রাসায়নিক সাম্যাবস্থার সিমুলেটর (লা শাতেলিয়ে)
এই সিমুলেশনের সমীকরণ
| ΔH° | বিক্রিয়ার এনথালপি | ঋণাত্মক: অ্যামোনিয়া তৈরিতে তাপ বেরোয়, তাই তাপমাত্রা বাড়ালে সাম্য আবার N₂ ও H₂-এর দিকে সরে | |
|---|---|---|---|
| n | প্রতিটি গ্যাসের মোল | আঁকা অণুগুলো প্রতি মোলে কুড়িটি |
| p | প্রতিটি গ্যাসের আংশিক চাপ, bar | p = n R T ÷ V | |
|---|---|---|---|
| Q | বিক্রিয়া ভাগফল: মিশ্রণটি এখন যেমন, তার জন্য একই অনুপাত | K-এর নিচে বিক্রিয়া সামনে চলে, K-এর ওপরে পিছনে চলে, যতক্ষণ না Q = K হয় | |
| K_p | সাম্য ধ্রুবক | কেবল তাপমাত্রাই এটি ঠিক করে, পরিমাণ বা আয়তন নয় |
এখনকার মানগুলো দিয়ে:
| ΔS° | বিক্রিয়ার এনট্রপি | −198 J/(mol·K): চারটি গ্যাসের অণু থেকে দুটি হয় | |
|---|---|---|---|
| ΔG° | বিক্রিয়ার আদর্শ গিবস শক্তি | প্রায় 465 K-এর নিচে ঋণাত্মক, সেখানে অ্যামোনিয়াই সুবিধা পায় |
এখনকার মানগুলো দিয়ে:
| p_total | মোট চাপ | পাত্র চাপলে এটি বাড়ে, আর বিক্রিয়া কম অণু বানিয়ে জবাব দেয়: 4 থেকে 2 হয় |
|---|
এখনকার মানগুলো দিয়ে:
রাসায়নিক সাম্যাবস্থার সিমুলেটরটি কীভাবে ব্যবহার করবেন
- পাত্রটি শুরু করে এক মোল নাইট্রোজেন (নীল জোড়া) আর তিন মোল হাইড্রোজেন (সাদা জোড়া) নিয়ে। তারা অ্যামোনিয়ায় (একটি নীল আর তিনটি সাদা) বিক্রিয়া করে, যতক্ষণ না মিশ্রণটি সাম্যাবস্থায় পৌঁছায়, যেখানে অ্যামোনিয়া যত দ্রুত তৈরি হয় তত দ্রুতই ভেঙে পড়ে আর Q সমান K।
- তাকে এলোমেলো করে দিয়ে লা শাতেলিয়ের নীতি যেমন বলে তেমনভাবে তাকে ফিরে সরে যেতে দেখুন। পাত্রটি চেপে ধরুন আর চাপ বেড়ে যায়, তাই বিক্রিয়াটি আরও অ্যামোনিয়া বানায়, চারটি অণুকে দুটিতে বদলে। তা গরম করুন, আর অ্যামোনিয়া বানানো তাপ ছাড়ে বলে তা ফিরে নাইট্রোজেন আর হাইড্রোজেনের দিকে সরে যায়। একটি গ্যাস যোগ করুন, কিংবা অ্যামোনিয়াটি সরিয়ে দিন, আর মিশ্রণটি তা খরচ করতে বা আবার বানাতে সরে যায়।
- গল্পের অন্য অর্ধেকটি দেখতে প্রভাবকটি বন্ধ করে পাত্রটি ঠান্ডা করুন: কম তাপমাত্রায় সাম্যাবস্থা অ্যামোনিয়ার দিকেই ঝোঁকে, তবে বিক্রিয়াটি এতই ধীর যে তা প্রায় নড়েই না। লেখচিত্রটি আপনার বেছে নেওয়া আয়তনের জন্য তাপমাত্রার বিপরীতে অ্যামোনিয়ার সাম্যাবস্থার অংশটি দেখায়।
সাধারণ প্রশ্ন
রাসায়নিক সাম্যাবস্থা কী?
একটি উভমুখী বিক্রিয়া যে অবস্থায় থিতিয়ে যায়, যেখানে সামনের আর পিছনের বিক্রিয়া একই হারে চলে, তাই পরিমাণ আর বদলায় না, যদিও অণুগুলো দুই দিকেই বিক্রিয়া চালিয়ে যায়। N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃-তে তা পৌঁছায় যখন বিক্রিয়ার ভাগফল Q = p(NH₃)² ÷ (p(N₂) p(H₂)³) সাম্যাবস্থার ধ্রুবক K-র সমান হয়।
লা শাতেলিয়ের নীতি কী?
একটি সাম্যাবস্থা এলোমেলো হয়ে গেলে তা সেই দিকেই সরে যায়, যা ওই এলোমেলোটা কিছুটা পুষিয়ে দেয়। একটি বিকারক জুড়লে তা সামনে সরে গিয়ে কিছুটা খরচ করে দেয়; একটি উৎপাদ সরিয়ে নিলে তা সামনে সরে গিয়ে কিছুটা আবার বানায়; চাপ বাড়ালে যে দিকে গ্যাসের অণু কম সেই দিকই সুবিধা পায়; আর তাপমাত্রা বাড়ালে যে দিক তাপ শুষে নেয় সেই দিক সুবিধা পায়।
তাপ ফলন কমিয়ে দেয় তবু হেবার প্রক্রিয়া গরমে চলে কেন?
কারণ যে তাপমাত্রায় ফলন বেশি, সেখানে বিক্রিয়াটি বড় বেশি ধীর, প্রভাবক দিলেও। শিল্প একটি মাঝামাঝি পথ নেয়: প্রায় 450 °C, একটি লোহার প্রভাবক আর ফলন ফিরিয়ে আনতে 150 থেকে 300 বার চাপ, সঙ্গে অ্যামোনিয়াটি ঘনীভূত করে বের করে নিয়ে আর বিক্রিয়া-না-করা গ্যাস আবার ঘুরিয়ে দিয়ে। ওই শেষ ধাপটিই “NH₃ সরিয়ে দিন” বোতাম।
একটি প্রভাবক কি সাম্যাবস্থা বদলায়?
না। সে সামনের আর পিছনের বিক্রিয়াকে একই গুণকে দ্রুত করে, তাই মিশ্রণটি সাম্যাবস্থায় আগেই পৌঁছায়, তবে ঠিক একই গঠনেই। কেবল তাপমাত্রাই K বদলায়; চাপ আর পরিমাণ Q বদলায়, আর তারপর Q আবার K-র সমান হওয়া পর্যন্ত মিশ্রণটি সরে যায়।
বলছে WebGL বন্ধ আছে।
3D দৃশ্যটির জন্য WebGL দরকার, যা আজকের প্রতিটি ব্রাউজারেই আছে। ব্রাউজারের সেটিংসে হার্ডওয়্যার ত্বরণ বন্ধ থাকলে, কিংবা গ্রাফিক্সের ড্রাইভার খুব পুরোনো হলে তা বন্ধ হয়ে থাকতে পারে। হার্ডওয়্যার ত্বরণ চালু করুন, কিংবা অন্য একটি ব্রাউজার দিয়ে দেখুন।
কিছু কি আপলোড হয়?
না। সিমুলেশনটি আপনার নিজের ব্রাউজারই WebGL দিয়ে আঁকে; কিছুই কোথাও পাঠানো হয় না, আর পাতাটি একবার লোড হয়ে গেলে তা অফলাইনেও চলতে থাকে।