স্পর্শ পদ্ধতিতে H₂SO₄ এর শিল্প উৎপাদনে কোনটি প্রভাবক হিসেবে ব্যবহৃত হয়?

বিকল্পগুলো হলো:

1. Fe চূর্ণ (Incorrect)
2. Mo (Incorrect)
3. Fe₂O₃ (Incorrect)
4. V₂O₅ (Correct)

স্পর্শ পদ্ধতি

স্পর্শ পদ্ধতি (Contact Process) হলো সালফিউরিক অ্যাসিড (H₂SO₄) উৎপাদনের একটি শিল্প প্রক্রিয়া। এই পদ্ধতিতে সালফার ডাই অক্সাইড (SO₂) কে সালফার ট্রাই অক্সাইডে (SO₃) জারিত করা হয়, যা পরে পানির সাথে মিশিয়ে সালফিউরিক অ্যাসিড তৈরি করে।

প্রভাবকের ভূমিকা

প্রভাবক (Catalyst) হলো সেই পদার্থ যা রাসায়নিক বিক্রিয়ার গতি বৃদ্ধি করে, কিন্তু বিক্রিয়ার শেষে নিজে অপরিবর্তিত থাকে। স্পর্শ পদ্ধতিতে সালফার ডাই অক্সাইডের জারণ একটি ধীর প্রক্রিয়া, তাই দ্রুত উৎপাদনের জন্য প্রভাবক ব্যবহার করা হয়।

স্পর্শ পদ্ধতিতে ব্যবহৃত প্রভাবক

স্পর্শ পদ্ধতিতে সালফার ডাই অক্সাইডের জারণের জন্য প্রধানত ভেনাডিয়াম পেন্টক্সাইড (V₂O₅) প্রভাবক হিসেবে ব্যবহৃত হয়। এটি একটি কঠিন প্রভাবক এবং উচ্চ তাপমাত্রায় ভালো কাজ করে।

রাসায়নিক বিক্রিয়া

স্পর্শ পদ্ধতিতে সংঘটিত রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলো হলো:

1. সালফার বা সালফাইড খনিজ থেকে সালফার ডাই অক্সাইড উৎপাদন:

   S(s) + O₂(g) → SO₂(g)

2. ভেনাডিয়াম পেন্টক্সাইড (V₂O₅) প্রভাবকের উপস্থিতিতে সালফার ডাই অক্সাইডের জারণ সালফার ট্রাই অক্সাইডে:

   2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g)

3. সালফার ট্রাই অক্সাইডের ওলিয়াম (H₂S₂O₇) তৈরিতে শোষণ:

   SO₃(g) + H₂SO₄(l) → H₂S₂O₇(l)

4. ওলিয়াম থেকে সালফিউরিক অ্যাসিড উৎপাদন:

   H₂S₂O₇(l) + H₂O(l) → 2H₂SO₄(l)

বিকল্পগুলোর বিশ্লেষণ

এখন আমরা বিকল্পগুলো বিশ্লেষণ করে দেখব কোনটি সঠিক:

1. Fe চূর্ণ (আয়রন চূর্ণ): এটি হেবার পদ্ধতিতে অ্যামোনিয়া উৎপাদনে প্রভাবক হিসেবে ব্যবহৃত হয়, স্পর্শ পদ্ধতিতে নয়।
2. Mo (মলিবডেনাম): এটি কিছু বিশেষ ধরনের রাসায়নিক বিক্রিয়ায় প্রভাবক হিসেবে ব্যবহৃত হতে পারে, তবে স্পর্শ পদ্ধতিতে নয়।
3. Fe₂O₃ (আয়রন(III) অক্সাইড): এটিও স্পর্শ পদ্ধতিতে ব্যবহৃত প্রভাবক নয়।
4. V₂O₅ (ভেনাডিয়াম পেন্টক্সাইড): এটি স্পর্শ পদ্ধতিতে সালফিউরিক অ্যাসিড উৎপাদনে প্রধান প্রভাবক হিসেবে ব্যবহৃত হয়।

সিদ্ধান্ত

সুতরাং, স্পর্শ পদ্ধতিতে H₂SO₄ এর শিল্প উৎপাদনে V₂O₅ প্রভাবক হিসেবে ব্যবহৃত হয়।

সঠিক উত্তর: D. V₂O₅

স্পর্শ পদ্ধতিতে H₂SO₄ এর শিল্প উৎপাদনে V₂O₅ প্রভাবক

সালফিউরিক অ্যাসিড (H₂SO₄) একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ রাসায়নিক যৌগ যা শিল্পক্ষেত্রে বহুলভাবে ব্যবহৃত হয়। স্পর্শ পদ্ধতি (Contact Process) এর মাধ্যমে এর শিল্পোৎপাদন করা হয়। এই পদ্ধতিতে, সালফার ডাই অক্সাইড (SO₂) কে সালফার ট্রাই অক্সাইড (SO₃) এ রূপান্তরিত করা হয় এবং পরবর্তীতে SO₃ কে পানির সাথে মিশিয়ে H₂SO₄ তৈরি করা হয়। এই রূপান্তরে প্রভাবক (Catalyst) হিসেবে ভেনাডিয়াম পেন্টক্সাইড (V₂O₅) ব্যবহৃত হয়।

স্পর্শ পদ্ধতির ধাপসমূহ:

1. সালফার ডাই অক্সাইড (SO₂) উৎপাদন: সালফার অথবা সালফাইড আকরিক পুড়িয়ে SO₂ গ্যাস তৈরি করা হয়।🔥
2. শুদ্ধিকরণ: SO₂ গ্যাসকে আর্সেনিক যৌগ ও অন্যান্য অশুদ্ধি থেকে মুক্ত করা হয়, যা প্রভাবকের কার্যকারিতা কমাতে পারে। 💨
3. SO₂ থেকে SO₃ তে রূপান্তর: এই ধাপে, SO₂ এবং অক্সিজেন গ্যাসকে 400-450°C তাপমাত্রায় V₂O₅ প্রভাবকের উপর দিয়ে চালনা করা হয়। ফলে SO₂, SO₃ তে রূপান্তরিত হয়। ➡️
4. SO₃ এর শোষণ: SO₃ গ্যাসকে গাঢ় H₂SO₄ এর মধ্যে শোষণ করানো হয়, যাতে ওলিয়াম (H₂S₂O₇) উৎপন্ন হয়। 💧
5. H₂SO₄ উৎপাদন: ওলিয়ামকে পানির সাথে মিশিয়ে কাঙ্ক্ষিত ঘনত্বের H₂SO₄ পাওয়া যায়। 🧪

V₂O₅ কেন প্রভাবক হিসেবে ব্যবহৃত হয়?

• কার্যকারিতা: V₂O₅ তুলনামূলকভাবে কম তাপমাত্রায় SO₂ কে SO₃ তে রূপান্তর করতে সক্ষম। 👍
• দীর্ঘস্থায়িত্ব: এটি দীর্ঘ সময় ধরে সক্রিয় থাকে এবং সহজে নষ্ট হয় না। 💪
• সাশ্রয়ী: V₂O₅ প্লাটিনামের তুলনায় বেশ সাশ্রয়ী। 💰
• বিষাক্ততা: প্লাটিনামের তুলনায় কম বিষাক্ত। ⚠️

V₂O₅ প্রভাবকের কার্যপ্রণালী:

V₂O₅ SO₂ এবং O₂ এর সাথে বিক্রিয়া করে মধ্যবর্তী যৌগ তৈরি করে, যা পরবর্তীতে SO₃ উৎপাদনে সাহায্য করে। এই প্রক্রিয়াটি নিম্নরূপ:

1. V₂O₅ + SO₂ → V₂O₄ + SO₃
2. V₂O₄ + O₂ → V₂O₅

এইভাবে, V₂O₅ নিজে অপরিবর্তিত থেকে SO₂ কে SO₃ তে রূপান্তর করতে সাহায্য করে।

তাপমাত্রা এবং চাপের প্রভাব:

SO₂ থেকে SO₃ উৎপাদনে তাপমাত্রা এবং চাপ উভয়ই গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রাখে। সাধারণত, 400-450°C তাপমাত্রা এবং 1-2 atm চাপ ব্যবহার করা হয়। নিম্ন তাপমাত্রা SO₃ উৎপাদনে সহায়ক, তবে বিক্রিয়ার গতি কমিয়ে দেয়। V₂O₅ এই পরিস্থিতিতে ভালো কাজ করে।

ফলাফল:

স্পর্শ পদ্ধতিতে V₂O₅ প্রভাবক ব্যবহারের মাধ্যমে H₂SO₄ এর শিল্পোৎপাদন একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ এবং কার্যকরী প্রক্রিয়া। 🎉

বিভিন্ন প্রভাবকের তুলনা

V₂O₅ সবচেয়ে উপযুক্ত পছন্দ। ✅

আশা করি এই ব্যাখ্যাটি আপনার কাজে লাগবে। 😊