ফসফরাস (P) - রাসায়নিক ধর্ম ও বিক্রিয়া

রাসায়নিক ধর্মের সংক্ষিপ্ত বিবরণ

ফসফরাস (P) পর্যায় সারণীর গ্রুপ 15 (p-ব্লক) এর একটি অধাতব মৌল। এটি বিভিন্ন বহুরূপী অবস্থায় বিদ্যমান, যার মধ্যে সাদা ফসফরাস এবং লাল ফসফরাস সবচেয়ে সাধারণ এবং অধ্যয়নকৃত।

• সক্রিয়তা ক্রম অবস্থান: P একটি অপেক্ষাকৃত সক্রিয় অধাতু। সাদা ফসফরাস অত্যন্ত সক্রিয়, যেখানে লাল ফসফরাস অনেক কম সক্রিয়।
• তড়িৎ ঋণাত্মকতা: 2.19 (পাউলিং স্কেল)। এটি নাইট্রোজেনের চেয়ে কম তড়িৎ ঋণাত্মক কিন্তু সিলিকনের চেয়ে বেশি তড়িৎ ঋণাত্মক।
• জারণ অবস্থা: সাধারণ জারণ অবস্থাগুলির মধ্যে রয়েছে -3 (ফসফাইড এবং ফসফিনে), +3 (PCl₃, H₃PO₃-এ) এবং +5 (PCl₅, H₃PO₄-এ)। এটি +1 (হাইপোফসফাইটগুলিতে) এবং +4 (কিছু অক্সাইডে) জারণ অবস্থাও প্রদর্শন করতে পারে।
• সাধারণ সক্রিয়তা: নাইট্রোজেনের তুলনায় এর বৃহত্তর আকার এবং কম তড়িৎ ঋণাত্মকতার কারণে, ফসফরাস তার অষ্টক প্রসারিত করতে পারে, যা 5 যোজনী সহ যৌগ গঠন করে (যেমন, PCl₅)। সাদা ফসফরাস অত্যন্ত বিষাক্ত, স্বচ্ছ এবং মোম-সদৃশ, যা স্বতন্ত্র P₄ টেট্রাহেড্রাল অণু হিসাবে বিদ্যমান। লাল ফসফরাস পলিমেরিক এবং আরও স্থিতিশীল।

বায়ু ও অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া

ফসফরাস অক্সিজেনের সাথে সহজে বিক্রিয়া করে অক্সাইড তৈরি করে, প্রাথমিকভাবে ফসফরাস ট্রাইঅক্সাইড (P₄O₆) এবং ফসফরাস পেন্টঅক্সাইড (P₄O₁₀)।

• অতিরিক্ত অক্সিজেনের সাথে (দহন):
  • সাদা ফসফরাস কক্ষ তাপমাত্রায় (দহন তাপমাত্রা ≈ 303 K অথবা 30 °C) বাতাসে স্বতঃস্ফূর্তভাবে জ্বলে ওঠে এবং ফসফরাস পেন্টঅক্সাইডের ঘন সাদা ধোঁয়া তৈরি করে।
  • লাল ফসফরাস বাতাসে পুড়তে তাপের প্রয়োজন হয় (দহন তাপমাত্রা ≈ 533 K অথবা 260 °C), এটিও ফসফরাস পেন্টঅক্সাইড তৈরি করে।

P₄(s) + 5O₂(g) → P₄O₁₀(s)

*(দ্রষ্টব্য: P₄O₁₀ কে প্রায়শই ফসফরাস পেন্টঅক্সাইড হিসাবে উল্লেখ করা হয়, এর মূলানুপাতিক সংকেত P₂O₅ এর উপর ভিত্তি করে।)*

*   **সীমিত অক্সিজেনের সাথে:**
*   ফসফরাস সীমিত পরিমাণ অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে ফসফরাস ট্রাইঅক্সাইড তৈরি করে।
```chemical
P₄(s) + 3O₂(g) → P₄O₆(s)

জল ও বাষ্পের সাথে বিক্রিয়া

মৌলিক ফসফরাস স্বাভাবিক অবস্থায় ঠাণ্ডা জল বা বাষ্পের সাথে বিক্রিয়া করে না।

• সাদা ফসফরাস জলে অদ্রবণীয় এবং সাধারণত বাতাসে এর স্বতঃস্ফূর্ত দহন রোধ করতে জলের নিচে সংরক্ষণ করা হয়।
• লাল ফসফরাসও জলে অদ্রবণীয় এবং এর প্রতি অক্রিয়।

(দ্রষ্টব্য: যদিও ফসফরাস নিজেই জলের সাথে বিক্রিয়া করে না, তবে এর অক্সাইডগুলি জলের সাথে প্রবলভাবে বিক্রিয়া করে সংশ্লিষ্ট অ্যাসিড তৈরি করে, যেমন, P₄O₁₀ থেকে H₃PO₄ তৈরি হয়।)

অ্যাসিড ও ক্ষারের সাথে বিক্রিয়া

অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া

ফসফরাস লঘু HCl বা H₂SO₄ এর মতো অনাক্সাইডাইজিং অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া করে না। তবে, এটি শক্তিশালী জারক অ্যাসিড দ্বারা জারিত হয়।

• গাঢ় নাইট্রিক অ্যাসিড (HNO₃) এর সাথে:
  • ফসফরাস ফসফরিক অ্যাসিড (H₃PO₄)-এ জারিত হয়, যখন নাইট্রিক অ্যাসিড বিজারিত হয়, সাধারণত নাইট্রোজেন মনোক্সাইড (NO)-এ।

3P(s) + 5HNO₃(conc) + 2H₂O(l) → 3H₃PO₄(aq) + 5NO(g)

*   **গাঢ় সালফিউরিক অ্যাসিড (H₂SO₄) এর সাথে:**
*   ফসফরাস ফসফরিক অ্যাসিড (H₃PO₄)-এ জারিত হয় এবং গাঢ় সালফিউরিক অ্যাসিড সালফার ডাইঅক্সাইড (SO₂)-এ বিজারিত হয়।
```chemical
2P(s) + 5H₂SO₄(conc) → 2H₃PO₄(aq) + 5SO₂(g) + 2H₂O(l)

ক্ষারের (ক্ষারক) সাথে বিক্রিয়া

• গরম গাঢ় ক্ষার দ্রবণের সাথে:
  • সাদা ফসফরাস একটি শক্তিশালী ক্ষারের (যেমন, NaOH) গাঢ় দ্রবণের সাথে উত্তপ্ত করলে অসামঞ্জস্যপূর্ণ বিক্রিয়া (জারণ ও বিজারণ উভয়ই ঘটে) করে। এই বিক্রিয়ায় ফসফিন (PH₃) এবং একটি হাইপোফসফাইট লবণ তৈরি হয়। লাল ফসফরাস এই বিক্রিয়া করে না।

P₄(s) + 3NaOH(aq) + 3H₂O(l) → PH₃(g) + 3NaH₂PO₂(aq)

*(দ্রষ্টব্য: এটি ফসফিন তৈরির একটি সাধারণ পরীক্ষাগার পদ্ধতি।)*

## প্রধান পরীক্ষাগার পরীক্ষা/শনাক্তকরণ বিক্রিয়া

মৌলিক ফসফরাস সাধারণত গুণগত বিশ্লেষণে শনাক্ত করা হয় না। পরিবর্তে, এর সবচেয়ে স্থিতিশীল এবং সাধারণ অ্যানায়ন, ফসফেট আয়ন (PO₄³⁻), শনাক্ত করা হয়।

### 1. অ্যামোনিয়াম মলিবডেট পরীক্ষা (ফসফেট আয়ন, PO₄³⁻ এর জন্য)

এটি ফসফেট আয়নের জন্য সবচেয়ে নিশ্চিত পরীক্ষা।

*   **পদ্ধতি:** ফসফেট আয়নযুক্ত একটি দ্রবণে অ্যামোনিয়াম মলিবডেট দ্রবণ এবং গাঢ় নাইট্রিক অ্যাসিড যোগ করুন, তারপর আলতোভাবে গরম করুন।
*   **পর্যবেক্ষণ:** অ্যামোনিয়াম ফসফোমলিবডেটের একটি ক্যানারি-হলুদ অধঃক্ষেপ তৈরি হয়।
*   **বিক্রিয়া (আয়নিক উপস্থাপনা):**
```chemical
PO₄³⁻(aq) + 12MoO₄²⁻(aq) + 24H⁺(aq) + 3NH₄⁺(aq) → (NH₄)₃[PMo₁₂O₄₀](s) + 12H₂O(l)

(দ্রষ্টব্য: সম্পূর্ণ আণবিক সমীকরণটি জটিল এবং উচ্চ বিদ্যালয়ে প্রায়শই সরলীকৃত করা হয়। বৈশিষ্ট্যপূর্ণ হলুদ অধঃক্ষেপটিই মূল পর্যবেক্ষণ।)

2. ম্যাগনেসিয়া মিশ্রণ পরীক্ষা (ফসফেট আয়ন, PO₄³⁻ এর জন্য)

এই পরীক্ষাটি অ্যামোনিয়াম ক্লোরাইড (NH₄Cl) এবং অ্যামোনিয়াম হাইড্রোক্সাইড (NH₄OH) এর উপস্থিতিতে করা হয় একটি ক্ষারীয় মাধ্যম বজায় রাখতে এবং ম্যাগনেসিয়াম হাইড্রোক্সাইডের অধঃক্ষেপণ রোধ করতে।

• পদ্ধতি: ফসফেট দ্রবণে ম্যাগনেসিয়া মিশ্রণ (MgCl₂, NH₄Cl এবং NH₄OH ধারণকারী একটি দ্রবণ) যোগ করুন।
• পর্যবেক্ষণ: ম্যাগনেসিয়াম অ্যামোনিয়াম ফসফেটের একটি সাদা স্ফটিকাকার অধঃক্ষেপ তৈরি হয়।
• বিক্রিয়া:

PO₄³⁻(aq) + Mg²⁺(aq) + NH₄⁺(aq) → MgNH₄PO₄(s)