KMnO₄ + H₂SO₄ + H₂O₂ = K₂SO₄ + MnSO₄ + H₂O + O₂ বিক্রিয়ার জন্য KMnO₄ থেকে M_n²⁺ তে পরিণত হতে কতটি বিদ্যুৎ চার্জ দরকার?

প্রশ্ন:

KMnO₄ + H₂SO₄ + H₂O₂ = K₂SO₄ + MnSO₄ + H₂O + O₂

বিক্রিয়ায় KMnO₄ থেকে Mn²⁺ আয়নে পরিণত হতে কতটি বিদ্যুৎ চার্জ দরকার?

সমাধান:

প্রথমে, বিক্রিয়াটির আনুষ্ঠানিক ব্যালেন্সিং করব।

ধাপ ১: অজানা অঙ্গপ্রতিক্রিয়ার রীতিটি নির্ণয় করব।

প্রধানে, অজানা অঙ্গপ্রতিক্রিয়া লিখা যাক:

MnO4- + H2O2 → Mn2+ + O2

ধাপ ২: অক্সিডেশন ও হ্রাসের অংক নির্ণয় করব।

• MnO₄^- মধ্যে Mn এর oxidation state = +7।
• Mn²⁺ এ পৌঁছানোর জন্য Mn এর oxidation state = +2।
• অর্থাৎ, Mn এর অক্সিডেশন হ্রাস পেয়েছে ৫ অঙ্ক।
• H₂O₂ এর অক্সিডেশন স্টেট = -1।
• O₂ এর oxidation state = 0।

ধাপ ৩: অঙ্গপ্রতিক্রিয়ার ব্যালেন্সিং করব।

অক্সিডেশনের জন্য প্রয়োজনীয় সংখ্যক H₂O₂ এবং অণুগুলির সমন্বয় করি।

অক্সিডেশনের জন্য:

MnO4- + 8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H2O

এবং, হ্রাসের জন্য:

H2O2 → O2 + 2H+ + 2e-

ধাপ ৪: ইলেকট্রনের সমন্বয় ও অঙ্গপ্রতিক্রিয়া লিখি।

প্রতিটি Mn এর জন্য 5 ইলেকট্রন দরকার।

H₂O₂ এর জন্য 2 ইলেকট্রন প্রয়োজন।

সমন্বয় করে, 2টি H₂O₂ 4 ইলেকট্রন দেয়, যেখানে 1টি MnO₄^- 5 ইলেকট্রন নেয়।

ধাপ ৫: মোট ইলেকট্রনের সংখ্যা নির্ণয়।

একটি MnO₄^- কে Mn²⁺ এ রূপান্তর করতে 5 ইলেকট্রন প্রয়োজন।

প্রতিটি H₂O₂ থেকে 2 ইলেকট্রন নির্গত হয়।

অর্থাৎ, 5 ইলেকট্রন অর্জনের জন্য, প্রয়োজন 2.5 টি H₂O₂। এটি অপ্রাকৃতিক, তাই সমন্বয় করে 5 H₂O₂ দিয়ে কাজ করি।

ধাপ ৬: বিদ্যুৎ চার্জের সংখ্যা নির্ণয়।

প্রতিটি ইলেকট্রন এর চার্জ = 1 ফ্যারাড (F)।

সুতরাং, মোট চার্জের সংখ্যা = 5 ইলেকট্রন × 1F = 5F।

উত্তর:

প্রতিটি Mn²⁺ আয়নে রূপান্তর করতে 5F বিদ্যুৎ চার্জ প্রয়োজন।

অতএব, উত্তর হল: 5F