স্টোইচিওমেট্রি হল রসায়নের একটি শাখা যা রাসায়নিক বিক্রিয়ায় বিক্রিয়ক এবং পণ্যের মধ্যে পরিমাণগত সম্পর্ক নিয়ে কাজ করে। স্টোইচিওমেট্রি জানা রসায়নবিদদের একটি বিক্রিয়ায় খাওয়া এবং উত্পাদিত পদার্থের পরিমাণ নির্ধারণ করতে দেয়, এটি পরীক্ষাগারের কাজ এবং শিল্প প্রয়োগের জন্য গুরুত্বপূর্ণ করে তোলে।
স্টোইচিওমেট্রিতে, রাসায়নিক সমীকরণ রাসায়নিক বিক্রিয়ার জন্য একটি রেসিপি প্রদান করে। এটি দেখায় যে কোন বিক্রিয়কগুলি একত্রিত হয় এবং কোন পণ্যগুলি তাদের নিজ নিজ পরিমাণের সাথে গঠিত হয়। মিথেনের দহনের সমীকরণটি বিবেচনা করুন:
\( \textrm{সিএইচ}_4 + 2\textrm{ও}_2 \rightarrow \textrm{CO}_2 + 2\textrm{এইচ}_2\textrm{ও} \)এই সমীকরণটি আমাদের বলে যে মিথেনের একটি অণু ( \(\textrm{সিএইচ}_4\) ) অক্সিজেনের দুটি অণুর সাথে বিক্রিয়া করে ( \(2\textrm{ও}_2\) ) কার্বন ডাই অক্সাইডের একটি অণু তৈরি করতে ( \(\textrm{CO}_2\) ) এবং জলের দুটি অণু ( \(2\textrm{এইচ}_2\textrm{ও}\) )।
আঁচিল হল রাসায়নিক পদার্থের পরিমাণ প্রকাশ করতে রসায়নে ব্যবহৃত একক। একটি তিলে পদার্থের ঠিক \(6.022 \times 10^{23}\) কণা থাকে (অ্যাভোগাড্রোর সংখ্যা)। মোল ধারণা ব্যবহার করে, রসায়নবিদরা পদার্থের ভরকে একটি বিক্রিয়ায় জড়িত কণা বা মোলের সংখ্যার সাথে সম্পর্কিত করতে পারেন।
রাসায়নিক সমীকরণে রাসায়নিক সূত্রের সামনের সংখ্যাগুলোকে বলা হয় স্টোইচিওমেট্রিক সহগ। তারা সেই অনুপাতগুলি নির্দেশ করে যেখানে বিক্রিয়কগুলি একত্রিত হয় এবং পণ্যগুলি গঠন করে। মিথেন দহনের উদাহরণে, স্টোইচিওমেট্রিক সহগ হল মিথেনের জন্য 1, অক্সিজেনের জন্য 2, কার্বন ডাই অক্সাইডের জন্য 1 এবং জলের জন্য 2।
স্টোইচিওমেট্রিক গণনা সম্পাদন করতে, প্রায়শই আমাদের মোলকে গ্রাম বা তদ্বিপরীত রূপান্তর করতে হবে। এটি পদার্থের মোলার ভর ব্যবহার করে করা যেতে পারে, যা সেই পদার্থের এক মোলের ভর। একটি যৌগের মোলার ভর তার উপাদানগুলির মোলার ভরের সমষ্টি। উদাহরণ স্বরূপ:
মিথেন সম্পূর্ণরূপে অক্সিজেনে দহন হলে কার্বন ডাই অক্সাইডের ভর নির্ণয় করা যাক \(50.0\, \textrm{g}\) মিথেনের মোলার ভর হল \(16.04\, \textrm{g/mol}\) , এবং কার্বন ডাই অক্সাইডের মোলার ভর হল \(44.01\, \textrm{g/mol}\)
প্রথমে, মিথেনের ভরকে মোলে রূপান্তর করুন:
\( \textrm{CH এর moles}_4 = \frac{50.0\, \textrm{g}}{16.04\, \textrm{g/mol}} \)সুষম সমীকরণ থেকে স্টোইচিওমেট্রিক সহগ ব্যবহার করে, আমরা জানি যে 1 মোল মিথেন 1 মোল কার্বন ডাই অক্সাইড উৎপন্ন করে, তাই উত্পাদিত কার্বন ডাই অক্সাইডের মোল মিথেনের বিক্রিয়াকৃত মোলের সমান হবে।
তারপরে, কার্বন ডাই অক্সাইডের মোলকে গ্রামে রূপান্তর করুন:
\( \textrm{CO এর ভর}_2 = \textrm{CO এর moles}_2 \times \textrm{CO এর মোলার ভর}_2 \)একটি রাসায়নিক বিক্রিয়ায়, লিমিটিং রিঅ্যাক্ট্যান্ট হল এমন পদার্থ যা প্রথমে সম্পূর্ণরূপে গ্রহণ করা হয় এবং সর্বোচ্চ কত পরিমাণ পণ্য তৈরি হতে পারে তা নির্ধারণ করে। তাত্ত্বিক ফলন হল সীমিত বিক্রিয়াকের পরিমাণের উপর ভিত্তি করে বিক্রিয়া থেকে প্রত্যাশিত পণ্যের সর্বাধিক পরিমাণ।
সীমিত বিক্রিয়ক সনাক্ত করতে, সুষম রাসায়নিক সমীকরণের জন্য প্রয়োজনীয় মোল অনুপাতের সাথে উপলব্ধ বিক্রিয়কগুলির মোল অনুপাতের তুলনা করুন। যে বিক্রিয়কটি স্টোচিওমেট্রিক অনুপাত অনুসারে সর্বনিম্ন পরিমাণে পণ্য সরবরাহ করে তা হল সীমিত বিক্রিয়ক। তাত্ত্বিক ফলন গণনা করতে সীমিত বিক্রিয়াকের পরিমাণ এবং বিক্রিয়ার স্টোইচিওমেট্রি ব্যবহার করা জড়িত।
অ্যামোনিয়া উৎপন্ন করতে নাইট্রোজেন গ্যাস ( \(\textrm{এন}_2\) ) এবং হাইড্রোজেন গ্যাস ( \(\textrm{এইচ}_2\) ) এর মধ্যে বিক্রিয়াটি বিবেচনা করুন ( \(\textrm{এনএইচ}_3\) ):
\( \textrm{এন}_2 + 3\textrm{এইচ}_2 \rightarrow 2\textrm{এনএইচ}_3 \)যদি আমাদের কাছে \(\textrm{এন}_2\) এর 28 গ্রাম এবং \(\textrm{এইচ}_2\) এর 10 গ্রাম থাকে, যা সীমিত বিক্রিয়াক এবং \(\textrm{এনএইচ}_3\) এর তাত্ত্বিক ফলন কত? \(\textrm{এনএইচ}_3\) ?
মোলার ভর \(\textrm{এন}_2 = 28.02\, \textrm{g/mol}\) ; মোলার ভর \(\textrm{এইচ}_2 = 2.016\, \textrm{g/mol}\)
গ্রামকে মোলে রূপান্তর করুন:
\( \textrm{N এর moles}_2 = \frac{28\, \textrm{g}}{28.02\, \textrm{g/mol}} \) \( \textrm{H এর moles}_2 = \frac{10\, \textrm{g}}{2.016\, \textrm{g/mol}} \)সমীকরণ থেকে stoichiometric অনুপাতের সাথে \(\textrm{এইচ}_2\) এর সাথে \(\textrm{এন}_2\) এর উপলব্ধ মোল অনুপাতের তুলনা করুন। সীমিত বিক্রিয়াকটি সর্বোচ্চ কত পরিমাণ \(\textrm{এনএইচ}_3\) উৎপন্ন হতে পারে তা নির্ধারণ করে। স্টোইচিওমেট্রিক সহগ ব্যবহার করে সীমিত বিক্রিয়াকের মোলগুলিকে \(\textrm{এনএইচ}_3\) এর মোলে রূপান্তর করুন, তারপরে প্রয়োজন হলে গ্রামে।
স্টোইচিওমেট্রিক গণনাগুলি তাদের বিশুদ্ধ আকারে বিক্রিয়ক এবং পণ্যগুলির মধ্যে সীমাবদ্ধ নয়; তারা সমাধানের ক্ষেত্রেও প্রযোজ্য। জলীয় দ্রবণে, ঘনত্ব প্রায়শই মোলারিটিতে প্রকাশ করা হয়, যা প্রতি লিটার দ্রবণে দ্রবণের মোল ( \(M = \textrm{mol/L}\)
দ্রবণে প্রতিক্রিয়া সম্পাদন করার সময়, দ্রবণের আয়তন এবং এর মোলারিটি বিক্রিয়ক বা পণ্যের মোল খুঁজে বের করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এটি টাইট্রেশন পরীক্ষায় বিশেষভাবে উপযোগী, যেখানে পরিচিত ঘনত্বের একটি সমাধান নিরপেক্ষকরণের মাধ্যমে একটি অজানা দ্রবণের ঘনত্ব নির্ধারণ করতে ব্যবহৃত হয়।
ধরুন আমাদের একটি NaOH দ্রবণ দিয়ে 1.0 M HCl দ্রবণের 50.0 mL নিরপেক্ষ করতে হবে। প্রতিক্রিয়া নিম্নরূপ:
\( \textrm{HCl} + \textrm{NaOH} \rightarrow \textrm{NaCl} + \textrm{এইচ}_2\textrm{ও} \)বিক্রিয়ার স্টোইচিওমেট্রি আমাদের বলে যে HCl-এর এক মোল NaOH-এর এক মোলের সাথে বিক্রিয়া করে এক মোল NaCl এবং এক মোল জল তৈরি করে। প্রথমে, HCl এর মোল নির্ধারণ করুন:
\( \textrm{HCl এর তিল} = \textrm{আয়তন (L)} \times \textrm{মোলারিটি (এম)} \)তারপর, স্টোইচিওমেট্রিক অনুপাত ব্যবহার করে, HCl দ্রবণের সাথে সম্পূর্ণরূপে প্রতিক্রিয়া করার জন্য প্রয়োজনীয় NaOH দ্রবণের আয়তন গণনা করুন। এই উদাহরণটি সমাধানগুলিতে স্টোইচিওমেট্রির প্রয়োগ প্রদর্শন করে, যেখানে সমাধানগুলির ঘনত্ব এবং আয়তন বিক্রিয়ক এবং পণ্যগুলির পরিমাণ নির্ধারণ করে।
স্টোইচিওমেট্রি হল রসায়নের একটি মৌলিক ধারণা যা রাসায়নিক বিক্রিয়ায় বিক্রিয়ক এবং পণ্যের পরিমাণগত বিশ্লেষণের অনুমতি দেয়। একটি বিক্রিয়ায় জড়িত বিভিন্ন পদার্থের পরিমাণের মধ্যে সম্পর্ক বোঝার মাধ্যমে, রসায়নবিদরা পণ্যের ফলনের ভবিষ্যদ্বাণী করতে পারেন, সীমিত বিক্রিয়াকে চিহ্নিত করতে পারেন এবং বিক্রিয়ার জন্য প্রয়োজনীয় পরিমাণ উপকরণ গণনা করতে পারেন। প্রতিক্রিয়াগুলি তাদের বিশুদ্ধ আকারে বা সমাধানে মোকাবেলা করা হোক না কেন, স্টোইচিওমেট্রিক গণনা পরীক্ষাগার পরীক্ষা এবং শিল্প রাসায়নিক প্রক্রিয়া উভয়ের জন্য মূল্যবান অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে। মোল ধারণা, স্টোইচিওমেট্রিক সহগ এবং মোল এবং গ্রামগুলির মধ্যে রূপান্তর করার ক্ষমতা বা সমাধানগুলিতে ঘনত্ব নির্ধারণ সহ মূল উপাদানগুলি এই গণনাগুলি সঠিকভাবে সম্পাদন করার জন্য অপরিহার্য। অনুশীলন এবং প্রয়োগের মাধ্যমে, কেউ স্টোইচিওমেট্রিক গণনা আয়ত্ত করতে পারে এবং রাসায়নিক সমস্যার বিস্তৃত পরিসরে তাদের প্রয়োগ করতে পারে।
