মানব শরীরের জন্য আয়রনের ভূমিকাকে অত্যধিক মূল্যায়ন করা কঠিন, কারণ এটি রক্তের "সৃষ্টিতে" অবদান রাখে, এর বিষয়বস্তু হিমোগ্লোবিন এবং মায়োগ্লোবিনের স্তরকে প্রভাবিত করে, আয়রন এনজাইম সিস্টেমের কার্যকারিতা স্বাভাবিক করে। কিন্তু রসায়নের পরিপ্রেক্ষিতে এই উপাদানটি কী? লোহার ভ্যালেন্সি কত? এটি এই নিবন্ধে আলোচনা করা হবে৷
একটু ইতিহাস
মানবজাতি এই রাসায়নিক উপাদান সম্পর্কে জানত এবং এমনকি খ্রিস্টপূর্ব ৪র্থ শতাব্দীতে এটি থেকে পণ্যের মালিকানাও ছিল। এরা ছিল প্রাচীন মিশর এবং সুমেরীয়দের মানুষ। তারাই প্রথম লোহা এবং নিকেলের সংকর ধাতু থেকে গয়না, অস্ত্র তৈরি করতে শুরু করেছিল, যা প্রত্নতাত্ত্বিক খননের সময় পাওয়া গিয়েছিল এবং রসায়নবিদদের দ্বারা সাবধানে পরীক্ষা করা হয়েছিল।
একটু পরে, আর্যদের উপজাতি যারা এশিয়ায় চলে গিয়েছিল তারা শিখেছিল কিভাবে আকরিক থেকে কঠিন লোহা বের করতে হয়। তখনকার মানুষের জন্য এটা এতটাই মূল্যবান ছিল যে পণ্যগুলো সোনা দিয়ে ঢাকা ছিল!
লোহার বৈশিষ্ট্য
লোহা (Fe) পৃথিবীর ভূত্বকের অন্ত্রে এর উপাদানের দিক থেকে চতুর্থ স্থানে রয়েছে। এটি 4 র্থ পিরিয়ডের 7 তম গ্রুপে একটি স্থান দখল করে এবং 26 নম্বরে রয়েছেমেন্ডেলিভের উপাদানগুলির রাসায়নিক সারণী। লোহার ভ্যালেন্সি সরাসরি টেবিলে এর অবস্থানের উপর নির্ভর করে। তবে পরবর্তীতে এ বিষয়ে আরও।
এই ধাতুটি আকরিক আকারে প্রকৃতিতে সর্বাধিক সাধারণ, খনিজ হিসাবে জলে পাওয়া যায়, পাশাপাশি বিভিন্ন যৌগগুলিতে পাওয়া যায়।
বৃহত্তম লৌহ আকরিক মজুদ রয়েছে রাশিয়া, অস্ট্রেলিয়া, ইউক্রেন, ব্রাজিল, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, ভারত, কানাডায়৷
শারীরিক বৈশিষ্ট্য
লোহার ভ্যালেন্সির দিকে এগিয়ে যাওয়ার আগে, এর ভৌত বৈশিষ্ট্যগুলিকে ঘনিষ্ঠভাবে পর্যবেক্ষণ করা প্রয়োজন, তাই বলতে গেলে, এটিকে আরও ঘনিষ্ঠভাবে দেখুন৷
এই ধাতুটির রূপালী রঙ রয়েছে, এটি বেশ নমনীয়, তবে অন্যান্য উপাদানের সাথে (উদাহরণস্বরূপ, কার্বনের সাথে) মিথস্ক্রিয়া দ্বারা কঠোরতা বৃদ্ধি করতে সক্ষম। এর চৌম্বক বৈশিষ্ট্যও রয়েছে।
আদ্র পরিবেশে, লোহা ক্ষয় করতে পারে, অর্থাৎ মরিচা ধরে। যদিও একেবারে খাঁটি ধাতু আর্দ্রতার জন্য বেশি প্রতিরোধী, কিন্তু যদি এতে অমেধ্য থাকে, তবে তারাই ক্ষয়কে উস্কে দেয়।
লোহা অম্লীয় পরিবেশের সাথে ভালোভাবে মিথস্ক্রিয়া করে, এমনকি এটি আয়রন অ্যাসিডের লবণও তৈরি করতে পারে (একটি শক্তিশালী অক্সিডাইজিং এজেন্ট সরবরাহ করে)।
বাতাসে, এটি দ্রুত একটি অক্সাইড ফিল্মে আচ্ছাদিত হয়ে যায় যা একে মিথস্ক্রিয়া থেকে রক্ষা করে।
রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য
এছাড়াও, এই উপাদানটির বেশ কয়েকটি রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে। লোহা, পর্যায় সারণীর বাকি উপাদানগুলির মতো, পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের চার্জ রয়েছে, যা ক্রমিক নম্বর +26 এর সাথে মিলে যায়। এবং নিউক্লিয়াসের চারপাশে 26টি ইলেকট্রন ঘোরে।
সাধারণত, আমরা যদি লোহার বৈশিষ্ট্য বিবেচনা করি - একটি রাসায়নিক উপাদান, তবে এটি একটি ধাতু যার সক্রিয় ক্ষমতা কম।
দুর্বল অক্সিডাইজিং এজেন্টদের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে, লোহা যৌগ গঠন করে যেখানে এটি দ্বি-ভাজন হয় (অর্থাৎ, এর অক্সিডেশন অবস্থা +2)। এবং যদি শক্তিশালী অক্সিডাইজিং এজেন্টগুলির সাথে থাকে, তবে লোহার অক্সিডেশন অবস্থা +3 এ পৌঁছে যায় (অর্থাৎ, এর ভ্যালেন্স 3 এর সমান হয়)।
ধাতু নয় এমন রাসায়নিক উপাদানগুলির সাথে মিথস্ক্রিয়া করার সময়, Fe তাদের সাথে সম্পর্ক হ্রাসকারী এজেন্ট হিসাবে কাজ করে, যখন এর অক্সিডেশন অবস্থা +2 এবং +3 ছাড়াও +4, +5, +6 হয়ে যায়. এই ধরনের যৌগগুলির খুব শক্তিশালী অক্সিডাইজিং বৈশিষ্ট্য রয়েছে৷
উপরে উল্লিখিত হিসাবে, বাতাসে লোহা একটি অক্সাইড ফিল্মে আবৃত থাকে। এবং উত্তপ্ত হলে, বিক্রিয়ার হার বেড়ে যায় এবং ভ্যালেন্স 2 (তাপমাত্রা 570 ডিগ্রি সেলসিয়াসের কম) সহ আয়রন অক্সাইড বা ভ্যালেন্স 3 (তাপমাত্রার সূচক 570 ডিগ্রির বেশি) যুক্ত অক্সাইড তৈরি হতে পারে।
হ্যালোজেনের সাথে Fe এর মিথস্ক্রিয়া লবণের গঠনের দিকে পরিচালিত করে। ফ্লোরিন এবং ক্লোরিন উপাদানগুলি এটিকে +3 তে জারিত করে। ব্রোমিন +2 বা +3 পর্যন্ত (এটি সবই নির্ভর করে লোহার সাথে মিথস্ক্রিয়া করার সময় রাসায়নিক রূপান্তর বাস্তবায়নের শর্তের উপর)।
আয়োডিনের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে, উপাদানটি +2 এ জারিত হয়।
লোহা এবং সালফারকে উত্তপ্ত করলে আয়রন সালফাইড উৎপন্ন হয় যার ভ্যালেন্স 2.
যদি আপনি ফেরাম গলিয়ে কার্বন, ফসফরাস, সিলিকন, বোরন, নাইট্রোজেনের সাথে একত্রিত করেন তবে আপনি সংকর ধাতু নামক যৌগ পাবেন।
লোহা একটি ধাতু,অতএব, এটি অ্যাসিডের সাথেও যোগাযোগ করে (এটিও সংক্ষিপ্তভাবে একটু বেশি আলোচনা করা হয়েছিল)। উদাহরণস্বরূপ, সালফিউরিক এবং নাইট্রিক অ্যাসিড, উচ্চ ঘনত্ব থাকা, কম তাপমাত্রার পরিবেশে, লোহাকে প্রভাবিত করে না। কিন্তু এটি উঠার সাথে সাথে একটি প্রতিক্রিয়া ঘটে, যার ফলস্বরূপ লোহা +3 তে জারিত হয়।
অ্যাসিডের ঘনত্ব যত বেশি হবে, তাপমাত্রা তত বেশি দিতে হবে।
পানিতে ২-ভ্যালেন্ট আয়রন গরম করলে আমরা এর অক্সাইড এবং হাইড্রোজেন পাই।
এছাড়াও, Fe-এর সেই ধাতুগুলিকে স্থানচ্যুত করার ক্ষমতা রয়েছে যা লবণের জলীয় দ্রবণ থেকে কার্যকলাপ হ্রাস করেছে। একই সময়ে, এটি +2 তে জারিত হয়।
যখন তাপমাত্রা বেড়ে যায়, লোহা অক্সাইড থেকে ধাতু পুনরুদ্ধার করে।
ভ্যালেন্সি কি
ইতিমধ্যে পূর্ববর্তী বিভাগে, ভ্যালেন্স ধারণা, সেইসাথে অক্সিডেশন ডিগ্রী, একটু সম্মুখীন হয়েছিল। লোহার ভ্যালেন্সি বিবেচনা করার সময় এসেছে।
কিন্তু প্রথমে আপনাকে বুঝতে হবে এটি কী ধরনের রাসায়নিক উপাদানের বৈশিষ্ট্য।
রাসায়নিক পদার্থ তাদের গঠনে প্রায় সবসময়ই স্থির থাকে। উদাহরণস্বরূপ, জলের সূত্রে H2O - 1 অক্সিজেন পরমাণু এবং 2 হাইড্রোজেন পরমাণু। অন্যান্য যৌগগুলির ক্ষেত্রেও একই কথা সত্য যেখানে দুটি রাসায়নিক উপাদান জড়িত, যার মধ্যে একটি হল হাইড্রোজেন: একটি রাসায়নিক উপাদানের 1টি পরমাণুর সাথে 1-4টি হাইড্রোজেন পরমাণু যোগ করা যেতে পারে। কিন্তু উল্টোটা নয়! অতএব, এটা স্পষ্ট যে হাইড্রোজেন অন্য পদার্থের মাত্র 1টি পরমাণুকে নিজের সাথে সংযুক্ত করে। এবং এই ঘটনাটিকেই ভ্যালেন্স বলা হয় - একটি রাসায়নিক উপাদানের পরমাণুর একটি নির্দিষ্ট উপাদান সংযুক্ত করার ক্ষমতা।অন্যান্য উপাদানের পরমাণুর সংখ্যা।
ভ্যালেন্স মান এবং গ্রাফিকাল সূত্র
পর্যায় সারণীতে এমন কিছু উপাদান রয়েছে যেগুলির একটি ধ্রুবক ভ্যালেন্স রয়েছে - এগুলি হল অক্সিজেন এবং হাইড্রোজেন৷
এবং এমন রাসায়নিক উপাদান রয়েছে যার মধ্যে এটি পরিবর্তন হয়। উদাহরণস্বরূপ, লোহা প্রায়ই 2 এবং 3 ভ্যালেন্ট, সালফার 2, 4, 6, কার্বন 2 এবং 4। এগুলি পরিবর্তনশীল ভ্যালেন্সি সহ উপাদান৷
আরও, ভ্যালেন্সি কী তা বোঝার জন্য, আপনি যৌগগুলির গ্রাফিকাল সূত্র সঠিকভাবে লিখতে পারেন। এটি একটি অণুর মধ্যে পরমাণুর সংযোগের ক্রম প্রদর্শন করে।
এছাড়াও, যৌগের একটি উপাদানের ভ্যালেন্সি জেনে আপনি অন্যটির ভ্যালেন্সি নির্ধারণ করতে পারেন।
আয়রন ভ্যালেন্সি
উল্লেখ্য হিসাবে, লোহা পরিবর্তনশীল ভ্যালেন্সি সহ উপাদানগুলিকে বোঝায়। এবং এটি শুধুমাত্র 2 এবং 3-এর মধ্যে ওঠানামা করতে পারে না, 4, 5 এমনকি 6-এও পৌঁছাতে পারে।
অবশ্যই, অজৈব রসায়ন আরও বিস্তারিতভাবে আয়রনের ভ্যালেন্সি অধ্যয়ন করে। আসুন সংক্ষিপ্তভাবে সহজতম কণার স্তরে এই প্রক্রিয়াটি বিবেচনা করি।
লোহা হল একটি ডি-উপাদান, যার সাথে পর্যায় সারণির আরও 31টি উপাদান যুক্ত করা হয়েছে (এগুলি 4-7টি পর্যায়)। পারমাণবিক সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে সাথে ডি-উপাদানের বৈশিষ্ট্যগুলি সামান্য পরিবর্তন অর্জন করে। এই পদার্থগুলির পারমাণবিক ব্যাসার্ধও ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পায়। তাদের একটি পরিবর্তনশীল ভ্যালেন্স আছে, যা নির্ভর করে প্রাক-বাহ্যিক ডি-ইলেক্ট্রন সাবলেভেল অসম্পূর্ণ।
কারণ লোহার জন্য, বাইরের স্তরে অবস্থিত সি-ইলেক্ট্রনগুলিই ভ্যালেন্স নয়, প্রি-আটার লেয়ারের জোড়াবিহীন 3d-ইলেকট্রনও। এবং, ফলস্বরূপ, রাসায়নিক ফে এর ভ্যালেন্সিযৌগগুলি 2, 3, 4, 5, 6 এর সমান হতে পারে। মূলত, এটি 2 এবং 3 এর সমান - এগুলি অন্যান্য পদার্থের সাথে লোহার আরও স্থিতিশীল যৌগ। কম স্থিতিশীলগুলির মধ্যে, এটি 4, 5, 6 ভ্যালেন্সি প্রদর্শন করে৷ কিন্তু, এই ধরনের যৌগগুলি কম সাধারণ৷
দ্বিভ্যালেন্ট ফেরাম
2 ভ্যালেন্স আয়রন পানির সাথে মিথস্ক্রিয়া করলে আয়রন অক্সাইড (2) পাওয়া যায়। এই সংযোগ কালো. হাইড্রোক্লোরিক (কম ঘনত্ব) এবং নাইট্রিক (উচ্চ ঘনত্ব) অ্যাসিডের সাথে বেশ সহজে প্রতিক্রিয়া দেখায়।
যদি 2-ভ্যালেন্ট আয়রনের অক্সাইড হাইড্রোজেন (তাপমাত্রা 350 ডিগ্রি সেলসিয়াস) বা কার্বন (কোক) 1000 ডিগ্রির সাথে মিথস্ক্রিয়া করে, তবে এটি একটি বিশুদ্ধ অবস্থায় পুনরুদ্ধার করা হয়।
নিম্নলিখিত উপায়ে 2-ভ্যালেন্ট আয়রনের লৌহঘটিত অক্সাইড নিষ্কাশন করুন:
- কার্বন মনোক্সাইডের সাথে লৌহঘটিত অক্সাইডের সংমিশ্রণের মাধ্যমে;
- যখন বিশুদ্ধ Fe উত্তপ্ত হয়, যখন অক্সিজেনের চাপ কম থাকে;
- যখন ভ্যাকুয়াম পরিবেশে ফেরাস অক্সালেট পচে যায়;
- যখন বিশুদ্ধ লোহা তার অক্সাইডের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে, তখন তাপমাত্রা হয় 900-1000 ডিগ্রি সেলসিয়াস।
প্রাকৃতিক পরিবেশের জন্য, ফেরিক অক্সাইড দ্বিমুখী, খনিজ উয়েস্টাইট হিসাবে উপস্থিত।
একটি দ্রবণে আয়রনের ভ্যালেন্স নির্ধারণের আরেকটি উপায় রয়েছে - এই ক্ষেত্রে, এর সূচক 2। লাল লবণ (পটাসিয়াম হেক্সাকানোফেরেট) এবং ক্ষার দিয়ে প্রতিক্রিয়া চালানো প্রয়োজন। প্রথম ক্ষেত্রে, একটি গাঢ় নীল অবক্ষেপ পরিলক্ষিত হয় - ফেরিক 2-ভ্যালেন্টের একটি জটিল লবণ। ভিতরেদ্বিতীয়টি - একটি গাঢ় ধূসর-সবুজ অবক্ষেপ প্রাপ্ত করা - আয়রন হাইড্রোক্সাইডও 2-ভ্যালেন্ট, যখন 3-ভ্যালেন্ট আয়রন হাইড্রোক্সাইডের দ্রবণে গাঢ় বাদামী রঙ রয়েছে।
ট্রাইভ্যালেন্ট আয়রন
3-ভ্যালেন্ট ফেরাম অক্সাইডের একটি পাউডার গঠন রয়েছে, যার রঙ লাল-বাদামী। এটির নামও রয়েছে: আয়রন অক্সাইড, আয়রন মিনিয়াম, লাল রঙ্গক, খাদ্য রঙ, ক্রোকাস।
প্রকৃতিতে, এই পদার্থটি একটি খনিজ আকারে ঘটে - হেমাটাইট।
এই ধরনের আয়রনের অক্সাইড আর পানির সাথে মিথস্ক্রিয়া করে না। তবে এটি অ্যাসিড এবং ক্ষারগুলির সাথে একত্রিত হয়৷
আয়রন অক্সাইড (3) নির্মাণে ব্যবহৃত উপকরণ রং করতে ব্যবহৃত হয়:
- ইট;
- সিমেন্ট;
- সিরামিক পণ্য;
- কংক্রিট;
- পেভিং স্ল্যাব;
- ফ্লোরিং (লিনোলিয়াম)।
মানব শরীরে আয়রন
প্রবন্ধের শুরুতে যেমন উল্লেখ করা হয়েছে, লোহা মানবদেহের একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান।
যখন এই উপাদানটি অপর্যাপ্ত হয়, নিম্নলিখিত পরিণতি ঘটতে পারে:
- বর্ধিত ক্লান্তি এবং ঠান্ডার প্রতি সংবেদনশীলতা;
- শুষ্ক ত্বক;
- মস্তিষ্কের কার্যকলাপ কমে গেছে;
- নেল প্লেটের শক্তির অবনতি;
- মাথা ঘোরা;
- হজমের সমস্যা;
- ধূসর চুল এবং চুল পড়া।
আয়রন জমা হয়, সাধারণত প্লীহা এবং যকৃতের পাশাপাশি কিডনি এবং অগ্ন্যাশয়ে।
মানুষের খাদ্যতালিকায় আয়রনযুক্ত খাবার থাকা উচিত:
- গরুর মাংসের যকৃত;
- বাকউইট দই;
- চিনাবাদাম;
- পেস্তা;
- টিনজাত সবুজ মটর;
- শুকনো পোরসিনি মাশরুম;
- মুরগির ডিম;
- পালংশাক;
- ডগউড;
- আপেল;
- নাশপাতি;
- পীচ;
- বিট;
- সীফুড।
রক্তে আয়রনের অভাবে হিমোগ্লোবিন কমে যায় এবং আয়রনের অভাবজনিত রক্তশূন্যতার মতো রোগের বিকাশ ঘটে।
