B
Biggan.me
বিজ্ঞান ও গণিত ক্যালকুলেটর
🌐English
উচ্চ মাধ্যমিক রসায়নNCTB রসায়ন ১ম পত্র অধ্যায় ৩NCERT Class 11 Redox ReactionsNEET & JEE Main

আয়ন-ইলেকট্রন জারণ-বিজারণ সমতা ইঞ্জিন

অম্লীয় ও ক্ষারীয় মাধ্যমে জারণ-বিজারণ অর্ধ-বিক্রিয়া পদ্ধতিতে সম্পূর্ণ সমীকরণ প্রতিপাদন। NCTB HSC ও NCERT সিলেবাসের সকল গুরুত্বপূর্ণ রাসায়নিক বিক্রিয়া ও কাসিও সলভ গাইড।

ক্যালকুলেটরসূত্র ও নিয়মবোর্ড উদাহরণকাসিও fx-991 গাইডব্যবহারিক প্রয়োগপ্রশ্নোত্তর

আয়ন-ইলেকট্রন জারণ-বিজারণ সমতা ইঞ্জিন

HSC ও NCERT বোর্ড সিলেবাস ভিত্তিক অম্লীয় ও ক্ষারীয় মাধ্যমের অর্ধ-বিক্রিয়া পদ্ধতি

অসমীকৃত আয়নিক বিক্রিয়া
MnO4−+Fe2++H+⟶Mn2++Fe3++H2O\text{MnO}_4^- + \text{Fe}^{2+} + \text{H}^+ \longrightarrow \text{Mn}^{2+} + \text{Fe}^{3+} + \text{H}_2\text{O}
মাধ্যম: অম্লীয় (H⁺)
জারণ অর্ধ-বিক্রিয়া (Oxidation)গুণক: × 5
Fe2+⟶Fe3++e−\text{Fe}^{2+} \longrightarrow \text{Fe}^{3+} + e^-
ইলেকট্রন স্থানান্তর: 1টি e⁻ বর্জিত হয়েছে।
বিজারণ অর্ধ-বিক্রিয়া (Reduction)গুণক: × 1
MnO4−+8H++5e−⟶Mn2++4H2O\text{MnO}_4^- + 8\text{H}^+ + 5e^- \longrightarrow \text{Mn}^{2+} + 4\text{H}_2\text{O}
ইলেকট্রন স্থানান্তর: 5টি e⁻ গৃহীত হয়েছে।

বোর্ড পরীক্ষার উত্তরপত্র উপযোগী ধারাবাহিক ধাপসমূহ

ধাপ ১: জারণ সংখ্যা নির্ণয় ও জারণ-বিজারণ যুগল চিহ্নিতকরণ
Mn: +7→+2 (বিজারণ, ৫টি e− গ্রহণ);Fe: +2→+3 (জারণ, ১টি e− বর্জন)\text{Mn: } +7 \to +2 \text{ (বিজারণ, ৫টি } e^- \text{ গ্রহণ)}; \quad \text{Fe: } +2 \to +3 \text{ (জারণ, ১টি } e^- \text{ বর্জন)}
ম্যাঙ্গানিজের জারণ সংখ্যা +7 থেকে হ্রাস পেয়ে +2 হয়েছে (বিজারণ)। আয়রনের জারণ সংখ্যা +2 থেকে বৃদ্ধি পেয়ে +3 হয়েছে (জারণ)।
ধাপ ২: জারণ অর্ধ-বিক্রিয়া সমতাকরণ
Fe2+⟶Fe3++e−\text{Fe}^{2+} \longrightarrow \text{Fe}^{3+} + e^-
উভয় পাশে Fe পরমাণু সমান। চার্জের সমতা রক্ষার্থে ডানপাশে ১টি ইলেকট্রন যোগ করা হলো (+2 = +3 - 1)।
ধাপ ৩: বিজারণ অর্ধ-বিক্রিয়া সমতাকরণ (পরমাণু, অক্সিজেন ও হাইড্রোজেন)
MnO4−+8H+⟶Mn2++4H2O\text{MnO}_4^- + 8\text{H}^+ \longrightarrow \text{Mn}^{2+} + 4\text{H}_2\text{O}
Mn সমতাকৃত। বামপাশের ৪টি অক্সিজেন সমতা করতে ডানপাশে ৪টি H2O যোগ করা হলো। অতঃপর ৮টি হাইড্রোজেন সমতা করতে বামপাশে ৮টি H+ যোগ করা হলো।
ধাপ ৪: বিজারণ অর্ধ-বিক্রিয়ায় চার্জের সমতাকরণ
MnO4−+8H++5e−⟶Mn2++4H2O\text{MnO}_4^- + 8\text{H}^+ + 5e^- \longrightarrow \text{Mn}^{2+} + 4\text{H}_2\text{O}
বামপাশের মোট চার্জ (-1 + 8) = +7 এবং ডানপাশে +2। অতএব বামপাশে ৫টি ইলেকট্রন যোগ করে উভয়পাশে +2 করা হলো।
ধাপ ৫: ইলেকট্রন সংখ্যা সমান করে অর্ধ-বিক্রিয়াদুটি যোগকরণ
(Fe2+→Fe3++e−)×5(MnO4−+8H++5e−→Mn2++4H2O)×1MnO4−+5Fe2++8H+⟶Mn2++5Fe3++4H2O\begin{aligned} (\text{Fe}^{2+} &\to \text{Fe}^{3+} + e^-) \times 5 \\ (\text{MnO}_4^- + 8\text{H}^+ + 5e^- &\to \text{Mn}^{2+} + 4\text{H}_2\text{O}) \times 1 \\ \hline \text{MnO}_4^- + 5\text{Fe}^{2+} + 8\text{H}^+ &\longrightarrow \text{Mn}^{2+} + 5\text{Fe}^{3+} + 4\text{H}_2\text{O} \end{aligned}
জারণ বিক্রিয়াকে ৫ দিয়ে এবং বিজারণ বিক্রিয়াকে ১ দিয়ে গুণ করে যোগ করলে উভয় পাশের ৫টি ইলেকট্রন কাটাকাটি যায়।
চূড়ান্ত সুষম নেট আয়ন সমীকরণ (Balanced Net Ionic Equation)
MnO4−+5Fe2++8H+⟶Mn2++5Fe3++4H2O\text{MnO}_4^- + 5\text{Fe}^{2+} + 8\text{H}^+ \longrightarrow \text{Mn}^{2+} + 5\text{Fe}^{3+} + 4\text{H}_2\text{O}
পূর্ণাঙ্গ আণবিক সমীকরণ (Full Molecular Equation)
2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4⟶2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O2\text{KMnO}_4 + 10\text{FeSO}_4 + 8\text{H}_2\text{SO}_4 \longrightarrow 2\text{MnSO}_4 + 5\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + \text{K}_2\text{SO}_4 + 8\text{H}_2\text{O}
দর্শক আয়ন ও ব্যাখ্যা: দর্শক আয়ন: পটাশিয়াম (K+) ও সালফেট (SO4^2-)। পূর্ণ আণবিক সমীকরণে Fe2(SO4)3 মেলাতে উভয়পক্ষে ২ দ্বারা গুণ করা হয়েছে।

গাণিতিক ভিত্তি ও সমীকরণ প্রতিপাদন

তাত্ত্বিক ভিত্তি, একক বিশ্লেষণ ও সমীকরণের ভৌত সীমাবদ্ধতা

জারণ-বিজারণ (Redox) হলো যুগপৎ সংঘটিত এমন একটি ইলেকট্রনীয় প্রক্রিয়া যেখানে এক বা একাধিক রাসায়নিক সত্ত্বা ইলেকট্রন ত্যাগ করে (জারণ) এবং অন্য সত্ত্বা সেই ইলেকট্রন গ্রহণ করে (বিজারণ)। আধুনিক আয়ন-ইলেকট্রন পদ্ধতিতে বিক্রিয়ার ভৌত নীতি হলো: বর্জিত মোট ইলেকট্রন সংখ্যা = গৃহীত মোট ইলেকট্রন সংখ্যা।

আয়ন-ইলেকট্রন পদ্ধতির ধারাবাহিক বৈজ্ঞানিক নিয়মাবলী

  1. জারণ মান নির্ধারণ: বিক্রিয়ক ও উৎপাদের প্রতিটি মৌলের জারণ মান নির্ণয় করে জারক ও বিজারক চিহ্নিত করা।
  2. অর্ধ-বিক্রিয়া পৃথকীকরণ: জারণ বিক্রিয়াকে (ইলেকট্রন ডানপাশে) এবং বিজারণ বিক্রিয়াকে (ইলেকট্রন বামপাশে) পৃথক দুটি সমীকরণ আকারে লেখা।
  3. মৌলিক পরমাণু সমতা: অক্সিজেন ও হাইড্রোজেন ব্যতীত অন্যান্য মূল মৌলসমূহের পরমাণু সংখ্যা উভয়পাশে সমান করা।
  4. অক্সিজেন সমতা: অম্লীয় দ্রবণে যে পাশে যতটি অক্সিজেন পরমাণু কম থাকে, সে পাশে ঠিক তত অণু $H_2O$ যোগ করা।
  5. হাইড্রোজেন সমতা: যে পাশে হাইড্রোজেন ঘাটতি থাকে, সে পাশে প্রয়োজনীয় সংখ্যক $H^+$ আয়ন যোগ করা।
  6. চার্জ সমতাকরণ: উভয় পাশের নিট ধনাত্মক বা ঋণাত্মক চার্জ সমান করার জন্য প্রয়োজনীয় সংখ্যক ইলেকট্রন ($e^-$) যোগ করা।
  7. ইলেকট্রন সমন্বয়: উভয় সমীকরণকে ক্ষুদ্রতম পূর্ণসংখ্যা দ্বারা গুণ করে বর্জিত ও গৃহীত ইলেকট্রন সমান করা এবং সমীকরণ দুটি যোগ করা।

পাঠ্যবই ও বোর্ড পরীক্ষার ৩টি সমাধানকৃত উদাহরণ

পাঠ্যবই, অলিম্পিয়াড ও বিগত বোর্ড পরীক্ষার হুবহু সমাধানকৃত ৩টি মানসম্পন্ন অংক

উচ্চ মাধ্যমিক বোর্ড পরীক্ষা (ঢাকা বোর্ড • রসায়ন ১ম পত্র)নমুনা ১ • অম্লীয় মাধ্যম
অম্লীয় মাধ্যমে পটাশিয়াম পারম্যাঙ্গানেট (KMnO₄) দ্বারা ফেরাস সালফেট (FeSO₄) এর জারণ সমীকরণটি আয়ন-ইলেকট্রন পদ্ধতিতে ধাপে ধাপে সমতা কর।
দেওয়া আছে (Given Data):
  • জারক: MnO₄⁻ (Mn এর জারণ মান +7 থেকে কমে +2 হয়)
  • বিজারক: Fe²⁺ (Fe এর জারণ মান +2 থেকে বেড়ে +3 হয়)
  • মাধ্যম: লঘু H₂SO₄ (অম্লীয়)
সমাধানের ধাপসমূহ:
জারণ অর্ধ-বিক্রিয়া: Fe²⁺ → Fe³⁺ + e⁻ (সমীকরণ ১)
বিজারণ অর্ধ-বিক্রিয়া: MnO₄⁻ + 8H⁺ + 5e⁻ → Mn²⁺ + 4H₂O (সমীকরণ ২)
ইলেকট্রন সংখ্যা সমান করতে সমীকরণ (১) কে ৫ দ্বারা গুণ করি: 5Fe²⁺ → 5Fe³⁺ + 5e⁻
যোগ করে পাই: MnO₄⁻ + 5Fe²⁺ + 8H⁺ → Mn²⁺ + 5Fe³⁺ + 4H₂O
দর্শক আয়ন (K⁺ ও SO₄²⁻) সংযোগ করে পূর্ণ আণবিক সমীকরণ: 2KMnO₄ + 10FeSO₄ + 8H₂SO₄ → 2MnSO₄ + 5Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 8H₂O
উত্তর:আয়নিক সমতা: MnO₄⁻ + 5Fe²⁺ + 8H⁺ → Mn²⁺ + 5Fe³⁺ + 4H₂O
সর্বভারতীয় NEET / JEE অ্যাডভান্সডনমুনা ২ • ডাইক্রোমেট জারক
লঘু সালফিউরিক এসিডের উপস্থিতিতে পটাশিয়াম ডাইক্রোমেট (K₂Cr₂O₇) ও ফেরাস সালফেটের মধ্যে সংঘটিত বিক্রিয়ার আয়নিক সমীকরণ প্রতিপাদন কর।
দেওয়া আছে (Given Data):
  • জারক: Cr₂O₇²⁻ (প্রতি Cr এর জারণ মান +6 থেকে +3 এ নামে)
  • বিজারক: Fe²⁺
সমাধানের ধাপসমূহ:
বিজারণ অর্ধ-বিক্রিয়া: Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6e⁻ → 2Cr³⁺ + 7H₂O
জারণ অর্ধ-বিক্রিয়া: (Fe²⁺ → Fe³⁺ + e⁻) × 6 = 6Fe²⁺ → 6Fe³⁺ + 6e⁻
উভয় অর্ধ-বিক্রিয়া যোগ করে: Cr₂O₇²⁻ + 6Fe²⁺ + 14H⁺ → 2Cr³⁺ + 6Fe³⁺ + 7H₂O
উত্তর:Cr₂O₇²⁻ + 6Fe²⁺ + 14H⁺ → 2Cr³⁺ + 6Fe³⁺ + 7H₂O
উচ্চ মাধ্যমিক বোর্ড পরীক্ষা • ক্ষারীয় মাধ্যমনমুনা ৩ • ক্ষারীয় মাধ্যম
ক্ষারীয় মাধ্যমে পারম্যাঙ্গানেট আয়ন (MnO₄⁻) এবং আয়োডাইড আয়ন (I⁻) এর বিক্রিয়াটি সমতাকরণ কর।
দেওয়া আছে (Given Data):
  • MnO₄⁻ বিজারিত হয়ে বাদামী বর্ণের MnO₂ তৈরি করে
  • I⁻ জারিত হয়ে আয়োডেট (IO₃⁻) গঠন করে
  • মাধ্যম: ক্ষারীয় (OH⁻)
সমাধানের ধাপসমূহ:
জারণ অর্ধ-বিক্রিয়া: I⁻ + 6OH⁻ → IO₃⁻ + 3H₂O + 6e⁻
বিজারণ অর্ধ-বিক্রিয়া: (MnO₄⁻ + 2H₂O + 3e⁻ → MnO₂ + 4OH⁻) × 2
যোগ করে সাধারণ পদ কাটাকাটি করে: 2MnO₄⁻ + I⁻ + H₂O → 2MnO₂ + IO₃⁻ + 2OH⁻
উত্তর:2MnO₄⁻ + I⁻ + H₂O → 2MnO₂ + IO₃⁻ + 2OH⁻

কাসিও সায়েন্টিফিক ক্যালকুলেটর কি-স্ট্রোক গাইডExam Ready

বোর্ড ও ভর্তি পরীক্ষার হলে অনুমোদিত ফিজিক্যাল ক্যালকুলেটরে একই সমস্যা সমাধানের ধাপ:

Casio fx-991ES PLUS
SOLVE ফিচারের সাহায্যে অজানা মোলারিটি নির্ণয়।
১. সমীকরণ স্ক্রিনে লেখা
ALPHAX×25ALPHACALC5×0.02×20
[ALPHA] [CALC] চেপে লাল সমান (=) চিহ্ন টাইপ করুন।
২. শিফট সলভ দিয়ে ফলাফল নির্ণয়
SHIFTCALC=
হাতে-কলমে হিসাব ছাড়াই সরাসরি অজানা মান X বের হবে।
গুরুত্বপূর্ণ টিপ: "=" চাপার পর ক্যালকুলেটর মান নিখুঁত করতে ১-২ সেকেন্ড সময় নিতে পারে।

বাস্তব ও শিল্পক্ষেত্রে প্রয়োগ

শিল্প-কারখানা, ওষুধ প্রস্তুতি, প্রকৌশল ও আধুনিক গবেষণায় প্রয়োগ

১. শিল্পক্ষেত্রে আয়রন ও স্টিল নিষ্কাশন: ব্লাস্ট ফার্নেসে হেমাটাইট আকরিক ($Fe_2O_3$) হতে কার্বন মনোক্সাইড দ্বারা লোহা নিষ্কাশন একটি বৃহৎ পরিসরের জারণ-বিজারণ প্রক্রিয়া।

২. ইলেকট্রোকেমিক্যাল ব্যাটারি ও লিথিয়াম-আয়ন সেল: স্মার্টফোন এবং বৈদ্যুতিক গাড়ির ব্যাটারিতে অ্যানোড ও ক্যাথোডের মধ্যে অবিরত ইলেকট্রন আদান-প্রদানের মাধ্যমেই শক্তি সঞ্চয় ও সরবরাহ ঘটে।

৩. ল্যাবরেটরি কোয়ান্টিটেটিভ টাইট্রেশন: রক্তে গ্লুকোজের মাত্রা নির্ণয়, পানিতে দ্রবীভূত অক্সিজেন (BOD ও COD) এবং পরিবেশ দূষণ মূল্যায়নে পারম্যাঙ্গানেট ও আয়োডোমেট্রিক টাইট্রেশন ব্যবহৃত হয়।

বহুল জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী (FAQ)

শিক্ষার্থীদের সচরাচর ভুল ও গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নের একাডেমিক উত্তর

আয়ন-ইলেকট্রন পদ্ধতি কেন বীজগণিতীয় পদ্ধতির চেয়ে পরীক্ষার খাতায় বেশি গ্রহণযোগ্য?▼
বীজগণিতীয় পদ্ধতিতে কেবল পরমাণুর সমতা হয়, কিন্তু জারণ-বিজারণের প্রকৃত ভৌত প্রক্রিয়া অর্থাৎ কোন মৌলটি ইলেকট্রন ত্যাগ করল এবং কোনটি গ্রহণ করল তা প্রকাশ পায় না। শিক্ষা বোর্ডসমূহের নম্বর বন্টনে জারণ ও বিজারণ অর্ধ-বিক্রিয়া আলাদাভাবে লিখে ইলেকট্রন স্থানান্তর প্রদর্শনের জন্য পৃথক নম্বর নির্ধারিত থাকে।
অম্লীয় ও ক্ষারীয় মাধ্যমে সমতাকরণের মূল পার্থক্য কী?▼
অম্লীয় মাধ্যমে অতিরিক্ত অক্সিজেনকে সমতা করতে বিপরীত পাশে H₂O এবং প্রয়োজনীয় হাইড্রোজেন মেলাতে H⁺ যোগ করা হয়। ক্ষারীয় মাধ্যমে প্রতিটি অতিরিক্ত হাইড্রোজেনের জন্য সমসংখ্যক OH⁻ যোগ করে পানি গঠন করতে হয়, অথবা সরাসরি OH⁻ এবং H₂O সমন্বয় করে সমতা রক্ষা করতে হয়।
টাইট্রেশন অংকে জারক ও বিজারকের মোল অনুপাত কীভাবে বের করব?▼
সুষম সমীকরণের স্টয়কিওমেট্রিক সহগই হলো মোল অনুপাত। যেমন KMnO₄ ও FeSO₄ এর ক্ষেত্রে অনুপাত ১:৫। অর্থাৎ ১ মোল KMnO₄ ঠিক ৫ মোল Fe²⁺ কে সম্পূর্ণ জারিত করতে পারে (n₁V₁S₁ = n₂V₂S₂)।
কাসিও সায়েন্টিফিক ক্যালকুলেটরে কীভাবে টাইট্রেশন সমীকরণ মেলানো যায়?▼
কাসিও fx-991ES PLUS বা fx-991EX এ "ALPHA" "CALC" চেপে সমীকরণ স্ক্রিনে লিখে "SHIFT" "CALC" (SOLVE) চাপলে সরাসরি অজানা ঘনমাত্রা বা আয়তন বের হয়ে যায়।