দশম শ্রেণী ভৌত বিজ্ঞান: 8.5 ধাতুবিদ্যা
অধ্যায়ের ভূমিকা: ধাতুবিদ্যা (Metallurgy)
[attachment_0](attachment)পাথর যুগ থেকে ব্রোঞ্জ যুগ, আর সেখান থেকে আজকের আধুনিক লৌহ যুগ—মানব সভ্যতার ইতিহাস আসলে ধাতুর ব্যবহারেরই ইতিহাস। আমাদের চারপাশের বিশাল দালানকোঠা, দ্রুতগামী বিমান, কিংবা হাতের স্মার্টফোন—সবকিছুতেই ধাতুর অবদান অপরিসীম।
কিন্তু প্রকৃতিতে এই ধাতুগুলো (সোনা বাদে) সাধারণত মুক্ত অবস্থায় থাকে না। এরা মাটির নিচে পাথরের সাথে মিশে যৌগ হিসেবে বা ‘আকরিক’ রূপে থাকে। এই অধ্যায়ে আমরা জানব:
- কেমন করে খনি থেকে তোলা নোংরা পাথর থেকে রসায়নের জাদুতে বিশুদ্ধ ধাতু বের করে আনা হয়।
- কেন বিশুদ্ধ লোহার চেয়ে স্টিল বা স্টেইনলেস স্টিল বেশি কাজের (সংকর ধাতু)।
- লোহায় কেন মর্চে পড়ে এবং কীভাবে গ্যালভানাইজেশন করে তা আটকানো যায়।
এসো, মাটির নিচের এই গুপ্তধন অর্থাৎ ধাতুগুলোর রহস্যভেদ করি!
বিভাগ-ক: বহু বিকল্প ভিত্তিক প্রশ্ন (MCQ) – ২৫টি
১. অ্যালুমিনিয়ামের প্রধান আকরিক কোনটি? [মাধ্যমিক ২০১৯]
- বক্সাইট
- ক্রায়োলাইট
- ফেল্ডস্পার
- ম্যালাকাইট
✅ সঠিক উত্তর: (A) বক্সাইট ($\text{Al}_2\text{O}_3 \cdot 2\text{H}_2\text{O}$)
২. রেড হেমাটাইট কোন ধাতুর আকরিক? [মাধ্যমিক ২০১৭]
- কপার
- আয়রন (লোহা)
- জিঙ্ক
- অ্যালুমিনিয়াম
✅ সঠিক উত্তর: (B) আয়রন ($\text{Fe}_2\text{O}_3$)
৩. পিতল বা ব্রাস (Brass)-এর উপাদানগুলি কী কী? [মাধ্যমিক ২০১৬, ২০২০]
- তামা ও টিন
- তামা ও দস্তা
- তামা ও নিকেল
- তামা ও অ্যালুমিনিয়াম
✅ সঠিক উত্তর: (B) তামা ($\text{Cu}$) ও দস্তা ($\text{Zn}$)
৪. কাঁসা বা ব্রোঞ্জ (Bronze)-এর প্রধান উপাদান কোনটি?
- $\text{Cu}$ ও $\text{Zn}$
- $\text{Cu}$ ও $\text{Sn}$ (টিন)
- $\text{Pb}$ ও $\text{Sn}$
- $\text{Fe}$ ও $\text{C}$
✅ সঠিক উত্তর: (B) $\text{Cu}$ ও $\text{Sn}$
৫. জার্মানি সিলভারে কোন ধাতুটির উপস্থিতি থাকে না? [মাধ্যমিক ২০১৮]
- তামা ($\text{Cu}$)
- দস্তা ($\text{Zn}$)
- সিলভার বা রুপো ($\text{Ag}$)
- নিকেল ($\text{Ni}$)
✅ সঠিক উত্তর: (C) সিলভার বা রুপো ($\text{Ag}$) [নামে সিলভার থাকলেও এতে রুপো থাকে না]
৬. নিচের কোন সংকর ধাতুটি বিমান বা উড়োজাহাজের কাঠামো তৈরিতে ব্যবহৃত হয়?
- স্টেইনলেস স্টিল
- ডুরালুমিন
- জার্মান সিলভার
- ইনভার
✅ সঠিক উত্তর: (B) ডুরালুমিন (অ্যালুমিনিয়ামের সংকর)
৭. গ্যালভানাইজেশন পদ্ধতিতে লোহার ওপর কোন ধাতুর প্রলেপ দেওয়া হয়? [মাধ্যমিক ২০১৭]
- টিন ($\text{Sn}$)
- কপার ($\text{Cu}$)
- জিঙ্ক ($\text{Zn}$)
- নিকেল ($\text{Ni}$)
✅ সঠিক উত্তর: (C) জিঙ্ক ($\text{Zn}$)
৮. কপার বা তামার প্রধান আকরিক কোনটি?
- কপার পাইরাইটিস
- কিউপ্রাইট
- ম্যালাকাইট
- আজুরাইট
✅ সঠিক উত্তর: (A) কপার পাইরাইটিস ($\text{CuFeS}_2$)
৯. থার্মিট পদ্ধতিতে বিজারক হিসেবে কী ব্যবহৃত হয়?
- কার্বন
- অ্যালুমিনিয়াম চূর্ণ
- সোডিয়াম
- হাইড্রোজেন
✅ সঠিক উত্তর: (B) অ্যালুমিনিয়াম চূর্ণ
১০. জিঙ্ক ব্লেন্ড ($\text{ZnS}$) কোন ধাতুর আকরিক? [মাধ্যমিক ২০২০]
- আয়রন
- জিঙ্ক
- কপার
- লেড
✅ সঠিক উত্তর: (B) জিঙ্ক
১১. পারদ-সংকর বা অ্যামালগাম (Amalgam)-এ কোন ধাতুটির উপস্থিতি আবশ্যিক?
- সোডিয়াম ($\text{Na}$)
- আয়রন ($\text{Fe}$)
- পারদ ($\text{Hg}$)
- কপার ($\text{Cu}$)
✅ সঠিক উত্তর: (C) পারদ ($\text{Hg}$)
১২. স্টেইনলেস স্টিল বা মরচেহীন ইস্পাতে লোহার সাথে প্রধানত কী মেশানো হয়?
- ক্রোমিয়াম ($\text{Cr}$) ও নিকেল ($\text{Ni}$)
- কপার ও জিঙ্ক
- ম্যাগনেসিয়াম ও অ্যালুমিনিয়াম
- টিন ও লেড
✅ সঠিক উত্তর: (A) ক্রোমিয়াম ($\text{Cr}$) ও নিকেল ($\text{Ni}$)
১৩. নিচের কোনটি অ্যালুমিনিয়ামের খনিজ (Mineral) কিন্তু আকরিক (Ore) নয়?
- বক্সাইট
- চিনামাটি বা কেওলিন
- ক্রায়োলাইট
- কোনোটিই নয়
✅ সঠিক উত্তর: (B) চিনামাটি বা কেওলিন (এখান থেকে লাভজনকভাবে ধাতু নিষ্কাশন করা যায় না)
১৪. কার্বন বিজারণ পদ্ধতিতে নিষ্কাশন করা হয় কোন ধাতু? [মাধ্যমিক ২০১৮]
- $\text{Al}$
- $\text{Na}$
- $\text{Zn}$
- $\text{Ca}$
✅ সঠিক উত্তর: (C) $\text{Zn}$ (জিঙ্ক)
১৫. মর্চে বা Rust-এর রাসায়নিক সংকেত কী?
- $\text{Fe}_2\text{O}_3$
- $\text{Fe}_3\text{O}_4$
- $\text{Fe}_2\text{O}_3 \cdot x\text{H}_2\text{O}$
- $\text{FeO}$
✅ সঠিক উত্তর: (C) $\text{Fe}_2\text{O}_3 \cdot x\text{H}_2\text{O}$ (সদক ফেরিক অক্সাইড)
১৬. থার্মিট মিশ্রণটি হলো—
- ১ ভাগ $\text{Fe}_2\text{O}_3$ ও ৩ ভাগ $\text{Al}$ চূর্ণ
- ৩ ভাগ $\text{Fe}_2\text{O}_3$ ও ১ ভাগ $\text{Al}$ চূর্ণ
- ১ ভাগ $\text{Fe}_2\text{O}_3$ ও ১ ভাগ $\text{Al}$ চূর্ণ
- ৩ ভাগ $\text{Al}$ চূর্ণ ও ১ ভাগ $\text{Cr}_2\text{O}_3$
✅ সঠিক উত্তর: (B) ৩ ভাগ $\text{Fe}_2\text{O}_3$ ও ১ ভাগ $\text{Al}$ চূর্ণ
১৭. কোন ধাতুটি খোলা বাতাসে রাখলে তার ওপর সবুজ রঙের ছোপ ধরে?
✅ সঠিক উত্তর: কপার বা তামা (বেসিক কপার কার্বনেট তৈরির কারণে)
- আয়রন
- জিঙ্ক
- কপার
- অ্যালুমিনিয়াম
✅ সঠিক উত্তর: (C) কপার
১৮. ইনভার (Invar) নামক সংকর ধাতুর প্রধান উপাদান কী?
- আয়রন ও নিকেল
- তামা ও দস্তা
- লোহা ও কার্বন
- অ্যালুমিনিয়াম ও ম্যাগনেসিয়াম
✅ সঠিক উত্তর: (A) আয়রন ও নিকেল (এটি মিটার স্কেল তৈরিতে লাগে)
১৯. ক্যালামাইন কোন ধাতুর আকরিক?
- কপার
- জিঙ্ক
- আয়রন
- ম্যাগনেসিয়াম
✅ সঠিক উত্তর: (B) জিঙ্ক ($\text{ZnCO}_3$)
২০. নিচের কোন ধাতুটি প্রকৃতিতে মুক্ত অবস্থায় পাওয়া যায়?
- সোডিয়াম ($\text{Na}$)
- পটাশিয়াম ($\text{K}$)
- সোনা ($\text{Au}$)
- আয়রন ($\text{Fe}$)
✅ সঠিক উত্তর: (C) সোনা ($\text{Au}$)
২১. রেললাইনের জোড়া লাগাতে কোন পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়?
- তড়িৎ লেপন
- থার্মিট পদ্ধতি
- গ্যালভানাইজেশন
- কার্বন বিজারণ
✅ সঠিক উত্তর: (B) থার্মিট পদ্ধতি
২২. ধাতু সংকরের অন্যতম উপাদান পারদ হলে তাকে কী বলে?
- ব্রোঞ্জ
- সোল্ডার
- অ্যামালগাম
- স্টেইনলেস স্টিল
✅ সঠিক উত্তর: (C) অ্যামালগাম
২৩. তড়িৎ বিশ্লেষণ পদ্ধতিতে নিষ্কাশন করা হয় কোন ধাতু?
- $\text{Fe}$ (লোহা)
- $\text{Zn}$ (দস্তা)
- $\text{Al}$ (অ্যালুমিনিয়াম)
- $\text{Cu}$ (তামা)
✅ সঠিক উত্তর: (C) $\text{Al}$ (অ্যালুমিনিয়াম)
২৪. ম্যাগনেলিয়াম (Magnalium) কোন কোন ধাতুর সংকর?
- $\text{Mg}$ ও $\text{Al}$
- $\text{Mg}$ ও $\text{Zn}$
- $\text{Al}$ ও $\text{Cu}$
- $\text{Fe}$ ও $\text{Ni}$
✅ সঠিক উত্তর: (A) $\text{Mg}$ ও $\text{Al}$
২৫. লোহার মরিচা পড়া আসলে কী ধরনের রাসায়নিক বিক্রিয়া?
- বিজারণ
- জারণ
- বিয়োজন
- প্রশমন
✅ সঠিক উত্তর: (B) জারণ (বাতাসের অক্সিজেন দ্বারা লোহার জারণ ঘটে)
অধ্যায়: ধাতুবিদ্যা (Metallurgy)
বিভাগ: সত্য/মিথ্যা, শূন্যস্থান ও অতি সংক্ষিপ্ত প্রশ্ন
বিভাগ-ক: সত্য অথবা মিথ্যা নির্বাচন করো (১৫টি)
১. সব আকরিকই খনিজ, কিন্তু সব খনিজ আকরিক নয়। [মাধ্যমিক ২০১৮]
✅ উত্তর: সত্য
২. কপার গ্লান্স ($\text{Cu}_2\text{S}$) তামার একটি অক্সাইড আকরিক।
❌ উত্তর: মিথ্যা (এটি সালফাইড আকরিক)।
৩. পারদ বা মারকারি ($\text{Hg}$) একটি তরল ধাতু।
✅ উত্তর: সত্য
৪. জার্মান সিলভারে উল্লেখযোগ্য পরিমাণে সিলভার বা রুপো থাকে।
❌ উত্তর: মিথ্যা (এতে কোনো সিলভার থাকে না)।
৫. ব্রোঞ্জ হলো তামা ও দস্তার সংকর ধাতু।
❌ উত্তর: মিথ্যা (তামা ও টিনের সংকর)।
৬. লোহায় মরিচা পড়া একটি জারণ প্রক্রিয়া।
✅ উত্তর: সত্য
৭. বক্সাইট থেকে অ্যালুমিনিয়াম নিষ্কাশনে কার্বন বিজারণ পদ্ধতি প্রয়োগ করা হয়।
❌ উত্তর: মিথ্যা (তড়িৎ বিশ্লেষণ পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়)।
৮. গ্যালভানাইজেশনে লোহার ওপর টিনের প্রলেপ দেওয়া হয়।
❌ উত্তর: মিথ্যা (জিঙ্কের প্রলেপ দেওয়া হয়)।
৯. সোডিয়াম একটি ক্ষার ধাতু।
✅ উত্তর: সত্য
১০. থার্মিট পদ্ধতিতে অ্যালুমিনিয়াম বিজারক হিসেবে কাজ করে।
✅ উত্তর: সত্য
১১. জিঙ্ক ব্লেন্ড ($\text{ZnS}$) আকরিককে অতিরিক্ত বায়ুর উপস্থিতিতে উত্তপ্ত করাকে ‘ভস্মীকরণ’ (Calcination) বলে।
❌ উত্তর: মিথ্যা (একে তাপজারণ বা Roasting বলে)।
১২. প্রকৃতিতে সোনা মুক্ত অবস্থায় পাওয়া যায়।
✅ উত্তর: সত্য
১৩. ডুরালুমিন সংকর ধাতুটি বিমানের কাঠামো তৈরিতে ব্যবহৃত হয়।
✅ উত্তর: সত্য
১৪. স্টেইনলেস স্টিলে ক্রোমিয়াম উপস্থিত থাকে।
✅ উত্তর: সত্য
১৫. তামার একটি প্রধান আকরিক হলো রেড হেমাটাইট।
❌ উত্তর: মিথ্যা (রেড হেমাটাইট লোহার আকরিক)।
বিভাগ-খ: শূন্যস্থান পূরণ করো (২০টি)
১. বক্সাইট ($\text{Al}_2\text{O}_3 \cdot 2\text{H}_2\text{O}$) হলো _______ ধাতুর প্রধান আকরিক।
✅ উত্তর: অ্যালুমিনিয়াম ($\text{Al}$)
২. পিতল বা ব্রাস হলো তামা ও _______-এর সংকর ধাতু। [মাধ্যমিক ২০১৯]
✅ উত্তর: দস্তা ($\text{Zn}$)
৩. লোহায় মরিচা পড়ার জন্য বায়ু এবং _______-এর উপস্থিতি প্রয়োজন।
✅ উত্তর: জলীয় বাষ্প (বা জল)
৪. পারদযুক্ত সংকর ধাতুকে _______ বলা হয়।
✅ উত্তর: অ্যামালগাম (Amalgam)
৫. থার্মিট পদ্ধতিতে _______ চূর্ণ বিজারক রূপে ব্যবহৃত হয়।
✅ উত্তর: অ্যালুমিনিয়াম ($\text{Al}$)
৬. _______ পদ্ধতিতে সালফাইড আকরিককে গাঢ় করা হয়।
✅ উত্তর: ফেনা ভাসন (Froth Floatation)
৭. রেড হেমাটাইটের সংকেত হলো _______।
✅ উত্তর: $\text{Fe}_2\text{O}_3$
৮. ইলেকট্রিক ফিউজ তার তৈরি হয় টিন ও _______-এর সংকর ধাতু দিয়ে।
✅ উত্তর: সীসা ($\text{Pb}$)
৯. কপার পাইরাইটিস থেকে কপার নিষ্কাশনের সময় _______ পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়।
✅ উত্তর: স্বতঃবিজারণ (Self-reduction)
১০. ইনভার (Invar) নামক সংকর ধাতুতে লোহা ও _______ থাকে।
✅ উত্তর: নিকেল ($\text{Ni}$)
১১. প্রকৃতিতে মুক্ত অবস্থায় পাওয়া যায় এমন একটি ধাতু হলো _______।
✅ উত্তর: সোনা / প্ল্যাটিনাম
১২. জার্মান সিলভারে _______ ধাতুর শতকরা পরিমাণ সবচেয়ে বেশি থাকে।
✅ উত্তর: তামা ($\text{Cu}$)
১৩. মরিচা হলো শদক _______ অক্সাইড।
✅ উত্তর: ফেরিক ($\text{Fe}_2\text{O}_3$)
১৪. জিঙ্ক ব্লেন্ডের রাসায়নিক সংকেত হলো _______।
✅ উত্তর: $\text{ZnS}$
১৫. _______ বিজারণ পদ্ধতিতে জিঙ্ক নিষ্কাশন করা হয়।
✅ উত্তর: কার্বন
১৬. ব্রোঞ্জ পদক তৈরিতে ব্যবহৃত হয়, এর প্রধান উপাদান হলো _______।
✅ উত্তর: তামা ($\text{Cu}$)
১৭. গ্যালভানাইজড লোহা হলো _______ প্রলেপযুক্ত লোহা।
✅ উত্তর: জিঙ্কের
১৮. অ্যালুমিনিয়াম নিষ্কাশনে বক্সাইটের সঙ্গে ক্রায়োলাইট ও _______ মেশানো হয়।
✅ উত্তর: ফ্লুওস্পার ($\text{CaF}_2$)
১৯. ক্রোমিয়াম ও নিকেল মেশালে ইস্পাত _______ ইস্পাতে পরিণত হয়।
✅ উত্তর: স্টেইনলেস (মরচেহীন)
২০. ক্যালামাইন ($\text{ZnCO}_3$) হলো _______ ধাতুর আকরিক।
✅ উত্তর: জিঙ্ক ($\text{Zn}$)
বিভাগ-গ: অতি সংক্ষিপ্ত প্রশ্ন ও উত্তর (৩০টি)
১. খনিজ বা মিনারেল (Mineral) কাকে বলে?
✅ উত্তর: প্রকৃতিতে শিলাস্তুপের মধ্যে বা ভূগর্ভে ধাতুসমূহ যে যৌগাকারে বালি, মাটি ইত্যাদির সাথে মিশ্রিত অবস্থায় অবস্থান করে, তাকে খনিজ বলে।
২. আকরিক (Ore) কাকে বলে?
✅ উত্তর: যে সব খনিজ থেকে সহজে ও সুলভে উচ্চমানের ধাতু নিষ্কাশন করা যায়, তাদের ওই ধাতুর আকরিক বলে।
৩. কপারের একটি সালফাইড আকরিকের নাম ও সংকেত লেখো।
✅ উত্তর: কপার পাইরাইটিস বা চ্যালকোপাইরাইট ($\text{CuFeS}_2$)।
৪. অ্যালুমিনিয়ামের প্রধান আকরিক কী? [মাধ্যমিক ২০১৭]
✅ উত্তর: বক্সাইট ($\text{Al}_2\text{O}_3 \cdot 2\text{H}_2\text{O}$)।
৫. সংকর ধাতু বা অ্যালয় (Alloy) কী?
✅ উত্তর: দুই বা ততোধিক ধাতুর (বা ধাতু ও অধাতুর) সমসত্ব বা অসমসত্ব মিশ্রণকে গলিয়ে ঠান্ডা করলে যে কঠিন পদার্থ পাওয়া যায়, তাকে সংকর ধাতু বলে।
৬. পিতল বা ব্রাসের উপাদানগুলি কী কী?
✅ উত্তর: কপার বা তামা ($60-80\%$) এবং জিঙ্ক বা দস্তা ($20-40\%$)।
৭. কাঁসা বা ব্রোঞ্জের উপাদানগুলি কী কী?
✅ উত্তর: কপার ($80\%$) এবং টিন ($20\%$)।
৮. ডুরালুমিন (Duralumin)-এর প্রধান উপাদান কোনটি?
✅ উত্তর: অ্যালুমিনিয়াম ($95\%$)।
৯. জার্মান সিলভারের উপাদানগুলি লেখো।
✅ উত্তর: কপার ($50\%$), জিঙ্ক ($30\%$) এবং নিকেল ($20\%$)।
১০. থার্মিট মিশ্রণ কী?
✅ উত্তর: ৩ ভাগ ফেরিক অক্সাইড ($\text{Fe}_2\text{O}_3$) এবং ১ ভাগ অ্যালুমিনিয়াম ($\text{Al}$) চূর্ণের মিশ্রণ।
১১. কার্বন বিজারণ পদ্ধতিতে নিষ্কাশিত হয় এমন দুটি ধাতুর নাম লেখো।
✅ উত্তর: আয়রন ($\text{Fe}$) এবং জিঙ্ক ($\text{Zn}$)।
১২. স্বতঃবিজারণ পদ্ধতিতে কোন ধাতু নিষ্কাশন করা হয়?
✅ উত্তর: কপার ($\text{Cu}$)।
১৩. গ্যালভানাইজেশন কী? [মাধ্যমিক ২০১৬]
✅ উত্তর: লোহাকে মরিচা পড়ার হাত থেকে বাঁচাতে তার ওপর তড়িৎ বিশ্লেষণ বা অন্য পদ্ধতিতে জিঙ্কের প্রলেপ দেওয়াকে গ্যালভানাইজেশন বলে।
১৪. মরিচা বা Rust কী?
✅ উত্তর: আর্দ্র বাতাসের উপস্থিতিতে লোহার ওপর যে লালচে বাদামি রঙের আস্তরণ পড়ে, তাকে মরিচা বলে। রাসায়নিকভাবে এটি শদক ফেরিক অক্সাইড ($\text{Fe}_2\text{O}_3 \cdot x\text{H}_2\text{O}$)।
১৫. অ্যামালগাম কী? উদাহরণ দাও।
✅ উত্তর: কোনো সংকর ধাতুর একটি উপাদান যদি পারদ ($\text{Hg}$) হয়, তবে তাকে অ্যামালগাম বলে। উদাহরণ: জিংক অ্যামালগাম ($\text{Zn-Hg}$)।
১৬. স্টেইনলেস স্টিলের একটি ব্যবহার লেখো।
✅ উত্তর: বাসনপত্র, অস্ত্রোপচারের যন্ত্রপাতি এবং ছুরি-কাঁচি তৈরিতে ব্যবহৃত হয়।
১৭. আয়রনের দুটি আকরিকের নাম লেখো।
✅ উত্তর: রেড হেমাটাইট ($\text{Fe}_2\text{O}_3$) এবং ম্যাগনেটাইট ($\text{Fe}_3\text{O}_4$)।
১৮. খোলা বাতাসে তামা রাখলে তার ওপর সবুজ ছোপ ধরে কেন?
✅ উত্তর: জলীয় বাষ্প ও কার্বন ডাই-অক্সাইডের উপস্থিতিতে তামার ওপর বেসিক কপার কার্বনেট [$\text{CuCO}_3 \cdot \text{Cu(OH)}_2$]-এর আস্তরণ পড়ে, যা সবুজ রঙের।
১৯. ভস্মীকরণ (Calcination) কী?
✅ উত্তর: আকরিককে বায়ুর অনুপস্থিতিতে বা সীমিত সরবরাহে গলনাঙ্কের চেয়ে কম তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করার পদ্ধতিকে ভস্মীকরণ বলে। (সাধারণত কার্বনেট আকরিকের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য)।
২০. তাপজারণ (Roasting) কী?
✅ উত্তর: আকরিককে বায়ুর উপস্থিতিতে গলনাঙ্কের চেয়ে কম তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করে জারিত করার পদ্ধতিকে তাপজারণ বলে। (সাধারণত সালফাইড আকরিকের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য)।
২১. কোন ধাতুটি মানবদেহের হিমোগ্লোবিনে উপস্থিত থাকে?
✅ উত্তর: আয়রন বা লোহা ($\text{Fe}$)।
২২. ম্যাগনেলিয়াম কী? এর ব্যবহার লেখো।
✅ উত্তর: অ্যালুমিনিয়াম ও ম্যাগনেসিয়ামের সংকর ধাতু। এটি বিমানের যন্ত্রাংশ ও তুলাদণ্ড তৈরিতে ব্যবহৃত হয়।
২৩. জিংকাইট ($\text{ZnO}$) কোন ধাতুর আকরিক?
✅ উত্তর: জিঙ্ক ($\text{Zn}$)।
২৪. থার্মিট পদ্ধতিতে রেললাইনের জোড়া লাগানোর প্রক্রিয়াকে কী বলে?
✅ উত্তর: থার্মিট ওয়েল্ডিং (Thermit Welding)।
২৫. তড়িৎ বিশ্লেষণ পদ্ধতিতে নিষ্কাশিত হয় এমন দুটি ধাতুর নাম লেখো।
✅ উত্তর: সোডিয়াম ($\text{Na}$) এবং পটাশিয়াম ($\text{K}$) বা অ্যালুমিনিয়াম ($\text{Al}$)।
২৬. জিঙ্কের একটি আকরিকের নাম লেখো যা কার্বনেট জাতীয়।
✅ উত্তর: ক্যালামাইন ($\text{ZnCO}_3$)।
২৭. ইনভার (Invar) কী কাজে ব্যবহৃত হয়?
✅ উত্তর: মিটার স্কেল, ঘড়ির পেন্ডুলাম এবং বিভিন্ন পরিমাপক যন্ত্র তৈরিতে।
২৮. বক্সাইট থেকে অ্যালুমিনিয়াম নিষ্কাশনে ক্যাথোড হিসেবে কী ব্যবহৃত হয়?
✅ উত্তর: গ্যাস কার্বনের আস্তরণ যুক্ত লোহার ট্যাঙ্ক।
২৯. লোহার মরিচা পড়া রোধ করার একটি সহজ উপায় লেখো।
✅ উত্তর: লোহার ওপর আলকাতরা, রং বা বার্নিশের প্রলেপ দেওয়া।
৩০. ধাতুবিদ্যায় ফ্লাস্ক বা বিগালক (Flux) কেন ব্যবহার করা হয়?
✅ উত্তর: আকরিকের সঙ্গে মিশে থাকা অপদ্রব্য বা খনিজ মলকে গলিয়ে ধাতুমল (Slag) রূপে বের করে দেওয়ার জন্য বিগালক ব্যবহার করা হয়।
অধ্যায়: ধাতুবিদ্যা (Metallurgy)
বিভাগ: সংক্ষিপ্ত ও দীর্ঘ উত্তরধর্মী প্রশ্ন
বিভাগ-ঘ: সংক্ষিপ্ত উত্তরধর্মী প্রশ্ন (প্রতিটি প্রশ্নের মান – ২)
১. খনিজ ও আকরিকের মধ্যে দুটি মূল পার্থক্য লেখো। [মাধ্যমিক ২০১৯]
✅ উত্তর: ১) যে খনিজ থেকে সহজে ও লাভজনকভাবে ধাতু নিষ্কাশন করা যায়, তাকে আকরিক বলে; কিন্তু সব খনিজ থেকে ধাতু নিষ্কাশন লাভজনক নয়।
২) তাই বলা যায়, “সব আকরিকই খনিজ, কিন্তু সব খনিজ আকরিক নয়।”
২. সংকর ধাতু ব্যবহারের দুটি সুবিধা লেখো।
✅ উত্তর: ১) সংকর ধাতুগুলি মূল ধাতু অপেক্ষা অনেক বেশি শক্ত, মজবুত ও ক্ষয়রোধী হয় (যেমন- লোহার চেয়ে স্টেইনলেস স্টিল)।
২) এদের গলনাঙ্ক মূল ধাতু অপেক্ষা কম হওয়ায় ঢালাইয়ের কাজে সুবিধা হয়।
৩. লোহায় মরিচা পড়ার শর্তগুলি কী কী? [মাধ্যমিক ২০১৭]
✅ উত্তর: লোহায় মরিচা পড়ার জন্য দুটি অপরিহার্য শর্ত হলো:
১) বাতাসের বা অক্সিজেনের উপস্থিতি।
২) জল বা জলীয় বাষ্পের উপস্থিতি।
৪. জিংক ব্লেন্ড ($\text{ZnS}$) আকরিককে কীভাবে জিংক অক্সাইডে ($\text{ZnO}$) পরিণত করা হয়? (সমীকরণ দাও)
✅ উত্তর: জিংক ব্লেন্ডকে অতিরিক্ত বায়ুর উপস্থিতিতে উত্তপ্ত করে তাপজারণ (Roasting) ঘটালে এটি অক্সাইডে পরিণত হয়।
$2\text{ZnS} + 3\text{O}_2 \xrightarrow{\Delta} 2\text{ZnO} + 2\text{SO}_2 \uparrow$।
৫. অ্যালুমিনিয়ামের পাত্রে আচার বা চাটনি রাখা উচিত নয় কেন?
✅ উত্তর: আচার বা চাটনিতে জৈব অ্যাসিড (যেমন ভিনিগার, সাইট্রিক অ্যাসিড) থাকে। অ্যালুমিনিয়াম একটি সক্রিয় ধাতু, তাই এটি ওই অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া করে বিষাক্ত ও দ্রাব্য লবণ তৈরি করে, যা স্বাস্থ্যের পক্ষে ক্ষতিকর।
৬. কপার গ্লান্স থেকে কপার নিষ্কাশনে কোন পদ্ধতি ব্যবহার করা হয় এবং কেন?
✅ উত্তর: কপার গ্লান্স ($\text{Cu}_2\text{S}$) থেকে কপার নিষ্কাশনে স্বতঃবিজারণ পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। কারণ কপারের সালফাইড আকরিককে আংশিক জারিত করে অক্সাইডে পরিণত করলে, ওই অক্সাইড অবশিষ্ট সালফাইডের সাথে বিক্রিয়া করে ধাতব কপার উৎপন্ন করে। বাইরে থেকে বিজারক লাগে না।
৭. বিগালক বা ফ্লাক্স (Flux) কাকে বলে? উদাহরণ দাও।
✅ উত্তর: ধাতু নিষ্কাশনের সময় আকরিকের সাথে মিশে থাকা অপদ্রব্য বা খনিজ মলকে (Gangue) গলিয়ে দূর করার জন্য যে রাসায়নিক পদার্থ যোগ করা হয়, তাকে বিগালক বলে। উদাহরণ: আম্লিক অপদ্রব্য দূর করতে ক্ষারীয় বিগালক চুন ($\text{CaO}$) ব্যবহার করা হয়।
৮. ধাতুমল (Slag) কী?
✅ উত্তর: ধাতু নিষ্কাশনের সময় আকরিকের অপদ্রব্য বা খনিজ মলের সঙ্গে বিগালকের বিক্রিয়ায় যে গলিত পদার্থ উৎপন্ন হয়, তাকে ধাতুমল বলে।
উদাহরণ: $\text{SiO}_2 (\text{অপদ্রব্য}) + \text{CaO} (\text{বিগালক}) \rightarrow \text{CaSiO}_3 (\text{ধাতুমল})$।
৯. সোডিয়াম বা পটাশিয়াম ধাতুকে কার্বন বিজারণ পদ্ধতিতে নিষ্কাশন করা যায় না কেন?
✅ উত্তর: সোডিয়াম বা পটাশিয়াম কার্বনের চেয়ে অনেক বেশি সক্রিয় ধাতু (তড়িৎ ধনাত্মক)। এদের অক্সিজেনের প্রতি আসক্তি কার্বনের চেয়ে বেশি। তাই কার্বন এদের অক্সাইড থেকে অক্সিজেন অপসারণ করতে পারে না। এজন্য এদের তড়িৎ বিশ্লেষণ পদ্ধতিতে নিষ্কাশন করা হয়।
১০. ডুরালুমিনের উপাদান ও ব্যবহার লেখো।
✅ উত্তর:
উপাদান: $\text{Al}$ (95%), $\text{Cu}$ (4%), $\text{Mg}$ (0.5%), $\text{Mn}$ (0.5%)।
ব্যবহার: হালকা ও মজবুত হওয়ায় বিমানের কাঠামো ও মোটর গাড়ির যন্ত্রাংশ তৈরিতে ব্যবহৃত হয়।
১১. গ্যালভানাইজেশন বা দস্তার প্রলেপন কী? [মাধ্যমিক ২০২০]
✅ উত্তর: লোহা বা লোহার তৈরি বস্তুকে মরিচা পড়ার হাত থেকে রক্ষা করার জন্য, তার ওপর তড়িৎ বিশ্লেষণ বা গলিত দস্তায় ডুবিয়ে দস্তা বা জিঙ্কের ($\text{Zn}$) পাতলা প্রলেপ দেওয়ার পদ্ধতিকে গ্যালভানাইজেশন বলে।
১২. থার্মিট মিশ্রণ কী? এটি কী কাজে লাগে?
✅ উত্তর: ৩ ভাগ ওজনের ফেরিক অক্সাইড ($\text{Fe}_2\text{O}_3$) এবং ১ ভাগ ওজনের অ্যালুমিনিয়াম ($\text{Al}$) চূর্ণের মিশ্রণকে থার্মিট মিশ্রণ বলে। এটি ভাঙা রেললাইন বা মেশিনের ফাটল জোড়া দিতে (থার্মিট ওয়েল্ডিং) ব্যবহৃত হয়।
১৩. মরচে পড়া ত্বরান্বিত হয় এমন দুটি শর্ত লেখো।
✅ উত্তর: ১) জলের মধ্যে লবণ (যেমন সমুদ্রের জল) বা অ্যাসিডের উপস্থিতি।
২) লোহার পৃষ্ঠতল অমসৃণ হলে বা লোহাটি বাঁকানো বা পেষা হলে (Strained Iron) সেখানে দ্রুত মরিচা পড়ে।
১৪. তামার পাত্রে বহুদিন ধরে আর্দ্র বায়ু লাগলে সবুজ ছোপ পড়ে কেন?
✅ উত্তর: আর্দ্র বায়ুর সংস্পর্শে তামা বিক্রিয়া করে ক্ষারীয় কপার কার্বনেট ও কপার সালফেটের একটি মিশ্রণ তৈরি করে, যা সবুজ রঙের হয়। একে প্যাটিনা (Patina) বা ‘কলঙ্ক’ বলে।
বিক্রিয়া: $2\text{Cu} + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{CuCO}_3 \cdot \text{Cu(OH)}_2$।
১৫. স্টেইনলেস স্টিল বা কলঙ্কহীন ইস্পাতের উপাদান ও ব্যবহার লেখো।
✅ উত্তর:
উপাদান: আয়রন ($\text{Fe}$), ক্রোমিয়াম ($\text{Cr}$ – 10-15%), নিকেল ($\text{Ni}$) ও কার্বন।
ব্যবহার: বাসনপত্র, ছুরি, কাঁচি এবং শল্যচিকিৎসার যন্ত্রপাতি তৈরিতে ব্যবহৃত হয়।
১৬. অ্যালুমিনিয়াম নিষ্কাশনে ক্রায়োলাইট ও ফ্লুওস্পার মেশানো হয় কেন? [মাধ্যমিক ২০১৮]
✅ উত্তর: বিশুদ্ধ অ্যালুমিনার গলনাঙ্ক অনেক বেশি ($\approx 2050^\circ\text{C}$)। ক্রায়োলাইট ও ফ্লুওস্পার মেশালে মিশ্রণের গলনাঙ্ক কমে প্রায় $900^\circ\text{C}$ হয়। এতে বিদ্যুৎ খরচ কমে এবং গলিত অ্যালুমিনিয়াম বাষ্পীভূত হয়ে নষ্ট হয় না। তাছাড়া এটি মিশ্রণের তড়িৎ পরিবাহিতা বৃদ্ধি করে।
১৭. জিঙ্ক অক্সাইড ($\text{ZnO}$) থেকে কীভাবে জিঙ্ক ধাতু পাওয়া যায়? (সমীকরণসহ)
✅ উত্তর: জিঙ্ক অক্সাইডকে কোক বা কার্বন চূর্ণসহ উচ্চ তাপমাত্রায় ($1400^\circ\text{C}$) উত্তপ্ত করলে, কার্বন $\text{ZnO}$-কে বিজারিত করে ধাতব জিঙ্কে পরিণত করে।
$\text{ZnO} + \text{C} \xrightarrow{\Delta} \text{Zn} + \text{CO} \uparrow$।
১৮. ‘সব আকরিকই খনিজ কিন্তু সব খনিজ আকরিক নয়’—ব্যাখ্যা করো।
✅ উত্তর: লোহা প্রকৃতিতে ‘রেড হেমাটাইট’ এবং ‘আয়রন পাইরাইটিস’ উভয় খনিজ রূপেই পাওয়া যায়। রেড হেমাটাইট থেকে সহজে ও সুলভে আয়রন নিষ্কাশন করা যায়, তাই এটি আকরিক। কিন্তু আয়রন পাইরাইটিস থেকে আয়রন নিষ্কাশন লাভজনক নয়, তাই এটি শুধুই খনিজ, আকরিক নয়। সুতরাং সব আকরিক খনিজ হলেও সব খনিজ আকরিক নয়।
১৯. অ্যানোডাইজড অ্যালুমিনিয়াম কী?
✅ উত্তর: তড়িৎ বিশ্লেষণ প্রক্রিয়ায় অ্যালুমিনিয়ামের পাতের ওপর কৃত্রিমভাবে অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইডের ($\text{Al}_2\text{O}_3$) একটি পুরু ও শক্ত প্রলেপ দেওয়াকে অ্যানোডাইজিং বলে। এটি অ্যালুমিনিয়ামকে ক্ষয় থেকে রক্ষা করে এবং রং করা সহজ করে।
২০. আম্লিক ও ক্ষারীয় বিগালকের একটি করে উদাহরণ দাও।
✅ উত্তর:
আম্লিক বিগালক: সিলিকা ($\text{SiO}_2$)। এটি ক্ষারীয় অপদ্রব্য দূর করে।
ক্ষারীয় বিগালক: চুন বা ক্যালসিয়াম অক্সাইড ($\text{CaO}$)। এটি আম্লিক অপদ্রব্য দূর করে।
বিভাগ-ঙ: দীর্ঘ উত্তরধর্মী প্রশ্ন (প্রতিটি প্রশ্নের মান – ৩)
১. থার্মিট পদ্ধতিতে ধাতু নিষ্কাশনের নীতিটি রাসায়নিক সমীকরণসহ লেখো। এটি কোন কাজে লাগে? [মাধ্যমিক ২০১৭, ২০২০]
✅ উত্তর:
নীতি: উচ্চ উষ্ণতায় অ্যালুমিনিয়ামের অক্সিজেনের প্রতি আসক্তি খুব বেশি। তাই ফেরিক অক্সাইড ($\text{Fe}_2\text{O}_3$) বা ক্রোমিয়াম অক্সাইডের সাথে অ্যালুমিনিয়াম চূর্ণ মিশিয়ে উত্তপ্ত করলে, অ্যালুমিনিয়াম ওই অক্সাইড থেকে অক্সিজেন ছিনিয়ে নেয় এবং ধাতুকে বিজারিত করে গলিত অবস্থায় মুক্ত করে।
সমীকরণ: $\text{Fe}_2\text{O}_3 + 2\text{Al} \xrightarrow{\Delta} 2\text{Fe} + \text{Al}_2\text{O}_3 + \text{প্রচুর তাপ}$
ব্যবহার: রেললাইনের ফাটল জোড়া দিতে বা বড় মেশিনের ভাঙা অংশ জোড়া লাগাতে (থার্মিট ওয়েল্ডিং) এটি ব্যবহৃত হয়।
[attachment_0](attachment)
২. কার্বন বিজারণ পদ্ধতিতে ধাতু নিষ্কাশনের নীতিটি উদাহরণসহ ব্যাখ্যা করো। [মাধ্যমিক ২০১৯]
✅ উত্তর:
নীতি: মধ্যম সক্রিয়তার ধাতুগুলির (যেমন- $\text{Zn, Fe, Pb}$) অক্সাইডকে কোক বা কার্বন চূর্ণের সাথে মিশিয়ে উচ্চ তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করলে, কার্বন ধাতব অক্সাইডকে বিজারিত করে ধাতুতে পরিণত করে এবং নিজে জারিত হয়ে কার্বন মনোক্সাইডে পরিণত হয়।
উদাহরণ (জিঙ্ক নিষ্কাশন): জিঙ্ক অক্সাইডকে কার্বনসহ উত্তপ্ত করলে জিঙ্ক ধাতু পাওয়া যায়।
$\text{ZnO} + \text{C} \xrightarrow{\Delta} \text{Zn} + \text{CO} \uparrow$।
৩. লোহায় মরিচা পড়ার রাসায়নিক তত্ত্বটি বা মেকানিজমটি ব্যাখ্যা করো।
✅ উত্তর:
মরিচা পড়া একটি তড়িৎ-রাসায়নিক প্রক্রিয়া।
১) লোহার পৃষ্ঠের কোনো অংশ অ্যানোড হিসেবে কাজ করে এবং $\text{Fe}$ পরমাণু ইলেকট্রন বর্জন করে $\text{Fe}^{2+}$ আয়নে পরিণত হয়। ($\text{Fe} \rightarrow \text{Fe}^{2+} + 2\text{e}^-$)।
২) বর্জিত ইলেকট্রন লোহার মধ্য দিয়ে ক্যাথোড অঞ্চলে যায়, যেখানে দ্রবীভূত অক্সিজেন ও জল $\text{H}^+$ আয়ন ইলেকট্রন গ্রহণ করে জল উৎপন্ন করে।
৩) পরে $\text{Fe}^{2+}$ বায়ুর অক্সিজেন দ্বারা জারিত হয়ে $\text{Fe}^{3+}$ হয় এবং জলের সাথে যুক্ত হয়ে সদক ফেরিক অক্সাইড বা মরিচা ($\text{Fe}_2\text{O}_3 \cdot x\text{H}_2\text{O}$) গঠন করে।
৪. অ্যালুমিনিয়াম নিষ্কাশনের পদ্ধতিটি (হল-হেরোল্ট পদ্ধতি) সংক্ষেপে লেখো (তড়িৎ বিশ্লেষ্য, তড়িৎদ্বার ও বিক্রিয়াসহ)।
✅ উত্তর:
তড়িৎ বিশ্লেষ্য: গলিত ক্রায়োলাইট (৬০%), ফ্লুওস্পার (২০%) ও বিশুদ্ধ অ্যালুমিনা (২০%)-এর মিশ্রণ।
তড়িৎদ্বার:
ক্যাথোড: গ্যাস কার্বনের আস্তরণযুক্ত লোহার ট্যাঙ্ক।
অ্যানোড: গ্রাফাইট দণ্ড।
বিক্রিয়া:
ক্যাথোডে: $\text{Al}^{3+} + 3\text{e}^- \rightarrow \text{Al}$ (গলিত অ্যালুমিনিয়াম জমা হয়)।
অ্যানোডে: $\text{O}^{2-} – 2\text{e}^- \rightarrow \text{O}$; $\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2$ (অক্সিজেন কার্বন অ্যানোডের সাথে বিক্রিয়া করে)।
৫. মরিচা পড়া প্রতিরোধের তিনটি উপায় লেখো। [মাধ্যমিক ২০১৮]
✅ উত্তর:
১) প্রলেপন: লোহার ওপর আলকাতরা, রং, বার্নিশ বা এনামেলের প্রলেপ দিলে লোহা বায়ু ও জলের সংস্পর্শে আসতে পারে না।
২) গ্যালভানাইজেশন: লোহার ওপর গলিত দস্তা বা জিঙ্কের প্রলেপ দেওয়া।
৩) সংকর ধাতু তৈরি: লোহার সাথে ক্রোমিয়াম ও নিকেল মিশিয়ে স্টেইনলেস স্টিল তৈরি করলে তাতে মরিচা পড়ে না।
৬. কপার বা তামার একটি আকরিকের নাম ও সংকেত লেখো। এই আকরিক থেকে কপার নিষ্কাশনের বিক্রিয়াগুলি লেখো।
✅ উত্তর:
আকরিক: কপার গ্লান্স ($\text{Cu}_2\text{S}$)।
বিক্রিয়া (স্বতঃবিজারণ):
১) প্রথমে আকরিককে তাপজারণ করা হয়, ফলে কিছু সালফাইড অক্সাইডে পরিণত হয়।
$2\text{Cu}_2\text{S} + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{Cu}_2\text{O} + 2\text{SO}_2 \uparrow$।
২) উৎপন্ন অক্সাইড অবশিষ্ট সালফাইডের সাথে বিক্রিয়া করে ধাতব কপার উৎপন্ন করে।
$2\text{Cu}_2\text{O} + \text{Cu}_2\text{S} \rightarrow 6\text{Cu} + \text{SO}_2 \uparrow$।
৭. পিতল (Brass) ও ব্রোঞ্জ (Bronze)-এর উপাদান ও ব্যবহার তুলনামূলক আলোচনা করো।
✅ উত্তর:
| সংকর ধাতু | উপাদান | ব্যবহার |
|---|---|---|
| পিতল | $\text{Cu}$ (60-80%), $\text{Zn}$ (20-40%) | বাসনপত্র, জলের কল, কার্তুজ, বাদ্যযন্ত্র তৈরিতে। |
| ব্রোঞ্জ | $\text{Cu}$ (80%), $\text{Sn}$ (20%) | মুদ্রা, পদক, মূর্তি, জাহাজের প্রপেলার তৈরিতে। |
৮. জারণ ও বিজারণের ইলেকট্রনিয় মতবাদ অনুসারে ধাতু নিষ্কাশন আসলে বিজারণ প্রক্রিয়া—ব্যাখ্যা করো।
✅ উত্তর: আকরিকের মধ্যে ধাতুগুলি ধনাত্মক আয়ন বা ক্যাটায়ন রূপে ($M^{n+}$) যৌগের মধ্যে থাকে। ধাতু নিষ্কাশনের সময় এই ধাতব আয়ন প্রয়োজনীয় সংখ্যক ইলেকট্রন গ্রহণ করে প্রশম ধাতু পরমাণুতে ($M$) পরিণত হয়।
বিক্রিয়া: $M^{n+} + ne^- \rightarrow M$।
ইলেকট্রনিয় মতবাদ অনুসারে, ইলেকট্রন গ্রহণ হলো বিজারণ। তাই ধাতু নিষ্কাশন সর্বদাই একটি বিজারণ প্রক্রিয়া।
৯. জার্মান সিলভারের উপাদানগুলি কী কী? এতে সিলভার থাকে কি? এর একটি ব্যবহার লেখো।
✅ উত্তর:
উপাদান: তামা ($\text{Cu}$) – ৫০%, দস্তা ($\text{Zn}$) – ৩০%, নিকেল ($\text{Ni}$) – ২০%।
না, জার্মান সিলভারে কোনো সিলভার বা রুপো ($\text{Ag}$) থাকে না। এটি দেখতে রুপোর মতো বলেই এমন নাম।
ব্যবহার: ফুলদানি, বাসনপত্র ও আলংকারিক দ্রব্য তৈরিতে ব্যবহৃত হয়।
১০. বক্সাইট থেকে অ্যালুমিনিয়াম নিষ্কাশনে ক্যাথোড ও অ্যানোড বিক্রিয়াগুলি লেখো। গ্রাফাইট দণ্ডকে মাঝে মাঝে পরিবর্তন করতে হয় কেন?
✅ উত্তর:
ক্যাথোড বিক্রিয়া: $2\text{Al}^{3+} + 6\text{e}^- \rightarrow 2\text{Al}$।
অ্যানোড বিক্রিয়া: $3\text{O}^{2-} – 6\text{e}^- \rightarrow 3[\text{O}] \rightarrow \frac{3}{2} \text{O}_2$।
উৎপন্ন অক্সিজেন উচ্চ তাপমাত্রায় গ্রাফাইট অ্যানোডের (কার্বন) সাথে বিক্রিয়া করে $\text{CO}_2$ গ্যাসে পরিণত হয়, ফলে অ্যানোড ক্ষয়প্রাপ্ত হয়। তাই কিছুদিন পর পর গ্রাফাইট দণ্ড বদলাতে হয়।
১১. লোহায় গ্যালভানাইজেশন করলে কী সুবিধা হয়? টিনের প্রলেপ দেওয়ার চেয়ে জিঙ্কের প্রলেপ দেওয়া বেশি কার্যকরী কেন?
✅ উত্তর:
গ্যালভানাইজেশন লোহাকে মরিচা থেকে দীর্ঘস্থায়ী সুরক্ষা দেয়।
লোহার চেয়ে জিঙ্ক বেশি সক্রিয় ধাতু। তাই জিঙ্কের প্রলেপ কোথাও ছিঁড়ে বা ফেটে গেলেও, জিঙ্ক নিজে জারিত হয় (আত্মবলিদান বা Sacrificial protection) কিন্তু লোহাকে জারিত হতে বা মরিচা পড়তে দেয় না। টিন কম সক্রিয় হওয়ায় প্রলেপ উঠে গেলে লোহায় দ্রুত মরিচা ধরে।
১২. ধাতু সংকর তৈরির উদ্দেশ্যগুলি কী কী?
✅ উত্তর:
১) ধাতুর কঠোরতা ও ঘাতসহনশীলতা বৃদ্ধি করা (যেমন- লোহার চেয়ে ইস্পাত শক্ত)।
২) ক্ষয়রোধী ক্ষমতা বাড়ানো (যেমন- স্টেইনলেস স্টিল)।
৩) গলনাঙ্ক কমানো (যেমন- ফিউজ তার বা সোল্ডার)।
৪) উজ্জ্বলতা ও সৌন্দর্য বৃদ্ধি করা।
১৩. তাপজারণ (Roasting) ও ভস্মীকরণ (Calcination)-এর মধ্যে পার্থক্য লেখো।
✅ উত্তর:
| বিষয় | তাপজারণ (Roasting) | ভস্মীকরণ (Calcination) |
|---|---|---|
| পদ্ধতি | অতিরিক্ত বায়ুর উপস্থিতিতে আকরিককে উত্তপ্ত করা হয়। | বায়ুর অনুপস্থিতিতে বা সীমিত বায়ুতে উত্তপ্ত করা হয়। |
| আকরিক | প্রধানত সালফাইড আকরিকের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। | কার্বনেট বা হাইড্রেটেড অক্সাইড আকরিকের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। |
| উদ্দেশ্য | সালফারকে $\text{SO}_2$ রূপে দূর করা। | $\text{CO}_2$ বা জলীয় বাষ্প দূর করা। |
১৪. ম্যাগনেলিয়াম ও ডুরালুমিন—উভয়েই অ্যালুমিনিয়াম আছে। এদের উপাদানের পার্থক্য এবং ব্যবহারের ভিন্নতা লেখো।
✅ উত্তর:
ম্যাগনেলিয়াম: $\text{Al}$ ও $\text{Mg}$ থাকে। এটি খুব হালকা এবং তুলাদণ্ড ও বৈজ্ঞানিক যন্ত্রপাতি তৈরিতে ব্যবহৃত হয়।
ডুরালুমিন: $\text{Al}$-এর সাথে $\text{Cu, Mg, Mn}$ থাকে। এটি অত্যন্ত শক্ত ও মজবুত, তাই বিমানের কাঠামো ও প্রেশার কুকার তৈরিতে ব্যবহৃত হয়।
১৫. খনিজ মল (Gangue) কী? ধাতু নিষ্কাশনে এর ভূমিকা কী?
✅ উত্তর: আকরিকের সাথে ধাতু বাদেও বালি, মাটি, পাথরকুচি প্রভৃতি অপদ্রব্য মিশে থাকে, এদের খনিজ মল বা গ্যাং (Gangue) বলে।
ধাতু নিষ্কাশনের সময় উপযুক্ত বিগালক বা ফ্লাক্স ব্যবহার করে এই খনিজ মলকে ধাতুমল বা স্ল্যাগ (Slag) রূপে অপসারণ করা হয়, যাতে বিশুদ্ধ ধাতু পাওয়া যায়।
১৬. সক্রিয়তা শ্রেণি (Activity Series) কী? এই শ্রেণি থেকে ধাতু নিষ্কাশন পদ্ধতি সম্পর্কে কী ধারণা পাওয়া যায়?
✅ উত্তর: ধাতুগুলিকে তাদের রাসায়নিক সক্রিয়তার ক্রম অনুযায়ী (বেশি থেকে কম) সাজালে যে শ্রেণি পাওয়া যায়, তাকে সক্রিয়তা শ্রেণি বলে।
ধারণা:
১) শ্রেণীর ওপরের ধাতুগুলি ($\text{K, Na, Al}$) খুব সক্রিয়, তাই এদের তড়িৎ বিশ্লেষণ পদ্ধতিতে নিষ্কাশন করা হয়।
২) মধ্যম সক্রিয় ধাতুগুলি ($\text{Zn, Fe}$) কার্বন বিজারণ পদ্ধতিতে নিষ্কাশিত হয়।
৩) কম সক্রিয় ধাতুগুলি ($\text{Cu, Hg}$) স্বতঃবিজারণ বা তাপীয় বিজারণে পাওয়া যায়।
১৭. কপারের পাত্রে বা তামার বাসনে লেবু বা টক জাতীয় খাবার খাওয়া উচিত নয় কেন?
✅ উত্তর: লেবু বা টক জাতীয় খাবারে জৈব অ্যাসিড (যেমন সাইট্রিক অ্যাসিড) থাকে। তামা এই সব অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া করে দ্রাব্য কপার লবণ তৈরি করে। কপার লবণ বিষাক্ত প্রকৃতির, তাই এটি খেলে পেটের অসুখ বা বিষক্রিয়া হতে পারে।
১৮. ‘ইনভার’ কী? এর বৈশিষ্ট্য ও ব্যবহার লেখো।
✅ উত্তর:
ইনভার: লোহা ($64\%$) ও নিকেল ($36\%$)-এর একটি সংকর ধাতু।
বৈশিষ্ট্য: উষ্ণতা পরিবর্তনের সাথে ইনভারের দৈর্ঘ্য প্রসারণ বা সংকোচন নগণ্য।
ব্যাবহার: ঘড়ি পেন্ডুলাম, মিটার স্কেল, নিখুঁত পরিমাপ করার যন্ত্র তৈরিতে ব্যবহৃত হয়।
১৮. ‘সব আকরিকই খনিজ কিন্তু সব খনিজ আকরিক নয়’—ব্যাখ্যা করো।
✅ উত্তর:
ধাতুসমূহ প্রকৃতিতে যে যৌগাকারে বালি, মাটির সাথে মিশে থাকে, তাদের খনিজ বলে। কিন্তু যে সব খনিজ থেকে সহজে ও লাভজনকভাবে ধাতু নিষ্কাশন করা যায়, তাদেরই কেবল আকরিক বলে।
উদাহরণ: প্রকৃতিতে লোহা ‘রেড হেমাটাইট’ ($\text{Fe}_2\text{O}_3$) এবং ‘আয়রন পাইরাইটিস’ ($\text{FeS}_2$) উভয় খনিজ রূপেই পাওয়া যায়। রেড হেমাটাইট থেকে সহজে ও সুলভে আয়রন নিষ্কাশন করা যায়, তাই এটি আকরিক। কিন্তু আয়রন পাইরাইটিস থেকে আয়রন নিষ্কাশন লাভজনক নয় ও মান ভালো হয় না, তাই এটি শুধুই খনিজ, আকরিক নয়।
সুতরাং বলা যায়, সব আকরিকই খনিজ, কিন্তু সব খনিজ আকরিক নয়।
১৯. অ্যানোডাইজড অ্যালুমিনিয়াম বা অ্যানোডাইজিং (Anodizing) কী? এর সুবিধা কী?
✅ উত্তর:
সংজ্ঞা: তড়িৎ বিশ্লেষণ প্রক্রিয়ায় অ্যালুমিনিয়ামের পাতের ওপর কৃত্রিমভাবে অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইডের ($\text{Al}_2\text{O}_3$) একটি পুরু, শক্ত ও ছিদ্রযুক্ত প্রলেপ তৈরি করার পদ্ধতিকে অ্যানোডাইজিং বলে।
সুবিধা: এই অক্সাইডের আস্তরণ অ্যালুমিনিয়ামকে বাতাসের অক্সিজেন ও জলীয় বাষ্পের হাত থেকে রক্ষা করে (ক্ষয়রোধী হয়) এবং এই ছিদ্রযুক্ত তলে সহজেই রং করা যায়।
২০. আম্লিক ও ক্ষারীয় বিগালকের একটি করে উদাহরণ দাও এবং এরা কোন ধরনের অপদ্রব্য দূর করে?
✅ উত্তর:
১) আম্লিক বিগালক: সিলিকা বা বালি ($\text{SiO}_2$)। এটি আকরিকের ক্ষারীয় অপদ্রব্য (যেমন $\text{CaO, FeO}$) দূর করতে ব্যবহৃত হয়।
২) ক্ষারীয় বিগালক: চুন বা ক্যালসিয়াম অক্সাইড ($\text{CaO}$) ও ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড ($\text{MgO}$)। এটি আকরিকের আম্লিক অপদ্রব্য (যেমন $\text{SiO}_2, \text{P}_2\text{O}_5$) দূর করতে ব্যবহৃত হয়।
২১. মরচে ধরা বা ক্ষয় নিবারণে ‘ক্যাথোডীয় সংরক্ষণ’ (Cathodic Protection) পদ্ধতিটি কী?
✅ উত্তর:
এই পদ্ধতিতে মাটির নিচে থাকা লোহার পাইপ বা কাঠামোকে মরিচা থেকে বাঁচাতে, লোহার সাথে তারের মাধ্যমে লোহার চেয়েও বেশি সক্রিয় ধাতু (যেমন ম্যাগনেসিয়াম বা জিঙ্ক ব্লক) যুক্ত করে দেওয়া হয়।
এখানে সক্রিয় ধাতুটি অ্যানোড হিসেবে কাজ করে এবং নিজে ক্ষয়প্রাপ্ত হয় (Sacrificial Anode)। অন্যদিকে লোহা ক্যাথোড হিসেবে কাজ করে, ফলে লোহা জারিত হতে পারে না এবং সুরক্ষিত থাকে।
২২. জিঙ্ক বা দস্তার দুটি আকরিকের নাম ও সংকেত লেখো।
✅ উত্তর:
১) জিঙ্ক ব্লেন্ড (Zinc Blende): রাসায়নিক সংকেত $\text{ZnS}$। এটি একটি সালফাইড জাতীয় আকরিক।
২) ক্যালামাইন (Calamine): রাসায়নিক সংকেত $\text{ZnCO}_3$। এটি একটি কার্বনেট জাতীয় আকরিক।
(উভয় আকরিক থেকেই কার্বন বিজারণ পদ্ধতিতে জিঙ্ক নিষ্কাশন করা যায়)।
২৩. বিশুদ্ধ লোহার তুলনায় ইস্পাত বা স্টিল ব্যবহারের সুবিধা কী?
✅ উত্তর:
বিশুদ্ধ লোহা বা রট আয়রন বেশ নরম, নমনীয় এবং সহজেই ক্ষয়প্রাপ্ত হয় (মরিচা পড়ে)। কিন্তু লোহার সাথে সামান্য পরিমাণ কার্বন ($0.15 – 1.5\%$) ও অন্যান্য ধাতু মেশালে তৈরি হয় ইস্পাত বা স্টিল।
সুবিধা: ইস্পাত বিশুদ্ধ লোহার চেয়ে অনেক বেশি শক্ত, মজবুত, স্থিতিস্থাপক এবং দীর্ঘস্থায়ী। তাই বড় দালান, সেতু, রেললাইন, যানবাহন ও যন্ত্রপাতি তৈরিতে বিশুদ্ধ লোহার বদলে ইস্পাত বেশি উপযোগী।
২৪. অ্যালুমিনিয়াম নিষ্কাশনে হলের পদ্ধতিতে গলিত মিশ্রণের ওপর কোক চূর্ণ বা গ্রাফাইট ছড়িয়ে দেওয়া হয় কেন?
✅ উত্তর:
তড়িৎ বিশ্লেষণ চলাকালীন গলিত ক্রায়োলাইট ও অ্যালুমিনার মিশ্রণের ওপর কোক চূর্ণ বা কার্বন গুঁড়ো ছড়িয়ে দেওয়া হয় কারণ:
১) এটি তাপের কুপরিবাহী হিসেবে কাজ করে, ফলে পাত্রের ভেতর থেকে তাপ বিকিরণ রোধ হয় এবং মিশ্রণটি দীর্ঘক্ষণ গলিত অবস্থায় থাকে। বিদ্যুৎ সাশ্রয় হয়।
২) এটি বাতাসের অক্সিজেনের সংস্পর্শ থেকে গ্রাফাইট অ্যানোডকে দূরে রাখে, ফলে অ্যানোডের ক্ষয় কিছুটা কমে।
২৫. তামার তড়িৎ বিশোধনের সময় অ্যানোড ও ক্যাথোড হিসেবে কী কী নেওয়া হয়? এই প্রক্রিয়ায় কী ঘটে?
✅ উত্তর:
অ্যানোড: অবিশুদ্ধ তামার মোটা দণ্ড বা পাত (Blister copper)।
ক্যাথোড: বিশুদ্ধ তামার খুব পাতলা পাত।
তড়িৎ বিশ্লেষ্য: লঘু $\text{H}_2\text{SO}_4$ মিশ্রিত কপার সালফেট ($\text{CuSO}_4$) দ্রবণ।
তড়িৎ বিশ্লেষণের ফলে অ্যানোড থেকে কপার ক্ষয় হয়ে দ্রবণে আসে এবং দ্রবণ থেকে বিশুদ্ধ কপার ক্যাথোডে জমা হয়ে সেটিকে পুরু করে।
২৬. অ্যালনিকো (Alnico) কী? এর ব্যবহার লেখো।
✅ উত্তর:
সংজ্ঞা: অ্যালুমিনিয়াম ($\text{Al}$), নিকেল ($\text{Ni}$), কোবাল্ট ($\text{Co}$) ও আয়রন ($\text{Fe}$)-এর সমন্বয়ে গঠিত একটি বিশেষ শক্তিশালী চৌম্বকীয় সংকর ধাতুকে অ্যালনিকো বলে।
ব্যবহার: এটি অত্যন্ত শক্তিশালী স্থায়ী চুম্বক (Permanent Magnet) তৈরিতে ব্যবহৃত হয়। লাউডস্পিকার, মাইক্রোফোন, টেলিফোন রিসিভার এবং বৈদ্যুতিক মিটারে এর ব্যাপক ব্যবহার রয়েছে।