হাইড্ৰ’জেন
HSLC Guru-লৈ আদৰণি! ASSEB-ৰ একাদশ শ্ৰেণীৰ ৰসায়ন বিজ্ঞানৰ নৱম অধ্যায় হাইড্ৰ’জেনৰ এই সম্পূৰ্ণ অসমীয়া মাধ্যমৰ পাঠটোত আপোনাক স্বাগতম জনাইছোঁ। হাইড্ৰ’জেন (H) হৈছে পৰ্যায়ক্ৰম তালিকাৰ আটাইতকৈ পাতল আৰু সৰল মৌল, যাৰ পাৰমাণৱিক সংখ্যা ১। ই বিশ্বব্ৰহ্মাণ্ডৰ আটাইতকৈ প্ৰাচুৰ্যপূৰ্ণ মৌল, কিন্তু পৃথিৱীৰ বায়ুমণ্ডলত মুক্ত অৱস্থাত অতি কম পৰিমাণে পোৱা যায়। এই অধ্যায়ত আমি হাইড্ৰ’জেনৰ অৱস্থান, আইছ’ট’প, প্ৰস্তুতি, ধৰ্ম, যৌগসমূহ, পানী, ভাৰী পানী, হাইড্ৰ’জেন পাৰঅক্সাইড আৰু ইন্ধন হিচাপে ব্যৱহাৰৰ বিষয়ে বিশদভাৱে শিকিম।
সাৰাংশ (অসমীয়াত)
পৰ্যায়ক্ৰম তালিকাত হাইড্ৰ’জেনৰ অৱস্থান (দ্বৈত চৰিত্ৰ): হাইড্ৰ’জেনৰ ইলেকট্ৰন বিন্যাস 1s¹ হোৱাৰ বাবে ই ক্ষাৰ ধাতু (Group 1, ns¹) আৰু হেল’জেন (Group 17, একটা ইলেকট্ৰনৰ অভাৱ) উভয় গোটৰ সৈতে সাদৃশ্য প্ৰদৰ্শন কৰে। ক্ষাৰ ধাতুৰ দৰে ই H⁺ আয়ন গঠন কৰে, ইলেকট্ৰোপজিটিভ চৰিত্ৰ দেখুৱায় আৰু একসংযোজী যৌগ গঠন কৰে। আনহাতে হেল’জেনৰ দৰে ই H⁻ (হাইড্ৰাইড) আয়ন গঠন কৰে, দ্বিপাৰমাণৱিক অণু H₂ গঠন কৰে আৰু আয়নীকৰণ বিভৱ উচ্চ। সেইবাবে হাইড্ৰ’জেনক ‘অনন্য মৌল’ (anomalous element) বুলিও কোৱা হয়। হাইড্ৰ’জেনৰ তিনিটা আইছ’ট’প আছে — প্ৰটিয়াম (¹H), ডিউটেৰিয়াম (²H বা D) আৰু ট্ৰিটিয়াম (³H বা T)। ট্ৰিটিয়াম তেজস্ক্ৰিয়।
প্ৰস্তুতি আৰু ধৰ্ম: ব’চ পদ্ধতিত (Bosch process) ৱাটাৰ গেছ (CO + H₂)-ক বাষ্পৰ সৈতে Fe₂O₃/Cr₂O₃ প্ৰভাৱকৰ উপস্থিতিত উত্তপ্ত কৰি H₂ পোৱা যায়। লেনৰ পদ্ধতিত (Lane’s process) ৭০০–৮০০°C তাপত গৰম লোহাৰ ওপৰত বাষ্প পঠিয়াই H₂ উৎপাদন কৰা হয়। অম্লীয় বা ক্ষাৰীয় পানীৰ বিদ্যুৎ বিশ্লেষণৰ দ্বাৰাও বিশুদ্ধ H₂ পোৱা যায়। হাইড্ৰ’জেন এক বৰ্ণহীন, গন্ধহীন, সোৱাদহীন গেছ; বায়ুতকৈ ১৪.৪ গুণ পাতল আৰু পানীত সামান্য দ্ৰৱণীয়। ই হেল’জেনৰ সৈতে হাইড্ৰ’জেন হেলাইড (HCl, HBr), অক্সিজেনৰ সৈতে পানী, নাইট্ৰ’জেনৰ সৈতে অ্যামনিয়া (হাবাৰ পদ্ধতি), ক্ষাৰ ধাতুৰ সৈতে আয়নিক হাইড্ৰাইড আৰু অপাতু মৌলৰ সৈতে সমযোজী হাইড্ৰাইড গঠন কৰে।
হাইড্ৰাইড আৰু পানী: হাইড্ৰাইড তিনি প্ৰকাৰ — (১) আয়নিক বা চেলাইন (NaH, CaH₂), (২) সমযোজী বা মলিকুলাৰ (CH₄, NH₃, H₂O), (৩) ধাতৱিক বা ইণ্টাৰষ্টিচিয়েল (PdH₀.₆, TiH₁.₇)। পানী (H₂O) এক বহুমুখী দ্ৰাৱক, ইয়াৰ উচ্চ স্ফুটনাংক হাইড্ৰ’জেন বন্ধনৰ বাবে। বৰফৰ গাঁথনিত প্ৰতিটো O চাৰিটা H-ৰ সৈতে টেট্ৰাহেড্ৰিয়েল ভাৱে যুক্ত, বাবে বৰফৰ ঘনত্ব পানীতকৈ কম। অস্থায়ী খৰতা Ca/Mg-ৰ বাইকাৰ্বনেটৰ বাবে (উতলালেই গুচে), স্থায়ী খৰতা ক্ল’ৰাইড/ছালফেটৰ বাবে। কোমলকৰণ পদ্ধতি — কেলগন (sodium hexametaphosphate), আয়ন বিনিময় ৰেজিন আৰু পাৰমিউটিট (Na₂Al₂Si₂O₈·xH₂O) প্ৰক্ৰিয়া।
H₂O₂, D₂O আৰু ইন্ধন: হাইড্ৰ’জেন পাৰঅক্সাইড (H₂O₂) মাৰ্কাৰ পদ্ধতিত BaO₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + H₂O₂-ৰ দ্বাৰা প্ৰস্তুত কৰা হয়। ইয়াৰ গাঁথনি ‘খোলা পুথিৰ’ (open book) আকাৰৰ। ই অক্সিকাৰক আৰু বিজাৰক উভয় ৰূপত কাম কৰে; কেশ ব্লীচিং, এণ্টিচেপ্টিক আৰু ৰকেট ইন্ধন হিচাপে ব্যৱহৃত। ভাৰী পানী D₂O বৈদ্যুতিক বিশ্লেষণৰ দ্বাৰা পোৱা যায়, পাৰমাণৱিক ৰিয়েক্টৰত মডাৰেটৰ হিচাপে ব্যৱহাৰ হয়। হাইড্ৰ’জেন এক পৰিচ্ছন্ন ইন্ধন — দহনত কেৱল পানী উৎপন্ন হয়, উচ্চ ক্যালৰিফিক মান (১৪২ kJ/g)। ফুৱেল চেলত H₂ + O₂ → H₂O বিক্ৰিয়াৰ পৰা পোনপটীয়াকৈ বিদ্যুৎ পোৱা যায়।
Summary (English)
Hydrogen (H, Z=1, configuration 1s¹) shows a dual character — resembling alkali metals (forms H⁺, electropositive) and halogens (forms H⁻, diatomic H₂, high ionisation energy). It has three isotopes: protium (¹H), deuterium (²H or D) and radioactive tritium (³H or T). Industrial preparation uses Bosch process (water gas + steam over Fe₂O₃/Cr₂O₃ catalyst), Lane’s process (steam over hot iron at 700–800°C), and electrolysis of acidified water. Hydrogen reacts with halogens (HX), oxygen (H₂O), nitrogen (NH₃ via Haber process), alkali metals (NaH) and non-metals to form hydrides — classified as ionic/saline, covalent/molecular and metallic/interstitial. Water shows hydrogen bonding giving high boiling point; ice has tetrahedral open structure (lower density). Hardness of water — temporary (bicarbonates, removed by boiling) and permanent (chlorides, sulphates) — is removed by Calgon, ion-exchange and Permutit methods. H₂O₂ has open-book structure, acts as oxidising and reducing agent. Heavy water D₂O is used as moderator. Hydrogen is a clean fuel with high calorific value, used in fuel cells.
প্ৰশ্ন আৰু উত্তৰ (Q&A)
১ নম্বৰৰ প্ৰশ্নসমূহ
প্ৰশ্ন ১: হাইড্ৰ’জেনৰ পাৰমাণৱিক সংখ্যা কিমান?
উত্তৰ: ১ (এক)।
প্ৰশ্ন ২: হাইড্ৰ’জেনৰ ইলেকট্ৰন বিন্যাস কি?
উত্তৰ: 1s¹।
প্ৰশ্ন ৩: হাইড্ৰ’জেনৰ তিনিটা আইছ’ট’পৰ নাম লিখা।
উত্তৰ: প্ৰটিয়াম (¹H), ডিউটেৰিয়াম (²H/D), ট্ৰিটিয়াম (³H/T)।
প্ৰশ্ন ৪: তেজস্ক্ৰিয় আইছ’ট’পটো কোনটো?
উত্তৰ: ট্ৰিটিয়াম (³H)।
প্ৰশ্ন ৫: ভাৰী পানীৰ ৰাসায়নিক সংকেত কি?
উত্তৰ: D₂O।
প্ৰশ্ন ৬: ৱাটাৰ গেছ কি?
উত্তৰ: CO + H₂-ৰ মিশ্ৰণ।
প্ৰশ্ন ৭: NaH-ৰ হাইড্ৰাইডৰ প্ৰকাৰ কি?
উত্তৰ: আয়নিক বা চেলাইন হাইড্ৰাইড।
প্ৰশ্ন ৮: পানীৰ স্থায়ী খৰতা কিহৰ বাবে হয়?
উত্তৰ: Ca/Mg-ৰ ক্ল’ৰাইড আৰু ছালফেটৰ বাবে।
প্ৰশ্ন ৯: হাবাৰ পদ্ধতিত কি উৎপাদন হয়?
উত্তৰ: অ্যামনিয়া (NH₃)।
প্ৰশ্ন ১০: H₂O₂-ৰ গাঁথনি কেনেকুৱা?
উত্তৰ: খোলা পুথিৰ (open book) আকাৰৰ।
প্ৰশ্ন ১১ক: ডিউটেৰিয়ামৰ আৱিষ্কাৰক কোন?
উত্তৰ: হেৰল্ড সি. ইউৰে (১৯৩১)।
প্ৰশ্ন ১১খ: পানীৰ ক্ষোভিকতা মাপৰ একক কি?
উত্তৰ: ppm (parts per million) বা mg/L।
প্ৰশ্ন ১১গ: H₂O₂-ৰ ১০ vol দ্ৰৱণৰ অৰ্থ কি?
উত্তৰ: ১ আয়তন H₂O₂ দ্ৰৱণে ১০ আয়তন O₂ গেছ মুকলি কৰিব পাৰে।
২–৩ নম্বৰৰ প্ৰশ্নসমূহ
প্ৰশ্ন ১১: হাইড্ৰ’জেনৰ দ্বৈত চৰিত্ৰ ব্যাখ্যা কৰা।
উত্তৰ: হাইড্ৰ’জেনৰ ইলেকট্ৰন বিন্যাস 1s¹ হোৱাৰ বাবে ইয়াক ক্ষাৰ ধাতু গোটত (Group 1) ৰাখিব পাৰি — কাৰণ ই এটা ইলেকট্ৰন হেৰুৱাই H⁺ গঠন কৰে আৰু ইলেকট্ৰোপজিটিভ। আকৌ ইয়াক হেল’জেন গোটতো (Group 17) ৰাখিব পাৰি — কাৰণ ই এটা ইলেকট্ৰন গ্ৰহণ কৰি H⁻ (হাইড্ৰাইড) আয়ন গঠন কৰে আৰু দ্বিপাৰমাণৱিক H₂ অণু হিচাপে থাকে। সেইবাবে হাইড্ৰ’জেনৰ দ্বৈত চৰিত্ৰ আছে।
প্ৰশ্ন ১২: ব’চ পদ্ধতি ব্যাখ্যা কৰা।
উত্তৰ: ব’চ পদ্ধতিত প্ৰথমে কয়লাৰ ওপৰত বাষ্প পঠিয়াই ৱাটাৰ গেছ (CO + H₂) প্ৰস্তুত কৰা হয়: C + H₂O → CO + H₂। তাৰ পিছত ৱাটাৰ গেছক বাষ্পৰ সৈতে মিহলাই Fe₂O₃/Cr₂O₃ প্ৰভাৱকৰ উপস্থিতিত ৪৫০°C তাপত উত্তপ্ত কৰিলে CO + H₂O → CO₂ + H₂ হয়। CO₂-ক চাপত পানীত দ্ৰৱীভূত কৰি বাকী H₂ পোৱা যায়।
প্ৰশ্ন ১৩: পানীৰ অস্থায়ী আৰু স্থায়ী খৰতা পাৰ্থক্য কি?
উত্তৰ: অস্থায়ী খৰতা Ca(HCO₃)₂ আৰু Mg(HCO₃)₂-ৰ বাবে হয়, ইয়াক উতলালে গুচে: Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃↓ + H₂O + CO₂। স্থায়ী খৰতা CaCl₂, MgCl₂, CaSO₄, MgSO₄-ৰ বাবে হয় আৰু ইয়াক উতলালে গুচে নাযায়; কেলগন বা পাৰমিউটিট পদ্ধতি লাগে।
প্ৰশ্ন ১৪: হাইড্ৰাইডৰ তিনিটা প্ৰকাৰ উদাহৰণসহ লিখা।
উত্তৰ: (১) আয়নিক/চেলাইন: NaH, CaH₂, KH (s-block ধাতুৰ সৈতে)। (২) সমযোজী/মলিকুলাৰ: CH₄, NH₃, H₂O, HCl (p-block অপাতুৰ সৈতে)। (৩) ধাতৱিক/ইণ্টাৰষ্টিচিয়েল: PdHₓ, TiH₂, LaH₃ (d আৰু f-block ধাতুৰ সৈতে)।
প্ৰশ্ন ১৫: H₂O₂-ৰ অক্সিকাৰক আৰু বিজাৰক ধৰ্ম দেখুৱা।
উত্তৰ: অক্সিকাৰক: 2KI + H₂O₂ → 2KOH + I₂। বিজাৰক: 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ + 5H₂O₂ → K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 8H₂O + 5O₂। সেইবাবে H₂O₂ উভয় ধৰ্মই দেখুৱায়।
প্ৰশ্ন ১৬: ভাৰী পানীৰ দুটা ব্যৱহাৰ লিখা।
উত্তৰ: (১) পাৰমাণৱিক ৰিয়েক্টৰত নিউট্ৰন মডাৰেটৰ হিচাপে। (২) ৰাসায়নিক বিক্ৰিয়াৰ অধ্যয়নত আইছ’ট’প ট্ৰেচাৰ হিচাপে।
৫–৭ নম্বৰৰ প্ৰশ্নসমূহ
প্ৰশ্ন ১৭: হাইড্ৰ’জেনৰ বাণিজ্যিক প্ৰস্তুতিৰ পদ্ধতিসমূহ বিস্তাৰিতভাৱে বৰ্ণনা কৰা।
উত্তৰ: (ক) ব’চ পদ্ধতি: ১০০০°C-ত ক’ক বা কয়লাৰ ওপৰত বাষ্প পঠিয়াই ৱাটাৰ গেছ (CO + H₂) প্ৰস্তুত কৰা হয়। তাৰ পিছত ৪৫০°C-ত Fe₂O₃ + Cr₂O₃ প্ৰভাৱকৰ উপস্থিতিত বাষ্প মিহলাই CO-ক CO₂-লৈ অক্সিকৰণ কৰে: CO + H₂O → CO₂ + H₂। CO₂ক ২৫ atm চাপত পানীত দ্ৰৱীভূত কৰি গুচাই H₂ পোৱা যায়। (খ) লেনৰ পদ্ধতি: ৭০০–৮০০°C-ত গৰম লোহাৰ ওপৰত বাষ্প পঠিয়ালে: 3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄ + 4H₂। Fe₃O₄-ক ৱাটাৰ গেছেৰে বিজাৰিত কৰি লোহা পুনঃ ব্যৱহাৰ কৰা হয়। (গ) বিদ্যুৎ বিশ্লেষণ: অম্লীয় বা ক্ষাৰীয় পানীৰ বিদ্যুৎ বিশ্লেষণত কেথড’ত H₂ পোৱা যায়: 2H₂O → 2H₂ + O₂। (ঘ) হাইড্ৰ’কাৰ্বনৰ ষ্টীম-ৰিফৰমিং: CH₄ + H₂O → CO + 3H₂ (Ni প্ৰভাৱক, ৭৫০°C)।
প্ৰশ্ন ১৮: পানীৰ কোমলকৰণৰ পদ্ধতিসমূহ বিশদভাৱে ব্যাখ্যা কৰা।
উত্তৰ: (ক) উতলোৱা: অস্থায়ী খৰতা গুচে — Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃↓ + H₂O + CO₂। (খ) ক্লাৰ্কৰ পদ্ধতি: চূণৰ পানী যোগ কৰিলে — Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaCO₃↓ + 2H₂O। (গ) কেলগন পদ্ধতি: ছ’ডিয়াম হেক্সামেটাফছফেট Na₂[Na₄(PO₃)₆] যোগ কৰিলে Ca²⁺ আৰু Mg²⁺ আয়নৰ সৈতে দ্ৰৱণীয় কমপ্লেক্স গঠন কৰি খৰতা গুচায়। (ঘ) পাৰমিউটিট পদ্ধতি: ছ’ডিয়াম এলুমিনিয়াম চিলিকেট Na₂Al₂Si₂O₈·xH₂O ব্যৱহাৰ কৰি Na⁺ আয়ন Ca²⁺/Mg²⁺-ৰ সৈতে বিনিময় হয়: Na₂Z + CaCl₂ → CaZ + 2NaCl। NaCl দ্ৰৱণেৰে পুনঃ সক্ৰিয় কৰিব পাৰি। (ঙ) আয়ন বিনিময় ৰেজিন: কেটায়ন বিনিময়ক (RH) আৰু এনায়ন বিনিময়ক (R’OH) দুয়োৰে দ্বাৰা সকলো আয়ন আঁতৰ কৰি ডিআয়নাইজড পানী পোৱা যায়।
প্ৰশ্ন ১৯: H₂O₂-ৰ প্ৰস্তুতি, গাঁথনি, ধৰ্ম আৰু ব্যৱহাৰ লিখা।
উত্তৰ: প্ৰস্তুতি: মাৰ্কাৰ পদ্ধতিত BaO₂·8H₂O + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + H₂O₂ + 8H₂O। আধুনিক পদ্ধতিত 2-এথাইল এন্থ্ৰাকুইনন অটো-অক্সিডেচন। গাঁথনি: খোলা পুথিৰ আকাৰ; H–O–O–H, O–O দূৰত্ব ১.৪৮ Å, O–H ০.৯৫ Å, H–O–O ক’ণ ৯৪.৮°, ডাইহেড্ৰেল ক’ণ ১১১.৫° (গেছীয়)। ধৰ্ম: বৰ্ণহীন তৰল, ১৫০.২°C-ত স্ফুটনাংক, যিকোনো অনুপাতত পানীত দ্ৰৱণীয়, অস্থিৰ — 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂; অক্সিকাৰক আৰু বিজাৰক উভয়। ব্যৱহাৰ: কেশ ব্লীচিং, কাপোৰ ব্লীচিং, এণ্টিচেপ্টিক (চেপ্টিচল), ৰকেট ইন্ধন, ফটোগ্ৰাফিত, ৰাসায়নিক বিক্ৰিয়াত অক্সিকাৰক হিচাপে।
প্ৰশ্ন ২০: হাইড্ৰ’জেনক ভৱিষ্যতৰ ইন্ধন কিয় কোৱা হয়? ব্যাখ্যা কৰা।
উত্তৰ: হাইড্ৰ’জেনক ভৱিষ্যতৰ পৰিচ্ছন্ন ইন্ধন কোৱা হয় কিয়নো — (১) ইয়াৰ ক্যালৰিফিক মান অতি উচ্চ (১৪২ kJ/g) যি পেট্ৰ’ল (৪৭ kJ/g)-তকৈ প্ৰায় ৩ গুণ বেছি। (২) দহনৰ একমাত্ৰ পণ্য পানী, কোনো প্ৰদূষক CO₂, SO₂, NOₓ নাই। (৩) ফুৱেল চেলত পোনপটীয়াকৈ বিদ্যুৎ উৎপাদন কৰিব পৰা যায়: H₂ + ½O₂ → H₂O + বিদ্যুৎ। (৪) সৌৰ শক্তিৰে পানীৰ বিদ্যুৎ বিশ্লেষণৰ দ্বাৰা নবীকৰণযোগ্য উপায়ে উৎপাদন কৰিব পাৰি। (৫) মহাকাশ ৰকেটৰ তৰল ইন্ধন (LH₂) হিচাপে ব্যৱহৃত। কিন্তু সংৰক্ষণ অসুবিধা, ফাটফুটিয়া, পৰিবহন খৰচ আদি প্ৰত্যাহ্বান আছে। CNG-ত ৫–১০% H₂ মিহলাই হাইথেন (HCNG) বনোৱাৰ চেষ্টা চলিছে।
প্ৰশ্ন ২১: বৰফৰ গাঁথনি বৰ্ণনা কৰা।
উত্তৰ: বৰফৰ গাঁথনিত প্ৰতিটো অক্সিজেন পৰমাণু চাৰিটা হাইড্ৰ’জেন পৰমাণুৱে বেৰি ধৰে — দুটা সমযোজী O–H বন্ধনেৰে আৰু দুটা হাইড্ৰ’জেন বন্ধনেৰে। ইয়াৰ ফলত টেট্ৰাহেড্ৰিয়েল গাঁথনি গঠন হয় আৰু এক হেক্সাগ’নেল ৰিং সিষ্টেমেৰে খালী স্থানযুক্ত ৩-D জাল গঠন হয়। এই খালী স্থানৰ বাবে বৰফৰ ঘনত্ব (০.৯২ g/cm³) তৰল পানীৰ ঘনত্ব (১.০০ g/cm³)-তকৈ কম। সেইবাবেই বৰফ পানীত ভাহি থাকে — যি নদী-পুখুৰীৰ জলজ প্ৰাণীৰ বাবে গুৰুত্বপূৰ্ণ।
প্ৰশ্ন ২২: হাইড্ৰ’জেনৰ ৰাসায়নিক ধৰ্মসমূহ বিস্তাৰিতভাৱে লিখা।
উত্তৰ: (১) হেল’জেনৰ সৈতে বিক্ৰিয়া: H₂ + X₂ → 2HX। F₂-ৰ সৈতে অন্ধকাৰতে বিস্ফোৰক, Cl₂-ৰ সৈতে সূৰ্যৰ পোহৰত, Br₂-ৰ সৈতে উত্তাপত আৰু I₂-ৰ সৈতে প্ৰভাৱকৰ উপস্থিতিত প্ৰত্যাৱৰ্তী বিক্ৰিয়া। (২) অক্সিজেনৰ সৈতে: 2H₂ + O₂ → 2H₂O (অতি বিস্ফোৰক, প্ৰচুৰ তাপ মুক্ত হয়)। (৩) নাইট্ৰ’জেনৰ সৈতে: N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ (Fe প্ৰভাৱক, ৪৫০°C, ২০০ atm)। (৪) ক্ষাৰ ধাতুৰ সৈতে: 2Na + H₂ → 2NaH। (৫) ধাতুৰ অক্সাইডৰ লগত বিজাৰণ: CuO + H₂ → Cu + H₂O। (৬) অসংপৃক্ত হাইড্ৰ’কাৰ্বনৰ সৈতে যোগ: CH₂=CH₂ + H₂ → CH₃CH₃ (Ni প্ৰভাৱক, হাইড্ৰ’জেনেচন)।
প্ৰশ্ন ২৩: পানীৰ ভৌতিক আৰু ৰাসায়নিক ধৰ্মসমূহ লিখা।
উত্তৰ: ভৌতিক ধৰ্ম: বৰ্ণহীন, গন্ধহীন, সোৱাদহীন তৰল; স্ফুটনাংক ১০০°C, গলনাংক ০°C; ঘনত্ব ৪°C-ত সৰ্বাধিক (১.০০ g/cm³); উচ্চ আপেক্ষিক তাপ (৪.১৮ J/g·K); উচ্চ পৃষ্ঠ টান; বহুমুখী দ্ৰাৱক (universal solvent); উচ্চ ডাইলেক্ট্ৰিক ধ্ৰুৱক (৭৮.৫)। ৰাসায়নিক ধৰ্ম: (১) উভচৰ — অম্ল আৰু ক্ষাৰ উভয় ৰূপত কাম কৰে। (২) সক্ৰিয় ধাতুৰ সৈতে: 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂। (৩) অপাতু অক্সাইডৰ সৈতে: CO₂ + H₂O → H₂CO₃। (৪) লৱণৰ সৈতে হাইড্ৰ’লিচিচ। (৫) অসংখ্য পদাৰ্থ দ্ৰৱীভূত কৰিব পাৰে।
প্ৰশ্ন ২৪: হাইড্ৰ’জেনৰ ব্যৱহাৰ পাঁচটা লিখা।
উত্তৰ: (১) অ্যামনিয়া উৎপাদনত (হাবাৰ পদ্ধতি)। (২) ৰকেট ইন্ধন আৰু ফুৱেল চেলত। (৩) উদ্ভিজ তেল হাইড্ৰ’জেনেচন কৰি বনস্পতি ঘি (vanaspati ghee) প্ৰস্তুতিত। (৪) ধাতুকৰ্মত অক্সাইডৰ পৰা ধাতু পোৱাত বিজাৰক হিচাপে। (৫) অক্সি-হাইড্ৰ’জেন আৰু এট’মিক হাইড্ৰ’জেন ব্লউপাইপত (৪০০০°C তাপ) ধাতু কাটিবলৈ আৰু ৱেল্ডিঙত।
প্ৰশ্ন ২৫: ফুৱেল চেলৰ কাৰ্যপ্ৰণালী চমুকৈ ব্যাখ্যা কৰা।
উত্তৰ: ফুৱেল চেল এনে এক বৈদ্যুতিক ৰাসায়নিক চেল য’ত H₂ আৰু O₂-ৰ পৰা পোনপটীয়াকৈ বিদ্যুৎ উৎপাদন হয়। কেথড’ত O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻; এন’ড’ত 2H₂ + 4OH⁻ → 4H₂O + 4e⁻; নিট বিক্ৰিয়া 2H₂ + O₂ → 2H₂O + বিদ্যুৎ। ইলেকট্ৰ’ড হিচাপে পৰিশ্ৰুত গ্ৰাফাইট আৰু ইলেকট্ৰ’লাইট হিচাপে KOH দ্ৰৱণ ব্যৱহৃত হয়। দক্ষতা প্ৰায় ৭০%, প্ৰদূষণমুক্ত আৰু মহাকাশযানত ব্যৱহৃত।
প্ৰশ্ন ২৬: তিনিটা আইছ’ট’পৰ ভৌতিক ধৰ্মৰ পাৰ্থক্য দেখুৱা।
উত্তৰ: প্ৰটিয়াম (¹H): ভৰ ১.০০৭৮, প্ৰচুৰ্যতা ৯৯.৯৮৫%, প্ৰটন ১, নিউট্ৰন ০, স্থিৰ। ডিউটেৰিয়াম (²H/D): ভৰ ২.০১৪১, প্ৰচুৰ্যতা ০.০১৫%, প্ৰটন ১, নিউট্ৰন ১, স্থিৰ। ট্ৰিটিয়াম (³H/T): ভৰ ৩.০১৬০, প্ৰচুৰ্যতা ১০⁻¹⁵ %, প্ৰটন ১, নিউট্ৰন ২, তেজস্ক্ৰিয় (অৰ্ধজীৱন ১২.৩ বছৰ, β-উৎসৰ্জনকাৰী)। তিনিটাৰে ৰাসায়নিক ধৰ্ম প্ৰায় একে কিন্তু গতি ভিন্ন (Kinetic Isotope Effect)।
প্ৰশ্ন ২৭: অৰ্থ’ আৰু পেৰা হাইড্ৰ’জেন কি?
উত্তৰ: H₂ অণুৰ দুটা প্ৰটনৰ স্পিন একে দিশৰ হ’লে ‘অৰ্থ’ হাইড্ৰ’জেন’ আৰু বিপৰীত দিশৰ হ’লে ‘পেৰা হাইড্ৰ’জেন’ বুলি কোৱা হয়। সাধাৰণ তাপমাত্ৰাত মিশ্ৰণটো ৭৫% অৰ্থ’ + ২৫% পেৰা হোৱে, কিন্তু কম তাপত পেৰা ৰূপ সুস্থিৰ। দুটাৰে ৰাসায়নিক ধৰ্ম একে যদিও আপেক্ষিক তাপ ভিন্ন।
প্ৰশ্ন ২৮: ডাইহাইড্ৰ’জেন প্ৰস্তুতিৰ পৰীক্ষাগাৰ পদ্ধতি লিখা।
উত্তৰ: পৰীক্ষাগাৰত গ্ৰানুলেটেড দস্তাৰ ওপৰত পাতল H₂SO₄ ঢালি H₂ পোৱা হয়: Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂↑। বিকল্পভাৱে Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑। বিশুদ্ধ H₂ পাবলৈ NaOH-ৰ লগত ক্ষাৰীয় Zn ব্যৱহাৰ কৰা হয়: Zn + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂↑। গেছটো পানীৰ ওপৰত নিম্নমুখী স্থানচ্যুতি পদ্ধতিৰে সংগ্ৰহ কৰা হয়।
প্ৰশ্ন ২৯: পানীৰ ‘স্বয়ং আয়নীকৰণ’ ব্যাখ্যা কৰা।
উত্তৰ: বিশুদ্ধ পানীয়েও সামান্য আয়নীকৃত হয়: 2H₂O ⇌ H₃O⁺ + OH⁻। ২৫°C-ত Kw = [H⁺][OH⁻] = ১০⁻¹⁴। ইয়াৰ ফলত বিশুদ্ধ পানীত [H⁺] = [OH⁻] = ১০⁻⁷ M আৰু pH = ৭ (নিৰপেক্ষ)। ইয়াৰে পানীৰ উভচৰ চৰিত্ৰ প্ৰমাণ হয়।
প্ৰশ্ন ৩০: H₂O₂-ৰ অস্থিৰতাৰ কাৰণ আৰু সংৰক্ষণ পদ্ধতি লিখা।
উত্তৰ: H₂O₂ এক স্বতঃস্ফূৰ্ত বিযোজন বিক্ৰিয়া দেখুৱায়: 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂। ধূলি, ক্ষাৰ, ধাতু আদিৰ লগত যোগাযোগে এই বিযোজন ত্বৰিত কৰে। সেইবাবে ই কেঁচা প্লেষ্টিকৰ গাঢ় বটলত, ৰঙা পোহৰৰ বিৰুদ্ধে, শীতল ঠাইত আৰু সামান্য H₃PO₄ বা ইউৰিয়াৰ লগত স্থিৰক হিচাপে সংৰক্ষণ কৰা হয়।
প্ৰশ্ন ৩১: পানীৰ ক্ষোভিকতা পৰিমাপৰ পদ্ধতিসমূহ লিখা।
উত্তৰ: পানীৰ ক্ষোভিকতা সাধাৰণতে CaCO₃ সমতুল্য (mg/L বা ppm)-ৰে প্ৰকাশ কৰা হয়। (১) EDTA টাইট্ৰেচন: Eriochrome Black-T সূচকৰ লগত EDTA-ৰ দ্বাৰা সাময়িক বিন্দু পোৱা যায়। (২) চাবোন পদ্ধতি: চাবোনে পানীত ফেন গঠন কৰিব নোৱাৰে যেতিয়ালৈকে সকলো Ca²⁺/Mg²⁺ বিক্ৰিয়া নকৰে। (৩) মৰ্চাৰ পদ্ধতি: দুঃখ পানী আৰু চিনিৰ সিদ্ধ অৱস্থাৰ পৰীক্ষা।
বহু বিকল্পভিত্তিক প্ৰশ্ন (MCQ)
১. হাইড্ৰ’জেনৰ পাৰমাণৱিক সংখ্যা — (ক) ০ (খ) ১ (গ) ২ (ঘ) ৩।
উত্তৰ: (খ) ১।
২. ভাৰী পানীৰ সংকেত — (ক) H₂O (খ) D₂O (গ) T₂O (ঘ) HDO।
উত্তৰ: (খ) D₂O।
৩. তেজস্ক্ৰিয় আইছ’ট’প — (ক) ¹H (খ) ²H (গ) ³H (ঘ) কোনো নহয়।
উত্তৰ: (গ) ³H।
৪. ৱাটাৰ গেছ — (ক) CO + H₂ (খ) CO₂ + H₂ (গ) CH₄ + H₂ (ঘ) N₂ + H₂।
উত্তৰ: (ক) CO + H₂।
৫. NaH-ৰ প্ৰকাৰ — (ক) সমযোজী (খ) ধাতৱিক (গ) আয়নিক (ঘ) কোনোটো নহয়।
উত্তৰ: (গ) আয়নিক।
৬. অস্থায়ী খৰতাৰ কাৰণ — (ক) NaCl (খ) Ca(HCO₃)₂ (গ) CaCl₂ (ঘ) MgSO₄।
উত্তৰ: (খ) Ca(HCO₃)₂।
৭. H₂O₂-ৰ গাঁথনি — (ক) ৰৈখিক (খ) ত্ৰিভুজীয় (গ) খোলা পুথিৰ (ঘ) টেট্ৰাহেড্ৰিয়েল।
উত্তৰ: (গ) খোলা পুথিৰ।
৮. পাৰমিউটিট হ’ল — (ক) ছ’ডিয়াম এলুমিনিয়াম চিলিকেট (খ) কেলচিয়াম কাৰ্বনেট (গ) মেগনেচিয়াম ক্ল’ৰাইড (ঘ) ছ’ডিয়াম ক্ল’ৰাইড।
উত্তৰ: (ক) ছ’ডিয়াম এলুমিনিয়াম চিলিকেট।
৯. হাবাৰ পদ্ধতিত উৎপাদন — (ক) HCl (খ) NH₃ (গ) H₂O (ঘ) CH₄।
উত্তৰ: (খ) NH₃।
১০. H₂-ৰ ক্যালৰিফিক মান প্ৰায় — (ক) ৪৭ kJ/g (খ) ১৪২ kJ/g (গ) ৩০০ kJ/g (ঘ) ১০০০ kJ/g।
উত্তৰ: (খ) ১৪২ kJ/g।
খালী ঠাই পূৰণ কৰা
১. হাইড্ৰ’জেনৰ ইলেকট্ৰন বিন্যাস ______। উত্তৰ: 1s¹।
২. ডিউটেৰিয়ামৰ সংকেত ______। উত্তৰ: ²H বা D।
৩. ব’চ পদ্ধতিত ব্যৱহৃত প্ৰভাৱক ______। উত্তৰ: Fe₂O₃/Cr₂O₃।
৪. H₂O₂-ৰ স্ফুটনাংক প্ৰায় ______ °C। উত্তৰ: ১৫০.২।
৫. বৰফৰ ঘনত্ব পানীতকৈ ______। উত্তৰ: কম।
৬. হাবাৰ পদ্ধতিত ব্যৱহৃত প্ৰভাৱক ______। উত্তৰ: Fe (Mo সংবৰ্ধক)।
৭. পাৰমিউটিটৰ সংকেত ______। উত্তৰ: Na₂Al₂Si₂O₈·xH₂O।
৮. H₂O₂-ৰ ডাইহেড্ৰেল ক’ণ গেছীয় অৱস্থাত ______ °। উত্তৰ: ১১১.৫।
৯. অৰ্থ’ আৰু পেৰা হাইড্ৰ’জেনৰ স্পিন ______। উত্তৰ: বিপৰীত (পেৰা) আৰু একে (অৰ্থ’)।
১০. H₂O₂ ৰঙা পোহৰৰ পৰা আঁতৰাই ______ বটলত সংৰক্ষণ কৰা হয়। উত্তৰ: গাঢ় (অস্বচ্ছ)।
সঁচা/মিছা
১. হাইড্ৰ’জেন বায়ুতকৈ ভাৰী। উত্তৰ: মিছা।
২. ট্ৰিটিয়াম তেজস্ক্ৰিয়। উত্তৰ: সঁচা।
৩. H₂O₂ কেৱল অক্সিকাৰক হিচাপে কাম কৰে। উত্তৰ: মিছা।
৪. পাৰমিউটিট পদ্ধতিৰে পানীৰ স্থায়ী খৰতা গুচাব পাৰি। উত্তৰ: সঁচা।
৫. ভাৰী পানী পাৰমাণৱিক ৰিয়েক্টৰত মডাৰেটৰ হিচাপে ব্যৱহৃত। উত্তৰ: সঁচা।
৬. পানীৰ ঘনত্ব ৪°C-ত সৰ্বাধিক। উত্তৰ: সঁচা।
৭. H₂-ৰ ক্যালৰিফিক মান পেট্ৰ’লতকৈ কম। উত্তৰ: মিছা।
৮. ১০ vol H₂O₂-ৰ অৰ্থ ১ আয়তন দ্ৰৱণে ১০ আয়তন O₂ মুক্ত কৰে। উত্তৰ: সঁচা।
৯. NaH সমযোজী হাইড্ৰাইড। উত্তৰ: মিছা (আয়নিক)।
১০. পানীৰ Kw ২৫°C-ত ১০⁻¹⁴। উত্তৰ: সঁচা।
শব্দাৰ্থ (Glossary)
| অসমীয়া শব্দ | English Term | অৰ্থ |
|---|---|---|
| হাইড্ৰ’জেন | Hydrogen | পাৰমাণৱিক সংখ্যা ১-ৰ মৌল |
| আইছ’ট’প | Isotope | একে পাৰমাণৱিক সংখ্যাৰ ভিন্ন ভৰৰ পৰমাণু |
| প্ৰটিয়াম | Protium | ¹H, সাধাৰণ হাইড্ৰ’জেন |
| ডিউটেৰিয়াম | Deuterium | ²H বা D, ভাৰী আইছ’ট’প |
| ট্ৰিটিয়াম | Tritium | ³H বা T, তেজস্ক্ৰিয় |
| ৱাটাৰ গেছ | Water Gas | CO + H₂-ৰ মিশ্ৰণ |
| ব’চ পদ্ধতি | Bosch Process | ৱাটাৰ গেছৰ পৰা H₂ পোৱা পদ্ধতি |
| লেনৰ পদ্ধতি | Lane’s Process | গৰম লোহাৰ ওপৰত বাষ্পৰে H₂ |
| হাইড্ৰাইড | Hydride | H-ৰ যৌগ |
| চেলাইন হাইড্ৰাইড | Saline Hydride | আয়নিক হাইড্ৰাইড |
| আয়নিক হাইড্ৰাইড | Ionic Hydride | NaH, CaH₂ আদি |
| সমযোজী হাইড্ৰাইড | Covalent Hydride | CH₄, NH₃, H₂O আদি |
| ধাতৱিক হাইড্ৰাইড | Metallic Hydride | PdHₓ আদি |
| ইণ্টাৰষ্টিচিয়েল হাইড্ৰাইড | Interstitial Hydride | ধাতুৰ মাজৰ স্থানত H |
| খৰতা | Hardness | পানীত Ca/Mg আয়নৰ উপস্থিতি |
| অস্থায়ী খৰতা | Temporary Hardness | বাইকাৰ্বনেটৰ বাবে |
| স্থায়ী খৰতা | Permanent Hardness | ক্ল’ৰাইড/ছালফেটৰ বাবে |
| কেলগন | Calgon | ছ’ডিয়াম হেক্সামেটাফছফেট |
| পাৰমিউটিট | Permutit | ছ’ডিয়াম এলুমিনিয়াম চিলিকেট |
| আয়ন বিনিময় | Ion Exchange | আয়ন সলনি কৰা প্ৰক্ৰিয়া |
| ৰেজিন | Resin | আয়ন বিনিময়ক বহুলক |
| হাইড্ৰ’জেন পাৰঅক্সাইড | Hydrogen Peroxide | H₂O₂ |
| খোলা পুথিৰ গাঁথনি | Open Book Structure | H₂O₂-ৰ গাঁথনি |
| মাৰ্কাৰ পদ্ধতি | Merck’s Process | H₂O₂ প্ৰস্তুতি |
| অক্সিকাৰক | Oxidising Agent | ইলেকট্ৰন গ্ৰহণকাৰী |
| বিজাৰক | Reducing Agent | ইলেকট্ৰন দানকাৰী |
| ভাৰী পানী | Heavy Water | D₂O |
| মডাৰেটৰ | Moderator | নিউট্ৰনৰ গতি কমোৱা পদাৰ্থ |
| ফুৱেল চেল | Fuel Cell | ৰাসায়নিক → বিদ্যুৎ চেল |
| ক্যালৰিফিক মান | Calorific Value | একক ভৰ ইন্ধনৰ তাপশক্তি |
| হাবাৰ পদ্ধতি | Haber Process | NH₃ উৎপাদন পদ্ধতি |
| হাইথেন | Hythane | CNG + H₂ মিশ্ৰণ |
| হাইড্ৰ’জেন বন্ধন | Hydrogen Bond | H আৰু F/O/N-ৰ মাজৰ আকৰ্ষণ |
| টেট্ৰাহেড্ৰিয়েল | Tetrahedral | চাৰিকোণীয় গাঁথনি |
| দ্বৈত চৰিত্ৰ | Dual Character | দুটা গুণৰ প্ৰদৰ্শন |
| বিদ্যুৎ বিশ্লেষণ | Electrolysis | বিদ্যুতৰে অণু ভঙা |
| অৰ্থ’ হাইড্ৰ’জেন | Ortho-Hydrogen | একে স্পিনৰ H₂ ৰূপ |
| পেৰা হাইড্ৰ’জেন | Para-Hydrogen | বিপৰীত স্পিনৰ H₂ ৰূপ |
| হাইড্ৰ’লিচিচ | Hydrolysis | পানীৰে যৌগ ভঙা |
| হাইড্ৰ’জেনেচন | Hydrogenation | H যোগ কৰা প্ৰক্ৰিয়া |
| স্বয়ং আয়নীকৰণ | Auto-ionisation | পানীৰ স্বতঃ আয়ন বিচ্ছেদ |
| ক্লাৰ্কৰ পদ্ধতি | Clark’s Process | চূণৰ পানীৰে অস্থায়ী খৰতা গুচাব |
গুৰুত্বপূৰ্ণ বিক্ৰিয়াসমূহৰ সাৰসংক্ষেপ
১. H₂ + Cl₂ → 2HCl (পোহৰৰ উপস্থিতিত)।
২. 2H₂ + O₂ → 2H₂O (দহন)।
৩. N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ (Fe প্ৰভাৱক, ৪৫০°C, ২০০ atm — হাবাৰ)।
৪. 2Na + H₂ → 2NaH (চেলাইন হাইড্ৰাইড)।
৫. CuO + H₂ → Cu + H₂O (বিজাৰণ)।
৬. CO + H₂O → CO₂ + H₂ (Fe₂O₃/Cr₂O₃, ৪৫০°C — ব’চ)।
৭. 3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄ + 4H₂ (লেনৰ পদ্ধতি)।
৮. Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃↓ + H₂O + CO₂ (অস্থায়ী খৰতা গুচোৱা)।
৯. Na₂Z + CaCl₂ → CaZ + 2NaCl (পাৰমিউটিট)।
১০. BaO₂ + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + H₂O₂ (মাৰ্কাৰ)।
এই অধ্যায়ৰ পৰা শিকিলোঁ যে হাইড্ৰ’জেন পৰ্যায়ক্ৰম তালিকাৰ এক অনন্য মৌল যাৰ দ্বৈত চৰিত্ৰ আছে আৰু ই আধুনিক বিজ্ঞান, শিল্প আৰু পৰিচ্ছন্ন শক্তি উৎপাদনত অপৰিসীম গুৰুত্বপূৰ্ণ। ভৱিষ্যতৰ পৰিচ্ছন্ন ইন্ধন হিচাপে হাইড্ৰ’জেন অৰ্থনীতি (Hydrogen Economy)-ৰ ধাৰণাই বিশ্বজুৰি গুৰুত্ব লাভ কৰিছে। ASSEB-ৰ পৰীক্ষাৰ বাবে ইয়াৰ আইছ’ট’প, প্ৰস্তুতিৰ পদ্ধতি, হাইড্ৰাইডৰ শ্ৰেণীবিভাগ, পানীৰ খৰতা আৰু কোমলকৰণ, H₂O₂ আৰু D₂O-ৰ বিষয়ে সম্পূৰ্ণ আয়ত্ত কৰা প্ৰয়োজনীয়। HSLC Guru-ৰ লগত আৰু অধিক শিকিবলৈ লগত থাকক!