বিশ্বে প্রচুর বিভিন্ন রাসায়নিক যৌগ পরিচিত: প্রায় কয়েক মিলিয়ন। এবং তাদের সব, মানুষের মত, স্বতন্ত্র. একই রাসায়নিক এবং ভৌত বৈশিষ্ট্য ভিন্ন ভিন্ন রচনা সহ দুটি পদার্থ খুঁজে পাওয়া অসম্ভব।
পৃথিবীতে বিদ্যমান সবচেয়ে আকর্ষণীয় অজৈব পদার্থগুলির মধ্যে একটি হল কার্বাইড। এই নিবন্ধে, আমরা তাদের গঠন, ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য, প্রয়োগ এবং তাদের উত্পাদনের জটিলতা বিশ্লেষণ করব। তবে প্রথমে, আবিস্কারের ইতিহাস সম্পর্কে একটু।
ইতিহাস
ধাতু কার্বাইড, যার সূত্র আমরা নীচে দেব, প্রাকৃতিক যৌগ নয়। এটি জলের সাথে মিথস্ক্রিয়া করার সময় তাদের অণুগুলি পচে যাওয়ার প্রবণতার কারণে। অতএব, এখানে কার্বাইড সংশ্লেষণের প্রথম প্রচেষ্টা সম্পর্কে কথা বলা মূল্যবান৷
1849 সাল থেকে সিলিকন কার্বাইডের সংশ্লেষণের উল্লেখ রয়েছে, কিন্তু এই প্রচেষ্টাগুলির মধ্যে কিছু অচেনা রয়ে গেছে। 1893 সালে আমেরিকান রসায়নবিদ এডওয়ার্ড অ্যাচেসন একটি প্রক্রিয়ায় বড় আকারের উৎপাদন শুরু করেছিলেন যা পরে তার নামে নামকরণ করা হয়েছিল।
ক্যালসিয়াম কার্বাইডের সংশ্লেষণের ইতিহাসও প্রচুর পরিমাণে তথ্যের মধ্যে পার্থক্য করে না। 1862 সালে, জার্মান রসায়নবিদ ফ্রেডরিখ ওহলার কয়লার সাথে মিশ্রিত দস্তা এবং ক্যালসিয়াম গরম করে এটি পান।
এখন আরও আকর্ষণীয় বিভাগে যাওয়া যাক: রাসায়নিক এবংশারীরিক বৈশিষ্ট্য। সর্বোপরি, এই শ্রেণীর পদার্থের ব্যবহারের সম্পূর্ণ সারমর্ম তাদের মধ্যেই নিহিত।
শারীরিক বৈশিষ্ট্য
অবশ্যই সমস্ত কার্বাইড তাদের কঠোরতার দ্বারা আলাদা করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, মোহস স্কেলে সবচেয়ে শক্ত পদার্থগুলির মধ্যে একটি হল টাংস্টেন কার্বাইড (10টি সম্ভাব্য পয়েন্টের মধ্যে 9টি)। উপরন্তু, এই পদার্থগুলি খুব অবাধ্য: তাদের কিছুর গলনাঙ্ক দুই হাজার ডিগ্রিতে পৌঁছে।
অধিকাংশ কার্বাইড রাসায়নিকভাবে নিষ্ক্রিয় এবং অল্প পরিমাণ পদার্থের সাথে যোগাযোগ করে। তারা কোনো দ্রাবক মধ্যে অদ্রবণীয় হয়. যাইহোক, দ্রবীভূতকরণকে জলের সাথে মিথস্ক্রিয়া হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে বন্ডের ধ্বংস এবং ধাতব হাইড্রোক্সাইড এবং হাইড্রোকার্বন গঠনের সাথে।
আমরা পরের বিভাগে শেষ প্রতিক্রিয়া এবং কার্বাইড জড়িত অন্যান্য অনেক আকর্ষণীয় রাসায়নিক রূপান্তর সম্পর্কে কথা বলব৷
রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য
প্রায় সব কার্বাইড পানির সাথে মিথস্ক্রিয়া করে। কিছু - সহজে এবং গরম না করে (উদাহরণস্বরূপ, ক্যালসিয়াম কার্বাইড), এবং কিছু (উদাহরণস্বরূপ, সিলিকন কার্বাইড) - জলীয় বাষ্পকে 1800 ডিগ্রি গরম করে। এই ক্ষেত্রে প্রতিক্রিয়াশীলতা যৌগের মধ্যে বন্ধনের প্রকৃতির উপর নির্ভর করে, যা আমরা পরে আলোচনা করব। পানির সাথে বিক্রিয়ায় বিভিন্ন হাইড্রোকার্বন তৈরি হয়। এটি ঘটে কারণ জলে থাকা হাইড্রোজেন কার্বাইডের কার্বনের সাথে একত্রিত হয়। মূল পদার্থে থাকা কার্বনের ভ্যালেন্সির উপর ভিত্তি করে কোন হাইড্রোকার্বন বের হবে (এবং স্যাচুরেটেড এবং অসম্পৃক্ত যৌগ উভয়ই বের হতে পারে) তা বোঝা সম্ভব। উদাহরণস্বরূপ, যদি আপনিআমাদের ক্যালসিয়াম কার্বাইড আছে, যার সূত্র হল CaC2, আমরা দেখতে পাচ্ছি যে এতে আয়ন C22-এর মানে হল একটি + চার্জ সহ দুটি হাইড্রোজেন আয়ন এর সাথে সংযুক্ত করা যেতে পারে। এইভাবে, আমরা C2H2 - অ্যাসিটিলিন পাই। একইভাবে, অ্যালুমিনিয়াম কার্বাইডের মতো একটি যৌগ থেকে, যার সূত্র হল Al4C3, আমরা পাই CH 4 কেন C3H12, আপনি জিজ্ঞাসা করেন না? সর্বোপরি, আয়নের চার্জ রয়েছে 12-। আসল বিষয়টি হল হাইড্রোজেন পরমাণুর সর্বাধিক সংখ্যা 2n + 2 সূত্র দ্বারা নির্ধারিত হয়, যেখানে n হল কার্বন পরমাণুর সংখ্যা। এর মানে হল যে শুধুমাত্র C3H8 (প্রোপেন) সূত্র সহ একটি যৌগ থাকতে পারে এবং সেই আয়নটি 12 চার্জ সহ তিনটি ক্ষয়ে যায় 4- চার্জ সহ আয়ন, যা প্রোটনের সাথে মিলিত হলে মিথেন অণু দেয়।
কারবাইডের অক্সিডেশন প্রতিক্রিয়া আকর্ষণীয়। অক্সিডাইজিং এজেন্টের শক্তিশালী মিশ্রণের সংস্পর্শে এলে এবং অক্সিজেন বায়ুমণ্ডলে সাধারণ দহনের সময় উভয়ই ঘটতে পারে। যদি অক্সিজেনের সাথে সবকিছু পরিষ্কার হয়: দুটি অক্সাইড প্রাপ্ত হয়, তবে অন্যান্য অক্সিডাইজিং এজেন্টগুলির সাথে এটি আরও আকর্ষণীয়। এটি সমস্ত কার্বাইডের অংশ, সেইসাথে অক্সিডাইজিং এজেন্টের প্রকৃতির উপর নির্ভর করে। উদাহরণস্বরূপ, সিলিকন কার্বাইড, যার সূত্র হল SiC, নাইট্রিক এবং হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিডের মিশ্রণের সাথে মিথস্ক্রিয়া করার সময়, কার্বন ডাই অক্সাইডের মুক্তির সাথে হেক্সাফ্লুরোসিলিসিক অ্যাসিড গঠন করে। এবং একই প্রতিক্রিয়া বহন করার সময়, কিন্তু শুধুমাত্র নাইট্রিক অ্যাসিড দিয়ে, আমরা সিলিকন অক্সাইড এবং কার্বন ডাই অক্সাইড পাই। হ্যালোজেন এবং চ্যালকোজেনকে অক্সিডাইজিং এজেন্ট হিসাবেও উল্লেখ করা যেতে পারে। যে কোন কার্বাইড তাদের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে, প্রতিক্রিয়া সূত্র শুধুমাত্র তার গঠনের উপর নির্ভর করে।
মেটাল কার্বাইড, যে সূত্রগুলি আমরা বিবেচনা করেছি, এই শ্রেণীর যৌগগুলির একমাত্র প্রতিনিধি থেকে দূরে। এখন আমরা এই শ্রেণীর শিল্পগতভাবে গুরুত্বপূর্ণ যৌগগুলির প্রতিটি ঘনিষ্ঠভাবে দেখব এবং তারপর আমাদের জীবনে তাদের প্রয়োগ সম্পর্কে কথা বলব৷
কারবাইড কি?
এটা দেখা যাচ্ছে যে কার্বাইড, যার সূত্র, বলুন, CaC2, SiC থেকে গঠনে উল্লেখযোগ্যভাবে আলাদা। এবং পার্থক্যটি মূলত পরমাণুর মধ্যে বন্ধনের প্রকৃতিতে। প্রথম ক্ষেত্রে, আমরা লবণের মতো কার্বাইড নিয়ে কাজ করছি। এই শ্রেণীর যৌগগুলির নামকরণ করা হয়েছে কারণ এটি আসলে লবণের মতো আচরণ করে, অর্থাৎ, এটি আয়নগুলিতে বিচ্ছিন্ন হতে সক্ষম। এই ধরনের একটি আয়নিক বন্ধন খুবই দুর্বল, যা আয়নগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়া সহ হাইড্রোলাইসিস প্রতিক্রিয়া এবং অন্যান্য অনেক রূপান্তর সম্পাদন করা সহজ করে তোলে।
আরেকটি, সম্ভবত শিল্পগতভাবে আরও গুরুত্বপূর্ণ, কার্বাইডের ধরন হল সমযোজী কার্বাইড, যেমন SiC বা WC। তারা উচ্চ ঘনত্ব এবং শক্তি দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। এছাড়াও অবাধ্য এবং রাসায়নিক পাতলা করতে জড়।
এছাড়াও ধাতুর মতো কার্বাইড রয়েছে। তারা বরং কার্বন সহ ধাতুর সংকর হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে। এর মধ্যে, কেউ আলাদা করতে পারে, উদাহরণস্বরূপ, সিমেন্টাইট (আয়রন কার্বাইড, যার সূত্র পরিবর্তিত হয়, তবে গড়ে এটি প্রায় নিম্নরূপ: Fe3C) বা ঢালাই আয়রন। তাদের আয়নিক এবং সমযোজী কার্বাইডের মধ্যে একটি রাসায়নিক ক্রিয়াকলাপ রয়েছে।
আমরা যে রাসায়নিক যৌগ নিয়ে আলোচনা করছি তার প্রতিটি উপ-প্রজাতির নিজস্ব ব্যবহারিক প্রয়োগ রয়েছে। কিভাবে এবং কোথায় আবেদন করতে হবেপ্রতিটি, আমরা পরবর্তী বিভাগে কথা বলব।
কারবাইডের ব্যবহারিক প্রয়োগ
আমরা ইতিমধ্যে আলোচনা করেছি, সমযোজী কার্বাইডের ব্যবহারিক প্রয়োগের বিস্তৃত পরিসর রয়েছে। এগুলি হল ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম এবং কাটিং উপকরণ, এবং বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যবহৃত যৌগিক উপকরণ (উদাহরণস্বরূপ, শরীরের বর্ম তৈরির উপকরণগুলির মধ্যে একটি হিসাবে), এবং অটো যন্ত্রাংশ, এবং ইলেকট্রনিক ডিভাইস, এবং গরম করার উপাদান এবং পারমাণবিক শক্তি। এবং এটি এই সুপারহার্ড কার্বাইডগুলির জন্য অ্যাপ্লিকেশনগুলির একটি সম্পূর্ণ তালিকা নয়৷
লবণ-গঠনকারী কার্বাইডের প্রয়োগ সবচেয়ে সংকীর্ণ। জলের সাথে তাদের প্রতিক্রিয়া হাইড্রোকার্বন উত্পাদনের জন্য একটি পরীক্ষাগার পদ্ধতি হিসাবে ব্যবহৃত হয়। আমরা ইতিমধ্যে উপরে আলোচনা করেছি কিভাবে এটি ঘটে।
কোভ্যালেন্টের পাশাপাশি, ধাতু-সদৃশ কার্বাইডের শিল্পে ব্যাপক প্রয়োগ রয়েছে। যেমনটি আমরা আগেই বলেছি, আমরা যে যৌগগুলির বিষয়ে আলোচনা করছি সেগুলি হল স্টিল, ঢালাই লোহা এবং কার্বনের সাথে ছেদযুক্ত অন্যান্য ধাতব যৌগ। একটি নিয়ম হিসাবে, এই জাতীয় পদার্থে পাওয়া ধাতুটি ডি-ধাতুর শ্রেণীর অন্তর্গত। এই কারণেই এটি সমযোজী বন্ধন গঠনের দিকে ঝুঁকছে না, বরং, যেমনটি ছিল, ধাতুর কাঠামোতে প্রবর্তন করা হবে৷
আমাদের মতে, উপরের যৌগগুলির যথেষ্ট ব্যবহারিক প্রয়োগ রয়েছে। এখন এগুলি পাওয়ার প্রক্রিয়াটি একবার দেখে নেওয়া যাক৷
কার্বাইডের উৎপাদন
প্রথম দুই ধরনের কার্বাইড যা আমরা পরীক্ষা করেছি, যথা সমযোজী এবং লবণ-সদৃশ, প্রায়শই একটি সহজ উপায়ে পাওয়া যায়: উচ্চ তাপমাত্রায় মৌল এবং কোকের অক্সাইডের প্রতিক্রিয়া দ্বারা। একই সময়ে, অংশকোক, কার্বন নিয়ে গঠিত, অক্সাইডের সংমিশ্রণে একটি উপাদানের একটি পরমাণুর সাথে মিলিত হয় এবং একটি কার্বাইড গঠন করে। অন্য অংশ অক্সিজেন "নেয়" এবং কার্বন মনোক্সাইড গঠন করে। এই পদ্ধতিটি অত্যন্ত শক্তি সাশ্রয়ী, কারণ এটির জন্য প্রতিক্রিয়া অঞ্চলে উচ্চ তাপমাত্রা (প্রায় 1600-2500 ডিগ্রি) বজায় রাখা প্রয়োজন৷
নির্দিষ্ট ধরণের যৌগ পেতে বিকল্প প্রতিক্রিয়া ব্যবহার করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি যৌগের পচন, যা শেষ পর্যন্ত একটি কার্বাইড দেয়। প্রতিক্রিয়া সূত্র নির্দিষ্ট যৌগের উপর নির্ভর করে, তাই আমরা এটি নিয়ে আলোচনা করব না।
আমাদের নিবন্ধটি শেষ করার আগে, আসুন কিছু আকর্ষণীয় কার্বাইড নিয়ে আলোচনা করি এবং সেগুলি সম্পর্কে আরও বিশদে কথা বলি৷
আকর্ষণীয় সংযোগ
সোডিয়াম কার্বাইড। এই যৌগের সূত্র হল C2Na2। এটিকে কার্বাইডের পরিবর্তে একটি অ্যাসিটিলেনাইড (অর্থাৎ, সোডিয়াম পরমাণু দ্বারা অ্যাসিটিলিনের হাইড্রোজেন পরমাণুর প্রতিস্থাপনের পণ্য) হিসাবে ভাবা যেতে পারে। রাসায়নিক সূত্র এই সূক্ষ্মতাগুলিকে সম্পূর্ণরূপে প্রতিফলিত করে না, তাই সেগুলি অবশ্যই কাঠামোর মধ্যে চাওয়া উচিত। এটি একটি অত্যন্ত সক্রিয় পদার্থ এবং পানির সংস্পর্শে এটি খুব সক্রিয়ভাবে অ্যাসিটিলিন এবং ক্ষার গঠনের সাথে এটির সাথে যোগাযোগ করে।
ম্যাগনেসিয়াম কার্বাইড। সূত্র: MgC2. এই পর্যাপ্ত সক্রিয় যৌগ প্রাপ্তির জন্য পদ্ধতিগুলি আগ্রহের বিষয়। তাদের মধ্যে একটি উচ্চ তাপমাত্রায় ক্যালসিয়াম কার্বাইডের সাথে ম্যাগনেসিয়াম ফ্লোরাইডের সিন্টারিং জড়িত। এর ফলস্বরূপ, দুটি পণ্য পাওয়া যায়: ক্যালসিয়াম ফ্লোরাইড এবং আমাদের প্রয়োজনীয় কার্বাইড। এই প্রতিক্রিয়ার সূত্রটি বেশ সহজ, এবং আপনি চাইলে বিশেষ সাহিত্যে এটি পড়তে পারেন।
আপনি যদি নিবন্ধে উপস্থাপিত উপাদানটির উপযোগিতা সম্পর্কে নিশ্চিত না হন তবে নিম্নলিখিতগুলিআপনার জন্য বিভাগ।
এটি কীভাবে জীবনে কার্যকর হতে পারে?
আচ্ছা, প্রথমত, রাসায়নিক যৌগের জ্ঞান কখনই অতিরিক্ত হতে পারে না। জ্ঞান ছাড়া থাকার চেয়ে জ্ঞানে সজ্জিত হওয়া সর্বদা ভাল। দ্বিতীয়ত, নির্দিষ্ট যৌগের অস্তিত্ব সম্পর্কে আপনি যত বেশি জানবেন, আপনি তাদের গঠনের প্রক্রিয়া এবং তাদের অস্তিত্বের অনুমতি দেয় এমন আইনগুলি ততই ভালভাবে বুঝতে পারবেন।
শেষে যাওয়ার আগে, আমি এই উপাদানটির অধ্যয়নের জন্য কয়েকটি সুপারিশ দিতে চাই।
এটা কিভাবে অধ্যয়ন করবেন?
খুব সহজ। এটি রসায়নের একটি শাখা মাত্র। এবং এটি রসায়ন পাঠ্যবইয়ে অধ্যয়ন করা উচিত। স্কুলের তথ্য দিয়ে শুরু করুন এবং বিশ্ববিদ্যালয়ের পাঠ্যপুস্তক এবং রেফারেন্স বই থেকে আরও গভীর তথ্যের দিকে এগিয়ে যান।
উপসংহার
এই বিষয়টি প্রথম নজরে যতটা সহজ এবং বিরক্তিকর মনে হচ্ছে ততটা নয়। রসায়ন সবসময়ই আকর্ষণীয় হতে পারে যদি আপনি এতে আপনার উদ্দেশ্য খুঁজে পান।
