ৰাসায়নিক গতিবিজ্ঞানে ৰাসায়নিক বিক্ৰিয়াবোৰ কেনেকৈ সংঘটিত হয় সেইটো বুজিবলৈ আমাক সহায় কৰে।

ৰসায়ন বিজ্ঞান, ইয়াৰ প্ৰকৃতিগতভাৱে, পৰিৱৰ্তনৰ সৈতে জড়িত। সুনিৰ্দিষ্ট ধৰ্মৰ পদাৰ্থবোৰ ৰাসায়নিক বিক্ৰিয়াৰ দ্বাৰা ভিন্ন ধৰ্মৰ অন্য পদাৰ্থলৈ ৰূপান্তৰিত হয়। যিকোনো ৰাসায়নিক বিক্ৰিয়াৰ বাবে, ৰসায়নবিদসকলে জানিবলৈ চেষ্টা কৰে

(ক) ৰাসায়নিক বিক্ৰিয়াৰ সম্ভাৱ্যতা যিটো থাৰ্ম’ডাইনামিক্সৰ দ্বাৰা ভৱিষ্যতবাণী কৰিব পাৰি (আপুনি জানি থকাৰ দৰে যে DG < 0 থকা বিক্ৰিয়া, স্থিৰ উষ্ণতা আৰু চাপত সম্ভৱ);

(খ) বিক্ৰিয়াটোৱে কিমান দূৰ আগবাঢ়িব সেইটো ৰাসায়নিক সমতুৱা অৱস্থাৰ পৰা নিৰ্ণয় কৰিব পাৰি;

(গ) বিক্ৰিয়াৰ গতি অৰ্থাৎ বিক্ৰিয়াটোৱে সমতুৱা অৱস্থা পাবলৈ লোৱা সময়।

সম্ভাৱ্যতা আৰু মাত্ৰাৰ লগতে, যিকোনো ৰাসায়নিক বিক্ৰিয়া সম্পূৰ্ণৰূপে বুজিবলৈ ইয়াৰ হাৰ আৰু হাৰ নিয়ন্ত্ৰণ কৰা কাৰকবোৰৰ বিষয়ে জানাটো সমানেই গুৰুত্বপূৰ্ণ। উদাহৰণস্বৰূপে, কোনবোৰ প্ৰাচলেই নিৰ্ধাৰণ কৰে যে খাদ্য কিমান দ্ৰুত নষ্ট হয়? দাঁত ভৰোৱাৰ বাবে দ্ৰুত জমা হোৱা সামগ্ৰী কেনেকৈ ডিজাইন কৰিব? বা ইঞ্জিনত ইন্ধন কিমান দ্ৰুতৰে জ্বলে সেইটো কি নিয়ন্ত্ৰণ কৰে? ৰসায়ন বিজ্ঞানৰ এই শাখাই এইবোৰ প্ৰশ্নৰ উত্তৰ দিব পাৰে, যিয়ে বিক্ৰিয়াৰ হাৰ আৰু সেইবোৰৰ ক্ৰিয়া প্ৰণালীৰ অধ্যয়নৰ সৈতে জড়িত, যাক ৰাসায়নিক গতিবিজ্ঞান বোলা হয়। গতিবিজ্ঞান শব্দটো গ্ৰীক শব্দ ‘কাইনেচিছ’ৰ পৰা আহিছে যাৰ অৰ্থ হৈছে গতি। থাৰ্ম’ডাইনামিক্সে কেৱল বিক্ৰিয়াৰ সম্ভাৱ্যতাৰ বিষয়ে কয় আনহাতে ৰাসায়নিক গতিবিজ্ঞানে বিক্ৰিয়াৰ হাৰৰ বিষয়ে কয়। উদাহৰণস্বৰূপে, থাৰ্ম’ডাইনামিক তথ্যই দেখুৱায় যে হীৰা গ্ৰেফাইটলৈ ৰূপান্তৰিত হ’ব কিন্তু বাস্তৱত ৰূপান্তৰৰ হাৰ ইমানেই মন্থৰ যে পৰিৱৰ্তনটো একেবাৰেই অনুভৱ কৰিব নোৱাৰি। সেয়েহে, বেছিভাগ লোকে ভাবে যে হীৰা চিৰস্থায়ী। গতিবৈজ্ঞানিক অধ্যয়নে কেৱল ৰাসায়নিক বিক্ৰিয়াৰ গতি বা হাৰ নিৰ্ধাৰণ কৰাতহে সহায় নকৰে, লগতে সেইবোৰৰ হাৰ সলনি কৰিব পৰা অৱস্থাবোৰো বৰ্ণনা কৰে। ঘনত্ব, উষ্ণতা, চাপ আৰু অনুঘটক আদি কাৰকবোৰে বিক্ৰিয়াৰ হাৰক প্ৰভাৱিত কৰে। বৃহৎ মাত্ৰাত, আমি বিক্ৰিয়াজাত বা গঠিত পৰিমাণ আৰু সেইবোৰৰ ব্যৱহাৰ বা গঠনৰ হাৰত আগ্ৰহী। আণৱিক মাত্ৰাত, সংঘৰ্ষত জড়িত হোৱা অণুবোৰৰ অভিমুখীকৰণ আৰু শক্তিৰ সৈতে জড়িত বিক্ৰিয়া ক্ৰিয়া প্ৰণালীসমূহ আলোচনা কৰা হয়।

এই এককত, আমি বিক্ৰিয়াৰ গড় আৰু তাৎক্ষণিক হাৰ আৰু এইবোৰক প্ৰভাৱিত কৰা কাৰকবোৰৰ সৈতে জড়িত হ’ম। বিক্ৰিয়াৰ হাৰৰ সংঘৰ্ষ তত্ত্বৰ বিষয়ে কিছুমান প্ৰাথমিক ধাৰণাও দিয়া হৈছে। অৱশ্যে, এইবোৰ সকলো বুজিবলৈ, আহক আমি প্ৰথমে বিক্ৰিয়াৰ হাৰৰ বিষয়ে শিকো।

৪.১ ৰাসায়নিক বিক্ৰিয়াৰ হাৰ

কিছুমান বিক্ৰিয়া যেনে আয়নীয় বিক্ৰিয়া অতি দ্ৰুত হয়, উদাহৰণস্বৰূপে, ৰূপৰ নাইট্ৰেট আৰু ছডিয়াম ক্ল’ৰাইডৰ জলীয় দ্ৰৱ মিহলি কৰি ৰূপৰ ক্ল’ৰাইডৰ অধঃক্ষেপণ তৎক্ষণাত হয়। আনহাতে, কিছুমান বিক্ৰিয়া অতি মন্থৰ হয়, উদাহৰণস্বৰূপে, বায়ু আৰু আৰ্দ্ৰতাৰ উপস্থিতিত লোৰ মামৰে ধৰা। আৰু আছে কেঁহা গুড়ৰ বিপৰ্য্যয় আৰু শ্বেতসাৰৰ জলবিশ্লেষণৰ দৰে বিক্ৰিয়া, যিবোৰ মধ্যমীয়া গতিত আগবাঢ়ে। আপুনি প্ৰতিটো শ্ৰেণীৰ অধিক উদাহৰণ চিন্তা কৰিব পাৰেনে?

আপুনি নিশ্চয় জানি যে গাড়ীৰ গতি নিৰ্দিষ্ট সময়ৰ ভিতৰত ইয়াৰ অৱস্থান বা অতিক্ৰম কৰা দূৰত্বৰ পৰিৱৰ্তনৰ ক্ষেত্ৰত প্ৰকাশ কৰা হয়। একেদৰে, বিক্ৰিয়াৰ গতি বা বিক্ৰিয়াৰ হাৰক একক সময়ত বিক্ৰিয়ক বা উৎপাদৰ ঘনত্বৰ পৰিৱৰ্তন হিচাপে সংজ্ঞায়িত কৰিব পাৰি। অধিক নিৰ্দিষ্ট হ’বলৈ, ইয়াক তলত দিয়া ধৰণে প্ৰকাশ কৰিব পাৰি:

(i) যিকোনো এটা বিক্ৰিয়কৰ ঘনত্ব হ্ৰাস পোৱাৰ হাৰ, বা

(ii) যিকোনো এটা উৎপাদৰ ঘনত্ব বৃদ্ধিৰ হাৰ। এটা কল্পনাপ্ৰসূত বিক্ৰিয়া বিবেচনা কৰক, ধৰি লওক যে ব্যৱস্থাটোৰ আয়তন স্থিৰ থাকে।

$ \mathrm{R} \rightarrow \mathrm{P} $ এক ম’ল বিক্ৰিয়ক $R$ এ এক ম’ল উৎপাদ $P$ উৎপন্ন কৰে। যদি $\left[R\right]_1$ আৰু $\left[P\right]_1$ হৈছে $R$ আৰু $P$ ৰ ক্ৰমে সময় $t_1$ ত থকা ঘনত্ব আৰু $[\mathrm{R}]_2$ আৰু $[\mathrm{P}]_2$ হৈছে সময় $\mathrm{t_2}$ ত থকা সেইবোৰৰ ঘনত্ব তেন্তে,

$$ \begin{aligned} \Delta t & =t_{2}-t_1 \\ \Delta[\mathrm{R}] & =[\mathrm{R}]_2-[\mathrm{R}]_1 \\ \Delta[\mathrm{P}] & =[\mathrm{P}]_2-[\mathrm{P}]_1 \end{aligned} $$

ওপৰৰ অভিব্যক্তিবোৰত বৰ্গ ব্ৰেকেটবোৰ ম’লাৰ ঘনত্ব প্ৰকাশ কৰিবলৈ ব্যৱহাৰ কৰা হয়।

$\mathrm{R}$ ৰ অন্তৰ্ধানৰ হাৰ

$$ \begin{equation*} =\frac{\text { Decrease in concentration of } \mathrm{R}}{\text { Time taken }}=-\frac{\Delta[\mathrm{R}]}{\Delta t} \tag{4.1} \end{equation*} $$

$\mathrm{P}$ ৰ উপস্থিতিৰ হাৰ

$$ \begin{equation*} =\frac{\text { Increase in concentration of } \mathrm{P}}{\text { Time taken }}=+\frac{\Delta[\mathrm{P}]}{\Delta t} \tag{4.2} \end{equation*} $$

যিহেতু, $\Delta[R]$ হৈছে এটা ঋণাত্মক পৰিমাণ (কাৰণ বিক্ৰিয়কৰ ঘনত্ব হ্ৰাস পাই আছে), বিক্ৰিয়াৰ হাৰটো ধনাত্মক পৰিমাণ কৰিবলৈ ইয়াক -১ ৰে পূৰণ কৰা হয়।

ওপৰত দিয়া সমীকৰণ (৪.১) আৰু (৪.২) ৱে বিক্ৰিয়াৰ গড় হাৰ, $r_{\mathrm{av}}$ প্ৰতিনিধিত্ব কৰে।

গড় হাৰে বিক্ৰিয়ক বা উৎপাদৰ ঘনত্বৰ পৰিৱৰ্তন আৰু সেই পৰিৱৰ্তন ঘটিবলৈ লোৱা সময়ৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰে (চিত্ৰ ৪.১)।

চিত্ৰ ৪.১: বিক্ৰিয়াৰ তাৎক্ষণিক আৰু গড় হাৰ

বিক্ৰিয়াৰ হাৰৰ একক

সমীকৰণ (৩.১) আৰু (৩.২) ৰ পৰা, স্পষ্ট যে হাৰৰ একক হৈছে ঘনত্ব সময় ${ }^{-1}$। উদাহৰণস্বৰূপে, যদি ঘনত্ব $\mathrm{mol} \mathrm{L}^{-1}$ ত থাকে আৰু সময় ছেকেণ্ডত থাকে তেন্তে এককবোৰ হ’ব $\mathrm{mol} \mathrm{L}^{-1} \mathrm{~s}^{-1}$। অৱশ্যে, গেছীয় বিক্ৰিয়াত, যেতিয়া গেছবোৰৰ ঘনত্ব তেওঁলোকৰ আংশিক চাপৰ ক্ষেত্ৰত প্ৰকাশ কৰা হয়, তেতিয়া হাৰ সমীকৰণৰ এককবোৰ হ’ব atm $\mathrm{s}^{-1}$।

উদাহৰণ ৪.১ তলত দিয়া বিভিন্ন সময়ত $\mathrm{C_4} \mathrm{H_9} \mathrm{Cl}$ (বিউটাইল ক্ল’ৰাইড) ৰ ঘনত্বৰ পৰা, বিক্ৰিয়াৰ গড় হাৰ গণনা কৰক:

$$ \mathrm{C_4} \mathrm{H_9} \mathrm{Cl}+\mathrm{H_2} \mathrm{O} \rightarrow \mathrm{C_4} \mathrm{H_9} \mathrm{OH}+\mathrm{HCl} $$

সময়ৰ বিভিন্ন অন্তৰালত।

$ \begin{array}{cccccccccc} t / \mathrm{s} & 0 & 50 & 100 & 150 & 200 & 300 & 400 & 700 & 800 \\ {\left[\mathrm{C} _4 \mathrm{H} _9 \mathrm{Cl}\right] / \mathrm{mol} \mathrm{L}^{-1}} & 0.100 & 0.0905 & 0.0820 & 0.0741 & 0.0671 & 0.0549 & 0.0439 & 0.0210 & 0.017 \end{array} $

সমাধান আমি সময়ৰ বিভিন্ন অন্তৰালত ঘনত্বৰ পাৰ্থক্য নিৰ্ধাৰণ কৰিব পাৰোঁ আৰু এনেদৰে $\Delta[R]$ ক $\Delta t$ ৰে হৰণ কৰি গড় হাৰ নিৰ্ধাৰণ কৰিব পাৰোঁ (তালিকা ৪.১)।

তালিকা ৪.১: বিউটাইল ক্ল’ৰাইডৰ জলবিশ্লেষণৰ গড় হাৰ

দেখিব পাৰি (তালিকা ৪.১) যে গড় হাৰ $1.90 \times 0^{-4} \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1} \mathrm{~s}^{-1}$ ৰ পৰা $0.4 \times 10^{-4} \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1} \mathrm{~s}^{-1}$ লৈ হ্ৰাস পায়। অৱশ্যে, গড় হাৰ ব্যৱহাৰ কৰি বিক্ৰিয়াৰ হাৰ নিৰ্দিষ্ট মুহূৰ্তত ভৱিষ্যতবাণী কৰিব নোৱাৰি কাৰণ ই গণনা কৰা সময় অন্তৰালৰ বাবে স্থিৰ হ’ব। সেয়েহে, নিৰ্দিষ্ট মুহূৰ্তত হাৰ প্ৰকাশ কৰিবলৈ আমি তাৎক্ষণিক হাৰ নিৰ্ধাৰণ কৰোঁ। যেতিয়া আমি সৰুতম সময় অন্তৰাল যেনে $\mathrm{d} t$ (অৰ্থাৎ যেতিয়া $\Delta t$ শূন্যৰ ওচৰ চাপে) ত গড় হাৰ বিবেচনা কৰোঁ তেতিয়া ইয়াক পোৱা যায়। সেয়েহে, গাণিতিকভাৱে অসীমভাৱে সৰু $\mathrm{d} t$ ৰ বাবে তাৎক্ষণিক হাৰ দিয়া হয়

$$ \begin{equation*} r_{\mathrm{av}}=\frac{-\Delta[\mathrm{R}]}{\Delta t}=\frac{\Delta[\mathrm{P}]}{\Delta t} \tag{4.3} \end{equation*} $$

$\Delta t \rightarrow 0$

$$ \text { and } \mathrm{r} _{\mathrm{inst}}=\frac{-\mathrm{d}[\mathrm{R}]}{\mathrm{d} t}=\frac{\mathrm{d}[\mathrm{P}]}{\mathrm{d} t} $$

চিত্ৰ ৪.২ বিউটাইল ক্ল’ৰাইডৰ জলবিশ্লেষণৰ তাৎক্ষণিক হাৰ $\left(\mathrm{C} _{4} \mathrm{H} _{9} \mathrm{Cl}\right)$

ইয়াক চিত্ৰকৰণৰ দ্বাৰা নিৰ্ধাৰণ কৰিব পাৰি সময় $t$ ত $\mathrm{R}$ আৰু $\mathrm{P}$ বনাম সময় $\mathrm{t}$ ৰ ঘনত্বৰ বক্ৰৰ যিকোনো এটাত স্পৰ্শক অংকন কৰি আৰু ইয়াৰ ঢাল গণনা কৰি (চিত্ৰ ৪.১)। সেয়েহে সমস্যা ৩.১ ত, উদাহৰণস্বৰূপে, ৬০০ ছেকেণ্ডত $r_{\text {inst }}$, বিউটাইল ক্ল’ৰাইডৰ ঘনত্বক সময়ৰ ফাংচন হিচাপে প্লট কৰি গণনা কৰিব পাৰি। এটা স্পৰ্শক অংকন কৰা হয় যিয়ে বক্ৰটোক $t=600 \mathrm{~s}$ ত স্পৰ্শ কৰে (চিত্ৰ ৪.২)।

এই স্পৰ্শকৰ ঢালে তাৎক্ষণিক হাৰ দিয়ে। $$ \begin{aligned} & \text { So, } r_{\text {inst }} \text { at } 600 \mathrm{~s}=-\left(\frac{0.0165-0.037}{(800-400) \mathrm{s}}\right) \mathrm{mol} \mathrm{L}^{-1}\\ & =5.12 \times 10^{-5} \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1} \mathrm{~s}^{-1} \\ & \text { At } t=250 \mathrm{~s} \quad r_{\text {inst }}=1.22 \times 10^{-4} \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1} \mathrm{~s}^{-1} \\ & \text { At } t=350 \mathrm{~s} \quad r_{\text {inst }}=1.0 \times 10^{-4} \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1} \mathrm{~s}^{-1} \\ & \text { At } t=450 \mathrm{~s} \quad r_{\text {inst }}=6.4 \times 10^{-5} \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1} \mathrm{~s}^{-1} \end{aligned} $$

এতিয়া এটা বিক্ৰিয়া বিবেচনা কৰক $ \mathrm{Hg}(\mathrm{l})+\mathrm{Cl_2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{HgCl_2}(\mathrm{~s}) $

য’ত বিক্ৰিয়ক আৰু উৎপাদৰ ষ্টইকিয়’মেট্ৰিক সহগবোৰ একে, তেন্তে বিক্ৰিয়াৰ হাৰ দিয়া হয়

$ \text { Rate of reaction }=-\frac{\Delta[\mathrm{Hg}]}{\Delta t}=-\frac{\Delta\left[\mathrm{Cl_2}\right]}{\Delta t}=\frac{\Delta\left[\mathrm{HgCl_2}\right]}{\Delta t} $

অৰ্থাৎ, যিকোনো বিক্ৰিয়কৰ অন্তৰ্ধানৰ হাৰ উৎপাদৰ উপস্থিতিৰ হাৰৰ সৈতে একে। কিন্তু তলৰ বিক্ৰিয়াত, $\mathrm{HI}$ ৰ দুটা ম’লে $\mathrm{H_2}$ আৰু $\mathrm{I_2}$ ৰ প্ৰত্যেকৰ এটা এটা ম’ল উৎপন্ন কৰিবলৈ বিয়োজিত হয়,

$$ 2 \mathrm{HI}(\mathrm{g}) \rightarrow \mathrm{H_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{I_2}(\mathrm{~g}) $$

এনে বিক্ৰিয়াৰ হাৰ প্ৰকাশ কৰাৰ বাবে য’ত বিক্ৰিয়ক বা উৎপাদৰ ষ্টইকিয়’মেট্ৰিক সহগবোৰ একৰ সমান নহয়, যিকোনো বিক্ৰিয়কৰ অন্তৰ্ধানৰ হাৰ বা উৎপাদৰ উপস্থিতিৰ হাৰক তেওঁলোকৰ ষ্টইকিয়’মেট্ৰিক সহগৰে হৰণ কৰা হয়। যিহেতু $\mathrm{HI}$ ৰ ব্যৱহাৰৰ হাৰ $\mathrm{H_2}$ বা $\mathrm{I_2}$ ৰ গঠনৰ হাৰৰ দুগুণ, সেইবোৰ সমান কৰিবলৈ, $\Delta[\mathrm{HI}]$ পদটোক ২ ৰে হৰণ কৰা হয়। এই বিক্ৰিয়াৰ হাৰ দিয়া হয়

বিক্ৰিয়াৰ হাৰ $=-\frac{1}{2} \frac{\Delta[\mathrm{HI}]}{\Delta t}=\frac{\Delta\left[\mathrm{H_2}\right]}{\Delta t}=\frac{\Delta\left[\mathrm{I_2}\right]}{\Delta t}$ একেদৰে, বিক্ৰিয়াৰ বাবে $$ \begin{aligned} & 5 \mathrm{Br}^{-}(\mathrm{aq})+\mathrm{BrO_3}^{-}(\mathrm{aq})+6 \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq}) \rightarrow 3 \mathrm{Br_2}(\mathrm{aq})+3 \mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \\ & \text { Rate }=-\frac{1}{5} \frac{\Delta\left[\mathrm{Br}^{-}\right]}{\Delta t}=-\frac{\Delta \mathrm{BrO_3}^{-}}{\Delta t}=-\frac{1}{6} \frac{\Delta\left[\mathrm{H}^{+}\right]}{\Delta t}=\frac{1}{3} \frac{\Delta\left[\mathrm{Br_2}\right]}{\Delta t}=\frac{1}{3} \frac{\Delta\left[\mathrm{H_2} \mathrm{O}\right]}{\Delta t} \end{aligned} $$

স্থিৰ উষ্ণতাত গেছীয় বিক্ৰিয়াৰ বাবে, ঘনত্ব প্ৰজাতিৰ আংশিক চাপৰ সৈতে পোনপটীয়াভাৱে সমানুপাতিক, সেয়েহে হাৰক বিক্ৰিয়ক বা উৎপাদৰ আংশিক চাপৰ পৰিৱৰ্তনৰ হাৰ হিচাপেও প্ৰকাশ কৰিব পাৰি।

উদাহৰণ ৪.২ $\mathrm{N_2} \mathrm{O_5}$ ৰ $\mathrm{CCl_4}$ ত $318 \mathrm{~K}$ ত বিয়োজনক দ্ৰৱত $\mathrm{N_2} \mathrm{O_5}$ ৰ ঘনত্ব নিৰীক্ষণ কৰি অধ্যয়ন কৰা হৈছে। প্ৰথমতে $\mathrm{N_2} \mathrm{O_5}$ ৰ ঘনত্ব $2.33 \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1}$ আৰু ১৮৪ মিনিটৰ পিছত, ই $2.08 \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1}$ লৈ হ্ৰাস পায়। বিক্ৰিয়াটো তলৰ সমীকৰণ অনুসৰি সংঘটিত হয়

$$ 2 \mathrm{~N_2} \mathrm{O_5}(\mathrm{~g}) \rightarrow 4 \mathrm{NO_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{O_2}(\mathrm{~g}) $$

ঘণ্টা, মিনিট আৰু ছেকেণ্ডৰ ক্ষেত্ৰত এই বিক্ৰিয়াৰ গড় হাৰ গণনা কৰক। এই সময়ছোৱাত $\mathrm{NO_2}$ ৰ উৎপাদনৰ হাৰ কিমান?

সমাধান গড় হাৰ $=\frac{1}{2}-\frac{\Delta\left[\mathrm{N_2} \mathrm{O_5}\right]}{\Delta t}=-\frac{1}{2} \frac{(2.08-2.33) \mathrm{molL}^{-1}}{184 \mathrm{~min}}$

$=6.79 \times 10^{-4} \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1} / \mathrm{min}=\left(6.79 \times 10^{-4} \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1} \mathrm{~min}^{-1}\right) \times(60 \mathrm{~min} / \mathrm{lh})$

$=4.07 \times 10^{-2} \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1} / \mathrm{h}$

$=6.79 \times 10^{-4} \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1} \times 1 \mathrm{~min} / 60 \mathrm{~s}$

$=1.13 \times 10^{-5} \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1} \mathrm{~s}^{-1}$

মনত ৰাখিব লাগিব যে

$ \begin{aligned} & \text {Rate}=\frac{1}{4} \frac{\Delta\left[\mathrm{NO_2}\right]}{\Delta t} \\ & \frac{\Delta\left[\mathrm{NO_2}\right]}{\Delta t}=6.79 \times 10^{-4} \times 4 \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1} \mathrm{~min}^{-1}=2.72 \times 10^{-3} \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1} \mathrm{~min}^{-1} \end{aligned} $

৪.২ বিক্ৰিয়াৰ হাৰক প্ৰভাৱিত কৰা কাৰকবোৰ

বিক্ৰিয়াৰ হাৰে পৰীক্ষামূলক অৱস্থা যেনে বিক্ৰিয়কৰ ঘনত্ব (গেছৰ ক্ষেত্ৰত চাপ), উষ্ণতা আৰু অনুঘটকৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰে।

৪.২.১ হাৰৰ ঘনত্বৰ ওপৰত নিৰ্ভৰশীলতা

দিয়া উষ্ণতাত ৰাসায়নিক বিক্ৰিয়াৰ হাৰে এটা বা অধিক বিক্ৰিয়ক আৰু উৎপাদৰ ঘনত্বৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰিব পাৰে। বিক্ৰিয়কৰ ঘনত্বৰ ক্ষেত্ৰত বিক্ৰিয়াৰ হাৰৰ প্ৰতিনিধিত্বক হাৰ বিধি বুলি কোৱা হয়। ইয়াক হাৰ সমীকৰণ বা হাৰ অভিব্যক্তি বুলিও কোৱা হয়।

৪.২.২ হাৰ অভিব্যক্তি আৰু হাৰ ধ্ৰুৱক

তালিকা ৪.১ ৰ ফলাফলবোৰে স্পষ্টভাৱে দেখুৱায় যে বিক্ৰিয়কৰ ঘনত্ব হ্ৰাস পোৱাৰ লগে লগে সময়ৰ প্ৰবাহত বিক্ৰিয়াৰ হাৰ হ্ৰাস পায়। বিপৰীতভাৱে, বিক্ৰিয়কৰ ঘনত্ব বৃদ্ধি হ’লে সাধাৰণতে হাৰবোৰ বৃদ্ধি পায়। সেয়েহে, বিক্ৰিয়াৰ হাৰে বিক্ৰিয়কৰ ঘনত্বৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰে।

এটা সাধাৰণ বিক্ৰিয়া বিবেচনা কৰক:

$$ \mathrm{aA}+\mathrm{bB} \rightarrow \mathrm{cC}+\mathrm{dD} $$

য’ত a, b, c আৰু d হৈছে বিক্ৰিয়ক আৰু উৎপাদৰ ষ্টইকিয়’মেট্ৰিক সহগ।

এই বিক্ৰিয়াৰ বাবে হাৰ অভিব্যক্তি হৈছে

$$ \begin{equation*} \text { Rate } \propto[\mathrm{A}]^{\mathrm{x}}[\mathrm{B}]^{\mathrm{y}} \tag{4.4} \end{equation*} $$

য’ত ঘাত $\mathrm{x}$ আৰু $\mathrm{y}$ ষ্টইকিয়’মেট্ৰিক সহগ ($\mathrm{a}$ আৰু $\mathrm{b}$) ৰ সৈতে সমান হ’ব পাৰে বা নহ’বও পাৰে। ওপৰৰ সমীকৰণটো তলত দিয়া ধৰণেও লিখিব পাৰি

$$ \begin{align*} & \text { Rate }=k[\mathrm{~A}]^{\mathrm{x}} \quad[\mathrm{B}]^{\mathrm{y}} \tag{4.4a}\\ & -\frac{\mathrm{d}[\mathrm{R}]}{\mathrm{d} t}=k[\mathrm{~A}]^{\mathrm{x}}[\mathrm{B}]^{\mathrm{y}} \tag{4.4b} \end{align*} $$

সমীকৰণ (৪.৪ খ) ৰ এই ৰূপটোক ডিফাৰেন্সিয়েল হাৰ সমীকৰণ বুলি জনা যায়, য’ত k হৈছে এটা সমানুপাতিক ধ্ৰুৱক যাক হাৰ ধ্ৰুৱক বোলে। (৪.৪)ৰ দৰে সমীকৰণ, যিয়ে বিক্ৰিয়াৰ হাৰক বিক্ৰিয়কৰ ঘনত্বৰ সৈতে সংযুক্ত কৰে, তাক হাৰ বিধি বা হাৰ অভিব্যক্তি বোলে। এনেদৰে, হাৰ বিধি হৈছে অভিব্যক্তি য’ত বিক্ৰিয়াৰ হাৰক বিক্ৰিয়কৰ ম’লাৰ ঘনত্বৰ ক্ষেত্ৰত দিয়া হয়, প্ৰতিটো পদক কিছুমান শক্তিৰে উন্নীত কৰা হয়, যিবোৰ সাম্যাৱস্থা ৰাসায়নিক সমীকৰণত বিক্ৰিয়াশীল প্ৰজাতিৰ ষ্টইকিয়’মেট্ৰিক সহগৰ সৈতে একে হ’ব পাৰে বা নহ’বও পাৰে।

উদাহৰণস্বৰূপে:

$$ 2 \mathrm{NO}(\mathrm{g})+\mathrm{O_2}(\mathrm{~g}) \rightarrow 2 \mathrm{NO_2}(\mathrm{~g}) $$

আমি প্ৰাৰম্ভিক ঘনত্বৰ ফাংচন হিচাপে এই বিক্ৰিয়াৰ হাৰ জুখিব পাৰোঁ এটা বিক্ৰিয়কৰ ঘনত্ব স্থিৰ ৰাখি আন বিক্ৰিয়কৰ ঘনত্ব সলনি কৰি বা দুয়োটা বিক্ৰিয়কৰ ঘনত্ব সলনি কৰি। তলৰ ফলাফলবোৰ পোৱা যায় (তালিকা ৪.২)।

তালিকা ৪.২: $\mathrm{NO} _{2}$ ৰ গঠনৰ প্ৰাৰম্ভিক হাৰ

ফলাফলবোৰ চালে স্পষ্ট যে যেতিয়া $\mathrm{NO}$ ৰ ঘনত্ব দুগুণ কৰা হয় আৰু $\mathrm{O_2}$ ৰ ঘনত্ব স্থিৰ ৰখা হয় তেতিয়া প্ৰাৰম্ভিক হাৰ ০.০৯৬ ৰ পৰা $0.384 \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1} \mathrm{~s}^{-1}$ লৈ চাৰি গুণ বৃদ্ধি পায়। ই সূচায় যে হাৰে NO ৰ ঘনত্বৰ বৰ্গৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰে। যেতিয়া NO ৰ ঘনত্ব স্থিৰ ৰখা হয় আৰু $\mathrm{O_2}$ ৰ ঘনত্ব দুগুণ কৰা হয় হাৰটোও দুগুণ হয় ই সূচায় যে হাৰে $\mathrm{O_2}$ ৰ ঘনত্বৰ প্ৰথম শক্তিৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰে। সেয়েহে, এই বিক্ৰিয়াৰ বাবে হাৰ সমীকৰণ হ’ব

$$ \text { Rate }=k\left[\mathrm{NO}^{2}\left[\mathrm{O_2}\right]\right]. $$

এই হাৰ অভিব্যক্তিৰ ডিফাৰেন্সিয়েল ৰূপ দিয়া হয়

$$ -\frac{\mathrm{d}[\mathrm{R}]}{\mathrm{d} t}=k[\mathrm{NO}]^{2}\left[\mathrm{O_2}\right] $$

এতিয়া, আমি লক্ষ্য কৰোঁ যে পৰীক্ষামূলক তথ্যৰ পৰা উদ্ভূত হাৰ সমীকৰণত এই বিক্ৰিয়াৰ বাবে, ঘনত্ব পদবোৰৰ ঘাতবোৰ সাম্যাৱস্থা ৰাসায়নিক সমীকৰণত থকা তেওঁলোকৰ ষ্টইকিয়’মেট্ৰিক সহগৰ সৈতে একে।

আন কিছুমান উদাহৰণ তলত দিয়া হ’ল: বিক্ৰিয়া পৰীক্ষামূলক হাৰ অভিব্যক্তি

বিক্ৰিয়া

১. $\mathrm{CHCl_3}+\mathrm{Cl_2} \rightarrow \mathrm{CCl_4}+\mathrm{HCl}$

পৰীক্ষামূলক হাৰ অভিব্যক্তি

২. $\mathrm{CH_3} \mathrm{COOC_2} \mathrm{H_5}+\mathrm{H_2} \mathrm{O} \rightarrow \mathrm{CH_3} \mathrm{COOH}+\mathrm{C_2} \mathrm{H_5} \mathrm{OH}$ হাৰ $=k\left[\mathrm{CH_3} \mathrm{COOC_2} \mathrm{H_5}\right]^{1}\left[\mathrm{H_2} \mathrm{O}\right]^{0}$

এই বিক্ৰিয়াবোৰত, ঘনত্ব পদবোৰৰ ঘাতবোৰ তেওঁলোকৰ ষ্টইকিয়’মেট্ৰিক সহগৰ সৈতে একে নহয়। এনেদৰে, আমি ক’ব পাৰোঁ যে:

কোনো বিক্ৰিয়াৰ হাৰ বিধি কেৱল সাম্যাৱস্থা ৰাসায়নিক সমীকৰণ চাই অৰ্থাৎ তাত্ত্বিকভাৱে ভৱিষ্যতবাণী কৰিব নোৱাৰি, কিন্তু পৰীক্ষামূলকভাৱে নিৰ্ধাৰণ কৰিব লাগিব।

৪.২.৩ বিক্ৰিয়াৰ ক্ৰম

হাৰ সমীকৰণত (৪.৪) বিক্ৰিয়া
$$ \text { Rate } =k[A]^{\mathrm{x}}[\mathrm{B}]^{\mathrm{y}} $$

$\mathrm{x}$ আৰু $\mathrm{y}$ ৱে হাৰে A আৰু B ৰ ঘনত্বৰ পৰিৱৰ্তনৰ প্ৰতি কিমান সংবেদনশীল সেইটো সূচায়। এই ঘাতবোৰৰ যোগফল, অৰ্থাৎ (৪.৪) ত $x+y$ ৱে বিক্ৰিয়াৰ সামগ্ৰিক ক্ৰম দিয়ে আনহাতে $\mathrm{x}$ আৰু $\mathrm{y}$ ৱে ক্ৰমে $\mathrm{A}$ আৰু $\mathrm{B}$ বিক্ৰিয়কৰ সৈতে জড়িত ক্ৰম প্ৰতিনিধিত্ব কৰে।

সেয়েহে, হাৰ বিধি অভিব্যক্তিত বিক্ৰিয়কৰ ঘনত্বৰ শক্তিৰ যোগফলক সেই ৰাসায়নিক বিক্ৰিয়াৰ ক্ৰম বোলে।

বিক্ৰিয়াৰ ক্ৰম $0,1,2,3$ আৰু এটা ভগ্নাংশও হ’ব পাৰে। শূন্য ক্ৰমৰ বিক্ৰিয়াৰ অৰ্থ হৈছে বিক্ৰিয়াৰ হাৰে বিক্ৰিয়কৰ ঘনত্বৰ পৰা স্বাধীন।

উদাহৰণ ৪.৩ এটা বিক্ৰিয়াৰ সামগ্ৰিক ক্ৰম গণনা কৰক যাৰ হাৰ অভিব্যক্তি আছে

(ক) হাৰ $=k[\mathrm{~A}]^{1 / 2}[\mathrm{~B}]^{3 / 2}$

(খ) হাৰ $=k[\mathrm{~A}]^{3 / 2}[\mathrm{~B}]^{-1}$

সমাধান (ক) হাৰ $=k[\mathrm{~A}]^{\mathrm{x}}[\mathrm{B}]^{\mathrm{y}}$

ক্ৰম $=\mathrm{x}+\mathrm{y}$

সেয়েহে ক্ৰম $=1 / 2+3 / 2=2$, অৰ্থাৎ দ্বিতীয় ক্ৰম

(খ) ক্ৰম $=3 / 2+(-1)=1 / 2$, অৰ্থাৎ অৰ্ধ ক্ৰম।

এটা সাম্যাৱস্থা ৰাসায়নিক সমীকৰণে কেতিয়াও আমাক বিক্ৰিয়া কেনেকৈ সংঘটিত হয় তাৰ সঠিক চিত্ৰ দিয়া নাই কাৰণ কদাচিত এটা বিক্ৰিয়া এটা ধাপত সম্পূৰ্ণ হয়। এটা ধাপত সংঘটিত হোৱা বিক্ৰিয়াবোৰক প্ৰাথমিক বিক্ৰিয়া বোলে। যেতিয়া প্ৰাথমিক বিক্ৰিয়াৰ এটা ক্ৰম (যাক ক্ৰিয়া প্ৰণালী বোলে) আমাক উৎপাদ দিয়ে, তেতিয়া বিক্ৰিয়াবোৰক জটিল বিক্ৰিয়া বোলে। এইবোৰ ক্ৰমিক বিক্ৰিয়া হ’ব পাৰে (উদাহৰণস্বৰূপে, ইথেনৰ $\mathrm{CO_2}$ আৰু $\mathrm{H_2} \mathrm{O}$ লৈ জাৰণৰ মাজেৰে যোৱা মধ্যৱৰ্তী ধাপৰ এটা শৃংখলা য’ত এলকহল, এলডিহাইড আৰু এচিড গঠন হয়), বিপৰীত বিক্ৰিয়া আৰু পাৰ্শ্ব বিক্ৰিয়া (উদাহৰণস্বৰূপে, ফেনলৰ নাইট্ৰেচনে $o$-নাইট্ৰ’ফেনল আৰু $p$-নাইট্ৰ’ফেনল উৎপন্ন কৰে)।

হাৰ ধ্ৰুৱকৰ একক সাধাৰণ বিক্ৰিয়াৰ বাবে $$ \begin{aligned} & \mathrm{aA}+\mathrm{bB} \rightarrow \mathrm{cC}+\mathrm{dD} \\ & \text { Rate }=k[\mathrm{~A}]^{\mathrm{x}}[\mathrm{B}]^{\mathrm{y}} \end{aligned} $$

য’ত $\mathrm{x}+\mathrm{y}=\mathrm{n}=$ বিক্ৰিয়াৰ ক্ৰম

$$ \begin{aligned} k & =\frac{\text { Rate }}{[\mathrm{A}]^{\mathrm{x}}[\mathrm{B}]^{y}} \\ & \left.=\frac{\text { concentration }}{\text { time }} \times \frac{1}{(\text { concentration })^{\mathrm{n}}} \quad \text { where }[\mathrm{A}]=[\mathrm{B}]\right. \end{aligned} $$

ঘনত্বৰ SI একক, mol L–1 আৰু সময়, s লৈ, বিভিন্ন বিক্ৰিয়া ক্ৰমৰ বাবে k ৰ একক তালিকা ৪.৩ ত তালিকাভুক্ত কৰা হৈছে

তালিকা ৪.৩: হাৰ ধ্ৰুৱকৰ একক

উদাহৰণ ৩.৪ প্ৰতিটো হাৰ ধ্ৰুৱকৰ পৰা বিক্ৰিয়াৰ ক্ৰম চিনাক্ত কৰক।

(i) $k=2.3 \times 10^{-5} \mathrm{~L} \mathrm{~mol}^{-1} \mathrm{~s}^{-1}$

(ii) $k=3 \times 10^{-4} \mathrm{~s}^{-1}$

সমাধান

(i) দ্বিতীয় ক্ৰম হাৰ ধ্ৰুৱকৰ একক হৈছে $\mathrm{L} \mathrm{mol}^{-1} \mathrm{~s}^{-1}$, সেয়েহে $k=2.3 \times 10^{-5} \mathrm{~L} \mathrm{~mol}^{-1} \mathrm{~s}^{-1}$ ৱে দ্বিতীয় ক্ৰমৰ বিক্ৰিয়া প্ৰতিনিধিত্ব কৰে।

(ii) প্ৰথম ক্ৰম হাৰ ধ্ৰুৱকৰ একক হৈছে $\mathrm{s}^{-1}$ সেয়েহে $k=3 \times 10^{-4} \mathrm{~s}^{-1}$ ৱে প্ৰথম ক্ৰমৰ বিক্ৰিয়া প্ৰতিনিধিত্ব কৰে।

৪.২.৪ বিক্ৰিয়াৰ আণৱিকতা

বিক্ৰিয়াৰ আন এটা ধৰ্ম যাক আণৱিকতা বোলে ইয়াৰ ক্ৰিয়া প্ৰণালী বুজিবলৈ সহায় কৰে। প্ৰাথমিক বিক্ৰিয়াত জড়িত বিক্ৰিয়াশীল প্ৰজাতিৰ (পৰমাণু, আয়ন বা অণু) সংখ্যাক বিক্ৰিয়াৰ আণৱিকতা বোলে, যিবোৰে একেলগে সংঘৰ্ষ কৰিব লাগিব যাতে ৰাসায়নিক বিক্ৰিয়া ঘটিব পাৰে। বিক্ৰিয়াটো এক আণৱিক হ’ব পাৰে যেতিয়া এটা বিক্ৰিয়াশীল প্ৰজাতি জড়িত হয়, উদাহৰণস্বৰূপে, এম’নিয়াম নাইট্ৰাইটৰ বিয়োজন।

$ \mathrm{NH_4} \mathrm{NO_2} \rightarrow \mathrm{N_2}+2 \mathrm{H_2} \mathrm{O} $ দ্বি-আণৱিক বিক্ৰিয়াই দুটা প্ৰজাতিৰ মাজৰ একেলগে সংঘৰ্ষক জড়িত কৰে, উদাহৰণস্বৰূপে, হাইড্ৰ’জেন আয়’ডাইডৰ বিয়োজন।

$ 2 \mathrm{HI} \rightarrow \mathrm{H_2}+\mathrm{I_2} $ Trimolecular or termolecular reactions involve simultaneous collision between three reacting species, for example, $2 \mathrm{NO}+\mathrm{O_2} \rightarrow 2 \mathrm{NO_2}$

সম্ভাৱনা যে তিনিটাতকৈ অধিক অণুৱে একেলগে সংঘৰ্ষ কৰিব পাৰে আৰু বিক্ৰিয়া কৰিব পাৰে সেয়া অতি কম। সেয়েহে, আণৱিকতা তিনিটা থকা বিক্ৰিয়াবোৰ অতি বিৰল আৰু মন্থৰভাৱে আগবাঢ়ে।

সেয়েহে, স্পষ্ট যে ষ্টইকিয়’মেট্ৰিক সমীকৰণত তিনিটাতকৈ অধিক অণু জড়িত জটিল বিক্ৰিয়াবোৰ একাধিক ধাপত সংঘটিত হ’ব লাগিব।

$$ \mathrm{KClO_3}+6 \mathrm{FeSO_4}+3 \mathrm{H_2} \mathrm{SO_4} \rightarrow \mathrm{KCl}+3 \mathrm{Fe_2}\left(\mathrm{SO_4}\right)_{3}+3 \mathrm{H_2} \mathrm{O} $$

এই বিক্ৰিয়াটো যিটো আপাতদৃষ্টিত দশম ক্ৰমৰ যেন লাগে সেয়া প্ৰকৃততে দ্বিতীয় ক্ৰমৰ বিক্ৰিয়া। ই দেখুৱায় যে এই বিক্ৰিয়াটো কেইবাটাও ধাপত সংঘটিত হয়। কোনটো ধাপে সামগ্ৰিক বিক্ৰিয়াৰ হাৰ নিয়ন্ত্ৰণ কৰে? প্ৰশ্নটোৰ উত্তৰ দিব পাৰি যদি আমি বিক্ৰিয়াৰ ক্ৰিয়া প্ৰণালীৰ মাজেৰে যাওঁ, উদাহৰণস্বৰূপে, দলটোৰ দ্বাৰা ৰিলেৰ দৌৰ প্ৰতিযোগিতা জিকাৰ সম্ভাৱনা দলটোৰ আটাইতকৈ মন্থৰ ব্যক্তিৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰে। একেদৰে, বিক্ৰিয়াৰ সামগ্ৰিক হাৰক বিক্ৰিয়া