প্ল্যাটিনাম (Pt): JEE/NEET/CBSE-এর জন্য একটি বিস্তারিত অধ্যয়ন নির্দেশিকা

ভূমিকা: প্ল্যাটিনাম কেন গুরুত্বপূর্ণ

প্ল্যাটিনাম (Pt) একটি বিরল, ঘন, নমনীয়, প্রসারণশীল, অত্যন্ত নিষ্ক্রিয় এবং মূল্যবান ধাতু। এর ব্যতিক্রমী ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা, উচ্চ গলনাঙ্ক এবং অনুঘটকীয় বৈশিষ্ট্য এটিকে বিভিন্ন উচ্চ-প্রযুক্তির প্রয়োগে অপরিহার্য করে তুলেছে। এর গুরুত্ব অত্যাবশ্যকীয় শিল্প প্রক্রিয়া থেকে শুরু করে উন্নত চিকিৎসা এবং বিলাসবহুল সামগ্রী পর্যন্ত বিস্তৃত।

CBSE/JEE দ্রুত পুনর্বিবেচনা নোট

• প্রতীক: Pt
• পারমাণবিক সংখ্যা: 78
• পারমাণবিক ভর: 195.084 u
• শ্রেণী (Group): 10 (পুরনো শ্রেণীবিন্যাসে পূর্বে VIIIB)
• পর্যায় (Period): 6
• ব্লক (Block): d-ব্লক
• শ্রেণিবিন্যাস: সন্ধিগত ধাতু, অভিজাত ধাতু (Noble Metal)
• STP-তে ভৌত অবস্থা: কঠিন
• রঙ: রূপালী-সাদা
• ঘনত্ব: 21.45 g/cm³ (সবচেয়ে ঘন ধাতুগুলির মধ্যে একটি)
• গলনাঙ্ক: 1768.3 °C
• স্ফুটনাঙ্ক: 3825 °C
• বৈশিষ্ট্য: ক্ষয়, জারণ এবং রাসায়নিক আক্রমণ (নিষ্ক্রিয়) এর প্রতি অত্যন্ত প্রতিরোধী।

ইলেকট্রন বিন্যাস এবং বন্ধন আচরণ

• ভূমিতল ইলেকট্রন বিন্যাস: [Xe] 4f¹⁴ 5d⁹ 6s¹
  • দ্রষ্টব্য: এই বিন্যাসটি আউফবাউ নীতি (Aufbau principle) এর একটি ব্যতিক্রম, যেখানে 6s অরবিটাল থেকে একটি ইলেকট্রন 5d অরবিটালে স্থানান্তরিত হয়ে আরও স্থিতিশীল ইলেকট্রন বিন্যাস (ছদ্ম-পূর্ণ d-সাবশেল) অর্জন করে।
• সাধারণ জারণ অবস্থা:
  • +2: প্রায়শই বর্গাকার সমতলীয় জটিল যৌগ গঠন করে (যেমন, [PtCl₄]²⁻)।
  • +4: সবচেয়ে স্থিতিশীল এবং সাধারণ জারণ অবস্থা, অষ্টতলীয় জটিল যৌগ গঠন করে (যেমন, [PtCl₆]²⁻)।
  • অন্যান্য জারণ অবস্থা (+1, +3, +5, +6) বিরল তবে নির্দিষ্ট যৌগগুলিতে বিদ্যমান।
• বন্ধন: প্ল্যাটিনাম শক্তিশালী সমযোজী বন্ধন গঠন করে। এর শূন্য d-অরবিটালগুলি লিগ্যান্ড থেকে ইলেকট্রন জোড় সহজে গ্রহণ করে, যার ফলে ব্যাপক জটিল যৌগ গঠন হয়।

গুরুত্বপূর্ণ রাসায়নিক বিক্রিয়া

প্ল্যাটিনামের উচ্চ নিষ্ক্রিয়তা মানে এটি খুব কম বিকারকের সাথে বিক্রিয়া করে, প্রাথমিকভাবে নির্দিষ্ট, প্রায়শই কঠিন, পরিস্থিতিতে।

1. অ্যাকোয়া রেগিয়ার সাথে বিক্রিয়া

প্ল্যাটিনাম একক অ্যাসিড (যেমন, নাইট্রিক অ্যাসিড বা হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড) এর সাথে বিক্রিয়া করে না তবে অ্যাকোয়া রেগিয়াতে (গাঢ় নাইট্রিক অ্যাসিড এবং হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিডের মিশ্রণ, সাধারণত 1:3 মোলার অনুপাতে) দ্রবীভূত হয়। এই বিক্রিয়াটি এর শোধন এবং প্রক্রিয়াকরণের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

3Pt(s) + 4HNO₃(aq) + 18HCl(aq) → 3H₂[PtCl₆](aq) + 4NO(g) + 8H₂O(l) এখানে, নাইট্রিক অ্যাসিড একটি জারক পদার্থ হিসাবে কাজ করে এবং হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড Pt(IV) আয়নকে হেক্সাক্লোরোপ্ল্যাটিনেট(IV) জটিল আয়ন [PtCl₆]²⁻ গঠন করে স্থিতিশীল করে।

2. হ্যালোজেনগুলির সাথে বিক্রিয়া

উচ্চ তাপমাত্রায় প্ল্যাটিনাম হ্যালোজেনগুলির সাথে বিক্রিয়া করে হ্যালাইড গঠন করে।

• ক্লোরিনের সাথে: Pt(s) + 2Cl₂(g) → PtCl₄(s) (প্রায় 250-300 °C তাপমাত্রায়)
• ফ্লোরিনের সাথে: প্ল্যাটিনাম ফ্লোরিনের সাথে তীব্রভাবে বিক্রিয়া করে প্ল্যাটিনাম ফ্লোরাইড গঠন করে, প্রায়শই উচ্চতর জারণ অবস্থায়।

3. গলিত ক্ষার বা পারক্সাইডের সাথে বিক্রিয়া

চরম পরিস্থিতিতে (গলিত ক্ষার বা ক্ষারীয় পারক্সাইডের সাথে উচ্চ তাপমাত্রায়), প্ল্যাটিনাম আক্রান্ত হতে পারে। এই বিক্রিয়াটি সাধারণত উচ্চ বিদ্যালয়ের পাঠ্যক্রমে বিস্তারিতভাবে আলোচনা করা হয় না তবে এটি প্ল্যাটিনামের চূড়ান্ত বিক্রিয়াশীলতার সীমা নির্দেশ করে।

শিল্প ও জৈবিক গুরুত্ব

শিল্প গুরুত্ব

1. অনুঘটন: প্ল্যাটিনাম একটি প্রধান অনুঘটক।
   • মোটরগাড়ির অনুঘটক রূপান্তরক (Catalytic Converters): ক্ষতিকারক গ্যাস (CO, NOx, পোড়া কার্বন) কে কম ক্ষতিকারক পদার্থে (CO₂, N₂, H₂O) রূপান্তরিত করে।
   • রাসায়নিক শিল্প: নাইট্রিক অ্যাসিড (অস্টওয়াল্ড প্রক্রিয়া), সালফিউরিক অ্যাসিড উৎপাদনে এবং জৈব সংশ্লেষণে হাইড্রোজিনেশন/ডিহাইড্রোজিনেশন বিক্রিয়ায় ব্যবহৃত হয়।
   • পেট্রোলিয়াম শোধন: উচ্চ-অক্টেন গ্যাসোলিন উৎপাদনের জন্য ক্র্যাকিং এবং রিফর্মিং প্রক্রিয়ায় অনুঘটক হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
2. গহনা: এর বিরলতা, প্রাকৃতিক সাদা আভা, স্থায়িত্ব এবং বিবর্ণতা প্রতিরোধের জন্য মূল্যবান।
3. ইলেকট্রনিক্স: এর চমৎকার পরিবাহিতা এবং ক্ষয় প্রতিরোধের কারণে বৈদ্যুতিক সংযোগ, ইলেক্ট্রোড, থার্মোকাপল এবং হার্ড ডিস্কের আবরণে ব্যবহৃত হয়।
4. ল্যাবরেটরি সরঞ্জাম: প্ল্যাটিনামের ক্রুসিবল, ইলেক্ট্রোড এবং ডিশ রাসায়নিক গবেষণাগারে উচ্চ-তাপমাত্রার প্রয়োগের জন্য ব্যবহৃত হয় কারণ এটি নিষ্ক্রিয় এবং এর উচ্চ গলনাঙ্ক রয়েছে।
5. চিকিৎসা ও দন্তচিকিৎসা: পেসমেকার, ডেন্টাল ফিলিং এবং কিছু চিকিৎসা যন্ত্রে ইলেক্ট্রোড উপাদান হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

জৈবিক গুরুত্ব

1. কেমোথেরাপি ওষুধ: বেশ কয়েকটি প্ল্যাটিনাম-ভিত্তিক কোঅর্ডিনেশন যৌগ শক্তিশালী ক্যান্সার-বিরোধী এজেন্ট। সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য উদাহরণ হলো সিসপ্ল্যাটিন (cis-diamminedichloroplatinum(II), cis-[Pt(NH₃)₂Cl₂]), যা দ্রুত বিভাজনকারী ক্যান্সার কোষগুলিতে DNA প্রতিরূপকে বাধা দেয়।
2. জৈব-নিষ্ক্রিয়তা: এর ধাতব রূপে, প্ল্যাটিনাম মূলত জৈব-নিষ্ক্রিয় এবং অ-বিষাক্ত, যা এটিকে ইমপ্লান্টের জন্য উপযুক্ত করে তোলে। তবে, নির্দিষ্ট প্ল্যাটিনাম যৌগ বিষাক্ত হতে পারে বা অ্যালার্জির কারণ হতে পারে।