রাসায়নিক সাম্যবস্থা (Chemical Equilibrium)

রাসায়নিক সাম্যবস্থা হলো এমন একটি অবস্থা যেখানে একটি প্রত্যাবর্তনযোগ্য (Reversible) বিক্রিয়ায় সরাসরি বিক্রিয়ার (Forward Reaction) এবং বিপরীত বিক্রিয়ার (Backward Reaction) বেগ সমান হয়ে যায়। ফলে বিক্রিয়ক ও উৎপাদের ঘনত্ব সময়ের সাথে আর পরিবর্তিত হয় না, যদিও উভয় বিক্রিয়া চলতেই থাকে। তাই একে গতিশীল সাম্যবস্থা (Dynamic Equilibrium) বলা হয়।

উদাহরণ

নিম্নোক্ত বিক্রিয়াটি বিবেচনা করা যাক—

N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)\mathrm{N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)}N2​(g)+3H2​(g)⇌2NH3​(g)

প্রথমে সরাসরি বিক্রিয়ার হার বেশি থাকে। সময়ের সাথে সাথে অ্যামোনিয়া (NH₃) উৎপন্ন হওয়ায় বিপরীত বিক্রিয়াও শুরু হয়। একসময় উভয় বিক্রিয়ার হার সমান হয়ে যায়। তখন সাম্যবস্থা প্রতিষ্ঠিত হয়।

রাসায়নিক সাম্যবস্থার বৈশিষ্ট্য

1. এটি একটি গতিশীল (Dynamic) অবস্থা।
2. সরাসরি ও বিপরীত বিক্রিয়ার বেগ সমান থাকে।
3. বিক্রিয়ক ও উৎপাদের ঘনত্ব স্থির থাকে, তবে সমান হওয়া বাধ্যতামূলক নয়।
4. সাম্যবস্থা কেবল বন্ধ পাত্রে (Closed System) প্রতিষ্ঠিত হয়।
5. তাপমাত্রা স্থির থাকলে সাম্য ধ্রুবক (K) অপরিবর্তিত থাকে।
6. অনুঘটক (Catalyst) সাম্যবস্থার অবস্থান পরিবর্তন করে না, তবে সাম্যে পৌঁছানোর সময় কমিয়ে দেয়।

রাসায়নিক সাম্যবস্থার শর্ত

• বিক্রিয়াটি প্রত্যাবর্তনযোগ্য হতে হবে।
• বিক্রিয়া একটি বন্ধ পাত্রে সংঘটিত হতে হবে।
• তাপমাত্রা ও চাপ (প্রয়োজনে) স্থির রাখতে হবে।
• নির্দিষ্ট সময় পরে সরাসরি ও বিপরীত বিক্রিয়ার হার সমান হতে হবে।

সাম্য ধ্রুবক (Equilibrium Constant)

যদি বিক্রিয়া হয়—

$$aA+bB\rightleftharpoons cC+dD$$

তবে,

Kc=[C]c[D]d[A]a[B]bK_c=\frac{[C]^c[D]^d}{[A]^a[B]^b}Kc​=[A]a[B]b[C]c[D]d​

এখানে Kc দ্বারা সাম্যবস্থায় বিক্রিয়ক ও উৎপাদের ঘনত্বের অনুপাত বোঝায়।

লে-শাতেলিয়ের নীতি (Le Chatelier's Principle)

কোনো সাম্যাবস্থায় থাকা সিস্টেমের উপর চাপ, তাপমাত্রা বা ঘনত্বের পরিবর্তন ঘটালে, সিস্টেম সেই পরিবর্তনের প্রভাব কমানোর জন্য এমন দিকে সরে যায় যাতে নতুন সাম্যবস্থা প্রতিষ্ঠিত হয়।

বাস্তব জীবনে রাসায়নিক সাম্যবস্থার ব্যবহার

• অ্যামোনিয়া উৎপাদনে হ্যাবার প্রক্রিয়া (Haber Process)।
• সালফিউরিক অ্যাসিড উৎপাদনে কন্ট্যাক্ট প্রক্রিয়া (Contact Process)।
• কোমল পানীয়ে কার্বন ডাই-অক্সাইডের দ্রবীভবন।
• মানবদেহে রক্তের pH নিয়ন্ত্রণে বাফার ব্যবস্থা।