কপার সালফেটের জলীয় দ্রবণের তড়িৎ বিশ্লেষণ

কপার সালফেটের জলীয় দ্রবণের তড়িৎ বিশ্লেষণ :

CuSO₄ জলে আয়নিত হয়ে Cu²⁺ এবং SO₄^2- আয়ন উৎপন্ন করে । সুতরাং, জলীয় দ্রবণে চার প্রকার আয়ন থাকে, দুধরনের ক্যাটায়ান H⁺ ও Cu²⁺ এবং দু ধরনের অ্যানায়ন OH^- ও SO₄^2-  ।

[tex]{H_2}O \rightleftharpoons {H^ + } + O{H^ - }[/tex] ;    [tex]CuS{O_4} \rightleftharpoons C{u^{2 + }} + SO_4^{2 - }[/tex]

এইরূপ দ্রবণের তড়িৎ বিশ্লেষণে উৎপন্ন পদার্থ, ব্যবহৃত তড়িদ্দ্বারের ওপর নির্ভর করে, যথা—

[ক] প্ল্যাটিনাম তড়িদ্দ্বার ব্যবহার করলে, ক্যাথোডে H⁺ আয়ন মুক্ত না হয়ে Cu²⁺ আয়ন মুক্ত হবে, কারণ H⁺ আয়ন অপেক্ষা Cu²⁺ আয়নের ইলেকট্রন গ্রহণের প্রবণতা বেশি (বিজারণ বিভব বেশি) এবং অ্যানোডে SO₄²⁼ আয়ন  মুক্ত না হয়ে OH^- আয়ন মুক্ত হবে । অর্থাৎ ক্যাথোডে ধাতব Cu এবং অ্যানোডে O₂ গ্যাস উৎপন্ন হয় ।  

বিক্রিয়া :

ক্যাথোডে: Cu²⁺ + 2e → 2Cu↓ 

অ্যানোডে: OH^-  -  e  → [OH] ;   4[OH] = 2H₂O + O₂↑

[খ] কপার তড়িদ্দ্বার ব্যবহার করলে,  Cu²⁺  আয়ন ক্যাথোডে গিয়ে ক্যাথোড থেকে ইলেকট্রন গ্রহণ করে এবং ধাতব Cu ক্যাথোডে সঞ্চিত হয়ে  ক্যাথোডের ওজন বৃদ্ধি করে । SO₄^2- আয়ন অ্যানোডে যায় কিন্তু সেখানে মুক্ত হয় না । অ্যানোডের কপার পরমাণু ইলেকট্রন ত্যাগ করে Cu²⁺ আয়ন গঠন করে । SO₄^2-  উৎপন্ন Cu²⁺ এর সঙ্গে মিলিত হয়ে CuSO₄ উৎপন্ন করে এবং দ্রবণে দ্রবীভূত হয়, কারণ ইলেকট্রন (ঋণাত্মক আধান) SO₄^2- আয়নের চেয়ে কপার পরমাণু থেকে অধিকতর সহজে মুক্ত হয় । এই পদ্ধতিতে কপার ক্যাথোডে ধাতব কপার সঞ্চিত হয় এবং কপার অ্যানোড CuSO₄ হিসাবে দ্রবণে দ্রবীভূত হয়ে কোশের দ্রবণের ঘনত্ব স্থির রাখে ।

বিক্রিয়া :

[tex] CuS{O_4} \rightleftharpoons C{u^{2 + }} + SO_4^{2 - } [/tex]

ক্যাথোডে : [tex] C{u^{2 + }} + 2e \rightleftharpoons Cu \downarrow [/tex]

অ্যানোডে : [tex] Cu - 2e \rightleftharpoons C{u^{2 + }};C{u^{2 + }} + SO_4^{2 - } \rightleftharpoons CuS{O_4} [/tex]

এই প্রক্রিয়া চলতে থাকবে যতক্ষণ পর্যন্ত না অ্যানোডের ও দ্রবণের কপার নিঃশেষিত হয় । অবশেষরূপে কোশে H⁺ আয়ন ও SO₄^2- আয়ন অর্থাৎ, সালফিউরিক অ্যাসিড থাকে ।

*****