রসায়ন • রসায়ন ও শক্তি (Chemistry and Energy)

রসায়ন প্রশ্ন

একটি পরীক্ষাগারে দুটি বিক্রিয়া সম্পর্কে নিচের বিক্রিয়া ও বন্ধন শক্তির তথ্য দেওয়া হলো:

বিক্রিয়া A: H2+Cl2→2HClH_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl
বিক্রিয়া B: N2+3H2→2NH3N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3

বন্ধন শক্তি (kJ/mol): H-H = 436, Cl-Cl = 244, H-Cl = 431, N≡N = 946, N-H = 391।

  1. ক)

    বন্ধন শক্তি কাকে বলে?

    (1)
  2. খ)

    রাসায়নিক বিক্রিয়ায় বিক্রিয়কের বন্ধন ভাঙতে শক্তি দিতে হয় কিন্তু উৎপাদের বন্ধন তৈরি হলে শক্তি নির্গত হয় কেন? ব্যাখ্যা করো।

    (2)
  3. গ)

    বন্ধন শক্তি ব্যবহার করে বিক্রিয়া A এর ΔH\Delta H নির্ণয় করো।

    (3)
  4. ঘ)

    বিক্রিয়া B এর ΔH\Delta H নির্ণয় করো। 1 মোল হাইড্রোজেন (H2H_2) খরচ হলে কোন বিক্রিয়ায় বেশি তাপ নির্গত হবে তা গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করো।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর কোনো যৌগের যেকোনো দুটি পরমাণুর মধ্যকার বন্ধন ভেঙে পরমাণু দুটিকে আলাদা করতে যে শক্তি দিতে হয় অথবা পরমাণু দুটির মধ্যে বন্ধন তৈরি হলে যে শক্তি নির্গত হয় তাকে বন্ধন শক্তি বলে।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর বন্ধনে আবদ্ধ পরমাণুগুলো পরস্পরকে আকর্ষণ শক্তির মাধ্যমে ধরে রাখে। এই আকর্ষণ অতিক্রম করে পরমাণুগুলোকে আলাদা করতে বাইরে থেকে শক্তি দিতে হয়, তাই বন্ধন ভাঙতে শক্তি লাগে। আবার আলাদা পরমাণু যখন পরস্পর বন্ধনে যুক্ত হয়, তখন সেই আকর্ষণ শক্তিটুকু মুক্ত হয়ে বাইরে নির্গত হয়। রাসায়নিক বিক্রিয়ায় বিক্রিয়কের বন্ধন ভেঙে উৎপাদে নতুন বন্ধন তৈরি হয় বলে একই সাথে শক্তি শোষিত ও নির্গত হয়।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর বিক্রিয়া A: H2+Cl2→2HClH_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl

    বিক্রিয়কের বন্ধন ভাঙতে প্রয়োজনীয় শক্তি (B1B_1) = H-H + Cl-Cl = (436+244)(436 + 244) kJ =680= 680 kJ

    উৎপাদের বন্ধন তৈরিতে নির্গত শক্তি (B2B_2) = 2×2 \times H-Cl = 2×431=8622 \times 431 = 862 kJ

    ΔH=B1−B2=(680−862)\Delta H = B_1 - B_2 = (680 - 862) kJ =−182= -182 kJ

    অতএব বিক্রিয়া A এর ΔH=−182\Delta H = -182 kJ। ঋণাত্মক হওয়ায় বিক্রিয়াটি তাপোৎপাদী।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর বিক্রিয়া B: N2+3H2→2NH3N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3

    বিক্রিয়কের বন্ধন ভাঙতে শক্তি (B1B_1) = 946+3×436=946+1308=2254946 + 3 \times 436 = 946 + 1308 = 2254 kJ

    NH3NH_3 অণুতে 3টি N-H বন্ধন থাকে, তাই 2 মোল NH3NH_3 এ 6 মোল N-H বন্ধন। উৎপাদের বন্ধন তৈরিতে নির্গত শক্তি (B2B_2) = 6×391=23466 \times 391 = 2346 kJ

    ΔH=(2254−2346)\Delta H = (2254 - 2346) kJ =−92= -92 kJ

    বিক্রিয়া B ও তাপোৎপাদী।

    বিক্রিয়া A তে 1 মোল H2H_2 খরচ হলে নির্গত তাপ = 182 kJ।
    বিক্রিয়া B তে 3 মোল H2H_2 খরচ হলে নির্গত তাপ = 92 kJ। সুতরাং 1 মোল H2H_2 খরচে নির্গত তাপ = 923≈30.67\dfrac{92}{3} \approx 30.67 kJ।

    182>30.67182 > 30.67 হওয়ায় 1 মোল H2H_2 খরচের ক্ষেত্রে বিক্রিয়া A তে অনেক বেশি তাপ নির্গত হবে।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও