আমরা প্রতিনিয়ত বিভিন্ন রাসায়নিক মিথস্ক্রিয়ার মুখোমুখি হই। প্রাকৃতিক গ্যাসের দহন, লোহার মরিচা, দুধ টক করা এই সমস্ত প্রক্রিয়া থেকে দূরে যা স্কুলের রসায়ন কোর্সে বিস্তারিতভাবে অধ্যয়ন করা হয়।
কিছু প্রতিক্রিয়া সেকেন্ডের ভগ্নাংশ সময় নেয়, যখন কিছু মিথস্ক্রিয়া দিন বা সপ্তাহ নেয়।
আসুন তাপমাত্রা, ঘনত্ব এবং অন্যান্য কারণের উপর প্রতিক্রিয়া হারের নির্ভরতা সনাক্ত করার চেষ্টা করি। নতুন শিক্ষাগত মান, এই সমস্যাটির জন্য ন্যূনতম পরিমাণ অধ্যয়নের সময় বরাদ্দ করা হয়েছে। ইউনিফাইড স্টেট পরীক্ষার পরীক্ষায়, তাপমাত্রা, ঘনত্ব, এমনকি গণনার কাজগুলির উপর প্রতিক্রিয়া হারের নির্ভরতার উপর কাজ রয়েছে। অনেক উচ্চ বিদ্যালয়ের শিক্ষার্থীরা এই প্রশ্নের উত্তর খুঁজতে কিছু অসুবিধার সম্মুখীন হয়, তাই আমরা এই বিষয়টি বিস্তারিতভাবে বিশ্লেষণ করব।
বিবেচনাধীন সমস্যাটির প্রাসঙ্গিকতা
প্রতিক্রিয়ার হার সম্পর্কে তথ্য অত্যন্ত ব্যবহারিক এবং বৈজ্ঞানিক গুরুত্বের। উদাহরণস্বরূপ, প্রদত্ত থেকে পদার্থ এবং পণ্যগুলির একটি নির্দিষ্ট উত্পাদনেমান সরাসরি সরঞ্জামের কার্যকারিতা, পণ্যের দামের উপর নির্ভর করে।
চলমান প্রতিক্রিয়ার শ্রেণীবিভাগ
রাসায়নিক প্রক্রিয়ার সময় গঠিত প্রাথমিক উপাদান এবং পণ্যগুলির একত্রিতকরণের অবস্থার মধ্যে একটি সরাসরি সম্পর্ক রয়েছে: ভিন্নধর্মী মিথস্ক্রিয়া।
একটি সিস্টেমকে সাধারণত পদার্থ বা তাদের সংমিশ্রণ হিসাবে রসায়নে বোঝা যায়।
একটি সমজাতীয় ব্যবস্থা এমন একটি যা এক পর্যায় (একত্রীকরণের একই অবস্থা) নিয়ে গঠিত। উদাহরণ স্বরূপ, আমরা গ্যাসের মিশ্রণের উল্লেখ করতে পারি, বিভিন্ন তরল।
Heterogeneous হল একটি সিস্টেম যেখানে বিক্রিয়কগুলি গ্যাস এবং তরল, কঠিন পদার্থ এবং গ্যাসের আকারে থাকে।
এখানে শুধুমাত্র তাপমাত্রার উপর প্রতিক্রিয়া হারের উপর নির্ভরশীলতা নেই, তবে বিশ্লেষণকৃত মিথস্ক্রিয়ায় জড়িত উপাদানগুলি যে পর্যায়ে ব্যবহার করা হয় তার উপরও।
একটি সমজাতীয় রচনাটি ভলিউম জুড়ে প্রক্রিয়াটির প্রবাহ দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যা এর গুণমানকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে।
প্রাথমিক পদার্থগুলো বিভিন্ন পর্যায়ের অবস্থায় থাকলে, এই ক্ষেত্রে, সর্বোচ্চ মিথস্ক্রিয়া পর্যায় সীমানায় পরিলক্ষিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, যখন একটি সক্রিয় ধাতু একটি অ্যাসিডে দ্রবীভূত হয়, তখন একটি পণ্য (লবণ) গঠন শুধুমাত্র তাদের যোগাযোগের পৃষ্ঠে পরিলক্ষিত হয়।
প্রক্রিয়ার গতি এবং বিভিন্ন কারণের মধ্যে গাণিতিক সম্পর্ক
তাপমাত্রা বনাম রাসায়নিক বিক্রিয়ার হারের সমীকরণটি কেমন দেখায়? একটি সমজাতীয় প্রক্রিয়ার জন্য, হার পরিমাণ দ্বারা নির্ধারিত হয়একটি পদার্থ যা প্রতি একক সময়ের প্রতি সিস্টেমের আয়তনে প্রতিক্রিয়ার সময় মিথস্ক্রিয়া করে বা গঠিত হয়।
একটি ভিন্নধর্মী প্রক্রিয়ার জন্য, ন্যূনতম সময়ের জন্য প্রতি ইউনিট এলাকাতে একটি পদার্থের বিক্রিয়া বা উত্পাদিত প্রক্রিয়ার পরিমাণের মাধ্যমে হার নির্ধারণ করা হয়।
রাসায়নিক বিক্রিয়ার হারকে প্রভাবিত করে এমন কারণ
বিক্রিয়াকারী পদার্থের প্রকৃতি বিভিন্ন প্রক্রিয়ার হারের অন্যতম কারণ। উদাহরণস্বরূপ, ক্ষারীয় ধাতুগুলি ঘরের তাপমাত্রায় জলের সাথে ক্ষার তৈরি করে এবং প্রক্রিয়াটি বায়বীয় হাইড্রোজেনের তীব্র বিবর্তনের সাথে থাকে। নোবেল ধাতু (সোনা, প্ল্যাটিনাম, রৌপ্য) ঘরের তাপমাত্রায় বা উত্তপ্ত হলে এই ধরনের প্রক্রিয়া করতে সক্ষম হয় না।
বিক্রিয়কগুলির প্রকৃতি হল একটি ফ্যাক্টর যা রাসায়নিক শিল্পে বিবেচনা করা হয় যাতে উত্পাদনের লাভজনকতা বাড়ানো যায়৷
বিকারকগুলির ঘনত্ব এবং রাসায়নিক বিক্রিয়ার গতির মধ্যে সম্পর্ক প্রকাশ করা হয়েছে। এটি যত বেশি হবে, তত বেশি কণার সংঘর্ষ হবে, তাই প্রক্রিয়াটি দ্রুত এগিয়ে যাবে৷
গাণিতিক আকারে ভরের কর্মের সূত্রটি শুরু হওয়া পদার্থের ঘনত্ব এবং প্রক্রিয়ার গতির মধ্যে একটি সরাসরি আনুপাতিক সম্পর্ক বর্ণনা করে।
এটি ঊনবিংশ শতাব্দীর মাঝামাঝি রুশ রসায়নবিদ এন.এন. বেকেতভ প্রণয়ন করেন। প্রতিটি প্রক্রিয়ার জন্য, একটি প্রতিক্রিয়া ধ্রুবক নির্ধারণ করা হয়, যা তাপমাত্রা, ঘনত্ব বা বিক্রিয়কগুলির প্রকৃতির সাথে সম্পর্কিত নয়৷
প্রতিকঠিন একটি প্রতিক্রিয়ার গতি বাড়ানোর জন্য, আপনাকে এটিকে একটি পাউডারে পিষতে হবে।
এই ক্ষেত্রে, পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি পায়, যা প্রক্রিয়ার গতিতে ইতিবাচক প্রভাব ফেলে। ডিজেল জ্বালানির জন্য, একটি বিশেষ ইনজেকশন সিস্টেম ব্যবহার করা হয়, যার কারণে, যখন এটি বাতাসের সংস্পর্শে আসে, তখন হাইড্রোকার্বনের মিশ্রণের দহনের হার উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়।
হিটিং
তাপমাত্রার উপর রাসায়নিক বিক্রিয়ার হারের নির্ভরতা আণবিক গতি তত্ত্ব দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়। এটি আপনাকে নির্দিষ্ট অবস্থার অধীনে রিএজেন্টগুলির অণুগুলির মধ্যে সংঘর্ষের সংখ্যা গণনা করতে দেয়। এই ধরনের তথ্য দিয়ে সজ্জিত, স্বাভাবিক অবস্থায়, সমস্ত প্রক্রিয়া অবিলম্বে এগিয়ে যাওয়া উচিত।
কিন্তু যদি আমরা তাপমাত্রার উপর প্রতিক্রিয়া হারের নির্ভরতার একটি নির্দিষ্ট উদাহরণ বিবেচনা করি, তাহলে দেখা যাচ্ছে যে মিথস্ক্রিয়া করার জন্য প্রথমে পরমাণুর মধ্যে রাসায়নিক বন্ধন ভেঙ্গে নতুন পদার্থ তৈরি করতে হবে। এর জন্য একটি উল্লেখযোগ্য পরিমাণ শক্তি প্রয়োজন। তাপমাত্রার উপর প্রতিক্রিয়া হারের নির্ভরতা কত? অ্যাক্টিভেশন শক্তি অণু ফেটে যাওয়ার সম্ভাবনা নির্ধারণ করে, এটি প্রক্রিয়াগুলির বাস্তবতাকে চিহ্নিত করে। এর একক হল kJ/mol।
যদি শক্তি অপর্যাপ্ত হয়, সংঘর্ষটি অকার্যকর হবে, তাই এটি একটি নতুন অণু গঠনের সাথে থাকে না।
গ্রাফিক উপস্থাপনা
তাপমাত্রার উপর রাসায়নিক বিক্রিয়ার হারের নির্ভরতা গ্রাফিকভাবে উপস্থাপন করা যেতে পারে। উত্তপ্ত হলে, কণার মধ্যে সংঘর্ষের সংখ্যা বৃদ্ধি পায়, যা মিথস্ক্রিয়া ত্বরণে অবদান রাখে।
তাপমাত্রা গ্রাফের বিপরীতে প্রতিক্রিয়া হার কেমন দেখায়? অণুর শক্তি অনুভূমিকভাবে প্লট করা হয়, এবং উচ্চ শক্তির রিজার্ভ সহ কণার সংখ্যা উল্লম্বভাবে নির্দেশিত হয়। একটি গ্রাফ একটি বক্ররেখা যা একটি নির্দিষ্ট মিথস্ক্রিয়া গতি বিচার করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
গড় থেকে শক্তির পার্থক্য যত বেশি হবে, বক্ররেখার বিন্দুটি সর্বাধিক থেকে তত বেশি হবে এবং অণুগুলির একটি ছোট শতাংশে এমন শক্তির রিজার্ভ রয়েছে৷
গুরুত্বপূর্ণ দিক
তাপমাত্রার উপর ধ্রুবক প্রতিক্রিয়া হারের নির্ভরতার জন্য একটি সমীকরণ লেখা সম্ভব? এর বৃদ্ধি প্রক্রিয়ার গতি বৃদ্ধিতে প্রতিফলিত হয়। এই ধরনের নির্ভরতা একটি নির্দিষ্ট মান দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যাকে প্রক্রিয়া হারের তাপমাত্রা সহগ বলা হয়।
যেকোন মিথস্ক্রিয়ার জন্য, তাপমাত্রার উপর প্রতিক্রিয়া হারের ধ্রুবক নির্ভরতা প্রকাশ করা হয়েছে। যদি এটি 10 ডিগ্রী বৃদ্ধি করা হয়, তবে প্রক্রিয়ার গতি 2-4 গুণ বৃদ্ধি পায়।
তাপমাত্রার উপর সমজাতীয় বিক্রিয়ার হারের নির্ভরতাকে গাণিতিক আকারে উপস্থাপন করা যেতে পারে।
ঘরের তাপমাত্রায় বেশিরভাগ মিথস্ক্রিয়াগুলির জন্য, সহগ 2 থেকে 4 এর মধ্যে থাকে। উদাহরণস্বরূপ, 2.9 তাপমাত্রার সহগ সহ, 100 ডিগ্রি তাপমাত্রা বৃদ্ধি প্রক্রিয়াটিকে প্রায় 50,000 গুণ বাড়িয়ে দেয়।
অ্যাক্টিভেশন শক্তির বিভিন্ন মানের দ্বারা তাপমাত্রার উপর প্রতিক্রিয়া হারের নির্ভরতা সহজেই ব্যাখ্যা করা যায়। আয়নিক প্রক্রিয়ার সময় এটির একটি সর্বনিম্ন মান রয়েছে, যা শুধুমাত্র ক্যাটেশন এবং অ্যানিয়নের মিথস্ক্রিয়া দ্বারা নির্ধারিত হয়। অসংখ্য পরীক্ষা-নিরীক্ষা এই ধরনের প্রতিক্রিয়ার তাৎক্ষণিক ঘটনার সাক্ষ্য দেয়।
যখন সক্রিয়করণ শক্তি বেশি হয়, তখন কণার মধ্যে অল্প সংখ্যক সংঘর্ষই মিথস্ক্রিয়া বাস্তবায়নের দিকে পরিচালিত করবে। একটি গড় সক্রিয়করণ শক্তির সাথে, বিক্রিয়কগুলি গড় গতিতে যোগাযোগ করবে৷
ঘনত্ব এবং তাপমাত্রার উপর প্রতিক্রিয়া হারের নির্ভরতার উপর নিয়োগগুলি শুধুমাত্র শিক্ষার সিনিয়র স্তরে বিবেচনা করা হয়, যা প্রায়ই শিশুদের জন্য গুরুতর অসুবিধা সৃষ্টি করে।
একটি প্রক্রিয়ার গতি পরিমাপ করা
যে সমস্ত প্রক্রিয়াগুলির জন্য একটি উল্লেখযোগ্য সক্রিয়করণ শক্তির প্রয়োজন হয় সেগুলির মধ্যে একটি প্রাথমিক বিরতি বা মূল পদার্থের পরমাণুর মধ্যে বন্ধন দুর্বল হয়ে পড়ে। এই ক্ষেত্রে, তারা একটি নির্দিষ্ট মধ্যবর্তী অবস্থায় চলে যায়, যাকে সক্রিয় কমপ্লেক্স বলা হয়। এটি একটি অস্থির অবস্থা, বরং দ্রুত ক্ষয়প্রাপ্ত হয়ে বিক্রিয়া পণ্যে পরিণত হয়, প্রক্রিয়াটি অতিরিক্ত শক্তির মুক্তি দ্বারা অনুষঙ্গী হয়৷
এর সহজতম আকারে, একটি সক্রিয় কমপ্লেক্স হল দুর্বল পুরানো বন্ধনগুলির সাথে পরমাণুর একটি কনফিগারেশন৷
ইনহিবিটর এবং ক্যাটালিস্ট
আসুন মাঝারি তাপমাত্রার উপর এনজাইমেটিক বিক্রিয়ার হারের নির্ভরতা বিশ্লেষণ করা যাক। এই জাতীয় পদার্থ ত্বরক হিসাবে কাজ করেপ্রক্রিয়া।
তারা নিজেরা মিথস্ক্রিয়ায় অংশগ্রহণকারী নয়, প্রক্রিয়াটি শেষ হওয়ার পরেও তাদের সংখ্যা অপরিবর্তিত থাকে। যদি অনুঘটক প্রতিক্রিয়ার হার বাড়ায়, তবে প্রতিষেধক, বিপরীতভাবে, এই প্রক্রিয়াটিকে ধীর করে দেয়।
এর সারমর্ম হল মধ্যবর্তী যৌগগুলির গঠন, যার ফলস্বরূপ প্রক্রিয়াটির গতিতে একটি পরিবর্তন পরিলক্ষিত হয়৷
উপসংহার
বিশ্বে প্রতি মিনিটে বিভিন্ন রাসায়নিক মিথস্ক্রিয়া ঘটে। তাপমাত্রার উপর প্রতিক্রিয়া হারের নির্ভরতা কিভাবে প্রতিষ্ঠা করবেন? আরহেনিয়াস সমীকরণ হল হার ধ্রুবক এবং তাপমাত্রার মধ্যে সম্পর্কের একটি গাণিতিক ব্যাখ্যা। এটি সক্রিয়করণ শক্তির সেই মানগুলির একটি ধারণা দেয় যেখানে অণুতে পরমাণুর মধ্যে বন্ধন ধ্বংস বা দুর্বল হয়ে যায়, নতুন রাসায়নিকগুলিতে কণার বিতরণ সম্ভব।
আণবিক-কাইনেটিক তত্ত্বের জন্য ধন্যবাদ, প্রক্রিয়াটির হার গণনা করার জন্য প্রাথমিক উপাদানগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়া হওয়ার সম্ভাবনার পূর্বাভাস দেওয়া সম্ভব। প্রতিক্রিয়া হারকে প্রভাবিত করে এমন কারণগুলির মধ্যে বিশেষ গুরুত্ব হল তাপমাত্রা সূচকের পরিবর্তন, মিথস্ক্রিয়াকারী পদার্থের শতকরা ঘনত্ব, যোগাযোগের পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল, একটি অনুঘটকের উপস্থিতি (ইনহিবিটর), সেইসাথে মিথস্ক্রিয়াকারী উপাদানগুলির প্রকৃতি।.
