ইরিডিয়াম (Ir): বৈশিষ্ট্য, বিক্রিয়া এবং ব্যবহার
ইরিডিয়াম (Ir) এর পরিচিতি
ইরিডিয়াম একটি অসাধারণ রাসায়নিক মৌল, যা অন্যতম ঘন এবং সর্বাধিক ক্ষয়-প্রতিরোধী ধাতু হিসাবে পরিচিত। এর চরম বৈশিষ্ট্যগুলি এটিকে উচ্চ-কার্যকারিতা সম্পন্ন প্রয়োগগুলিতে অপরিহার্য করে তোলে, যেখানে স্থায়িত্ব এবং রাসায়নিক নিষ্ক্রিয়তা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। প্রায়শই উল্কাপিণ্ডে পাওয়া যায়, পৃথিবীর ভূত্বকে এর আপেক্ষিক প্রাচুর্য কম, যা কিছু পার্থিব সঞ্চয়ের জন্য একটি বহির্মুখী উৎসের ইঙ্গিত দেয়, যা K-Pg বিলুপ্তি ঘটনার সাথে বিশেষভাবে সম্পর্কিত।
CBSE/JEE দ্রুত পুনর্বিবেচনা নোট
- পারমাণবিক সংখ্যা (Z): 77
- পারমাণবিক ভর: 192.22 u
- প্রতীক: Ir
- শ্রেণী: 9
- পর্যায়: 6
- ব্লক: d-ব্লক (রূপান্তর ধাতু)
- সাধারণ জারণ অবস্থা: +3, +4 (সর্বাধিক প্রচলিত); +1, +2, +5, +6 (এছাড়াও পরিলক্ষিত)
- ঘনত্ব: প্রায় 22.56 g/cm³ (অসমিয়ামের পর দ্বিতীয় ঘনতম মৌল)
- গলনাঙ্ক: 2466 °C
- স্ফুটনাঙ্ক: 4428 °C
- STP তে ভৌত অবস্থা: কঠিন
- প্রকৃতি: অত্যন্ত কঠিন, ভঙ্গুর, রূপালী-সাদা রূপান্তর ধাতু। রাসায়নিক আক্রমণের প্রতি অত্যন্ত প্রতিরোধী।
ইলেকট্রন বিন্যাস ও বন্ধন আচরণ
ইলেকট্রন বিন্যাস
ইরিডিয়ামের ভূমি-অবস্থার ইলেকট্রন বিন্যাস হলো [Xe] 4f¹⁴ 5d⁷ 6s²। আংশিকভাবে পূর্ণ d-অরবিটাল সহ এই বিন্যাসটি রূপান্তর ধাতুগুলির বৈশিষ্ট্য, যা এটিকে একাধিক জারণ অবস্থা প্রদর্শন করতে এবং বিভিন্ন ধরনের সন্নিবেশ যৌগ গঠন করতে সক্ষম করে।
বন্ধন আচরণ
ইরিডিয়াম তার মৌলিক অবস্থায় প্রধানত ধাতব বন্ধন গঠন করে। যৌগগুলিতে, এটি সমযোজী চরিত্র প্রদর্শন করে, বিশেষ করে অক্সিজেন এবং হ্যালোজেনের মতো তড়িৎঋণাত্মক মৌলগুলির সাথে। এর d-অরবিটালগুলি বন্ধনে ব্যাপকভাবে অংশ নেয়, যার ফলে অসংখ্য স্থিতিশীল সন্নিবেশ যৌগ গঠিত হয়, যা তৃতীয়-সারির রূপান্তর ধাতুর জন্য স্বাভাবিক। সবচেয়ে স্থিতিশীল জারণ অবস্থাগুলি হলো +3 এবং +4, তবে +6 পর্যন্ত উচ্চতর অবস্থাও (যেমন, IrF₆ এ) পরিচিত।
গুরুত্বপূর্ণ রাসায়নিক বিক্রিয়া
ইরিডিয়াম তার উচ্চ স্থিতিশীলতা এবং ইলেকট্রন বিন্যাসের কারণে অত্যন্ত নিষ্ক্রিয়। এটি সবচেয়ে ক্ষয়-প্রতিরোধী ধাতু হিসাবে পরিচিত।
অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া
ইরিডিয়াম পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে না। এটি শুধুমাত্র খুব উচ্চ তাপমাত্রায় (1100 °C এর উপরে) ইরিডিয়াম ডাইঅক্সাইড (IrO₂) গঠন করে।
2 Ir(s) + 2 O₂(g) → 2 IrO₂(s) ( >1100 °C তাপমাত্রায়)
হ্যালোজেনগুলির সাথে বিক্রিয়া
ইরিডিয়াম উচ্চ তাপমাত্রায় হ্যালোজেনগুলির, বিশেষ করে ফ্লুরিনের সাথে বিক্রিয়া করে বিভিন্ন হ্যালাইড গঠন করে।
-
ফ্লুরিনের সাথে বিক্রিয়া:
2 Ir(s) + 3 F₂(g) → 2 IrF₃(s)(নিম্ন তাপমাত্রায়, বা সীমিত F₂ সহ)Ir(s) + 3 F₂(g) → IrF₆(g)(প্রায় 300 °C তাপমাত্রায়, অতিরিক্ত F₂ সহ) -
ক্লোরিনের সাথে বিক্রিয়া:
2 Ir(s) + 3 Cl₂(g) → 2 IrCl₃(s)(প্রায় 340 °C তাপমাত্রায়)
অ্যাসিড এবং ক্ষারগুলির সাথে বিক্রিয়া
ইরিডিয়াম সমস্ত সাধারণ অ্যাসিড দ্বারা আক্রান্ত হওয়ার প্রতি অসাধারণভাবে প্রতিরোধী, যার মধ্যে ঘনীভূত নাইট্রিক অ্যাসিড, সালফিউরিক অ্যাসিড এবং হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড রয়েছে। এটি অ্যাকোয়া রেজিয়া (ঘনীভূত নাইট্রিক এবং হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিডের মিশ্রণ) দ্বারাও প্রভাবিত হয় না, এই বৈশিষ্ট্যটি এটিকে সোনা এবং প্ল্যাটিনাম থেকে আলাদা করে। এটি গলিত ক্ষারীয় ধাতব হাইড্রোক্সাইড বা অন্যান্য ক্ষারগুলির সাথে বিক্রিয়া করে না।
জটিল আয়ন গঠন
ইরিডিয়াম বিস্তৃত পরিসরের স্থিতিশীল জটিল আয়ন গঠন করে। একটি সাধারণ উদাহরণ হলো হেক্সাক্লোরোইরিডেট(III) আয়ন:
IrCl₃(s) + 3 Cl⁻(aq) → [IrCl₆]³⁻(aq)
শিল্প ও জৈবিক গুরুত্ব
শিল্প গুরুত্ব
- সংকর ধাতু: ইরিডিয়াম প্রাথমিকভাবে প্ল্যাটিনাম সংকর ধাতুগুলির জন্য একটি কঠিনকারী এজেন্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এই সংকর ধাতুগুলি উচ্চ-তাপমাত্রার বৈদ্যুতিক সংযোগ, স্পার্ক প্লাগের ইলেকট্রোড, একক স্ফটিক বৃদ্ধির জন্য ক্রুসিবল এবং বিশেষ বৈজ্ঞানিক যন্ত্রপাতিতে ব্যবহৃত হয়।
- অনুঘটক: ইরিডিয়াম যৌগগুলি শিল্প প্রক্রিয়াগুলিতে অনুঘটক হিসাবে কাজ করে, বিশেষ করে অ্যাসিটিক অ্যাসিডের বৃহৎ আকারের উৎপাদনে ক্যাটিভা প্রক্রিয়ায়। এগুলি জৈব রসায়নের বিভিন্ন হাইড্রোজিনেশন বিক্রিয়াতেও ব্যবহৃত হয়।
- বৈজ্ঞানিক মান: 1889 সালে প্রতিষ্ঠিত আন্তর্জাতিক প্রোটোটাইপ মিটার বার এবং কিলোগ্রাম ভর 90% প্ল্যাটিনাম এবং 10% ইরিডিয়ামের সংকর ধাতু দিয়ে তৈরি হয়েছিল এর অসাধারণ কঠোরতা, ক্ষয়-প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং স্থিতিশীলতার কারণে।
- চিকিৎসা অ্যাপ্লিকেশন: তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ ইরিডিয়াম-192 (
¹⁹²Ir) ক্যান্সার চিকিৎসার জন্য ব্র্যাকিথেরাপিতে এবং শিল্প রেডিওগ্রাফিতে ব্যবহৃত হয়। - অন্যান্য ব্যবহার: ইরিডিয়াম কলমের নিব, কম্পাসের বিয়ারিং এবং বিশেষ পরীক্ষাগার সরঞ্জামের জন্য ব্যবহৃত হয়।
জৈবিক গুরুত্ব
ইরিডিয়াম সাধারণত জৈবিকভাবে নিষ্ক্রিয় এবং এর চরম প্রতিক্রিয়াহীনতার কারণে এর মৌলিক আকারে বিষাক্ত নয় বলে বিবেচিত হয়। যদিও কিছু ইরিডিয়াম যৌগ বিষাক্ত হতে পারে, তবে এর কম জৈব-উপস্থিতি (bioavailability) জৈবিক সিস্টেমের সাথে এর মিথস্ক্রিয়াকে সীমিত করে। নির্দিষ্ট ইরিডিয়াম কমপ্লেক্সগুলিকে ক্যান্সার-বিরোধী এজেন্ট হিসাবে ব্যবহারের সম্ভাব্যতার উপর গবেষণা চলছে, তাদের ডিএনএ-এর সাথে মিথস্ক্রিয়া বা এনজাইমগুলিকে বাধা দেওয়ার ক্ষমতাকে কাজে লাগিয়ে, যদিও এগুলি সাধারণত জৈবিক সিস্টেমে প্রাকৃতিকভাবে পাওয়া যায় না এমন সিন্থেটিক যৌগ।