আয়রন (Fe): ধর্মাবলী এবং বিক্রিয়া

রাসায়নিক ধর্মাবলীর সংক্ষিপ্ত বিবরণ

আয়রন (Fe) একটি d-ব্লক অবস্থান্তর ধাতু, যার পারমাণবিক সংখ্যা 26। এটি পরিবর্তনশীল যোজ্যতা প্রদর্শন করে, প্রধানত +2 (ফেরাস) এবং +3 (ফেরিক), যেখানে সাধারণ অবস্থায় +3 বেশি স্থিতিশীল।

সক্রিয়তা সিরিজের অবস্থান

সক্রিয়তা সিরিজে আয়রন হাইড্রোজেন (H এর চেয়ে বেশি সক্রিয়) এর উপরে স্থান পেয়েছে, তবে Na, K, Ca, Mg এবং Al এর মতো অধিক সক্রিয় ধাতুগুলির নীচে রয়েছে। এটি অ্যাসিড এবং স্টিম থেকে হাইড্রোজেনকে প্রতিস্থাপিত করার ক্ষমতা নির্দেশ করে।

তড়িৎ ঋণাত্মকতা

আয়রনের তড়িৎ ঋণাত্মকতা (পাউলিং স্কেল) প্রায় 1.83। এই মানটি ধাতুর বৈশিষ্ট্যপূর্ণ এবং রাসায়নিক বিক্রিয়ায় ইলেকট্রন হারানোর প্রবণতা নির্দেশ করে।

সাধারণ সক্রিয়তা

আয়রন একটি মাঝারি সক্রিয় ধাতু। এটি সহজেই জারিত হয়, বিশেষ করে আর্দ্রতার উপস্থিতিতে। এটি অ্যাসিড, স্টিম এবং হ্যালোজেনগুলির সাথে বিক্রিয়া করে আয়নিক যৌগ গঠন করে।

বায়ু এবং অক্সিজেনের ক্রিয়া

1. শুষ্ক বায়ু/অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া

ঘরের তাপমাত্রায়, আয়রন শুষ্ক বায়ু বা অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে না।

2. আর্দ্র বায়ুর সাথে বিক্রিয়া (মরিচা পড়া)

অক্সিজেন এবং আর্দ্রতা উভয়ের উপস্থিতিতে, আয়রন ক্ষয়প্রাপ্ত হয়, যা সাধারণত মরিচা পড়া নামে পরিচিত, এবং আর্দ্র ফেরিক অক্সাইড গঠন করে। এটি একটি তড়িৎ-রাসায়নিক প্রক্রিয়া। সামগ্রিক সরলীকৃত বিক্রিয়া: 4Fe(s) + 3O2(g) + 2xH2O(l) → 2Fe2O3⋅xH2O(s) (লালচে-বাদামী আর্দ্র ফেরিক অক্সাইড, সাধারণত মরিচা নামে পরিচিত)

3. উত্তাপ প্রয়োগে অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া

যখন বায়ু বা অক্সিজেনে উত্তপ্ত করা হয়, তখন আয়রন পুড়ে ম্যাগনেটিক আয়রন অক্সাইড (আয়রন(II,III) অক্সাইড) গঠন করে। 3Fe(s) + 2O2(g) \xrightarrow\{\text\{heat\}\} Fe3O4(s) (ম্যাগনেটিক আয়রন অক্সাইড)

জল এবং স্টিমের ক্রিয়া

1. ঠাণ্ডা জলের সাথে বিক্রিয়া

আয়রন ঠাণ্ডা বা ফুটন্ত জলের সাথে বিক্রিয়া করে না।

2. স্টিমের সাথে বিক্রিয়া

যখন লোহিত তপ্ত আয়রনকে স্টিমের উপর দিয়ে চালিত করা হয়, তখন এটি ম্যাগনেটিক আয়রন অক্সাইড (Fe3O4) এবং হাইড্রোজেন গ্যাস উৎপন্ন করে। 3Fe(s) + 4H2O(g) \xrightarrow\{\text\{red heat\}\} Fe3O4(s) + 4H2(g)

অ্যাসিড এবং ক্ষারকের ক্রিয়া

1. অ্যাসিডের ক্রিয়া

a. লঘু হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড (HCl)

আয়রন লঘু HCl এর সাথে বিক্রিয়া করে ফেরাস ক্লোরাইড এবং হাইড্রোজেন গ্যাস উৎপন্ন করে। Fe(s) + 2HCl(aq) → FeCl2(aq) + H2(g) (ফেরাস ক্লোরাইড)

b. লঘু সালফিউরিক অ্যাসিড (H2SO4)

আয়রন লঘু H2SO4 এর সাথে বিক্রিয়া করে ফেরাস সালফেট এবং হাইড্রোজেন গ্যাস উৎপন্ন করে। Fe(s) + H2SO4(aq) → FeSO4(aq) + H2(g) (ফেরাস সালফেট)

c. লঘু নাইট্রিক অ্যাসিড (HNO3)

আয়রন লঘু নাইট্রিক অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া করে ফেরাস নাইট্রেট, নাইট্রিক অক্সাইড এবং জল উৎপন্ন করে। 3Fe(s) + 8HNO3(dilute)(aq) → 3Fe(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 4H2O(l) (ফেরাস নাইট্রেট)

d. গাঢ় সালফিউরিক অ্যাসিড (H2SO4)

উত্তপ্ত গাঢ় সালফিউরিক অ্যাসিডের সাথে আয়রন বিক্রিয়া করে ফেরিক সালফেট, সালফার ডাই অক্সাইড এবং জল উৎপন্ন করে। 2Fe(s) + 6H2SO4(conc.)(hot)(aq) → Fe2(SO4)3(aq) + 3SO2(g) + 6H2O(l) (ফেরিক সালফেট)

e. গাঢ় নাইট্রিক অ্যাসিড (HNO3)

গাঢ় নাইট্রিক অ্যাসিড আয়রনকে নিষ্ক্রিয় করে তোলে কারণ এর পৃষ্ঠে আয়রন অক্সাইডের (যেমন Fe2O3 বা Fe3O4) একটি পাতলা, অভেদ্য, প্রতিরক্ষামূলক স্তর তৈরি হয়। এটি পরবর্তী বিক্রিয়াকে প্রতিরোধ করে।

2. ক্ষারকের ক্রিয়া

আয়রন সাধারণত ক্ষারগুলির জলীয় দ্রবণের সাথে বিক্রিয়া করে না।

গুরুত্বপূর্ণ ল্যাবরেটরি পরীক্ষা/শনাক্তকরণ বিক্রিয়া

ফেরাস (Fe²⁺) আয়ন শনাক্তকরণ

1. সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড (NaOH) দ্রবণের সাথে: ফেরাস হাইড্রোক্সাইডের একটি অপরিষ্কার সবুজ অধঃক্ষেপ, যা অতিরিক্ত NaOH এ অদ্রবণীয়। Fe²⁺(aq) + 2OH⁻(aq) → Fe(OH)2(s)

2. অ্যামোনিয়াম হাইড্রোক্সাইড (NH4OH) দ্রবণের সাথে: ফেরাস হাইড্রোক্সাইডের একটি অপরিষ্কার সবুজ অধঃক্ষেপ, যা অতিরিক্ত NH4OH এ অদ্রবণীয়। Fe²⁺(aq) + 2NH4OH(aq) → Fe(OH)2(s) + 2NH4⁺(aq)

3. পটাশিয়াম ফেরিসায়ানাইড (K3[Fe(CN)6]) দ্রবণের সাথে: টার্নবুলের ব্লু নামে পরিচিত একটি গাঢ় নীল অধঃক্ষেপ গঠন। 3Fe²⁺(aq) + 2[Fe(CN)6]³⁻(aq) → Fe3[Fe(CN)6]2(s)

ফেরিক (Fe³⁺) আয়ন শনাক্তকরণ

1. সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড (NaOH) দ্রবণের সাথে: ফেরিক হাইড্রোক্সাইডের একটি লালচে-বাদামী জেলটিনস অধঃক্ষেপ, যা অতিরিক্ত NaOH এ অদ্রবণীয়। Fe³⁺(aq) + 3OH⁻(aq) → Fe(OH)3(s)

2. অ্যামোনিয়াম হাইড্রোক্সাইড (NH4OH) দ্রবণের সাথে: ফেরিক হাইড্রোক্সাইডের একটি লালচে-বাদামী জেলটিনস অধঃক্ষেপ, যা অতিরিক্ত NH4OH এ অদ্রবণীয়। Fe³⁺(aq) + 3NH4OH(aq) → Fe(OH)3(s) + 3NH4⁺(aq)

3. পটাশিয়াম ফেরোসায়ানাইড (K4[Fe(CN)6]) দ্রবণের সাথে: প্রুশিয়ান ব্লু নামে পরিচিত একটি গাঢ় নীল অধঃক্ষেপ গঠন। 4Fe³⁺(aq) + 3[Fe(CN)6]⁴⁻(aq) → Fe4[Fe(CN)6]3(s)

4. পটাশিয়াম থায়োসায়ানেট (KCNS) বা অ্যামোনিয়াম থায়োসায়ানেট (NH4CNS) দ্রবণের সাথে: ফেরিক থায়োসায়ানেট কমপ্লেক্স গঠনের কারণে একটি রক্ত-লাল বর্ণ ধারণ করে। Fe³⁺(aq) + 3CNS⁻(aq) → Fe(CNS)3(aq) (রক্ত-লাল বর্ণ)