pH কি? এসিড, ক্ষারক, প্রশমন ও pH স্কেলের অ্যানিমেশন | শিক্ষা ওয়েব

চালু করলে বুরেট থেকে ফোঁটা পড়বে; স্লাইডারে যোগ করা আয়তন নিজেও বসাতে পারো

এ পর্যন্তসম্পূর্ণ লেখচিত্রসমতুল্য বিন্দুH₃O⁺ (হাইড্রোনিয়াম আয়ন)OH⁻ (হাইড্রক্সাইড আয়ন)

গতি

নিয়ন্ত্রণ

বিকারের দ্রবণ

বিকারের দ্রবণের ঘনমাত্রা (HCl)০.১০ M

বিকারের দ্রবণের আয়তন২৫ mL

বুরেটের দ্রবণের ঘনমাত্রা (NaOH)০.১০ M

বুরেট থেকে যোগ করা আয়তন০.০ mL

নির্দেশক

আয়নগুলো বড় করে দেখাও

পরিমাপ

pH: ১.০০
pOH: ১৩.০০
[H₃O⁺] ঘনমাত্রা: ১.০০ × 10⁻¹M
দ্রবণের প্রকৃতি: অম্লীয়
বুরেট থেকে যোগ করা আয়তন (NaOH): ০.০mL
যোগ হওয়া বুরেটের দ্রবণ: ০.০০mmol
বিকারে শুরুর দ্রব (HCl): ২.৫০mmol
সমতুল্য বিন্দুর আয়তন: ২৫.০mL
বিকারের দ্রবণের আয়তন + NaOH: ২৫.০mL

সিমুলেশনটি কীভাবে ব্যবহার করবে

“বিকারের দ্রবণ” থেকে HCl, CH₃COOH, NaOH বা বিশুদ্ধ পানি বেছে নাও। এসিড বা পানি হলে বুরেটে থাকবে NaOH, আর ক্ষার হলে বুরেটে থাকবে HCl।
▶ চাপো: বুরেট থেকে ফোঁটা পড়তে শুরু করবে, বিকারের রং বদলাবে, আর ডান পাশে টাইট্রেশন লেখচিত্র আঁকা হবে।
“বুরেট থেকে যোগ করা আয়তন” স্লাইডার দিয়ে যেকোনো আয়তনে থেমে pH, pOH আর [H₃O⁺] মিলিয়ে দেখো।
নির্দেশক বদলাও: ফেনলফথালিন ক্ষারীয় দ্রবণে গোলাপি হয়, মিথাইল অরেঞ্জ এসিডে লাল আর ক্ষারে হলুদ।
“আয়নগুলো বড় করে দেখাও” চালু রাখলে গোল ঘরে লাল (H₃O⁺) আর নীল (OH⁻) আয়ন দেখবে: প্রতি এক pH এককে দুটো করে বিন্দু বাড়ে বা কমে, কারণ স্কেলটা লগারিদমিক।
ঘনমাত্রা ও আয়তনের স্লাইডার বদলালে বিকার আবার ভরে যায়। সমতুল্য বিন্দুর আয়তন পরিমাপ প্যানেলে দেখো আর খাতায় M₁V₁ = M₂V₂ দিয়ে মিলিয়ে নাও।

লেবুর টক, সাবানের পিচ্ছিল ভাব আর পেট জ্বালা: সব এক গল্প

লেবু চিপে জিভে দিলে টক লাগে, তেঁতুলও টক, ভিনেগারও টক। আবার সাবান হাতে নিলে পিচ্ছিল লাগে, চুন মুখে গেলে কষা লাগে। খেয়াল করেছ, টক জিনিসগুলো একরকম আর পিচ্ছিল-কষা জিনিসগুলো আরেকরকম? রসায়নবিদেরা এই দুই দলের নাম দিয়েছেন এসিড (অম্ল) আর ক্ষারক।

বেশি ঝাল-তেলের খাবার খেলে অনেকের বুক জ্বালা করে। ডাক্তার তখন অ্যান্টাসিড দেন। কেন? কারণ পাকস্থলীতে থাকা হাইড্রোক্লোরিক এসিড বেশি হয়ে গেছে, আর অ্যান্টাসিড একটা মৃদু ক্ষারক যা সেই বাড়তি এসিডকে “ঠান্ডা” করে দেয়। এসিড আর ক্ষারক মিলে একে অপরের ধর্ম নষ্ট করে দেওয়াকে বলে প্রশমন। এটাই আজকের পাতার মূল নায়ক।

কিন্তু “কতটা টক” বা “কতটা ক্ষারীয়” সেটা মাপবে কীভাবে? জিভে দিয়ে তো আর ল্যাবের এসিড চাখা যায় না! এজন্য বিজ্ঞানীরা একটা সংখ্যা বানিয়েছেন: pH। ০ থেকে ১৪ পর্যন্ত এই সংখ্যাটা বলে দেয় দ্রবণ কতটা অম্লীয় বা ক্ষারীয়। নিচের সিমুলেশনে তুমি সেই সংখ্যাটা চোখের সামনে বদলাতে দেখবে।

একদম শুরু থেকে: এসিড, ক্ষারক আর ক্ষার কী

সবচেয়ে সহজ সংজ্ঞাটা দিয়েছিলেন সুইডিশ বিজ্ঞানী আরহেনিয়াস। তাঁর মতে, যে পদার্থ পানিতে দ্রবীভূত হয়ে হাইড্রোজেন আয়ন (H⁺) দেয় সেটা এসিড, আর যে পদার্থ পানিতে হাইড্রক্সাইড আয়ন (OH⁻) দেয় সেটা ক্ষার। যেমন HCl পানিতে ভেঙে H⁺ আর Cl⁻ হয়, তাই HCl এসিড; NaOH ভেঙে Na⁺ আর OH⁻ হয়, তাই NaOH ক্ষার।

একটা ছোট্ট সত্যি কথা: খালি H⁺ আয়ন (মানে শুধু একটা প্রোটন) পানিতে একা থাকতে পারে না। সে সঙ্গে সঙ্গে একটা পানির অণুর সাথে জুড়ে হাইড্রোনিয়াম আয়ন H₃O⁺ বানায়। তাই বইয়ে কোথাও H⁺ আর কোথাও H₃O⁺ লেখা দেখলে ঘাবড়ে যেও না: দুটো দিয়ে একই জিনিস বোঝানো হয়।

পরে ব্রনস্টেড আর লাউরি আরও বড় একটা সংজ্ঞা দিলেন: যে প্রোটন (H⁺) দান করে সে এসিড, আর যে প্রোটন গ্রহণ করে সে ক্ষারক। এই সংজ্ঞায় অ্যামোনিয়া (NH₃) ক্ষারক, কারণ সে পানির কাছ থেকে একটা প্রোটন নিয়ে NH₄⁺ হয়ে যায়, যদিও NH₃-এর মধ্যে কোনো OH নেই।

এবার ক্ষারক আর ক্ষারের পার্থক্যটা পরিষ্কার করি, কারণ SSC-তে এটা প্রায়ই আসে। যে পদার্থ এসিডের সাথে বিক্রিয়া করে লবণ আর পানি দেয় সেটাই ক্ষারক, যেমন CuO, CaO, NaOH। এদের মধ্যে যেগুলো পানিতে দ্রবীভূত হয় (NaOH, KOH, Ca(OH)₂), শুধু সেগুলোকে বলে ক্ষার। তাই মনে রাখো: সব ক্ষার ক্ষারক, কিন্তু সব ক্ষারক ক্ষার নয়। কপার অক্সাইড ক্ষারক, কিন্তু পানিতে গলে না বলে ক্ষার নয়।

এসিডের বৈশিষ্ট্য: স্বাদে টক, নীল লিটমাসকে লাল করে, সক্রিয় ধাতুর (Zn, Mg) সাথে বিক্রিয়ায় H₂ গ্যাস দেয়, কার্বনেটের সাথে CO₂ দেয়, জলীয় দ্রবণ বিদ্যুৎ পরিবহন করে।
ক্ষারের বৈশিষ্ট্য: স্বাদে কষা, ছুঁলে পিচ্ছিল লাগে, লাল লিটমাসকে নীল করে, ফেনলফথালিনকে গোলাপি করে, এসিডের সাথে বিক্রিয়ায় লবণ ও পানি দেয়।
লবণ: এসিডের H⁺ কোনো ধাতব আয়ন বা NH₄⁺ দিয়ে প্রতিস্থাপিত হলে যে যৌগ হয়, যেমন NaCl, KNO₃, CaSO₄।

গুরুত্বপূর্ণ শব্দগুলো এক নজরে

“কাকে বলে” ধরনের প্রশ্ন সবচেয়ে বেশি আসে এই শব্দগুলো থেকে। তাই টেবিলটা একবার ভালো করে পড়ে নাও।

শব্দ	প্রতীক বা উদাহরণ	সহজ ভাষায় অর্থ
এসিড (অম্ল)	HCl, H₂SO₄, CH₃COOH	পানিতে H₃O⁺ আয়ন দেয়, বা প্রোটন দান করে
ক্ষারক	CuO, CaO, NaOH	এসিডকে প্রশমিত করে লবণ ও পানি দেয়
ক্ষার	NaOH, KOH, Ca(OH)₂	পানিতে দ্রবণীয় ক্ষারক, OH⁻ দেয়
লবণ	NaCl, CaSO₄	এসিড ও ক্ষারকের প্রশমনে তৈরি আয়নিক যৌগ
pH	pH = −log[H₃O⁺]	অম্লত্ব বা ক্ষারকত্বের মাপ, সাধারণত ০ থেকে ১৪
pOH	pOH = −log[OH⁻]	OH⁻ আয়নের ঘনমাত্রার মাপ; pH + pOH = ১৪
ঘনমাত্রা (মোলারিটি)	M = mol/L	এক লিটার দ্রবণে কত মোল দ্রব আছে
নির্দেশক	লিটমাস, ফেনলফথালিন	যে পদার্থ দ্রবণের pH অনুযায়ী রং বদলায়
প্রশমন	HCl + NaOH → NaCl + H₂O	এসিড ও ক্ষারক মিলে লবণ ও পানি তৈরি
টাইট্রেশন	বুরেট + পিপেট	জানা ঘনমাত্রার দ্রবণ দিয়ে অজানা দ্রবণের ঘনমাত্রা বের করা
সমতুল্য বিন্দু	M₁V₁ = M₂V₂	যেখানে এসিড ও ক্ষারের মোল ঠিক সমান হয়

pH কি এবং pH কি নির্দেশ করে

বিশুদ্ধ পানিও সামান্য পরিমাণে নিজে নিজে ভেঙে যায়: H₂O + H₂O ⇌ H₃O⁺ + OH⁻। ২৫ °C-এ এক লিটার বিশুদ্ধ পানিতে H₃O⁺ থাকে মাত্র ১.০ × 10⁻⁷ মোল, আর OH⁻-ও ঠিক ততটাই। দুটো সমান, তাই পানি নিরপেক্ষ।

এত ছোট সংখ্যা নিয়ে কাজ করা কষ্টকর। তাই ১৯০৯ সালে ড্যানিশ রসায়নবিদ সোরেনসেন একটা বুদ্ধি বের করলেন: ঘনমাত্রার লগারিদম নিয়ে মাইনাস চিহ্ন বসিয়ে দাও। তাতে ১.০ × 10⁻⁷ হয়ে যায় সুন্দর একটা ৭। এই সংখ্যাটাই pH। “p” মানে “power” বা ঘাত, আর “H” মানে হাইড্রোজেন আয়ন।

তাহলে pH কি নির্দেশ করে? pH নির্দেশ করে দ্রবণে হাইড্রোজেন (হাইড্রোনিয়াম) আয়নের ঘনমাত্রা কত। pH যত কম, H₃O⁺ তত বেশি, দ্রবণ তত বেশি অম্লীয়। pH যত বেশি, H₃O⁺ তত কম আর OH⁻ তত বেশি, দ্রবণ তত বেশি ক্ষারীয়।

সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কথাটা এখানে: pH স্কেল লগারিদমিক। pH ১ কমলে H₃O⁺ ১০ গুণ বাড়ে, ২ কমলে ১০০ গুণ। তাই pH ৩-এর ভিনেগার pH ৬-এর দুধের চেয়ে দ্বিগুণ নয়, পুরো ১,০০০ গুণ বেশি অম্লীয়! সিমুলেশনের গোল ঘরে এজন্যই প্রতি pH এককে একই সংখ্যক বিন্দু বাড়ে-কমে: বিন্দুগুলো লগ স্কেলে আঁকা।

pH = −log₁₀[H₃O⁺][H₃O⁺] মোল/লিটারে

pOH = −log₁₀[OH⁻][OH⁻] মোল/লিটারে

[H₃O⁺][OH⁻] = Kw = ১.০ × 10⁻¹⁴২৫ °C-এ পানির আয়নিক গুণফল

pH + pOH = 14২৫ °C-এ, যেকোনো জলীয় দ্রবণে

[H₃O⁺] = 10⁻ᵖᴴpH জানা থাকলে ঘনমাত্রা বের করার উল্টো সূত্র

pH স্কেল: ০ থেকে ১৪ পর্যন্ত চেনা জিনিসগুলো

সিমুলেশনের নিচের রঙিন দাগটাই pH স্কেল। বাম দিকে লাল (খুব অম্লীয়), মাঝখানে সবুজ (নিরপেক্ষ), ডানে নীল-বেগুনি (খুব ক্ষারীয়)। সার্বজনীন নির্দেশকের রংও ঠিক এভাবে বদলায়, তাই স্কেলটা ওই রং দিয়েই আঁকা।

আমাদের চারপাশের জিনিসগুলো এই স্কেলে কোথায় বসে, দেখো। মনে রাখবে, প্রাকৃতিক জিনিসের pH একটু ওঠানামা করে, তাই নিচের মানগুলো আনুমানিক।

জিনিস	আনুমানিক pH	প্রকৃতি
পাকস্থলীর রস	১–৩	তীব্র অম্লীয়
লেবুর রস	২	অম্লীয়
ভিনেগার	৩	অম্লীয়
কোমল পানীয়, টমেটো	৩–৪	অম্লীয়
বৃষ্টির পানি (স্বাভাবিক)	৫.৬	মৃদু অম্লীয়
দুধ	৬.৫	প্রায় নিরপেক্ষ
বিশুদ্ধ পানি	৭	নিরপেক্ষ
রক্ত	৭.৪	মৃদু ক্ষারীয়
খাবার সোডার দ্রবণ	৮–৯	মৃদু ক্ষারীয়
সাবান পানি	৯–১০	ক্ষারীয়
চুনের পানি	১২	তীব্র ক্ষারীয়
ব্লিচ	১২–১৩	তীব্র ক্ষারীয়

তীব্র আর মৃদু এসিড: সবাই সমান টক নয়

HCl পানিতে দিলে প্রায় প্রতিটি অণুই ভেঙে আয়ন হয়ে যায়। একে বলে তীব্র এসিড। তাই ০.০১ M HCl-এ [H₃O⁺] সরাসরি ০.০১ M, আর হিসাব খুব সোজা।

কিন্তু ভিনেগারের অ্যাসিটিক এসিড (CH₃COOH) পানিতে দিলে খুব অল্প কিছু অণু ভাঙে, বেশিরভাগ অণু আস্ত থেকে যায়। একে বলে মৃদু এসিড। এর “ভাঙার প্রবণতা” মাপা হয় বিয়োজন ধ্রুবক Ka দিয়ে; অ্যাসিটিক এসিডের Ka = ১.৮ × 10⁻⁵, মানে pKa = ৪.৭৪।

ফল কী দাঁড়ায়? একই ০.১ M ঘনমাত্রায় HCl-এর pH ১.০০, অথচ অ্যাসিটিক এসিডের pH ২.৮৮। মাত্র ১.৩৩% অণু ভাঙে! সিমুলেশনে বিকারের দ্রবণ HCl থেকে CH₃COOH করে দেখো: শুরুর pH অনেক বেড়ে যায়, আর লেখচিত্রের শুরুটা খাড়া না হয়ে একটা সমতল “কাঁধ” তৈরি করে।

তীব্র আর ঘন এক জিনিস নয়, এটা পরীক্ষায় খুব ধরা হয়। “তীব্র” মানে কতটা ভাঙে, আর “ঘন” মানে এক লিটারে কতটা আছে। খুব পাতলা HCl-ও তীব্র এসিড, আর খুব ঘন অ্যাসিটিক এসিডও মৃদু এসিড।

তীব্র এসিড: HCl, HNO₃, H₂SO₄ (প্রথম ধাপ)।
মৃদু এসিড: CH₃COOH (ভিনেগার), H₂CO₃ (কোমল পানীয়), সাইট্রিক এসিড (লেবু), টারটারিক এসিড (তেঁতুল)।
তীব্র ক্ষার: NaOH, KOH।
মৃদু ক্ষার: NH₄OH (অ্যামোনিয়ার দ্রবণ), Mg(OH)₂ (অ্যান্টাসিডে থাকে)।

নির্দেশক: দ্রবণ নিজেই রং দিয়ে কথা বলে

নির্দেশক হলো এমন রাসায়নিক পদার্থ, যার রং দ্রবণের pH অনুযায়ী বদলে যায়। অধিকাংশ নির্দেশক নিজেরাই মৃদু এসিড বা মৃদু ক্ষারক; H⁺ নিলে একরকম রং, H⁺ ছাড়লে আরেকরকম।

প্রতিটি নির্দেশকের একটা নির্দিষ্ট “রং বদলের পরিসর” আছে। টাইট্রেশনে সঠিক নির্দেশক বাছাই করতে হয় এমনভাবে যেন তার রং বদলের পরিসর সমতুল্য বিন্দুর খাড়া লাফের মধ্যে পড়ে।

নির্দেশক	এসিডে রং	ক্ষারে রং	রং বদলের pH পরিসর
লিটমাস	লাল	নীল	প্রায় ৫–৮
ফেনলফথালিন	বর্ণহীন	গোলাপি	প্রায় ৮.২–১০
মিথাইল অরেঞ্জ	লাল	হলুদ	প্রায় ৩.১–৪.৪
সার্বজনীন নির্দেশক	লাল → কমলা → হলুদ	সবুজ → নীল → বেগুনি	০–১৪ (প্রতিটি pH-এ আলাদা রং)
হলুদের রস (ঘরোয়া)	হলুদ	লালচে বাদামি	ক্ষারে রং বদলায়
লাল বাঁধাকপির রস (ঘরোয়া)	লাল-গোলাপি	সবুজ-হলুদ	বহু পরিসরে রং বদলায়

প্রশমন বিক্রিয়া কাকে বলে

এসিড ও ক্ষারক পরস্পরের সাথে বিক্রিয়া করে লবণ ও পানি উৎপন্ন করলে তাকে প্রশমন বিক্রিয়া বলে। বিক্রিয়ার পর এসিডের অম্লত্ব আর ক্ষারের ক্ষারকত্ব দুটোই “প্রশমিত” হয়, মানে নষ্ট হয়ে যায়।

আসল ঘটনাটা ঘটে আয়নের স্তরে। Na⁺ আর Cl⁻ দর্শকের মতো দ্রবণে ভেসে থাকে (এদের দর্শক আয়ন বলে); কাজ করে শুধু H₃O⁺ আর OH⁻, যারা মিলে পানি হয়ে যায়। সিমুলেশনের গোল ঘরে লাল বিন্দু কমে নীল বিন্দু বাড়তে থাকা মানে এটাই।

প্রশমন বিক্রিয়া তাপ উৎপাদী। তীব্র এসিড আর তীব্র ক্ষারের প্রশমনে প্রতি মোল পানি তৈরিতে প্রায় ৫৭ কিলোজুল তাপ বের হয়, তাই বিকার হাত দিলে একটু গরম লাগে। আবার এটা রেডক্স বিক্রিয়া নয়, কারণ কোনো মৌলের জারণ সংখ্যা বদলায় না: H +১ থেকে +১, O −২ থেকে −২ থাকে।

HCl + NaOH → NaCl + H₂Oআণবিক সমীকরণ

H₃O⁺ + OH⁻ → 2H₂Oনিট আয়নিক সমীকরণ

H₂SO₄ + 2KOH → K₂SO₄ + 2H₂Oদ্বিক্ষারীয় এসিডে দুই মোল ক্ষার লাগে

CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂Oমৃদু এসিডের প্রশমন

টাইট্রেশন: অজানা ঘনমাত্রা খুঁজে বের করার কৌশল

ধরো তোমার কাছে একটা NaOH দ্রবণ আছে, কিন্তু ঘনমাত্রা জানা নেই। তুমি পিপেট দিয়ে নির্দিষ্ট আয়তন কনিক্যাল ফ্লাস্কে নিলে, কয়েক ফোঁটা নির্দেশক দিলে, আর বুরেট থেকে জানা ঘনমাত্রার HCl ফোঁটায় ফোঁটায় যোগ করতে থাকলে। যে মুহূর্তে নির্দেশকের রং স্থায়ীভাবে বদলায় (প্রান্তবিন্দু), তখন বুরেটের পাঠ নাও। এই পুরো প্রক্রিয়ার নাম টাইট্রেশন।

সমতুল্য বিন্দুতে এসিডের মোল = ক্ষারের মোল (এক-ক্ষারীয় এসিড আর এক-অম্লীয় ক্ষারের ক্ষেত্রে)। মোল = ঘনমাত্রা × আয়তন, তাই সূত্রটা দাঁড়ায় M₁V₁ = M₂V₂। তিনটি জানা থাকলে চতুর্থটা বের করা যায়।

সিমুলেশনের শুরুর সেটআপে ২৫ mL ০.১ M HCl-এ ০.১ M NaOH যোগ করা হচ্ছে। তাই সমতুল্য বিন্দু ২৫ mL-এ। শুরুর pH ১.০০। খেয়াল করো, প্রথম ২০ mL যোগ করার পরেও pH খুব একটা বাড়ে না, কিন্তু সমতুল্য বিন্দুর ঠিক আগে-পরে মাত্র ০.২ mL (৪ ফোঁটা!) যোগ করলেই pH ৩.৭০ থেকে লাফিয়ে ১০.৩০ হয়ে যায়। প্রায় ৬.৬ pH এককের এই খাড়া লাফই টাইট্রেশনের প্রাণ; এজন্যই শেষের দিকে ফোঁটা ফোঁটা করে যোগ করতে হয়।

মোল = M × VV লিটারে; mL-এ নিলে উত্তর মিলিমোলে

M₁V₁ = M₂V₂সমতুল্য বিন্দুতে (১:১ অনুপাতের বিক্রিয়ায়)

n₁M₁V₁ = n₂M₂V₂n = প্রতি অণুতে H⁺ বা OH⁻-এর সংখ্যা (H₂SO₄-এর জন্য n = 2)

যোগ করা NaOH	pH	[H₃O⁺] (M)	প্রকৃতি
০.০ mL	১.০০	১.০০ × 10⁻¹	অম্লীয়
১০.০ mL	১.৩৭	৪.২৯ × 10⁻²	অম্লীয়
২০.০ mL	১.৯৫	১.১১ × 10⁻²	অম্লীয়
২৪.০ mL	২.৬৯	২.০৪ × 10⁻³	অম্লীয়
২৪.৯ mL	৩.৭০	২.০০ × 10⁻⁴	অম্লীয়
২৫.০ mL	৭.০০	১.০০ × 10⁻⁷	নিরপেক্ষ
২৫.১ mL	১০.৩০	৫.০১ × 10⁻¹¹	ক্ষারীয়
২৬.০ mL	১১.২৯	৫.১০ × 10⁻¹²	ক্ষারীয়
৩০.০ mL	১১.৯৬	১.১০ × 10⁻¹²	ক্ষারীয়
৫০.০ mL	১২.৫২	৩.০০ × 10⁻¹³	ক্ষারীয়

সিমুলেশনে নিজে করে দেখো: ৬টি ছোট পরীক্ষা

পড়ে বোঝার চেয়ে নিজে করে বোঝা অনেক পাকা হয়। নিচের পরীক্ষাগুলো একে একে করো, আর প্রতিবার আগে অনুমান করো কী ঘটবে।

পরীক্ষা ১: খাড়া লাফটা ধরো

শুরুর সেটআপ রেখে “যোগ করা আয়তন” স্লাইডার ২৪ mL-এ আনো, তারপর ০.১ করে বাড়াও। ২৫ mL পার হওয়ার সময় রং হঠাৎ লাল-কমলা থেকে বেগুনি-নীলে চলে যাবে। বাস্তব ল্যাবে এটাই প্রান্তবিন্দু।

পরীক্ষা ২: মৃদু এসিডের কাঁধ

বিকারে CH₃COOH দাও। শুরুর pH ২.৮৮, আর অর্ধেক প্রশমনে (১২.৫ mL) pH হয় ৪.৭৫, যা pKa-এর সমান। এই সমতল অংশটা বাফার অঞ্চল: এখানে ক্ষার যোগ করলেও pH সহজে বদলায় না। সমতুল্য বিন্দুতে pH ৮.৭২, মানে ৭ নয়, ক্ষারীয়!

পরীক্ষা ৩: উল্টো টাইট্রেশন

বিকারে NaOH দাও। এবার বুরেটে HCl, আর লেখচিত্রটা উপর থেকে নিচে নামে। ফেনলফথালিন বেছে নিলে শুরুতে গোলাপি থাকে, সমতুল্য বিন্দু পার হতেই বর্ণহীন হয়ে যায়।

পরীক্ষা ৪: পানিতে ক্ষার

বিকারে বিশুদ্ধ পানি রাখো। শুরুতে pH ঠিক ৭। প্রথম কয়েক ফোঁটা NaOH পড়তেই pH লাফিয়ে ১১-এর ওপরে চলে যায়, কারণ পানিতে প্রশমিত করার মতো কোনো এসিড নেই। এখানে কোনো সমতুল্য বিন্দু নেই।

পরীক্ষা ৫: ঘনমাত্রা বদলে দেখো

বিকারের HCl ০.১ থেকে ০.২ M করো। সমতুল্য বিন্দু ২৫ থেকে ৫০ mL-এ সরে যাবে, কারণ দ্বিগুণ মোল প্রশমিত করতে দ্বিগুণ ক্ষার লাগে। আবার বুরেটের NaOH ০.২ M করলে সমতুল্য বিন্দু অর্ধেকে নামে। M₁V₁ = M₂V₂ চোখের সামনে!

পরীক্ষা ৬: আয়ন গুনে দেখো

গোল ঘরে pH ১-এ প্রায় ২৬টি লাল আর ২টি নীল বিন্দু থাকে, pH ৭-এ দুটোই ১৪টি করে। বিন্দুগুলো লগ স্কেলে, তাই আসল সংখ্যার অনুপাত আরও বিশাল: pH ১-এ H₃O⁺ আয়ন OH⁻-এর চেয়ে ১,০০০,০০০,০০০,০০০ গুণ বেশি!

গাণিতিক সমস্যা: ধাপে ধাপে সমাধান

নিচের প্রতিটি উত্তর সিমুলেশনের একই সমীকরণ দিয়ে হিসাব করা (তাপমাত্রা ২৫ °C ধরে)। প্রথমে নিজে করো, তারপর মিলিয়ে নাও।

সমস্যা ১: ০.০১ M HCl দ্রবণের pH কত?

HCl তীব্র এসিড, পুরোটা বিয়োজিত হয়। তাই [H₃O⁺] = ০.০১ M = 10⁻² M। pH = −log(10⁻²) = ২.০০।

সমস্যা ২: ০.০০১ M NaOH দ্রবণের pH কত?

NaOH তীব্র ক্ষার, তাই [OH⁻] = ০.০০১ M। pOH = −log(10⁻³) = ৩.০০। তাহলে pH = 14 − pOH = ১১.০০। মনে রাখো, ক্ষারের pH সরাসরি বের হয় না; আগে pOH, তারপর ১৪ থেকে বিয়োগ।

সমস্যা ৩: পাতলা করলে pH কত বাড়ে?

০.১ M HCl-এর ১০ mL নিয়ে পানি মিশিয়ে ১,০০০ mL করা হলো। M₁V₁ = M₂V₂ থেকে নতুন ঘনমাত্রা = ০.১ × ১০ ÷ ১,০০০ = ০.০০১ M। pH ১.০০ থেকে বেড়ে হলো ৩.০০। ১০০ গুণ পাতলা করায় pH ঠিক ২ বেড়েছে, লগ স্কেলের জন্য।

সমস্যা ৪: এসিড আর ক্ষার মেশালে pH কত?

০.১ M HCl-এর ২৫ mL-এ ০.১ M NaOH-এর ২০ mL মেশানো হলো। HCl = ২.৫ mmol, NaOH = ২.০ mmol। প্রশমনের পর বাড়তি HCl = ০.৫ mmol, মোট আয়তন ৪৫ mL। তাই [H₃O⁺] = ০.৫ ÷ ৪৫ = ০.০১১১ M, আর pH = ১.৯৫। সিমুলেশনে স্লাইডার ২০ mL-এ এনে মিলিয়ে দেখো।

সমস্যা ৫: টাইট্রেশন থেকে অজানা ঘনমাত্রা

২০ mL NaOH দ্রবণকে প্রশমিত করতে ০.০৮ M HCl-এর ২৫ mL লাগল। NaOH-এর ঘনমাত্রা কত? M₁V₁ = M₂V₂ থেকে, M(NaOH) = ০.০৮ × ২৫ ÷ ২০ = ০.১০ M। (যোগ হওয়া HCl = ২.০ mmol, NaOH-ও তাই ২.০ mmol।)

সমস্যা ৬: মৃদু এসিডের pH

০.১ M অ্যাসিটিক এসিডের pH কত? (Ka = ১.৮ × 10⁻⁵) মৃদু এসিডে [H₃O⁺] ≈ √(Ka × C)। হিসাব করলে pH ≈ ২.৮৮। একই ঘনমাত্রার HCl-এর pH ১.০০, তাই মৃদু এসিড অনেক কম অম্লীয়।

সমস্যা ৭: pH থেকে ঘনমাত্রা

একটি দ্রবণের pH ৪.৫। [H₃O⁺] = 10⁻⁴·⁵ = ৩.১৬ × 10⁻⁵ M। pOH = ৯.৫, আর [OH⁻] = Kw ÷ [H₃O⁺] = ৩.১৬ × 10⁻¹⁰ M।

সমস্যা ৮: কতগুণ বেশি অম্লীয়?

pH ৩ আর pH ৬-এর দ্রবণের মধ্যে প্রথমটি কতগুণ বেশি অম্লীয়? পার্থক্য ৩ একক, তাই 10³ = ১,০০০ গুণ।

যে ভুলগুলো সবাই করে

পরীক্ষার খাতা দেখতে গিয়ে শিক্ষকেরা বারবার একই ভুল পান। তুমি এগুলো এড়িয়ে চলো।

pH ৩-এর দ্রবণকে pH ৬-এর চেয়ে “দ্বিগুণ” অম্লীয় বলা। আসলে ১০০০ গুণ, কারণ স্কেল লগারিদমিক।
ক্ষারের pH বের করতে সরাসরি −log[OH⁻] লিখে সেটাকেই pH বলা। ওটা pOH; pH = 14 − pOH।
“তীব্র” আর “ঘন” গুলিয়ে ফেলা। পাতলা HCl-ও তীব্র এসিড।
সব ক্ষারককে ক্ষার বলা। শুধু পানিতে দ্রবণীয় ক্ষারকই ক্ষার।
প্রশমনের পর দ্রবণ সবসময় নিরপেক্ষ (pH ৭) ভাবা। মৃদু এসিড-তীব্র ক্ষারের সমতুল্য বিন্দুতে pH ৭-এর বেশি হয়।
M₁V₁ = M₂V₂ ব্যবহার করার সময় দ্বিক্ষারীয় এসিড (H₂SO₄)-এর জন্য n না বসানো।
mL আর L মিশিয়ে ফেলা। দুই পাশে একই একক রাখলে সমস্যা নেই, কিন্তু মোল বের করতে লিটার লাগবে।

বাস্তব জীবনে pH আর প্রশমন

পাকস্থলী খাবার হজমের জন্য HCl তৈরি করে (pH ১–৩)। বেশি হলে অম্বল বা বুক জ্বালা হয়। অ্যান্টাসিডে থাকে Mg(OH)₂ বা Al(OH)₃-এর মতো মৃদু ক্ষারক, যা বাড়তি এসিডকে প্রশমিত করে।

মাটির pH ফসলের জন্য খুব জরুরি। বেশিরভাগ ফসল pH ৬–৭.৫-এ ভালো হয়। মাটি বেশি অম্লীয় হলে কৃষকেরা চুন (CaO বা CaCO₃) দেন, আর বেশি ক্ষারীয় হলে জৈব সার বা জিপসাম দেন। বাংলাদেশের অনেক পাহাড়ি ও উত্তরাঞ্চলের মাটি অম্লীয়, তাই সেখানে চুন দেওয়ার পরামর্শ দেওয়া হয়।

কলকারখানা থেকে বের হওয়া সালফার ডাইঅক্সাইড ও নাইট্রোজেনের অক্সাইড বৃষ্টির পানিতে মিশে অম্লবৃষ্টি হয় (pH ৫.৬-এর কম)। এটা গাছপালা, মাছ আর মার্বেলের ভবনের ক্ষতি করে।

খাওয়ার পর মুখের ব্যাকটেরিয়া এসিড তৈরি করে দাঁতের এনামেল ক্ষয় করে। টুথপেস্ট মৃদু ক্ষারীয়, তাই দাঁত মাজলে সেই এসিড প্রশমিত হয়।

মৌমাছির হুলে থাকে এসিড, তাই আক্রান্ত জায়গায় খাবার সোডার মতো মৃদু ক্ষার লাগালে আরাম হয়। বোলতার হুলে ক্ষারীয় পদার্থ থাকে বলে সেখানে ভিনেগারের মতো মৃদু এসিড লাগানোর কথা বলা হয়। পিঁপড়ার কামড়েও ফরমিক এসিড থাকে।

রক্তের pH ৭.৩৫–৭.৪৫-এর মধ্যে রাখতে শরীরে বাফার ব্যবস্থা কাজ করে। এর বাইরে গেলে গুরুতর অসুস্থতা হয়।

পরীক্ষার কোণ: SSC ও HSC সৃজনশীল প্রশ্নে কী আসে

SSC রসায়নে “এসিড-ক্ষারক সমতা” এবং HSC রসায়ন প্রথম পত্রে “রাসায়নিক পরিবর্তন” অধ্যায়ে এই বিষয়গুলো পড়ানো হয়। সৃজনশীল প্রশ্নে সাধারণত একটা দৃশ্যকল্প দেওয়া থাকে (যেমন দুটি বিকারে দুটি দ্রবণ), আর তার ওপর চার স্তরের প্রশ্ন।

জ্ঞানমূলক (ক): pH কাকে বলে? প্রশমন বিক্রিয়া কাকে বলে? নির্দেশক কী? এক লাইনের সংজ্ঞা, বইয়ের ভাষায় লেখো।
অনুধাবনমূলক (খ): সব ক্ষার ক্ষারক কিন্তু সব ক্ষারক ক্ষার নয়, ব্যাখ্যা করো। প্রশমন একটি নন-রেডক্স বিক্রিয়া কেন? pH স্কেল লগারিদমিক বলতে কী বোঝায়?
প্রয়োগমূলক (গ): দেওয়া দ্রবণের pH হিসাব করো, বা M₁V₁ = M₂V₂ দিয়ে ঘনমাত্রা বের করো। একক আর লগের ধাপ পরিষ্কার লেখো।
উচ্চতর দক্ষতা (ঘ): দুটি দ্রবণ মেশালে মিশ্রণ অম্লীয় না ক্ষারীয় হবে, মোল হিসাব করে বিশ্লেষণ করো; বা কোন নির্দেশক উপযুক্ত, যুক্তি দাও।
বহুনির্বাচনি: pH ও pOH-এর যোগফল, নির্দেশকের রং, লবণের সংকেত, কোনটি ক্ষার নয়, এমন প্রশ্ন প্রায় প্রতি বছর থাকে।

এক পাতায় রিভিশন

পরীক্ষার আগের রাতে শুধু এই তালিকাটা পড়ে নাও।

এসিড পানিতে H₃O⁺ দেয়, ক্ষার OH⁻ দেয়; পানিতে দ্রবণীয় ক্ষারকই ক্ষার।
pH = −log[H₃O⁺]; pOH = −log[OH⁻]; ২৫ °C-এ pH + pOH = 14।
pH < 7 অম্লীয়, = 7 নিরপেক্ষ, > 7 ক্ষারীয়; প্রতি এক একক = ১০ গুণ।
তীব্র এসিড প্রায় পুরোপুরি বিয়োজিত হয়, মৃদু এসিড সামান্য।
প্রশমন: এসিড + ক্ষারক → লবণ + পানি; নিট আয়নিক: H₃O⁺ + OH⁻ → 2H₂O; তাপ উৎপাদী।
টাইট্রেশনে সমতুল্য বিন্দুতে M₁V₁ = M₂V₂; সেখানে pH খাড়াভাবে লাফ দেয়।
ফেনলফথালিন: এসিডে বর্ণহীন, ক্ষারে গোলাপি; মিথাইল অরেঞ্জ: এসিডে লাল, ক্ষারে হলুদ।

সচরাচর জিজ্ঞাসা

pH কি বা কাকে বলে?

কোনো জলীয় দ্রবণের হাইড্রোজেন (হাইড্রোনিয়াম) আয়নের মোলার ঘনমাত্রার ঋণাত্মক লগারিদমকে pH বলে: pH = −log[H₃O⁺]। এটা দ্রবণ কতটা অম্লীয় বা ক্ষারীয় তা নির্দেশ করে।

pH-এর পূর্ণরূপ কী?

pH-এর “p” এসেছে ফরাসি “puissance” বা জার্মান “Potenz” (অর্থ: ঘাত বা শক্তি) থেকে, আর “H” মানে হাইড্রোজেন। তাই pH মানে “হাইড্রোজেনের ঘাত” বা “power of hydrogen”।

pH কি নির্দেশ করে?

pH নির্দেশ করে দ্রবণে H₃O⁺ আয়ন কতটা আছে। pH ৭-এর কম মানে অম্লীয়, ৭ মানে নিরপেক্ষ (২৫ °C-এ), ৭-এর বেশি মানে ক্ষারীয়।

এসিড ও ক্ষারকের মধ্যে পার্থক্য কী?

এসিড পানিতে H₃O⁺ দেয় বা প্রোটন দান করে, স্বাদে টক, নীল লিটমাসকে লাল করে। ক্ষারক এসিডকে প্রশমিত করে লবণ ও পানি দেয় বা প্রোটন গ্রহণ করে; পানিতে দ্রবণীয় ক্ষারক (ক্ষার) কষা ও পিচ্ছিল, লাল লিটমাসকে নীল করে।

প্রশমন বিক্রিয়া কাকে বলে? উদাহরণ দাও।

এসিড ও ক্ষারক বিক্রিয়া করে লবণ ও পানি তৈরি করলে তাকে প্রশমন বিক্রিয়া বলে। উদাহরণ: HCl + NaOH → NaCl + H₂O; H₂SO₄ + 2KOH → K₂SO₄ + 2H₂O।

প্রশমন বিক্রিয়া একটি নন-রেডক্স বিক্রিয়া কেন?

কারণ প্রশমনে কোনো মৌলের জারণ সংখ্যা বদলায় না। Na +১, Cl −১, H +১ ও O −২ বিক্রিয়ার আগে ও পরে একই থাকে; শুধু আয়নগুলো নতুনভাবে জোড়া বাঁধে।

বিশুদ্ধ পানির pH ৭ কেন?

২৫ °C-এ পানির আয়নিক গুণফল Kw = 10⁻¹⁴, আর বিশুদ্ধ পানিতে [H₃O⁺] = [OH⁻], তাই প্রতিটি 10⁻⁷ M। তাহলে pH = −log(10⁻⁷) = 7।

ফেনলফথালিন ক্ষারে কী রং দেয়?

ফেনলফথালিন এসিডীয় ও নিরপেক্ষ দ্রবণে বর্ণহীন, আর pH প্রায় ৮.২-এর বেশি হলে গোলাপি হয়। তাই ক্ষার শনাক্ত করতে ও টাইট্রেশনের প্রান্তবিন্দু বুঝতে এটি খুব ব্যবহৃত হয়।

pH ০-এর কম বা ১৪-এর বেশি হতে পারে?

হ্যাঁ। খুব ঘন তীব্র এসিডে [H₃O⁺] ১ M-এর বেশি হলে pH ঋণাত্মক হয়, আর খুব ঘন ক্ষারে pH ১৪ ছাড়িয়ে যায়। স্কুলের বেশিরভাগ দ্রবণ ০–১৪-এর মধ্যে পড়ে বলে স্কেলটা সাধারণত এভাবে দেখানো হয়।

রক্তের pH কত?

মানুষের রক্তের pH প্রায় ৭.৩৫ থেকে ৭.৪৫, মানে মৃদু ক্ষারীয়। শরীরের বাফার ব্যবস্থা এই সরু সীমা ধরে রাখে।

এই বিষয়ের আরও পড়াশোনা

IELTS Writing Task 1: process diagrams (ইংরেজিতে)

IELTS

English tests: IELTS, TOEFL, Duolingo (ইংরেজিতে)

টুল

Final grade calculator (ইংরেজিতে)

বিদেশে পড়াশোনা

গণিত

এসিড, ক্ষারক আর pH: বুরেট থেকে ফোঁটা ফেলে নিজে দেখো

সিমুলেশনটি কীভাবে ব্যবহার করবে

লেবুর টক, সাবানের পিচ্ছিল ভাব আর পেট জ্বালা: সব এক গল্প

একদম শুরু থেকে: এসিড, ক্ষারক আর ক্ষার কী

গুরুত্বপূর্ণ শব্দগুলো এক নজরে

pH কি এবং pH কি নির্দেশ করে

pH স্কেল: ০ থেকে ১৪ পর্যন্ত চেনা জিনিসগুলো

তীব্র আর মৃদু এসিড: সবাই সমান টক নয়

নির্দেশক: দ্রবণ নিজেই রং দিয়ে কথা বলে

প্রশমন বিক্রিয়া কাকে বলে

টাইট্রেশন: অজানা ঘনমাত্রা খুঁজে বের করার কৌশল

সিমুলেশনে নিজে করে দেখো: ৬টি ছোট পরীক্ষা

পরীক্ষা ১: খাড়া লাফটা ধরো

পরীক্ষা ২: মৃদু এসিডের কাঁধ

পরীক্ষা ৩: উল্টো টাইট্রেশন

পরীক্ষা ৪: পানিতে ক্ষার

পরীক্ষা ৫: ঘনমাত্রা বদলে দেখো

পরীক্ষা ৬: আয়ন গুনে দেখো

গাণিতিক সমস্যা: ধাপে ধাপে সমাধান

সমস্যা ১: ০.০১ M HCl দ্রবণের pH কত?

সমস্যা ২: ০.০০১ M NaOH দ্রবণের pH কত?

সমস্যা ৩: পাতলা করলে pH কত বাড়ে?

সমস্যা ৪: এসিড আর ক্ষার মেশালে pH কত?

সমস্যা ৫: টাইট্রেশন থেকে অজানা ঘনমাত্রা

সমস্যা ৬: মৃদু এসিডের pH

সমস্যা ৭: pH থেকে ঘনমাত্রা

সমস্যা ৮: কতগুণ বেশি অম্লীয়?

যে ভুলগুলো সবাই করে

বাস্তব জীবনে pH আর প্রশমন

পরীক্ষার কোণ: SSC ও HSC সৃজনশীল প্রশ্নে কী আসে

এক পাতায় রিভিশন

সচরাচর জিজ্ঞাসা

pH কি বা কাকে বলে?

pH-এর পূর্ণরূপ কী?

pH কি নির্দেশ করে?

এসিড ও ক্ষারকের মধ্যে পার্থক্য কী?

প্রশমন বিক্রিয়া কাকে বলে? উদাহরণ দাও।

প্রশমন বিক্রিয়া একটি নন-রেডক্স বিক্রিয়া কেন?

বিশুদ্ধ পানির pH ৭ কেন?

ফেনলফথালিন ক্ষারে কী রং দেয়?

pH ০-এর কম বা ১৪-এর বেশি হতে পারে?

রক্তের pH কত?

এই বিষয়ের আরও পড়াশোনা

অষ্টম শ্রেণির বিজ্ঞান বই

দরখাস্ত: বিজ্ঞানাগার স্থাপনের আবেদন

এসএসসি রসায়ন: সিলেবাস ও প্রস্তুতি

এইচএসসি রসায়ন: সিলেবাস ও প্রস্তুতি

নবম-দশম শ্রেণির রসায়ন বই

মেডিকেল ভর্তি পরীক্ষার প্রস্তুতি

ঢাবি বিজ্ঞান ইউনিট ভর্তি ২০২৬-২৭

Paragraph: Environment Pollution (ইংরেজিতে)

রচনা: পরিবেশ দূষণ

Composition: Wonders of Modern Science (ইংরেজিতে)

এসএসসি সাজেশন

এইচএসসি সাজেশন

বিশ্ববিদ্যালয় ভর্তি পরীক্ষার গাইড

এসএসসি সিলেবাস

এইচএসসি সিলেবাস

দক্ষিণ কোরিয়ায় উচ্চশিক্ষা

জাপানের MEXT স্কলারশিপ

IELTS Writing Task 1: process diagrams (ইংরেজিতে)

English tests: IELTS, TOEFL, Duolingo (ইংরেজিতে)

Final grade calculator (ইংরেজিতে)

How to write a statement of purpose (ইংরেজিতে)

আরও রসায়ন অ্যানিমেশন

পরমাণুর গঠন

ইলেকট্রন বিন্যাস

গ্যাসের সূত্র: বয়েল, চার্লস ও আদর্শ গ্যাস সমীকরণ

আয়নিক বন্ধন কীভাবে গঠিত হয়

তড়িৎ বিশ্লেষণ ও ফ্যারাডের সূত্র

সমযোজী বন্ধন

পর্যায়বৃত্ত ধর্ম

বিক্রিয়ার হার ও সংঘর্ষ তত্ত্ব

পদার্থের অবস্থা: কঠিন, তরল, গ্যাসীয় ও তাপ–তাপমাত্রা লেখচিত্র

পরমাণুর অরবিটাল: s, p, d-এর আকৃতি, কোয়ান্টাম সংখ্যা ও নোড

আণবিক আকৃতি ও ভিএসইপিআর তত্ত্ব: বন্ধন জোড়, মুক্তজোড় ও বন্ধন কোণ

মোল ধারণা: মোলার ভর, অ্যাভোগেড্রো সংখ্যা ও মোলার আয়তন

ব্যাপন ও নিঃসরণ: গ্রাহামের সূত্র

রাসায়নিক সমীকরণ সমতাকরণ: পদ্ধতি, উদাহরণ ও অনুশীলন

রাসায়নিক সাম্যাবস্থা: সাম্যধ্রুবক Kc ও লা শাতেলিয়ের নীতি