রসায়ন দ্বিতীয় পত্র · একাদশ-দ্বাদশ · অধ্যায় ১ · ১.১৩

অ্যাসিড বৃষ্টি।

নির্মল আকাশের বৃষ্টিও কি পুরোপুরি বিশুদ্ধ? না, তারও pH নামে ৫.৬ এর কাছাকাছি। তাহলে কখন সেই বৃষ্টি এসিড বৃষ্টি হয়ে যায়, আর তাজমহলের মার্বেল কেন ক্ষয়ে? দোষী দুই দল গ্যাস, আর একটা গ্যাস নির্দোষ।

১. স্বাভাবিক বৃষ্টিও সামান্য অম্লীয়

স্বাভাবিক বৃষ্টির জলে বায়ুর CO₂ দ্রবীভূত হয়ে কার্বনিক এসিড (H₂CO₃) রূপে থাকে। এটা দুর্বল এসিড, তাই খুব কম আয়নিত হয়: CO₂(g) + H₂O(l) ⇌ H₂CO₃(aq) ⇌ H⁺(aq) + HCO₃⁻(aq)।

কার্বনিক এসিডের জন্য বৃষ্টির জলের pH এর সবচেয়ে কম মান হতে পারে ৫.৬১। এসিডটার আয়নীকরণ ধ্রুবক Ka₁ = ৪.৫ × 10⁻⁷ আর Ka₂ = ৫.৬ × 10⁻¹¹, দুটোই খুব ছোট, তাই এর বেশি নামা কার্বনিক এসিডের কর্ম নয়।

বায়ুমণ্ডল থেকে নামা বৃষ্টিতে pH এর মান ৫.৬ এর কম হলে তাকে এসিড বৃষ্টি বলে। কারণ মনুষ্যসৃষ্ট বায়ু দূষণ। কলকারখানা অঞ্চলে এসিড বৃষ্টির pH সাধারণত ৫.৬ থেকে ৩.৫ এর মধ্যে থাকে।

২. তিন এসিড, দুই পথ

এসিড বৃষ্টির মূলে তিনটা এসিড: H₂SO₃, H₂SO₄ আর HNO₃। এরা তৈরি হয় প্রাইমারি দূষক SO₂ আর নাইট্রোজেন অক্সাইড (NOx) থেকে। সব পথেই আগে অক্সাইড, তারপর পানি।

সালফিউরাস এসিডের পথ: অধিক সালফারযুক্ত কয়লা পুড়ে SO₂ হয়। বৃষ্টির পানিতে SO₂ বিক্রিয়া করে H₂SO₃ দেয়, আর ওজোন ও H₂O₂ তাকে জারিত করে H₂SO₄ বানায়: H₂O + SO₂ → H₂SO₃; H₂SO₃ + H₂O₂ → H₂SO₄ + H₂O।

সালফিউরিক এসিডের সরাসরি পথ: SO₂ বায়ুতে জারিত হয়ে SO₃ হয়, SO₂ + O₃ → SO₃ + O₂। তারপর SO₃ + H₂O → H₂SO₄।

নাইট্রিক এসিডের পথ লম্বা, চার ধাপের। বিদ্যুৎ কেন্দ্র আর মোটর ইঞ্জিনে N₂ + O₂ → NO। NO বায়ুর O₂ এ NO₂ হয়: 2NO + O₂ → 2NO₂। তারপর 2NO₂ + O₃ → N₂O₅ + O₂, আর শেষে N₂O₅ + H₂O → 2HNO₃। ধাপগুলো ক্রমে ট্যাপ করো।

এবার গ্যাস আর এসিড মেলাও। সাবধান: একটা গ্যাস শুধু স্বাভাবিক বৃষ্টি বানায়।

৩. pH কতটা নামে

সবল এসিড H₂SO₄ আর HNO₃ বৃষ্টির পানির pH ২.৭ থেকে ১.৮ পর্যন্ত কমিয়ে দেয়। pH ২.৭, ভিনেগারের মতো, মাপা হয়েছিল সুইডেনে। pH ১.৮, লেমন জুস আর পাকস্থলীর এসিডের মতো, মাপা হয়েছিল ভার্জিনিয়ায়। দুটোই ১৯৮৪ সালে।

হাতল টেনে pH কমাও, আর প্রতিটা জায়গায় এলাকার নাম দেখো। উপরের ঘরে ঘটনা বেছেও নিতে পারো।

এবার ঘটনাগুলো নিজে pH এর ঘরে বসাও।

৪. এসিড বৃষ্টি কী কী ক্ষতি করে

ভারতের “মথুরা অয়েল রিফাইনারি” থেকে বেরোনো SO₂ এসিড বৃষ্টি ঘটাচ্ছে। তাতে “তাজমহল”-এর মার্বেল পাথর আক্রান্ত হচ্ছে, আর ধাতুর তৈরি ব্রিজ ও অট্টালিকারও ক্ষতি হয়।

জলজ প্রাণী ও উদ্ভিদ আক্রান্ত হয়। কম pH এর পানিতে মাছের ডিম ফোটা বাধা পায়। অম্লত্ব খুব বেশি হলে জলাশয়ের গোটা বাস্তুতন্ত্র ধ্বংস হয়ে জলাশয় বন্ধ্যা হতে পারে।

বৃষ্টি অরণ্যের বিশেষ ক্ষতি হয়, আর বীজের অঙ্কুরোদ্গম বাধা পায়। এসিড বৃষ্টি মাটির ক্যালসিয়াম, অ্যালুমিনিয়াম ও জিংকের ফসফরাস যৌগ ধুয়ে নিয়ে মাটিকে অনুর্বর করে।

৫. প্রতিকার

এসিড বৃষ্টির পরে পুকুর, হ্রদ ও কৃষি জমিতে চুন বা চুনাপাথরের গুঁড়া ছিটানো হয়। অতিরিক্ত এসিড তখন ক্যালসিয়াম লবণে পরিণত হয়। কিন্তু এ কাজে খরচ খুব বেশি।

তাই আসল কাজ ট্রপোস্ফিয়ারকে SO₂ ও NOx মুক্ত রাখা। শিল্পক্ষেত্রে বসে FGD প্ল্যান্ট, আর মোটর কারে ক্যাটালাইটিক কনভার্টার, যা NOx কে বিজারিত করে N₂ বানায়।

FGD (ফ্লু-গ্যাস ডিসালফারিজেশন) প্ল্যান্টে চিমনির SO₂ মেশানো ফ্লু-গ্যাস চুনাপাথর বা চুনের পানির মিশ্রণে চালানো হয়: CaCO₃ + SO₂ → CaSO₃ + CO₂ (তাপে); 2CaSO₃ + O₂ + 4H₂O → 2CaSO₄.2H₂O। শেষ পদার্থ জিপসাম, যা dry wall তৈরিতে লাগে।

আরেক পদ্ধতিতে CH₄ দিয়ে SO₂ বিজারিত হয়ে H₂S হয়। H₂S ও SO₂ এর মিশ্রণ Fe₂O₃ প্রভাবকের উপর সালফারে পরিণত হয়, আর সেই সালফার থেকে H₂SO₄ বানানো হয়: 16H₂S + 8SO₂ → 3S₈ + 16H₂O (প্রভাবক Fe₂O₃)।

NOx এর বিজারণে অটোমোবাইলের নির্গত গ্যাস V₂O₅ দিয়ে বিজারিত হয়ে CO₂, N₂, H₂O ও O₂ হয়। পাওয়ার প্ল্যান্টের চিমনির NO অ্যামোনিয়া দিয়ে বিজারিত হয়ে N₂ হয়: 4NO + 4NH₃ + O₂ → 4N₂ + 6H₂O (তাপে)।

৬. কে দোষী, আর বৃষ্টি কোথায় পড়ে

CO₂ এসিড বৃষ্টির সঙ্গে সম্পৃক্ত নয়, কারণ CO₂ থেকে কেবল দুর্বল H₂CO₃ হয়। এসিড বৃষ্টির জন্য দায়ী SO₂।

SO₂ এর উৎস: তাপ বিদ্যুৎ কেন্দ্র (কয়লা), অটোমোবাইল, সালফাইড আকরিক থেকে Zn, Cu, Pb নিষ্কাশন, H₂SO₄ প্ল্যান্ট আর ইটভাটা। NOx এর উৎস: অটোমোবাইল, বিদ্যুৎ কেন্দ্র আর HNO₃ প্ল্যান্ট।

উচ্চ সালফারযুক্ত কয়লার এলাকায় H₂SO₄ বেশি ভূমিকা রাখে। যে শহরে যানবাহন বেশি, সেখানে HNO₃। উদাহরণ চট্টগ্রামের পতেঙ্গা: TSP সার, সিমেন্ট, পেট্রোলিয়াম রিফাইনারি আর রাসায়নিক কারখানা।

অধঃক্ষেপণ এসিড বৃষ্টি বায়ুপ্রবাহের উপর নির্ভর করে, তাই উৎস থেকে অনেক দূরেও পড়তে পারে। নরওয়েতে এসিড বৃষ্টির উপাদান আসে দক্ষিণের ইউরোপীয় দেশের শিল্প কারখানা থেকে।

একটা জৈব দূষক সম্পূর্ণ জারিত হলে CO₂ ও H₂O হয়। এই CO₂ পানিতে দ্রবীভূত হয়ে দুর্বল এসিড H₂CO₃ দেয়, তাই দ্রবণ অম্লধর্মী। হাইড্রোকার্বন পুড়লেও CO₂ হয়, কিন্তু CO₂ দহনে সাহায্য করে না।

৭. মিলিয়ে দেখো

তিনটা প্রশ্ন, পরীক্ষার ধাঁচে। প্রথমটা।

দ্বিতীয়টা।

শেষটা।

পুরো নোটটা সাতটা কার্ডে।

সূত্র: রসায়ন দ্বিতীয় পত্র, একাদশ-দ্বাদশ শ্রেণি (এনসিটিবি), অধ্যায় ১ “পরিবেশ রসায়ন”, অনুচ্ছেদ ১.১৩।