offSchoolবেটা

রসায়ন · অধ্যায় ৭

বরফে মাছ সংরক্ষণ ও বিক্রিয়ার হার

মান বদলাও, চালাও, আর দেখো কী ঘটে।

চাঁদপুরের মাছ ঘাটে গ্রীষ্মের দিনে ২৫ °C তাপমাত্রায় ১ mol/L ঘনমাত্রায় ইলিশ মাছের কোষে এক ধরনের জৈব-রাসায়নিক পচন বিক্রিয়া ঘটে, যার আপেক্ষিক হার ১.০০। মাছ দ্রুত পচে যাওয়া ঠেকাতে জেলেরা মাছের ওপর গুঁড়ো বরফ দিয়ে তাপমাত্রা কমিয়ে ০ °C-এ নামিয়ে আনেন (সক্রিয়করণ শক্তি ৫০ kJ/mol)। বরফ দেওয়ার পর ০ °C তাপমাত্রায় এবং একই ঘনমাত্রায় এই পচন বিক্রিয়ার আপেক্ষিক হার কত হবে?

০ °C তাপমাত্রায় বরফে রাখলে পচন বিক্রিয়ার আপেক্ষিক হার কত হবে?

  1. প্রায় ০.১৬: কণার তাপীয় গতি কমে যাওয়ায় পচনের হার অনেক কমে যাবে।
  2. ০.০০: ০ °C তাপমাত্রায় বরফে রাখলে সব রাসায়নিক বিক্রিয়া পুরোপুরি বন্ধ হয়ে যায়।
  3. ০.৭৫: তাপমাত্রা ২৫ ডিগ্রি কমেছে, তাই বিক্রিয়ার হারও মাত্র ২৫% কমবে।

যা বদলাতে পারবে

  • তাপমাত্রা: ০ থেকে ৫০ °C
  • বিক্রিয়কের ঘনমাত্রা: ০.২ থেকে ২ mol/L

যা মেপে দেখাবে

  • আপেক্ষিক বিক্রিয়ার হার
  • প্রতি ১০ K বৃদ্ধিতে হার বৃদ্ধি
  • পরম তাপমাত্রা (K)

চালানোর সময় খেয়াল করো

  • তাপমাত্রার স্লাইডারটি ০ °C-এ নিয়ে বরফের শীতল পরিবেশ তৈরি করো। দেখো আপেক্ষিক হার কতটা কমে।

নিজে করে দেখো

  1. মাছের পচন বিক্রিয়ার আপেক্ষিক হার ০.২০ বা তার নিচে নামিয়ে দীর্ঘক্ষণ তাজা রাখার ব্যবস্থা করো।
    ইঙ্গিত

    তাপমাত্রা কমিয়ে বরফের তাপমাত্রা ০ °C-এ আনলে বিক্রিয়ার গতিবেগ সবচেয়ে বেশি হ্রাস পায়।

  2. গ্রীষ্মের তপ্ত আবহাওয়ায় পচন বিক্রিয়ার হার স্বাভাবিকের দ্বিগুণ বা তার বেশি (কমপক্ষে ২.০০) হয়ে যাওয়ার অবস্থা তৈরি করো।
    ইঙ্গিত

    তাপমাত্রা ৪০ °C বা তার বেশি বাড়ালে কার্যকর সংঘর্ষ বেড়ে বিক্রিয়ার গতিবেগ দ্বিগুণ ছাড়িয়ে যায়।

ধারণাটা কী?আগে নিজে চালিয়ে দেখো, তারপর খোলো।

বিক্রিয়ার হারের ওপর তাপমাত্রার প্রভাব ও সংঘর্ষ তত্ত্ব

Rate∝c⋅e−EaRT\text{Rate} \propto c \cdot e^{-\frac{E_a}{RT}}

রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটার জন্য বিক্রিয়ক কণাগুলোর পরস্পরের সাথে কার্যকর সংঘর্ষ হতে হয় এবং সংঘর্ষে ন্যূনতম সক্রিয়করণ শক্তি (Ea) থাকতে হয়। তাপমাত্রা কমালে কণাগুলোর গড় গতিশক্তি ও বেগ হ্রাস পায়, ফলে পর্যাপ্ত শক্তিসম্পন্ন কণার অনুপাত সূচকীয় হারে কমে যায়। সাধারণত প্রতি ১০ °C তাপমাত্রা বৃদ্ধির জন্য বিক্রিয়ার গতিবেগ প্রায় দ্বিগুণ হয়, আর তাপমাত্রা ১০ °C কমালে গতিবেগ প্রায় অর্ধেক হয়ে যায়। গুঁড়ো বরফ দিয়ে তাপমাত্রা ২৫ °C থেকে ০ °C-এ নামিয়ে আনলে মাছের পচন বিক্রিয়ার হার ১.০০ থেকে কমে প্রায় ০.১৬-এ চলে আসে। ফলে মাছ পচে নষ্ট হতে স্বাভাবিকের চেয়ে ৬ গুণেরও বেশি সময় লাগে।

অন্য উত্তরগুলো কেন ভুল

তাপমাত্রা কমালে বিক্রিয়ার হার সেলসিয়াস স্কেলের সাথে সরলরৈখিকভাবে কমে না, বরং সূচকীয় (exponential) হারে দ্রুত কমে। তাই ২৫ °C থেকে ০ °C-এ নামলে হার কেবল ২৫% কমে না, প্রায় ৮৪% কমে ০.১৬ হয়। আবার ০ °C তাপমাত্রায় কণাগুলোর গতিশক্তি কখনোই শূন্য হয় না: পরম শূন্য তাপমাত্রা (০ K বা −২৭৩.১৫ °C) ছাড়া তাপীয় গতি পুরোপুরি থামে না। তাই বরফে রাখলেও পচন বিক্রিয়া অত্যন্ত ধীর গতিতে চলতে থাকে, পুরোপুরি বন্ধ হয় না।

যেসব ভুল ধারণা হয়

  • ০ °C তাপমাত্রায় বা বরফে রাখলে রাসায়নিক বিক্রিয়া সম্পূর্ণ বন্ধ হয়ে যায়।
  • তাপমাত্রা কমলে বিক্রিয়ার হার সেলসিয়াস তাপমাত্রার অনুপাতে সরলরৈখিকভাবে কমে।

বাস্তবে কোথায় দেখা যায়

  • মুন্সীগঞ্জ ও বগুড়ার হিমাগারে কম তাপমাত্রায় (২ থেকে ৪ °C) আলু সংরক্ষণ করা, যাতে পচনকারী এনজাইম ও অণুজীবের বিক্রিয়ার হার হ্রাস পেয়ে আলু দীর্ঘদিন ভালো থাকে।
  • কক্সবাজার ও চাঁদপুর থেকে দেশের বিভিন্ন প্রান্তে তাজা মাছ পরিবহনের সময় ড্রামে গুঁড়ো বরফ ব্যবহার করে পচন বিক্রিয়া শ্লথ রাখা।

পাঠ্যবইয়ের টপিক