সৃজনশীলঃ ‘N2O4( g)⇌2NO2( g)30°C…’ ক্যান্টনমেন্ট পাবলিক স্কুল অ্যান্ড কলেজ ২০২৪ – রাসায়নিক পরিবর্তন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

গ্রীন কেমিস্ট্রির অন্যতম নীতি অ্যাটম ইকোনমিক হলো কাঙ্ক্ষিত উৎপাদের বিক্রিয়কের সর্বোচ্চ পরিমাণ পরমাণু অন্তর্ভুক্ত করা।

বিক্রিয়কের সব বা সর্বাধিক পরমাণুকে কাঙ্ক্ষিত উৎপাদে সংরক্ষণ পদ্ধতি উদ্ভাবন এরূপভাবে সংরক্ষিত করা হয় যেন কাঙ্খিত উৎপাতে বিক্রিয়কে সর্বোচ্চ পরিমাণ পরমাণু যুক্ত থাকে।

এ পদ্ধতি দ্বারা শিল্পক্ষেত্রে ব্যবহৃত কোন বিক্রিয়া পদ্ধতির সফলতার মাত্রা জানা যায়।  শতকরা অ্যাটম ইকোনোমিকে নিম্নরূপে প্রকাশ করা হয়।

ভরকিয়ার সূত্র মতে উভমুখী বিক্রিয়ার উৎপাদসমূহের আংশিক চাপের গুণফল ও বিক্রিয়ক সমূহের আংশিক চাপের গুণফল এর অনুপাতকে আংশিক চাপ সাম্য ধ্রুবক K_p বলে।

প্রশ্নোক্ত বিক্রিয়াঃ

$N_2{O}_4\left(g\right)\stackrel{\Delta }{\leftrightarrow }2{\mathrm{NO}}_2\left(g\right)$

ধরি, 1mol N₂O₄   নেওয়া হয়েছে

$N_2{O}_4\left(g\right)\leftrightharpoons 2{\mathrm{NO}}_2\left(g\right)$

প্রাথমিক অবস্থায়        1mol                0 mol
সাম্যবসস্থায়              (1-α)               2α mol
N₂O₄ এর মোল সংখ্যা 1-α এবং NO₂ এর মোল সংখ্যা 2α।
মোট মোল সংখ্যা= 1-α+2α=1+α

N₂O₄ এর আংশিক চাপ, $P_{N_2{O}_4}=\frac{1-\alpha }{1+\alpha }\times P$

NO₂ এর আংশিক চাপ, $P_{{\mathrm{NO}}_2}=\frac{2\alpha }{1+\alpha }\times P$

আংশিক চাপে সাম্যধ্রুবক,

$\begin{array}{cc}& K_P=\frac{{\left(P_{{\mathrm{NO}}_2}\right)}^2}{P_{N_2{O}_4}}\\ & =\frac{{\left(\frac{2\alpha }{1+\alpha }\right)}^2\times P^2}{\left(\frac{1-\alpha }{1+\alpha }\right)\times P}\\ & =\frac{4{\alpha }^2}{(1+\alpha {)}^2}\times \frac{1+\alpha }{1-\alpha }\times P\\ & =\frac{4{\alpha }^{2}P}{1-{\alpha }^2}\end{array}$

K_P এর সমীকরণঃ $\frac{4{\alpha }^{2}P}{1-{\alpha }^2}$

সংশ্লিষ্ট সমীকরণ হলো, $N_2{O}_4\left(g\right)\leftrightharpoons 2{\mathrm{NO}}_2(g$

সাম্ব্যবস্থায়                  (1-α)               2α mol
ধরি, α পরিমাণ বিযোজিত হয়,
30°C তাপমাত্রায় 1atm চাপে N₂O₄ এর বিযোজনের K_P=0.50

আমরা জানি, N₂O₄ এর বিযোজনে $K_P=\frac{4{\alpha }^2}{(1-\alpha {)}^2}$

α এর ক্ষুদ্র হওয়ায় (1-α)²≈1 হয়। 

∴ K_P=4α² PP 

বা,${\alpha }^2=\frac{1}{4}\frac{K_P}{P}$

বা,$\alpha =\frac{1}{2}\sqrt{\frac{K_P}{P}}$

বা,$\alpha =\frac{1}{2}\sqrt{\frac{0.5}{1}}$

 = 0.3535
অর্থাৎ, N₂O₄ এর শতকরা বিযোজন মাত্রা 35.35%।