বজ্রপাত ও N ফিক্সেশন

বজ্রপাত ও N ফিক্সেশন (Lightning and N-Fixation) 

প্রশ্ন-৫ : নাইট্রোজেন সংবদ্ধকরণ বলতে কি বুঝ ?

উত্তর : যে প্রক্রিয়ার মাধ্যমে বায়ুমণ্ডলে মুক্ত N_{2} \text { গ্যাসকে } N_{2} যৌগে পরিণত এবং ব্যবহার উপযোগী করে আবদ্ধ করে রাখা হয় সে প্রক্রিয়াকে N–Fixation বা সংবদ্ধকরণ বলা হয়।

নিম্নোক্ত ২টি পদ্ধতিতে N_{2} সংবদ্ধকরণ করা হয়-

(১) প্রাকৃতিক পদ্ধতি : 

(ক) বজ্রপাতের সময়\mathrm{N}_{2} ও \mathrm{O}_{2} মিলে NO গ্যাসে পরিণত হয় যা অতিরিক্ত O_{2} এবং পানির সাথে বিক্রিয়া করে নাইট্রিক এসিডে \left(\mathrm{HNO}_{3}\right)  পরিণত হয় যা ভূপৃষ্ঠে Ca লবণের সাথে বিক্রিয়া করে \mathrm{Ca}\left(\mathrm{NO}_{3}\right)_{2} এ পরিণত হয়ে নাইট্রেট লবণ হিসেবে আবদ্ধ থাকে। 

\mathrm{N}_{2}+\mathrm{O}_{2} \rightarrow 2 \mathrm{NO} \mathrm{NO}+\mathrm{O}_{2} \rightarrow \mathrm{NO}_{2} \mathrm{NO}_{2}+\mathrm{O}_{2}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \rightarrow \mathrm{HNO}_{3} 2 \mathrm{HNO}_{3}+\mathrm{CaO} \rightarrow \mathrm{Ca}\left(\mathrm{NO}_{3}\right)_{2}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}

(খ) কতিপয় উদ্ভিদের শিকড়ের গুটিতে এক ধরণের সিমবায়োটিক জীবাণু অবস্থান করে যা বায়ুর N_{2} গ্যাসকে শোষণ করে উদ্ভিদের Protean উৎপাদনে সাহায্য করে।

২) কৃত্রিম পদ্ধতি : 

(ক) হেবার পদ্ধতিতে \mathrm{NH}_{3} শিল্পোৎপাদনের ক্ষেত্রে বায়ুর N_{2} কে বিভিন্ন শর্তাধীনে বিক্রিয়ার মাধ্যমে \mathrm{NH}_{3} হিসেবে আবদ্ধ করা হয়।

\mathrm{N}_{2}+3 \mathrm{H}_{2} \longrightarrow 2 \mathrm{NH}_{3}

(খ) \mathrm{HNO}_{3}এর শিল্প উৎপাদনশীলকালে বৈদ্যতিক চুল্লীতে প্রায় 3000℃ তাপমাত্রায় \mathrm{N}_{2} ও \mathrm{O}_{2} এর বিক্রিয়ার মাধ্যমে NO গ্যাস তৈরী করা হয় যা নিম্নরূপ বিক্রিয়ার মাধ্যমে \mathrm{HNO}_{3} এ পরিণত হয়।

\mathrm{N}_{2}+\mathrm{O}_{2} \rightarrow 2 \mathrm{NO} \rightarrow 2 \mathrm{NO}_{2}

                                                                \perp+\mathrm{O}_{2}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}

                                              \mathrm{HNO}_{3}

 

প্রশ্ন-৬ : বজ্রপাতের সময় বায়ুমণ্ডলের সংঘটিত বিক্রিয়া।

উত্তর : সাধারণ তাপমাত্রায় N_{2} \text {এবং } O_{2} এবং N_2 বিক্রিয়া করে না। N_{2} কে অ্যাজোট বা নিস্ক্রিয় মৌল বলা হয়। বৃষ্টির সময় মেঘে মেঘে প্রচণ্ড গতিতে সংঘর্ষ হলে বজ্রপাতের সময় ঐ স্থানের এই তাপমাত্রা হয় প্রায় 3000℃। এই তাপমাত্রায় বায়ুস্থ N_{2} \text {এবং } O_{2} এর মধ্যে বিক্রিয়া করে প্রথমে NO, পরে এটি বায়ুর অক্সিজেন দ্বারা জারিত হয়ে \mathrm{NO}_{2} এ পরিণত হয়। সর্বশেষ \mathrm{NO}_{2} বায়ুর অক্সিজেন এবং বৃষ্টির পানির সাথে বিক্রিয়া করে \mathrm{HNO}_{3} এ পরিণত হয়।

\mathrm{N}_{2}+\mathrm{O}_{2} \rightarrow 2 \mathrm{NO} 2 \mathrm{NO}+\mathrm{O}_{2} \rightarrow 2 \mathrm{NO}_{2} 4 N O_{2}+O_{2}+2 H_{2} O \rightarrow 4 H N O_{3}

প্রশ্ন-৭ : সংঘবদ্ধ বায়ুস্থ N_{2} কীভাবে বায়ুমণ্ডলে ফিরে যায় ?

উত্তর : উদ্ভিদ ও প্রাণীর মৃত্যুর পর বিভিন্ন ব্যাকটেরিয়া দ্বারা জীবদেহের পচন ঘটে। ফলে জীবদেহের প্রোটিন নাইট্রোসোফাইং জীবাণুর প্রভাবে বিয়োজিত হয়ে \mathrm{NH}_{3} গ্যাস পরিণত হয়। এই \mathrm{NH}_{3} গ্যাস নাইট্রোসোমোনাস জীবাণুর প্রভাবে জারিত হয়ে \mathrm{HNO}_{2}গঠন করে, যা পরে লবণ তৈরি করে এবং বাকি অংশ ডি- নাইট্রিফাইং জীবাণুর প্রভাবে বিয়োজিত হয়ে N_{2} গ্যাসে পরিণত হয়ে বায়ুমণ্ডল ফিরে যায়। এতে বায়ুমণ্ডলের N_{2} এর পরিমাণ (প্রায় 78% আয়তনে) স্থির থাকে।