আপনারা কি কখনও ভেবে দেখেছেন যে পানির হাইড্রোজেন আয়ন ঘনত্বের সাথে অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইড গঠনের কোনো সম্পর্ক আছে? থাকলে, আজকের এই বিষয়টি আপনার জন্য খুবই গুরুত্বপূর্ণ হতে চলেছে। এই আর্টিকেলে আমি জলীয় দ্রবণে অ্যালুমিনিয়াম সালফেটের আচরণ নিয়ে আলোচনা করব।

অ্যালুমিনিয়াম সালফেট হল একটি রাসায়নিক যৌগ যা জল শোধন, কাগজ তৈরি এবং টেক্সটাইল প্রক্রিয়াকরণের মতো বিভিন্ন শিল্পে ব্যবহৃত হয়। এটি একটি অ্যাসিডিক পদার্থ যা জলীয় দ্রবণে হাইড্রোজেন আয়ন (H+) নির্গত করে। এই অ্যাসিডিক বৈশিষ্ট্যগুলি পানির রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য এবং এর মধ্যে বিদ্যমান অন্যান্য যৌগগুলিকে প্রভাবিত করে।

এই আর্টিকেলে আমি জলীয় দ্রবণে অ্যালুমিনিয়াম সালফেটের অ্যাসিডিক বৈশিষ্ট্যগুলির প্রভাবগুলি অন্বেষণ করব। আমি জলীয় দ্রবণে অ্যালুমিনিয়াম সালফেটের আয়নিক বিক্রিয়া, এর পিএইচ মাত্রা, অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইডের গঠন এবং এই গঠনের সাথে পানির হাইড্রোজেন আয়ন ঘনত্বের সম্পর্ক নিয়ে আলোচনা করব। আমি এমন কিছু প্রয়োগও আলোচনা করব যেখানে জলীয় দ্রবণে অ্যালুমিনিয়াম সালফেটের অ্যাসিডিক বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করা হয়।

অ্যালুমিনিয়াম সালফেট যৌগের সংক্ষিপ্ত বিবরণ

অ্যালুমিনিয়াম সালফেটের জলীয় দ্রবণ অম্লীয় হওয়ার কারণটি হল এর হাইড্রোলাইসিস প্রক্রিয়া। অ্যালুমিনিয়াম সালফেট যখন জলে দ্রবীভূত হয়, তখন এটি অ্যালুমিনিয়াম আয়ন (Al3+) এবং সালফেট আয়ন (SO42-) তে আয়নিত হয়। হাইড্রোলাইসিসের প্রক্রিয়ায়, অ্যালুমিনিয়াম আয়নগুলি পানির অণুগুলির সাথে বিক্রিয়া করে হাইড্রোনিয়াম আয়ন (H3O+) এবং অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইড ([Al(OH)3]) তৈরি করে। এই প্রক্রিয়া অ্যালুমিনিয়াম সালফেটের দ্রবণে হাইড্রোনিয়াম আয়নগুলির ঘনত্ব বাড়ায়, যার ফলে দ্রবণটি অম্লীয় হয়ে ওঠে। হাইড্রোলাইসিসের রাসায়নিক সমীকরণটি নিম্নরূপ:

Al2(SO4)3 + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H3O+ + 3SO42-

সুতরাং, অ্যালুমিনিয়াম সালফেটের জলীয় দ্রবণ অম্লীয় কারণ এটি হাইড্রোলাইজ হয়ে হাইড্রোনিয়াম আয়ন তৈরি করে, যা দ্রবণের pH কমিয়ে দেয়।

জলীয় দ্রবণে অ্যালুমিনিয়াম সালফেটের আইনিক বিক্রিয়া

জলীয় দ্রবণে অ্যালুমিনিয়াম সালফেট অম্লীয় কারণ এটি জলে আয়নিত হয়ে হাইড্রোজেন আয়ন (H+) এবং অ্যালুমিনিয়াম আয়ন (Al3+) তৈরি করে। হাইড্রোজেন আয়ন দ্রবণের pH কমায়, যা এটিকে অম্লীয় করে তোলে।

অ্যালুমিনিয়াম সালফেটের আয়নীকরণের সহজ বিক্রিয়াটি নিম্নরূপ:

Al2(SO4)3(aq) + 6H2O(l) → 2Al3+(aq) + 3SO42-(aq) + 6H+(aq)

এই বিক্রিয়ায়, অ্যালুমিনিয়াম সালফেটের একটি অণু জলে আয়নিত হয়ে দুটি অ্যালুমিনিয়াম আয়ন, তিনটি সালফেট আয়ন এবং ছয়টি হাইড্রোজেন আয়ন তৈরি করে। হাইড্রোজেন আয়নগুলি দ্রবণে জমা হয় এবং pH কমায়, যার ফলে এটি অম্লীয় হয়ে ওঠে।

অ্যালুমিনিয়াম সালফেট সল্যুশনের পিএইচ মাত্রা ব্যাখ্যা

অ্যালুমিনিয়াম সালফেটের জলীয় দ্রবণ অম্লীয় প্রকৃতির কারণ এতে হাইড্রোজেন আয়ন (H+) বেশি পরিমাণে থাকে। যখন অ্যালুমিনিয়াম সালফেটকে পানিতে দ্রবীভূত করা হয়, তখন এটি অ্যালুমিনিয়াম আয়ন (Al3+) এবং সালফেট আয়ন (SO42-) তে বিভক্ত হয়ে যায়। অ্যালুমিনিয়াম আয়ন পানির অণুর সাথে বিক্রিয়া করে হাইড্রোক্সাইড আয়ন (OH-) তৈরি করে, যা পানির অণু থেকে একটি প্রোটন (H+) গ্রহণ করে। এই প্রক্রিয়াটি অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড [Al(OH)3] তৈরি করে, যা একটি দুর্বল বেস। যাইহোক, Al(OH)3 অণুর কিছুটা অংশ আরও পানির অণুগুলির সাথে বিক্রিয়া করে অ্যালুমিনেট আয়ন [Al(OH)4]- তৈরি করে এবং আরও H+ আয়ন নির্গত করে। এই অতিরিক্ত H+ আয়ন দ্রবণের pH কে কমিয়ে দেয়, এটিকে অম্লীয় করে তোলে।

জলীয় দ্রবণে অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইডের গঠন

জলজ দ্রবণে অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইডের গঠন

এইড্রোলাইসিসের ফলে অ্যালুমিনিয়াম সালফেটের জলীয় দ্রবণ অম্লীয় হয়ে যায়। এই প্রক্রিয়ায় হাইড্রোজেন আয়ন (H+) এবং অ্যালুমিনেট আয়ন (Al(OH)4-) উৎপন্ন হয়। এই অ্যালুমিনেট আয়নগুলি পরে পানির সাথে বিক্রিয়া করে অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইড (Al(OH)3) তৈরি করে। এই অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইড জলজ দ্রবণে একটি জমাট বাঁধা পদার্থ হিসাবে উপস্থিত থাকে, যা দ্রবণটিকে মেঘলা করে তোলে। এই জমাট বাঁধানোর কারণ হল অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইডের অধঃক্ষেপণশীলতা।

অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইডের জমাট বাঁধানো দ্রবণের pH-এর উপর নির্ভর করে। pH কম হলে জমাট বাঁধানো বেশি হয়, কারণ কম pH অবস্থায় অ্যালুমিনেট আয়নগুলির ঘনত্ব বেশি থাকে। দ্রবণের pH বেশি হলে জমাট বাঁধানো কম হয়, কারণ উচ্চ pH অবস্থায় অ্যালুমিনেট আয়নগুলির ঘনত্ব কম থাকে। সাধারণত, pH 7-এর কম অ্যালুমিনিয়াম সালফেটের জলীয় দ্রবণগুলি মেঘলা হয়ে যায়, কারণ এই pH-তে অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইডের জমাট বাঁধানো বেশি হয়।

পানির হাইড্রজেন আয়ন ঘনত্বের সাথে অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইড গঠনের সম্পর্ক

পানির হাইড্রজেন আয়ন ঘনত্ব অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইড গঠনের পেছনের প্রধান নিয়ামক। পানির হাইড্রোজেন আয়নের ঘনত্বের (pH) মান কমার সাথে সাথে অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইড গঠনের প্রবণতা বেড়েই চলে। কম pH মান পানিতে উচ্চ হাইড্রোজেন আয়ন ঘনত্বের প্রতিনিধিত্ব করে, যা অ্যালুমিনিয়াম আয়নগুলিকে আরও সহজে জলের অণুগুলির সাথে বিক্রিয়া করে অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইড গঠন করতে সক্ষম করে। এটি একটি জেল-জাতীয় পদার্থ যা পানির পৃষ্ঠতল এবং অন্যান্য কণাগুলির উপর শোষিত হতে পারে, ফলে দ্রবণের মেঘলাভাব ও পলিযুক্ত হওয়া ঘটে। অতএব, পানির pH মানকে নিয়ন্ত্রণ করে অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইড গঠন প্রক্রিয়াকে নিয়ন্ত্রণ করা সম্ভব, যা বিভিন্ন শিল্প প্রক্রিয়ায় গুরুত্বপূর্ণ, যেমন জল শোধন ও কাগজ তৈরি করা।

অ্যাপলিকেশনসমূহ যেখানে জলীয় দ্রবণে অ্যালুমিনিয়াম সালফেটের অ্যাসিডিক বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করা হয়

অ্যালুমিনিয়াম সালফেটের জলীয় দ্রবণ অম্লীয় কারণ অ্যালুমিনিয়াম আয়নসমূহের হাইড্রোলাইসিস ঘটে। পানির সাথে অ্যালুমিনিয়াম আয়নসমূহের বিক্রিয়ার ফলে হাইড্রোজেন আয়ন এবং অ্যালুমিনোহাইড্রক্সাইড তৈরি হয়, যা একটি দুর্বল বেস। এই প্রক্রিয়াটি হাইড্রোলাইসিস নামে পরিচিত। অ্যালুমিনোহাইড্রক্সাইড অম্লের সাথে বিক্রিয়া করে একটি লবণ এবং পানি তৈরি করে, যা দ্রবণের pH কমিয়ে দেয়।

এই অম্লীয় বৈশিষ্ট্যের কারণে অ্যালুমিনিয়াম সালফেটের জলীয় দ্রবণ বিভিন্ন প্রয়োগে ব্যবহৃত হয়, যেমন:

• পানি পরিশোধন: অ্যালুমিনিয়াম সালফেট দূষক পদার্থগুলির সাথে আবদ্ধ হতে পারে এবং তাদের পানির বাইরে দূর করতে পারে।
• কাগজ তৈরি: কাগজ তৈরির প্রক্রিয়ায় অ্যালুমিনিয়াম সালফেট ব্যবহৃত হয় এটিকে শক্তিশালী করতে এবং এর শোষণ ক্ষমতা বাড়াতে।
• কাপড় রঞ্জন: কাপড় রঞ্জন প্রক্রিয়ায় অ্যালুমিনিয়াম সালফেট রঞ্জকগুলিকে কাপড়ের সাথে আবদ্ধ হতে সাহায্য করে।
• ট্যানিং চামড়া: অ্যালুমিনিয়াম সালফেট চামড়া ট্যানিং প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত হয় এটিকে নরম এবং টেকসই করে তুলতে।