বিজ্ঞানী টিমটিম
আজ রাতের আকাশঢাকার আকাশে আজ রাতে কী দেখা যাবে?লাইভ ম্যাপ

এসএসসি রসায়ন · অধ্যায় ৭

রাসায়নিক বিক্রিয়া

এক কথায়

রাসায়নিক বিক্রিয়ায় পুরোনো বন্ধন ভেঙে নতুন বন্ধন তৈরি হয়, ফলে নতুন ধর্মের পদার্থ জন্মায়। বিক্রিয়ায় ভর সংরক্ষিত থাকে, তাই সমীকরণ সমতা করতে হয়। প্রধান ধরন: সংযোজন, বিয়োজন, প্রতিস্থাপন, দ্বিপ্রতিস্থাপন, প্রশমন ও জারণ-বিজারণ। ইলেকট্রন ত্যাগ জারণ, গ্রহণ বিজারণ। তাপমাত্রা, ঘনমাত্রা, প্রভাবক ও পৃষ্ঠতল বিক্রিয়ার হার বাড়ায়।

রাসায়নিক বিক্রিয়া কী?

যে প্রক্রিয়ায় এক বা একাধিক পদার্থ পরিবর্তিত হয়ে সম্পূর্ণ নতুন ধর্মের এক বা একাধিক পদার্থ তৈরি করে, তাকে রাসায়নিক বিক্রিয়া বলে। যে পদার্থগুলো বিক্রিয়ায় অংশ নেয় সেগুলো বিক্রিয়ক, আর যা তৈরি হয় সেগুলো উৎপাদ। ভেতরের ঘটনাটা হলো বিক্রিয়কের পরমাণুগুলোর মধ্যকার পুরোনো বন্ধন ভাঙে এবং নতুনভাবে সাজিয়ে নতুন বন্ধন তৈরি হয়।

লোহায় মরিচা ধরা, কাঠ পোড়া, ভাত রান্না, দুধ টক হয়ে দই হওয়া সবই রাসায়নিক পরিবর্তন। অন্যদিকে বরফ গলে পানি হওয়া ভৌত পরিবর্তন, কারণ পানির অণু H2O-ই থেকে যায়, শুধু অবস্থা বদলায়।

  • রাসায়নিক বিক্রিয়ার লক্ষণ: রং পরিবর্তন, গ্যাস নির্গমন, অধঃক্ষেপ পড়া, তাপ বা আলো উৎপন্ন হওয়া কিংবা শোষিত হওয়া।
  • ভর সংরক্ষণ সূত্র: বিক্রিয়ায় মোট ভর অপরিবর্তিত থাকে; পরমাণু সৃষ্টি বা ধ্বংস হয় না, শুধু পুনর্বিন্যস্ত হয়।

রাসায়নিক সমীকরণ ও সমতাকরণ

সংকেত ও প্রতীক দিয়ে বিক্রিয়াকে সংক্ষেপে লেখাকে রাসায়নিক সমীকরণ বলে। বাম দিকে বিক্রিয়ক, ডান দিকে উৎপাদ, মাঝে তীর চিহ্ন। ভর সংরক্ষণ সূত্র মানতে দুই পাশে প্রতিটি মৌলের পরমাণুর সংখ্যা সমান করতে হয়, একেই সমতাকরণ বলে।

সমতা করার সময় শুধু সংকেতের সামনে সহগ বসাতে হয়, কখনো সংকেতের ভেতরের ছোট সংখ্যা (যেমন H2O-এর 2) বদলানো যাবে না, কারণ তাহলে পদার্থটাই বদলে যায়। ভৌত অবস্থা বোঝাতে (s), (l), (g), (aq) লেখা হয়।

2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l)

CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g)

বিক্রিয়ার প্রকারভেদ

পরীক্ষায় প্রায়ই একটি সমীকরণ দিয়ে জিজ্ঞেস করা হয় এটি কোন ধরনের বিক্রিয়া। মূল ধরনগুলো চিনে রাখলে কাজ সহজ।

  • সংযোজন বিক্রিয়া: দুই বা ততোধিক পদার্থ মিলে একটি পদার্থ। উদাহরণ: 2Mg + O2 → 2MgO
  • বিয়োজন বিক্রিয়া: একটি যৌগ ভেঙে একাধিক সরল পদার্থ। উদাহরণ: CaCO3 → CaO + CO2 (তাপে)
  • প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া: অধিক সক্রিয় মৌল কম সক্রিয় মৌলকে যৌগ থেকে সরিয়ে দেয়। উদাহরণ: Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu
  • দ্বিপ্রতিস্থাপন বিক্রিয়া: দুই যৌগের আয়ন অদলবদল। উদাহরণ: AgNO3 + NaCl → AgCl↓ + NaNO3 (সাদা অধঃক্ষেপ)
  • প্রশমন বিক্রিয়া: এসিড ও ক্ষার মিলে লবণ ও পানি। উদাহরণ: HCl + NaOH → NaCl + H2O
  • দহন বিক্রিয়া: অক্সিজেনের উপস্থিতিতে পোড়া, তাপ ও আলো উৎপন্ন হয়।
  • পানিযোজন ও আর্দ্রবিশ্লেষণ, সমাণুকরণ, পলিমারকরণও এই অধ্যায়ে আছে; যেমন অসংখ্য ইথিন অণু যুক্ত হয়ে পলিথিন তৈরি।

জারণ ও বিজারণ (রেডক্স)

আধুনিক সংজ্ঞায়, যে প্রক্রিয়ায় পরমাণু বা আয়ন ইলেকট্রন ত্যাগ করে তা জারণ, আর ইলেকট্রন গ্রহণ করলে বিজারণ। যে ইলেকট্রন দেয় সে নিজে জারিত হয় এবং অন্যকে বিজারিত করে, তাই তাকে বিজারক বলে। যে ইলেকট্রন নেয় সে জারক।

জারণ ও বিজারণ সবসময় একসাথে ঘটে, কারণ একজন ইলেকট্রন না দিলে অন্যজন নিতে পারে না। একে রেডক্স বিক্রিয়া বলে। Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu বিক্রিয়ায় Zn দুটি ইলেকট্রন ছেড়ে জারিত হয় (বিজারক), আর Cu2+ সেগুলো নিয়ে বিজারিত হয় (জারক)।

জারণ: Zn → Zn2+ + 2e-

বিজারণ: Cu2+ + 2e- → Cu

জারণ সংখ্যা

কোনো যৌগে একটি পরমাণু কতগুলো ইলেকট্রন দিয়েছে বা নিয়েছে বলে ধরা হয়, তা ধনাত্মক বা ঋণাত্মক চিহ্নসহ সংখ্যায় প্রকাশ করাই জারণ সংখ্যা। বিক্রিয়ায় জারণ সংখ্যা বাড়লে জারণ, কমলে বিজারণ।

  • মুক্ত মৌলের জারণ সংখ্যা শূন্য (যেমন O2, Fe)।
  • যৌগে H সাধারণত +1, O সাধারণত −2 (পারঅক্সাইডে −1)।
  • নিরপেক্ষ যৌগে সব পরমাণুর জারণ সংখ্যার যোগফল শূন্য; আয়নে তা আয়নের চার্জের সমান।
  • উদাহরণ: KMnO4-এ Mn-এর জারণ সংখ্যা x হলে, +1 + x + 4(−2) = 0, তাই x = +7।

সমীকরণ থেকে হিসাব (স্টয়কিওমিতি)

সমতাকৃত সমীকরণের সহগগুলো বলে কত মোল বিক্রিয়ক থেকে কত মোল উৎপাদ পাওয়া যাবে। মোলকে আণবিক ভর দিয়ে গুণ করলে গ্রাম পাওয়া যায়। প্রমাণ তাপমাত্রা ও চাপে (STP) যেকোনো গ্যাসের ১ মোলের আয়তন 22.4 L।

এই অংশটা আগের মোল অধ্যায়ের সাথে সরাসরি যুক্ত, তাই মোলের ধারণা পরিষ্কার থাকলে অঙ্কগুলো দুই ধাপেই শেষ হয়।

মোল সংখ্যা n = ভর (g) / মোলার ভর (g/mol)

STP-তে গ্যাসের আয়তন V = n × 22.4 L

বিক্রিয়ার হার ও প্রভাবক

একক সময়ে বিক্রিয়কের ঘনমাত্রা কতটা কমে বা উৎপাদের ঘনমাত্রা কতটা বাড়ে, সেটাই বিক্রিয়ার হার। আতশবাজির বিক্রিয়া মুহূর্তে শেষ, অথচ লোহার মরিচা ধরতে দিন-মাস লাগে।

প্রভাবক নিজে স্থায়ীভাবে পরিবর্তিত না হয়ে বিক্রিয়ার হার বদলে দেয়। যেমন H2O2 বিয়োজনে MnO2 প্রভাবক, আর আমাদের শরীরের এনজাইম জৈব প্রভাবক।

  • তাপমাত্রা বাড়ালে কণাগুলো দ্রুত চলে, বেশি কার্যকর সংঘর্ষ হয়, হার বাড়ে।
  • ঘনমাত্রা বা গ্যাসের চাপ বাড়ালে হার বাড়ে।
  • পৃষ্ঠতলের ক্ষেত্রফল বাড়ালে (গুঁড়া করলে) হার বাড়ে।
  • প্রভাবক সক্রিয়ণ শক্তি কমিয়ে হার বাড়ায়।

বিক্রিয়ায় তাপ এবং উভমুখী বিক্রিয়া

যে বিক্রিয়ায় তাপ উৎপন্ন হয় তা তাপোৎপাদী (ΔH ঋণাত্মক), যেমন মিথেনের দহন। যে বিক্রিয়ায় তাপ শোষিত হয় তা তাপহারী (ΔH ধনাত্মক), যেমন CaCO3-এর বিয়োজন। বন্ধন ভাঙতে শক্তি লাগে, বন্ধন গড়লে শক্তি বের হয়; যেটা বেশি সেটাই ঠিক করে বিক্রিয়াটি তাপ দেবে নাকি নেবে।

কিছু বিক্রিয়া সামনে ও পিছনে দুই দিকেই চলে, এদের উভমুখী বিক্রিয়া বলে। দুই দিকের হার সমান হলে সাম্যাবস্থা আসে। হেবার পদ্ধতিতে অ্যামোনিয়া তৈরি এর পরিচিত উদাহরণ।

N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g), ΔH = −92 kJ (প্রতি 2 mol NH3)

সমাধান করা অংক

উদাহরণ ১: 10 g CaCO3 উত্তপ্ত করে সম্পূর্ণ বিয়োজিত করলে কত গ্রাম CaO পাওয়া যাবে? (Ca = 40, C = 12, O = 16)

  1. সমীকরণ: CaCO3 → CaO + CO2
  2. CaCO3-এর মোলার ভর = 40 + 12 + 3×16 = 100 g/mol, তাই মোল = 10/100 = 0.1 mol
  3. 1 mol CaCO3 থেকে 1 mol CaO, তাই CaO = 0.1 mol
  4. CaO-এর মোলার ভর = 40 + 16 = 56 g/mol, ভর = 0.1 × 56 = 5.6 g

উত্তর: 5.6 g CaO

উদাহরণ ২: 6.5 g জিংক অতিরিক্ত লঘু HCl-এর সাথে বিক্রিয়া করলে STP-তে কত লিটার H2 গ্যাস উৎপন্ন হবে? (Zn = 65)

  1. সমীকরণ: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
  2. Zn-এর মোল = 6.5/65 = 0.1 mol
  3. 1 mol Zn থেকে 1 mol H2, তাই H2 = 0.1 mol
  4. আয়তন = 0.1 × 22.4 = 2.24 L

উত্তর: 2.24 L H2 (STP)

উদাহরণ ৩: K2Cr2O7-এ Cr-এর জারণ সংখ্যা নির্ণয় করো।

  1. K = +1, O = −2, Cr-এর জারণ সংখ্যা x ধরি
  2. 2(+1) + 2x + 7(−2) = 0
  3. 2 + 2x − 14 = 0, তাই 2x = 12

উত্তর: x = +6

বহুনির্বাচনী প্রশ্ন (MCQ)

  1. ১. নিচের কোনটি রাসায়নিক পরিবর্তন?

    • ক) বরফ গলা
    • খ) লবণ পানিতে দ্রবীভূত হওয়া
    • গ) লোহায় মরিচা ধরা
    • ঘ) পানি বাষ্প হওয়া
    উত্তর দেখো

    উত্তর: গ) লোহায় মরিচা ধরা — মরিচায় লোহা অক্সিজেন ও পানির সাথে বিক্রিয়া করে নতুন পদার্থ (আর্দ্র ফেরিক অক্সাইড) তৈরি করে।

  2. ২. Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu বিক্রিয়াটি কোন ধরনের?

    • ক) সংযোজন
    • খ) প্রতিস্থাপন
    • গ) বিয়োজন
    • ঘ) প্রশমন
    উত্তর দেখো

    উত্তর: খ) প্রতিস্থাপন — অধিক সক্রিয় Zn কম সক্রিয় Cu-কে যৌগ থেকে সরিয়ে দিয়েছে।

  3. ৩. জারণ বলতে বোঝায়—

    • ক) ইলেকট্রন গ্রহণ
    • খ) প্রোটন গ্রহণ
    • গ) ইলেকট্রন ত্যাগ
    • ঘ) নিউট্রন ত্যাগ
    উত্তর দেখো

    উত্তর: গ) ইলেকট্রন ত্যাগ — আধুনিক সংজ্ঞায় ইলেকট্রন ত্যাগ জারণ, গ্রহণ বিজারণ।

  4. ৪. KMnO4-এ Mn-এর জারণ সংখ্যা কত?

    • ক) +2
    • খ) +4
    • গ) +6
    • ঘ) +7
    উত্তর দেখো

    উত্তর: ঘ) +7 — +1 + x − 8 = 0, তাই x = +7।

  5. ৫. HCl + NaOH → NaCl + H2O কোন বিক্রিয়া?

    • ক) প্রশমন
    • খ) দহন
    • গ) পলিমারকরণ
    • ঘ) সংযোজন
    উত্তর দেখো

    উত্তর: ক) প্রশমন — এসিড ও ক্ষার মিলে লবণ ও পানি তৈরি হয়েছে।

  6. ৬. STP-তে 0.5 mol CO2 গ্যাসের আয়তন কত?

    • ক) 5.6 L
    • খ) 11.2 L
    • গ) 22.4 L
    • ঘ) 44.8 L
    উত্তর দেখো

    উত্তর: খ) 11.2 L — 0.5 × 22.4 = 11.2 L।

  7. ৭. প্রভাবক বিক্রিয়ার হার বাড়ায় কারণ এটি—

    • ক) উৎপাদের পরিমাণ বাড়ায়
    • খ) সক্রিয়ণ শক্তি কমায়
    • গ) তাপমাত্রা বাড়ায়
    • ঘ) বিক্রিয়কের ভর বাড়ায়
    উত্তর দেখো

    উত্তর: খ) সক্রিয়ণ শক্তি কমায় — প্রভাবক কম শক্তির বিকল্প পথ তৈরি করে, উৎপাদের মোট পরিমাণ বদলায় না।

  8. ৮. নিচের কোনটি তাপহারী বিক্রিয়া?

    • ক) মিথেনের দহন
    • খ) CaCO3-এর তাপীয় বিয়োজন
    • গ) HCl ও NaOH-এর প্রশমন
    • ঘ) Mg-এর দহন
    উত্তর দেখো

    উত্তর: খ) CaCO3-এর তাপীয় বিয়োজন — CaCO3 ভাঙতে বাইরে থেকে তাপ দিতে হয়, ΔH ধনাত্মক।

সৃজনশীল প্রশ্ন

উদ্দীপক: শিক্ষক একটি টেস্টটিউবে নীল রঙের CuSO4 দ্রবণে একটি জিংকের দণ্ড ডুবিয়ে রাখলেন। কিছুক্ষণ পর দণ্ডের গায়ে লালচে বাদামি আস্তরণ পড়ল এবং দ্রবণের নীল রং ফিকে হয়ে গেল।

  • ক) বিজারক কাকে বলে?
  • খ) জারণ ও বিজারণ একসাথে ঘটে কেন?
  • গ) উদ্দীপকের বিক্রিয়াটি সমীকরণসহ ব্যাখ্যা করো।
  • ঘ) জিংকের পরিবর্তে রুপার দণ্ড ব্যবহার করলে একই ঘটনা ঘটবে কি? বিশ্লেষণ করো।
উত্তর দেখো
  1. যে পদার্থ ইলেকট্রন ত্যাগ করে অন্যকে বিজারিত করে এবং নিজে জারিত হয়, তাকে বিজারক বলে।
  2. একটি পরমাণু ইলেকট্রন ত্যাগ করলে সেই ইলেকট্রন অন্য কোনো পরমাণুকে গ্রহণ করতেই হয়; ইলেকট্রন মুক্তভাবে হারিয়ে যায় না। তাই জারণ ও বিজারণ সবসময় যুগপৎ ঘটে।
  3. Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu। Zn → Zn2+ + 2e- (জারণ), Cu2+ + 2e- → Cu (বিজারণ)। জমা হওয়া লালচে বাদামি পদার্থ হলো কপার, আর নীল Cu2+ আয়ন কমে যাওয়ায় দ্রবণের রং ফিকে হয়। এটি প্রতিস্থাপন ও রেডক্স বিক্রিয়া।
  4. না। সক্রিয়তা সিরিজে রুপা (Ag) কপারের নিচে, অর্থাৎ Cu-এর চেয়ে কম সক্রিয়। কম সক্রিয় মৌল বেশি সক্রিয় মৌলকে যৌগ থেকে সরাতে পারে না। তাই রুপার দণ্ডে কোনো আস্তরণ পড়বে না, দ্রবণের রংও নীলই থাকবে। জিংক কপারের চেয়ে বেশি সক্রিয় বলেই উদ্দীপকের বিক্রিয়াটি ঘটেছিল।

উদ্দীপক: রাফি দুটি বিকারে সমান ঘনমাত্রার লঘু HCl নিল। প্রথমটিতে 10 g মার্বেলের টুকরা (CaCO3) এবং দ্বিতীয়টিতে 10 g মার্বেলের গুঁড়া দিল। দ্বিতীয় বিকারে অনেক দ্রুত বুদবুদ উঠল।

  • ক) বিক্রিয়ার হার কাকে বলে?
  • খ) তাপমাত্রা বাড়ালে বিক্রিয়ার হার বাড়ে কেন?
  • গ) প্রতিটি বিকারে সম্পূর্ণ বিক্রিয়ায় STP-তে কত লিটার CO2 উৎপন্ন হবে নির্ণয় করো।
  • ঘ) দ্বিতীয় বিকারে বিক্রিয়া দ্রুত হলেও মোট গ্যাসের পরিমাণ একই থাকবে, বিশ্লেষণ করো।
উত্তর দেখো
  1. একক সময়ে বিক্রিয়ক বা উৎপাদের ঘনমাত্রার পরিবর্তনকে বিক্রিয়ার হার বলে।
  2. তাপমাত্রা বাড়লে কণার গতিশক্তি বাড়ে, ফলে প্রতি সেকেন্ডে সংঘর্ষ বাড়ে এবং সক্রিয়ণ শক্তির সমান বা বেশি শক্তিসম্পন্ন কার্যকর সংঘর্ষের সংখ্যাও বাড়ে।
  3. CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2। CaCO3 = 10/100 = 0.1 mol, তাই CO2 = 0.1 mol, আয়তন = 0.1 × 22.4 = 2.24 L (প্রতিটি বিকারে)।
  4. গুঁড়া করায় পৃষ্ঠতলের ক্ষেত্রফল বেড়েছে, তাই এসিড একসাথে অনেক বেশি কণার সংস্পর্শে আসে এবং হার বাড়ে। কিন্তু উৎপাদের পরিমাণ ঠিক করে বিক্রিয়কের মোল সংখ্যা। দুই বিকারেই 0.1 mol CaCO3, তাই দুটিতেই শেষ পর্যন্ত 2.24 L CO2। হার শুধু বলে কত দ্রুত, কতটা নয়।

বাস্তব জীবনে মজার যোগসূত্র

রান্নাঘরে কাটা আপেল কিছুক্ষণ পর বাদামি হয়ে যায় কেন? আপেলের এনজাইম বাতাসের অক্সিজেন দিয়ে ফলের ভেতরের যৌগকে জারিত করে। লেবুর রস দিলে সেটা ধীর হয়, কারণ ভিটামিন C নিজে আগে জারিত হয়ে আপেলকে বাঁচায়। আবার ফ্রিজে খাবার দেরিতে নষ্ট হয়, কারণ ঠান্ডায় বিক্রিয়ার হার কমে যায়। পুরো অধ্যায়টা আসলে প্রতিদিন তোমার চোখের সামনেই ঘটছে।

প্রশ্ন ও উত্তর

সমতা করার সময় সংকেতের নিচের সংখ্যা বদলানো যায় না কেন?

নিচের সংখ্যা বদলালে পদার্থটাই বদলে যায়, যেমন H2O থেকে H2O2 হয়ে যায় হাইড্রোজেন পারঅক্সাইড। তাই শুধু সামনের সহগ বদলাতে হয়।

সব দহন কি রেডক্স বিক্রিয়া?

হ্যাঁ। দহনে জ্বালানি অক্সিজেনের সাথে যুক্ত হয়ে জারিত হয় এবং অক্সিজেন বিজারিত হয়।

প্রভাবক কি বিক্রিয়ায় খরচ হয়ে যায়?

না। বিক্রিয়ার শেষে প্রভাবক রাসায়নিকভাবে অপরিবর্তিত থাকে, তাই অল্প পরিমাণেই অনেকবার কাজ করে।

প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া ঘটবে কি না কীভাবে বুঝব?

সক্রিয়তা সিরিজ দেখো। মুক্ত মৌলটি যৌগের ভেতরের মৌলের চেয়ে বেশি সক্রিয় হলে প্রতিস্থাপন ঘটবে, নাহলে নয়।

উভমুখী বিক্রিয়ার সাম্যাবস্থায় কি বিক্রিয়া থেমে যায়?

না। সামনে ও পিছনের দিকের বিক্রিয়া সমান হারে চলতে থাকে, তাই বাইরে থেকে ঘনমাত্রা স্থির মনে হয়। একে গতিশীল সাম্যাবস্থা বলে।

আরও পড়ো

সূত্র: NCTB রসায়ন, নবম-দশম শ্রেণি, অধ্যায় ৭: রাসায়নিক বিক্রিয়া · LibreTexts Chemistry: Oxidation-Reduction Reactions · Royal Society of Chemistry: Rates of reaction