${}_1{}^2\mathrm{A} \mathrm{ও} {}_1{}^3\mathrm{B}$পরস্পরের আইসোটোপ কেন? ব্যাখ্যা করো। 

(অনুধাবন)

ক্যালামাইনের রাসায়নিক সংকেত হলো ZnCO₃ ।

তাপজারণ মূলত একটি রাসায়নিক গাঢ়ীকরণ পদ্ধতি। এ পদ্ধতিতে ধাতুর সালফাইড আকরিককে বায়ুর উপস্থিতিতে উত্তপ্ত করে ধাতব অক্সাইডে পরিণত করা হয়।

গাঢ়ীকৃত জিংক ব্লেন্ডকে 900°C তাপমাত্রায় তাপজারণ করা হয়। ফলে জিংক অক্সাইড উৎপন্ন হয়।

বিক্রিয়া : 2ZnS(s) + 3O₂(g) $\underset{∆}{\to }$ 2ZnO(s) + 2SO₂(g)

ক্যালমাইনের তাপজারণে উৎপন্ন জিংক অক্সাইড ZnO, কে কোক কার্বনের সাথে মিশ্রিত করে চীনা মাটির তৈরি রিটর্টে নেয়া হয়। উক্ত মিশ্রণকে জ্বালানি গ্যাসের সাহায্যে 1350°C তাপমাত্রায় 24 ঘন্টা যাবৎ উত্তপ্ত করা হয়। জিংক অক্সাইড কার্বন দ্বারা বিজারিত হয়ে জিংক ধাতুর বাষ্প এবং কার্বন মনোঅক্সাইড উৎপন্ন হয়।

Zno(s) + C(s) $\underset{∆}{\to }$ Zn(s) + CO(g)

উৎপন্ন জিংক বাষ্প গ্রাহক শীতকে প্রবেশ করে এবং এর অধিকাংশ ঘনীভূত হয়ে তরল জিংক রূপে জমা হয়। কিছু জিংক বাষ্প রিটর্টে উপস্থিত অক্সিজেন দ্বারা জারিত হয়ে জিংক অক্সাইড উৎপন্ন করে। উৎপন্ন জিংক অক্সাইড ও অবশিষ্ট জিংক বাষ্প প্রোলং-এ ঘনীভূত হয়।

রিটর্টে সংগঠিত বিক্রিয়াটি আমরা নিম্নরূপে ব্যাখ্যা করতে পারি-

$\mathrm{ZnO} \stackrel{∆}{\to } {\mathrm{Zn}}_2+ + {\mathrm{O}}^{2-}$

O²+C $\to$CO + 2e^- (জারণ)

Zn²⁺ + 2e^- $\to$Zn (বিজারণ)

অর্থাৎ কোক কার্বন জিংক অক্সাইডের অক্সিজেনের সহিত বিক্রিয়া করে কার্বন মনোঅক্সাইড উৎপন্ন করে এবং দুটি ইলেকট্রন ত্যাগ করে। উৎপন্ন ইলেকট্রন দুটি জিংক আয়ন গ্রহণ করে জিংক ধাতু উৎপন্ন করে। যা মূলত একটি বিজারণ বিক্রিয়া।

তাই এক কথায় বলা যায় রিটর্টে সংঘটিত মূল বিক্রিয়াটি মূলত কার্বন বিজারণ বিক্রিয়া।

যে সকল ধাতু কার্বন বিজারণ পদ্ধতিতে নিষ্কাশন করা যায় না শুধু মাত্র সেগুলোই তড়িৎ বিশ্লেষণ পদ্ধতিতে নিষ্কাশন করা হয়। কেননা, প্রথমত, কার্বন বিজারণ পদ্ধতিতে ব্যবহৃত কাঁচামাল কোক কার্বন সবচেয়ে সহজলভ্য। প্রকৃতিতে প্রচুর পরিমাণে এ উপাদান বিদ্যমান তাই এর ব্যবহার সার্বিক উৎপাদন খরচ হ্রাসে সহায়তা করে।

অপরদিকে তড়িৎ বিশ্লেষণ একটি অত্যাধিক ব্যয়বহুল 'প্রক্রিয়া। কেননা এ প্রক্রিয়ায় বাহ্যিক তড়িৎ প্রবাহের সাহায্যে কোন গলিত বা দ্রবীভূত বিশ্লেষ্যকে উপাদান মৌলে পৃথক করা হয়। ফলে নিরবিচ্ছিন্ন বিদ্যুৎ প্রবাহ এক্ষেত্রে অপরিহার্য, যা নিঃসন্দেহে একটি ব্যয় বহুল খাত।

দ্বিতীয়, কার্বন বিজারণ পদ্ধতিতে ক্যালামাইন আকরিককে গুড়া করার পর বহুতাক বিশিষ্ট চুল্লিতে 900°C তাপমাত্রায় তাপজারণ করা হয়। ফলে জিংক অক্সাইড উৎপন্ন হয়।

ZnCO₃(s) $\underset{900°\mathrm{C} }{\overset{∆}{\to }}$ ZnO(s) + CO₂(g)

অতঃপর উক্ত ZnO কে সহজলভ্য কোক কার্বনের সাথে মিশ্রিত করে জ্বালানি গ্যাসের সাহায্যে 1300°C তাপমাত্রায় 24 ঘন্টা উত্তপ্ত করা হলে জিংক বাষ্প এবং কার্বন মনোঅক্সাইড উৎপন্ন হয়। অর্থাৎ এক্ষেত্রে প্রয়োজনীয় সর্বোচ্চ তাপমাত্রা 1350°C

অপরদিকে ক্যালামাইন হতে তড়িৎ বিশ্লেষণ প্রক্রিয়ায় ধাতু নিষ্কাশন করতে হলে ক্যালামাইনের গলিত তরল তড়িৎবিশ্লেষ্য রূপে ব্যবহার করতে হবে। এক্ষেত্রে প্রয়োজনীয় তাপমাত্রা হবে 1975°C। যা কার্বন বিজারণ পদ্ধতি অপেক্ষা প্রায় 600°C অধিক। অর্থাৎ এ উচ্চ তাপমাত্রা প্রয়োগ এবং নিয়ন্ত্রণ শুধু ব্যয়বহুলই নয়, বেশ কঠিন।

তাই ক্যালমাইন হতে জিংক ধাতু নিষ্কাশণে প্রথমে অল্প তাপে তাপজারণ করে ZnO, দ্বিতীয় ধাপে উক্ত ZnO, কোক কার্বনের সহিত যুক্ত করে চীনা মাটির তৈরি রিটর্টে নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করে তরল অবিশুদ্ধ জিংক আহরণ করা হয়।

পরিশেষে, উক্ত অবিশুদ্ধ জিংক তড়িৎ বিশ্লেষণ পদ্ধতিতে আরো বিশুদ্ধ করা হয়। ফলে 99.95% বিশুদ্ধ জিংক উৎপন্ন হয়।

ভূ-পৃষ্ঠে বা ভূ-গর্ভে যে সব শিলাস্তূপে প্রচুর পরিমাণে কোন যৌগ বা মুক্ত মৌল হিসেবে কোন মূল্যবান ধাতু বা অধাতু পাওয়া যায় তাদেরকে খনিজ বলে।

খনিজ বলতে আমরা সেই সব শিলাস্তূপকে বুঝি যা ভূ-পৃষ্ঠে বা ভূ-গর্ভে অবস্থিত এবং তাতে কোন মূল্যবান ধাতু বা অধাতু মুক্ত মৌল বা যৌগ হিসেবে অবস্থান করে।

যে সকল খনিজ থেকে লাভজনকভাবে ধাতু বা অধাতুকে সংগ্রহ বা নিষ্কাশন করা যায় সে সকল খনিজকে আকরিক বলে। বক্সাইট থেকে লাভজনকভাবে অ্যালুমিনিয়াম ধাতু নিষ্কাশন করা যায়। অতএব বক্সাইটকে অ্যালুমিনিয়ামের আকরিক বা খনিজ বলা হয়। আবার, কাদামাটি থেকে লাভজনকভাবে অ্যালুমিনিয়াম ধাতু নিষ্কাশন করা যায় না, সেজন্য কাদামাটি শুধু অ্যালুমিনিয়ামের খনিজ কিন্তু আকরিক নয়। অতএব, আমরা বলতে পারি আকরিক হলে সেটা অবশ্যই খনিজ হতে হবে কিন্তু খনিজ হলে সেটা আকরিক নাও হতে পারে। তাই সকল আকরিক খনিজ হলেও সকল খনিজ আকরিক নয়।