সৃজনশীলঃ ‘25∘C তাপমাত্রায় 20…’ সরকারি হাজী মুহাম্মদ মহসিন কলেজ ২০২৫ – রাসায়নিক পরিবর্তন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

আমরা জানি, অক্সি এসিডসমূহের কেন্দ্রীয় পরমাণুর ধনাত্মক জারণ সংখ্যা সমান বা একই হলে যে এসিডের কেন্দ্রীয় পরমাণুর আকার ছোট সেই এসিডের তীব্রতা তত বেশি হবে। ${\mathrm{HNO}}_3$  ও $H_3{\mathrm{PO}}_4$  উভয় এসিডের কেন্দ্রীয় পরমাণুর জারণ সংখ্যা সমান (+5)। তবে দ্বিতীয় পর্যায়ভুক্ত $N-$পরমাণুর আকার ৩য় পর্যায়ভুক্ত P-পরমাণুর আকারের চেয়ে ছোট বলে P পরমাণুর তুলনায় $N-$পরমাণুর চার্জ ঘনত্ব বেশি। চার্জ ঘনত্ব বেশি হওয়ায় অম্লের তীব্রতাও বেশি হয়। ফলে উভয় এসিডের তীব্রতার ক্রম হলো:

অতএব, ${\mathrm{HNO}}_3,H_3{\mathrm{PO}}_4$ অপেক্ষা অধিক শক্তিশালী।

দেওয়া আছে, সাম্যাবস্থায় $10\%N_2$ gas বিয়োজিত হয়। 

সুতরাং বিয়োজন মাত্রা $\alpha =\frac{10}{100}=0.1$ 

সংশ্লিষ্ট বিক্রিয়া, $N_2+3H_2\rightleftharpoons 2{\mathrm{NH}}_3$

প্রাথমিক মোল সংখ্যা: $1\mathrm{mol}3\mathrm{mol}0\mathrm{mol}$ 

সাম্যাবস্থায় মোল সংখ্যা : $1-0.13(1-0.1)2\times 0.1$ 

                                     $=0.9=2.7=0.2$

মোট মোল সংখ্যা $=0.9+2.7+0.2=3.8\mathrm{mol}$ 

সুতরাং, $N_2$ এর আংশিক চাপ, $P_{N_2}=\frac{0.9}{3.8}\times 20\mathrm{atm}=4.74\mathrm{atm}$ 
$H_2$ এর আংশিক চাপ, $P_{H_2}=\frac{2.7}{3.8}\times 20\mathrm{atm}=14.21\mathrm{atm}$
 এবং ${\mathrm{NH}}_3$ এর আংশিক চাপ, $P_{{\mathrm{NH}}_3}=\frac{0.2}{3.8}\times 20\mathrm{atm}=1.05\mathrm{atm}$

∴প্রদত্ত বিক্রিয়াটির-

$K_p=\frac{P_{{\mathrm{NH}}_2}^2}{P_{N_2}\times P_{H_2}^3}=\frac{(1.05{)}^2}{\left(4.74\right)\times (14.21{)}^3}=8.1\times {10}^{-5}{\mathrm{atm}}^{-2}$

উদ্দীপকের তথ্য মতে, $A$ ও $B$ যথাক্রমে $N$ ও $H$ এবং সংশ্লিষ্ট বিক্রিয়া হবে 

$N_2+3H_2\rightleftharpoons 2{\mathrm{NH}}_3;\Delta H=-92\mathrm{kJ}{\mathrm{mol}}^{-1}$ 

সুতরাং ${\mathrm{AB}}_3$ যৌগটি ${\mathrm{NH}}_3$ । নিচে ${\mathrm{NH}}_3$ যৌগটির শিল্পোৎপাদন প্রক্রিয়ায় সর্বোচ্চ উৎপাদ প্রাপ্তির শর্তসমূহ বিশ্লেষণ করা হলো- 

তাপমাত্রার প্রভাব:এটি একটি তাপোৎপাদী বিক্রিয়া। এক্ষেত্রে তাপমাত্রা হ্রাস করলে এ হ্রাসের ফলাফল প্রশমিত করার জন্য লা-শাতেলিয়ারের নীতি অনুসারে সাম্যাবস্থার অবস্থান ডান দিকে সরে গিয়ে ${\mathrm{NH}}_3$উৎপাদন বৃদ্ধি করবে। কিন্তু নিম্ন তাপমাত্রায় বিক্রিয়ার গতিবেগের হ্রাস পায় বলে ${\mathrm{NH}}_3$ উৎপাদনের হার কমে যায়। তাই খুব নিম্ন নয় আবার খুব উচ্চ নয় এমন অত্যানুকূল তাপমাত্রায় $({450}^{\circ }$$-{500}^{\circ })C$ বিক্রিয়াটিকে পরিচালনা করা হয়। -

চাপের প্রভাব: বিক্রিয়াটিতে আয়তনের সংকোচন ঘটে। লা-শাতেলিয়ারের নীতি অনুসারে চাপ প্রয়োগের ফলে আয়তনের হ্রাস করে সাম্যের অবস্থান ডান দিকে সরে যায় অর্থাৎ ${\mathrm{NH}}_3$এর উৎপাদন বৃদ্ধি পায়। এক্ষেত্রে 200 বায়ুচাপ প্রয়োগ করে সর্বোচ্চ পরিমাণ ${\mathrm{NH}}_3$ উৎপাদন করা সম্ভব হয়। প্রভাবকের প্রভাব : প্রভাবক বিক্রিয়ার বেগ বাড়িয়ে দ্রুত সাম্যাবস্থা আনে সেজন্য উপযুক্ত চাপে ${550}^{\circ }C$ তাপমাত্রায় বিক্রিয়ার বেগ যথেষ্ট বাড়ে এবং অ্যামোনিয়ার উৎপাদন দ্রুত হয়। এ তাপমাত্রায় বিক্রিয়ার হারকে আরও বৃদ্ধি করার জন্য প্রভাবক হিসেবে Fe এবং প্রভাবক সহায়ক হিসেবে Mo কে ব্যবহার করা হয়।

ঘনমাত্রার প্রভাব: এ বিক্রিয়ায় যদি অ্যামোনিয়ার ঘনমাত্রা কমানো হয় তবে বিক্রিয়াটি সম্মুখের দিকে হয়। সেজন্য অ্যামোনিয়া উৎপন্ন হওয়ার সঙ্গে সঙ্গে বিক্রিয়া প্রকোষ্ঠ থেকে সরিয়ে ফেলা হয়। ফলে বিক্রিয়া সম্মুখ দিকে হতে থাকে এবং অ্যামোনিয়ার উৎপাদন বৃদ্ধি পায়।