সৃজনশীলঃ ‘AX5(g) ⇌ Ax3(g)…’ ঢাকা বোর্ড ২০২২ – রাসায়নিক পরিবর্তন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

অবস্থান্তর ধাতু ও তাদের আয়নে অপূর্ণ d-অরবিটাল থাকে বলে তারা রঙিন হয়। অবস্থান্তর ধাতুর মুক্ত একক পরমাণুতে পাঁচটি d অরবিটাল সমশক্তিস্তরে থাকে, একে ডিজেনারেট (degenerate) অবস্থা বলা হয়। কিন্তু জটিল আয়না গঠনকালে লিগ্যান্ডের অরবিটাল ধাতুর d অরবিটালের নিকটবর্তী হলে বিকর্ষণের কারণে d অরবিটালের মধ্যে শক্তির সামান্য ঊর্ধ্বমুখী ও নিম্নমুখী পার্থক্য ঘটে। একে d অরবিটালসমূহের নন-ডিজেনারেট (non-degenerate) অবস্থা বলা হয়৷ ফলে পাচটি d- অরবিটাল সামান্য পৃথক শক্তিসম্পন্ন (AE) হয়ে দুটি পৃথক শক্তিস্তরে বিন্যস্ত হয়ে পড়ে।

উদ্দীপকের বিক্রিয়াটি নিম্নরূপ- 

AX₅(g) ⇌ AX₃(g) + X₂ (g), Kp = 1 atm 

প্রা: মো: সংখ্যা : 1 mol      0        0

সাম্য: মো:সংখ্যা : 1-30%       30%        30%

       = 0.7 mol = 0.3mol = 0.3md 

$\therefore$ সাম্যাবস্থায় মোট মোল সংখ্যা = (0.7 + 0.3 + 0.3) mol = 1.3 mol 

ধরি, সিস্টেমের মোট চাপ, Patm 

$\therefore$AX₅ এর আংশিক চাপ, $P_{{\mathrm{Ax}}_5}=\frac{0.7}{1.3}\times P$

AX₂ এর আংশিক চাপ,$P_{{\mathrm{AX}}_3}=\frac{0.3}{1.3}\times P$

X₂ এর আংশিক চাপ, $P_{X_2}=\frac{0.3}{1.3}\times P$

সুতরাং প্রদত্ত বিক্রিয়াটির- 

বাবা$\begin{array}{cc}& K_p=\frac{P_{{\mathrm{AX}}_3}\times P_{X_2}}{P_{\mathrm{AX}}}=\frac{\frac{0.3}{1.3}\cdot P\times \frac{0.3}{1.3}\cdot P}{\frac{0.7}{1.3}\cdot P}\\ & \text{ বা, }1=\frac{0.533P}{0.53846}\\ & \text{ বা, }0.0533P=0.53846\\ & \therefore P=10.10\mathrm{atm}\end{array}$

সুতরাং উদ্দীপকের বিক্রিয়া সিস্টেমের মোট চাপ 10.10 atm হলে AX₅ এর 30% বিয়োজিত হবে। 

ধরি. উদ্দীপকের বিক্রিয়াটির বিয়োজন মাত্রা 

$\therefore$ প্রদত্ত বিক্রিয়াটি    AX₅(g) ⇌ AX₃(g) + X₂ (g), Kp = 1 atm 

প্রাথমিক মোল সংখ্যা : 1 mol      0 mol     0 mol

সাম্যাবস্থায় মোল সংখ্যা: (1-α)mol  α mol   α mol

∴ সাম্যাবস্থায় মোট মোল সংখ্যা =1-α+α+α=1+α

দেওয়া আছে, বিক্রিয়াটির এোট চাপ, P=1.2 atm

∴AX₅ এর আংশিক চাপ, আংশিক চাপ, $P_{\mathrm{AX}}=\frac{1-\alpha }{1+\alpha }\times 1.2\mathrm{atm}$

AX₃ এর আাংশিক চাপ, $P_{{\mathrm{AX}}_3}=\frac{\alpha }{1+\alpha }\times 1.2\mathrm{atm}$

X₂ এর আংশিক চাপ, $P_{X_2}=\frac{\alpha }{1+\alpha }\times 1.2\mathrm{atm}$

সুতরাং, বিক্রিয়াটির

বাবাবাবাবাবাবাবা$\begin{array}{cc}& K_p=\frac{P_{\mathrm{AX}}\times P_{X_2}}{P_{\mathrm{AX}}}\\ & \text{ বা, }1=\frac{(\frac{\alpha }{1+\alpha }\times 1.2)\times (\frac{\alpha }{1+\alpha }\times 1.2)}{\frac{1-\alpha }{1+\alpha }\times 1.2}\\ & \text{ বা, }1=\frac{{\alpha }^2\times 1.2}{(1+\alpha {)}^2}\times \frac{1+\alpha }{1-\alpha }\\ & \text{ বা, }1=\frac{1.2{\alpha }^2}{1-{\alpha }^2}\\ & \text{ বা, }1-{\alpha }^2=1.2{\alpha }^2\\ & \text{ বা, }1.2{\alpha }^2+{\alpha }^2=1\\ & \text{ বা, }2.2{\alpha }^2=1\\ & \text{ বা, }{\alpha }^2=\frac{1}{2.2}\\ & \text{ বা, }{\alpha }^2=0.4545\\ & \therefore \alpha =0.67\end{array}$

যেহেতু বিয়োজন মাত্রাকে শতকরায় প্রকাশ করা হয়। 

সুতরাং, বিয়োজন মাত্রা, a = 0.67 x 100 = 67%। 

অতএব, বিয়োজন মাত্রা 30% থেকে পরিবর্তিত হয়ে 67% হবে।