offSchoolবেটা

রসায়ন · অধ্যায় ৭

সার কারখানায় চাপ বাড়ালে কী হয়?

মান বদলাও, চালাও, আর দেখো কী ঘটে।

নরসিংদীর ঘোড়াশাল-পলাশ সার কারখানায় প্রাকৃতিক গ্যাস থেকে পাওয়া হাইড্রোজেন বাতাসের নাইট্রোজেনের সঙ্গে মিশিয়ে অ্যামোনিয়া বানানো হয়, তারপর অ্যামোনিয়া থেকে ইউরিয়া। বিক্রিয়াটি উভমুখী: অ্যামোনিয়া আবার ভেঙেও যায়। প্রকৌশলী নাদিয়া ভাবছেন, চুল্লির চাপ ২০০ থেকে ৪০০ বায়ুমণ্ডলে তুললে মিশ্রণে অ্যামোনিয়ার ভাগ কি বাড়বে?

চাপ ২০০ থেকে ৪০০ atm করলে সাম্যাবস্থায় অ্যামোনিয়ার ভাগের কী হবে?

  1. বাড়বে: সামনের দিকে ৪টি গ্যাস অণু থেকে ২টি হয়, তাই চাপ বাড়লে সাম্য অ্যামোনিয়ার দিকে সরে
  2. কিছুই হবে না, চাপ শুধু বিক্রিয়ার গতি বদলায়
  3. কমবে, বেশি চাপে অ্যামোনিয়া অণু চেপে ভেঙে যায়
  4. সব নাইট্রোজেন আর হাইড্রোজেন অ্যামোনিয়া হয়ে যাবে

যা বদলাতে পারবে

  • তাপমাত্রা: ২০০ থেকে ৭০০ °C
  • চাপ: ২৫ থেকে ৪০০ atm
  • লোহার প্রভাবক: চালু বা বন্ধ

যা মেপে দেখাবে

  • সাম্যাবস্থায় মিশ্রণে উৎপাদ (%)
  • রূপান্তরিত বিক্রিয়ক (%)
  • সাম্যে পৌঁছাতে সময় (min)
  • সাম্যধ্রুবকের লগ (log K)

চালানোর সময় খেয়াল করো

  • চাপ বদলাও, তারপর তাপমাত্রা। কোনটি অ্যামোনিয়া বাড়ায়, কোনটি সময় বাড়ায়?
  • প্রভাবক বন্ধ করে দেখো: উৎপাদের ভাগ বদলায়, নাকি শুধু সময়?

নিজে করে দেখো

  1. অন্তত ৫০% অ্যামোনিয়া পাও, আর এক ঘণ্টার মধ্যে সাম্যে পৌঁছাও।
    ইঙ্গিত

    তাপমাত্রা একটু কমাও, চাপ বাড়াও, আর প্রভাবক রাখো।

  2. মিশ্রণের ৭০% এর বেশি অ্যামোনিয়া করো। কত সময় লাগে দেখো।
    ইঙ্গিত

    কম তাপমাত্রা আর বেশি চাপ।

ধারণাটা কী?আগে নিজে চালিয়ে দেখো, তারপর খোলো।

লা-শাতেলিয়ারের নীতি

N2+3H2⇌2NH3,ΔH=−92.4 kJN_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3,\quad \Delta H = -92.4\ \text{kJ}

উভমুখী বিক্রিয়ায় সামনের আর পেছনের বিক্রিয়া একই হারে চলতে থাকলে মিশ্রণের গঠন আর বদলায় না; একে সাম্যাবস্থা বলে। লা-শাতেলিয়ারের নীতি: সাম্যাবস্থায় থাকা কোনো ব্যবস্থার চাপ, তাপমাত্রা বা ঘনমাত্রা বদলালে সাম্য এমন দিকে সরে যাতে সেই পরিবর্তনের প্রভাব কমে। হেবার প্রণালিতে সামনের দিকে ৪ অণু গ্যাস ২ অণু হয়, তাই চাপ বাড়ালে সাম্য অ্যামোনিয়ার দিকে সরে। বিক্রিয়াটি তাপউৎপাদী, তাই তাপমাত্রা কমালে অ্যামোনিয়া বাড়ে, কিন্তু বিক্রিয়া অনেক ধীর হয়ে যায়। তাই কারখানা আপসের শর্তে চলে: প্রায় ৪৫০ °C, ২০০ atm আর লোহার প্রভাবক। প্রভাবক সাম্যে দ্রুত পৌঁছে দেয়, কিন্তু উৎপাদের ভাগ বাড়ায় না।

অন্য উত্তরগুলো কেন ভুল

চাপ গ্যাসের অণুর সংখ্যার ওপর কাজ করে। কম অণুর দিকে সরে গেলে চাপ কিছুটা কমে, তাই বেশি চাপে সাম্য অ্যামোনিয়ার (কম অণু) দিকে যায়; তবু উভমুখী বলে পুরোটা কখনো অ্যামোনিয়া হয় না।

যেসব ভুল ধারণা হয়

  • চাপ শুধু বিক্রিয়ার গতি বদলায়, উৎপাদের পরিমাণ নয়
  • বেশি চাপে অণু ভেঙে যায়
  • উভমুখী বিক্রিয়াও শেষ পর্যন্ত সম্পূর্ণ হয়

বাস্তবে কোথায় দেখা যায়

  • কারখানায় তৈরি অ্যামোনিয়া ঠান্ডা করে তরল হিসেবে সরিয়ে নেওয়া হয়, তাই সাম্য বারবার অ্যামোনিয়ার দিকে সরে।

পাঠ্যবইয়ের টপিক