সৃজনশীলঃ ‘PCl5( g)⇌PCl3( g)+Cl2(…’ ২০২৬ – রাসায়নিক পরিবর্তন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

দুর্বল এসিড HF ও তীব্র ক্ষার NaOH এর প্রশমন তাপের মান স্থির মানের চেয়ে কিছুটা বেশি হয়। 

$\mathrm{HF}\left(\mathrm{aq}\right)\rightleftharpoons H^{+}\left(\mathrm{aq}\right)+F\left(\mathrm{aq}\right)$; আয়নিত হয় মাত্র 2.5-2.6% $\mathrm{NaOH}\left(\mathrm{aq}\right)⟶{\mathrm{Na}}^{+}\left(\mathrm{aq}\right)+{\mathrm{OH}}^{-}\left(\mathrm{aq}\right)$; আয়নিত হয় $100\%$

 ${\mathrm{HF}}_{\left(\mathrm{aq}\right)}+{\mathrm{NaOH}}_{\left(\mathrm{aq}\right)}⟶H_{\left(\mathrm{aq}\right)}^{+}+F_{\left(\mathrm{aq}\right)}^{-}+{\mathrm{Na}}_{\left(\mathrm{aq}\right)}^{+}+{\mathrm{OH}}_{\left(\mathrm{aq}\right)}^{-}⟶$

$({\mathrm{Na}}_{\left(\mathrm{aq}\right)}^{+}+F_{\left(\mathrm{aq}\right)}^{-})+H_2{O}_{\left(l\right)}$

HF ও NaOH এর বিক্রিয়ায় উৎপন্ন লরণ NaF পানিতে আয়নিত অবস্থায় থাকে।F আয়নের আকার বেশ ছোট। এতে চার্জের ঘনত্ব অন্যান্য আয়নের তুলনায় অপেক্ষাকৃত বেশি হওয়ায় $F^{-}$ আয়নের সাথে দ্রাবক পানি অপেক্ষাকৃত বেশি দৃঢ়ভাবে যুক্ত হয়। ফলে তাপশক্তি নির্গত হয়। এখানে $F^{-}$ আয়নের সাথে $H_{2}O$ অণু নতুন বন্ধনের সৃষ্টি করে। আর বন্ধনের সৃষ্টি হলেই তাপ নির্গত হয়। এ মান 11.26 kJ বৃদ্ধি পেয়ে প্রশমন তাপের মান দাঁড়ায় $-68.6\mathrm{kJ}{\mathrm{mol}}^{-1}$.

উদ্দীপকের বিক্রিয়াটি- 

${\mathrm{PCl}}_5\left(g\right)\rightleftharpoons {\mathrm{PCl}}_3\left(g\right)+{\mathrm{Cl}}_2\left(g\right);\Delta H=+90\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$ 

বিক্রিয়ার $\Delta H$ ধনাত্মক হওয়ায় এটি তাপহারী বিক্রিয়া। নিচে বিক্রিয়ার সাম্যাবস্থায় তাপমাত্রা ও চাপের প্রভাব লা-শ্যাতেলিয়ার নীতির আলোকে ব্যাখ্যা করা হলো-
তাপমাত্রার প্রভাব : উদ্দীপকের বিক্রিয়াটি একটি উভমুখী ও তাপহারী বিক্রিয়া। এক্ষেত্রে তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে তাপমাত্রা বৃদ্ধির ফলাফল প্রশমিত করার জন্য লা-শ্যাতেলিয়ার নীতি অনুসারে সাম্যাবস্থার অবস্থান ডান দিকে সরে গিয়ে ${\mathrm{PCl}}_3$ ও ${\mathrm{Cl}}_2$ উৎপাদন বৃদ্ধি করবে। আবার তাপমাত্রা হ্রাস করলে লা-শ্যাতেলিয়ার নীতি অনুযায়ী সাম্যাবস্থার অবস্থান বাম দিকে সরে গিয়ে ${\mathrm{PCl}}_3$ ও ${\mathrm{Cl}}_2$ উৎপাদন হ্রাস করবে। 

চাপের প্রভাব:  উদ্দীপকের বিক্রিয়া হতে দেখা যায় যে, 1 মোল ${\mathrm{PCl}}_5$ বিয়োজিত হয়ে। মোল ${\mathrm{PCl}}_3$ ও 1 মোল ${\mathrm{Cl}}_2$ অর্থাৎ মোট 2 মোল উৎপাদ উৎপন্ন করে। এক্ষেত্রে বিক্রিয়াটিতে আয়তনের প্রসারণ ঘটে। তাই চাপ বৃদ্ধি করলে লা-শ্যাতেলিয়ার নীতি অনুসারে, সাম্যাবস্থা বামে সরে গিয়ে উৎপাদ ${\mathrm{PCl}}_3$ ও ${\mathrm{Cl}}_2$ এর পরিমাণ হ্রাস করবে। আবার চাপ কমালে সাম্যাবস্থা ডানে সরে গিয়ে উৎপাদ ${\mathrm{PCl}}_3$ ও ${\mathrm{Cl}}_2$ এর পরিমাণ বৃদ্ধি করবে।

উদ্দীপকের বিক্রিয়াটি- 

${\mathrm{PCl}}_5\left(g\right)\rightleftharpoons {\mathrm{PCl}}_3\left(g\right)+{\mathrm{Cl}}_2\left(g\right)$ 

প্রাথমিক মোল সংখ্যা : 1 mol           0         0 

সাম্যাবস্থায় মোল সংখ্যা: 180%        80%     80% 

                                   = 0.2    = 0.8       = 0.8 

সাম্যাবস্থায় মোট মোল সংখ্যা = (0.2+0.8 +0.8) mol 

= 1.8 mol 

দেওয়া আছে, মোট চাপ = 1.5 atm $\therefore {\mathrm{PCl}}_5$ এর আংশিকু চাপ,

$P_{{\mathrm{PCl}}_5}=\frac{0.2}{1.8}\times 1.5\mathrm{atm}=0.167\mathrm{atm}$

${\mathrm{PCl}}_3$ এর আংশিক চাপ,

$P_{{\mathrm{PCl}}_3}=\frac{0.8}{1.8}\times 1.5\mathrm{atm}=0.67\mathrm{atm}$

এবং ${\mathrm{Cl}}_2$ এর আংশিক চাপ,

$P_{{\mathrm{Cl}}_2}=\frac{0.8}{1.8}\times 1.5\mathrm{atm}=0.67\mathrm{atm}$

সুতরাং, বিক্রিয়াটির $K_p=\frac{P_{{\mathrm{PCl}}_3}\times {\mathrm{PCl}}_2}{P_{{\mathrm{PCl}}_5}}$ 

$\begin{array}{cc}& =\frac{0.67\times 0.67}{0.167}\\ & =2.69\mathrm{atm}\end{array}$