আয়োডিন (I): একটি বিস্তারিত অধ্যয়ন নির্দেশিকা

ভূমিকা

আয়োডিন (I) পর্যায় সারণীর 17 নং শ্রেণী (হ্যালোজেন) এর অন্তর্গত একটি অধাতব মৌল। এটি সাধারণ হ্যালোজেনগুলির মধ্যে সবচেয়ে কম সক্রিয় এবং সবচেয়ে বেশি তড়িৎধনাত্মক। এর মৌলিক রূপে, আয়োডিন একটি দ্বিপরমাণুক অণু, I₂, হিসাবে বিদ্যমান। আয়োডিনের গুরুত্ব কেবল তাত্ত্বিক রসায়নের বাইরেও প্রসারিত; এটি মানব স্বাস্থ্য, শিল্প প্রক্রিয়া এবং বিশ্লেষণাত্মক প্রয়োগগুলিতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

CBSE/JEE দ্রুত পুনর্বিবেচনা নোট

• প্রতীক: I
• পারমাণবিক সংখ্যা: 53
• পারমাণবিক ভর: 126.90 u
• শ্রেণী: 17 (হ্যালোজেন)
• পর্যায়: 5
• ব্লক: p-ব্লক
• ইলেকট্রন বিন্যাস: [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p⁵
• যোজ্যতা: -1 (আয়নীয় যৌগে সর্বাধিক সাধারণ); সমযোজী যৌগে +1, +3, +5, +7 প্রদর্শন করতে পারে।
• প্রমাণ তাপমাত্রা ও চাপে ভৌত অবস্থা: কঠিন (বেগুনী-কালো স্ফটিকাকার কঠিন)
• প্রকৃতি: অধাতু, হ্যালোজেন। এটি সহজেই ঊর্ধ্বপাতিত হয়ে বেগুনি বাষ্প তৈরি করে।
• তড়িৎ ঋণাত্মকতা (পাউলিং): 2.66
• আয়নীকরণ এনথালপি (প্রথম): 1008.4 kJ/mol
• ইলেকট্রন গ্রহণ এনথালপি: -295.2 kJ/mol (F, Cl, Br এর চেয়ে কম ঋণাত্মক)
• জারক ধর্ম: F₂, Cl₂, এবং Br₂ এর চেয়ে দুর্বল জারক।

ইলেকট্রন বিন্যাস ও বন্ধন আচরণ

আয়োডিনের ইলেকট্রন বিন্যাস, [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p⁵, নির্দেশ করে যে এর সাতটি যোজ্যতা ইলেকট্রন রয়েছে। একটি স্থিতিশীল অষ্টক পূরণের জন্য, এটি সহজেই একটি ইলেকট্রন গ্রহণ করে, -1 জারণ অবস্থা সহ আয়োডাইড আয়ন (I⁻) গঠন করে।

তবে, এর যোজ্যতা কক্ষে খালি d-অরবিটালগুলির উপস্থিতির কারণে, আয়োডিন তার অষ্টক প্রসারিত করতে পারে এবং ইলেকট্রনগুলিকে উন্নীত করার মাধ্যমে উচ্চতর ধনাত্মক জারণ অবস্থা (+1, +3, +5, +7) প্রদর্শন করতে পারে। এটি ইন্টারহ্যালোজেন যৌগ (যেমন, IF₃, IF₅, IF₇) এবং অক্সোঅ্যাসিড (যেমন, HIO, HIO₃, HIO₄) ও তাদের লবণগুলিতে পরিলক্ষিত হয়।

আয়োডিন গঠন করে:

• আয়নীয় বন্ধন অত্যন্ত তড়িৎধনাত্মক ধাতুগুলির সাথে (যেমন, NaI, KI)।
• সমযোজী বন্ধন অধাতু এবং কম তড়িৎধনাত্মক মৌলগুলির সাথে (যেমন, HI, ICl)।

গুরুত্বপূর্ণ রাসায়নিক বিক্রিয়া

1. ধাতুর সাথে বিক্রিয়া

আয়োডিন অনেক ধাতুর সাথে বিক্রিয়া করে, প্রায়শই তাপের প্রয়োজন হয়, ধাতব আয়োডাইড গঠন করতে।

• সোডিয়ামের সাথে: 2Na(s) + I₂(s) → 2NaI(s)

• লোহার সাথে: Fe(s) + I₂(s) → FeI₂(s)

2. হাইড্রোজেনের সাথে বিক্রিয়া

হাইড্রোজেন এবং আয়োডিন উভমুখী বিক্রিয়া করে হাইড্রোজেন আয়োডাইড (HI) গঠন করে। বিক্রিয়াটি অন্যান্য হ্যালোজেনগুলির সাথে বিক্রিয়ার চেয়ে কম তীব্র এবং কম তাপউৎপাদী।

• H₂(g) + I₂(s) ⇌ 2HI(g)

3. জলের সাথে বিক্রিয়া

আয়োডিন জলে সামান্য দ্রবণীয় এবং ক্লোরিন বা ব্রোমিনের মতো একই মাত্রায় বিক্রিয়া করে না। এটি ধীরে ধীরে অসমঞ্জস্যতা বিক্রিয়া করে, বিশেষ করে সূর্যালোকের উপস্থিতিতে।

• I₂(s) + H₂O(l) ⇌ HI(aq) + HIO(aq)

4. প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া (হ্যালাইড জারণ)

আয়োডিন (I⁻ হিসাবে) কে ক্লোরিন এবং ব্রোমিনের মতো শক্তিশালী জারক হ্যালোজেন দ্বারা তার হ্যালাইড দ্রবণ থেকে প্রতিস্থাপিত করা যেতে পারে।

• ক্লোরিন দ্বারা: 2NaI(aq) + Cl₂(g) → 2NaCl(aq) + I₂(aq)

• ব্রোমিন দ্বারা: 2NaI(aq) + Br₂(l) → 2NaBr(aq) + I₂(aq)

দ্রষ্টব্য: আয়োডিন ক্লোরিন বা ব্রোমিনকে তাদের নিজ নিজ হ্যালাইড দ্রবণ থেকে প্রতিস্থাপন করতে পারে না।

5. জারক পদার্থের সাথে বিক্রিয়া

আয়োডিনকে শক্তিশালী জারক দ্বারা উচ্চতর জারণ অবস্থায় জারিত করা যেতে পারে।

• গাঢ় নাইট্রিক অ্যাসিডের সাথে: I₂(s) + 10HNO₃(conc) → 2HIO₃(aq) + 10NO₂(g) + 4H₂O(l)

• গাঢ় সালফিউরিক অ্যাসিডের সাথে: I₂(s) + 10H₂SO₄(conc) → 2HIO₃(aq) + 9SO₂(g) + 4H₂O(l)

6. থায়োসালফেটের সাথে বিক্রিয়া (আয়োডোমেট্রি/আয়োডোমেট্রি)

এই বিক্রিয়াটি পরিমাণগত বিশ্লেষণে, বিশেষ করে আয়োডোমেট্রিক টাইট্রেশনে মৌলিক।

• I₂(aq) + 2S₂O₃²⁻(aq) → 2I⁻(aq) + S₄O₆²⁻(aq) (আয়োডিন আয়োডাইডে বিজারিত হয়, থায়োসালফেট টেট্রাথায়োনেটে জারিত হয়।)

7. আয়োডিনের পরীক্ষা (স্টার্চ পরীক্ষা)

আয়োডিন স্টার্চ দ্রবণের সাথে একটি বৈশিষ্ট্যপূর্ণ নীল-কালো জটিল যৌগ গঠন করে। এটি মুক্ত আয়োডিনের উপস্থিতি শনাক্তকরণের জন্য একটি অত্যন্ত সংবেদনশীল পরীক্ষা।

• I₂(aq) + Starch Solution → Blue-Black Complex (তাপ দিলে রঙ অদৃশ্য হয়ে যায় এবং ঠাণ্ডা করলে আবার ফিরে আসে, যা রাসায়নিক বিক্রিয়ার পরিবর্তে একটি ভৌত মিথস্ক্রিয়া নির্দেশ করে।)

শিল্পগত ও জৈবিক গুরুত্ব

শিল্পগত গুরুত্ব

• অ্যান্টিসেপটিক এবং জীবাণুনাশক: আয়োডিনের টিংচার (অ্যালকোহল/জলে 2-3% I₂ দ্রবণ) একটি কার্যকর অ্যান্টিসেপটিক। পোভিডন-আয়োডিন চিকিৎসাক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
• অনুঘটক: আয়োডিন যৌগ কিছু জৈব বিক্রিয়ায় অনুঘটক হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
• বিশ্লেষণাত্মক বিকারক: জারক ও বিজারক পদার্থের পরিমাণগত নির্ধারণের জন্য আয়োডোমেট্রি এবং আয়োডোমেট্রিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
• ফটোগ্রাফি: সিলভার আয়োডাইড (AgI) ফটোগ্রাফিক ইমালশনে ব্যবহৃত হয়।
• কৃত্রিম বৃষ্টি: সিলভার আয়োডাইড স্ফটিক মেঘে বীজ বপন করে বৃষ্টিপাত ঘটাতে ব্যবহৃত হয়।
• পোলারাইজার: আয়োডিনযুক্ত পলি(ভিনাইল অ্যালকোহল) শীট পোলারাইজিং ফিল্টারে ব্যবহৃত হয়।

জৈবিক গুরুত্ব

• থাইরয়েড হরমোন: থাইরয়েড গ্রন্থি দ্বারা থাইরয়েড হরমোন (থাইরক্সিন, T₄ এবং ট্রাইআয়োডোথাইরোনিন, T₃) সংশ্লেষণের জন্য আয়োডিন একটি অপরিহার্য ট্রেস উপাদান। এই হরমোনগুলি বিপাক, বৃদ্ধি এবং বিকাশ নিয়ন্ত্রণ করে।
• আয়োডিনের অভাবজনিত রোগ (IDDs): আয়োডিনের অপর্যাপ্ত গ্রহণ নিম্নলিখিতগুলি ঘটাতে পারে:
  • গলগণ্ড: থাইরয়েড গ্রন্থির বৃদ্ধি।
  • ক্রেটিনিজম: শিশুদের গুরুতর শারীরিক ও মানসিক প্রতিবন্ধকতা, জন্মগত আয়োডিনের অভাবের কারণে ঘটে।
  • অন্যান্য বিপাকীয় এবং উন্নয়নমূলক সমস্যা।
• খাদ্য উৎস: আয়োডিনযুক্ত লবণ অনেক জনসংখ্যার জন্য আয়োডিনের প্রাথমিক উৎস। সামুদ্রিক খাবার, দুগ্ধজাত পণ্য এবং নির্দিষ্ট কিছু শাকসবজিতেও আয়োডিন থাকে।
• কনট্রাস্ট এজেন্ট: কিছু আয়োডিনযুক্ত জৈব যৌগ চিকিৎসা ইমেজিংয়ে এক্স-রে কনট্রাস্ট এজেন্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়।