তামা (Cu): রাসায়নিক বিক্রিয়া এবং ধর্ম

রাসায়নিক ধর্মের সংক্ষিপ্ত বিবরণ

তামা (Cu) একটি রূপান্তর ধাতু যার পারমাণবিক সংখ্যা 29। এটি d-ব্লক মৌলগুলির বৈশিষ্ট্যপূর্ণ ধর্মাবলী প্রদর্শন করে, যার মধ্যে পরিবর্তনশীল জারণ অবস্থা (+1 এবং +2, যেখানে জলীয় দ্রবণে +2 অধিক স্থিতিশীল) এবং জটিল যৌগ গঠন উল্লেখযোগ্য।

সক্রিয়তা সিরিজে অবস্থান

ইলেকট্রোকেমিক্যাল সিরিজে (প্রমাণ ইলেক্ট্রোড বিভব Cu²⁺/Cu = +0.34 V) তামা হাইড্রোজেনের নিচে অবস্থিত। এটি হাইড্রোজেনের উপরে অবস্থিত ধাতুগুলির (যেমন: Fe, Zn) তুলনায় এর আপেক্ষিকভাবে কম সক্রিয়তা এবং লঘু অন-জারক অ্যাসিড থেকে হাইড্রোজেনকে প্রতিস্থাপিত করতে এর অক্ষমতা নির্দেশ করে।

তড়িৎ ঋণাত্মকতা

পাউলিং স্কেলে তামার তড়িৎ ঋণাত্মকতা প্রায় 1.90, যা এর মাঝারি তড়িৎ ঋণাত্মকতা নির্দেশ করে।

সাধারণ সক্রিয়তা

তামা একটি আপেক্ষিকভাবে কম সক্রিয় ধাতু। এটি শুষ্ক বায়ুতে সহজে ক্ষয়প্রাপ্ত হয় না তবে আর্দ্র বায়ুতে কলঙ্কিত হয়। এর বিক্রিয়াগুলির জন্য প্রায়শই উচ্চ তাপমাত্রা বা জারক পদার্থের উপস্থিতি প্রয়োজন হয়।

বায়ু এবং অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া

শুষ্ক বায়ুতে

ঘরের তাপমাত্রায় তামা শুষ্ক বায়ুর সাথে বিক্রিয়া করে না।

আর্দ্র বায়ুতে

দীর্ঘ সময় ধরে আর্দ্র বায়ু এবং কার্বন ডাই অক্সাইডের উপস্থিতিতে, তামা ধীরে ধীরে কলঙ্কিত হয় এবং সবুজ রঙের একটি স্তর তৈরি করে যা ভার্ডিগ্রিস (ক্ষারীয় কপার কার্বনেট) নামে পরিচিত। 2 Cu(s) + O₂(g) + CO₂(g) + H₂O(l) \rightarrow CuCO₃·Cu(OH)₂(s) (ক্ষারীয় কপার কার্বনেট, ভার্ডিগ্রিস)

বায়ু/অক্সিজেনে উত্তাপন

1. মাঝারি তাপমাত্রায় (~300-800°C): তামা অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে কালো কপার(II) অক্সাইড (কিউপ্রিক অক্সাইড) তৈরি করে। 2 Cu(s) + O₂(g) \rightarrow 2 CuO(s) (কালো)

2. উচ্চ তাপমাত্রায় (~1000°C) সীমিত অক্সিজেনের সাথে: তামা বিক্রিয়া করে লাল কপার(I) অক্সাইড (কিউপ্রাস অক্সাইড) তৈরি করতে পারে। 4 Cu(s) + O₂(g) \rightarrow 2 Cu₂O(s) (লাল)

জল এবং বাষ্পের সাথে বিক্রিয়া

সক্রিয়তা সিরিজে হাইড্রোজেনের নিচে অবস্থানের কারণে তামা ঠান্ডা জল, গরম জল বা বাষ্পের সাথে উচ্চ তাপমাত্রাতেও বিক্রিয়া করে না।

অ্যাসিড এবং ক্ষারের সাথে বিক্রিয়া

লঘু অন-জারক অ্যাসিডের সাথে (যেমন: HCl, লঘু H₂SO₄)

বায়ুর অনুপস্থিতিতে তামা লঘু হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড বা লঘু সালফিউরিক অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া করে না, কারণ এটি হাইড্রোজেনকে প্রতিস্থাপিত করতে পারে না। Cu(s) + 2 HCl(aq) \rightarrow No reaction Cu(s) + H₂SO₄(dilute) \rightarrow No reaction

তবে, বায়ুর উপস্থিতিতে ধীর জারণ ঘটতে পারে: 2 Cu(s) + 4 HCl(aq) + O₂(g) \rightarrow 2 CuCl₂(aq) + 2 H₂O(l)

জারক অ্যাসিডের সাথে

1. লঘু নাইট্রিক অ্যাসিড (HNO₃) এর সাথে: তামা বিক্রিয়া করে কপার(II) নাইট্রেট এবং নাইট্রিক অক্সাইড গ্যাস উৎপন্ন করে। 3 Cu(s) + 8 HNO₃(dilute) \rightarrow 3 Cu(NO₃)₂(aq) + 2 NO(g) + 4 H₂O(l)

2. গারো নাইট্রিক অ্যাসিড (HNO₃) এর সাথে: তামা তীব্রভাবে বিক্রিয়া করে কoper(II) নাইট্রেট, নাইট্রোজেন ডাই অক্সাইড গ্যাস (একটি বাদামী গ্যাস) এবং জল উৎপন্ন করে। Cu(s) + 4 HNO₃(conc.) \rightarrow Cu(NO₃)₂(aq) + 2 NO₂(g) + 2 H₂O(l)

3. গরম গারো সালফিউরিক অ্যাসিড (H₂SO₄) এর সাথে: তামা বিক্রিয়া করে কপার(II) সালফেট, সালফার ডাই অক্সাইড গ্যাস এবং জল উৎপন্ন করে। Cu(s) + 2 H₂SO₄(conc.) \rightarrow CuSO₄(aq) + SO₂(g) + 2 H₂O(l)

ক্ষারের সাথে

তামা সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড (NaOH) বা পটাশিয়াম হাইড্রোক্সাইড (KOH) এর মতো শক্তিশালী ক্ষারের জলীয় দ্রবণের সাথে বিক্রিয়া করে না, কারণ এটি উভধর্মী ধাতু নয়। Cu(s) + NaOH(aq) \rightarrow No reaction

গুরুত্বপূর্ণ পরীক্ষাগার পরীক্ষা/শনাক্তকরণ বিক্রিয়া (Cu²⁺ আয়নের জন্য)

এই পরীক্ষাগুলি গুণগত বিশ্লেষণে Cu²⁺ আয়ন সনাক্তকরণের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

1. অ্যামোনিয়াম হাইড্রোক্সাইড (NH₄OH) এর সাথে বিক্রিয়া

• অল্প পরিমাণ NH₄OH: কপার(II) হাইড্রোক্সাইডের একটি ফ্যাকাশে নীল অধঃক্ষেপ তৈরি হয়। Cu²⁺(aq) + 2 OH⁻(aq) \rightarrow Cu(OH)₂(s) \downarrow (ফ্যাকাশে নীল অধঃক্ষেপ)

• অতিরিক্ত NH₄OH: ফ্যাকাশে নীল অধঃক্ষেপটি দ্রবীভূত হয়ে একটি গাঢ় নীল, দ্রবণীয় জটিল যৌগ, টেট্রাঅ্যামিনকপার(II) আয়ন গঠন করে। Cu(OH)₂(s) + 4 NH₃(aq) \rightarrow [Cu(NH₃)₄]²⁺(aq) + 2 OH⁻(aq) (গাঢ় নীল দ্রবণ)

2. সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড (NaOH) এর সাথে বিক্রিয়া

• অল্প পরিমাণ/অতিরিক্ত NaOH: কপার(II) হাইড্রোক্সাইডের একটি ফ্যাকাশে নীল অধঃক্ষেপ তৈরি হয়, যা অতিরিক্ত ক্ষারে অদ্রবণীয়। Cu²⁺(aq) + 2 NaOH(aq) \rightarrow Cu(OH)₂(s) \downarrow + 2 Na⁺(aq) (ফ্যাকাশে নীল অধঃক্ষেপ)

3. পটাশিয়াম আয়োডাইড (KI) এর সাথে বিক্রিয়া

যখন Cu²⁺ আয়ন ধারণকারী দ্রবণে পটাশিয়াম আয়োডাইড যোগ করা হয়, তখন একটি রেডক্স বিক্রিয়া ঘটে। সাদা কিউপ্রাস আয়োডাইড অধঃক্ষিপ্ত হয় এবং আয়োডিন (I₂) মুক্ত হয়, যা দ্রবণটিকে বাদামী রঙ দেয়। 2 Cu²⁺(aq) + 4 KI(aq) \rightarrow 2 CuI(s) \downarrow + I₂(aq) (সাদা অধঃক্ষেপ, বাদামী দ্রবণ)

4. পটাশিয়াম ফেরোসায়ানাইড (K₄[Fe(CN)₆]) এর সাথে বিক্রিয়া

কপার(II) ফেরোসায়ানাইডের একটি চকলেট বাদামী অধঃক্ষেপ তৈরি হয়। এটি Cu²⁺ আয়ন সনাক্তকরণের জন্য একটি অত্যন্ত সংবেদনশীল পরীক্ষা। 2 Cu²⁺(aq) + K₄[Fe(CN)₆](aq) \rightarrow Cu₂[Fe(CN)₆](s) \downarrow + 4 K⁺(aq) (চকলেট বাদামী অধঃক্ষেপ)