কে দেয়, কে নেয়: জারণ-বিজারণ, এক ইলেকট্রন করে

সিমুলেশনটি কীভাবে ব্যবহার করবে

1. শুরুতে “দস্তা ও কপার সালফেট” বাছা থাকবে। আগে ওপরের সারিটা পড়ো। বোঝার চেষ্টা করো, কে ইলেকট্রন নিতে চায়।
2. চালু করলে কমলা বিন্দুগুলো ড্যাশ-দাগের বাঁকা পথ ধরে দস্তা থেকে তামার দিকে যায়। মোট ২টি ইলেকট্রন। তারপর নিচের সারি ফুটে ওঠে নতুন সংখ্যা নিয়ে: দস্তা +২, তামা ০।
3. “জারণ সংখ্যা লুকাও” টিক দিয়ে বিক্রিয়া বদলাও। সব পরমাণুর ওপর প্রশ্নচিহ্ন দেখাবে, তাই নিয়ম মেনে নিজে হিসাব করে নিতে হবে।
4. প্রতিটি বিক্রিয়ায় লাল লেবেল (জারিত, মানে বিজারক) আর নীল লেবেল (বিজারিত, মানে জারক) মিলিয়ে দেখো।
5. নিচের সারির তলায় দুটি অর্ধ-সমীকরণ আছে। যোগ করে ইলেকট্রন কেটে দাও, ওপরের পূর্ণ সমীকরণ পেয়ে যাবে।

আপেল বাদামি হয়, লোহার গেট লাল হয়

আপেল কেটে টেবিলে রেখে দাও। কয়েক মিনিটেই সাদা শাঁস বাদামি। বৃষ্টিতে লোহার গেট ফেলে রাখো, মাসখানেক পর কমলা রঙের আর ঝুরঝুরে। গ্যাস চুলা জ্বালালে নীল শিখা। তিনটা একেবারে আলাদা দৃশ্য, কিন্তু রসায়ন তিনটাকেই এক খাতায় লেখে: জারণ। কেউ একজন ইলেকট্রন ছাড়ছে, আরেকজন সেটা নিচ্ছে।

সমস্যা হলো ইলেকট্রন চোখে দেখা যায় না। তাই রসায়নবিদরা একটা হিসাবের পদ্ধতি বানিয়েছেন, জারণ সংখ্যা, যা দেখে বলা যায় কোন পরমাণু ইলেকট্রন হারিয়েছে আর কোনটা পেয়েছে। এই পাতায় হিসাব আর আসল চলাচল পাশাপাশি দেখতে পাবে।

জারণ-বিজারণ মানে কী, তিন ধাপে

শব্দটার অর্থ দুইবার বদলেছে। প্রথমে জারণ মানে ছিল অক্সিজেনের সঙ্গে যুক্ত হওয়া: লোহা আর অক্সিজেন মিলে মরিচা, তাই লোহা জারিত। বিজারণ মানে উল্টোটা, অক্সিজেন হারানো, যেমন লোহার আকরিককে কার্বন দিয়ে গরম করলে লোহা ফেরত আসে।

তারপর দেখা গেল হাইড্রোজেনের বেলাতেও একই ছক। হাইড্রোজেন যোগ হলে বিজারণ, হাইড্রোজেন সরে গেলে জারণ।

শেষে এল ইলেকট্রনের সংজ্ঞা, যা সব ক্ষেত্র একসঙ্গে ঢেকে দেয়। জারণ হলো ইলেকট্রন হারানো। বিজারণ হলো ইলেকট্রন পাওয়া। মনে রাখার সহজ উপায় ইংরেজি OIL RIG: Oxidation Is Loss, Reduction Is Gain। ইলেকট্রন হাওয়ায় মিলিয়ে যায় না, তাই একজন হারালে আরেকজন পাবেই। এজন্যই বলি জারণ-বিজারণ, কেউ একা ঘটে না।

জারণ সংখ্যা: ইলেকট্রনের হিসাব-খাতা

জারণ সংখ্যা হলো সেই আধান, যা পরমাণুটার থাকত যদি প্রতিটি ভাগাভাগি করা ইলেকট্রন-জোড়া বেশি তড়িৎঋণাত্মক পরমাণুর কাছে পুরোপুরি চলে যেত। Cu²⁺ জাতীয় আয়নে এটা আসল আধান। HCl-এর মতো সমযোজী অণুতে এটা হিসাবের উপায়, তবু ইলেকট্রন কোথায় সরল তা ঠিকই বলে দেয়। নিয়মগুলো এই ক্রমে প্রয়োগ করো:

অ্যানিমেশন কীভাবে পড়বে

ক্যানভাসে দুটি সারি। ওপরের “আগে” সারিতে বিক্রিয়কগুলো। প্রতিটি পরমাণু একটি বৃত্ত, ভেতরে চিহ্ন, ওপরে জারণ সংখ্যা। রঙিন বলয় মানে এই পরমাণুর সংখ্যা বদলাবে, ধূসর বলয় মানে বদলাবে না। সংকেতের সামনের সংখ্যা বলে কয়টি একক আছে, ছবিতে প্রতিটির একটি করে আঁকা।

কমলা বিন্দুগুলো ইলেকট্রন। লাল লেবেলের পদার্থ (জারিত, “বিজারক”) থেকে বেরিয়ে ড্যাশ-দাগের বাঁকা পথে নীল লেবেলের পদার্থের (বিজারিত, “জারক”) দিকে যায়। পথের ওপরের সংখ্যাটি সমীকরণ যেমন লেখা আছে সেই অনুযায়ী মোট স্থানান্তরিত ইলেকট্রন।

তারপর “পরে” সারি ফুটে ওঠে উৎপাদ নিয়ে। রঙিন পরমাণুর সংখ্যা মেলাও। সংখ্যা বাড়লে সেই পরমাণু জারিত, কমলে বিজারিত। ক্যানভাসের নিচের দুটি অর্ধ-সমীকরণ একই কথা ইলেকট্রনের ভাষায় বলে।

জারক আর বিজারক: কে কাকে বদলায়

এখানে প্রায় সবাই গোলমাল করে। জারক সেই পদার্থ, যে অন্যকে জারিত করে, আর তা করতে গিয়ে নিজে বিজারিত হয়। বিজারক অন্যকে বিজারিত করে এবং নিজে জারিত হয়। নাম দেওয়া হয়েছে অন্যের ওপর কাজের ভিত্তিতে, নিজের ওপর কী ঘটল তার ভিত্তিতে নয়।

প্রথম বিক্রিয়ায় যাচাই করো। Cu²⁺ দস্তার কাছ থেকে ইলেকট্রন নেয়। Cu²⁺-এর কারণে দস্তা জারিত হয়, তাই Cu²⁺ জারক, আর সে নিজে বিজারিত। দস্তা ইলেকট্রন দেয়, তাই দস্তা বিজারক। সিমুলেশনের পাঁচটি বিক্রিয়া একসঙ্গে:

অর্ধ-সমীকরণ ও তা দিয়ে সমতা

অর্ধ-সমীকরণ স্থানান্তরের শুধু একটা অর্ধেক দেখায়, ইলেকট্রনকে স্পষ্ট লিখে। জারণে ইলেকট্রন থাকে ডান দিকে (উৎপাদে), বিজারণে বাঁ দিকে (বিক্রিয়কে)। মজা হলো দুটো যোগ করলে ইলেকট্রন কেটে যায়, আর পূর্ণ সমীকরণ পাওয়া যায়।

পারম্যাঙ্গানেট আর আয়রন(II) দিয়ে পদ্ধতিটা দেখি। ধাপ ১: দুই অর্ধ আলাদা লেখো। Fe²⁺ → Fe³⁺ + e⁻ (লোহা +২ থেকে +৩) এবং MnO₄⁻ → Mn²⁺ (ম্যাঙ্গানিজ +৭ থেকে +২)। ধাপ ২: অক্সিজেন মেলাও H₂O দিয়ে, হাইড্রোজেন মেলাও H⁺ দিয়ে, তারপর আধান মেলাতে ইলেকট্রন বসাও: MnO₄⁻ + 8H⁺ + 5e⁻ → Mn²⁺ + 4H₂O। ধাপ ৩: ইলেকট্রন সমান করো। ম্যাঙ্গানিজ নেয় ৫টি, লোহা দেয় ১টি, তাই ম্যাঙ্গানিজের অর্ধকে ১ দিয়ে, লোহার অর্ধকে ৫ দিয়ে গুণ করো। ধাপ ৪: যোগ করে ইলেকট্রন কাটো।

ফল: MnO₄⁻ + ৫Fe²⁺ + 8H⁺ → Mn²⁺ + ৫Fe³⁺ + 4H₂O। “KMnO₄ দিয়ে Fe²⁺” বিক্রিয়া বেছে বাঁকা পথে ৫টি ইলেকট্রন চলতে দেখো: ৫টি আয়রনের প্রত্যেকে একটি করে দিচ্ছে।

পাঁচটি বিক্রিয়া, একটা একটা করে

প্রতিটি বিক্রিয়া জারণ-বিজারণের একটু আলাদা দিক দেখায়। পড়তে পড়তে বিক্রিয়া বদলাও।

• দস্তা ও কপার সালফেট: ক্লাসিক উদাহরণ। নীল কপার সালফেটে ধূসর দস্তার পাত ডোবালে ধীরে ধীরে তামার বাদামি আস্তরণ পড়ে, নীল রং ফিকে হয়। প্রতি Zn-এ ২টি ইলেকট্রন: দস্তা ০ থেকে +২, তামা +২ থেকে ০।
• লোহায় মরিচা: ৪টি লোহার পরমাণু আর তিনটি O₂ মিলে দুটি Fe₂O₃। লোহা ০ থেকে +৩, অক্সিজেন ০ থেকে −২, আর ১২টি ইলেকট্রন চলে। মরিচা ধীর গতির জারণ-বিজারণ, পানি আর লবণ তাকে বাড়ায়।
• ম্যাগনেসিয়াম ও HCl: ম্যাগনেসিয়াম +২ হয়, হাইড্রোজেন +১ থেকে ০ নামে, আর যে বুদবুদ দেখো সেটা H₂। ক্লোরিন পুরো সময় −১ থাকে, সে দর্শক আয়ন, তাই অ্যানিমেশনে তার বলয় ধূসর।
• KMnO₄ দিয়ে Fe²⁺: বেগুনি পারম্যাঙ্গানেট (ম্যাঙ্গানিজ +৭) বিজারিত হয়ে প্রায় বর্ণহীন Mn²⁺ (+২) হয়। তাই টাইট্রেশনে এ নিজেই নির্দেশক।
• হাইড্রোজেন ও ক্লোরিন: দুই মৌলই শুরুতে ০। হাইড্রোজেন শেষে +১, ক্লোরিন −১। HCl গ্যাসে আয়ন নেই, আছে ক্লোরিনের দিকে টানা একটা ভাগাভাগি জোড়া, তবু জারণ সংখ্যা বলে দেয় কোন পরমাণু কার্যত ইলেকট্রন হারিয়েছে।

সিমুলেশনে নিজে করে দেখো

ক্রমানুসারে করো। আগে অনুমান লিখে রাখো, তারপর দেখো।

• পরীক্ষা ১: সংখ্যা লুকিয়ে Mg + 2HCl-এর প্রতিটি পরমাণুর জারণ সংখ্যা অনুমান করো। চালাও, তারপর সংখ্যা দেখিয়ে নিজের নম্বর দাও।
• পরীক্ষা ২: “লোহায় মরিচা” বাছো। পথে ইলেকট্রন গোনো (১২টি), লোহার পরমাণু দিয়ে ভাগ দাও (৪টি)। প্রতিটি লোহার আয়নের আধান পেয়ে যাবে।
• পরীক্ষা ৩: “KMnO₄ দিয়ে Fe²⁺” বাছো আর যে পরমাণুদের রঙিন বলয় নেই (H⁺ ও অক্সিজেন) তাদের খোঁজো। তাদের সংখ্যা বদলায় না, তাই ইলেকট্রন স্থানান্তরে তারা অংশ নেয় না।
• পরীক্ষা ৪: পাঁচটি বিক্রিয়ার প্রতিটিতে লেবেল পড়ার আগে বিজারকের নাম বলো। ভুল হলে কোন নিয়মে ফসকালে খুঁজে বের করো।
• পরীক্ষা ৫: বিন্দুগুলো পৌঁছানোর মুহূর্তে থামাও, দুটি অর্ধ-সমীকরণ খাতায় যোগ করে ইলেকট্রন সত্যিই কাটে কি না দেখো।

সমাধান করা গাণিতিক সমস্যা

এখানকার সব সংখ্যা অ্যানিমেশনের একই গণনা থেকে নেওয়া।

যে ভুলগুলো সবাই করে

প্রতি বছর এখানেই নম্বর কাটে।

• জারক আর যে পরমাণু বদলায় তাদের গুলিয়ে ফেলা: জারক সেই পদার্থ, যে নিজে বিজারিত হয়।
• জারণ সংখ্যা চিহ্ন আগে বসিয়ে লেখা: +২, ২+ নয়। আধান উল্টো করে লেখা হয়: Cu²⁺।
• অক্সিজেন সব জায়গায় −২ ধরা। H₂O₂ জাতীয় পারঅক্সাইডে সে −১।
• সংকেতে একাধিক পরমাণু থাকলে একটার হিসাব করা: Cr₂O₇²⁻-এ দুটি ক্রোমিয়ামের জন্য একসঙ্গে সমীকরণ।
• সব বিক্রিয়াকেই রেডক্স ভাবা। NaOH + HCl → NaCl + H₂O-তে কোনো জারণ সংখ্যা বদলায় না।
• অর্ধ-সমীকরণে ইলেকট্রন উল্টো দিকে লেখা: জারণে ইলেকট্রন হারায়, তাই উৎপাদের দিকে।

চারপাশে জারণ-বিজারণ

সারাদিন আমরা এই বিক্রিয়ার মধ্যেই বাস করি।

• ব্যাটারি: প্রতিটি কোষে একটি স্বতঃস্ফূর্ত রেডক্স বিক্রিয়া জমানো থাকে, ইলেকট্রন তোমার ফোনের ভেতর দিয়ে ঘুরে অন্য প্রান্তে যায়।
• শ্বসন: গ্লুকোজ জারিত হয়ে CO₂ হয়, অক্সিজেন বিজারিত হয়ে পানি। কোষ ধাপে ধাপে শক্তি ধরে রাখে।
• ব্লিচ ও জীবাণুনাশক: ক্লোরিনঘটিত যৌগ জারক, জীবাণু ও দাগের রসায়ন নষ্ট করে।
• ধাতু নিষ্কাশন: ব্লাস্ট ফার্নেসে কার্বন দিয়ে লোহার আকরিক বিজারিত হয়; অ্যালুমিনিয়াম বিজারিত হয় তড়িৎ বিশ্লেষণে।
• মরিচা রোধ: গ্যালভানাইজিং-এ ইস্পাতের ওপর দস্তা দেওয়া হয়। দস্তা শক্তিশালী বিজারক, তাই সে আগে জারিত হয় আর ইস্পাত বেঁচে যায়।

পরীক্ষার কোণ (SSC, HSC)

না দেখে করো, তারপর মিলিয়ে নাও।

• KMnO₄-এ Mn-এর জারণ সংখ্যা কত? (উত্তর: +৭) K₂Cr₂O₇-এ Cr-এর? (উত্তর: +৬)
• Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂ বিক্রিয়ায় জারক, বিজারক ও জারিত পদার্থ কোনটি? উত্তর: জারক HCl, বিজারক Mg, জারিত পদার্থ Mg।
• Zn + Cu²⁺ বিক্রিয়ার দুটি অর্ধ-সমীকরণ লেখো আর স্থানান্তরিত ইলেকট্রনের সংখ্যা বলো (২টি)।
• H₂O₂ কেন জারক ও বিজারক দুই ভূমিকাই নিতে পারে? (অক্সিজেন −১, যা ০ আর −২-এর মাঝখানে।)
• এক মোল MnO₄⁻ অম্লীয় মাধ্যমে কত মোল Fe²⁺ জারিত করে? উত্তর: ৫ মোল।

পুনরালোচনা: এক মিনিটে পুরো পাতা

পরীক্ষার আগে এটুকু পড়ে নাও।

• জারণ = ইলেকট্রন হারানো = জারণ সংখ্যা বাড়ে। বিজারণ = ইলেকট্রন পাওয়া = সংখ্যা কমে।
• জারক নিজে বিজারিত হয়; বিজারক নিজে জারিত হয়।
• মৌল ০; O −২, H +১; সব সংখ্যার যোগফল = আধান।
• অর্ধ-সমীকরণে জারণে ইলেকট্রন উৎপাদে, বিজারণে বিক্রিয়কে।
• সমতার ধাপ: অর্ধ আলাদা করো, O-এর জন্য H₂O, H-এর জন্য H⁺, ইলেকট্রন বসাও, সমান করো, যোগ করো।
• যত ইলেকট্রন হারায়, ঠিক তত ইলেকট্রন পায়।

সচরাচর জিজ্ঞাসা