দ্রাব্যতার ওপর সম-আয়ন প্রভাব ব্যাখ্যা

দ্রাব্যতার ওপর সম-আয়ন প্রভাব (Common Ion Effect on Solubility)

কোনো দ্রবণে দুটি তড়িৎ বিশ্লেষ্য পদার্থের বিয়োজনের ফলে কোনো একটি নির্দিষ্ট আয়ন যদি উভয় পদার্থ হতে উৎপন্ন হয়ে থাকে, তবে ঐ আয়নটিকে ঐ দ্রবণে সম-আয়ন’ (common ion) বলা হয়। সম-আয়নবিশিষ্ট দুটি তড়িৎ-বিশ্লেষ্য পদার্থ যখন একই দ্রবণে দ্রবীভূত থাকে, তখন উভয়ের বিয়োজন মাত্রা তথা দ্রাব্যতা সাধারণত হ্রাস পায়। তবে বিশেষত উভয়ের মধ্যে মৃদু তড়িৎ-বিশ্লেষ্য পদার্থটির বিয়োজন-মাত্রা অর্থাৎ দ্রাব্যতা যথেষ্ট কমে যায়, তাকে দ্রাব্যতার ওপর সম-আয়ন প্রভাব বলে। মৃদু তড়িৎ বিশ্লেষ্য যৌগটির দ্রাব্যতা গুণফল (Ksp) এর স্থির সংখ্যামানটি অপরিবর্তিত রাখার জন্য এরূপ ঘটে। যেমন: NH₄OH-এর দ্রবণে তা নিম্নরূপে বিয়োজিত হয় :

এখন ঐ দ্রবণে অপর তড়িৎ-বিশ্লেষ্য NH₄Cl যোগ করার ফলে তা বিয়োজিত হয়ে দ্রবণে NH₄⁺ আয়নের ঘনমাত্রা বৃদ্ধি করে। যদি ঐ বৃদ্ধির পরিমাণ হয় x তখন,

পূর্বের সাম্যাবস্থা বজায় রাখতে হলে [ NH₄⁺] + x এবং [OH^– ] এর গুণফলের পরিমাণ কমাতে হবে অথবা [NH₄OH] এর পরিমাণ বাড়াতে হবে তা সম্ভব করতে হলে, কিছু NH₄⁺ আয়নের সাথে OH^– আয়ন যুক্ত হয়ে NH₄OH অণু গঠন করতে হয়। ফলে NH₄OH -এর আগের বিয়োজন পরিমাণ কমে যায় এবং দ্রবণে OH^– আয়নের ঘনমাত্রাও কমে যায়। অর্থাৎ NH₄OH এর দ্রাব্যতা হ্রাস পায়।

জেনে রাখ:

দুটি তড়িৎ বিশ্লেষ্যের মিশ্র দ্রবণে সম-আয়ন প্রভাব’ এর ফলে মৃদু তড়িৎ বিশ্লেষ্যের দ্রাব্যতা হ্রাস পায়,

i. NH₄Cl এর দ্রবণে NH₄OH এর বিয়োজন-মাত্রা ও দ্রাব্যতার পরিমাণ, বিশুদ্ধ পানিতে NH₄OH এর বিয়োজন ও দ্রাব্যতার পরিমাণের চেয়ে কম হয়।

ii. AgCl এর সম্পৃক্ত দ্রবণে তীব্র তড়িৎ বিশ্লেষ্য NaCl এর দ্রবণ যোগ করলে AgCl এর দ্রাব্যতা হ্রাস পেয়ে AgCl এর অধঃক্ষেপ পড়ে ।

iii. NaCl এর সম্পৃক্ত দ্রবণে তীব্র তড়িৎ বিশ্লেষ্য HCl এসিড দ্রবণ যোগ করলে NaCl এর দ্রাব্যতা হ্রাস পেয়ে NaCl কেলাসিত হয়।

প্রশ্ন: ১. Cu²⁺ ও Zn²⁺ আয়নের যৌগ CuS ও ZnS হলো স্বল্প দ্রবণীয় 25ºC-এ CuS ও ZnS এর Ksp হলো যথাক্রমে 4.0⨯10^-38 ও 1.2⨯10^-23। তাই ম্যাক্রো বিশ্লেষণ পদ্ধতিতে Cu²⁺ ও Zn²⁺ আয়নের মিশ্র দ্রবণে লঘু HCl যোগ করে শেষে মূল বিকারক H₂S গ্যাস চালনা করা হয়। HCl এসিড ও H₂S এসিড উভয়ের সম-আয়ন যেমন H⁺ আয়নের প্রভাবে H₂S এর বিয়োজন হ্রাস পেয়ে খুব কম সালফাইড (S^2-) আয়ন উৎপন্ন হয়।

HCl_(aq) → H⁺_(aq) + Cl^–_(aq)

H₂S_(aq) → 2H⁺_(aq) + S^2-_(aq)   [বিয়োজন পশ্চাৎমুখী হয়।]

তখন ঐ কম ঘনমাত্রার S^2- আয়ন ও Cu²⁺ আয়নের ‘আয়নিক গুণফল’ Kip এর মান CuS এর Ksp(4.0 x 10^-38) এর মানকে অতিক্রম করে; তাই কালো CuS অধঃক্ষিপ্ত হয়। কিন্তু ঐ অবস্থায় ZnS এর Kip < Ksp থাকায়, ZnS দ্রবণে থাকে অধঃক্ষিপ্ত হয় না।

প্রশ্ন: ২.  Al(OH)₃ ও Zn(OH)₂ এর 25°C এ Kip হলো যথাক্রমে 3.7 x 10^-15 ও 1.8 x10^-11। Al(OH)₃ এর দ্রাব্যতা গুণফল কম। তাই Al³⁺ আয়ন ও Zn²⁺ আয়নের মিশ্র দ্রবণে NH₄Cl দ্রবণ যোগ করে শেষে বিকারক NH₄OH দ্রবণ যোগ করা হয়। এক্ষেত্রে সম-আয়ন NH₄⁺ আয়নের প্রভাবে NH₄OH এর বিয়োজন হ্রাস পায়।

NH₄Cl_(aq)  →  NH₄⁺_(aq)   +    Cl^–_(aq)

NH₄OH    →   NH₄⁺      +    OH^–    [বিয়োজন পশ্চাৎমুখী হয়]

তখন ঐ কম ঘনমাত্রার OH^– আয়ন ও Al³⁺ আয়নের আয়নিক-গুণফল’ Kip এর মান Al(OH)₃ এর Ksp (3.7 x 10^-15) এর মানকে অতিক্রম করে; তাই Al(OH)₃ এর সাদা জেলির মতো অধঃক্ষেপ পড়ে। কিন্তু ঐ কম ঘনমাত্রার OH^–  আয়ন ও Zn²⁺ আয়নের Kip < Ksp থাকে; তাই Zn(OH)₂ দ্রবণে থাকে; অধঃক্ষিপ্ত হয় না।