সৃজনশীলঃ ‘X2( g)+3Y2( g)⇌2XY3(…’ চট্টগ্রাম বোর্ড ২০২৩ – রাসায়নিক পরিবর্তন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

সাধারণত দ্রাবকের তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে দ্রব্যের দ্রাব্যতা বৃদ্ধি পায়। কিন্তু গ্লুবার লবণ $({\mathrm{Na}}_2{\mathrm{SO}}_4\cdot 10H_{2}O)$ এর ক্ষেত্রে কিছুটা ব্যতিক্রম পরিলক্ষিত হয়। মুবার লবণের সোদক কেলাসের ক্ষেত্রে তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে প্রথমে দ্রাব্যতার বৃদ্ধি ঘটে কিন্তু 32.4 °C তাপমাত্রার পর তা নিরুদিত ${\mathrm{Na}}_2{\mathrm{SO}}_4$ এ পরিণত হয়। তখন নিরুদিত অবস্থায় তাপমাত্রা বৃদ্ধির ফলে দ্রাব্যতা ধীরে ধীরে হ্রাস পায়। সোদক কেলাস থেকে নিরুদিত কেলাসে রূপান্তরের কারণে দ্রাব্যতার এরূপ পরিবর্তন ঘটে থাকে।

উদ্দীপকের বিক্রিয়াটি হচ্ছে,

$X_2\left(g\right)+3Y_2\left(g\right)\rightleftharpoons 2{\mathrm{XY}}_3\left(g\right);\Delta H=-\mathrm{Ve}$.

ধরি, $Vd{m}^3$ আয়তনের সাম্যাবস্থায় মিশ্রণে $1\mathrm{mol}{X}_2$ ও $3\mathrm{mol}{Y}_2$ নিয়ে সাম্যাবস্থায় উপনীত হলো। সাম্যাবস্থায় বিয়োজন মাত্রা $\alpha$ হলে-

ধরি, মিশ্রণের মোট চাপ = P atm,

$\therefore X_2$ এর আংশিক চাপ $=\frac{1-\alpha }{4-2\alpha }\times P$

$\therefore Y_2$ এর আংশিক চাপ $=\frac{3-3\alpha }{4-2\alpha }\times P$

$\therefore {\mathrm{XY}}_3$ এর আংশিক চাপ $=\frac{2\alpha }{4-2\alpha }\times P$

∴ বিক্রিয়াটির:

$\begin{array}{cc}{K}_p& =\frac{P_{X{Y}_3}^2}{P_{X_2}\times P_{Y_2}^3}\\ & =\frac{{(\frac{2\alpha }{4-2\alpha }\times P)}^2}{(\frac{1-\alpha }{4-2\alpha }\times P){(\frac{3-3\alpha }{4-2\alpha }\times P)}^3}\\ & =\frac{\frac{4{\alpha }^2\times P^2}{(4-2\alpha {)}^2}}{\frac{P(1-\alpha )}{(4-2\alpha )}\times \frac{(3-3\alpha {)}^3\times P^3}{(4-2\alpha {)}^3}}\\ & =\frac{4{\alpha }^2(4-2\alpha {)}^2}{P^2(1-\alpha )3^3(1-\alpha {)}^3}\\ & =\frac{16{\alpha }^2(2-\alpha {)}^2}{27(1-\alpha {)}^4\times P^2}\end{array}$

এটিই প্রদত্ত বিক্রিয়ার জন্য $K_p$ এর রাশিমালা।

উদ্দীপকের বিক্রিয়াটি-

$X_2\left(g\right)+3Y_2\left(g\right)\rightleftharpoons 2{\mathrm{XY}}_3\left(g\right);\Delta H=$ ঋণাত্মক

বিক্রিয়াটি হতে সর্বোচ্চ পরিমাণ উৎপাদ $X{Y}_3$ উৎপাদনের শর্তাবলি নিচে বিশ্লেষণ করা হলো-
তাপমাত্রার প্রভাব: বিক্রিয়াটি তাপোৎপাদী হওয়ায় তাপমাত্রা হ্রাস করলে লা-শাতেলিয়ারের নীতি অনুসারে সাম্যাবস্থার অবস্থান ডান দিকে সরে গিয়ে $X{Y}_3$ উৎপাদন বৃদ্ধি করবে। এক্ষেত্রে খুব নিম্ন নয় আবার খুব উচ্চ নয় এমন অত্যানুকূল তাপমাত্রায় (450° – 500°)C বিক্রিয়াটিকে পরিচালনা করা হয়।

চাপের প্রভাব:$X{Y}_3$ উৎপাদনে সাম্য বিক্রিয়া হতে দেখা যায়, বিক্রিয়াটিতে আয়তনের সংকোচন ঘটে। লা-শাতেলিয়ারের নীতি অনুসারে চাপ প্রয়োগের ফলে আয়তনের হ্রাস করে সাম্যের অবস্থান ডান দিকে সরে যায় অর্থাৎ $X{Y}_3$ এর উৎপাদন বৃদ্ধি পায়। এক্ষেত্রে 200 বায়ুচাপ প্রয়োগ করে সর্বোচ্চ পরিমাণ $X{Y}_3$ উৎপাদন করা সম্ভব হয়।

প্রভাবকের প্রভাব : প্রভাবক বিক্রিয়ার বেগ বাড়িয়ে দ্রুত সাম্যাবস্থা আনে। সেজন্য উপযুক্ত চাপে 550 °C তাপমাত্রায় বিক্রিয়ার বেগ যথেষ্ট বাড়ে এবং অ্যামোনিয়ার উৎপাদন দ্রুত হয়।

ঘনমাত্রার প্রভাব : লা-শাতেলিয়ারের নীতি অনুযায়ী, বিক্রিয়ক পদার্থগুলোর ঘনমাত্রা বাড়ালে এবং বিক্রিয়াজাত পদার্থের ঘনমাত্রা কমালে সম্মুখ বিক্রিয়া হয়। সেজন্য $X{Y}_3$ উৎপন্ন হওয়ার সঙ্গে সঙ্গে বিক্রিয়া প্রকোষ্ঠ থেকে সরিয়ে ফেলা হয়। ফলে বিক্রিয়া সম্মুখ দিকে হতে থাকে এবং $X{Y}_3$ উৎপাদন বৃদ্ধি পায়।