যে প্রক্রিয়ায় এক বা একাধিক পদার্থের মধ্যে রাসায়নিক পরিবর্তনের ফলে এক বা একাধিক নতুন পদার্থ উৎপন্ন হয় তাকে রাসায়নিক ক্রিয়া বা বিক্রিয়া বলে।
যেমনঃ হাইড্রোজেন ও অক্সিজেন পরস্পরের সাথে বিক্রিয়া করে পানি উৎপন্ন করে। এক্ষেত্রে উৎপাদ পানির ধর্ম ; বিক্রিয়ক হাইড্রোজেন ও অক্সিজেনের ধর্ম হতে সম্পূর্ণ ভিন্ন। সুতরাং এটি একটি রাসায়নিক বিক্রিয়া।
2H₂ + O₂ ——-> 2H₂O
রাসায়নিক বিক্রিয়ার বৈশিষ্ট্যসমূহঃ
১. বিক্রিয়ার ফলে সৃষ্ট পদার্থের ধর্ম বিক্রিয়ক সমূহের ধর্ম হতে সম্পূর্ণ ভিন্ন হবে। যেমনঃ
C + O₂ ——–> CO₂
এখানে, কার্বন ও অক্সিজেনের বিক্রিয়ার ফলে সম্পূর্ণ ভিন্ন ধর্ম বিশিষ্ট পদার্থ কার্বন ডাই অক্সাইড উৎপন্ন হয়েছে।
২. বিক্রিয়ায় তাপ শক্তির শোষণ বা উদগীরণ ঘটে। যেমনঃ
i) N₂ + 3H₂ ——–> 2NH₃ ; ΔH = – 92kj
ii) N₂ + O₂ ——–> 2NO ; ΔH = +180kj
এখানে, ΔH এর মান ঋণাত্মক হলে তাপের উদগীরণ এবং ΔH এর মান ধনাত্মক হলে তাপের শোষণ বোঝায়। (I) নং সমীকরণে তাপের উদগীরণ এবং (ii) নং সমীকরণে তাপের শোষণ ঘটেছে।
৩. রাসায়নিক বিক্রিয়া সর্বদা বিক্রিয়ক সমূহের একটি নির্দিষ্ট ভর অনুপাতে সংঘটিত হয়। যেমনঃ
i) 2H₂ + O₂ ——-> 2H₂O
ii) H₂ + 1/2 O₂ ——–> H₂O
এখানে, দুই মোল হাইড্রোজেন অনু ও 1 মোল অক্সিজেন অনু বিক্রিয়া করে দুই মোল পানি উৎপন্ন করে। আবার, 1 মোল হাইড্রোজেন ও অর্ধেক মোল অক্সিজেন বিক্রিয়া করে এক মোল পানি উৎপন্ন করে। এক্ষেত্রে, দুই গ্রাম ভরের হাইড্রোজেনের সাথে 16 গ্রাম ভরের অক্সিজেন বিক্রিয়া করে। অর্থাৎ সব সময় 1 গ্রাম ভরের হাইড্রোজেনের সাথে 8 গ্রাম ভরের অক্সিজেনের বিক্রিয়া সংঘটিত হয়।
৪. বিক্রিয়ক ও উৎপাদসমূহে বিভিন্ন মৌলের পরমাণুর সংখ্যা অপরিবর্তিত থাকে। যেমনঃ
C + O₂ ———-> CO₂
এখানে, বিক্রিয়কে কার্বনের ১টি পরমাণুর ও অক্সিজেনের ২টি পরমাণুর (১ + ২ = ৩) অর্থাৎ মোট তিনটি পরমাণুর বিদ্যামান। আবার, উৎপাদ কার্বন ডাই অক্সাইডে ১টি কার্বন ও ২টি অক্সিজেন পরমাণু (১ + ২ = ৩) সহ মোট তিনটি পরমাণুর বিদ্যামান। অর্থাৎ বিক্রিয়ক ও উৎপাদে বিভিন্ন মৌলের পরমাণুর সংখ্যা সমান থাকে।
৫. বিক্রিয়ক সমূহের মোট ভর এবং উৎপাদ সমূহের মোট ভর সমান হবে। যেমনঃ
C + O₂ ———-> CO₂
এখানে, বিক্রিয়কে কার্বন ও অক্সিজেনের মোট ভর = ১২ + ১৬ x ২ = ৪৪.
আবার, উৎপাদের মোট ভর = ১২ + ১৬ x ২ = ৪৪. অর্থাৎ, বিক্রিয়ক ও উৎপাদের মোট ভর সমান।
রাসায়নিক বিক্রিয়ার বৈশিষ্ট্য নিম্নরূপঃ
১. রাসায়নিক বিক্রিয়ায় তাপের শোষণ বা উদগীরণ ঘটে।
২. রাসায়নিক বিক্রিয়ার ফলে সৃষ্ট উৎপাদের ধর্ম, বিক্রিয়কের ধর্ম থেকে সম্পূর্ণ ভিন্ন।
৩. বিক্রিয়কের মোট ভর ও উৎপাদের মোট ভর একই হয়।
৪. বিক্রিয়ার প্রকৃতি সম্পর্কে জানা যায়।
৫. বিক্রিয়ার গতিপ্রকৃতি সম্বন্ধে জানা যায়।
৬. উৎপাদের প্রকৃতি সম্পর্কে জানা যায়।
৭. উৎপাদের ভৌত অবস্থা জানা যায়।
রাসায়নিক বিক্রিয়া ও রাসায়নিক সমীকরণ
(Chemical Reaction and Chemical Equations)
সমীকরণের সাহায্যে রাসায়নিক বিক্রিয়া (chemical reaction) সংক্ষেপে উপস্থাপন করার নিয়ম :
- রাসায়নিক সমীকরণের বিক্রিয়ক ও উৎপাদের মাঝে (→→) তীর চিহ্ন বসাতে হয় এবং (=) চিহ্ন দিলে উভয় পাশে বিক্রিয়ার সমতা বের করতে হবে, যাকে রাসায়নিক সমীকরণের সমতা বলে।
- বিক্রিয়াসমূহ ও উৎপাদসমূহ প্রতীক বা সংকেতের মাধ্যমে লেখা হয়। একাধিক বিক্রিয়কসমূহ বা উৎপাদসমূহ থাকলে তাদের মাঝে (+) যোগ চিহ্ন বসাতে হবে।
- প্রয়োজনে বিক্রিয়ক বা উৎপাদের ভৌত অবস্থা উল্লেখ করতে হয়। পদার্থ কঠিন হলে বন্ধনীর ভেতর (S) লেখা হয়। গ্যাসীয় হলে (g) ও তরল হলে (l) ও জলীয় দ্রবণ হলে (aq) লেখা হয়। যেমন : CaCO3s+HCl (aq)→CaCl2(aq)+CO2(g)+H2O (l)CaCO3s+HCl (aq)→CaCl2(aq)+CO2(g)+H2O (l)
- বিক্রিয়ায় যতোটুকু তাপ উৎপন্ন বা শোষিত হয় তা দেখাতে হলে বিক্রিয়ার সমতা করতে হয় ও পদার্থের ভৌত অবস্থা দেখাতে হয়। এবং উৎপন্ন বা শোষিত তাপের পরিমাণ ∆H দিয়ে প্রকাশ করা হয়।
- কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়া তাপ প্রয়োগে সংঘটিত হলে তীর (→) চিহ্নের উপর (∆) ডেল্টা চিহ্ন দিতে হয়। যেমন :
2Mg (NO3)2(s) →Δ 2 MgO(s)+4NO2(g)+O2 (g)2Mg (NO3)2(s) →Δ 2 MgO(s)+4NO2(g)+O2 (g)
রাসায়নিক সমীকরণের সমতাকরণ (Equilibrium of chemical equations)
রাসায়নিক বিক্রিয়ায় (chemical reaction) বিক্রিয়ক ও উৎপাদ ভরের সংরক্ষণসূত্র মানে বলে বিক্রিয়ক ও উৎপাদের বিভিন্ন মৌলের পরমাণুর সংখ্যা সমান করতে হয়।
চলো বন্ধুরা এবার বিক্রিয়া সমতাকরণ করা শিখে নিই।
- প্রথমে প্রতীক ও সংকেত এর সাহায্যে বিক্রিয়ক ও উৎপাদ লিখে সমীকরণ লেখা হয়।
- প্রথমে যৌগিক অণুতে মৌলের পরমাণু সংখ্যা তারপর মৌলিক অণুতে মৌলের পরমাণু সংখ্যা সমান করতে হয়। সমান করার জন্য সমীকরণের উভয় পাশে বিক্রিয়ক এবং উৎপাদকে বিভিন্ন সংখ্যা দিয়ে গুণ করতে হয়।
- যখন রাসায়নিক বিক্রিয়ার এক পাশে দ্বিপরমাণু মৌল যেমন N2,O2N2,O2 থাকে এবং যৌগিক অণুকে প্রয়োজনীয় সংখ্যা দিয়ে গুণ করার পর দেখা যায় দ্বিপরমাণুক মৌল একপাশে বিজোড় অবস্থায় বিরাজ করে তখন আমাদের দ্বিপরমাণুক ভগ্নাংশ দিয়ে গুণ করতে হয়।
C6H14+O2→CO2+H2O⇒C6H14+O2→6 CO2+7 H2OC6H14+O2→CO2+H2O⇒C6H14+O2→6 CO2+7 H2O
- এখন দেখা যায় যে, ডান পাশে 13 টা অক্সিজেন বিদ্যমান যা 2 দ্বারা বিভাজ্য। এক্ষেত্রে আমাদের ভগ্নাংশ দিয়ে গুণ করতে হবে।
C6H14+132O2→CO2+H2OC6H14+213O2→CO2+H2O
উভয় পক্ষে 2 দিয়ে গুণ করে পাই,C6H14+16O2→12 CO2+14 H2OC6H14+16O2→12 CO2+14 H2O
দেখা যাচ্ছে যে, সমীকরণটির সমতা যথাযথ হয়েছে।
এখন একটা রাসায়নিক বিক্রিয়ার সমীকরণ গঠন করে সমতা করা যাক।
চুনের জলীয় দ্রবণের সাথে সালফিউরিক এসিড (Sulphuric acid) বিক্রিয়া করে ক্যালসিয়াম ফসফেট ও পানি উৎপন্ন করে। বিক্রিয়াটির সমতাকরণ কর।Ca(OH)2+H3PO4→Ca3(PO4)2+H2OCa(OH)2+H3PO4→Ca3(PO4)2+H2O
প্রথমে ক্যালসিয়াম সমতার জন্য বাম পাশে CaOH2CaOH2 এর সাথে 3 গুণ দিব।3 Ca(OH)2+H3(PO4)→Ca3(PO4)2+H2O3 Ca(OH)2+H3(PO4)→Ca3(PO4)2+H2O
এবার বাম পক্ষে 1টা PO43−PO43− আয়ন থাকলেও ডান পক্ষে তা 2টা। তাই H3PO4H3PO4 কে 2 দিয়ে গুণ করলে PO4PO4 এর সমতা হবে।3 Ca(OH)2+2 H3PO4→Ca3(PO4)2+H2O3 Ca(OH)2+2 H3PO4→Ca3(PO4)2+H2O
এবার বামপক্ষে 12 টা হাইড্রোজেন থাকলেও ডানপাশে কেবল 2টা। তাই H2OH2O এর সাথে 6 গুণ দিতে হবে।3 Ca(OH)2+2 H3PO4→Ca3(PO4)2+6 H2O3 Ca(OH)2+2 H3PO4→Ca3(PO4)2+6 H2O
∴ রাসায়নিক বিক্রিয়াটি সমতাকৃত হয়েছে।
মৌল এবং রাসায়নিক সমীকরণ (Chemical element and chemical equations)
রসায়নের যে শাখায় বিক্রিয়কের পরিমাণ থেকে উৎপাদের পরিমাণ এবং উৎপাদন পরিমাণ থেকে বিক্রিয়কের পরিমাণ হিসাব করা হয় তাকে স্টয়কিওমিতি (Stoichiometry) বলে।
স্টয়কিওমিতি অনুযায়ী আমরা বলতে পারি কতটি বিক্রিয়ক, কত মোল বিক্রিয়ক ও কত গ্রাম বিক্রিয়ক বিক্রিয়া করে কতটি উৎপাদ, কত মোল উৎপাদ ও কত গ্রাম উৎপাদ তৈরি করে। যেমন :Na2CO3(s)+HCl (aq)→NaCl(aq)+H2O (l)+CO2(g)Na2CO3(s)+HCl (aq)→NaCl(aq)+H2O (l)+CO2(g)
প্রথমে বিক্রিয়াটি সমতা করে পাই,Na2CO3(s)+2 HCl (aq)→2 NaCl(aq)+H2O (l)+CO2(g)Na2CO3(s)+2 HCl (aq)→2 NaCl(aq)+H2O (l)+CO2(g)
1 মোল Na2CO3Na2CO3 অণু
=1×6.023×1023=1×6.023×1023 টি Na2CO3Na2CO3 অণু
=1×106=106g=1×106=106g
2 মোল HClHCl অণু
=2×6.023×1023=2×6.023×1023 টি HClHCl অণু
=2×36.6=73g=2×36.6=73g
2 মোল NaClNaCl অণু
=2×6.023×1023=2×6.023×1023 টি NaClNaCl অণু
=2×58.5=117 g=2×58.5=117 g
1 মোল H2OH2O অণু
=1×6.023×1023=1×6.023×1023 টি H2OH2O অণু
=1×18=18 g=1×18=18 g
1 মোল CO2CO2 অণু
=1×6.023×1023=1×6.023×1023 টি CO2CO2 অণু
1×44=44 g1×44=44 g
চলো বন্ধুরা, এবার দুটি প্রশ্নের সমাধান করা যাক।
6 মোল পানি উৎপন্ন করতে কত মোল O2O2 প্রয়োজন?
সমাধান :2 H2+O2→2H2O2 H2+O2→2H2O
এখানে, 2 মোল H2H2 ও 1 মোল O2O2 বিক্রিয়া করে 2 মোল H2OH2O উৎপন্ন করে।
2 মোল H2OH2O উৎপন্ন করতে O2O2 প্রয়োজন =1 মোল
∴1∴1 মোল H2OH2O উৎপন্ন করতে O2O2 প্রয়োজন =12 মোল
∴6∴6 মোল H2OH2O উৎপন্ন করতে O2O2 প্রয়োজন =1×62=21×6 মোল
=3 মোল
প্রমাণ তাপমাত্রা ও চাপে 4 লিটার N2N2 থেকে কত লিটার NH3NH3 পাওয়া যাবে? ( এখানে, বিক্রিয়ক ও উৎপাদন সকল পদার্থ গ্যাসীয় )
সমাধান :N2(g)22.4লিটার+3H2(g)3×22.4=67.2লিটার→=2NH32×22.4=44.8লিটারN2(g)22.4লিটার+3H2(g)3×22.4=67.2লিটার→=2NH32×22.4=44.8লিটার
প্রমাণ তাপমাত্রা ও চাপে,
22.422.4 লিটার N2N2 থেকে NH3NH3 পাওয়া যায় =44.8=44.8 লিটার
∴1∴1 লিটার N2N2 থেকে NH3NH3 পাওয়া যায় =44.822.4=22.444.8 লিটার
∴4∴4 লিটার N2N2 থেকে NH3NH3 পাওয়া যায় =44.8×422.4=22.444.8×4 লিটার
=8 লিটার
লিমিটিং বিক্রিয়ক (Limiting Reactant)
রাসায়নিক বিক্রিয়ায় (chemical reaction) যে বিক্রিয়ক বিক্রিয়া করে শেষ হয়ে যায় তাকে লিমিটিং বিক্রিয়ক (Limiting Reactant) বলে। এবং দেখা যায় অপর বিক্রিয়ক প্রায়ই অবশিষ্ট থেকে যায়।
5 গ্রাম হাইড্রোজেন গ্যাসের মধ্যে 75 গ্রাম ক্লোরিন গ্যাস মিশ্রিত করা হলো, এখানে কোন বিক্রিয়কটি লিমিটিং বিক্রিয়ক? এবং কোন বিক্রিয়াটি বিক্রিয়া শেষে অবশিষ্ট থাকবে?
সমাধান :H22গ্রাম+Cl22×35.5=71গ্রাম→2HCl2×36.5=73গ্রামH22গ্রাম+Cl22×35.5=71গ্রাম→2HCl2×36.5=73গ্রাম
2 গ্রাম H2H2 এর সাথে Cl2Cl2 বিক্রিয়া করে =71 গ্রাম
∴1∴1 গ্রাম H2H2 এর সাথে Cl2Cl2 বিক্রিয়া করে =712=271 গ্রাম
∴5∴5 গ্রাম H2H2 এর সাথে Cl2Cl2 বিক্রিয়া করে =71×52=271×5 গ্রাম
=177.5=177.5 গ্রাম Cl2Cl2
কিন্তু প্রশ্নে 75 গ্রাম Cl2Cl2 দেওয়া আছে। সুতরাং বিক্রিয়া শেষ হওয়ার পূর্বেই Cl2Cl2 শেষ হয়ে যাবে। সুতরাং Cl2Cl2 লিমিটিং বিক্রিয়ক।
71 গ্রাম ক্লোরিনের সাথে H2H2 বিক্রিয়া করে =2 গ্রাম
∴75∴75 গ্রাম ক্লোরিনের সাথে H2H2 বিক্রিয়া করে =75×271=7175×2 গ্রাম
=2.11=2.11 গ্রাম
∴H2∴H2 অবশিষ্ট থাকবে =(5-2.11)=2.89 গ্রাম
উৎপাদের শতকরা পরিমাণ হিসাব (Calculation of the Percentage of Yield)
যে বিক্রিয়ক সবচেয়ে বেশি বিশুদ্ধ তাকে অ্যানালার বা অ্যানালার গ্রেড বলে।
রাসায়নিক বিক্রিয়ায় ব্যবহৃত বিক্রিয়কগুলো 100% বিশুদ্ধ না। তবে 99% বিশুদ্ধ করা গেলে তাকে অ্যানালার বলে।
- কোনো অবিশুদ্ধ পদার্থকে বিশুদ্ধ করার জন্য কেলাসন, পাতন, আংশিক পাতন, ক্রোমাটোগ্রাফি ইত্যাদি ব্যবহার করা হয়।
- কোনো বিক্রিয়ক 100% বিশুদ্ধ না হলে যতটুকু উৎপাদ হওয়ার কথা তার চেয়ে কম হয়। সেই উৎপাদের শতকরা পরিমাণ
=বিক্রিয়া থেকে প্রাপ্ত প্রকৃত উৎপাদরাসায়নিক সমীকরণ থেকে হিসাবকৃত উৎপাদের পরিমাণ×100=রাসায়নিক সমীকরণ থেকে হিসাবকৃত উৎপাদের পরিমাণবিক্রিয়া থেকে প্রাপ্ত প্রকৃত উৎপাদ×100%
80 গ্রাম CaCO3CaCO3 কে তাপ দিয়ে 39 গ্রাম CaOCaO পাওয়া গেলে উৎপাদের শতকরা পরিমাণ বের করো।
চলো এটা সমাধান করা যাক।
সমাধান :CaCO340+12+16×3=100 g→ΔCaO40+16=56 g+CO212+16×2=44 gCaCO340+12+16×3=100 g→ΔCaO40+16=56 g+CO212+16×2=44 g
100100 গ্রাম CaCO3CaCO3 থেকে CaOCaO পাওয়া যায় =56=56 গ্রাম
∴80∴80 গ্রাম CaCO3CaCO3 থেকে CaOCaO পাওয়া যায় 56×8010010056×80 গ্রাম
=44.8=44.8 গ্রাম
কিন্তু বিক্রিয়া হতে উৎপন্ন হয়েছে 3939 গ্রাম CaOCaO.
∴ উৎপাদের শতকরা পরিমাণ =বিক্রিয়া থেকে প্রাপ্ত প্রকৃত উৎপাদরাসায়নিক সমীকরণ থেকে হিসাবকৃত উৎপাদের পরিমাণ×100=রাসায়নিক সমীকরণ থেকে হিসাবকৃত উৎপাদের পরিমাণবিক্রিয়া থেকে প্রাপ্ত প্রকৃত উৎপাদ×100%
=39×10044.8=44.839×100%=87.05=87.05%
Leave a comment