বাস্তব ক্ষেত্রে সংঘটিত কয়েকটি রাসায়নিক বিক্রিয়া
মিথেন গ্যাস বা প্রাকৃতিক গ্যাসকে পুড়িয়ে বা দহন করে যে তাপ পাওয়া যায় তা রান্নাসহ অন্যান্য কাজে ব্যবহার করা হয় (সনাতন পদ্ধতিতে কোন যৌগের সাথে অক্সিজেন বা ঋনাত্বক অংশের সংযোগকে জারণ বলা হয়) ।
একইভাবে কার্বন, সালফার, হাইড্রোজেন এবং ম্যাগনেশিয়ামকে দহন করলে তাদের অক্সাইড উৎপন্ন হয় ।
প্রশমন বিক্রিয়া পরীক্ষার মাধ্যমে প্রদর্শন
এসিড ও ক্ষারের জলীয় দ্রবণকে একত্রে মিশ্রিত করলে লবণ ও পানি উৎপন্ন হয় ।
এসিড + ক্ষার লবণ + পানি
রাসায়নিক পরিবর্তন বা রাসায়নিক বিক্রিয়ার শ্রেনীবিভাগ
দুই বা ততোধিক যৌগ বা মৌল একত্রে যুক্ত হয়ে নতুন যৌগ উৎপন্ন হওয়ার প্রক্রিয়ার নাম সংযোজন বিক্রিয়া ।
সংযোজন বিক্রিয়ায় দুই বা ততোধিক মৌলিক পদার্থ একত্রে যুক্ত হয়ে নতুন যৌগ উৎপন্ন হলে, একে সংশ্লেষণ (synthesis) বিক্রিয়া বলে ।
বাস্তব ক্ষেত্রে সংঘটিত কয়েকটি রাসায়নিক বিক্রিয়া
জিংক সালফিউরিক এসিডের সাথে বিক্রিয়া করে জিংক সালফেট ও হাইড্রোজেন গ্যাস উৎপন্ন করে । বিক্রিয়ায় অধিক সক্রিয় জিংক ধাতু কম সক্রিয় হাইড্রোজেনকে প্রতিস্থাপন করে (সক্রিয়তার তুলনার জন্য খনিজসম্পদ(ধাতু/অধাতু) অধ্যায় দেখ )।
খাদ্য
আমাদের শরীরে খাদ্য থেকে শক্তি উৎপন্ন হয় রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে । শর্করাজাতীয় খাদ্য ; স্টার্চ (ভাত, রুটি ) , চিনি , গ্লুকোজ ইত্যাদি বায়ু থেকে গ্রহন করা অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে কার্বন-ডাই-অক্সাইড, পানি ও শক্তি উৎপন্ন করে । মানুষের শরীরে সংঘটিত এই প্রক্রিয়াকে শ্বসন (Respiration) বলে । অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়ার পূর্বে স্টার্চ ও চিনি বিশ্লেষিত হয়ে গ্লুকোজ ও ফ্রুক্টোজে পরিণত হয় ।
শর্করা জাতীয় খাদ্য + অক্সিজেন
কার্বন-ডাই-অক্সাইড + পানি + শক্তি
বিপাক
মানবদেহের বিপাক ক্রিয়ায় যে সকল ব্যক্তির পাকস্থলিতে অতিরিক্ত হাইড্রোজেন ক্লোরাইড গ্যাস (HCl) উৎপন্ন হয় তারা ডাক্তারের সাজেশন অনুযায়ী এন্টাসিড জাতীয় ঔষধ সেবন করেন । এন্টাসিড জাতীয় ঔষধে ধাতব হাইড্রোক্সাইড থাকে যা ক্ষারধর্মী এবং হাইড্রোজেন ক্লোরাইড গ্যাস (HCl) এসিডধর্মী । ক্ষারধর্মী এন্টাসিড এসিডধর্মী হাইড্রোজেন ক্লোরাইড (HCl) গ্যাসকে প্রশমন বিক্রিয়ার মাধ্যমে প্রশমিত করে ।
বিক্রিয়ার হার
প্রতি একক সময়ে কোন একটি বিক্রিয়াপাত্রে যে পরিমাণে উৎপাদের ঘনমাত্রা বৃদ্ধি পায় বা বিক্রিয়কের ঘনমাত্রা হ্রাস পায় তাকে বিক্রিয়ার হার বা গতিবেগ বলে । বিক্রিয়কের এবং উৎপাদের ঘনমাত্রাকে । অতএব বিক্রিয়ার হারের একক হবে
।
বিক্রিয়ায় তাপের প্রভাব
যে সকল উভমুখী বিক্রিয়ায় তাপের পরিবর্তন হয় সে সকল বিক্রিয়ার সাম্যবস্থার উপর তাপের প্রভাব থাকে । যেমন ,
উভমুখী বিক্রিয়াটির সম্মুখমুখী অংশটি তাপউৎপাদী এবং বিপরীত বিক্রিয়াটি তাপহারী । এই বিক্রিয়ার সাম্যবস্থায় তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে বিক্রিয়ার সাম্যবস্থা বাম দিকে অগ্রসর হয়ে বিক্রিয়কের পরিমাণ বৃদ্ধি করবে । অর্থাৎ তাপহারী বিক্রিয়া বৃদ্ধির মাধ্যমে তাপ বৃদ্ধিজনিত ফলাফল প্রশমিত করবে । একইভাবে বিক্রিয়ার সাম্যবস্থায় তাপমাত্রা হ্রাস করলে সাম্যবস্থা ডান দিকে অগ্রসর হবে । অর্থাৎ তাপউৎপাদী বিক্রিয়া বৃদ্ধি পাবে । যে সকল উভমুখী বিক্রিয়ায় তাপের পরিবর্তন হয় না সে সকল বিক্রিয়ার সাম্যবস্থার উপর তাপের প্রভাব নেই ।
আর্দ্রবিশ্লেষন বিক্রিয়া
পানির অণুতে ধনাত্মক হাইড্রোজেন আয়ন () ও ঋণাত্মক হাইড্রোক্সিল আয়ন (
) থাকে। কোনো যৌগের দুই অংশ পানির বিপরীত আধানবিশিষ্ট দুই অংশের সাথে যুক্ত হয়ে নতুন যৌগ উৎপন্ন করে। এই বিক্রিয়াকে আর্দ্রবিশ্লেষন বিক্রিয়া বলে। আর্দ্রবিশ্লেষন বিক্রিয়া, দ্বি-প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ার অনুরূপ (অধঃক্ষেপণ বিক্রিয়ায় আলোচিত)। তবে এই বিক্রিয়ায় পানি অংশগ্রহণ করায় একে আর্দ্রবিশ্লেষন বলে এবং বিক্রিয়ায় কোনো ইলেকট্রনের স্থানান্তর ঘটে না। অ্যালুমিনিয়াম ক্লোরাইড পানির সাথে বিক্রিয়া করে অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইড ও হাইড্রোক্লোরিক এসিড উৎপন্ন করে। এখানে অ্যালুমিনিয়াম ক্লোরাইডের অ্যালুমিনিয়াম আয়ন (
) পানির হাইড্রোক্সিল আয়নের (
) সাথে এবং ক্লোরাইড আয়ন (
) পানির হাইড্রোজেন আয়নের (
) সাথে যুক্ত হয়। বিক্রিয়ায় উৎপন্ন অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইড পানিতে অদ্রবণীয়, তাই উৎপাদটি অধঃক্ষেপ হিসেবে বিক্রিয়াপাত্রের তলদেশে জমা হয়।
প্রশমন বিক্রিয়া
প্রশমন বিক্রিয়া : এই বিক্রিয়াকে এসিড-ক্ষার বিক্রিয়া বলা হয়। এসিডের জলীয় দ্রবণের কয়েকটি বিশেষ বৈশিষ্ট্য থাকে। যেমন, এই দ্রবণে ভেজা লাল লিটমাস কাগজ প্রবেশ করালে নীলবর্ণে পরিণত হয়। দ্রবণের pH 7 -এর কম থাকে। অনুরূপভাবে ক্ষারের জলীয় দ্রবণের কয়েকটি বিশেষ বৈশিষ্ট্য থাকে। যেমন, এই দ্রবণে ভেজা নীল লিটমাস কাগজ প্রবেশ করালে লালবর্ণে পরিণত হয়। দ্রবণের pH 7-এর বেশি থাকে। এসিড ও ক্ষারের জলীয় দ্রবণকে একত্রে মিশ্রিত করলে লবণ ও পানি উৎপন্ন হয়।
এসিড + ক্ষার লবণ + পানি
জলীয় দ্রবণে এসিড ও ক্ষার বিক্রিয়া করে লবণ ও পানি উৎপন্ন হওয়ার সময় দ্রবণের pH 7 -এর নিকটবর্তী হয়। প্রশমন বিক্রিয়া সম্পূর্ণ হলে pH -এর মান 7 হয়।
মরিচা
আয়রনের (লোহা) তৈরি দ্রব্যকে বায়ুতে মুক্ত অবস্থায় রেখে দিলে অক্সিজেন ও জলীয়বাষ্পের সাথে বিক্রিয়ায় অংশগ্রহন করে । আয়রন বায়ুর জলীয়বাষ্পের সাথে বিক্রিয়া করে আয়রনের অক্সাইড (মরিচা) উৎপন্ন করে । মরিচার রাসায়নিক সংকেত । মরিচার প্রতি অণুতে যুক্ত পানির অণুর সংখ্যা অজ্ঞাত । তাই যুক্ত পানির অণুর সংখ্যাকে n দ্বারা প্রকাশ করা হয় । মরিচার সংকেতকে
হিসেবেও প্রকাশ করা হয় ।
ভৌত পরিবর্তন
বরফকে বায়ুতে মুক্ত অবস্থায় রেখে দিলে পরিবেশ থেকে তাপ শোষণ করে তরল পানিতে পরিণত হয় এবং তরল পানিকে ১০০ তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করলে জলীয়বাষ্প উৎপন্ন হয়। বরফ, তরল পানি এবং জলীয়বাষ্পের রাসায়নিক সংকেত
। প্রত্যেকটি উপাদানে হাইড্রোজেন ও অক্সিজেনের শতকরা সংযুতি অভিন্ন। পদার্থের এই পরিবর্তনকে ভৌত পরিবর্তন বলে ।
মোম
মোমের প্রধান উপাদান বিভিন্ন হাইড্রোকার্বনের মিশ্রণ। মোম জ্বালালে তার কিছু অংশ শুধু ভৌত পরিবর্তনের মাধ্যমে গলে কঠিন অবস্থা থেকে তরল অবস্থায় রূপান্তরিত হয় এবং ঠাণ্ডা হয়ে পুনরায় কঠিন অবস্থায় পরিণত হয়। একইসাথে মোমের কিছু অংশ অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে কার্বন-ডাই:-অক্সাইড ও জলীয়বাষ্প উৎপন্ন করে। অর্থাৎ মোম জ্বালানোর সময় ভৌত পরিবর্তন এবং রাসায়নিক বিক্রিয়া উভয় পরিবর্তন সংঘটিত হয়। মোমকে জ্বালালে হাইড্রোকার্বনের কার্বন ও হাইড্রোজেন বায়ুর অক্সিজেনের সাথে যুক্ত হয়ে কার্বন-ডাই-অক্সাইড ও জলীয়বাষ্প উৎপন্ন করে। মোম জ্বালালে যেহেতু নতুন পদার্থের সৃষ্টি হয় তাই এই পরিবর্তন একটি রাসায়নিক পরিবর্তন বা রাসায়নিক বিক্রিয়া। রাসায়নিক পরিবর্তনে পদার্থের পরমাণুসমূহের মধ্যবর্তী বন্ধন ভেঙে নতুন বন্ধন গঠিত হয়। পরমাণুসমূহের মধ্যবর্তী বন্ধন ভাঙা ও নতুন বন্ধন গঠিত হওয়ায় তাপশক্তির পরিবর্তন হয়।
রাসায়নিক বিক্রিয়াটি নিম্নরূপ :
একমুখী বিক্রিয়া
একমুখী বিক্রিয়ায় শুধুমাত্র বিক্রিয়ক পদার্থ বা পদার্থসমূহ উৎপন্ন পদার্থে পরিণত হয়। বিক্রিয়ায় উৎপন্ন একাধিক উৎপাদের মধ্যে যে কোনো একটি উৎপাদকে বিক্রিয়া মাধ্যম থেকে অপসারণ করা হলে উৎপন্ন পদার্থসমূহ বিক্রিয়া করে বিক্রিয়কে পরিণত হতে পারে না। একমুখী বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে বিক্রিয়ক ও উৎপাদের মধ্যে একমুখী তীর চিহ্ন (→ ) ব্যবহার করে বিক্রিয়ার সমীকরণ উপস্থাপন করা হয়।
চুনাপাথর (ক্যালসিয়াম কার্বনেট; ) কে উচ্চতাপে উত্তপ্ত করলে চুনাপাথর বিযোজিত হয়ে চুন (ক্যালসিয়াম অক্সাইড;
) ও কার্বন-ডাই-অক্সাইড উৎপন্ন করে। খোলা পাত্রে সংঘটিত এই বিক্রিয়া একমুখী হয়।
বিক্রিয়ায় উৎপন্ন পদার্থ কঠিন ক্যালসিয়াম অক্সাইড ও গ্যাসীয় কার্বন-ডাই-অক্সাইড। খোলা পাত্রে এই বিক্রিয়া সম্পন্ন করা হলে গ্যাসীয় উৎপাদ কার্বন-ডাই-অক্সাইড বিক্রিয়াপাত্র থেকে অপসারিত হয়। ফলে ক্যালসিয়াম অক্সাইড () ও কার্বন-ডাই-অক্সাইড বিক্রিয়া করে ক্যালসিয়াম কার্বনেট (
) উৎপন্ন করতে পারে না; অর্থাৎ বিপরীত বিক্রিয়া সম্পন্ন করে না।
উভমুখী বিক্রিয়া
উভমুখী বিক্রিয়ায় বিক্রিয়ক পদার্থসমূহ বিক্রিয়া করে উৎপাদে পরিণত হয়, একইসাথে উৎপন্ন পদার্থসমূহ বিক্রিয়া করে পুনরায় বিক্রিয়কে পরিণত হয়। উভমূখী বিক্রিয়ায় একইসাথে দুটি বিক্রিয়া চলমান থাকে। একটি বিক্রিয়ায় বিক্রিয়কসমূহ বিক্রিয়া করে উৎপাদে পরিণত হয়। একে সম্মুখমুখী বিক্রিয়া বলে। অপরটি বিক্রিয়ায় উৎপন্ন পদার্থসমূহ বিক্রিয়া করে বিক্রিয়কে পরিণত হয়। একে বিপরীতমুখী বিক্রিয়া বলে ।বিপরীতমুখী বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে মূল বিক্রিয়ায় উৎপন্ন পদার্থ বিক্রিয়ক হিসেবে ক্রিয়া করে। উভমুখী বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে বিক্রিয়ক ও উৎপাদের মধ্যে উভমুখী তীর চিহ্ন ( ) ব্যবহার করে বিক্রিয়ার সমীকরণ উপস্থাপন করা হয়।
অজৈব এসিডের ( ) উপস্থিতিতে ইথানল ও জৈব এসিড বিক্রিয়া করে এস্টার উৎপন্ন করে। এটি একটি উভমুখী বিক্রিয়া। এই বিক্রিয়ার উৎপন্ন এস্টার ভেঙে ইথানল ও জৈব এসিডে পরিণত হয়।
জারক ও বিজারক
জারণ-বিজারণ বিক্রিয়ার সময় সাধারণত একটি বিক্রিয়ক ইলেকট্রন গ্রহণ করে এবং অপর বিক্রিয়ক ইলেকট্রন বর্জন করে। যে বিক্রিয়ক ইলেকট্রন গ্রহণ করে তাকে জারক (Oxidant) এবং যে বিক্রিয়ক ইলেকট্রন বর্জন করে তাকে বিজারক (Reductant) বলে। ধাতব জিংক (দস্তা) কপার সালফেটের সাথে বিক্রিয়া করে জিংক সালফেট ও কপার ধাতু উৎপন্ন হয়। এটি একটি জারণ-বিজারণ বিক্রিয়া। জারণ-বিজারণ বিক্রিয়ার দুটি অংশ- জারণ ও বিজারণ।
বিক্রিয়ার আয়নিক রূপ :
জারণ ও বিজারণ
জারণ-বিজারণ বিক্রিয়ার সময় বিক্রিয়ক থেকে ইলেকট্রন বর্জন বা অপসারণ প্রক্রিয়াকে জারণ বলে। উপরের বিক্রিয়ায় বিক্রিয়কে -এর জারণ সংখ্যা শূন্য (০) এবং উৎপাদ
এ
-এর জারণ সংখ্যা +২। অর্থাৎ বিক্রিয়ায়
দুটি ইলেকট্রন অপসারণ করে জারিত হয় এবং
-এ পরিণত হয়। বিক্রিয়ার জারণ অংশকে নিম্নের সমীকরণের সাহায্যে উপস্থাপন করা হয়।
জারণ-বিজারণ বিক্রিয়ার সময় বিক্রিয়ক কর্তৃক ইলেকট্রন গ্রহণ প্রক্রিয়াকে বিজারণ বলে। উপরের বিক্রিয়ায় বিক্রিয়ক এ
-এর জারণ সংখ্যা +২ এবং উৎপাদে
-এর জারণ সংখ্যা শূন্য
(০)। অর্থাৎ বিক্রিয়ায় দুটি ইলেকট্রন গ্রহণ করে বিজারিত হয় এবং
-এ পরিণত হয়। বিক্রিয়ার বিজারণ অংশকে নিম্নের সমীকরণের সাহায্যে উপস্থাপন করা হয়।
প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া
কোনো যৌগের একটি মৌল বা যৌগমূলককে অপর কোনো মৌল বা যৌগমূলক দ্বারা প্রতিস্থাপন করে নতুন যৌগ উৎপন্ন করার প্রক্রিয়ার নাম প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া। সাধারণত অধিক সক্রিয় মৌল বা মূলক দ্বারা কম সক্রিয় মৌল বা মূলক প্রতিস্থাপিত হয়। জিংক সালফিউরিক এসিডের সাথে বিক্রিয়া করে জিংক সালফেট ও হাইড্রোজেন গ্যাস উৎপন্ন করে । বিক্রিয়ায় অধিক সক্রিয় জিংক ধাতু কম সক্রিয় হাইড্রোজেনকে প্রতিস্থাপন করে (সক্রিয়তার তুলনার জন্য খনিজসম্পদ(ধাতু/অধাতু) অধ্যায় দেখ )।
বিযোজন বিক্রিয়া
কোনো যৌগকে ভেঙ্গে একাধিক যৌগ বা মৌলে পরিণত করার প্রক্রিয়ার নাম বিযোজন বিক্রিয়া। ফসফরাস পেন্টাক্লোরাইডকে তাপে উত্তপ্ত করলে ফসফরাস ট্রাইক্লোরাইড ও ক্লোরিন উৎপন্ন হয়। এটি একটি উভমুখী বিক্রিয়া (সনাতন পদ্ধতিতে কোনো যৌগ থেকে ক্লোরিন বা ঋণাত্মক অংশের অপসারণকে বিজারণ বলা হয়)।
টলেন বিকারক
ক্ষারীয় সিলভার নাইট্রেট দ্রবণকে টলেন বিকারক বলে। টলেন বিকারক জলীয় দ্রবণে অ্যালডিহাইড শ্রেণির
জৈব যৌগের সাথে বিক্রিয়া করে কঠিন ধাতব সিলভার অধঃক্ষেপ হিসেবে বিক্রিয়াপাত্রের তলদেশে জমা হয়। এই বিক্রিয়ায় সিলভার নাইট্রেটের সিলভার আয়ন () একটি ইলেকট্রন গ্রহণ করে বিজারিত হয় এবং ধাতব সিলভার হিসেবে অধঃক্ষিপ্ত হয়।
সমাণুকরণ বিক্রিয়া
ইথানল ও ডাইমিথাইল ইথারের আনবিক সংকেত অভিন্ন কিন্তু তাদের ধর্ম ভিন্ন । ইথানল ও ডাইমিথাইল ইথার পরস্পরের সমানু । কোন রাসায়নিক বিক্রিয়ায় যৌগের পরমাণুসমূ্হের পুনর্বিন্যাসের মাধ্যমে একটি সমানু থেকে অপর একটি সমানু উৎপন্ন হলে তাকে সমানুকরণ বিক্রিয়া বলে । এই বিক্রিয়ায় একই অণুর মধ্যে পরমাণুসমূহ পূনর্বিন্যস্ত হয়, তাই এখানে ইলেকট্রনের স্থানান্তর সম্ভব নয় ।
আ্যমোনিয়াম সায়ানেট ও ইউরিয়া পরস্পরের সমানু । আ্যমোনিয়াম সায়ানেটকে উত্তপ্ত করলে তার সমানু ইউরিয়া উৎপন্ন হয় ।
পানিযোজন বিক্রিয়া
আয়নিক যৌগ কেলাস (Crystal lattice) গঠনের সময় এক বা একাধিক সংখ্যক পানির অণুর সাথে যুক্ত হয়। এই বিক্রিয়াকে পানিযোজন (hydration) বিক্রিয়া বলে। আয়নিক যৌগের সাথে যুক্ত পানিকে কেলাস পানি বা হাইড্রেটেড পানি বলে।
পলিমারকরণ বিক্রিয়া
উচ্চ তাপ ও চাপের প্রভাবে একই যৌগের অসংখ্য অনু পরস্পরের সাথে যুক্ত হয়ে বৃ্হৎ আণবিক ভরবিশিষ্ট নতুন যৌগের অণু গঠন করে । যে সকল ক্ষুদ্র অণু যুক্ত হয় তাদের প্রত্যেককে মনোমার এবং যে বৃ্হৎ নতুন অণু উৎপন্ন হয় তাকে পলিমার বলে । যে বিক্রিয়ায় অসংখ্য মনোমার থেকে পলিমার উৎপন্ন হয় তাকে পলিমারকরণ বিক্রিয়া বলে । উচ্চ তাপ ও চাপের প্রভাবে ভিনাইল ক্লোরাইড অসংখ্য অণু পরস্পরের সাথে যুক্ত হয়ে বৃ্হৎ আণবিক ভরবিশিষ্ট নতুন যৌগ পলিভিনাইল ক্লোরাইড(PVC) গঠন করে ।
