সৃজনশীলঃ ‘25°C তাপমাত্রায় 1…’ যশোর বোর্ড ২০২৩ – রাসায়নিক পরিবর্তন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

কোনো দ্রবণের pH (0 - 14) এর ভিতরে ধরা হয়।

H₂O → 2[H⁺] + [OH^-] 

[H⁺] = 1 হলে pH = - log [H⁺] = 0

[OH^-] = 1 হলে

[H⁺] $=\frac{K_W}{\left[{\mathrm{OH}}^{-}\right]}$

$=\frac{{10}^{-14}}{1}$[25⁰C তাপমাত্রায় K_W = 10^-14]

= 10^-14

এক্ষেত্রে pH = - log 10^-14­

= 14

এজন্য pH সীমা 0 - 14 ধরা হয়।

উদ্দীপকের বিক্রিয়াটি হলো,

$X\left(g\right)\leftrightarrows 2Y\left(g\right)$

এখানে,

V = 1 L

বিয়োজন মাত্রা, $alpha$= 40%

= 0.4 mol

সাম্যধ্রুবক

$\begin{array}{cc}{K}_C& =\frac{4{\alpha }^2}{(1-\alpha {)}^2}\\ & =\frac{4\times (0.4{)}^2}{(1-0.4{)}^2}\\ & =1.067{\mathrm{molL}}^{-1}\end{array}$

আবার,

∆ n = উৎপাদ - বিক্রিয়ক

$\begin{array}{cc}& =2-1=1\\ K_C& =1.067{\mathrm{molL}}^{-1}\\ R& =0.0821{\mathrm{Latm}}^{-1}{\mathrm{mol}}^{-1}\\ T& ={25}^{\circ }C=298K\\ K_P& =?\end{array}$

আমরা জানি,

$\begin{array}{cc}{K}_P& =K_C(\mathrm{RT}{)}^{\Delta n}\\ & =1.067\times (0.0821\times 298{)}^1\\ & =26.073\mathrm{atm}\end{array}$

সুতরাং সাম্যধ্রুবক K_P = 26.073 atm

উদ্দীপকের বিক্রিয়াটির $K_c$ মান $1.067\mathrm{mol}{L}^{-1}$ (গ থেকে পাই)।

বিক্রিয়া পাত্রের আয়তন দ্বিগুণ বা অর্ধেক করলে বিয়োজন মাত্রা পরিবর্তিত হয়। নিচে তা গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করা হলো-

উদ্দীপকের বিক্রিয়াটি পুনরায় লিখে পাই,

$X\left(g\right)\rightleftharpoons 2Y\left(g\right)$

এখানে,

$K_c=1.067\mathrm{mol}{L}^{-1}$

$V=0.5L$ (অর্ধেক করে)

$\alpha =?$

এ বিক্রিয়ার জন্য সাম্যধ্রুবক,

$K_c=\frac{4{\alpha }^2}{(1-\alpha {)}^{2}V}$

বা, $1.067=\frac{4{\alpha }^2}{(1-\alpha )\times 0.5}$

বা, $4{\alpha }^2+0.534\alpha =0.534$

বা, $4{\alpha }^2+0.534\alpha -0.534=0[\because a{x}^2+bx+c=0]$

বা, $\alpha =\frac{-0.534\pm \sqrt{(0.534{)}^2-4\times 4\times (-0.534)}}{2\times 4}$

= 0.3047 [ধনাত্মক মান নিয়ে] $[\because x=\frac{-b\pm \sqrt{b^2-4ac}}{2a}]$

∴ আয়তন অর্ধেক করলে বিয়োজন মাত্রা = 0.3047 × 100% = 30.47%

এখানে,

$K_c=1.067\mathrm{mol}{L}^{-1}$

$V=2L$ (আয়তন দ্বিগুণ করে)

$\alpha =?$

আবার, পাত্রের আয়তন দ্বিগুণ করলে,

$K_c=\frac{4{\alpha }^2}{(1-\alpha )V}$

বা, $1.067=\frac{4{\alpha }^2}{(1-\alpha )\times 2}$

বা, $4{\alpha }^2+2.134\alpha -2.134=0$

বা, $\alpha =\frac{-2.134\pm \sqrt{(2.134{)}^2-4\times 4\times (-2.134)}}{2\times 4}$

$\therefore \alpha =0.5108$ (ধনাত্মক মান নিয়ে)

$\therefore$ আয়তন দ্বিগুণ করলে বিয়োজনমাত্রা, $\alpha =0.5108\times 100\%=51.08\%$ হয়।

সুতরাং দেখা যাচ্ছে যে, আয়তন অর্ধেক করলে বিয়োজন মাত্রা 30.47% এবং আয়তন দ্বিগুণ করলে বিয়োজন মাত্রা 51.08% হয়। অর্থাৎ বিক্রিয়া পাত্রের আয়তন দ্বিগুণ বা অর্ধেক করলে বিয়োজন মাত্রা পরিবর্তিত হয়।