিক ইলেক্ট্রো-পজিটিভ (ইলেক্ট্রোনেগেটিভিটির মান যথাক্রমে মাত্র ০.৯, ০.৮ ও ১.০), সেহেতু Na2OK2O ও CaO ক্ষারীয় প্রকৃতির। কিন্তু N ও P অধিক ইলেক্ট্রোনেগেটিভ (মান যথাক্রমে ৩.০ ও ২.১) ও হওয়ায় অম্লীয় প্রকৃতির।

বিশেষ দ্রষ্টব্যঃ
(১) pH-এর সবচেয়ে সঠিক সংজ্ঞাঃ pH = - log10 aH+ ан+ যেখানে ан+ হলো н+-এর activity বা সক্রিয় ঘনমাত্রা (যার মান ০- ১)।
(২) সর্বজনীন নির্দেশক দ্রবণ (Universal Indicator Solution) প্রস্তুতকরণঃ
এটি একটি বিভিন্ন নির্দেশকের সংমিশ্রণ, যা বিভিন্ন সংযুক্তির হতে পারে। এ দ্রবণ 'বোগান নির্দেশক (Bogan's Indicator)' হিসাবে কিনতে পাওয়া গেলেও ল্যাবরেটরীতে নিম্নরূপে প্রস্তুত করা যায়ঃ মিথানল দ্রাবকে 0.08% Bromothymol blue, 0.04% Methyl red hydrochloride, 0.02% Phenolphthalein এবং 0.1% Thymol blue মিশ্রিত করে এটি (pH 2-10) প্রস্তুত করা যায়। বিকল্পভাবে, ইথানল দ্রাবকে Methyl red, Methyl yellow, Thymol blue এবং Bromthymol blue-এর প্রত্যেকের ০.০৫% ব্যবহার করে এটি প্রস্তুত করা যায়। আবার, লাল বাঁধাকপির রস থেকেও এটি পাওয়া যেতে পারে।
(৩) সর্বজনীন নির্দেশক দ্রবণের বর্ণঃ লাল 0 ≥ pH ≥ 3, হলুদ 3≥ pH ≥ 6, সবুজ 7, নীল 8 ≥ pH ≥ 11, বেগুনী 11 ≥ pH ≥ 14.
(৪) Na2OMgO, Al2O3, SiO2, P4O10, SO3, Cl2O7 (জলীয় দ্রবণে প্রথম দুটি ক্ষারীয়, তৃতীয়টি উভধর্মী এবং পরবর্তী চারটি অম্লীয়) নিয়ে অনুরূপ পরীক্ষাকার্য সম্পন্ন করা যায়।
(৫) pH পেপার ব্যবহার করেও পরীক্ষাকার্যটি সম্পাদন করা যায়। সেক্ষেত্রে সংশ্লিষ্ট দ্রবণের ১-২ ফোঁটা pH পেপারে লাগিয়ে pH পেপারের পরিবর্তিত বর্ণ পর্যবেক্ষণ করতে হবে। তবে pH-মিটার (বাফার দ্রবণ দ্বারা ক্যালিব্রেটেট) সবচেয়ে উত্তম মান প্রদর্শন করে।
(৬) pH-মিটার দ্বারা পরীক্ষণঃ এক্ষেত্রে pH-মিটারটিকে প্রথমে 4.0 ও 7.0 অথবা 7.0 ও 10.0 বাফার দ্রবণ দ্বারা ক্যালিব্রেশন করতে হবে (বিস্তারিত ৪র্থ অধ্যায়)। অতঃপর ইলেক্টোডটিকে পাতিত পানি দ্বারা ধুয়ে সংশ্লিষ্ট দ্রবণে ডুবাতে হবে। pH-মিটারের মান স্থির হলে পাঠ নিতে হবে। এক্ষেত্রে টেবিল ১-এ 'সর্বজনীন নির্দেশকের বর্ণ' কলাম বাদ দিতে হবে ও পরবর্তী কলামে 'সম্ভাব্য' শব্দটি বাদ দিতে হবে।
(৭) s- ও p- ব্লক মৌলের অক্সাইডের অম্লীয়, উভধর্মী ও ক্ষারীয় প্রকৃতি নিম্নে দেখানো হলোঃ

s- ও p- ব্লক মৌলের ধর্ম

Li

Be

B

C

N

O

F

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

K

Ca

Ga

Ge

As

Se

Br

Rb

Sr

In

Sn

Sb

Te

I

Cs

Ba

Tl

Pb

Bi

Po

At

'ক্ষারীয় অক্সাইড

উভধর্মী অক্সাইড

অম্লীয় অক্সাইড

(৮) যে পাতিত পানি দিয়ে মৌলের অক্সাইডটিকে দ্রবীভূত করা হবে তার pH-এর মান 7.0 হওয়া উচিত; অন্যথায় পাঠে ভ্রান্তি আসতে পারে। পাতিত পানির pH 7.0 না হলে এতে অতি সামান্য লঘু অম্ল বা লঘু ক্ষার দ্রবণ যোগ করে কাঙ্খিত মান পাওয়া যেতে পারে।

এই পোস্টটি পরিচিতদের সাথে শেয়ার করুন

পূর্বের পোস্ট দেখুন পরবর্তী পোস্ট দেখুন
এই পোস্টে এখনো কেউ মন্তব্য করে নি
মন্তব্য করতে এখানে ক্লিক করুন

নীতিমালা মেনে কমেন্ট করুন। প্রতিটি কমেন্ট রিভিউ করা হয়।

comment url