সৃজনশীলঃ ‘A2(g) +3B2(g)⇌ 2AB3(g);…’ সিলেট এমসি কলেজ ২০২৪ – রাসায়নিক পরিবর্তন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

সাধারণ তাপমাত্রায় H₂O তরল H₂S গাসীয় কারণ :

H₂O হলো একটি পোলার অণু। ফলে H₂O এর O ও H মৌলের মধ্যে আংশিক তড়িৎ ঋণাত্মক ও আংশিক তড়িৎ ধনাত্মক প্রান্তের সৃষ্টি হয়। পানির অনু পোলার হওয়ার কারণে এতে হাইড্রোজেন বন্ধন সৃষ্টি হয়। এই H বন্ধনের কারণে অনেক গুলো পানির অনু পরস্পরের আথে আকৃষ্ট হয়ে সংজ্ঞাবদ্ধ অবস্থায় থাকে।

তাই সাধারণ অবস্থায় পানি তরল হয়ে থাকে। কিন্তু, H₂S অনুটি হলো একটি অপোলার মৌল। ফলে এতে পোলারিটি সৃষ্টি হয় না। তাই H₂S সংজ্ঞাবদ্ধ অবস্থায় থাকতে পারে না । তাই H₂S গ্যাসীয় হয়।

উদ্দীপক মতে,

তাপমাত্রা, T = 25°C

                  = (25+273) k

                  = 298k

আয়তন, V = 1L

মোট মোল সংখ্যা, n = (3+4.5) mol

                           = 7. 5

মোট চাপ, P = ?

আমরা জানি,

গ্যাস ধ্রুবক, R = 0.082 Latm k^-1 mol^-1

আদর্শ গাসের সমীকরণ হতে পাই,

$\begin{array}{cc}& \mathrm{Pv}=\mathrm{nRT}\\ & \begin{array}{cc}\Rightarrow P=& \frac{\mathrm{nRT}}{\mathrm{VB}}\\ & =\frac{7.5\times 0.082\times 298}{1}\\ & =183.27\mathrm{atm}\end{array}\end{array}$

এখন,

সংশ্লিষ্ট বিক্রিয়া:    A₂(g) + 3B₂(g) ⇌ 2AB₃(g)

প্রারম্ভিক গোলসংখ্যা:      3   4.5             0

সাম্যাবস্থায় মোলসংখ্যা: (3 - ∝) 3(4.5 - ∝)   2∝

সাম্যাবস্থায় মোট মোল সংখ্যা = (3 - ∝) + 3(4.5 - ∝) + 2∝

= 16.5  4∝ + 2∝

= 16,05  2∝

প্রাথমিক অবস্থায় মোট মোল সংখ্যা = 3+4.5

                                            = 7.5 mol

শর্তমতে,

16.5 - 2∝ = 2 × 7.5

⇒-2∝ = 15 - 16.5

$\Rightarrow \propto =\frac{-1.5}{-2}=0.75$

সাম্যাবস্থায়,

A₂ এর মোল সংখ্যা = 3  0.75

                        = 2.25

B₂ এর মোল সংখ্যা = 3(4.5  0.75)

                        = 11.25

AB₃ এর মোল সংখ্যা = 2×0.75

                          = 1. 5

সাম্যাবস্থায় মোল সংখ্যা হবে = 16.5 – 2×0.75

                                      = 15

∴বিক্রিয়ার উপাদানগুলোর আংশিক চাপ হবে,

$\begin{array}{c}{P}_{A2}=\frac{2.25}{15}\times 183.27\mathrm{atm}\\ =27.49\mathrm{atm}\\ P_{B2}=\frac{11.25}{15}\times 183.27\mathrm{atm}\\ =137.45\mathrm{atm}\\ P_{\mathrm{AB}3}=\frac{1.5}{15}\times 183.27\mathrm{atm}\\ =18.32\mathrm{atm}\end{array}$

∴ বিক্রিয়াটির,

$\begin{array}{cc}\mathrm{Kp}& =\frac{{\left(P_{{\mathrm{AB}}_3}\right)}^2}{P_{A_2}\times {\left(P_{B_2}\right)}^3}\\ & =\frac{(18.32{)}^2}{27.49\times (137.45{)}^3}\\ & =4.7\times {10}^{-6}{\mathrm{atm}}^{-2}\end{array}$

সুতরাং, সাম্যাবস্থায় মোট মোল সংখ্যা প্রাথমিক অবস্থার মোট মোল সংখ্যার দ্বিগুণ হলে বিক্রিয়াটির Kp হবে 4.7 × 10-6 atm-

শিল্প ক্ষেত্রে AB₃ এর সর্বোচ্চ উৎপাদনের কৌশল নিচে বর্ণনা করা হলো:

উদ্দীপকের বিক্রিয়াটি:

A₂(g) +3B₂(g) ⇌ 2AB₃(g); ∆H = -Ve

তাপমাত্রার প্রভাব:

উদ্দীপকের বিক্রিয়াটি ∆H এর মান ঋণাত্মক হওয়ায় বিক্রিয়াটি একটি তাপোৎপাদী বিক্রিয়া। ফলে তাপমাত্রা হ্রাস করলে লা-শাতেলিয়ারের নীতি অনুসারে সাম্যবস্থার ডান দিকে সরে যাবে। অর্থাৎ AB₃ এর উৎপাদন বৃদ্ধি পাবে।

চাপের প্রভাব: 

A₂    +   3B₂  ⇌ 2AB₃

         1mol    3mol     2mol 

যেহেতু উৎপাদের অর্থাৎ AB₃ এ মোল সংখ্যা বিক্রিয়কের মোট মোল সংখ্যা হতে কম তাই চাপ প্রয়োগ করলে লা-শাতেলিয়ারের নীতি অনুসারে সাম্যবস্থার ডান দিকে সরে গিয়ে AB₃ এর উৎপাদন বৃদ্ধি কেরবে। এক্ষেত্রে যদি ২০০ বায়ুচাপ দেওয়া হয় তাহলে AB₃ এর সর্বোচ্চ পরিমান উৎপাদ পাওয়া যাবে।

ঘনমাত্রার প্রভাব:

লা-শাতেলিয়ারের নীতি অনুসারে বিক্রিয়কের ঘনমাত্রা

বৃদ্ধি করে বিক্রিয়ার স্থান হতে উৎপাদ  সরিয়ে দিলে বিক্রিয়টি একটি সম্মুখ মুখী বিক্রিয়ায় পরিণত হবে। অর্থাৎ বিক্রিয়াটি আর উভমুখী অবস্থায় থাকবে না।  বিক্রিয়াটি সম্মুখ মুখী হওয়ার ফলে AB₃ এর উৎপাদন বৃদ্ধি পাবে। তাই বলা যায় উপরোক্ত কৌশল গুলো ব্যবহার করে শিল্প ক্ষেত্রে AB₃ এর সর্বোচ্চ উৎপাদন করা সম্ভব।