আসুন গঠনের তাপ কী তা নিয়ে কথা বলি, এবং সেই শর্তগুলিকেও সংজ্ঞায়িত করি যেগুলিকে স্ট্যান্ডার্ড বলা হয়। এই সমস্যাটি বোঝার জন্য, আমরা সরল এবং জটিল পদার্থের মধ্যে পার্থক্য খুঁজে বের করব। "গঠনের তাপ" ধারণাকে সুসংহত করতে, নির্দিষ্ট রাসায়নিক সমীকরণ বিবেচনা করুন।
পদার্থ গঠনের স্ট্যান্ডার্ড এনথালপি
বায়বীয় হাইড্রোজেনের সাথে কার্বনের মিথস্ক্রিয়া বিক্রিয়ায় 76 kJ শক্তি নির্গত হয়। এই ক্ষেত্রে, এই চিত্রটি একটি রাসায়নিক বিক্রিয়ার তাপীয় প্রভাব। কিন্তু এটিও সরল পদার্থ থেকে মিথেন অণু তৈরির তাপ। "কেন?" - আপনি জিজ্ঞাসা করুন. এটি এই কারণে যে প্রাথমিক উপাদানগুলি ছিল কার্বন এবং হাইড্রোজেন। 76 kJ/mol হবে সেই শক্তি যাকে রসায়নবিদরা "গঠনের তাপ" বলে।
ডেটা টেবিল
থার্মোকেমিস্ট্রিতে, এমন অসংখ্য টেবিল রয়েছে যা সরল পদার্থ থেকে বিভিন্ন রাসায়নিক পদার্থের গঠনের তাপ নির্দেশ করে। উদাহরণস্বরূপ, একটি পদার্থের গঠনের তাপ যার সূত্র হল CO2, গ্যাসীয় অবস্থায়একটি সূচক আছে 393.5 kJ/mol৷
ব্যবহারিক মান
কেন আমাদের এই মানগুলির প্রয়োজন? গঠনের তাপ একটি মান যা কোনো রাসায়নিক প্রক্রিয়ার তাপের প্রভাব গণনা করার সময় ব্যবহৃত হয়। এই ধরনের গণনা চালানোর জন্য, থার্মোকেমিস্ট্রি আইনের প্রয়োগের প্রয়োজন হবে।
থার্মোকেমিস্ট্রি
তিনি মৌলিক আইন যা রাসায়নিক বিক্রিয়ার প্রক্রিয়ায় পর্যবেক্ষণ করা শক্তি প্রক্রিয়া ব্যাখ্যা করে। মিথস্ক্রিয়া চলাকালীন, প্রতিক্রিয়াশীল সিস্টেমে গুণগত রূপান্তর পরিলক্ষিত হয়। কিছু পদার্থ অদৃশ্য হয়ে যায়, পরিবর্তে নতুন উপাদান উপস্থিত হয়। এই ধরনের একটি প্রক্রিয়া অভ্যন্তরীণ শক্তি ব্যবস্থার একটি পরিবর্তন দ্বারা অনুষঙ্গী হয়, যা কাজ বা তাপের আকারে নিজেকে প্রকাশ করে। সম্প্রসারণের সাথে যুক্ত কাজের রাসায়নিক রূপান্তরের জন্য একটি ন্যূনতম সূচক রয়েছে। একটি উপাদান থেকে অন্য পদার্থে রূপান্তরিত তাপ বড় হতে পারে।
যদি আমরা বিভিন্ন ধরনের রূপান্তর বিবেচনা করি, প্রায় সব ক্ষেত্রেই একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ তাপ শোষণ বা মুক্তি রয়েছে। সংঘটিত ঘটনা ব্যাখ্যা করার জন্য, একটি বিশেষ বিভাগ তৈরি করা হয়েছিল - থার্মোকেমিস্ট্রি।
হেস আইন
তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্রের জন্য ধন্যবাদ, রাসায়নিক বিক্রিয়ার অবস্থার উপর নির্ভর করে তাপীয় প্রভাব গণনা করা সম্ভব হয়েছে। গণনাগুলি থার্মোকেমিস্ট্রির মৌলিক আইনের উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়, যেমন হেস আইন। আমরা এর সূত্র দিই: রাসায়নিক রূপান্তরের তাপীয় প্রভাবপ্রকৃতির সাথে সম্পর্কিত, পদার্থের প্রাথমিক এবং চূড়ান্ত অবস্থা, এটি মিথস্ক্রিয়া যেভাবে সঞ্চালিত হয় তার সাথে সম্পর্কিত নয়।
এই শব্দটি থেকে কী পাওয়া যায়? একটি নির্দিষ্ট পণ্য প্রাপ্তির ক্ষেত্রে, শুধুমাত্র একটি মিথস্ক্রিয়া বিকল্প ব্যবহার করার প্রয়োজন নেই, বিভিন্ন উপায়ে প্রতিক্রিয়া চালানো সম্ভব। যে কোনও ক্ষেত্রে, আপনি যেভাবে পছন্দসই পদার্থটি পান না কেন, প্রক্রিয়াটির তাপীয় প্রভাব একই মান হবে। এটি নির্ধারণ করার জন্য, সমস্ত মধ্যবর্তী রূপান্তরের তাপীয় প্রভাবগুলি যোগ করা প্রয়োজন। হেসের আইনের জন্য ধন্যবাদ, তাপীয় প্রভাবগুলির সংখ্যাসূচক সূচকগুলির গণনা করা সম্ভব হয়েছিল, যা ক্যালোরিমিটারে চালানো অসম্ভব। উদাহরণস্বরূপ, পরিমাণগতভাবে কার্বন মনোক্সাইড পদার্থের গঠনের তাপ হেসের সূত্র অনুসারে গণনা করা হয়, তবে আপনি সাধারণ পরীক্ষা দ্বারা এটি নির্ধারণ করতে সক্ষম হবেন না। এই কারণেই বিশেষ থার্মোকেমিক্যাল টেবিলগুলি এত গুরুত্বপূর্ণ, যেখানে বিভিন্ন পদার্থের জন্য সংখ্যাসূচক মানগুলি প্রবেশ করানো হয়, যা মানক অবস্থার অধীনে নির্ধারিত হয়
গণনার গুরুত্বপূর্ণ পয়েন্ট
প্রদত্ত যে গঠনের তাপ বিক্রিয়ার তাপীয় প্রভাব, প্রশ্নে থাকা পদার্থের একত্রীকরণের অবস্থা বিশেষ গুরুত্ব বহন করে। উদাহরণস্বরূপ, পরিমাপ করার সময়, কার্বনের মানক অবস্থা হিসাবে হীরার পরিবর্তে গ্রাফাইটকে বিবেচনা করা প্রথাগত। চাপ এবং তাপমাত্রাও বিবেচনায় নেওয়া হয়, অর্থাৎ, প্রতিক্রিয়াশীল উপাদানগুলি প্রাথমিকভাবে অবস্থিত ছিল এমন পরিস্থিতিতে। এই শারীরিক পরিমাণগুলি মিথস্ক্রিয়ায় উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলতে পারে, শক্তির মান বাড়াতে বা হ্রাস করতে পারে। মৌলিক গণনার জন্য,থার্মোকেমিস্ট্রি, চাপ এবং তাপমাত্রার নির্দিষ্ট সূচকগুলি ব্যবহার করা প্রথাগত৷
মানক শর্ত
যেহেতু একটি পদার্থের গঠনের তাপ হল প্রমিত অবস্থার অধীনে শক্তির প্রভাবের মাত্রা নির্ণয়, তাই আমরা তাদের আলাদাভাবে আলাদা করব। গণনার জন্য তাপমাত্রা 298 কে (25 ডিগ্রি সেলসিয়াস), চাপ - 1 বায়ুমণ্ডল নির্বাচিত হয়। তদতিরিক্ত, মনোযোগ দেওয়ার মতো একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হ'ল যে কোনও সাধারণ পদার্থের গঠনের তাপ শূন্য। এটি যৌক্তিক, কারণ সরল পদার্থগুলি নিজেদের গঠন করে না, অর্থাৎ তাদের গঠনের জন্য শক্তির কোনো ব্যয় হয় না।
থার্মোকেমিস্ট্রির উপাদান
আধুনিক রসায়নের এই বিভাগটির বিশেষ গুরুত্ব রয়েছে, কারণ এখানেই গুরুত্বপূর্ণ গণনা করা হয়, নির্দিষ্ট ফলাফল পাওয়া যায় যা তাপবিদ্যুৎ প্রকৌশলে ব্যবহৃত হয়। থার্মোকেমিস্ট্রিতে, অনেকগুলি ধারণা এবং পদ রয়েছে যা পছন্দসই ফলাফল পাওয়ার জন্য পরিচালনা করা গুরুত্বপূর্ণ। এনথালপি (ΔH) নির্দেশ করে যে রাসায়নিক মিথস্ক্রিয়াটি একটি বদ্ধ ব্যবস্থায় হয়েছিল, অন্যান্য বিকারকগুলির প্রতিক্রিয়ার উপর কোন প্রভাব ছিল না, চাপ ছিল ধ্রুবক। এই স্পষ্টীকরণ আমাদের সম্পাদিত গণনার নির্ভুলতা সম্পর্কে কথা বলতে দেয়৷
কী ধরণের প্রতিক্রিয়া বিবেচনা করা হয় তার উপর নির্ভর করে, ফলে তাপীয় প্রভাবের মাত্রা এবং চিহ্ন উল্লেখযোগ্যভাবে পৃথক হতে পারে। সুতরাং, সমস্ত রূপান্তরের জন্য একটি জটিল পদার্থের পচনকে কয়েকটি সরল উপাদানে পরিণত করার জন্য, তাপ শোষণকে ধরে নেওয়া হয়। অনেকগুলি প্রারম্ভিক পদার্থকে একত্রিত করার প্রতিক্রিয়া, আরও জটিল পণ্যের সাথে থাকেউল্লেখযোগ্য পরিমাণে শক্তি নির্গত করছে।
উপসংহার
যেকোন থার্মোকেমিক্যাল সমস্যা সমাধান করার সময় একই অ্যালগরিদম অ্যাকশন ব্যবহার করা হয়। প্রথমত, টেবিল অনুসারে, প্রতিটি প্রাথমিক উপাদানের জন্য, সেইসাথে প্রতিক্রিয়া পণ্যগুলির জন্য, গঠনের তাপের মান নির্ধারণ করা হয়, একত্রিতকরণের অবস্থা ভুলে না। আরও, হেসের আইনে সজ্জিত, তারা পছন্দসই মান নির্ধারণের জন্য একটি সমীকরণ রচনা করে।
একটি নির্দিষ্ট সমীকরণে প্রাথমিক বা চূড়ান্ত পদার্থের সামনে বিদ্যমান স্টেরিওকেমিক্যাল সহগগুলিকে বিবেচনায় নেওয়ার জন্য বিশেষ মনোযোগ দেওয়া উচিত। যদি প্রতিক্রিয়াতে সাধারণ পদার্থ থাকে, তবে তাদের গঠনের মানক তাপ শূন্যের সমান, অর্থাৎ, এই জাতীয় উপাদানগুলি গণনায় প্রাপ্ত ফলাফলকে প্রভাবিত করে না। আসুন একটি নির্দিষ্ট প্রতিক্রিয়াতে প্রাপ্ত তথ্য ব্যবহার করার চেষ্টা করি। আমরা যদি গ্রাফাইটের সাথে মিথস্ক্রিয়া দ্বারা আয়রন অক্সাইড (Fe3+) থেকে বিশুদ্ধ ধাতু গঠনের প্রক্রিয়াটিকে উদাহরণ হিসাবে নিই, তবে রেফারেন্স বইতে আপনি মানগুলি খুঁজে পেতে পারেন। গঠনের আদর্শ তাপ। আয়রন অক্সাইডের জন্য (Fe3+) এটি হবে –822.1 kJ/mol, গ্রাফাইটের জন্য (একটি সাধারণ পদার্থ) এটি শূন্যের সমান। প্রতিক্রিয়ার ফলস্বরূপ, কার্বন মনোক্সাইড (CO) গঠিত হয়, যার জন্য এই সূচকটির মান 110.5 kJ / mol এবং মুক্তিপ্রাপ্ত লোহার জন্য, গঠনের তাপ শূন্যের সাথে মিলে যায়। প্রদত্ত রাসায়নিক মিথস্ক্রিয়া গঠনের আদর্শ তাপের রেকর্ডটি নিম্নরূপ চিহ্নিত করা হয়েছে:
ΔHo298=3× (–110.5) – (–822.1)=–331.5 + 822.1=490.6 kJ।
বিশ্লেষণ করা হচ্ছেহেস আইন অনুসারে প্রাপ্ত সংখ্যাসূচক ফলাফল, আমরা একটি যৌক্তিক উপসংহারে পৌঁছাতে পারি যে এই প্রক্রিয়াটি একটি এন্ডোথার্মিক রূপান্তর, অর্থাৎ, এটির ত্রয়ী অক্সাইড থেকে লোহার হ্রাসের প্রতিক্রিয়ার জন্য শক্তির ব্যয় জড়িত।
