WBCHSE Class 12 Chemistry Suggestion: উচ্চমাধ্যমিক রসায়ন পরীক্ষার জন্য Chemical Kinetics (রাসায়নিক গতিবিদ্যা) অধ্যায়টি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এই পোস্টে আমরা বিক্রিয়ার হার, ক্রম ও আণবিকতা, হার ধ্রুবক, সংঘর্ষ তত্ত্ব, আরহেনিয়াস সমীকরণ এবং অনুঘটন সম্পর্কিত প্রশ্ন ও উত্তর আলোচনা করব।
অধ্যায়: Chemical Kinetics (রাসায়নিক গতিবিদ্যা)
বিষয়বস্তু: অতি সংক্ষিপ্ত প্রশ্ন ও উত্তর (মান - ১)
বিষয়বস্তু: অতি সংক্ষিপ্ত প্রশ্ন ও উত্তর (মান - ১)
বিভাগ-ক: অতি সংক্ষিপ্ত প্রশ্ন ও উত্তর (মান - ১)
নিচে পরীক্ষার জন্য সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ৩০টি ১ নম্বরের প্রশ্ন দেওয়া হলো:
১. রাসায়নিক বিক্রিয়ার হার (Rate of Reaction) বলতে কী বোঝো?
উত্তর: একক সময়ে কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়ায় বিক্রিয়ক পদার্থের গাঢ়ত্ব হ্রাস বা বিক্রিয়াজাত পদার্থের গাঢ়ত্ব বৃদ্ধির হারকে রাসায়নিক বিক্রিয়ার হার বলে।
২. বিক্রিয়ার হারের একক কী?
উত্তর: বিক্রিয়ার হারের সাধারণ একক হলো mol L-1 s-1 বা mol L-1 min-1। গ্যাসীয় বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে এটি atm s-1 হতে পারে।
৩. তাৎক্ষণিক বিক্রিয়ার হার (Instantaneous Rate) কী?
উত্তর: কোনো নির্দিষ্ট মুহূর্তে বিক্রিয়ার যে হার বা গতিবেগ থাকে, তাকে তাৎক্ষণিক বিক্রিয়ার হার বলে। এটি dx/dt দ্বারা প্রকাশ করা হয়।
৪. বিক্রিয়ার হারের ওপর তাপমাত্রার প্রভাব কী?
উত্তর: সাধারণত তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেলে বিক্রিয়ার হার বৃদ্ধি পায়। প্রতি 10°C তাপমাত্রা বৃদ্ধির জন্য বিক্রিয়ার হার গুণাঙ্ক বা হার প্রায় দ্বিগুণ বা তিনগুণ হয়ে যায়।
৫. বিক্রিয়ার ক্রম (Order of Reaction) কাকে বলে?
উত্তর: কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়ার পরীক্ষালব্ধ হার সমীকরণে উপস্থিত বিক্রিয়কগুলির গাঢ়ত্বের ঘাতের সমষ্টিকে ওই বিক্রিয়ার ক্রম বলে।
৬. আণবিকতা (Molecularity) কাকে বলে?
উত্তর: কোনো মৌলিক বিক্রিয়া (Elementary reaction) সংঘটনের জন্য ন্যূনতম যতগুলি অণু, পরমাণু বা আয়ন সংঘর্ষে লিপ্ত হয়, সেই সংখ্যাকে বিক্রিয়ার আণবিকতা বলে।
৭. বিক্রিয়ার ক্রম কি শূন্য বা ভগ্নাংশ হতে পারে?
উত্তর: হ্যাঁ, বিক্রিয়ার ক্রম শূন্য, পূর্ণসংখ্যা বা ভগ্নাংশ হতে পারে।
৮. বিক্রিয়ার আণবিকতা কি শূন্য হতে পারে?
উত্তর: না, বিক্রিয়ার আণবিকতা সর্বদা একটি পূর্ণসংখ্যা (১, ২ বা ৩) হয়; এটি কখনোই শূন্য বা ভগ্নাংশ হতে পারে না।
৯. শূন্য ক্রম বিক্রিয়ার (Zero Order Reaction) হার ধ্রুবকের একক কী?
উত্তর: mol L-1 s-1 (এটি বিক্রিয়ার হারের এককের সমান)।
১০. প্রথম ক্রম বিক্রিয়ার (First Order Reaction) হার ধ্রুবকের একক কী?
উত্তর: s-1 বা min-1 বা time-1।
১১. হার ধ্রুবক (Rate Constant) বা আপেক্ষিক বিক্রিয়ার হার কাকে বলে?
উত্তর: কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়ায় প্রতিটি বিক্রিয়কের গাঢ়ত্ব একক (unity) হলে, বিক্রিয়াটি যে হারে সম্পন্ন হয়, তাকে ওই বিক্রিয়ার হার ধ্রুবক (k) বলে।
১২. একটি বিক্রিয়ার হার ধ্রুবকের একক L mol-1 s-1। বিক্রিয়াটির ক্রম কত?
উত্তর: বিক্রিয়াটি দ্বিতীয় ক্রমের (Second Order)।
১৩. ছদ্ম-প্রথম ক্রমের বিক্রিয়া (Pseudo-first order reaction) একটি উদাহরণ দাও।
উত্তর: আম্লিক মাধ্যমে ইথাইল অ্যাসিটেটের আর্দ্রবিশ্লেষণ।
CH3COOC2H5 + H2O (excess) → CH3COOH + C2H5OH
CH3COOC2H5 + H2O (excess) → CH3COOH + C2H5OH
১৪. প্রথম ক্রম বিক্রিয়ার অর্ধ-জীবনকাল (Half-life) কি প্রারম্ভিক গাঢ়ত্বের ওপর নির্ভর করে?
উত্তর: না, প্রথম ক্রম বিক্রিয়ার অর্ধ-জীবনকাল (t1/2) বিক্রিয়কের প্রারম্ভিক গাঢ়ত্বের ওপর নির্ভর করে না। সমীকরণ: t1/2 = 0.693 / k।
১৫. শূন্য ক্রম বিক্রিয়ার অর্ধ-জীবনকালের সমীকরণটি লেখো।
উত্তর: t1/2 = [R]0 / 2k; যেখানে [R]0 হলো প্রারম্ভিক গাঢ়ত্ব।
১৬. সক্রিয়ন শক্তি (Activation Energy) কাকে বলে?
উত্তর: কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়া সংঘটিত হওয়ার জন্য বিক্রিয়ক অণুগুলির ন্যূনতম যে অতিরিক্ত শক্তির প্রয়োজন হয়, তাকে সক্রিয়ন শক্তি (Ea) বলে।
১৭. তাপমাত্রা বাড়লে সক্রিয়ন শক্তির কী পরিবর্তন হয়?
উত্তর: তাপমাত্রা বাড়লে বা কমলে সক্রিয়ন শক্তির (Ea) মানের বিশেষ কোনো পরিবর্তন হয় না, তবে অধিক সংখ্যক অণু সক্রিয়ন শক্তি অর্জন করে।
১৮. অনুঘটক ব্যবহার করলে সক্রিয়ন শক্তির কী পরিবর্তন হয়?
উত্তর: ধনাত্মক অনুঘটক বিক্রিয়ার সক্রিয়ন শক্তির মান কমিয়ে দেয়, ফলে বিক্রিয়ার হার বৃদ্ধি পায়।
১৯. আরহেনিয়াস সমীকরণটি (Arrhenius Equation) লেখো।
উত্তর: k = A e-Ea/RT
যেখানে k = হার ধ্রুবক, A = কম্পাঙ্ক গুণাঙ্ক, Ea = সক্রিয়ন শক্তি, R = গ্যাস ধ্রুবক, T = তাপমাত্রা।
যেখানে k = হার ধ্রুবক, A = কম্পাঙ্ক গুণাঙ্ক, Ea = সক্রিয়ন শক্তি, R = গ্যাস ধ্রুবক, T = তাপমাত্রা।
২০. সংঘর্ষ তত্ত্ব (Collision Theory) অনুযায়ী বিক্রিয়া হওয়ার প্রধান শর্ত কী?
উত্তর: ১) অণুগুলির মধ্যে সংঘর্ষ হতে হবে। ২) সংঘর্ষগুলিকে 'কার্যকরী সংঘর্ষ' (Effective Collision) হতে হবে, অর্থাৎ অণুগুলির ন্যূনতম শক্তি এবং সঠিক বিন্যাস (Orientation) থাকতে হবে।
২১. সূচনা শক্তি বা থ্রেশহোল্ড এনার্জি (Threshold Energy) কী?
উত্তর: বিক্রিয়া করার জন্য অণুগুলির মধ্যে ন্যূনতম যে মোট শক্তির প্রয়োজন হয়, তাকে সূচনা শক্তি বা Threshold Energy বলে।
২২. সমসত্ত্ব অনুঘটন (Homogeneous Catalysis) কাকে বলে?
উত্তর: যখন কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়ায় বিক্রিয়ক এবং অনুঘটক একই ভৌত অবস্থায় (দশা) থাকে, তাকে সমসত্ত্ব অনুঘটন বলে।
২৩. অসমসত্ত্ব অনুঘটন (Heterogeneous Catalysis)-এর একটি উদাহরণ দাও।
উত্তর: হেবার পদ্ধতিতে অ্যামোনিয়া প্রস্তুতিতে কঠিন আয়রন (Fe) চূর্ণের ব্যবহার (যেখানে বিক্রিয়কগুলি গ্যাসীয়)।
২৪. এনজাইম বা উৎসেচক অনুঘটনের একটি বৈশিষ্ট্য লেখো।
উত্তর: উৎসেচকগুলি অত্যন্ত সুনির্দিষ্ট (Highly Specific); একটি নির্দিষ্ট উৎসেচক শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট বিক্রিয়াতেই কাজ করে।
২৫. 'লক অ্যান্ড কি' (Lock and Key) মতবাদ কে প্রবর্তন করেন?
উত্তর: এমিল ফিশার (Emil Fischer)।
২৬. জিওলাইট (Zeolite) কী ধরনের অনুঘটক?
উত্তর: জিওলাইট হলো আকৃতি-গতভাবে বাচনিক (Shape-selective) কঠিন অনুঘটক।
২৭. প্রথম ক্রম বিক্রিয়ার জন্য log[R] বনাম সময় (t) লেখচিত্রের নতি (Slope) কত?
উত্তর: নতি বা Slope = -k / 2.303
২৮. অনুঘটক বিষ (Catalytic Poison) কী?
উত্তর: যেসব পদার্থ অনুঘটকের কার্যকারিতা কমিয়ে দেয় বা নষ্ট করে দেয়, তাদের অনুঘটক বিষ বলে। যেমন: আর্সেনিক অক্সাইড (As2O3)।
২৯. উদ্দীপক বা প্রোমোটার (Promoter) কী?
উত্তর: যেসব পদার্থ নিজেরা অনুঘটক নয় কিন্তু অনুঘটকের কার্যক্ষমতা বৃদ্ধি করতে সাহায্য করে, তাদের উদ্দীপক বা প্রোমোটার বলে। যেমন: হেবার পদ্ধতিতে Fe অনুঘটকের সাথে Mo (মলিবডেনাম) উদ্দীপক হিসেবে কাজ করে।
৩০. 2A → B বিক্রিয়ায় A-এর গাঢ়ত্ব দ্বিগুণ করলে বিক্রিয়ার হার 4 গুণ হয়। বিক্রিয়াটির ক্রম কত?
উত্তর: বিক্রিয়ার হার ∝ [A]n। এখানে 4 = (2)n, বা 22 = 2n। সুতরাং, n = 2। অর্থাৎ বিক্রিয়াটি দ্বিতীয় ক্রমের।
বিভাগ-খ: সংক্ষিপ্ত উত্তরধর্মী প্রশ্ন ও উত্তর (মান - ২)
এই বিভাগে পরীক্ষার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ৩০টি সংক্ষিপ্ত প্রশ্ন ও তাদের উত্তর আলোচনা করা হলো।
১. রাসায়নিক বিক্রিয়ার হারের ওপর গাঢ়ত্বের প্রভাব কী?
উত্তর: ভরের ক্রিয়া সূত্র (Law of Mass Action) অনুযায়ী, নির্দিষ্ট উষ্ণতায় কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়ার হার বিক্রিয়কগুলির সক্রিয় ভরের বা মোলার গাঢ়ত্বের সমানুপাতিক হয়। অর্থাৎ, বিক্রিয়কের গাঢ়ত্ব বাড়লে অণুগুলোর মধ্যে সংঘর্ষের সম্ভাবনা বাড়ে, ফলে বিক্রিয়ার হার বৃদ্ধি পায়।
২. গড় বিক্রিয়ার হার (Average Rate) এবং তাৎক্ষণিক বিক্রিয়ার হারের মধ্যে পার্থক্য কী?
উত্তর: গড় হার: একটি দীর্ঘ সময় ব্যবধানে বিক্রিয়ক বা বিক্রিয়াজাত পদার্থের গাঢ়ত্বের মোট পরিবর্তনকে সময় দিয়ে ভাগ করে গড় হার পাওয়া যায়।
তাৎক্ষণিক হার: সময়ের কোনো একটি নির্দিষ্ট মুহূর্তে (সময় ব্যবধান শূন্যের কাছাকাছি হলে) বিক্রিয়ার যে হার থাকে, তাকে তাৎক্ষণিক হার বলে।
তাৎক্ষণিক হার: সময়ের কোনো একটি নির্দিষ্ট মুহূর্তে (সময় ব্যবধান শূন্যের কাছাকাছি হলে) বিক্রিয়ার যে হার থাকে, তাকে তাৎক্ষণিক হার বলে।
৩. বিক্রিয়ার ক্রম (Order) ও আণবিকতার (Molecularity) মধ্যে দুটি পার্থক্য লেখো।
উত্তর: ১) ক্রম একটি পরীক্ষালব্ধ রাশি, কিন্তু আণবিকতা একটি তাত্ত্বিক রাশি।
২) ক্রম শূন্য বা ভগ্নাংশ হতে পারে, কিন্তু আণবিকতা সর্বদা পূর্ণসংখ্যা (১, ২ বা ৩) হয় এবং কখনোই শূন্য হতে পারে না।
২) ক্রম শূন্য বা ভগ্নাংশ হতে পারে, কিন্তু আণবিকতা সর্বদা পূর্ণসংখ্যা (১, ২ বা ৩) হয় এবং কখনোই শূন্য হতে পারে না।
৪. ছদ্ম-প্রথম ক্রমের বিক্রিয়া (Pseudo-first order reaction) বলতে কী বোঝো? একটি উদাহরণ দাও।
উত্তর: যে রাসায়নিক বিক্রিয়ার আণবিকতা ২ বা ততোধিক, কিন্তু পরীক্ষালব্ধ ফলাফলে দেখা যায় বিক্রিয়াটি প্রথম ক্রমের গতিসূত্র মেনে চলে, তাকে ছদ্ম-প্রথম ক্রমের বিক্রিয়া বলে।
উদাহরণ: আম্লিক মাধ্যমে সুক্রোজের (চিনি) আর্দ্রবিশ্লেষণ বা ইনভারশন। এখানে জল অতিরিক্ত পরিমাণে থাকায় তার গাঢ়ত্বের পরিবর্তন নগণ্য ধরা হয়।
উদাহরণ: আম্লিক মাধ্যমে সুক্রোজের (চিনি) আর্দ্রবিশ্লেষণ বা ইনভারশন। এখানে জল অতিরিক্ত পরিমাণে থাকায় তার গাঢ়ত্বের পরিবর্তন নগণ্য ধরা হয়।
৫. শূন্য ক্রম বিক্রিয়া (Zero Order Reaction) কাকে বলে? উদাহরণ দাও।
উত্তর: যে রাসায়নিক বিক্রিয়ার হার বিক্রিয়কের কোনো গাঢ়ত্বের ওপর নির্ভর করে না (অর্থাৎ গাঢ়ত্বের ঘাত শূন্য), তাকে শূন্য ক্রম বিক্রিয়া বলে।
উদাহরণ: উচ্চ চাপে প্লাটিনাম অনুঘটকের উপস্থিতিতে অ্যামোনিয়ার বিয়োজন: 2NH3(g) → N2(g) + 3H2(g)।
উদাহরণ: উচ্চ চাপে প্লাটিনাম অনুঘটকের উপস্থিতিতে অ্যামোনিয়ার বিয়োজন: 2NH3(g) → N2(g) + 3H2(g)।
৬. সক্রিয়ন শক্তি (Ea) বলতে কী বোঝো?
উত্তর: বিক্রিয়ক অণুগুলির গড় শক্তি অপেক্ষা যে ন্যূনতম অতিরিক্ত শক্তি অর্জন করলে অণুগুলি সক্রিয় হয় এবং তাদের মধ্যে কার্যকর সংঘর্ষ ঘটে বিক্রিয়াজাত পদার্থ উৎপন্ন করতে পারে, তাকে সক্রিয়ন শক্তি বলে।
Ea = Threshold Energy - Average Kinetic Energy of Reactants
Ea = Threshold Energy - Average Kinetic Energy of Reactants
৭. বিক্রিয়ার হার ধ্রুবক (Rate Constant)-এর দুটি বৈশিষ্ট্য লেখো।
উত্তর: ১) নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় একটি নির্দিষ্ট বিক্রিয়ার হার ধ্রুবক নির্দিষ্ট থাকে।
২) হার ধ্রুবকের মান বিক্রিয়কের গাঢ়ত্বের ওপর নির্ভর করে না, কিন্তু তাপমাত্রার ওপর নির্ভর করে।
২) হার ধ্রুবকের মান বিক্রিয়কের গাঢ়ত্বের ওপর নির্ভর করে না, কিন্তু তাপমাত্রার ওপর নির্ভর করে।
৮. "প্রথম ক্রম বিক্রিয়া কখনোই সম্পূর্ণ হয় না"—ব্যাখ্যা করো।
উত্তর: প্রথম ক্রম বিক্রিয়ার সমাকলিত রূপটি হলো: k = (2.303/t) log([R]0/[R])। এখান থেকে পাই, [R] = [R]0 e-kt। এই সমীকরণ অনুযায়ী, [R] শূন্য হতে হলে সময় t-কে অসীম (∞) হতে হবে। অর্থাৎ, অসীম সময় ছাড়া বিক্রিয়া সম্পূর্ণ হয় না।
৯. তাপমাত্রার গুণাঙ্ক (Temperature Coefficient) কী?
উত্তর: কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়ার 10°C (বা 10 K) ব্যবধানে দুটি তাপমাত্রায় (সাধারণত 298 K ও 308 K) হার ধ্রুবকের অনুপাতকে তাপমাত্রার গুণাঙ্ক বলে। এর মান সাধারণত ২ থেকে ৩-এর মধ্যে হয়।
Temperature Coefficient = k(T+10) / kT ≈ 2 to 3
Temperature Coefficient = k(T+10) / kT ≈ 2 to 3
১০. আরহেনিয়াস সমীকরণে 'কম্পাঙ্ক গুণাঙ্ক' (Frequency Factor, A) কী নির্দেশ করে?
উত্তর: কম্পাঙ্ক গুণাঙ্ক বা প্রি-এক্সপোনেনশিয়াল ফ্যাক্টর (A) একক সময়ে একক আয়তনে বিক্রিয়ক অণুগুলোর মধ্যে মোট সংঘর্ষ সংখ্যা নির্দেশ করে। এটি বিক্রিয়ার জ্যামিতিক বিন্যাস বা ত্রিমাত্রিক সজ্জার ওপরও নির্ভর করতে পারে।
১১. কোনো বিক্রিয়ার হার ধ্রুবক k = 2.5 × 10-4 s-1। বিক্রিয়াটির ক্রম কত এবং অর্ধ-জীবনকাল (t1/2) কত?
উত্তর: যেহেতু এককে সময়ের ইনভার্স (s-1) আছে, তাই এটি প্রথম ক্রমের বিক্রিয়া।
অর্ধ-জীবনকাল t1/2 = 0.693 / k = 0.693 / (2.5 × 10-4) = 2772 s (প্রায়)।
অর্ধ-জীবনকাল t1/2 = 0.693 / k = 0.693 / (2.5 × 10-4) = 2772 s (প্রায়)।
১২. কার্যকরী সংঘর্ষ (Effective Collision) কী?
উত্তর: বিক্রিয়ক অণুগুলির মধ্যে যে সংঘর্ষের ফলে বিক্রিয়াজাত পদার্থ উৎপন্ন হয়, তাকে কার্যকরী সংঘর্ষ বলে। এর জন্য অণুগুলির ন্যূনতম সক্রিয়ন শক্তি থাকতে হবে এবং সঠিক দিকবিন্যাস (Orientation) থাকতে হবে।
১৩. কঠিন অনুঘটকের পৃ্ষ্ঠতলের ক্ষেত্রফল কীভাবে বিক্রিয়ার হারকে প্রভাবিত করে?
উত্তর: কঠিন অনুঘটক যত সূক্ষ্ম চূর্ণ বা পাউডার আকারে থাকে, তার পৃষ্ঠতলের ক্ষেত্রফল তত বেশি হয়। ফলে অধিশোষণ (Adsorption) বেশি হয় এবং বিক্রিয়ার হার বৃদ্ধি পায়। এজন্য নিকেল বা প্ল্যাটিনাম চূর্ণ অনুঘটক হিসেবে বেশি কার্যকরী।
১৪. এনজাইম বা উৎসেচকের কার্যকারিতার ওপর pH-এর প্রভাব কী?
উত্তর: প্রতিটি এনজাইম একটি নির্দিষ্ট pH মানের (যাকে অপটিমাম pH বলে, সাধারণত ৫-৭) মধ্যে সবচেয়ে ভালো কাজ করে। এই pH মানের কম বা বেশি হলে এনজাইমের গঠন নষ্ট হয়ে যায় এবং কার্যকারিতা হ্রাস পায় বা বন্ধ হয়ে যায়।
১৫. আকৃতি-গতভাবে বাচনিক অনুঘটন (Shape-selective Catalysis) কী?
উত্তর: যে অনুঘটন প্রক্রিয়ায় বিক্রিয়ার হার অনুঘটকের রন্ধ্র-কাঠামো (Pore structure) এবং বিক্রিয়ক ও বিক্রিয়াজাত অণুর আকারের ওপর নির্ভর করে, তাকে শেপ-সিলেক্টিভ ক্যাটালিসিস বলে। উদাহরণ: জিওলাইট (যেমন ZSM-5 যা অ্যালকোহলকে পেট্রোল-এ পরিণত করে)।
১৬. একটি প্রথম ক্রম বিক্রিয়া 30 মিনিটে 50% সম্পন্ন হয়। বিক্রিয়াটি 90% সম্পন্ন হতে কত সময় লাগবে?
উত্তর: 50% সম্পন্ন মানে অর্ধ-জীবনকাল t1/2 = 30 min।
হার ধ্রুবক k = 0.693 / 30 ≈ 0.0231 min-1।
এখন, t = (2.303 / k) log(100 / (100-90)) = (2.303 / 0.0231) log(10) ≈ 99.7 min।
হার ধ্রুবক k = 0.693 / 30 ≈ 0.0231 min-1।
এখন, t = (2.303 / k) log(100 / (100-90)) = (2.303 / 0.0231) log(10) ≈ 99.7 min।
১৭. সমসত্ত্ব ও অসমসত্ত্ব অনুঘটনের মধ্যে মূল পার্থক্য কী?
উত্তর: ১) সমসত্ত্ব: বিক্রিয়ক ও অনুঘটক একই ভৌত দশায় (Phase) থাকে (যেমন- তরলে তরল বা গ্যাসে গ্যাস)।
২) অসমসত্ত্ব: বিক্রিয়ক ও অনুঘটক ভিন্ন ভৌত দশায় থাকে (সাধারণত গ্যাস বা তরল বিক্রিয়কের সাথে কঠিন অনুঘটক)।
২) অসমসত্ত্ব: বিক্রিয়ক ও অনুঘটক ভিন্ন ভৌত দশায় থাকে (সাধারণত গ্যাস বা তরল বিক্রিয়কের সাথে কঠিন অনুঘটক)।
১৮. কোনো বিক্রিয়ার সক্রিয়ন শক্তি শূন্য (Ea = 0) হলে হার ধ্রুবকের ওপর তাপমাত্রার প্রভাব কী হবে?
উত্তর: আরহেনিয়াস সমীকরণ k = A e-Ea/RT অনুযায়ী, যদি Ea = 0 হয়, তবে k = A e0 = A। অর্থাৎ, হার ধ্রুবক তাপমাত্রার ওপর নির্ভর করবে না; তাপমাত্রা বাড়ালেও বিক্রিয়ার হার একই থাকবে।
১৯. অটো-ক্যাটালিসিস বা স্ব-অনুঘটন কী?
উত্তর: কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়ায় উৎপন্ন বিক্রিয়াজাত পদার্থের কোনো একটি নিজেই যদি অনুঘটক হিসেবে কাজ করে এবং বিক্রিয়ার গতি বৃদ্ধি করে, তবে তাকে স্ব-অনুঘটন বলে। যেমন: পারম্যাঙ্গানেট টাইট্রেশনে উৎপন্ন Mn2+ আয়ন।
২০. বিক্রিয়ার আণবিকতা ৩-এর বেশি হওয়া বিরল কেন?
উত্তর: কারণ, একই সময়ে ৩টির বেশি অণুর একসাথে এবং সঠিক দিকবিন্যাসে সংঘর্ষ হওয়ার সম্ভাবনা (Probability) খুবই কম। তাই ৩-এর বেশি আণবিকতা সম্পন্ন বিক্রিয়া সচরাচর দেখা যায় না।
২১. দেখাও যে, প্রথম ক্রম বিক্রিয়ার অর্ধ-জীবনকাল প্রারম্ভিক গাঢ়ত্বের ওপর নির্ভর করে না।
উত্তর: প্রথম ক্রম বিক্রিয়ার সমীকরণ: k = (2.303/t) log([R]0/[R])।
অর্ধ-জীবনকালে t = t1/2 এবং [R] = [R]0/2।
মান বসিয়ে পাই, k = (2.303/t1/2) log(2) বা t1/2 = (2.303 × 0.301) / k = 0.693 / k।
এই সমীকরণে [R]0 রাশিটি নেই, তাই এটি প্রারম্ভিক গাঢ়ত্বের ওপর নির্ভরশীল নয়।
অর্ধ-জীবনকালে t = t1/2 এবং [R] = [R]0/2।
মান বসিয়ে পাই, k = (2.303/t1/2) log(2) বা t1/2 = (2.303 × 0.301) / k = 0.693 / k।
এই সমীকরণে [R]0 রাশিটি নেই, তাই এটি প্রারম্ভিক গাঢ়ত্বের ওপর নির্ভরশীল নয়।
২২. 2A + B → C বিক্রিয়ার হার সমীকরণটি হলো: হার = k[A][B]2। যদি A বেশি পরিমাণে থাকে, তবে বিক্রিয়ার ক্রম কত হবে?
উত্তর: যদি A অতিরিক্ত (Excess) পরিমাণে থাকে, তবে বিক্রিয়া চলাকালীন A-এর গাঢ়ত্বের পরিবর্তন নগণ্য ধরা হয়। তখন বিক্রিয়ার হার শুধুমাত্র B-এর ওপর নির্ভর করবে। সুতরাং, ক্রম হবে ২ (যেহেতু B-এর ঘাত ২)।
২৩. অনুঘটক কীভাবে বিক্রিয়ার সাম্যাবস্থাকে প্রভাবিত করে?
উত্তর: অনুঘটক সম্মুখ ও পশ্চাৎ উভয় বিক্রিয়ার হারকে সমানভাবে বৃদ্ধি করে। তাই এটি সাম্যাবস্থার অবস্থান পরিবর্তন করে না, কিন্তু সাম্যাবস্থায় পৌঁছানোর সময় কমিয়ে দেয় (দ্রুত সাম্যাবস্থা অর্জিত হয়)।
২৪. "বিক্রিয়ার ক্রম ঋণাত্মক হতে পারে"—উদাহরণসহ বলো।
উত্তর: হ্যাঁ, পারে। কিছু জটিল বিক্রিয়ায় কোনো একটি নির্দিষ্ট উপাদানের গাঢ়ত্ব বাড়ালে বিক্রিয়ার হার কমে যায়। যেমন: ওজোন থেকে অক্সিজেন তৈরির বিক্রিয়ায় (2O3 → 3O2), হার সমীকরণ হলো: হার = k [O3]2 [O2]-1। এখানে অক্সিজেনের সাপেক্ষে ক্রম -১।
২৫. কঠিন পৃষ্ঠে গ্যাসের অধিশোষণের ক্ষেত্রে 'ল্যাঙ্গম্যুর অধিশোষণ' সমীকরণটি কীভাবে উচ্চ চাপে শূন্য ক্রম বিক্রিয়া নির্দেশ করে?
উত্তর: উচ্চ চাপে অনুঘটকের সম্পূর্ণ পৃষ্ঠতল গ্যাসের অণু দ্বারা আবৃত (Saturated) হয়ে যায়। তখন চাপ বা গাঢ়ত্ব আরও বাড়ালেও অধিশোষণের পরিমাণ বাড়ে না। ফলে বিক্রিয়ার হার গাঢ়ত্বের ওপর নির্ভর করে না, যা শূন্য ক্রম বিক্রিয়া নির্দেশ করে।
২৬. বিক্রিয়ার হার ও হার ধ্রুবকের মধ্যে দুটি পার্থক্য লেখো।
উত্তর: ১) সংজ্ঞা: বিক্রিয়ার হার হলো গাঢ়ত্ব পরিবর্তনের গতি, আর হার ধ্রুবক হলো সমানুপাতিক ধ্রুবক।
২) নির্ভরশীলতা: বিক্রিয়ার হার সময়ের সাথে সাথে (গাঢ়ত্ব কমায়) হ্রাস পায়, কিন্তু নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় হার ধ্রুবকের মান সর্বদা স্থির থাকে।
২) নির্ভরশীলতা: বিক্রিয়ার হার সময়ের সাথে সাথে (গাঢ়ত্ব কমায়) হ্রাস পায়, কিন্তু নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় হার ধ্রুবকের মান সর্বদা স্থির থাকে।
২৭. জটিল বিক্রিয়া (Complex Reaction) ও মৌলিক বিক্রিয়া (Elementary Reaction)-এর পার্থক্য কী?
উত্তর: যে বিক্রিয়া একটি মাত্র ধাপে সম্পন্ন হয় তাকে মৌলিক বিক্রিয়া বলে। আর যে বিক্রিয়া একাধিক ধাপে সম্পন্ন হয় এবং যার ক্রিয়াকৌশল (Mechanism) আছে, তাকে জটিল বিক্রিয়া বলে।
২৮. আরহেনিয়াস সমীকরণের লগারিদমিক রূপটি লেখো এবং লেখচিত্রের প্রকৃতি বলো।
উত্তর: ln k = -Ea/RT + ln A বা log k = (-Ea / 2.303RT) + log A।
যদি log k বনাম 1/T লেখচিত্র আঁকা হয়, তবে একটি ঋণাত্মক নতিযুক্ত সরলরেখা পাওয়া যাবে।
যদি log k বনাম 1/T লেখচিত্র আঁকা হয়, তবে একটি ঋণাত্মক নতিযুক্ত সরলরেখা পাওয়া যাবে।
২৯. A → B বিক্রিয়ায়, A-এর গাঢ়ত্ব 4 গুণ করলে বিক্রিয়ার হার দ্বিগুণ হয়। বিক্রিয়ার ক্রম কত?
উত্তর: হার r ∝ [A]n। এখানে, 2r ∝ [4A]n।
ভাগ করে পাই, 2 = 4n বা 21 = (22)n = 22n।
সুতরাং, 2n = 1 বা n = 0.5 (অর্ধ ক্রম)।
ভাগ করে পাই, 2 = 4n বা 21 = (22)n = 22n।
সুতরাং, 2n = 1 বা n = 0.5 (অর্ধ ক্রম)।
৩০. এনজাইম বা উৎসেচকের সহ-উপাদান (Co-factors) কী?
উত্তর: কিছু অপ্রোটিন অংশ (যেমন ধাতব আয়ন Na+, Mn2+ বা ছোট জৈব অণু) এনজাইমের সাথে যুক্ত হয়ে তার কার্যক্ষমতা বহুগুণ বাড়িয়ে দেয়। এদের কো-ফ্যাক্টর বা কো-এনজাইম বলে।
বিভাগ-গ: গাণিতিক ও ব্যাখ্যামূলক প্রশ্ন ও উত্তর (মান - ৩)
এই বিভাগে ৩ নম্বরের ২০টি গুরুত্বপূর্ণ গাণিতিক সমস্যা ও ব্যাখ্যামূলক প্রশ্ন দেওয়া হলো। গাণিতিক সমস্যাগুলি পরীক্ষার জন্য খুবই গুরুত্বপূর্ণ।
১. একটি প্রথম ক্রম বিক্রিয়ার 20% সম্পন্ন হতে 10 মিনিট সময় লাগে। বিক্রিয়াটি 75% সম্পন্ন হতে কত সময় লাগবে?
উত্তর: প্রথম ক্রম বিক্রিয়ার সমীকরণ: k = (2.303/t) log([R]0 / [R])
প্রথম ক্ষেত্রে:
t = 10 min, [R] = (100 - 20) = 80 (যদি প্রারম্ভিক 100 হয়)
k = (2.303/10) log(100/80) = 0.2303 × log(1.25) = 0.2303 × 0.0969 ≈ 0.0223 min-1
দ্বিতীয় ক্ষেত্রে:
75% সম্পন্ন হলে [R] = (100 - 75) = 25
t = (2.303/k) log(100/25) = (2.303/0.0223) log(4)
t = 103.27 × 0.602 ≈ 62.17 min
উত্তর: প্রায় ৬২.১৭ মিনিট সময় লাগবে।
প্রথম ক্ষেত্রে:
t = 10 min, [R] = (100 - 20) = 80 (যদি প্রারম্ভিক 100 হয়)
k = (2.303/10) log(100/80) = 0.2303 × log(1.25) = 0.2303 × 0.0969 ≈ 0.0223 min-1
দ্বিতীয় ক্ষেত্রে:
75% সম্পন্ন হলে [R] = (100 - 75) = 25
t = (2.303/k) log(100/25) = (2.303/0.0223) log(4)
t = 103.27 × 0.602 ≈ 62.17 min
উত্তর: প্রায় ৬২.১৭ মিনিট সময় লাগবে।
২. বিক্রিয়ার আণবিকতা ও ক্রমের মধ্যে তিনটি প্রধান পার্থক্য লেখো।
উত্তর:
- সংজ্ঞা: ক্রম হলো পরীক্ষালব্ধ হার সমীকরণে গাঢ়ত্ব পদগুলোর ঘাতের সমষ্টি। আণবিকতা হলো মৌলিক বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণকারী কণার মোট সংখ্যা।
- মান: ক্রম শূন্য, পূর্ণসংখ্যা বা ভগ্নাংশ হতে পারে। আণবিকতা সর্বদা ধনাত্মক পূর্ণসংখ্যা (১, ২, ৩) হয়; শূন্য বা ভগ্নাংশ হয় না।
- প্রয়োগ: ক্রম মৌলিক ও জটিল উভয় বিক্রিয়ার ক্ষেত্রেই প্রযোজ্য। আণবিকতা শুধুমাত্র মৌলিক বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে প্রযোজ্য।
৩. দেখাও যে, প্রথম ক্রম বিক্রিয়ার 99.9% সম্পন্ন হতে যে সময় লাগে, তা অর্ধ-জীবনকালের (t1/2) প্রায় ১০ গুণ।
উত্তর: আমরা জানি, k = 0.693 / t1/2
99.9% সম্পন্ন হওয়ার সময় t = (2.303/k) log(100 / (100-99.9))
t = (2.303/k) log(100 / 0.1) = (2.303/k) log(1000) = (2.303/k) × 3
k-এর মান বসিয়ে পাই,
t = (2.303 × 3) / (0.693 / t1/2) = (6.909 × t1/2) / 0.693 ≈ 9.97 t1/2
সুতরাং, t ≈ 10 × t1/2 (প্রমাণিত)।
99.9% সম্পন্ন হওয়ার সময় t = (2.303/k) log(100 / (100-99.9))
t = (2.303/k) log(100 / 0.1) = (2.303/k) log(1000) = (2.303/k) × 3
k-এর মান বসিয়ে পাই,
t = (2.303 × 3) / (0.693 / t1/2) = (6.909 × t1/2) / 0.693 ≈ 9.97 t1/2
সুতরাং, t ≈ 10 × t1/2 (প্রমাণিত)।
৪. আরহেনিয়াস সমীকরণটি লেখো। 300 K এবং 310 K তাপমাত্রায় একটি বিক্রিয়ার হার ধ্রুবক যথাক্রমে 2 × 10-2 এবং 4 × 10-2 s-1। সক্রিয়ন শক্তি (Ea) গণনা করো। (R = 8.314 J K-1 mol-1)
উত্তর: সমীকরণ: log(k2/k1) = (Ea / 2.303R) [(T2 - T1) / (T1T2)]
এখানে, k2/k1 = 4/2 = 2, T1 = 300, T2 = 310
log(2) = (Ea / (2.303 × 8.314)) [10 / (300 × 310)]
0.301 = (Ea / 19.147) × (10 / 93000)
Ea = (0.301 × 19.147 × 93000) / 10 ≈ 53598 J mol-1
উত্তর: সক্রিয়ন শক্তি প্রায় 53.6 kJ mol-1।
এখানে, k2/k1 = 4/2 = 2, T1 = 300, T2 = 310
log(2) = (Ea / (2.303 × 8.314)) [10 / (300 × 310)]
0.301 = (Ea / 19.147) × (10 / 93000)
Ea = (0.301 × 19.147 × 93000) / 10 ≈ 53598 J mol-1
উত্তর: সক্রিয়ন শক্তি প্রায় 53.6 kJ mol-1।
৫. শূন্য ক্রম বিক্রিয়ার সমাকলিত হার সমীকরণটি প্রতিষ্ঠা করো।
উত্তর: ধরি, বিক্রিয়াটি R → P।
শূন্য ক্রমের জন্য হার -d[R]/dt = k[R]0 = k
বা, d[R] = -k dt
উভয় পক্ষে সমাকলন করে পাই: ∫d[R] = -k∫dt
[R] = -kt + I (I = সমাকলন ধ্রুবক)
যখন t = 0, তখন [R] = [R]0 (প্রারম্ভিক গাঢ়ত্ব)। সুতরাং, I = [R]0।
অতএব, [R] = -kt + [R]0 বা k = ([R]0 - [R]) / t।
শূন্য ক্রমের জন্য হার -d[R]/dt = k[R]0 = k
বা, d[R] = -k dt
উভয় পক্ষে সমাকলন করে পাই: ∫d[R] = -k∫dt
[R] = -kt + I (I = সমাকলন ধ্রুবক)
যখন t = 0, তখন [R] = [R]0 (প্রারম্ভিক গাঢ়ত্ব)। সুতরাং, I = [R]0।
অতএব, [R] = -kt + [R]0 বা k = ([R]0 - [R]) / t।
৬. ছদ্ম-প্রথম ক্রম বিক্রিয়া কী? একটি উদাহরণের সাহায্যে ব্যাখ্যা করো কেন এটি প্রথম ক্রমের মতো আচরণ করে।
উত্তর: সংজ্ঞা: যে বিক্রিয়ার আণবিকতা ২ বা তার বেশি কিন্তু পরীক্ষালব্ধ ক্রম ১, তাকে ছদ্ম-প্রথম ক্রম বিক্রিয়া বলে।
ব্যাখ্যা: ইথাইল অ্যাসিটেটের আর্দ্রবিশ্লেষণ: CH3COOC2H5 + H2O → CH3COOH + C2H5OH।
এখানে বিক্রিয়ার হার r = k'[Ester][H2O]। কিন্তু জল অতিরিক্ত পরিমাণে থাকায় বিক্রিয়া চলাকালীন এর গাঢ়ত্ব প্রায় অপরিবর্তিত থাকে। তাই k'[H2O] কে নতুন ধ্রুবক k ধরা হয়।
সুতরাং, r = k[Ester], যা প্রথম ক্রমের সমীকরণ।
ব্যাখ্যা: ইথাইল অ্যাসিটেটের আর্দ্রবিশ্লেষণ: CH3COOC2H5 + H2O → CH3COOH + C2H5OH।
এখানে বিক্রিয়ার হার r = k'[Ester][H2O]। কিন্তু জল অতিরিক্ত পরিমাণে থাকায় বিক্রিয়া চলাকালীন এর গাঢ়ত্ব প্রায় অপরিবর্তিত থাকে। তাই k'[H2O] কে নতুন ধ্রুবক k ধরা হয়।
সুতরাং, r = k[Ester], যা প্রথম ক্রমের সমীকরণ।
৭. বিক্রিয়ার হারের ওপর অনুঘটকের প্রভাব চিত্রসহ (Energy Profile Diagram) ব্যাখ্যা করো।
উত্তর: অনুঘটক বিক্রিয়ার জন্য একটি বিকল্প পথ (Alternative Path) তৈরি করে যার সক্রিয়ন শক্তি (Ea) মূল বিক্রিয়ার চেয়ে কম।
শক্তির লেখচিত্রে দেখা যায়, অনুঘটক উপস্থিত থাকলে বিক্রিয়কগুলিকে শক্তিবাধা (Energy Barrier) অতিক্রম করতে কম শক্তি ব্যয় করতে হয়।
ফলে বেশি সংখ্যক অণু এই কম শক্তিবাধা অতিক্রম করে বিক্রিয়াজাত পদার্থে পরিণত হতে পারে এবং বিক্রিয়ার হার বৃদ্ধি পায়। (এখানে চিত্র আঁকতে হবে: Y-অক্ষে শক্তি, X-অক্ষে বিক্রিয়ার অগ্রগতি)।
শক্তির লেখচিত্রে দেখা যায়, অনুঘটক উপস্থিত থাকলে বিক্রিয়কগুলিকে শক্তিবাধা (Energy Barrier) অতিক্রম করতে কম শক্তি ব্যয় করতে হয়।
ফলে বেশি সংখ্যক অণু এই কম শক্তিবাধা অতিক্রম করে বিক্রিয়াজাত পদার্থে পরিণত হতে পারে এবং বিক্রিয়ার হার বৃদ্ধি পায়। (এখানে চিত্র আঁকতে হবে: Y-অক্ষে শক্তি, X-অক্ষে বিক্রিয়ার অগ্রগতি)।
৮. 2A + B → A2B বিক্রিয়ার ক্রিয়াকৌশল নিচে দেওয়া হলো:
i) A + B ⇌ AB (দ্রুত)
ii) AB + A → A2B (ধীর)
বিক্রিয়াটির হার সমীকরণ এবং ক্রম নির্ণয় করো। উত্তর: বিক্রিয়ার হার নির্ধারণকারী ধাপ হলো ধীর ধাপটি (ii)।
সুতরাং, হার r = k [AB][A]
কিন্তু [AB] একটি অন্তর্বর্তী যৌগ। দ্রুত ধাপ (i) থেকে সাম্যধ্রুবক K = [AB] / ([A][B]) বা [AB] = K[A][B]।
মান বসিয়ে পাই: r = k (K[A][B]) [A] = k' [A]2 [B]।
সুতরাং, বিক্রিয়ার ক্রম = 2 + 1 = 3।
i) A + B ⇌ AB (দ্রুত)
ii) AB + A → A2B (ধীর)
বিক্রিয়াটির হার সমীকরণ এবং ক্রম নির্ণয় করো। উত্তর: বিক্রিয়ার হার নির্ধারণকারী ধাপ হলো ধীর ধাপটি (ii)।
সুতরাং, হার r = k [AB][A]
কিন্তু [AB] একটি অন্তর্বর্তী যৌগ। দ্রুত ধাপ (i) থেকে সাম্যধ্রুবক K = [AB] / ([A][B]) বা [AB] = K[A][B]।
মান বসিয়ে পাই: r = k (K[A][B]) [A] = k' [A]2 [B]।
সুতরাং, বিক্রিয়ার ক্রম = 2 + 1 = 3।
৯. তাপমাত্রার সাথে বিক্রিয়ার হারের পরিবর্তন সম্পর্কিত আরহেনিয়াস তত্ত্বটি সংক্ষেপে ব্যাখ্যা করো।
উত্তর: আরহেনিয়াস প্রস্তাব করেন যে, বিক্রিয়ক অণুগুলির মধ্যে কেবল সেই অণুগুলোই বিক্রিয়া করে যাদের শক্তি একটি নির্দিষ্ট মান (সক্রিয়ন শক্তি) অতিক্রম করে।
তাপমাত্রা বাড়লে অণুগুলির গতিশক্তি বাড়ে এবং বোল্টজম্যানের বিতরণ সূত্র অনুযায়ী অধিক সংখ্যক অণু সক্রিয়ন শক্তি লাভ করে।
ফলে কার্যকরী সংঘর্ষের সংখ্যা বাড়ে এবং বিক্রিয়ার হার সূচকীয়ভাবে (Exponentially) বৃদ্ধি পায়। সমীকরণ: k = A e-Ea/RT।
তাপমাত্রা বাড়লে অণুগুলির গতিশক্তি বাড়ে এবং বোল্টজম্যানের বিতরণ সূত্র অনুযায়ী অধিক সংখ্যক অণু সক্রিয়ন শক্তি লাভ করে।
ফলে কার্যকরী সংঘর্ষের সংখ্যা বাড়ে এবং বিক্রিয়ার হার সূচকীয়ভাবে (Exponentially) বৃদ্ধি পায়। সমীকরণ: k = A e-Ea/RT।
১০. একটি প্রথম ক্রম বিক্রিয়ার হার ধ্রুবক 60 s-1। বিক্রিয়কের প্রারম্ভিক গাঢ়ত্বের 1/16 অংশে পরিণত হতে কত সময় লাগবে?
উত্তর: দেওয়া আছে, k = 60 s-1 এবং [R]/[R]0 = 1/16।
সমীকরণ: t = (2.303/k) log([R]0 / [R])
t = (2.303/60) log(16) = (2.303/60) log(24)
t = (2.303/60) × 4 × 0.301
t = 2.77 / 60 ≈ 0.0462 s
উত্তর: ০.০৪৬২ সেকেন্ড সময় লাগবে।
সমীকরণ: t = (2.303/k) log([R]0 / [R])
t = (2.303/60) log(16) = (2.303/60) log(24)
t = (2.303/60) × 4 × 0.301
t = 2.77 / 60 ≈ 0.0462 s
উত্তর: ০.০৪৬২ সেকেন্ড সময় লাগবে।
১১. কোনো বিক্রিয়ার সক্রিয়ন শক্তি কি শূন্য বা ঋণাত্মক হতে পারে? যুক্তি দাও।
উত্তর: সাধারণত সক্রিয়ন শক্তি (Ea) ধনাত্মক হয়।
১) শূন্য: যদি Ea = 0 হয়, তবে সব সংঘর্ষই বিক্রিয়ায় পরিণত হবে এবং বিক্রিয়াটি অত্যন্ত দ্রুত ঘটবে, যা বাস্তবে বিরল (কিছু র্যাডিকেল বিক্রিয়া ছাড়া)।
২) ঋণাত্মক: সাধারণত Ea ঋণাত্মক হয় না। তবে কিছু জটিল বিক্রিয়ায় তাপমাত্রা বাড়লে বিক্রিয়ার হার কমে যায়, যা আপাতদৃষ্টিতে ঋণাত্মক সক্রিয়ন শক্তি নির্দেশ করে। কিন্তু মৌলিক ধাপে এটি সর্বদাই ধনাত্মক।
১) শূন্য: যদি Ea = 0 হয়, তবে সব সংঘর্ষই বিক্রিয়ায় পরিণত হবে এবং বিক্রিয়াটি অত্যন্ত দ্রুত ঘটবে, যা বাস্তবে বিরল (কিছু র্যাডিকেল বিক্রিয়া ছাড়া)।
২) ঋণাত্মক: সাধারণত Ea ঋণাত্মক হয় না। তবে কিছু জটিল বিক্রিয়ায় তাপমাত্রা বাড়লে বিক্রিয়ার হার কমে যায়, যা আপাতদৃষ্টিতে ঋণাত্মক সক্রিয়ন শক্তি নির্দেশ করে। কিন্তু মৌলিক ধাপে এটি সর্বদাই ধনাত্মক।
১২. কঠিন অনুঘটকের পৃষ্ঠতলে গ্যাসীয় বিক্রিয়ার ক্রিয়াকৌশল (Modern Adsorption Theory) ধাপগুলি লেখো।
উত্তর: আধুনিক অধিশোষণ তত্ত্ব অনুযায়ী ৫টি ধাপ আছে:
- বিক্রিয়ক অণুগুলির অনুঘটকের পৃষ্ঠতলে ব্যাপন (Diffusion)।
- পৃষ্ঠতলে অণুগুলির অধিশোষণ (Adsorption)।
- অধিশোষিত অণুগুলির মধ্যে রাসায়নিক বিক্রিয়া ও অন্তর্বর্তী যৌগ গঠন।
- পৃষ্ঠতল থেকে বিক্রিয়াজাত পদার্থের বিশোষণ (Desorption)।
- বিক্রিয়াজাত পদার্থের ব্যাপন বা সরে যাওয়া।
১৩. log k বনাম 1/T লেখচিত্র অঙ্কন করো এবং এর নতি (Slope) ও ছেদিতাংশ (Intercept) কী নির্দেশ করে তা লেখো।
উত্তর: আরহেনিয়াস সমীকরণের লগারিদমিক রূপ: log k = -Ea/(2.303R) (1/T) + log A।
এটি y = mx + c সরলরেখার সমীকরণের মতো।
লেখচিত্র: একটি ঋণাত্মক নতিযুক্ত সরলরেখা।
Slope (নতি): -Ea / 2.303R। এখান থেকে সক্রিয়ন শক্তি নির্ণয় করা যায়।
Intercept (ছেদিতাংশ): log A। এখান থেকে কম্পাঙ্ক গুণাঙ্ক পাওয়া যায়।
এটি y = mx + c সরলরেখার সমীকরণের মতো।
লেখচিত্র: একটি ঋণাত্মক নতিযুক্ত সরলরেখা।
Slope (নতি): -Ea / 2.303R। এখান থেকে সক্রিয়ন শক্তি নির্ণয় করা যায়।
Intercept (ছেদিতাংশ): log A। এখান থেকে কম্পাঙ্ক গুণাঙ্ক পাওয়া যায়।
১৪. এনজাইম বা উৎসেচক অনুঘটনের ক্রিয়াকৌশলের 'তালা-চাবি' (Lock and Key) মডেলটি চিত্রসহ ব্যাখ্যা করো।
উত্তর: এমিল ফিশার এই মডেল দেন।
১) যেমন একটি নির্দিষ্ট চাবি দিয়ে একটি নির্দিষ্ট তালা খোলা যায়, তেমনি একটি নির্দিষ্ট সাবস্ট্রেট (S) অণু একটি নির্দিষ্ট এনজাইমের (E) সক্রিয় স্থানে (Active Site) যুক্ত হয়।
২) এনজাইম ও সাবস্ট্রেট মিলে 'এনজাইম-সাবস্ট্রেট জটিল' (ES Complex) তৈরি করে। E + S ⇌ [E-S]
৩) এরপর বিক্রিয়া ঘটে এবং উৎপাদিত বস্তু (P) এনজাইম থেকে আলাদা হয়ে যায়। [E-S] → E + P
(এখানে একটি সরল ব্লক চিত্র আঁকতে হবে যেখানে E এবং S খাপে খাপে মিলে যাচ্ছে)।
১) যেমন একটি নির্দিষ্ট চাবি দিয়ে একটি নির্দিষ্ট তালা খোলা যায়, তেমনি একটি নির্দিষ্ট সাবস্ট্রেট (S) অণু একটি নির্দিষ্ট এনজাইমের (E) সক্রিয় স্থানে (Active Site) যুক্ত হয়।
২) এনজাইম ও সাবস্ট্রেট মিলে 'এনজাইম-সাবস্ট্রেট জটিল' (ES Complex) তৈরি করে। E + S ⇌ [E-S]
৩) এরপর বিক্রিয়া ঘটে এবং উৎপাদিত বস্তু (P) এনজাইম থেকে আলাদা হয়ে যায়। [E-S] → E + P
(এখানে একটি সরল ব্লক চিত্র আঁকতে হবে যেখানে E এবং S খাপে খাপে মিলে যাচ্ছে)।
১৫. গ্যাসের বিয়োজন একটি শূন্য ক্রম বিক্রিয়া। প্রারম্ভিক চাপ 4 atm এবং হার ধ্রুবক 2.5 × 10-3 atm s-1। 10 মিনিট পর গ্যাসের চাপ কত হবে?
উত্তর: শূন্য ক্রম বিক্রিয়ার সমীকরণ: [P] = [P]0 - kt
দেওয়া আছে, [P]0 = 4 atm
k = 2.5 × 10-3 atm s-1
t = 10 min = 600 s
সুতরাং, [P] = 4 - (2.5 × 10-3 × 600)
[P] = 4 - 1.5 = 2.5 atm
উত্তর: ১০ মিনিট পর গ্যাসের চাপ হবে 2.5 atm।
দেওয়া আছে, [P]0 = 4 atm
k = 2.5 × 10-3 atm s-1
t = 10 min = 600 s
সুতরাং, [P] = 4 - (2.5 × 10-3 × 600)
[P] = 4 - 1.5 = 2.5 atm
উত্তর: ১০ মিনিট পর গ্যাসের চাপ হবে 2.5 atm।
১৬. সংঘর্ষ তত্ত্বের সীমাবদ্ধতাগুলি কী কী?
উত্তর: ১) এই তত্ত্বে অণুগুলিকে কঠিন গোলক (Hard sphere) হিসেবে ধরা হয় এবং তাদের গঠনগত জটিলতাকে উপেক্ষা করা হয়।
২) এটি শুধুমাত্র সরল গ্যাসীয় বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে ভালো কাজ করে, কিন্তু জটিল অণু বা দ্রবণের বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে সঠিক ফলাফল দেয় না।
৩) সক্রিয়ন শক্তি থাকলেও সঠিক দিকবিন্যাস না হলে যে বিক্রিয়া হয় না, তা প্রাথমিক তত্ত্বে উপেক্ষিত ছিল (পরে স্টেরিক ফ্যাক্টর P যোগ করা হয়)।
২) এটি শুধুমাত্র সরল গ্যাসীয় বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে ভালো কাজ করে, কিন্তু জটিল অণু বা দ্রবণের বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে সঠিক ফলাফল দেয় না।
৩) সক্রিয়ন শক্তি থাকলেও সঠিক দিকবিন্যাস না হলে যে বিক্রিয়া হয় না, তা প্রাথমিক তত্ত্বে উপেক্ষিত ছিল (পরে স্টেরিক ফ্যাক্টর P যোগ করা হয়)।
১৭. প্রথম ক্রম বিক্রিয়ার সমাকলিত রূপটি প্রতিষ্ঠা করো।
উত্তর: বিক্রিয়া R → P। হার -d[R]/dt = k[R]
বা, d[R]/[R] = -k dt
সমাকলন করে পাই: ln[R] = -kt + I
t=0 সময়ে [R]=[R]0, তাই I = ln[R]0
সুতরাং, ln[R] = -kt + ln[R]0
বা, kt = ln([R]0/[R])
বা, k = (2.303/t) log([R]0/[R]) (প্রমাণিত)।
বা, d[R]/[R] = -k dt
সমাকলন করে পাই: ln[R] = -kt + I
t=0 সময়ে [R]=[R]0, তাই I = ln[R]0
সুতরাং, ln[R] = -kt + ln[R]0
বা, kt = ln([R]0/[R])
বা, k = (2.303/t) log([R]0/[R]) (প্রমাণিত)।
১৮. অনুঘটক কীভাবে বিক্রিয়ার হার বাড়ায় কিন্তু বিক্রিয়ার এনথ্যালপির পরিবর্তন (ΔH) কে প্রভাবিত করে না?
উত্তর: অনুঘটক শুধুমাত্র বিক্রিয়ার পথ পরিবর্তন করে এবং সক্রিয়ন শক্তি (Ea) কমায়। এটি বিক্রিয়ক ও বিক্রিয়াজাত পদার্থের নিজস্ব শক্তির স্তরের কোনো পরিবর্তন করে না।
যেহেতু ΔH = Eproducts - Ereactants, এবং এই দুই শক্তির মান স্থির থাকে, তাই অনুঘটক থাকলেও ΔH এর মান একই থাকে।
যেহেতু ΔH = Eproducts - Ereactants, এবং এই দুই শক্তির মান স্থির থাকে, তাই অনুঘটক থাকলেও ΔH এর মান একই থাকে।
১৯. SO2 থেকে SO3 প্রস্তুতিতে NO গ্যাসের অনুঘটক ক্রিয়াটি (Homogeneous Catalysis) বিক্রিয়া সহ ব্যাখ্যা করো।
উত্তর: লেড চেম্বার পদ্ধতিতে সালফিউরিক এসিড তৈরির সময়: 2SO2(g) + O2(g) → [NO(g)] → 2SO3(g)।
এখানে সব উপাদান গ্যাসীয়, তাই এটি সমসত্ত্ব অনুঘটন।
কৌশল:
১) 2NO + O2 → 2NO2 (অন্তর্বর্তী যৌগ)
২) NO2 + SO2 → SO3 + NO (অনুঘটক পুনরুৎপাদন)।
এখানে সব উপাদান গ্যাসীয়, তাই এটি সমসত্ত্ব অনুঘটন।
কৌশল:
১) 2NO + O2 → 2NO2 (অন্তর্বর্তী যৌগ)
২) NO2 + SO2 → SO3 + NO (অনুঘটক পুনরুৎপাদন)।
২০. একটি বিক্রিয়ার হার ধ্রুবক দ্বিগুণ হয় যখন তাপমাত্রা 27°C থেকে 37°C করা হয়। বিক্রিয়াটির সক্রিয়ন শক্তি নির্ণয় করো।
উত্তর: T1 = 300K, T2 = 310K। k2/k1 = 2।
সূত্র: log(2) = (Ea / 2.303R) [(310-300)/(300×310)]
0.301 = (Ea / 19.147) × (10 / 93000)
Ea = (0.301 × 19.147 × 93000) / 10 ≈ 53.6 kJ mol-1
(এটি তাপমাত্রা গুণাঙ্কের সাধারণ উদাহরণ)।
সূত্র: log(2) = (Ea / 2.303R) [(310-300)/(300×310)]
0.301 = (Ea / 19.147) × (10 / 93000)
Ea = (0.301 × 19.147 × 93000) / 10 ≈ 53.6 kJ mol-1
(এটি তাপমাত্রা গুণাঙ্কের সাধারণ উদাহরণ)।
বিভাগ-ঘ: দীর্ঘ উত্তরধর্মী প্রশ্ন ও উত্তর (মান - ৫)
এই বিভাগে ৫ নম্বরের ১৫টি বিস্তারিত প্রশ্ন ও উত্তর আলোচনা করা হলো। এই প্রশ্নগুলোতে সাধারণত একাধিক অংশ (যেমন ৩+২ বা ২+৩) থাকে।
১. (ক) প্রথম ক্রম বিক্রিয়ার সমাকলিত হার সমীকরণটি প্রতিষ্ঠা করো। (খ) দেখাও যে, প্রথম ক্রম বিক্রিয়ার অর্ধ-জীবনকাল প্রারম্ভিক গাঢ়ত্বের ওপর নির্ভর করে না। (৩+২)
উত্তর:
(ক) সমাকলিত হার সমীকরণ:
ধরি, বিক্রিয়াটি R → P। হার -d[R]/dt = k[R]
বা, d[R]/[R] = -k dt
উভয় পক্ষে সমাকলন করে পাই: ∫ d[R]/[R] = -k ∫ dt
ln[R] = -kt + I (যেখানে I = সমাকলন ধ্রুবক)
যখন t=0, তখন [R]=[R]0 (প্রারম্ভিক গাঢ়ত্ব)। সুতরাং, I = ln[R]0।
সমীকরণে I-এর মান বসিয়ে পাই: ln[R] = -kt + ln[R]0
বা, kt = ln[R]0 - ln[R] = ln([R]0/[R])
বা, k = (2.303/t) log([R]0/[R]) (প্রমাণিত)।
(খ) অর্ধ-জীবনকাল:
অর্ধ-জীবনকালে, t = t1/2 এবং [R] = [R]0/2।
সমীকরণে বসিয়ে পাই: t1/2 = (2.303/k) log([R]0 / ([R]0/2))
t1/2 = (2.303/k) log(2)
t1/2 = (2.303 × 0.301) / k = 0.693 / k
যেহেতু এই সমীকরণে [R]0 পদটি নেই, তাই অর্ধ-জীবনকাল প্রারম্ভিক গাঢ়ত্বের ওপর নির্ভর করে না।
(ক) সমাকলিত হার সমীকরণ:
ধরি, বিক্রিয়াটি R → P। হার -d[R]/dt = k[R]
বা, d[R]/[R] = -k dt
উভয় পক্ষে সমাকলন করে পাই: ∫ d[R]/[R] = -k ∫ dt
ln[R] = -kt + I (যেখানে I = সমাকলন ধ্রুবক)
যখন t=0, তখন [R]=[R]0 (প্রারম্ভিক গাঢ়ত্ব)। সুতরাং, I = ln[R]0।
সমীকরণে I-এর মান বসিয়ে পাই: ln[R] = -kt + ln[R]0
বা, kt = ln[R]0 - ln[R] = ln([R]0/[R])
বা, k = (2.303/t) log([R]0/[R]) (প্রমাণিত)।
(খ) অর্ধ-জীবনকাল:
অর্ধ-জীবনকালে, t = t1/2 এবং [R] = [R]0/2।
সমীকরণে বসিয়ে পাই: t1/2 = (2.303/k) log([R]0 / ([R]0/2))
t1/2 = (2.303/k) log(2)
t1/2 = (2.303 × 0.301) / k = 0.693 / k
যেহেতু এই সমীকরণে [R]0 পদটি নেই, তাই অর্ধ-জীবনকাল প্রারম্ভিক গাঢ়ত্বের ওপর নির্ভর করে না।
২. (ক) বিক্রিয়ার হার ও হার ধ্রুবকের মধ্যে তিনটি পার্থক্য লেখো। (খ) একটি প্রথম ক্রম বিক্রিয়া 40 মিনিটে 90% সম্পন্ন হয়। বিক্রিয়াটির অর্ধ-জীবনকাল নির্ণয় করো। (৩+২)
উত্তর:
(ক) পার্থক্য:
দেওয়া আছে, t = 40 min, 90% সম্পন্ন হলে [R] = 100 - 90 = 10 (যদি [R]0 = 100 হয়)।
হার ধ্রুবক k = (2.303/40) log(100/10) = (2.303/40) log(10)
k = 2.303 / 40 = 0.05757 min-1
অর্ধ-জীবনকাল t1/2 = 0.693 / k = 0.693 / 0.05757 ≈ 12.03 min
উত্তর: অর্ধ-জীবনকাল প্রায় ১২.০৩ মিনিট।
(ক) পার্থক্য:
- সংজ্ঞা: একক সময়ে গাঢ়ত্বের পরিবর্তন হলো বিক্রিয়ার হার; একক গাঢ়ত্বে বিক্রিয়ার হার হলো হার ধ্রুবক।
- একক: হারের একক সর্বদা mol L-1 s-1, কিন্তু হার ধ্রুবকের একক বিক্রিয়ার ক্রমের ওপর নির্ভরশীল।
- নির্ভরশীলতা: বিক্রিয়ার হার সময়ের সাথে সাথে কমে, কিন্তু নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় হার ধ্রুবক স্থির থাকে।
দেওয়া আছে, t = 40 min, 90% সম্পন্ন হলে [R] = 100 - 90 = 10 (যদি [R]0 = 100 হয়)।
হার ধ্রুবক k = (2.303/40) log(100/10) = (2.303/40) log(10)
k = 2.303 / 40 = 0.05757 min-1
অর্ধ-জীবনকাল t1/2 = 0.693 / k = 0.693 / 0.05757 ≈ 12.03 min
উত্তর: অর্ধ-জীবনকাল প্রায় ১২.০৩ মিনিট।
৩. (ক) আরহেনিয়াস সমীকরণটি লেখো এবং এর প্রতিটি পদের অর্থ লেখো। (খ) এই সমীকরণ থেকে কীভাবে সক্রিয়ন শক্তি নির্ণয় করা যায় (লেখচিত্রের সাহায্যে)? (২+৩)
উত্তর:
(ক) সমীকরণ: k = A e-Ea/RT
এখানে, k = হার ধ্রুবক, A = কম্পাঙ্ক গুণাঙ্ক বা অ্যারেহেনিয়াস গুণাঙ্ক, Ea = সক্রিয়ন শক্তি, R = গ্যাস ধ্রুবক, T = পরম তাপমাত্রা।
(খ) লেখচিত্র ও নির্ণয়:
সমীকরণের উভয় পক্ষে লগারিদম নিলে পাই: ln k = ln A - Ea/RT
বা, log k = (-Ea / 2.303R) (1/T) + log A
এটি y = mx + c আকারের সরলরেখা।
যদি log k (y-অক্ষ) বনাম 1/T (x-অক্ষ) লেখচিত্র অঙ্কন করা হয়, তবে একটি ঋণাত্মক নতিযুক্ত সরলরেখা পাওয়া যাবে।
এই সরলরেখার নতি (Slope) = -Ea / 2.303R।
লেখচিত্র থেকে নতির মান বের করে সমীকরণে বসালে সক্রিয়ন শক্তি Ea = -2.303 R × Slope নির্ণয় করা যায়।
(ক) সমীকরণ: k = A e-Ea/RT
এখানে, k = হার ধ্রুবক, A = কম্পাঙ্ক গুণাঙ্ক বা অ্যারেহেনিয়াস গুণাঙ্ক, Ea = সক্রিয়ন শক্তি, R = গ্যাস ধ্রুবক, T = পরম তাপমাত্রা।
(খ) লেখচিত্র ও নির্ণয়:
সমীকরণের উভয় পক্ষে লগারিদম নিলে পাই: ln k = ln A - Ea/RT
বা, log k = (-Ea / 2.303R) (1/T) + log A
এটি y = mx + c আকারের সরলরেখা।
যদি log k (y-অক্ষ) বনাম 1/T (x-অক্ষ) লেখচিত্র অঙ্কন করা হয়, তবে একটি ঋণাত্মক নতিযুক্ত সরলরেখা পাওয়া যাবে।
এই সরলরেখার নতি (Slope) = -Ea / 2.303R।
লেখচিত্র থেকে নতির মান বের করে সমীকরণে বসালে সক্রিয়ন শক্তি Ea = -2.303 R × Slope নির্ণয় করা যায়।
৪. (ক) সংঘর্ষ তত্ত্ব অনুযায়ী বিক্রিয়া সংঘটিত হওয়ার দুটি প্রধান শর্ত কী? (খ) শূন্য ক্রম বিক্রিয়ার অর্ধ-জীবনকাল প্রারম্ভিক গাঢ়ত্বের সমানুপাতিক—প্রমাণ করো। (২+৩)
উত্তর:
(ক) সংঘর্ষ তত্ত্বের শর্ত:
১) শক্তি বাধা (Energy Barrier): সংঘর্ষকারী অণুগুলির ন্যূনতম শক্তি বা সূচনা শক্তি (Threshold Energy) থাকতে হবে।
২) বিন্যাস বাধা (Orientation Barrier): সংঘর্ষের সময় অণুগুলির সঠিক জ্যামিতিক বিন্যাস বা দিক থাকতে হবে, যাতে পুরনো বন্ধন ভেঙে নতুন বন্ধন গঠিত হতে পারে।
(খ) প্রমাণ:
শূন্য ক্রম বিক্রিয়ার সমাকলিত সমীকরণ: [R] = [R]0 - kt
অর্ধ-জীবনকালে t = t1/2 এবং [R] = [R]0/2
মান বসিয়ে পাই: [R]0/2 = [R]0 - k t1/2
বা, k t1/2 = [R]0 - [R]0/2 = [R]0/2
বা, t1/2 = [R]0 / 2k
যেহেতু k একটি ধ্রুবক, তাই t1/2 ∝ [R]0 (প্রমাণিত)।
(ক) সংঘর্ষ তত্ত্বের শর্ত:
১) শক্তি বাধা (Energy Barrier): সংঘর্ষকারী অণুগুলির ন্যূনতম শক্তি বা সূচনা শক্তি (Threshold Energy) থাকতে হবে।
২) বিন্যাস বাধা (Orientation Barrier): সংঘর্ষের সময় অণুগুলির সঠিক জ্যামিতিক বিন্যাস বা দিক থাকতে হবে, যাতে পুরনো বন্ধন ভেঙে নতুন বন্ধন গঠিত হতে পারে।
(খ) প্রমাণ:
শূন্য ক্রম বিক্রিয়ার সমাকলিত সমীকরণ: [R] = [R]0 - kt
অর্ধ-জীবনকালে t = t1/2 এবং [R] = [R]0/2
মান বসিয়ে পাই: [R]0/2 = [R]0 - k t1/2
বা, k t1/2 = [R]0 - [R]0/2 = [R]0/2
বা, t1/2 = [R]0 / 2k
যেহেতু k একটি ধ্রুবক, তাই t1/2 ∝ [R]0 (প্রমাণিত)।
৫. (ক) অনুঘটক কীভাবে বিক্রিয়ার হার বৃদ্ধি করে? (সক্রিয়ন শক্তির ধারণা থেকে ব্যাখ্যা করো)। (খ) এনজাইম বা জৈব অনুঘটকের দুটি বৈশিষ্ট্য লেখো। (৩+২)
উত্তর:
(ক) ব্যাখ্যা:
কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটতে হলে বিক্রিয়ক অণুগুলিকে একটি নির্দিষ্ট শক্তির বাধা বা 'পাহাড়' অতিক্রম করতে হয়, যা সক্রিয়ন শক্তি (Ea) নামে পরিচিত।
ধনাত্মক অনুঘটক বিক্রিয়ার জন্য একটি নতুন বা বিকল্প পথ (Alternative reaction pathway) তৈরি করে। এই নতুন পথের সক্রিয়ন শক্তি (E'a) মূল বিক্রিয়ার সক্রিয়ন শক্তির চেয়ে কম হয় (E'a < Ea)।
ফলে কম শক্তিতেই বেশি সংখ্যক অণু শক্তি বাধা অতিক্রম করে এবং বিক্রিয়ার হার বৃদ্ধি পায়।
(খ) এনজাইমের বৈশিষ্ট্য:
১) সুনির্দিষ্টতা (Specificity): একটি নির্দিষ্ট এনজাইম শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট বিক্রিয়া বা সাবস্ট্রেটের ওপর কাজ করে (লক অ্যান্ড কি মেকানিজম)।
২) কার্যক্ষমতা: এনজাইম অত্যন্ত দক্ষ; সামান্য পরিমাণ এনজাইম লক্ষ লক্ষ বিক্রিয়ক অণুকে নিমেষে বিক্রিয়াজাত পদার্থে পরিণত করতে পারে।
(ক) ব্যাখ্যা:
কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটতে হলে বিক্রিয়ক অণুগুলিকে একটি নির্দিষ্ট শক্তির বাধা বা 'পাহাড়' অতিক্রম করতে হয়, যা সক্রিয়ন শক্তি (Ea) নামে পরিচিত।
ধনাত্মক অনুঘটক বিক্রিয়ার জন্য একটি নতুন বা বিকল্প পথ (Alternative reaction pathway) তৈরি করে। এই নতুন পথের সক্রিয়ন শক্তি (E'a) মূল বিক্রিয়ার সক্রিয়ন শক্তির চেয়ে কম হয় (E'a < Ea)।
ফলে কম শক্তিতেই বেশি সংখ্যক অণু শক্তি বাধা অতিক্রম করে এবং বিক্রিয়ার হার বৃদ্ধি পায়।
(খ) এনজাইমের বৈশিষ্ট্য:
১) সুনির্দিষ্টতা (Specificity): একটি নির্দিষ্ট এনজাইম শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট বিক্রিয়া বা সাবস্ট্রেটের ওপর কাজ করে (লক অ্যান্ড কি মেকানিজম)।
২) কার্যক্ষমতা: এনজাইম অত্যন্ত দক্ষ; সামান্য পরিমাণ এনজাইম লক্ষ লক্ষ বিক্রিয়ক অণুকে নিমেষে বিক্রিয়াজাত পদার্থে পরিণত করতে পারে।
৬. (ক) ক্রম ও আণবিকতার পার্থক্য লেখো। (খ) একটি বিক্রিয়া A + B → উৎপাদ। A-এর সাপেক্ষে ক্রম ১ এবং B-এর সাপেক্ষে ক্রম ২। (i) হার সমীকরণটি লেখো। (ii) A ও B উভয়ের গাঢ়ত্ব দ্বিগুণ করলে বিক্রিয়ার হার কতগুণ বাড়বে? (২+৩)
উত্তর:
(ক) পার্থক্য: ক্রম পরীক্ষালব্ধ, শূন্য বা ভগ্নাংশ হতে পারে। আণবিকতা তাত্ত্বিক, সর্বদা পূর্ণসংখ্যা হয়।
(খ) গাণিতিক সমস্যা:
(i) হার সমীকরণ: Rate (r) = k [A]1 [B]2
(ii) নতুন হার r' = k [2A]1 [2B]2
r' = k (2[A]) (4[B]2)
r' = 8 k [A][B]2 = 8 r
উত্তর: বিক্রিয়ার হার ৮ গুণ বাড়বে।
(ক) পার্থক্য: ক্রম পরীক্ষালব্ধ, শূন্য বা ভগ্নাংশ হতে পারে। আণবিকতা তাত্ত্বিক, সর্বদা পূর্ণসংখ্যা হয়।
(খ) গাণিতিক সমস্যা:
(i) হার সমীকরণ: Rate (r) = k [A]1 [B]2
(ii) নতুন হার r' = k [2A]1 [2B]2
r' = k (2[A]) (4[B]2)
r' = 8 k [A][B]2 = 8 r
উত্তর: বিক্রিয়ার হার ৮ গুণ বাড়বে।
৭. (ক) কঠিন পৃষ্ঠে গ্যাসের অধিশোষণ তত্ত্ব (Adsorption Theory of Heterogeneous Catalysis) ব্যাখ্যা করো। (খ) অনুঘটক বিষ ও উদ্দীপক কী? উদাহরণ দাও। (৩+২)
উত্তর:
(ক) অধিশোষণ তত্ত্ব:
আধুনিক তত্ত্ব অনুযায়ী, অসমসত্ত্ব অনুঘটন ৫টি ধাপে ঘটে:
১) বিক্রিয়ক অণুগুলির অনুঘটকের পৃষ্ঠতলে ব্যাপন।
২) পৃষ্ঠতলে মুক্ত যোজ্যতায় বিক্রিয়ক অণুর অধিশোষণ (Adsorption)।
৩) অধিশোষিত অণুগুলির মধ্যে রাসায়নিক বিক্রিয়া ও অন্তর্বর্তী জটিল যৌগ গঠন।
৪) পৃষ্ঠতল থেকে উৎপাদিত বস্তুর বিশোষণ (Desorption), ফলে পৃষ্ঠতল আবার খালি হয়।
৫) উৎপাদিত বস্তুর ব্যাপন বা সরে যাওয়া।
এই প্রক্রিয়ায় পৃষ্ঠতলের অধিশোষণ বিক্রিয়ক অণুগুলির ঘনত্ব বাড়ায় এবং সক্রিয়ন শক্তি কমায়।
(খ) সংজ্ঞা ও উদাহরণ:
উদ্দীপক (Promoter): যারা অনুঘটকের ক্ষমতা বাড়ায়। যেমন: হেবার পদ্ধতিতে Fe-এর সাথে Mo (মলিবডেনাম)।
বিষ (Poison): যারা অনুঘটকের ক্ষমতা নষ্ট করে। যেমন: হেবার পদ্ধতিতে H2S বা CO।
(ক) অধিশোষণ তত্ত্ব:
আধুনিক তত্ত্ব অনুযায়ী, অসমসত্ত্ব অনুঘটন ৫টি ধাপে ঘটে:
১) বিক্রিয়ক অণুগুলির অনুঘটকের পৃষ্ঠতলে ব্যাপন।
২) পৃষ্ঠতলে মুক্ত যোজ্যতায় বিক্রিয়ক অণুর অধিশোষণ (Adsorption)।
৩) অধিশোষিত অণুগুলির মধ্যে রাসায়নিক বিক্রিয়া ও অন্তর্বর্তী জটিল যৌগ গঠন।
৪) পৃষ্ঠতল থেকে উৎপাদিত বস্তুর বিশোষণ (Desorption), ফলে পৃষ্ঠতল আবার খালি হয়।
৫) উৎপাদিত বস্তুর ব্যাপন বা সরে যাওয়া।
এই প্রক্রিয়ায় পৃষ্ঠতলের অধিশোষণ বিক্রিয়ক অণুগুলির ঘনত্ব বাড়ায় এবং সক্রিয়ন শক্তি কমায়।
(খ) সংজ্ঞা ও উদাহরণ:
উদ্দীপক (Promoter): যারা অনুঘটকের ক্ষমতা বাড়ায়। যেমন: হেবার পদ্ধতিতে Fe-এর সাথে Mo (মলিবডেনাম)।
বিষ (Poison): যারা অনুঘটকের ক্ষমতা নষ্ট করে। যেমন: হেবার পদ্ধতিতে H2S বা CO।
৮. (ক) ছদ্ম-প্রথম ক্রম বিক্রিয়া কাকে বলে? ইথাইল অ্যাসিটেটের আর্দ্রবিশ্লেষণ দিয়ে ব্যাখ্যা করো। (খ) তাপমাত্রার গুণাঙ্ক (Temperature Coefficient) কী? (৩+২)
উত্তর:
(ক) ছদ্ম-প্রথম ক্রম বিক্রিয়া:
যে বিক্রিয়ার আণবিকতা ২ বা ততোধিক কিন্তু পরীক্ষালব্ধ ফলাফলে দেখা যায় এটি প্রথম ক্রমের গতিসূত্র মেনে চলে, তাকে ছদ্ম-প্রথম ক্রম বিক্রিয়া বলে।
উদাহরণ: CH3COOC2H5 + H2O (excess) --(H+)--> CH3COOH + C2H5OH
এখানে জল অতিরিক্ত পরিমাণে থাকায় বিক্রিয়া চলাকালীন এর গাঢ়ত্ব ধ্রুবক থাকে। তাই হার r = k'[Ester][Water] ≈ k[Ester]। এটি প্রথম ক্রমের মতো আচরণ করে।
(খ) তাপমাত্রার গুণাঙ্ক:
কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়ার ১০ ডিগ্রি সেলসিয়াস (10°C) বা ১০ কেলভিন ব্যবধানে দুটি তাপমাত্রায় হার ধ্রুবকের অনুপাতকে তাপমাত্রার গুণাঙ্ক বলে।
Temp. Coeff. = k(T+10) / kT
এর মান সাধারণত ২ থেকে ৩ এর মধ্যে হয়।
(ক) ছদ্ম-প্রথম ক্রম বিক্রিয়া:
যে বিক্রিয়ার আণবিকতা ২ বা ততোধিক কিন্তু পরীক্ষালব্ধ ফলাফলে দেখা যায় এটি প্রথম ক্রমের গতিসূত্র মেনে চলে, তাকে ছদ্ম-প্রথম ক্রম বিক্রিয়া বলে।
উদাহরণ: CH3COOC2H5 + H2O (excess) --(H+)--> CH3COOH + C2H5OH
এখানে জল অতিরিক্ত পরিমাণে থাকায় বিক্রিয়া চলাকালীন এর গাঢ়ত্ব ধ্রুবক থাকে। তাই হার r = k'[Ester][Water] ≈ k[Ester]। এটি প্রথম ক্রমের মতো আচরণ করে।
(খ) তাপমাত্রার গুণাঙ্ক:
কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়ার ১০ ডিগ্রি সেলসিয়াস (10°C) বা ১০ কেলভিন ব্যবধানে দুটি তাপমাত্রায় হার ধ্রুবকের অনুপাতকে তাপমাত্রার গুণাঙ্ক বলে।
Temp. Coeff. = k(T+10) / kT
এর মান সাধারণত ২ থেকে ৩ এর মধ্যে হয়।
৯. (ক) দেখাও যে একটি শূন্য ক্রম বিক্রিয়া সম্পূর্ণ হতে সসীম সময় লাগে। (খ) একটি বিক্রিয়ার হার ধ্রুবক 1.15 × 10-3 s-1। বিক্রিয়কের 5g থেকে 3g হতে কত সময় লাগবে? (২+৩)
উত্তর:
(ক) প্রমাণ:
শূন্য ক্রমের সমীকরণ: [R] = [R]0 - kt
বিক্রিয়া সম্পূর্ণ হলে [R] = 0 হবে।
সুতরাং, 0 = [R]0 - kt বা t = [R]0 / k।
যেহেতু [R]0 এবং k উভয়ের মান সসীম, তাই বিক্রিয়া সম্পূর্ণ হতে একটি নির্দিষ্ট বা সসীম সময় লাগবে।
(খ) গাণিতিক সমস্যা:
একক s-1 দেখে বোঝা যাচ্ছে এটি প্রথম ক্রম বিক্রিয়া।
k = 1.15 × 10-3 s-1, [R]0 = 5, [R] = 3।
t = (2.303/k) log(5/3)
t = (2.303 / 0.00115) × log(1.667)
t = 2002.6 × 0.2218 ≈ 444 s
উত্তর: প্রায় ৪৪৪ সেকেন্ড।
(ক) প্রমাণ:
শূন্য ক্রমের সমীকরণ: [R] = [R]0 - kt
বিক্রিয়া সম্পূর্ণ হলে [R] = 0 হবে।
সুতরাং, 0 = [R]0 - kt বা t = [R]0 / k।
যেহেতু [R]0 এবং k উভয়ের মান সসীম, তাই বিক্রিয়া সম্পূর্ণ হতে একটি নির্দিষ্ট বা সসীম সময় লাগবে।
(খ) গাণিতিক সমস্যা:
একক s-1 দেখে বোঝা যাচ্ছে এটি প্রথম ক্রম বিক্রিয়া।
k = 1.15 × 10-3 s-1, [R]0 = 5, [R] = 3।
t = (2.303/k) log(5/3)
t = (2.303 / 0.00115) × log(1.667)
t = 2002.6 × 0.2218 ≈ 444 s
উত্তর: প্রায় ৪৪৪ সেকেন্ড।
১০. (ক) এনজাইম অনুঘটনের ক্রিয়াকৌশল (Michaelis-Menten Mechanism-এর প্রাথমিক ধারণা) সংক্ষেপে লেখো। (খ) আকৃতি-গতভাবে বাচনিক অনুঘটক (Shape-selective catalyst) কী? উদাহরণ দাও। (৩+২)
উত্তর:
(ক) ক্রিয়াকৌশল:
এনজাইম (E) ও সাবস্ট্রেট (S) বিক্রিয়া দুটি ধাপে ঘটে:
১) জটিল যৌগ গঠন (দ্রুত ও উভমুখী): এনজাইমের সক্রিয় স্থানে সাবস্ট্রেট যুক্ত হয়ে এনজাইম-সাবস্ট্রেট জটিল (ES) গঠন করে। E + S ⇌ ES
২) উৎপাদ গঠন (ধীর ও একমুখী): ES ভেঙে এনজাইম (E) এবং উৎপাদ (P) তৈরি হয়। ES → E + P
এই ধীর ধাপটিই বিক্রিয়ার হার নির্ধারণ করে।
(খ) শেপ-সিলেক্টিভ ক্যাটালিস্ট:
যে অনুঘটকের কার্যকারিতা তার রন্ধ্র-কাঠামো (Pore structure) এবং বিক্রিয়ক ও উৎপাদ অণুর আকারের ওপর নির্ভর করে, তাকে আকৃতি-গতভাবে বাচনিক অনুঘটক বলে।
উদাহরণ: ZSM-5 (একটি জিওলাইট), যা অ্যালকোহলকে নির্দিষ্ট আকারের হাইড্রোকার্বন বা পেট্রোলে পরিণত করে।
(ক) ক্রিয়াকৌশল:
এনজাইম (E) ও সাবস্ট্রেট (S) বিক্রিয়া দুটি ধাপে ঘটে:
১) জটিল যৌগ গঠন (দ্রুত ও উভমুখী): এনজাইমের সক্রিয় স্থানে সাবস্ট্রেট যুক্ত হয়ে এনজাইম-সাবস্ট্রেট জটিল (ES) গঠন করে। E + S ⇌ ES
২) উৎপাদ গঠন (ধীর ও একমুখী): ES ভেঙে এনজাইম (E) এবং উৎপাদ (P) তৈরি হয়। ES → E + P
এই ধীর ধাপটিই বিক্রিয়ার হার নির্ধারণ করে।
(খ) শেপ-সিলেক্টিভ ক্যাটালিস্ট:
যে অনুঘটকের কার্যকারিতা তার রন্ধ্র-কাঠামো (Pore structure) এবং বিক্রিয়ক ও উৎপাদ অণুর আকারের ওপর নির্ভর করে, তাকে আকৃতি-গতভাবে বাচনিক অনুঘটক বলে।
উদাহরণ: ZSM-5 (একটি জিওলাইট), যা অ্যালকোহলকে নির্দিষ্ট আকারের হাইড্রোকার্বন বা পেট্রোলে পরিণত করে।
১১. (ক) 2N2O5 → 4NO2 + O2 বিক্রিয়ার জন্য প্রমাণ করো যে, t1/2 প্রারম্ভিক চাপের ওপর নির্ভর করে না। (খ) 300 K তাপমাত্রায় একটি বিক্রিয়ার সক্রিয়ন শক্তি 209.5 kJ mol-1। বিক্রিয়ক অণুর কত ভগ্নাংশ সক্রিয়ন শক্তির সমান বা বেশি শক্তি সম্পন্ন? (২+৩)
উত্তর:
(ক) প্রমাণ:
N2O5-এর বিয়োজন একটি প্রথম ক্রম বিক্রিয়া। আমরা জানি প্রথম ক্রম বিক্রিয়ার অর্ধ-জীবনকাল t1/2 = 0.693/k। যেহেতু এই সমীকরণে গাঢ়ত্ব বা চাপের কোনো পদ নেই, তাই এটি প্রারম্ভিক চাপের ওপর নির্ভর করে না।
(খ) অণুর ভগ্নাংশ (Fraction of molecules, x):
বোল্টজম্যান সূত্র অনুযায়ী, x = e-Ea/RT বা ln x = -Ea/RT
log x = -Ea / 2.303RT
Ea = 209500 J, R = 8.314, T = 300
log x = -209500 / (2.303 × 8.314 × 300) = -209500 / 5744 ≈ -36.47
সুতরাং, x = antilog(-36.47) যা অত্যন্ত ক্ষুদ্র একটি মান।
(ক) প্রমাণ:
N2O5-এর বিয়োজন একটি প্রথম ক্রম বিক্রিয়া। আমরা জানি প্রথম ক্রম বিক্রিয়ার অর্ধ-জীবনকাল t1/2 = 0.693/k। যেহেতু এই সমীকরণে গাঢ়ত্ব বা চাপের কোনো পদ নেই, তাই এটি প্রারম্ভিক চাপের ওপর নির্ভর করে না।
(খ) অণুর ভগ্নাংশ (Fraction of molecules, x):
বোল্টজম্যান সূত্র অনুযায়ী, x = e-Ea/RT বা ln x = -Ea/RT
log x = -Ea / 2.303RT
Ea = 209500 J, R = 8.314, T = 300
log x = -209500 / (2.303 × 8.314 × 300) = -209500 / 5744 ≈ -36.47
সুতরাং, x = antilog(-36.47) যা অত্যন্ত ক্ষুদ্র একটি মান।
১২. (ক) বিক্রিয়ার হারের ওপর তাপমাত্রার প্রভাব ব্যাখ্যা করতে আরহেনিয়াস কীভাবে সংঘর্ষ তত্ত্ব ব্যবহার করেন? (খ) একটি বিক্রিয়ার হার দ্বিগুণ হয় যখন তাপমাত্রা 298 K থেকে 308 K হয়। সক্রিয়ন শক্তি নির্ণয় করো। (২+৩)
উত্তর:
(ক) ব্যাখ্যা:
আরহেনিয়াস বলেন, তাপমাত্রা বাড়লে অণুগুলির গড় গতিশক্তি বাড়ে। কিন্তু আসল কারণ হলো, তাপমাত্রা বাড়লে অধিক শক্তি সম্পন্ন অণুর সংখ্যা (Fraction of activated molecules) বৃদ্ধি পায়। ফলে প্রতি সেকেন্ডে কার্যকরী সংঘর্ষের সংখ্যা বহুগুণ বেড়ে যায় এবং বিক্রিয়ার হার বাড়ে।
(খ) গাণিতিক সমস্যা:
log(k2/k1) = (Ea / 2.303R) [(T2 - T1) / (T1T2)]
এখানে k2/k1 = 2, ΔT = 10, T1T2 ≈ 300 × 310 (হিসাবের সুবিধার জন্য)
সঠিক মান: 298 × 308 = 91784
log 2 = (Ea / 19.15) × (10 / 91784)
0.301 = Ea × 1.09 × 10-4 / 19.15
Ea = (0.301 × 19.15 × 91784) / 10 ≈ 52.9 kJ mol-1।
(ক) ব্যাখ্যা:
আরহেনিয়াস বলেন, তাপমাত্রা বাড়লে অণুগুলির গড় গতিশক্তি বাড়ে। কিন্তু আসল কারণ হলো, তাপমাত্রা বাড়লে অধিক শক্তি সম্পন্ন অণুর সংখ্যা (Fraction of activated molecules) বৃদ্ধি পায়। ফলে প্রতি সেকেন্ডে কার্যকরী সংঘর্ষের সংখ্যা বহুগুণ বেড়ে যায় এবং বিক্রিয়ার হার বাড়ে।
(খ) গাণিতিক সমস্যা:
log(k2/k1) = (Ea / 2.303R) [(T2 - T1) / (T1T2)]
এখানে k2/k1 = 2, ΔT = 10, T1T2 ≈ 300 × 310 (হিসাবের সুবিধার জন্য)
সঠিক মান: 298 × 308 = 91784
log 2 = (Ea / 19.15) × (10 / 91784)
0.301 = Ea × 1.09 × 10-4 / 19.15
Ea = (0.301 × 19.15 × 91784) / 10 ≈ 52.9 kJ mol-1।
১৩. (ক) জটিল বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে 'হার নির্ণায়ক ধাপ' (Rate determining step) বলতে কী বোঝো? একটি উদাহরণ দাও। (খ) দেখাও যে, একটি প্রথম ক্রম বিক্রিয়ার 75% সম্পন্ন হওয়ার সময় 50% সম্পন্ন হওয়ার সময়ের দ্বিগুণ। (২+৩)
উত্তর:
(ক) হার নির্ণায়ক ধাপ:
জটিল বিক্রিয়া একাধিক ধাপে সম্পন্ন হয়। এর মধ্যে সবচেয়ে মন্থর বা ধীর গতির ধাপটিই সামগ্রিক বিক্রিয়ার হার নিয়ন্ত্রণ করে। এই মন্থরতম ধাপটিকে হার নির্ণায়ক ধাপ (RDS) বলে।
উদাহরণ: NO2 + CO → NO + CO2 বিক্রিয়াটি দুটি ধাপে ঘটে। এর প্রথম ধীর ধাপটি (2NO2 → NO + NO3) বিক্রিয়ার হার ঠিক করে।
(খ) প্রমাণ:
75% সম্পন্ন হলে [R] = 25 (শুরুতে 100)
t75% = (2.303/k) log(100/25) = (2.303/k) log 4 = (2.303/k) × 2 log 2
t75% = 2 × [(2.303/k) log 2]
আমরা জানি, t50% = (2.303/k) log 2
সুতরাং, t75% = 2 × t50% (প্রমাণিত)।
(ক) হার নির্ণায়ক ধাপ:
জটিল বিক্রিয়া একাধিক ধাপে সম্পন্ন হয়। এর মধ্যে সবচেয়ে মন্থর বা ধীর গতির ধাপটিই সামগ্রিক বিক্রিয়ার হার নিয়ন্ত্রণ করে। এই মন্থরতম ধাপটিকে হার নির্ণায়ক ধাপ (RDS) বলে।
উদাহরণ: NO2 + CO → NO + CO2 বিক্রিয়াটি দুটি ধাপে ঘটে। এর প্রথম ধীর ধাপটি (2NO2 → NO + NO3) বিক্রিয়ার হার ঠিক করে।
(খ) প্রমাণ:
75% সম্পন্ন হলে [R] = 25 (শুরুতে 100)
t75% = (2.303/k) log(100/25) = (2.303/k) log 4 = (2.303/k) × 2 log 2
t75% = 2 × [(2.303/k) log 2]
আমরা জানি, t50% = (2.303/k) log 2
সুতরাং, t75% = 2 × t50% (প্রমাণিত)।
১৪. (ক) "বিক্রিয়ার আণবিকতা কখনোই শূন্য হতে পারে না"—ব্যাখ্যা করো। (খ) অনুঘটকের উপস্থিতিতে একটি বিক্রিয়ার সক্রিয়ন শক্তি 80 kJ থেকে কমে 75 kJ হয়। 27°C তাপমাত্রায় বিক্রিয়ার হার কতগুণ বৃদ্ধি পাবে? (২+৩)
উত্তর:
(ক) ব্যাখ্যা:
আণবিকতা হলো সংঘর্ষে লিপ্ত অণুর সংখ্যা। বিক্রিয়া ঘটতে হলে অন্তত একটি অণুকে (বা দুটি অণুকে) সংঘর্ষ করতে হবে বা ভাঙতে হবে। কোনো অণু না থাকলে (সংখ্যা শূন্য হলে) বিক্রিয়া হওয়া অসম্ভব। তাই আণবিকতা শূন্য হতে পারে না।
(খ) হার বৃদ্ধি:
আমরা জানি, log(k'/k) = (Ea - E'a) / 2.303RT
ΔEa = 80 - 75 = 5 kJ = 5000 J
T = 300 K
log(ratio) = 5000 / (2.303 × 8.314 × 300) = 5000 / 5744 ≈ 0.87
Ratio = antilog(0.87) ≈ 7.41
উত্তর: বিক্রিয়ার হার প্রায় ৭.৪১ গুণ বৃদ্ধি পাবে।
(ক) ব্যাখ্যা:
আণবিকতা হলো সংঘর্ষে লিপ্ত অণুর সংখ্যা। বিক্রিয়া ঘটতে হলে অন্তত একটি অণুকে (বা দুটি অণুকে) সংঘর্ষ করতে হবে বা ভাঙতে হবে। কোনো অণু না থাকলে (সংখ্যা শূন্য হলে) বিক্রিয়া হওয়া অসম্ভব। তাই আণবিকতা শূন্য হতে পারে না।
(খ) হার বৃদ্ধি:
আমরা জানি, log(k'/k) = (Ea - E'a) / 2.303RT
ΔEa = 80 - 75 = 5 kJ = 5000 J
T = 300 K
log(ratio) = 5000 / (2.303 × 8.314 × 300) = 5000 / 5744 ≈ 0.87
Ratio = antilog(0.87) ≈ 7.41
উত্তর: বিক্রিয়ার হার প্রায় ৭.৪১ গুণ বৃদ্ধি পাবে।
১৫. (ক) লেখচিত্রের সাহায্যে প্রথম ক্রম ও শূন্য ক্রম বিক্রিয়া শনাক্ত করবে কীভাবে? (খ) একটি বিক্রিয়া A-এর সাপেক্ষে প্রথম ক্রম এবং B-এর সাপেক্ষে শূন্য ক্রম। নিচের সারণী থেকে x ও y এর মান নির্ণয় করো। (২+৩)
উত্তর:
(ক) শনাক্তকরণ:
১) যদি log[R] বনাম সময় (t) লেখচিত্রটি সরলরেখা হয় (ঋণাত্মক নতি), তবে এটি প্রথম ক্রম।
২) যদি [R] বনাম সময় (t) লেখচিত্রটি সরলরেখা হয় (ঋণাত্মক নতি), তবে এটি শূন্য ক্রম।
(খ) গাণিতিক সমস্যা (ধরা যাক সারণী দেওয়া আছে):
হার সমীকরণ: r = k [A]1 [B]0 = k[A]।
অর্থাৎ বিক্রিয়ার হার শুধুমাত্র A-এর গাঢ়ত্বের সমানুপাতিক।
যদি এক্সপেরিমেন্ট ১-এ [A]=0.1, r=0.02 হয়, তবে k = 0.02/0.1 = 0.2।
এখন যদি এক্সপেরিমেন্ট ২-এ [A]=x এবং r=0.04 হয়, তবে 0.04 = 0.2 × x বা x = 0.2 M।
B-এর মান যাই হোক (y), হারের কোনো পরিবর্তন হবে না কারণ ক্রম শূন্য।
(ক) শনাক্তকরণ:
১) যদি log[R] বনাম সময় (t) লেখচিত্রটি সরলরেখা হয় (ঋণাত্মক নতি), তবে এটি প্রথম ক্রম।
২) যদি [R] বনাম সময় (t) লেখচিত্রটি সরলরেখা হয় (ঋণাত্মক নতি), তবে এটি শূন্য ক্রম।
(খ) গাণিতিক সমস্যা (ধরা যাক সারণী দেওয়া আছে):
হার সমীকরণ: r = k [A]1 [B]0 = k[A]।
অর্থাৎ বিক্রিয়ার হার শুধুমাত্র A-এর গাঢ়ত্বের সমানুপাতিক।
যদি এক্সপেরিমেন্ট ১-এ [A]=0.1, r=0.02 হয়, তবে k = 0.02/0.1 = 0.2।
এখন যদি এক্সপেরিমেন্ট ২-এ [A]=x এবং r=0.04 হয়, তবে 0.04 = 0.2 × x বা x = 0.2 M।
B-এর মান যাই হোক (y), হারের কোনো পরিবর্তন হবে না কারণ ক্রম শূন্য।
এই নোটটি পশ্চিমবঙ্গ উচ্চমাধ্যমিক রসায়ন (WBCHSE Class 12 Chemistry) সিলেবাস এবং NCERT-এর ভিত্তিতে তৈরি। গাণিতিক সমস্যাগুলো ভালো করে প্র্যাকটিস করবে। শুভকামনা রইল!
Link copied to clipboard!