সৃজনশীলঃ ‘N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)+92.2 kJmole−1 ;…’ ২০২৬ – রাসায়নিক পরিবর্তন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

সাধারণ তাপমাত্রায় $F_2$ গ্যাস কিন্তু $I_2$ কঠিন পদার্থ।

অপোলার সমযোজী অণুসমূহের মধ্যে যে দুর্বল বল কাজ করে তাকে ভ্যানডার ওয়ালস আকর্ষণ বল বলে। $F_2$ ও $I_2$ উভয়ই দ্বিপরমাণুক অপোলার অণু। তবে $F_2$ এর আকার ছোটো হওয়ায় এর মধ্যকার ভ্যানডার ওয়ালস আকর্ষণ বল অনেক দূর্বল। তাই এটি সাধারণ তাপমাত্রায় গ্যাস হিসেবে থাকে। কিন্তু $I_2$ এর আকার বড়ো হওয়ায় এর মধ্যে শক্তিশালী ভ্যানডারওয়ালস আকর্ষণ বল কাজ করে এবং এটি কঠিন হিসেবে থাকে।

উদ্দীপকের বিক্রিয়াটি-

$N_2\left(g\right)+3H_2\left(g\right)\rightleftharpoons 2{\mathrm{NH}}_3\left(g\right);\Delta H=-92.4\mathrm{kJ}$

বিক্রিয়াটি একটি তাপোৎপাদী বিক্রিয়া এবং এই বিক্রিয়ার সাম্যধ্রুবক

$K_p=\frac{P_{N{H}_3}^2}{P_{N_2}\times P_{H_2}^3}.........\left(1\right)$

এখন বিক্রিয়াটিতে তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে বিক্রিয়াটির সাম্যাবস্থা পশ্চাৎমুখী হয়ে তাপমাত্রা বৃদ্ধির ফলাফল প্রশমিত করবে; এর ফলে $K_p$ এর মান হ্রাস পাবে। আবার তাপমাত্রা হ্রাস করলে সাম্যাবস্থা ডান দিকে সরে গিয়ে তাপমাত্রা হ্রাসের প্রভাব প্রশমিত করবে, এর ফলে $K_p$ এর মান বৃদ্ধি পাবে।

এখন, ভ্যান্ট হফের সমীকরণ $(\log K_p=\frac{-\Delta H}{2.303R}\times \frac{1}{T}+$ ধ্রুবক $)$

অনুযায়ী তাপোৎপাদী বিক্রিয়ার জন্য নিম্নরূপ লেখচিত্র পাওয়া যাবে। বিক্রিয়াটিতে তাপমাত্রা বাড়ালে $K_p$ এর মান হ্রাস পাবে এবং তাপমাত্রা হ্রাস করলে $K_p$ এর মান বৃদ্ধি পাবে।

চিত্র: তাপোৎপাদী বিক্রিয়ায় তাপমাত্রার সাথে $K_p$ এর পরিবর্তন

উদ্দীপকের বিক্রিয়াটি-

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

দেওয়া আছে, 700K তাপমাত্রায় $K_c=0.291$ এবং সাম্য মিশ্রণে,

$\left[N_2\right]=0.5M,\left[H_2\right]=3.0M$ এবং $\left[{\mathrm{NH}}_3\right]=1.98M$

$\therefore K_c=\frac{{\left[{\mathrm{NH}}_3\right]}^2}{\left[N_2\right]\times {\left[H_2\right]}^3}=\frac{(1.98{)}^2}{0.5\times 3^3}=0.291$

এখন, $N_2$ এর ঘনমাত্রা পরিবর্তন করে 1.5 M করা হলে ${\mathrm{NH}}_3$ এর ঘনমাত্রা হয় 2.36 M। তাহলে,

কিন্তু দেওয়া আছে, $\left[{\mathrm{NH}}_3\right]=2.36$

$\begin{array}{cc}& \therefore 1.98+2\alpha =2.36\\ & \therefore \alpha =0.19\end{array}$

সাম্যবস্থায়, $\left[N_2\right]=1.5-\alpha =1.5-0.19=1.31$,

$\left[H_2\right]=3-3\alpha =3-3\times 0.19=2.43$

এবং, $\left[{\mathrm{NH}}_3\right]=2.36$

$\therefore K_c=\frac{{\left[{\mathrm{NH}}_3\right]}^2}{\left[N_2\right]\times {\left[H_2\right]}^3}=\frac{(2.36{)}^2}{1.31\times (2.43{)}^3}=0.29$

অর্থাৎ, ঘনমাত্রা পরিবর্তনে সাম্যধ্রুবকের মান পরিবর্তন হয় না। কেবল সাম্যের অবস্থান পরিবর্তন হয়।