রসায়নে প্রতিক্রিয়া হার: সংজ্ঞা এবং বিভিন্ন কারণের উপর তার নির্ভরতা

2024 লেখক: Angel Austin | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-02 17:42

প্রতিক্রিয়ার হার হল এমন একটি মান যা নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে বিক্রিয়কগুলির ঘনত্বের পরিবর্তন দেখায়। এর আকার অনুমান করার জন্য, প্রক্রিয়াটির প্রাথমিক শর্তগুলি পরিবর্তন করা প্রয়োজন৷

একজাতীয় মিথস্ক্রিয়া

একই সামগ্রিক আকারে থাকা কিছু যৌগের মধ্যে বিক্রিয়ার হার গৃহীত পদার্থের আয়তনের উপর নির্ভর করে। গাণিতিক দৃষ্টিকোণ থেকে, একটি সমজাতীয় প্রক্রিয়ার হার এবং প্রতি ইউনিট সময় ঘনত্বের পরিবর্তনের মধ্যে সম্পর্ক প্রকাশ করা সম্ভব।

এই ধরনের মিথস্ক্রিয়ার একটি উদাহরণ হল নাইট্রিক অক্সাইড (2) থেকে নাইট্রিক অক্সাইড (4) এর অক্সিডেশন।

ভিন্নধর্মী প্রক্রিয়া

একত্রিতকরণের বিভিন্ন রাজ্যে শুরু হওয়া পদার্থের প্রতিক্রিয়ার হার প্রতি ইউনিট সময় প্রতি ইউনিট এলাকায় প্রারম্ভিক রিএজেন্টের মোলের সংখ্যা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।

Heterogeneous মিথস্ক্রিয়াগুলি এমন সিস্টেমের বৈশিষ্ট্য যা বিভিন্ন সামগ্রিক অবস্থা রয়েছে।

সংক্ষেপে, আমরা লক্ষ্য করি যে বিক্রিয়ার হার প্রাথমিক বিকারক (প্রতিক্রিয়া পণ্য) এর মোলের সংখ্যার পরিবর্তন প্রদর্শন করেসময়কাল, প্রতি ইউনিট ইন্টারফেস বা প্রতি ইউনিট ভলিউম।

একাগ্রতা

আসুন প্রতিক্রিয়া হারকে প্রভাবিত করে এমন প্রধান কারণগুলি বিবেচনা করা যাক। আসুন একাগ্রতা দিয়ে শুরু করা যাক। এই ধরনের নির্ভরতা গণ কর্মের আইন দ্বারা প্রকাশ করা হয়। মিথস্ক্রিয়াকারী পদার্থের ঘনত্বের গুণফলের মধ্যে একটি সরাসরি আনুপাতিক সম্পর্ক রয়েছে, তাদের স্টেরিওকেমিক্যাল সহগ এবং বিক্রিয়ার গতির পরিপ্রেক্ষিতে নেওয়া হয়।

aA + bB=cC + dD সমীকরণটি বিবেচনা করুন, যেখানে A, B, C, D হল তরল বা গ্যাস। উপরের প্রক্রিয়াটির জন্য, গতি সমীকরণটি আনুপাতিকতা সহগকে বিবেচনা করে লেখা যেতে পারে, যার প্রতিটি মিথস্ক্রিয়ার জন্য নিজস্ব মান রয়েছে।

গতি বৃদ্ধির প্রধান কারণ হিসেবে, প্রতি ইউনিট আয়তনে বিক্রিয়াকারী কণার সংঘর্ষের সংখ্যা বৃদ্ধি লক্ষ্য করা যায়।

তাপমাত্রা

প্রতিক্রিয়া হারের উপর তাপমাত্রার প্রভাব বিবেচনা করুন। সমজাতীয় সিস্টেমে যে প্রক্রিয়াগুলি ঘটে তা কেবল তখনই সম্ভব যখন কণাগুলির সংঘর্ষ হয়। কিন্তু সমস্ত সংঘর্ষ প্রতিক্রিয়া পণ্য গঠনের দিকে পরিচালিত করে না। শুধুমাত্র ক্ষেত্রে যখন কণা একটি বর্ধিত শক্তি আছে. যখন বিকারকগুলি উত্তপ্ত হয়, তখন কণাগুলির গতিশক্তির বৃদ্ধি পরিলক্ষিত হয়, সক্রিয় অণুর সংখ্যা বৃদ্ধি পায়, তাই, প্রতিক্রিয়া হারের বৃদ্ধি পরিলক্ষিত হয়। তাপমাত্রা সূচক এবং প্রক্রিয়া হারের মধ্যে সম্পর্ক ভ্যানট হফ নিয়ম দ্বারা নির্ধারিত হয়: প্রতিটি তাপমাত্রা 10 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড বৃদ্ধি প্রক্রিয়ার হার 2-4 গুণ বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে।

ক্যাটালিস্ট

প্রতিক্রিয়া হারকে প্রভাবিত করার কারণগুলি বিবেচনা করে, আসুন এমন পদার্থের উপর ফোকাস করি যা প্রক্রিয়াটির গতি বাড়াতে পারে, অর্থাৎ অনুঘটকগুলির উপর। অনুঘটক এবং বিক্রিয়কগুলির একত্রীকরণের অবস্থার উপর নির্ভর করে, বিভিন্ন ধরণের অনুঘটককে আলাদা করা হয়:

• সমজাতীয় ফর্ম, যেখানে বিক্রিয়ক এবং অনুঘটকের সমষ্টির অবস্থা একই;
• বিষমধর্মী যখন বিক্রিয়ক এবং অনুঘটক একই পর্যায়ে থাকে।

নিকেল, প্ল্যাটিনাম, রোডিয়াম, প্যালাডিয়ামকে এমন পদার্থের উদাহরণ হিসাবে আলাদা করা যেতে পারে যা মিথস্ক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করে।

ইনহিবিটরস এমন পদার্থ যা একটি প্রতিক্রিয়াকে ধীর করে দেয়।

যোগাযোগ এলাকা

আর কী প্রতিক্রিয়ার হার নির্ধারণ করে? রসায়নকে কয়েকটি বিভাগে বিভক্ত করা হয়েছে, যার প্রত্যেকটি নির্দিষ্ট প্রক্রিয়া এবং ঘটনাকে বিবেচনা করে। শারীরিক রসায়নের কোর্সটি যোগাযোগের ক্ষেত্র এবং প্রক্রিয়ার গতির মধ্যে সম্পর্ক পরীক্ষা করে।

বিকারকগুলির যোগাযোগের ক্ষেত্র বাড়ানোর জন্য, এগুলিকে একটি নির্দিষ্ট আকারে চূর্ণ করা হয়। সমাধানে দ্রুততম মিথস্ক্রিয়া ঘটে, যে কারণে অনেক প্রতিক্রিয়া জলীয় মাধ্যমে সঞ্চালিত হয়।

সলিড নাকাল করার সময়, পরিমাপ অবশ্যই পর্যবেক্ষণ করা উচিত। উদাহরণস্বরূপ, যখন পাইরাইট (আয়রন সালফাইট) ধুলায় রূপান্তরিত হয়, তখন এর কণাগুলিকে একটি ভাটিতে সিন্টার করা হয়, যা এই যৌগের অক্সিডেশন প্রক্রিয়ার হারকে নেতিবাচকভাবে প্রভাবিত করে এবং সালফার ডাই অক্সাইডের ফলন হ্রাস পায়।

রিএজেন্ট

আসুন বোঝার চেষ্টা করুন কিভাবে বিক্রিয়ার হার নির্ণয় করা যায় কোন রিএজেন্টগুলি মিথস্ক্রিয়া করে তার উপর নির্ভর করে? উদাহরণস্বরূপ, হাইড্রোজেনের আগে বেকেটোভ ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল সিরিজে অবস্থিত সক্রিয় ধাতুগুলি অ্যাসিড দ্রবণগুলির সাথে যোগাযোগ করতে সক্ষম, এবং যেগুলি H_{2 এর পরে রয়েছে তাদের এমন ক্ষমতা নেই। এই ঘটনার কারণ ধাতুর বিভিন্ন রাসায়নিক কার্যকলাপের মধ্যে রয়েছে।}

চাপ

এই মানের সাথে প্রতিক্রিয়া হার কিভাবে সম্পর্কিত? রসায়ন একটি বিজ্ঞান যা পদার্থবিদ্যার সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত, তাই নির্ভরতা সরাসরি আনুপাতিক, এটি গ্যাস আইন দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। পরিমাণের মধ্যে সরাসরি সম্পর্ক রয়েছে। এবং কোন আইন রাসায়নিক বিক্রিয়ার হার নির্ধারণ করে তা বোঝার জন্য, একত্রিতকরণের অবস্থা এবং বিকারকগুলির ঘনত্ব জানতে হবে৷

রসায়নে গতির প্রকার

এটি তাত্ক্ষণিক এবং গড় মান একক করা প্রথাগত। রাসায়নিক মিথস্ক্রিয়ার গড় হারকে নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে বিক্রিয়কগুলির ঘনত্বের পার্থক্য হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়৷

প্রাপ্ত মানটি ঋণাত্মক হয় যখন ঘনত্ব কমে যায়, ইতিবাচক হয় যখন মিথস্ক্রিয়া পণ্যের ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়।

সত্য (তাত্ক্ষণিক) মান হল নির্দিষ্ট সময়ের একক অনুপাত।

SI সিস্টেমে, রাসায়নিক প্রক্রিয়ার হার প্রকাশ করা হয় [mol×m-3^×s-1^].

রসায়নে সমস্যা

আসুন গতি নির্ধারণ সংক্রান্ত সমস্যার কিছু উদাহরণ দেখি।

উদাহরণ 1. ইনক্লোরিন এবং হাইড্রোজেন একটি পাত্রে মেশানো হয়, তারপর মিশ্রণটি উত্তপ্ত হয়। 5 সেকেন্ড পরে, হাইড্রোজেন ক্লোরাইডের ঘনত্ব 0.05 mol/dm³ এর মান অর্জন করে। হাইড্রোজেন ক্লোরাইড গঠনের গড় হার গণনা করুন (mol/dm^{3 s)।}

মিথস্ক্রিয়াটির 5 সেকেন্ড পরে হাইড্রোজেন ক্লোরাইডের ঘনত্বের পরিবর্তন নির্ধারণ করা প্রয়োজন, চূড়ান্ত ঘনত্ব থেকে প্রাথমিক মান বিয়োগ করে:

C(HCl)=c2 - c1=0.05 - 0=0.05 mol/dm3.

হাইড্রোজেন ক্লোরাইড গঠনের গড় হার গণনা করুন:

V=0.05/5=0.010 mol/dm3 ×s।

উদাহরণ 2. 3 dm ভলিউমের একটি পাত্রে3, নিম্নলিখিত প্রক্রিয়াটি ঘটে:

C₂H₂ + 2H₂=C_{2 H}6_.

হাইড্রোজেনের প্রাথমিক ভর হল 1 গ্রাম। মিথস্ক্রিয়া শুরু হওয়ার দুই সেকেন্ড পরে, হাইড্রোজেনের ভর 0.4 গ্রাম এর মান অর্জন করেছে। ইথেন উৎপাদনের গড় হার গণনা করুন (mol/dm 3×s)।

হাইড্রোজেনের ভর যা বিক্রিয়া করে তাকে প্রাথমিক মান এবং চূড়ান্ত সংখ্যার মধ্যে পার্থক্য হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়। এটি 1 - 0.4=0.6 (g)। হাইড্রোজেনের মোলের সংখ্যা নির্ধারণ করতে, এটিকে একটি প্রদত্ত গ্যাসের মোলার ভর দ্বারা ভাগ করা প্রয়োজন: n \u003d 0.6/2 \u003d 0.3 মোল। সমীকরণ অনুসারে, হাইড্রোজেনের 2 মোল থেকে 1 মোল ইথেন তৈরি হয়, তাই H_{2 এর 0.3 মোল থেকে আমরা 0.15 মোল ইথেন পাই৷}

ফলিত হাইড্রোকার্বনের ঘনত্ব নির্ধারণ করুন, আমরা পাই 0.05 mol/dm³। তারপর আপনি এটির গঠনের গড় হার গণনা করতে পারেন:=0.025 mol/dm^{3 ×s।}

উপসংহার

বিভিন্ন কারণ রাসায়নিক মিথস্ক্রিয়ার হারকে প্রভাবিত করে: প্রতিক্রিয়াশীল পদার্থের প্রকৃতি (অ্যাক্টিভেশন শক্তি), তাদের ঘনত্ব, একটি অনুঘটকের উপস্থিতি, নাকালের মাত্রা, চাপ, বিকিরণের ধরন।

উনিশ শতকের দ্বিতীয়ার্ধে, অধ্যাপক এন. এন. বেকেতভ পরামর্শ দিয়েছিলেন যে প্রাথমিক বিকারকগুলির ভর এবং প্রক্রিয়াটির সময়কালের মধ্যে একটি সংযোগ রয়েছে৷ নরওয়েজিয়ান রসায়নবিদ: পি. ওয়েজ এবং কে. গুল্ডবার্গ দ্বারা 1867 সালে প্রতিষ্ঠিত গণ-অ্যাকশন আইনে এই অনুমানটি নিশ্চিত করা হয়েছিল।

শারীরিক রসায়ন বিভিন্ন প্রক্রিয়ার প্রক্রিয়া এবং গতি অধ্যয়ন করে। এক পর্যায়ে ঘটে যাওয়া সহজতম প্রক্রিয়াগুলিকে মনোমোলিকুলার প্রক্রিয়া বলা হয়। জটিল মিথস্ক্রিয়াতে বেশ কয়েকটি প্রাথমিক ক্রমিক মিথস্ক্রিয়া জড়িত থাকে, তাই প্রতিটি পর্যায়কে আলাদাভাবে বিবেচনা করা হয়।

নূন্যতম শক্তি খরচ সহ প্রতিক্রিয়া পণ্যগুলির সর্বাধিক ফলন পাওয়ার জন্য, প্রক্রিয়াটির গতিপথকে প্রভাবিত করে এমন প্রধান কারণগুলিকে বিবেচনায় নেওয়া গুরুত্বপূর্ণ৷

উদাহরণস্বরূপ, জলের সরল পদার্থে পচন প্রক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করতে, একটি অনুঘটকের প্রয়োজন, যার ভূমিকাটি ম্যাঙ্গানিজ অক্সাইড দ্বারা সঞ্চালিত হয় (4)।

রাসায়নিক গতিবিদ্যায় বিকারক নির্বাচন, সর্বোত্তম চাপ এবং তাপমাত্রা নির্বাচন, বিকারকগুলির ঘনত্বের সাথে সম্পর্কিত সমস্ত সূক্ষ্মতা বিবেচনা করা হয়।