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

স্পর্শ পদ্ধতিতে H2SO4 এর শিল্প উৎপাদনে কোনটি প্রভাবক হিসেবে ব্যবহৃত হয়?
বিকল্পগুলো হলো:
- Fe চূর্ণ (Incorrect)
- Mo (Incorrect)
- Fe2O3 (Incorrect)
- 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:
- সালফার বা সালফাইড খনিজ থেকে সালফার ডাই অক্সাইড উৎপাদন:
S(s) + O2(g) → SO2(g)
- ভেনাডিয়াম পেন্টক্সাইড (V2O5) প্রভাবকের উপস্থিতিতে সালফার ডাই অক্সাইডের জারণ সালফার ট্রাই অক্সাইডে:
2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g)
- সালফার ট্রাই অক্সাইডের ওলিয়াম (H2S2O7) তৈরিতে শোষণ:
SO3(g) + H2SO4(l) → H2S2O7(l)
- ওলিয়াম থেকে সালফিউরিক অ্যাসিড উৎপাদন:
H2S2O7(l) + H2O(l) → 2H2SO4(l)
বিকল্পগুলোর বিশ্লেষণ
এখন আমরা বিকল্পগুলো বিশ্লেষণ করে দেখব কোনটি সঠিক:
- Fe চূর্ণ (আয়রন চূর্ণ): এটি হেবার পদ্ধতিতে অ্যামোনিয়া উৎপাদনে প্রভাবক হিসেবে ব্যবহৃত হয়, স্পর্শ পদ্ধতিতে নয়।
- Mo (মলিবডেনাম): এটি কিছু বিশেষ ধরনের রাসায়নিক বিক্রিয়ায় প্রভাবক হিসেবে ব্যবহৃত হতে পারে, তবে স্পর্শ পদ্ধতিতে নয়।
- Fe2O3 (আয়রন(III) অক্সাইড): এটিও স্পর্শ পদ্ধতিতে ব্যবহৃত প্রভাবক নয়।
- 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:
- সালফার ডাই অক্সাইড (SO2) উৎপাদন: সালফার অথবা সালফাইড আকরিক পুড়িয়ে SO2 গ্যাস তৈরি করা হয়।🔥
- শুদ্ধিকরণ: SO2 গ্যাসকে আর্সেনিক যৌগ ও অন্যান্য অশুদ্ধি থেকে মুক্ত করা হয়, যা প্রভাবকের কার্যকারিতা কমাতে পারে। 💨
- 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। ➡️
- SO3 এর শোষণ: SO3 গ্যাসকে গাঢ় H2SO4 এর মধ্যে শোষণ করানো হয়, যাতে ওলিয়াম (H2S2O7) উৎপন্ন হয়। 💧
- 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:
- V2O5 + SO2 → V2O4 + SO3
- 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
| প্রভাবক | কার্যকারিতা | খরচ | বিষাক্ততা |
|---|---|---|---|
| V2O5 | উচ্চ, কিন্তু প্লাটিনামের চেয়ে কম | কম | কম |
| Pt (প্লাটিনাম) | খুবই উচ্চ | অনেক বেশি | উচ্চ |
V2O5 সবচেয়ে উপযুক্ত পছন্দ। ✅
আশা করি এই ব্যাখ্যাটি আপনার কাজে লাগবে। 😊
```