40 mL 0.1 M $F{e}^{2+}$ এর জলীয় দ্রবণকে ট্রাইট্রেশন করতে 0.1 M $KMn{O}_4$ এর জলীয় দ্রবণের আয়তন কত?

এই টাইট্রেশনটি একটি জারণ-বিজারণ (Redox) টাইট্রেশন, যেখানে \(KMnO_4\) একটি শক্তিশালী জারক পদার্থ এবং \(Fe^{2+}\) একটি বিজারক পদার্থ।

বিক্রিয়াটি অম্লীয় মাধ্যমে সম্পন্ন হয় এবং এর সমীকৃত রূপ নিম্নরূপ:

জারণ অর্ধ-বিক্রিয়া (Oxidation half-reaction):

\(Fe^{2+} \to Fe^{3+} + e^-\)

বিজারণ অর্ধ-বিক্রিয়া (Reduction half-reaction):

\(MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- \to Mn^{2+} + 4H_2O\)

ইলেকট্রন সংখ্যা সমান করার জন্য, জারণ অর্ধ-বিক্রিয়াকে 5 দ্বারা গুণ করতে হবে:

\(5Fe^{2+} \to 5Fe^{3+} + 5e^-\)

এবার উভয় অর্ধ-বিক্রিয়া যোগ করে পূর্ণ সমীকরণ পাই:

\(MnO_4^- + 5Fe^{2+} + 8H^+ \to Mn^{2+} + 5Fe^{3+} + 4H_2O\)

এই সমীকরণ থেকে দেখা যায় যে, 1 মোল \(KMnO_4\) (বা \(MnO_4^-\)) 5 মোল \(Fe^{2+}\) এর সাথে বিক্রিয়া করে।

তাই, স্টয়চিওমেট্রিক অনুপাত (\(KMnO_4 : Fe^{2+}\)) হল \(1:5\)।

জারণ-বিজারণ টাইট্রেশনের জন্য সাধারণ সূত্রটি হলো:

\( \frac{M_1V_1}{n_1} = \frac{M_2V_2}{n_2} \)

যেখানে,

    
• \(M_1\) = \(KMnO_4\) এর মোলারিটি
    
• \(V_1\) = \(KMnO_4\) এর আয়তন (যা নির্ণয় করতে হবে)
    
• \(n_1\) = \(KMnO_4\) এর স্টয়চিওমেট্রিক সহগ = 1
    
• \(M_2\) = \(Fe^{2+}\) দ্রবণের মোলারিটি
    
• \(V_2\) = \(Fe^{2+}\) দ্রবণের আয়তন
    
• \(n_2\) = \(Fe^{2+}\) এর স্টয়চিওমেট্রিক সহগ = 5

প্রদত্ত মানগুলো হলো:

    
• \(M_1 = 0.1 \text{ M}\) (\(KMnO_4\) এর)
    
• \(V_1 = ?\)
    
• \(n_1 = 1\)
    
• \(M_2 = 0.1 \text{ M}\) (\(Fe^{2+}\) এর)
    
• \(V_2 = 40 \text{ mL}\)
    
• \(n_2 = 5\)

এখন, সূত্রে মান বসিয়ে পাই:

\( \frac{0.1 \text{ M} \times V_1}{1} = \frac{0.1 \text{ M} \times 40 \text{ mL}}{5} \)

\( 0.1 \times V_1 = 0.1 \times 8 \)

\( V_1 = \frac{0.1 \times 8}{0.1} \)

\( V_1 = 8 \text{ mL} \)

সুতরাং, 40 mL 0.1 M \(Fe^{2+}\) এর জলীয় দ্রবণকে ট্রাইট্রেশন করতে 0.1 M \(KMnO_4\) এর জলীয় দ্রবণের 8 mL আয়তন প্রয়োজন হবে।