জলের তড়িৎ-বিশ্লেষণ

জলের তড়িৎ-বিশ্লেষণ (Electrolysis of Water) :

বিশুদ্ধ জল তড়িতের কুপরিবাহী, কিন্তু সামান্য অ্যাসিড কিংবা ক্ষার জলে মেশালে ওই জল তড়িতের সুপরিবাহী হয় । এর কারণ হল বিশুদ্ধ জলে খুব কম সংখ্যক অণু H⁺ এবং OH^-  আয়নে বিশ্লেষিত অবস্থায় থাকে । ওই জলে সামান্য অ্যাসিড কিংবা ক্ষার যোগ করলে এদের আয়ন বিশ্লেষণের ফলে ওই জলের বিয়োজন মাত্রা বেড়ে যায়, তার ফলে জলের তড়িৎ পরিবহন ক্ষমতা বাড়ে এবং তখনই তড়িৎ পরিবহন করে ।

[tex]{H_2}S{O_4} \rightleftharpoons 2{H^ + } + SO_4^ = ;{H_2}O \rightleftharpoons {H^ + } + O{H^ - }[/tex]

ভোল্টামিটারের বর্ণনা :- জলের তড়িৎ বিশ্লেষণের জন্য একটি কাচপাত্র ব্যবহার করা হয় । কাচপাত্রের তলদেশটি রবারের কর্ক দ্বারা বন্ধ করা থাকে । এই কর্কের মধ্য দিয়ে দুটি প্ল্যাটিনামের তার পাত্রের ভিতর প্রবেশ করিয়ে, পাত্রের ভিতরে তার দুটির প্রান্তে প্ল্যাটিনাম পাত যুক্ত করা হয় ।

পরীক্ষা :- পাত্রটিতে অ্যাসিড যুক্ত জল দিয়ে ভর্তি করে পাত দুটিকে ডুবিয়ে রাখা হল । দুটি জলপূর্ণ টেস্টটিউবকে প্ল্যাটিনাম পাত দুটির ওপর উপুড় করে দেওয়া হল । এইবার পাত দুটি থেকে নির্গত তার দুটির সঙ্গে ব্যাটারির পজিটিভ  এবং নেগেটিভ মেরু যোগ করা হল । সঙ্গে সঙ্গে দেখা যাবে, দুটি তড়িদ্দ্বার থেকেই গ্যাসের বুদবুদ উঠে টিউব দুটিতে জল অপসারণ দ্বারা গ্যাস জমা হচ্ছে । কিছু সময় পর দেখা যাবে, ক্যাথোডর ওপর বসানো টিউবে যে আয়তনের গ্যাস জমেছে তা অ্যানোডে জমা গ্যাসের দ্বিগুণ । 

ব্যাখ্যা :- সামান্য অ্যাসিডযুক্ত জলের অণুগুলির বেশির ভাগ H⁺ এবং OH^- আয়নে বিয়োজিত হয়ে থাকে । এই অবস্থায় ওর মধ্য দিয়ে প্ল্যাটিনাম তড়িদ্দ্বারের সাহায্যে তড়িৎপ্রবাহ চালনা করার ফলে H⁺ আয়নগুলি ক্যাথোডে যায় এবং সেখানে প্রয়োজন মতো ইলেকট্রন গ্রহণ করে তড়িৎ নিরপেক্ষ হাইড্রোজেন পরমাণুতে পরিণত হয় । পরমাণুগুলি আবার পরস্পর যুক্ত হয়ে H₂ অণুতে পরিণত হয় ।  OH^- আয়নগুলি অ্যানোডে যায় এবং ওদের বাড়তি ইলেকট্রন বর্জন করে তড়িৎ নিরপেক্ষ OH মূলকে পরিণত হয় ।  OH মূলকগুলি পরস্পরের সঙ্গে বিক্রিয়া করে জল এবং অক্সিজেন উৎপন্ন করে । [tex]{H_2}O \rightleftharpoons {H^ + } + O{H^ - }[/tex]

ক্যাথোডে:  H⁺ + e = H,     H + H = H₂↑

অ্যানোডে: OH^- - e = OH,    4OH = 2H₂O + O₂↑

এই পরীক্ষায় প্রমাণিত হল, জলের তড়িৎ বিশ্লেষণ করলে একই চাপ ও উষ্ণতায় ক্যাথোডে দুই আয়তন হাইড্রোজেন এবং অ্যানোডে এক আয়তন অক্সিজেন গ্যাস উৎপন্ন হয় ।

ক্যাথোডে সঞ্চিত গ্যাসের পরীক্ষা :- ক্যাথোডে উপুড় করা টেস্ট টিউবটির মধ্যে সঞ্চিত গ্যাসের ভিতর একটি জ্বলন্ত শলাকা প্রবেশ করালে শব্দ উৎপন্ন করে টেস্ট টিউবের মুখে গ্যাসটি নীল শিখায় জ্বলতে থাকে, শলাকাটি কিন্তু নিভে যায় । এর দ্বারা প্রমাণিত হয় যে, ক্যাথোডে সঞ্চিত গ্যাসটি হল হাইড্রোজেন ।

অ্যানোডে সঞ্চিত গ্যাসের পরীক্ষা :- একটি শিখাহীন জ্বলন্ত শলাকা অ্যানোডে সঞ্চিত গ্যাসের মধ্যে প্রবেশ করানো হল । দেখা যাবে শিখাহীন জ্বলন্ত শলাকাটি আরও উজ্জ্বলভাবে জ্বলতে থাকে, কিন্তি গ্যাসটি নিজে জ্বলে না । গ্যাসটি ক্ষারীয় পাইরোগ্যালেট দ্রবণ দ্বারা শোষিত হয় । এর দ্বারা প্রমাণিত হয় যে, গ্যাসটি অক্সিজেন । 

*****