24g Mg জমা হতে কত বিদ্যুৎ প্রয়োজন?

প্রশ্ন: ২৪ গ্রাম ম্যাগনেসিয়াম (Mg) জমা হতে কত বিদ্যুৎ প্রয়োজন?

উত্তর: ২ ফারাদ (2F)

ব্যাখ্যা / সমাধান:

ম্যাগনেসিয়াম (Mg) জমা বা উৎপাদনের জন্য ইলেক্ট্রোলোসিস প্রক্রিয়া ব্যবহৃত হয়। এই প্রক্রিয়ায়, Mg2+ আয়নকে ধনাত্মক চার্জে রূপান্তরিত করতে বিদ্যুৎ প্রবাহের প্রয়োজন হয়। এই প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত মূল সূত্র হলো:

Q = n × F

এখানে,

• Q = প্রয়োজনীয় চার্জ (কালোওরা)
• n = ইলেকট্রনের সংখ্যা (অ্যাম্পিয়ার-সেকেন্ডে)
• F = ফ্যারাডে (Faraday constant) = 96485 C/mol

ম্যাগনেসিয়াম জমা হতে, Mg2+ আয়নকে Mg এ রূপান্তরিত করতে ২টি ইলেকট্রন দরকার। অর্থাৎ, n = 2 mol ইলেকট্রন প্রতি mol Mg জন্য।

প্রথম ধাপে, ম্যাগনেসিয়াম এর পরিমাণের জন্য পরিমাণ নির্ণয়:

ম্যাগনেসিয়াম এর পরিমাণ: ২৪ গ্রাম
অভ্যন্তরীণ অণুর ওজন: Mg এর পারমাণবিক ওজন ≈ 24.3 g/mol

অতএব, mol Mg = 24 g / 24.3 g/mol ≈ 0.987 mol

দ্বিতীয় ধাপে, মোট চার্জ নির্ণয়:

প্রতিটি mol Mg জন্য, 2 mol ইলেকট্রন দরকার। অতএব, মোট ইলেকট্রনের পরিমাণ:

n_total = 0.987 mol × 2 = 1.974 mol of e-

তৃতীয় ধাপে, মোট বিদ্যুৎ প্রয়োজন:

প্রতিটি mol ইলেকট্রনের জন্য ফ্যারাডে চার্জ: 96485 C
অতএব, মোট চার্জ:

Q = n_total × F = 1.974 mol × 96485 C/mol ≈ 190,675 C

চতুর্থ ধাপে, ফারাদে নির্দেশিত বিদ্যুৎ একক:

প্রতিবন্ধে, 1 ফারাদ (F) = 96485 C যা 1 mol ইলেকট্রনের জন্য প্রয়োজন। অর্থাৎ, মোট বিদ্যুৎ প্রয়োজন:

Q ≈ 190,675 C ≈ 2 F

অতএব, ২৪ গ্রাম Mg জমা হতে প্রায় 2 ফারাদ বিদ্যুৎ প্রয়োজন।