অধ্যায় ৪ · WBBSE দশম শ্রেণি রসায়ন

ধাতু ও ধাতুবিদ্যা

ধাতুর ধর্ম, সক্রিয়তা সারি এবং আকরিক থেকে ধাতু নিষ্কাশন।

⛏️ অধ্যায় ৪

ধাতুর সক্রিয়তা ও নিষ্কাশন বারোটি পরিচিত ধাতুর সক্রিয়তা সারি এবং সক্রিয়তা অনুসারে নিষ্কাশন পদ্ধতির ভাগ। ধাতুর সক্রিয়তা সারি (বেশি থেকে কম) K Na Ca Mg Al Zn Fe Pb H Cu Ag Au ← বেশি সক্রিয় কম সক্রিয় → K, Na, Ca: গলিত লবণের তড়িৎ বিশ্লেষণ Mg, Al: তড়িৎ বিশ্লেষণ (Al — বক্সাইট থেকে) Zn, Fe, Pb: কার্বন বা CO দিয়ে বিজারণ Cu, Ag, Au: মুক্ত বা সহজ উপায়ে (তাপ/বিজারণ) ব্লাস্ট ফার্নেস: Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂ 160 g Fe₂O₃ থেকে 112 g Fe; 1000 kg আকরিকে 80% Fe₂O₃ থাকলে Fe = 560 kg

↔ পুরো চিত্র দেখতে পাশে সোয়াইপ করো

৪.১

ধাতুর ধর্ম ও সক্রিয়তা সারি

ধাতু সাধারণত চকচকে, ঘাতসহ, তন্যতাযুক্ত এবং তাপ ও বিদ্যুতের সুপরিবাহী। অধিকাংশ ধাতু অক্সিজেনে পুড়ে ক্ষার-জাতীয় অক্সাইড তৈরি করে (যেমন 2Mg + O₂ → 2MgO) এবং লঘু অ্যাসিডের সঙ্গে বিক্রিয়ায় হাইড্রোজেন ছাড়ে। সক্রিয়তা সারি: K > Na > Ca > Mg > Al > Zn > Fe > Pb > H > Cu > Ag > Au। সারিতে ওপরের ধাতু নিচের ধাতুর লবণ থেকে সেটিকে সরিয়ে দেয়: Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu। হাইড্রোজেনের নিচের ধাতু (Cu, Ag, Au) লঘু অ্যাসিড থেকে H₂ ছাড়ে না।

1

Zn + CuSO₄ বিক্রিয়ায় কেন Cu পাওয়া যায়?

Zn সক্রিয়তা সারিতে Cu-এর ওপরে, তাই Cu²⁺-কে সরিয়ে নিজে দ্রবণে যায়।

2

Cu লঘু HCl থেকে H₂ ছাড়ে না কেন?

Cu হাইড্রোজেনের নিচে অবস্থিত, কম সক্রিয়।

3

Fe + CuSO₄ বিক্রিয়ায় কী পরিবর্তন দেখা যায়?

নীল দ্রবণের রঙ ফিকে সবুজ হয় এবং লোহার ওপর লালচে তামা জমে।

৪.২

আকরিক ও নিষ্কাশনের ধাপ

যে খনিজ থেকে লাভজনকভাবে ধাতু পাওয়া যায় তাকে আকরিক বলে। প্রধান ধাপ: (১) আকরিক চূর্ণ ও গাঢ়ীকরণ, (২) ধাতুর অক্সাইডে রূপান্তর (ভস্মীকরণ বা তাপজারণ), (৩) বিজারণ, (৪) বিশোধন। সক্রিয়তা অনুসারে পদ্ধতি আলাদা: অতি সক্রিয় ধাতু (K, Na, Ca, Mg, Al) গলিত যৌগের তড়িৎ বিশ্লেষণে; মাঝারি সক্রিয় (Zn, Fe, Pb) কার্বন বা কার্বন মনোক্সাইড দিয়ে বিজারণে; কম সক্রিয় (Cu, Ag, Au) সহজে বা তাপে মেলে। অ্যালুমিনিয়ামের আকরিক বক্সাইট (Al₂O₃·2H₂O)।

1

আকরিক ও খনিজের পার্থক্য কী?

সব আকরিকই খনিজ, কিন্তু সব খনিজ আকরিক নয়; লাভজনকভাবে ধাতু নিষ্কাশন করা যায় যে খনিজ থেকে, সেটিই আকরিক।

2

অ্যালুমিনিয়াম কীভাবে নিষ্কাশন করা হয়?

গলিত অ্যালুমিনার (ক্রায়োলাইট মিশিয়ে) তড়িৎ বিশ্লেষণে; ক্যাথোডে Al জমে।

3

বক্সাইট কোন ধাতুর আকরিক?

অ্যালুমিনিয়াম।

৪.৩

ব্লাস্ট ফার্নেসে লোহা

আকরিক হেমাটাইট (Fe₂O₃)। ব্লাস্ট ফার্নেসে আকরিক, কোক (কার্বন) ও চুনাপাথর (গালক) একসঙ্গে ওপর থেকে ফেলা হয় এবং নিচ থেকে গরম বাতাস ঢোকে। কোক CO তৈরি করে (2C + O₂ → 2CO) যা বিজারক: Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂। চুনাপাথর CaCO₃ → CaO + CO₂ ভেঙে CaO বালির (SiO₂) সঙ্গে মিশে গলিত স্ল্যাগ (CaSiO₃) বানায়, যা ওপরে ভেসে থাকে। ভর হিসাব: 160 g Fe₂O₃ থেকে 112 g Fe মেলে। 1000 kg আকরিকে 80% Fe₂O₃ থাকলে বিশুদ্ধ Fe₂O₃ = 800 kg ও Fe = 560 kg।

1

1000 kg আকরিকে 80% Fe₂O₃ থাকলে কত কেজি Fe পাওয়া যায়?

Fe₂O₃ = 800 kg; Fe = 800 × 112/160 = 560 kg।

2

ব্লাস্ট ফার্নেসে চুনাপাথর কেন দেওয়া হয়?

এটি বালির মতো অপদ্রব্যকে স্ল্যাগ (CaSiO₃) হিসেবে সরিয়ে দেয়।

3

বিজারক কোনটি এবং সেটি কীভাবে তৈরি হয়?

কার্বন মনোক্সাইড; কোক ও বাতাসের O₂-এর বিক্রিয়ায়।

অনুশীলন

অনুশীলনী

1. আকরিক কাকে বলে?

2. সক্রিয়তা সারিতে সবচেয়ে ওপরের ধাতু কোনটি?

3. লোহার প্রধান আকরিকের নাম ও সংকেত লেখো।

4. ব্লাস্ট ফার্নেসের বিজারণ বিক্রিয়াটি লেখো।

5. স্ল্যাগ কী?

6. অ্যালুমিনিয়াম নিষ্কাশনে ক্রায়োলাইট কেন মেশানো হয়?

7. 160 g Fe₂O₃ থেকে কত গ্রাম Fe পাওয়া যায়?

8. Mg ও Zn-এর মধ্যে কে বেশি সক্রিয়?

9. Cu + ZnSO₄ বিক্রিয়া ঘটে কি?

10. ধাতুর দুটি ভৌত ধর্ম লেখো।