ম্যাগনেসিয়াম (Mg): রাসায়নিক ধর্ম ও বিক্রিয়া
রাসায়নিক ধর্মের সংক্ষিপ্ত বিবরণ
ম্যাগনেসিয়াম (Mg) একটি ক্ষারীয় মৃত্তিকা ধাতু, যা পর্যায় সারণির গ্রুপ 2 এবং পর্যায় 3-এ অবস্থিত।
- সক্রিয়তা সারিতে অবস্থান: Mg একটি সক্রিয় ধাতু, যা সক্রিয়তা সারিতে হাইড্রোজেনের উপরে অবস্থিত। এটি অ্যাসিড এবং জল থেকে হাইড্রোজেনকে প্রতিস্থাপন করার (নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে) এর শক্তিশালী প্রবণতা নির্দেশ করে।
- তড়িৎ ঋণাত্মকতা: এর তড়িৎ ঋণাত্মকতা কম (পাউলিং স্কেল: 1.31), যা এর ধাতব বৈশিষ্ট্য এবং স্থিতিশীল Mg²⁺ আয়ন তৈরি করতে দুটি যোজ্যতা ইলেকট্রন সহজে ত্যাগ করার প্রবণতাকে প্রতিফলিত করে।
- সাধারণ প্রতিক্রিয়াশীলতা: ম্যাগনেসিয়াম একটি মোটামুটি সক্রিয় ধাতু। আর্দ্র বাতাসে ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড এবং হাইড্রোক্সাইডের একটি পাতলা, সুরক্ষামূলক স্তর তৈরির কারণে এটি ধীরে ধীরে অনুজ্জ্বল হয়ে যায়। বাতাস বা অক্সিজেনে জ্বালালে এটি উজ্জ্বল সাদা শিখায় জ্বলে।
বাতাস এবং অক্সিজেনের ক্রিয়া
ম্যাগনেসিয়াম উত্তপ্ত করলে বাতাসের সাথে সহজে বিক্রিয়া করে।
1. অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া (দহন)
ম্যাগনেসিয়াম ফিতা অক্সিজেনে উজ্জ্বল সাদা শিখায় জ্বলে ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড তৈরি করে।
2Mg(s) + O₂(g) → 2MgO(s)
2. নাইট্রোজেনের সাথে বিক্রিয়া
যখন ম্যাগনেসিয়াম বাতাসে জ্বলে, তখন এটি নাইট্রোজেনের সাথেও বিক্রিয়া করে ম্যাগনেসিয়াম নাইট্রাইড তৈরি করে, যদিও এই বিক্রিয়া অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়ার চেয়ে ধীর।
3Mg(s) + N₂(g) → Mg₃N₂(s)
ম্যাগনেসিয়াম নাইট্রাইড জলের সাথে বিক্রিয়া করে ম্যাগনেসিয়াম হাইড্রোক্সাইড এবং অ্যামোনিয়া তৈরি করে:
Mg₃N₂(s) + 6H₂O(l) → 3Mg(OH)₂(s) + 2NH₃(g)
জল এবং বাষ্পের ক্রিয়া
ম্যাগনেসিয়াম জল এবং বাষ্পের সাথে বিক্রিয়া করে, বিক্রিয়ার তীব্রতা তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে।
1. ঠান্ডা জলের সাথে বিক্রিয়া
ম্যাগনেসিয়াম ঠান্ডা জলের সাথে খুব ধীরে ধীরে বিক্রিয়া করে ম্যাগনেসিয়াম হাইড্রোক্সাইড এবং হাইড্রোজেন গ্যাস তৈরি করে। বিক্রিয়াটি ধীর কারণ উৎপন্ন অদ্রবণীয় Mg(OH)₂ ধাতুর পৃষ্ঠকে আবৃত করে ফেলে, যা পরবর্তী বিক্রিয়াকে বাধা দেয়।
Mg(s) + 2H₂O(l) → Mg(OH)₂(s) + H₂(g)
2. ফুটন্ত জলের সাথে বিক্রিয়া
ফুটন্ত জলের সাথে বিক্রিয়া দ্রুত হয় কারণ উচ্চ তাপমাত্রায় Mg(OH)₂ স্তর কম লেগে থাকে এবং বর্ধিত গতিশক্তি বিক্রিয়াকে উৎসাহিত করে।
Mg(s) + 2H₂O(l) → Mg(OH)₂(s) + H₂(g)
3. বাষ্পের সাথে বিক্রিয়া
ম্যাগনেসিয়াম বাষ্পের সাথে (উচ্চ তাপমাত্রায়) তীব্রভাবে বিক্রিয়া করে ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড এবং হাইড্রোজেন গ্যাস তৈরি করে। এখানে, উৎপন্ন Mg(OH)₂ উচ্চ তাপমাত্রায় MgO-তে বিয়োজিত হয়।
Mg(s) + H₂O(g) → MgO(s) + H₂(g)
অ্যাসিড এবং ক্ষারকের ক্রিয়া
1. লঘু অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া
ম্যাগনেসিয়াম হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড এবং সালফিউরিক অ্যাসিডের মতো লঘু অ্যাসিডের সাথে সহজে বিক্রিয়া করে ম্যাগনেসিয়াম লবণ এবং হাইড্রোজেন গ্যাস তৈরি করে।
- লঘু হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড (HCl) এর সাথে:
Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl₂(aq) + H₂(g) - লঘু সালফিউরিক অ্যাসিড (H₂SO₄) এর সাথে:
Mg(s) + H₂SO₄(aq) → MgSO₄(aq) + H₂(g) - লঘু নাইট্রিক অ্যাসিড (HNO₃) এর সাথে: ম্যাগনেসিয়াম একটি শক্তিশালী বিজারক। খুব লঘু নাইট্রিক অ্যাসিডের সাথে এটি অ্যামোনিয়াম নাইট্রেট তৈরি করে।
মাঝারি লঘু নাইট্রিক অ্যাসিডের সাথে, এটি প্রায়শই নাইট্রাস অক্সাইড (N₂O) বা নাইট্রিক অক্সাইড (NO) তৈরি করে।4Mg(s) + 10HNO₃(dilute) → 4Mg(NO₃)₂(aq) + NH₄NO₃(aq) + 3H₂O(l)4Mg(s) + 10HNO₃(moderately dilute) → 4Mg(NO₃)₂(aq) + N₂O(g) + 5H₂O(l)3Mg(s) + 8HNO₃(moderately dilute) → 3Mg(NO₃)₂(aq) + 2NO(g) + 4H₂O(l)
2. গাড়ো অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া
- গাড়ো সালফিউরিক অ্যাসিড (H₂SO₄) এর সাথে: ম্যাগনেসিয়াম গাড়ো সালফিউরিক অ্যাসিডকে সালফার ডাই অক্সাইডে বিজারিত করে।
Mg(s) + 2H₂SO₄(conc) → MgSO₄(aq) + SO₂(g) + 2H₂O(l) - গাড়ো নাইট্রিক অ্যাসিড (HNO₃) এর সাথে: ম্যাগনেসিয়াম গাড়ো নাইট্রিক অ্যাসিডকে নাইট্রোজেন ডাই অক্সাইডে বিজারিত করে।
Mg(s) + 4HNO₃(conc) → Mg(NO₃)₂(aq) + 2NO₂(g) + 2H₂O(l)
3. ক্ষারকের সাথে বিক্রিয়া
ম্যাগনেসিয়াম ধাতু সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড (NaOH) বা পটাশিয়াম হাইড্রোক্সাইড (KOH) এর মতো শক্তিশালী ক্ষারকের ঠান্ডা বা গরম দ্রবণের সাথে বিক্রিয়া করে না। এর কারণ হলো Mg(OH)₂ একটি দুর্বল ক্ষারক এবং অতিরিক্ত ক্ষারকে দ্রবীভূত হয় না।
Mg²⁺ আয়নের জন্য প্রধান পরীক্ষাগার পরীক্ষা/শনাক্তকরণ বিক্রিয়া
সল্ট অ্যানালাইসিসে ম্যাগনেসিয়াম আয়ন (Mg²⁺) নিম্নলিখিত পরীক্ষাগুলি ব্যবহার করে শনাক্ত করা হয়:
1. সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড (NaOH) এর সাথে বিক্রিয়া
যখন Mg²⁺ আয়নযুক্ত দ্রবণে NaOH দ্রবণ যোগ করা হয়, তখন ম্যাগনেসিয়াম হাইড্রোক্সাইডের একটি সাদা অধঃক্ষেপ তৈরি হয়। এই অধঃক্ষেপ অতিরিক্ত NaOH-এ অদ্রবণীয়।
Mg²⁺(aq) + 2NaOH(aq) → Mg(OH)₂(s) + 2Na⁺(aq)
Mg²⁺(aq) + 2OH⁻(aq) → Mg(OH)₂(s) (White precipitate)
2. অ্যামোনিয়াম হাইড্রোক্সাইড (NH₄OH) এর সাথে বিক্রিয়া
- অ্যামোনিয়াম ক্লোরাইড (NH₄Cl) এর অনুপস্থিতিতে: যদি Mg²⁺ এর দ্রবণে NH₄OH যোগ করা হয়, তবে Mg(OH)₂ এর একটি সাদা অধঃক্ষেপ তৈরি হয়।
Mg²⁺(aq) + 2NH₄OH(aq) → Mg(OH)₂(s) + 2NH₄⁺(aq) - অ্যামোনিয়াম ক্লোরাইড (NH₄Cl) এর উপস্থিতিতে: NH₄Cl এর উপস্থিতিতে NH₄OH যোগ করা হলে Mg(OH)₂ এর কোনো অধঃক্ষেপ তৈরি হয় না। এটি কমন আয়ন প্রভাবের কারণে ঘটে: NH₄Cl, NH₄OH এর বিয়োজনকে দমন করে, যার ফলে OH⁻ আয়নের ঘনত্ব Mg(OH)₂ এর দ্রাব্যতা গুণফল (Ksp) এর নিচে নেমে যায়, যা এর অধঃক্ষেপকে প্রতিরোধ করে। এটি গ্রুপ IIIB কেশন (Fe³⁺, Al³⁺, Cr³⁺) থেকে একটি গুরুত্বপূর্ণ পার্থক্য, যা এই পরিস্থিতিতে অধঃক্ষেপ তৈরি করে।
3. ফসফেট পরীক্ষা (ম্যাগনেসিয়াম অ্যামোনিয়াম ফসফেট পরীক্ষা)
এটি Mg²⁺ আয়নের জন্য একটি নির্দিষ্ট পরীক্ষা, যা একটি অ্যামোনিয়াকাল মাধ্যমে (NH₄OH/NH₄Cl বাফার) পরিচালিত হয়। যখন NH₄Cl এবং NH₄OH এর উপস্থিতিতে Mg²⁺ আয়নযুক্ত দ্রবণে ডাইসোডিয়াম হাইড্রোজেন ফসফেট (Na₂HPO₄) যোগ করা হয়, তখন ম্যাগনেসিয়াম অ্যামোনিয়াম ফসফেটের একটি সাদা স্ফটিক অধঃক্ষেপ তৈরি হয়।
Mg²⁺(aq) + NH₄⁺(aq) + HPO₄²⁻(aq) → MgNH₄PO₄(s) + H⁺(aq)
বিকল্পভাবে, সরলীকৃত:
Mg²⁺(aq) + NH₄OH(aq) + Na₂HPO₄(aq) → MgNH₄PO₄(s) + 2Na⁺(aq) + H₂O(l)
(সাদা স্ফটিক অধঃক্ষেপ, প্রায়শই ধীরে ধীরে দেখা যায়)
4. ম্যাগনেসন বিকারক পরীক্ষা (অ্যাডসরপশন ইন্ডিকেটর পরীক্ষা)
ম্যাগনেসন বিকারক (4-(p-nitrophenylazo)resorcinol) একটি জৈব রঞ্জক। Mg²⁺ আয়ন এবং একটি ক্ষারীয় মাধ্যমের (যেমন, NaOH) উপস্থিতিতে Mg(OH)₂ তৈরি হয়, যা ম্যাগনেসন রঞ্জককে শোষণ করে একটি বৈশিষ্ট্যপূর্ণ নীল অধঃক্ষেপ বা “লেক” তৈরি করে।
Mg²⁺(aq) + 2OH⁻(aq) → Mg(OH)₂(s)
Mg(OH)₂(s) + ম্যাগনেসন বিকারক → নীল অধঃক্ষেপ / লেক