অধ্যায় ০৭ সাম্যাবস্থা

ৰাসায়নিক সাম্যাবস্থা বহুতো জৈৱিক আৰু পৰিৱেশীয় প্ৰক্ৰিয়াত গুৰুত্বপূৰ্ণ। উদাহৰণস্বৰূপে, $\mathrm{O_2}$ অণু আৰু প্ৰ’টিন হিম’গ্লবিনৰ মাজৰ সাম্যাবস্থাই আমাৰ হাওঁফাওঁৰ পৰা মাংসপেশীলৈ $\mathrm{O_2}$ৰ পৰিবহণ আৰু বিতৰণত এক গুৰুত্বপূৰ্ণ ভূমিকা পালন কৰে। একে ধৰণৰ $\mathrm{CO}$ অণু আৰু হিম’গ্লবিনৰ মাজৰ সাম্যাবস্থাই $\mathrm{CO}$ৰ বিষাক্ততাৰ কাৰণ দৰ্শায়।

যখন এটা বন্ধ পাত্ৰত এটা তৰল বাষ্পীভৱন হয়, তুলনামূলকভাৱে উচ্চ গতিশক্তি থকা অণুবোৰে তৰল পৃষ্ঠৰ পৰা বাষ্প অৱস্থালৈ ওলাই যায় আৰু বাষ্প অৱস্থাৰ পৰা তৰল অণুবোৰে তৰল পৃষ্ঠত আঘাত কৰি তৰল অৱস্থাত থাকি যায়। ইয়াৰ ফলত এটা ধ্ৰুৱক বাষ্প চাপৰ সৃষ্টি হয় কাৰণ এটা সাম্যাবস্থাত তৰলৰ পৰা ওলাই যোৱা অণুৰ সংখ্যা বাষ্পৰ পৰা তৰললৈ ঘূৰি অহা অণুৰ সংখ্যাৰ সৈতে সমান হয়। আমি ক’ব পাৰো যে এই স্তৰত ব্যৱস্থাটোৱে সাম্যাবস্থা পাইছে। কিন্তু, এইটো স্থিতিশীল সাম্যাবস্থা নহয় আৰু তৰল আৰু বাষ্পৰ মাজৰ সীমাত বহুত ক্ৰিয়া-কলাপ থাকে। গতিকে, সাম্যাবস্থাত, বাষ্পীভৱনৰ হাৰ ঘনীভৱনৰ হাৰৰ সৈতে সমান হয়। ইয়াক এনেদৰে প্ৰতিনিধিত্ব কৰিব পাৰি:

$$ \mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \rightleftharpoons \mathrm{H_2} \mathrm{O}\text { (vap) } $$

দুইটা আধা তীৰ চিহ্নই সূচায় যে দুয়োটা দিশৰ প্ৰক্ৰিয়াবোৰ একে সময়তে চলি আছে। সাম্যাবস্থাত বিক্ৰিয়ক আৰু উৎপাদৰ মিশ্ৰণক এটা সাম্য মিশ্ৰণ বোলে।

ভৌতিক প্ৰক্ৰিয়া আৰু ৰাসায়নিক বিক্ৰিয়া দুয়োটাৰ বাবেই সাম্যাবস্থা স্থাপন কৰিব পাৰি। পৰীক্ষামূলক অৱস্থা আৰু বিক্ৰিয়কবোৰৰ প্ৰকৃতিৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰি বিক্ৰিয়াটো দ্ৰুত বা মন্থৰ হ’ব পাৰে। যেতিয়া এটা নিৰ্দিষ্ট উষ্ণতাত বন্ধ পাত্রত থকা বিক্ৰিয়কবোৰে উৎপাদ দিবলৈ বিক্ৰিয়া কৰে, বিক্ৰিয়কবোৰৰ ঘনত্ব হ্ৰাস পাই থাকে, আনহাতে উৎপাদবোৰৰ ঘনত্ব কিছু সময়ৰ বাবে বৃদ্ধি পাই থাকে তাৰ পিছত বিক্ৰিয়ক বা উৎপাদৰ কোনোটোৰে ঘনত্বত কোনো পৰিবৰ্তন নহয়। ব্যৱস্থাৰ এই স্তৰটোৱেই হৈছে গতিশীল সাম্যাবস্থা আৰু আগবাঢ়ি যোৱা আৰু বিপৰীতমুখী বিক্ৰিয়াৰ হাৰবোৰ সমান হৈ পৰে। এই গতিশীল সাম্যাবস্থাৰ স্তৰৰ বাবেই বিক্ৰিয়া মিশ্ৰণত বিভিন্ন প্ৰজাতিৰ ঘনত্বত কোনো পৰিবৰ্তন নহয়। ৰাসায়নিক সাম্যাবস্থা পাবলৈ বিক্ৰিয়াবোৰ কিমান দূৰ আগবাঢ়ে তাৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি এইবোৰক তিনিটা শ্ৰেণীত শ্ৰেণীভুক্ত কৰিব পাৰি।

(i) যিবোৰ বিক্ৰিয়া প্ৰায় সম্পূৰ্ণলৈকে আগবাঢ়ে আৰু কেৱল নগণ্য পৰিমাণৰ বিক্ৰিয়কহে অবশিষ্ট থাকে। কিছুমান ক্ষেত্ৰত, পৰীক্ষামূলকভাৱে এইবোৰ শনাক্ত কৰাটোও সম্ভৱ নহ’ব পাৰে।

(ii) যিবোৰ বিক্ৰিয়াত সাম্যাবস্থাৰ স্তৰত কেৱল সৰু পৰিমাণৰ উৎপাদ গঠন হয় আৰু বেছিভাগ বিক্ৰিয়ক অপরিবৰ্তিত হৈ থাকে।

(iii) যিবোৰ বিক্ৰিয়াত সাম্যাবস্থাত থকা সময়ত বিক্ৰিয়ক আৰু উৎপাদৰ ঘনত্ববোৰ তুলনাযোগ্য হয়।

সাম্যাবস্থাত থকা এটা বিক্ৰিয়াৰ পৰিসৰ বিক্ৰিয়কৰ ঘনত্ব, উষ্ণতা আদি পৰীক্ষামূলক অৱস্থাৰ সৈতে সলনি হয়। কাৰ্যকৰী অৱস্থাবোৰৰ অপ্টিমাইজেচন শিল্প আৰু পৰীক্ষাগাৰত অতি গুৰুত্বপূৰ্ণ যাতে ইচ্ছিত উৎপাদৰ দিশত সাম্যাবস্থা অনুকূল হয়। ভৌতিক আৰু ৰাসায়নিক প্ৰক্ৰিয়া জড়িত সাম্যাবস্থাৰ কিছুমান গুৰুত্বপূৰ্ণ দিশ এই এককটোত আলোচনা কৰা হৈছে আয়নীয় সাম্যাবস্থা বোলা জলীয় দ্ৰৱণত থকা আয়ন জড়িত সাম্যাবস্থাৰ সৈতে।

৭.১ ভৌতিক প্ৰক্ৰিয়াত সাম্যাবস্থা

যদি আমি কিছুমান ভৌতিক প্ৰক্ৰিয়া পৰীক্ষা কৰোঁ তেন্তে সাম্যাবস্থাত থকা ব্যৱস্থাৰ বৈশিষ্ট্যসমূহ ভালদৰে বুজিব পাৰি। আটাইতকৈ চিনাকি উদাহৰণবোৰ হৈছে পৰ্যায় ৰূপান্তৰ প্ৰক্ৰিয়া, যেনে,

$$ \begin{aligned} \text { solid } & \rightleftharpoons \text { liquid } \\ \text { liquid } & \rightleftharpoons \text { gas } \\ \text { solid } & \rightleftharpoons \text { gas } \end{aligned} $$

৭.১.১ কঠিন-তৰল সাম্যাবস্থা

এটা সম্পূৰ্ণৰূপে অন্তৰক থাৰ্ম’ছ ফ্লাস্কত (ইয়াৰ সামগ্ৰী আৰু চৌপাশৰ মাজত তাপৰ কোনো বিনিময় নহয়) $273 \mathrm{~K}$ আৰু বায়ুমণ্ডলীয় চাপত ৰখা বৰফ আৰু পানী সাম্যাবস্থাত থাকে আৰু ব্যৱস্থাটোৱে আকৰ্ষণীয় বৈশিষ্ট্য প্ৰদৰ্শন কৰে। আমি লক্ষ্য কৰোঁ যে বৰফ আৰু পানীৰ ভৰ সময়ৰ সৈতে সলনি নহয় আৰু উষ্ণতা ধ্ৰুৱক হৈ থাকে। কিন্তু, সাম্যাবস্থাটো স্থিতিশীল নহয়। বৰফ আৰু পানীৰ মাজৰ সীমাত তীব্ৰ ক্ৰিয়া-কলাপ লক্ষ্য কৰিব পাৰি। তৰল পানীৰ অণুবোৰে বৰফৰ বিৰুদ্ধে ধাক্কা খাই তাৰ লগত লগ লাগে আৰু বৰফৰ কিছুমান অণু তৰল অৱস্থালৈ ওলাই যায়। বায়ুমণ্ডলীয় চাপ আৰু $273 \mathrm{~K}$ত বৰফৰ পৰা পানীলৈ অণু স্থানান্তৰৰ হাৰ আৰু পানীৰ পৰা বৰফলৈ বিপৰীত স্থানান্তৰৰ হাৰ সমান হোৱাৰ বাবে বৰফ আৰু পানীৰ ভৰৰ কোনো পৰিবৰ্তন নহয়।

স্পষ্ট যে বৰফ আৰু পানী কেৱল নিৰ্দিষ্ট উষ্ণতা আৰু চাপতহে সাম্যাবস্থাত থাকে। বায়ুমণ্ডলীয় চাপত যিকোনো বিশুদ্ধ পদাৰ্থৰ বাবে, যি উষ্ণতাত কঠিন আৰু তৰল পৰ্যায়বোৰ সাম্যাবস্থাত থাকে তাক পদাৰ্থটোৰ স্বাভাৱিক গলনাংক বা স্বাভাৱিক হিমাংক বোলে। ইয়াত ব্যৱস্থাটো গতিশীল সাম্যাবস্থাত আছে আৰু আমি তলত দিয়া সিদ্ধান্তত উপনীত হ’ব পাৰো:

(i) দুয়োটা বিপৰীতমুখী প্ৰক্ৰিয়া একে সময়তে সংঘটিত হয়।

(ii) দুয়োটা প্ৰক্ৰিয়া একে হাৰত সংঘটিত হয় যাতে বৰফ আৰু পানীৰ পৰিমাণ ধ্ৰুৱক হৈ থাকে।

৭.১.২ তৰল-বাষ্প সাম্যাবস্থা

যদি আমি পাৰদৰে সৈতে এটা U-নলী (মেন’মিটাৰ) লৈ যোৱা এটা স্বচ্ছ বাকচৰ উদাহৰণ বিবেচনা কৰোঁ তেন্তে এই সাম্যাবস্থা ভালদৰে বুজিব পাৰি। বাকচটোত কেইঘণ্টামানৰ বাবে নিৰ্জল কেলছিয়াম ক্ল’ৰাইড (বা ফছফৰাছ পেন্টা-অক্সাইড)ৰ দৰে শুকান কৰা এজেন্ট ৰখা হয়। বাকচটো এটা ফালে হেলাই দি শুকান কৰা এজেন্ট আঁতৰোৱাৰ পিছত, পানী থকা এটা ৱাচ গ্লাছ (বা পেট্ৰি ডিশ) দ্ৰুতভাৱে বাকচটোৰ ভিতৰত ৰখা হয়। দেখা যাব যে মেন’মিটাৰৰ সোঁ হাতৰ নলীটোত পাৰদৰ স্তৰ লাহে লাহে বৃদ্ধি পায় আৰু শেহত এটা ধ্ৰুৱক মান পায়, অৰ্থাৎ বাকচটোৰ ভিতৰৰ চাপ বৃদ্ধি পায় আৰু এটা ধ্ৰুৱক মানলৈ আহে। লগতে ৱাচ গ্লাছত থকা পানীৰ আয়তন হ্ৰাস পায় (চিত্ৰ ৭.১)। আৰম্ভণিতে বাকচটোৰ ভিতৰত কোনো পানীৰ বাষ্প (বা অতি কম) নাছিল। পানী বাষ্পীভূত হোৱাৰ লগে লগে বাকচটোৰ ভিতৰত গেছীয় অৱস্থাত পানীৰ অণু যোগ হোৱাৰ বাবে বাকচটোৰ চাপ বৃদ্ধি পাইছিল। বাষ্পীভৱনৰ হাৰ ধ্ৰুৱক।

চিত্ৰ ৭.১ ধ্ৰুৱক উষ্ণতাত পানীৰ সাম্য বাষ্প চাপ জোখা

কিন্তু, বাষ্পৰ পানীত ঘনীভৱনৰ বাবে সময়ৰ সৈতে চাপ বৃদ্ধিৰ হাৰ হ্ৰাস পায়। শেহত ই এটা সাম্যাবস্থাৰ সৃষ্টি কৰে যেতিয়া কোনো নিট বাষ্পীভৱন নাথাকে। ইয়াৰ অৰ্থ হৈছে যে গেছীয় অৱস্থাৰ পৰা তৰল অৱস্থালৈ পানীৰ অণুৰ সংখ্যাও বৃদ্ধি পায় যেতিয়ালৈকে সাম্যাবস্থা পোৱা নহয় অৰ্থাৎ,

বাষ্পীভৱনৰ হাৰ = ঘনীভৱনৰ হাৰ

$$ \mathrm{H_2} \mathrm{O}(1) \rightleftharpoons \mathrm{H_2} \mathrm{O}(\text { vap) } $$

সাম্যাবস্থাত, এটা নিৰ্দিষ্ট উষ্ণতাত পানীৰ অণুবোৰে প্ৰয়োগ কৰা চাপ ধ্ৰুৱক হৈ থাকে আৰু ইয়াক পানীৰ সাম্য বাষ্প চাপ বোলে (বা কেৱল পানীৰ বাষ্প চাপ); উষ্ণতা বৃদ্ধিৰ সৈতে পানীৰ বাষ্প চাপ বৃদ্ধি পায়। যদি ওপৰৰ পৰীক্ষাটো মিথাইল এলকহল, এচিটন আৰু ইথাৰৰ সৈতে পুনৰাবৃত্তি কৰা হয়, দেখা যায় যে একে উষ্ণতাত বিভিন্ন তৰলৰ বিভিন্ন সাম্য বাষ্প চাপ থাকে, আৰু যি তৰলৰ উচ্চ বাষ্প চাপ থাকে সি অধিক উদ্বায়ী আৰু নিম্ন উতলাংক থাকে।

যদি আমি বায়ুমণ্ডলৰ সৈতে উন্মুক্ত কৰা তিনিটা ৱাচ গ্লাছত পৃথককৈ $1 \mathrm{~mL}$ এচিটন, ইথাইল এলকহল, আৰু পানী ৰাখোঁ আৰু উষ্ণ কোঠাত তৰলবোৰৰ বিভিন্ন আয়তনৰ সৈতে পৰীক্ষাটো পুনৰাবৃত্তি কৰোঁ, দেখা যায় যে সকলো এনে ক্ষেত্ৰত তৰলটো শেষত নাইকিয়া হয় আৰু সম্পূৰ্ণ বাষ্পীভৱনৰ বাবে লোৱা সময় (i) তৰলটোৰ প্ৰকৃতি, (ii) তৰলৰ পৰিমাণ আৰু (iii) উষ্ণতাৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰে। যেতিয়া ৱাচ গ্লাছটো বায়ুমণ্ডলৰ সৈতে মুক্ত কৰা হয়, বাষ্পীভৱনৰ হাৰ ধ্ৰুৱক হৈ থাকে কিন্তু অণুবোৰ কোঠাৰ ডাঙৰ আয়তনত বিয়পি পৰে। ফলস্বৰূপে বাষ্পৰ পৰা তৰল অৱস্থালৈ ঘনীভৱনৰ হাৰ বাষ্পীভৱনৰ হাৰতকৈ বহুত কম। এইবোৰ মুক্ত ব্যৱস্থা আৰু মুক্ত ব্যৱস্থাত সাম্যাবস্থা পোৱাটো সম্ভৱ নহয়।

পানী আৰু পানীৰ বাষ্প বায়ুমণ্ডলীয় চাপ (১.০১৩ বাৰ) আৰু $100^{\circ} \mathrm{C}$ত এটা বন্ধ পাত্রত সাম্যাবস্থাত থাকে। পানীৰ উতলাংক $100^{\circ} \mathrm{C}$ ১.০১৩ বাৰ চাপত। এক বায়ুমণ্ডলীয় চাপত (১.০১৩ বাৰ) যিকোনো বিশুদ্ধ তৰলৰ বাবে, যি উষ্ণতাত তৰল আৰু বাষ্পবোৰ সাম্যাবস্থাত থাকে তাক তৰলটোৰ স্বাভাৱিক উতলাংক বোলে। তৰলটোৰ উতলাংক বায়ুমণ্ডলীয় চাপৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰে। ই স্থানৰ উচ্চতাৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰে; উচ্চ উচ্চতাত উতলাংক হ্ৰাস পায়।

৭.১.৩ কঠিন - বাষ্প সাম্যাবস্থা

এতিয়া আমি এনে ব্যৱস্থাবোৰ বিবেচনা কৰোঁ য’ত কঠিনবোৰ বাষ্প অৱস্থালৈ ঊৰ্ধ্বপাতন হয়। যদি আমি বন্ধ পাত্রত কঠিন আয়’ডিন ৰাখোঁ, কিছু সময়ৰ পিছত পাত্রটো বেঙুনীয়া বাষ্পেৰে ভৰি পৰে আৰু ৰঙৰ তীব্ৰতা সময়ৰ সৈতে বৃদ্ধি পায়। নিৰ্দিষ্ট সময়ৰ পিছত ৰঙৰ তীব্ৰতা ধ্ৰুৱক হৈ পৰে আৰু এই স্তৰত সাম্যাবস্থা পোৱা যায়। গতিকে কঠিন আয়’ডিনে আয়’ডিন বাষ্প দিবলৈ ঊৰ্ধ্বপাতন হয় আৰু আয়’ডিন বাষ্পে কঠিন আয়’ডিন দিবলৈ ঘনীভৱন হয়। সাম্যাবস্থাক এনেদৰে প্ৰতিনিধিত্ব কৰিব পাৰি,

$\mathrm{I_2}$ (কঠিন) $\rightleftharpoons \mathrm{I_2}$ (বাষ্প)

এই ধৰণৰ সাম্যাবস্থা দেখুওৱা অন্যান্য উদাহৰণ হৈছে,

ক্যাম্ফৰ (কঠিন) $\rightleftharpoons$ ক্যাম্ফৰ (বাষ্প)

$\mathrm{NH_4} \mathrm{Cl}$ (কঠিন) $\rightleftharpoons \mathrm{NH_4} \mathrm{Cl}$ (বাষ্প)

৭.১.৪ তৰলত কঠিন বা গেছ দ্ৰৱীভৱন জড়িত সাম্যাবস্থা

তৰলত কঠিন

আমাৰ অভিজ্ঞতাৰ পৰা আমি জানো যে কোঠাৰ উষ্ণতাত দিয়া পৰিমাণৰ পানীত কেৱল সীমিত পৰিমাণৰ নিমখ বা চেনী দ্ৰৱীভূত কৰিব পাৰি। যদি আমি উচ্চ উষ্ণতাত চেনী দ্ৰৱীভূত কৰি এটা ঘন চেনী চিৰাপ দ্ৰৱ প্ৰস্তুত কৰোঁ, আমি চিৰাপটো কোঠাৰ উষ্ণতালৈ শীতল কৰিলে চেনীৰ ক্ৰিষ্টেলবোৰ পৃথক হৈ পৰে। যেতিয়া দিয়া উষ্ণতাত দ্ৰাৱকত আৰু অধিক দ্ৰাৱ দ্ৰৱীভূত কৰিব নোৱাৰি তেতিয়া আমি ইয়াক এটা সম্পৃক্ত দ্ৰৱ বুলি কওঁ। সম্পৃক্ত দ্ৰৱত দ্ৰাৱৰ ঘনত্ব উষ্ণতাৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰে। সম্পৃক্ত দ্ৰৱত, কঠিন অৱস্থাত আৰু দ্ৰৱণত থকা দ্ৰাৱ অণুবোৰৰ মাজত এটা গতিশীল সাম্যাবস্থা থাকে:

চেনী (দ্ৰৱণ) $\rightleftharpoons$ চেনী (কঠিন),

আৰু

চেনী দ্ৰৱীভৱনৰ হাৰ $=$ চেনী ক্ৰিষ্টেলীকৰণৰ হাৰ।

দুটা হাৰৰ সমতা আৰু সাম্যাবস্থাৰ গতিশীল প্ৰকৃতি ৰেডিঅ’একটিভ চেনীৰ সহায়ত নিশ্চিত কৰা হৈছে। যদি আমি অ-ৰেডিঅ’একটিভ চেনীৰ সম্পৃক্ত দ্ৰৱত কিছুমান ৰেডিঅ’একটিভ চেনী পেলাই দিওঁ, তেন্তে কিছু সময়ৰ পিছত দ্ৰৱণ আৰু কঠিন চেনী দুয়োটাতে ৰেডিঅ’একটিভিটি লক্ষ্য কৰা যায়। আৰম্ভণিতে দ্ৰৱণত কোনো ৰেডিঅ’একটিভ চেনী অণু নাছিল কিন্তু সাম্যাবস্থাৰ গতিশীল প্ৰকৃতিৰ বাবে, দুয়োটা পৰ্যায়ৰ মাজত ৰেডিঅ’একটিভ আৰু অ-ৰেডিঅ’একটিভ চেনী অণুবোৰৰ বিনিময় হয়। দ্ৰৱণত ৰেডিঅ’একটিভৰ পৰা অ-ৰেডিঅ’একটিভ অণুৰ অনুপাত বৃদ্ধি পায় যেতিয়ালৈকে ই এটা ধ্ৰুৱক মান নাপায়।

তৰলত গেছ

যেতিয়া এটা ছ’ডা পানীৰ বটল খোলা হয়, তাত দ্ৰৱীভূত হৈ থকা কাৰ্বন-ডাই-অক্সাইড গেছৰ কিছুমান দ্ৰুতভাৱে ফিজ্ আউট হয়। এই পৰিঘটনাটো বিভিন্ন চাপত কাৰ্বন-ডাই-অক্সাইডৰ দ্ৰৱণীয়তাৰ পাৰ্থক্যৰ বাবে উদ্ভৱ হয়। গেছীয় অৱস্থাত থকা অণুবোৰ আৰু চাপৰ তলত তৰলত দ্ৰৱীভূত হৈ থকা অণুবোৰৰ মাজত সাম্যাবস্থা থাকে অৰ্থাৎ,

$$ \mathrm{CO_2} \text { (gas) } \rightleftharpoons \mathrm{CO_2} \text { (in solution) } $$

এই সাম্যাবস্থা হেনৰীৰ সূত্যৰ দ্বাৰা পৰিচালিত হয়, যিয়ে কয় যে যিকোনো উষ্ণতাত দ্ৰাৱকৰ ওপৰত থকা গেছৰ চাপৰ সমানুপাতিক হৈ গেছ এটাৰ এটা নিৰ্দিষ্ট ভৰ দ্ৰৱীভূত হয়। এই পৰিমাণ উষ্ণতা বৃদ্ধিৰ সৈতে হ্ৰাস পায়। ছ’ডা পানীৰ বটলটো গেছৰ চাপৰ তলত সীলমোহৰ কৰা হয় যেতিয়া পানীত ইয়াৰ দ্ৰৱণীয়তা উচ্চ হয়। বটলটো খোলাৰ লগে লগে, দ্ৰৱীভূত কাৰ্বন-ডাই-অক্সাইড গেছৰ কিছুমান নিম্ন চাপৰ বাবে প্ৰয়োজনীয় নতুন সাম্যাবস্থা পাবলৈ ওলাই যায়, অৰ্থাৎ বায়ুমণ্ডলত ইয়াৰ আংশিক চাপ। এইদৰেই বটলত থকা ছ’ডা পানী কেইটামান সময়ৰ বাবে বায়ুত খোলা ৰাখিলে, ‘ফ্লেট’ হৈ পৰে। ইয়াক সাধাৰণীকৰণ কৰিব পাৰি:

(i) কঠিন $\rightleftharpoons$ তৰল সাম্যাবস্থাৰ বাবে, ১ এটিএম (১.০১৩ বাৰ)ত কেৱল এটা উষ্ণতা (গলনাংক) আছে য’ত দুয়োটা পৰ্যায় সহ-অবস্থান কৰিব পাৰে। যদি চৌপাশৰ সৈতে তাপৰ কোনো বিনিময় নহয়, দুয়োটা পৰ্যায়ৰ ভৰ ধ্ৰুৱক হৈ থাকে।

(ii) তৰল $\rightleftharpoons$ বাষ্প সাম্যাবস্থাৰ বাবে, দিয়া উষ্ণতাত বাষ্প চাপ ধ্ৰুৱক।

(iii) তৰলত কঠিন দ্ৰৱীভৱনৰ বাবে, দিয়া উষ্ণতাত দ্ৰৱণীয়তা ধ্ৰুৱক।

(iv) তৰলত গেছ দ্ৰৱীভৱনৰ বাবে, তৰলত থকা গেছ এটাৰ ঘনত্ব তৰলৰ ওপৰত থকা গেছৰ চাপ (ঘনত্ব)ৰ সমানুপাতিক। এই লক্ষণবোৰ তালিকা ৬.১ত সাৰাংশ কৰা হৈছে।

তালিকা ৬.১ ভৌতিক সাম্যাবস্থাৰ কিছুমান বৈশিষ্ট্য

৭.১.৫ ভৌতিক প্ৰক্ৰিয়া জড়িত সাম্যাবস্থাৰ সাধাৰণ বৈশিষ্ট্য

ওপৰত আলোচনা কৰা ভৌতিক প্ৰক্ৰিয়াবোৰৰ বাবে, সাম্যাবস্থাত থকা ব্যৱস্থাৰ সাধাৰণ বৈশিষ্ট্যসমূহ হৈছে:

(i) সাম্যাবস্থা কেৱল এটা বন্ধ ব্যৱস্থাত দিয়া উষ্ণতাত সম্ভৱ।

(ii) দুয়োটা বিপৰীতমুখী প্ৰক্ৰিয়া একে হাৰত সংঘটিত হয় আৰু এটা গতিশীল কিন্তু স্থিৰ অৱস্থা থাকে।

(iii) ব্যৱস্থাৰ সকলো জোখযোগ্য ধৰ্ম ধ্ৰুৱক হৈ থাকে।

(iv) যেতিয়া এটা ভৌতিক প্ৰক্ৰিয়াৰ বাবে সাম্যাবস্থা পোৱা যায়, ই দিয়া উষ্ণতাত ইয়াৰ পৰামিতিসমূহৰ এটাৰ ধ্ৰুৱক মানৰ দ্বাৰা চৰিত্ৰায়িত হয়। তালিকা ৬.১ত এনে পৰিমাণবোৰ তালিকাভুক্ত কৰা হৈছে।

(v) যিকোনো স্তৰত এনে পৰিমাণবোৰৰ পৰিমাণে ইংগিত দিয়ে যে সাম্যাবস্থা পোৱাৰ আগতে ভৌতিক প্ৰক্ৰিয়াটো কিমান দূৰ আগবাঢ়িছে।

৭.২ ৰাসায়নিক প্ৰক্ৰিয়াত সাম্যাবস্থা - গতিশীল সাম্যাবস্থা

ভৌতিক ব্যৱস্থাৰ দৰে ৰাসায়নিক বিক্ৰিয়াবোৰেও সাম্যাবস্থা পায়। এই বিক্ৰিয়াবোৰ আগবাঢ়ি যোৱা আৰু পিছলৈ যোৱা দুয়োটা দিশতেই সংঘটিত হ’ব পাৰে। যেতিয়া আগবাঢ়ি যোৱা আৰু বিপৰীতমুখী বিক্ৰিয়াৰ হাৰবোৰ সমান হয়, বিক্ৰিয়ক আৰু উৎপাদবোৰৰ ঘনত্ব ধ্ৰুৱক হৈ থাকে। এইটোৱেই হৈছে ৰাসায়নিক সাম্যাবস্থাৰ স্তৰ। এই সাম্যাবস্থাৰ প্ৰকৃতি গতিশীল কাৰণ ই এটা আগবাঢ়ি যোৱা বিক্ৰিয়া আৰু এটা বিপৰীতমুখী বিক্ৰিয়াৰে গঠিত য’ত বিক্ৰিয়কবোৰে উৎপাদ দিয়ে আৰু উৎপাদবোৰে মূল বিক্ৰিয়কবোৰ দিয়ে।

ভালকৈ বুজিবলৈ, এটা সাধাৰণ প্ৰত্যাবৰ্তী বিক্ৰিয়া বিবেচনা কৰোঁ,

$$ \mathrm{A}+\mathrm{B} \rightleftharpoons \mathrm{C}+\mathrm{D} $$

সময় পাৰ হোৱাৰ লগে লগে, উৎপাদ $\mathrm{C}$ আৰু $\mathrm{D}$ৰ সঞ্চয় হয় আৰু বিক্ৰিয়ক A আৰু Bৰ হ্ৰাস হয় (চিত্ৰ ৭.২)। ইয়ে আগবাঢ়ি যোৱা বিক্ৰিয়াৰ হাৰ হ্ৰাস কৰে আৰু বিপৰীতমুখী বিক্ৰিয়াৰ হাৰ বৃদ্ধি কৰে, শেষত দুয়োটা বিক্ৰিয়া একে হাৰত সংঘটিত হয় আৰু ব্যৱস্থাটোৱে সাম্যাবস্থা পায়। একেদৰে, বিক্ৰিয়াটো সাম্যাবস্থা পাব পাৰে যদিও আমি কেৱল $\mathrm{C}$ আৰু $\mathrm{D}$ৰ সৈতে আৰম্ভ কৰোঁ; অৰ্থাৎ, আৰম্ভণিতে A আৰু B নথকা হ’লেও, কাৰণ সাম্যাবস্থা দুয়োটা দিশৰ পৰাই পোৱা যাব পাৰে।

চিত্ৰ ৭.২ ৰাসায়নিক সাম্যাবস্থা পোৱা।

ৰাসায়নিক সাম্যাবস্থাৰ গতিশীল প্ৰকৃতি হেবাৰ প্ৰক্ৰিয়াৰ দ্বাৰা এম’নিয়াৰ সংশ্লেষণত প্ৰদৰ্শন কৰিব পাৰি। একাধিক পৰীক্ষাত, হেবাৰে উচ্চ উষ্ণতা আৰু চাপত ৰখা ডাইনাইট্ৰ’জেন আৰু ডাইহাইড্ৰ’জেনৰ জনা পৰিমাণৰ সৈতে আৰম্ভ কৰিছিল আৰু নিয়মীয়া অন্তৰালত উপস্থিত থকা এম’নিয়াৰ পৰিমাণ নিৰ্ধাৰণ কৰিছিল। তেওঁ অপ্ৰতিক্ৰিয়াশীল ডাইহাইড্ৰ’জেন আৰু ডাইনাইট্ৰ’জেনৰ ঘনত্ব নিৰ্ধাৰণ কৰাতো সফল হৈছিল। চিত্ৰ ৭.৪ (পৃষ্ঠা ১৭৪) দেখুৱায় যে নিৰ্দিষ্ট সময়ৰ পিছত মিশ্ৰণটোৰ গঠন একে হৈ থাকে যদিও কিছুমান বিক্ৰিয়ক এতিয়াও উপস্থিত থাকে। গঠনৰ এই ধ্ৰুৱকতাই ইংগিত দিয়ে যে বিক্ৰিয়াটোৱে সাম্যাবস্থা পাইছে। বিক্ৰিয়াৰ গতিশীল প্ৰকৃতি বুজিবলৈ, এম’নিয়াৰ সংশ্লেষণ সম্পূৰ্ণ একে আৰম্ভণি অৱস্থাৰ সৈতে (আংশিক চাপ আৰু উষ্ণতা) কৰা হয় কিন্তু $\mathrm{H_2}$ৰ ঠাইত $\mathrm{D_2}$ (ডিউটেৰিয়াম) ব্যৱহাৰ কৰি। $\mathrm{H_2}$ বা $\mathrm{D_2}$ৰ সৈতে আৰম্ভ কৰা বিক্ৰিয়া মিশ্ৰণবোৰ একে গঠনৰ সৈতে সাম্যাবস্থা পায়, কিন্তু $\mathrm{H_2}$ আৰু $\mathrm{NH_3}$ৰ ঠাইত $\mathrm{D_2}$ আৰু $\mathrm{ND_3}$ উপস্থিত থাকে বাদে। সাম্যাবস্থা পোৱাৰ পিছত, এই দুটা মিশ্ৰণ $\left(\mathrm{H_2}, \mathrm{~N_2}, \mathrm{NH_3}\right.$ আৰু $\left.\mathrm{D_2}, \mathrm{~N_2}, \mathrm{ND_3}\right)$ একেলগে মিহলি কৰা হয় আৰু কিছু সময়ৰ বাবে ৰখা হয়। পিছত, যেতিয়া এই মিশ্ৰণটো বিশ্লেষণ কৰা হয়, দেখা যায় যে এম’নিয়াৰ ঘনত্ব আগৰ দৰেই একে।

চিত্ৰ ৭.৪ $\mathrm{N_2}(\mathrm{~g})+3 \mathrm{H_2}(\mathrm{~g}) \rightleftharpoons 2 \mathrm{NH_3}(\mathrm{~g})$ বিক্ৰিয়াৰ বাবে সাম্যাবস্থাৰ চিত্ৰণ

কিন্তু, যেতিয়া এই মিশ্ৰণটো এটা ভৰ বৰ্ণালীমাপীৰ দ্বাৰা বিশ্লেষণ কৰা হয়, দেখা যায় যে এম’নিয়া আৰু ডিউটেৰিয়াম ধাৰক এম’নিয়াৰ সকলো ৰূপ ($\left(\mathrm{NH_3}, \mathrm{NH_2} \mathrm{D}, \mathrm{NHD_2}\right.$ আৰু $\mathrm{ND_3}$) আৰু ডাইহাইড্ৰ’জেন আৰু ইয়াৰ ডিউটেৰেটেড ৰূপ ($\left(\mathrm{H_2}, \mathrm{HD}\right.$ আৰু $\left.\mathrm{D_2}\right)$) উপস্থিত থাকে। গতিকে এনে সিদ্ধান্তত উপনীত হ’ব পাৰি যে অণুবোৰত $\mathrm{H}$ আৰু $\mathrm{D}$ পৰমাণুবোৰৰ স্ক্ৰেম্বলিং মিশ্ৰণত আগবাঢ়ি যোৱা আৰু বিপৰীতমুখী বিক্ৰিয়াৰ ধাৰাবাহিকতাৰ ফলত হ’ব লাগিব। যদি বিক্ৰিয়াটোৱে কেৱল সাম্যাবস্থা পোৱাৰ লগে লগে বন্ধ হৈ গৈছিল, তেন্তে এই ধৰণে আইছ’ট’পৰ মিশ্ৰণ নহ’লহেঁতেন।

এম’নিয়া গঠনত আইছ’ট’প (ডিউটেৰিয়াম) ব্যৱহাৰে স্পষ্টভাৱে ইংগিত দিয়ে যে ৰাসায়নিক বিক্ৰিয়াবোৰে গতিশীল সাম্যাবস্থা পায় য’ত আগবাঢ়ি যোৱা আৰু বিপৰীতমুখী বিক্ৰিয়াৰ হাৰবোৰ সমান হয় আৰু গঠনত কোনো নিট পৰিবৰ্তন নহয়।

সাম্যাবস্থা দুয়োটা ফালৰ পৰাই পোৱা যাব পাৰে, আমি $\mathrm{H_2}(\mathrm{~g})$ আৰু $\mathrm{N_2}(\mathrm{~g})$ লৈ বিক্ৰিয়া আৰম্ভ কৰি $\mathrm{NH_3}(\mathrm{~g})$ পাওঁ নে $\mathrm{NH_3}(\mathrm{~g})$ লৈ ইয়াক $\mathrm{N_2}(\mathrm{~g})$ আৰু $\mathrm{H_2}(\mathrm{~g})$লৈ বিয়োজিত কৰি পাওঁ।

$$ \mathrm{N_2}(\mathrm{~g})+3 \mathrm{H_2}(\mathrm{~g}) \rightleftharpoons 2 \mathrm{NH_3}(\mathrm{~g}) $$

$$ 2 \mathrm{NH_3}(\mathrm{~g}) \rightleftharpoons \mathrm{N_2}(\mathrm{~g})+3 \mathrm{H_2}(\mathrm{~g}) $$

একেদৰে $\mathrm{H_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{I_2}(\mathrm{~g}) \rightleftharpoons 2 \mathrm{HI}(\mathrm{g})$ বিক্ৰিয়াটো বিবেচনা কৰোঁ। যদি আমি $\mathrm{H_2}$ আৰু $\mathrm{I_2}$ৰ সমান আৰম্ভণি ঘনত্বৰ সৈতে আৰম্ভ কৰোঁ, বিক্ৰিয়াটো আগবাঢ়ি যোৱা দিশত আগবাঢ়ে আৰু $\mathrm{H_2}$ আৰু $\mathrm{I_2}$ৰ ঘনত্ব হ্ৰাস পায় যেতিয়া $\mathrm{HI}$ৰ ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়, যেতিয়ালৈকে এইবোৰৰ সকলো সাম্যাবস্থাত ধ্ৰুৱক নহয় (চিত্ৰ ৭.৫)। আমি $\mathrm{HI}$ একেটাৰে সৈতে আৰম্ভ কৰিব পাৰোঁ আৰু বিপৰীত দিশত বিক্ৰিয়াটো আগবাঢ়িবলৈ দিব পাৰোঁ; HIৰ ঘনত্ব হ্ৰাস পাব আৰু $\mathrm{H_2}$ আৰু $\mathrm{I_2}$ৰ ঘনত্ব বৃদ্ধি পাব যেতিয়ালৈকে সাম্যাবস্থা পোৱাৰ সময়ত এইবোৰ সকলো ধ্ৰুৱক নহয় (চিত্ৰ ৭.৫)। যদি দিয়া আয়তনত $\mathrm{H}$ আৰু I পৰমাণুৰ মুঠ সংখ্যা একে হয়, আমি বিশুদ্ধ বিক্ৰিয়কৰ পৰা আৰম্ভ কৰোঁ নে বিশুদ্ধ উৎপাদৰ পৰা আৰম্ভ কৰোঁ একে সাম্য মিশ্ৰণ পোৱা যায়।

চিত্ৰ ৭.৫ $\mathrm{H}_2(\mathrm{~g})$ $+I_2(g) \rightleftharpoons 2 \mathrm{HI}(g)$ বিক্ৰিয়াত ৰাসায়নিক সাম্যাবস্থা দুয়োটা দিশৰ পৰাই পোৱা যাব পাৰে

গতিশীল সাম্যাবস্থা - এটা ছাত্ৰৰ কাৰ্যকলাপ

সাম্যাবস্থা, ভৌতিক নে ৰাসায়নিক ব্যৱস্থাত, সদায় গতিশীল প্ৰকৃতিৰ। ইয়াক ৰেডিঅ’একটিভ আইছ’ট’প ব্যৱহাৰ কৰি প্ৰদৰ্শ