নবম-দশম শ্রেণি: রসায়ন - pH এর ধারণা

pH এর ধারণা

প্রিয় শিক্ষার্থীরা, রসায়ন শিক্ষক হিসেবে তোমাদের pH সম্পর্কে বিস্তারিত ধারণা দিতে পেরে আমি আনন্দিত। নবম-দশম শ্রেণির শিক্ষার্থীদের জন্য pH একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ বিষয়। চলো, আমরা ধাপে ধাপে pH কী, এর গুরুত্ব এবং কীভাবে এর মান নির্ণয় করতে হয়, তা জেনে নিই।

pH কী?

pH হলো একটি দ্রবণ কতটা অম্লীয় (acidic), ক্ষারীয় (basic) বা নিরপেক্ষ (neutral) তা পরিমাপ করার একটি স্কেল। এটি মূলত দ্রবণে বিদ্যমান হাইড্রোজেন আয়ন (H⁺) এর ঘনত্বের একটি সূচক। pH শব্দটি এসেছে "power of hydrogen" বা "potential of hydrogen" থেকে। ডেনিশ রসায়নবিদ সোরেন সোরেনসেন ১৯০৯ সালে এই ধারণাটি প্রবর্তন করেন।

pH এর সংজ্ঞা

একটি দ্রবণের pH হলো দ্রবণে উপস্থিত হাইড্রোজেন আয়ন (H⁺) এর মোলার ঘনত্বের (mol/L) ঋণাত্মক লগারিদম।

দ্রবণের প্রকৃতি H⁺ এবং হাইড্রোক্সাইড আয়ন (OH^-) এর ঘনত্বের উপর নির্ভর করে:

• যদি [H⁺] > [OH^-] হয়, তাহলে দ্রবণটি অম্লীয়।
• যদি [H⁺] < [OH^-] হয়, তাহলে দ্রবণটি ক্ষারীয়।
• যদি [H⁺] = [OH^-] হয়, তাহলে দ্রবণটি নিরপেক্ষ।

pH স্কেল

pH স্কেল সাধারণত ০ থেকে ১৪ পর্যন্ত বিস্তৃত। এই স্কেলের প্রতিটি সংখ্যা অম্লত্ব বা ক্ষারত্বের মাত্রা নির্দেশ করে।

pH মান	দ্রবণের প্রকৃতি	বৈশিষ্ট্য
০ থেকে ৭ এর কম	অম্লীয়	H+ আয়নের ঘনত্ব OH- আয়নের ঘনত্বের চেয়ে বেশি। pH মান যত কম হয়, দ্রবণ তত বেশি শক্তিশালী অম্লীয় হয়।
৭	নিরপেক্ষ	H+ আয়নের ঘনত্ব OH- আয়নের ঘনত্বের সমান। বিশুদ্ধ পানি একটি নিরপেক্ষ দ্রবণ।
৭ এর বেশি থেকে ১৪ পর্যন্ত	ক্ষারীয়	OH- আয়নের ঘনত্ব H+ আয়নের ঘনত্বের চেয়ে বেশি। pH মান যত বেশি হয়, দ্রবণ তত বেশি শক্তিশালী ক্ষারীয় হয়।

অম্ল, ক্ষার ও নিরপেক্ষ দ্রবণ

১. অম্ল (Acid)

যেসব পদার্থ জলীয় দ্রবণে বিয়োজিত হয়ে হাইড্রোজেন আয়ন (H⁺) উৎপন্ন করে এবং যার pH মান ৭ এর কম, তাদের অম্ল বলে।
উদাহরণ: হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড (HCl), সালফিউরিক অ্যাসিড (H₂SO₄)।

২. ক্ষার (Base)

যেসব পদার্থ জলীয় দ্রবণে বিয়োজিত হয়ে হাইড্রোক্সাইড আয়ন (OH^-) উৎপন্ন করে এবং যার pH মান ৭ এর বেশি, তাদের ক্ষার বলে।
উদাহরণ: সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড (NaOH), ক্যালসিয়াম হাইড্রোক্সাইড (Ca(OH)₂)।

৩. নিরপেক্ষ দ্রবণ (Neutral Solution)

যেসব দ্রবণে H⁺ এবং OH^- আয়নের ঘনত্ব সমান থাকে এবং যার pH মান ৭, তাদের নিরপেক্ষ দ্রবণ বলে।
উদাহরণ: বিশুদ্ধ পানি।

গাণিতিক সূত্রাবলী

১. pH এর সূত্র:
pH = -log[H⁺]
এখানে, [H⁺] হলো দ্রবণে হাইড্রোজেন আয়নের মোলার ঘনত্ব (mol/L)।

২. pOH এর সূত্র:
pOH = -log[OH^-]
এখানে, [OH^-] হলো দ্রবণে হাইড্রোক্সাইড আয়নের মোলার ঘনত্ব (mol/L)।

পানির আয়নিক গুণফল ও সম্পর্ক

সাধারণ তাপমাত্রায় (২৫°C), পানির বিয়োজন:
H₂O ⇌ H⁺ + OH^-

পানির আয়নিক গুণফল, K_w = [H⁺][OH^-]
২৫°C তাপমাত্রায় K_w এর মান হলো ১.০ × ১০^-১৪।

৩. pH এবং pOH এর সম্পর্ক:
pH + pOH = 14

pH নির্ণয় পদ্ধতি: গাণিতিক উদাহরণসহ

চলো, আমরা কিছু উদাহরণের সাহায্যে pH নির্ণয় করা শিখি।

উদাহরণ ১: শক্তিশালী অ্যাসিডের pH নির্ণয়

প্রশ্ন: ০.০১ M HCl দ্রবণের pH কত?

সমাধান:

1. অ্যাসিডের বিয়োজন: HCl → H⁺ + Cl^-
2. H⁺ আয়নের ঘনত্ব: যেহেতু ১ অণু HCl থেকে ১ অণু H⁺ পাওয়া যায়, তাই:
   [H⁺] = 0.01 M = 1 × 10^-2 M
3. সূত্র প্রয়োগ: pH = -log[H⁺]
4. গণনা:
   pH = -log(1 × 10^-2)
   pH = -(-2 log(10))
   pH = -(-2 × 1) [যেহেতু log10 = 1]
   pH = 2

উত্তর: দ্রবণটির pH হলো ২ (শক্তিশালী অম্লীয়)।

উদাহরণ ২: শক্তিশালী ক্ষারের pH নির্ণয়

প্রশ্ন: ০.০০১ M NaOH দ্রবণের pH কত?

সমাধান:

1. ক্ষারের বিয়োজন: NaOH → Na⁺ + OH^-
2. OH^- আয়নের ঘনত্ব: [OH^-] = 0.001 M = 1 × 10^-3 M
3. pOH নির্ণয়:
   pOH = -log(1 × 10^-3)
   pOH = 3
4. pH নির্ণয়: আমরা জানি, pH + pOH = 14
   pH = 14 - pOH
   pH = 14 - 3
   pH = 11

উত্তর: দ্রবণটির pH হলো ১১ (শক্তিশালী ক্ষারীয়)।

pH এর গুরুত্ব

• জীবজগৎ: আমাদের শরীরের প্রতিটি অঙ্গের নিজস্ব pH মান আছে (যেমন: রক্তের pH ৭.৩৫ - ৭.৪৫)।
• কৃষি: মাটির pH ফসলের বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রণ করে।
• পরিবেশ: জলজ প্রাণীদের বেঁচে থাকার জন্য পানির সঠিক pH জরুরি।
• শিল্প: কাগজ, টেক্সটাইল ও ওষুধ শিল্পে pH নিয়ন্ত্রণ অত্যাবশ্যক।
• খাদ্য শিল্প: খাদ্য ও পানীয়ের স্বাদ এবং সংরক্ষণ pH দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়।

---

আশা করি, pH সম্পর্কে এই বিস্তারিত আলোচনা তোমাদের ধারণা স্পষ্ট করতে সাহায্য করবে। pH পরিমাপ ও নিয়ন্ত্রণ রসায়নের একটি মৌলিক দক্ষতা যা তোমাদের ভবিষ্যতে অনেক কাজে আসবে।

ভিডিও দেখুন

Download PDF