সৃজনশীলঃ ‘(i) A(g)+3 B(…’ যশোর বোর্ড ২০২৩ – রাসায়নিক বিক্রিয়া, রসায়ন (এসএসসি)

উভমুখী বিক্রিয়ার মাধ্যমে রাসায়নিক সাম্যাবস্থা অর্জিত হয়। বিক্রিয়ার শুরুতে বিক্রিয়ক পদার্থসমূহ বিক্রিয়া করে উৎপাদে পরিণত হয়। একইসাথে উৎপন্ন পদার্থসমূহ বিক্রিয়া করে পুনরায় বিক্রিয়কে পরিণত হয়। একসময় সম্মুখ বিক্রিয়ার হার ও পশ্চাৎমুখী বিক্রিয়ার হার সমান হয়ে যায়। তখন বিক্রিয়াটিকে স্থির বলে মনে হয়। কিন্তু এই সাম্যাবস্থায় দুটি বিক্রিয়াই আসলে সমানভাবে চলতে থাকে। তাই বলা যায়, রাসায়নিক সাম্যাবস্থা একটি গতিশীল অবস্থা।

উদ্দীপকের (ii) নং বিক্রিয়াটি হলো:

$\mathrm{Zn}+{\mathrm{CuSO}}_4⟶{\mathrm{ZnSO}}_4+\mathrm{Cu}$

উপরিউক্ত বিক্রিয়াটির জারণ-বিজারণ যে যুগপৎভাবে সংঘটিত হয়, তা নিম্নে দেখানো হলো:

যে রাসায়নিক বিক্রিয়ার বিক্রিয়ক পদার্থের পরমাণুগুলোর মধ্যে এক বা একাধিক ইলেকট্রনের আদান-প্রদান ঘটে, এমনকি পরমাণু বা আয়নের চার্জের হ্রাস-বৃদ্ধি ঘটে তাকে জারণ-বিজারণ বিক্রিয়া বলে।

অর্থাৎ জারণ অর্ধ বিক্রিয়া : Zn ⟶ Zn ${}^{2+}+2e^{-}$

বিজারণ অর্ধ বিক্রিয়া : ${\mathrm{Cu}}^{2+}+2e^{-}⟶\mathrm{Cu}$

উপরিউক্ত জারণ অর্ধ বিক্রিয়ায় Zn বিজারক হিসেবে 2 টি $e^{-}$ত্যাগ করে জারিত হয়েছে এবং বিজারণ অর্ধ বিক্রিয়ায় ${\mathrm{CuSO}}_4$ এর ${\mathrm{Cu}}^{2+}$ আয়ন 2টি $e^{-}$গ্রহণ করে বিজারিত হয়েছে ।

অর্থাৎ বিক্রিয়াটিতে $e^{-}$এর আদান-প্রদান একই সাথে ঘটেছে। তাই বলা যায়, উপরিউক্ত বিক্রিয়াটিতে জারণ-বিজারণ যুগপৎ ঘটে ।

উদ্দীপকের (i) নং বিক্রিয়াটি হলো :

$A\left(g\right)+3B\left(g\right)\rightleftharpoons 2D\left(g\right);\Delta H=-x\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$

উক্ত বিক্রিয়ায় 'A', 'B' ও 'D' মৌল/যৌগসমূহ হলো যথাক্রমে নাইট্রোজেন, হাইড্রোজেন ও অ্যামোনিয়া। অর্থাৎ বিক্রিয়াটি পূর্ণ করে পাই,

$N_2\left(g\right)+3H_2\left(g\right)\rightleftharpoons 2{\mathrm{NH}}_3\left(g\right);\Delta H=-92\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$

নিচে উপরিউক্ত বিক্রিয়ার সাম্যাবস্থার উপর তাপ ও চাপের প্রভাব বিশ্লেষণ করা হলো-

তাপের প্রভাব: বিক্রিয়ায় $\Delta H$ এর মান ঋণাত্মক অর্থাৎ বিক্রিয়াটির সম্মুখমুখী অংশটি তাপোৎপাদী এবং বিপরীত বিক্রিয়াটি তাপহারী। এই বিক্রিয়ার সাম্যাবস্থায় তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে সাম্যাবস্থা বাম দিকে অগ্রসর হয়ে বিক্রিয়কের পরিমাণ বৃদ্ধি করবে। অর্থাৎ তাপহারী বিক্রিয়া বৃদ্ধির মাধ্যমে তাপ বৃদ্ধিজনিত ফলাফল প্রশমিত করবে। একইভাবে সাম্যাবস্থায় তাপমাত্রা হ্রাস করলে সাম্যাবস্থা ডান দিকে অগ্রসর হবে। অর্থাৎ তাপোৎপাদী বিক্রিয়া বৃদ্ধি পাবে এবং উৎপাদের পরিমাণও বাড়বে।

চাপের প্রভাব: গ্যাসীয় উভমুখী বিক্রিয়ার সাম্যাবস্থায় চাপের প্রভাব রয়েছে। বিক্রিয়কের মোট মোল সংখ্যা 4 এবং উৎপাদের 2। অর্থাৎ উৎপাদে আয়তন কম। এখানে বিক্রিয়াটি সম্মুখমুখী হলে অণুর সংখ্যা হ্রাস পায়। ফলে একই আয়তনে চাপও হ্রাস পায়। এই অবস্থায় চাপ বৃদ্ধিতে সাম্যাবস্থা ডান দিকে অগ্রসর হয়ে উৎপাদের পরিমাণ বৃদ্ধি করবে। অন্যদিকে আবার সাম্যাবস্থায় চাপ হ্রাস করলে সাম্যাবস্থা বাম দিকে অগ্রসর হয়ে বিক্রিয়কের পরিমাণ বৃদ্ধি করবে।