রাসায়নিক বিক্রিয়া ও এর শ্রেণিবিন্যাস (Chemical Reaction and Its Classification))

রাসায়নিক বিক্রিয়া কী ? এর শ্রেণিবিন্যাস ব্যাখ্যা কর।

রাসায়নিক বিক্রিয়াঃ যে পরিবর্তনের মাধ্যমে এক বা একাধিক পদার্থ সম্পূর্ণ রূপে পরিবর্তিত হয়ে এক বা একাধিক নুতন পদার্থে পরিণত হয় তাকে রাসায়নিক বিক্রিয়া বলে।

রাসায়নিক বিক্রিয়ায় বস্তুর রাসায়নিক গঠনের পরিবর্তন হয়।

১। একমূখী বিক্রিয়া:(Irreversible Reaction ): একমুখী বিক্রিয়ায় শুধুমাত্র বিক্রিয়ক পদার্থ বা পদার্থসমূহ উৎপন্ন পদার্থে পরিণত  হয়। বিক্রিয়ায় উৎপন্ন একাধিক উৎপাদের মধ্যে যে কোনো একটি উৎপাদকে বিক্রিয়া মাধ্যম থেকে অপসারণ করা হলে উৎপন্ন পদার্থসমূহ বিক্রিয়া করে বিক্রিয়াকে পরিণত হতে পারে না। একমুখী বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে বিক্রিয়ক ও উৎপাদের মধ্যে একমুখী তীর  চিহ্ন (→ ) ব্যবহার  করে বিক্রিয়ার সমীকরণ উপস্থাপন করা হয়।

চুনাপাথর (ক্যালসিয়াম কার্বনেট; CaCO₃) কে উচ্চতাপে উত্তপ্ত করলে চুনাপাথর বিযোজিত হয়ে চুন (ক্যালসিয়াম অক্সাইড; CaO) ও কার্বন-ডাই-অক্সাইড উৎপন্ন করে। খোলা পাত্রে সংঘটিত এই বিক্রিয়া  একমুখী হয়। খোলা পাত্রে এই বিক্রিয়া সম্পন্ন করা হলে গ্যাসীয় উৎপাদ কার্বন-ডাই-অক্সাইড বিক্রিয়াপাত্র থেকে অপসারিত হয়। ফলে বিপরীত বিক্রিয়া সম্পন্ন  হতে পারে না।

 

CaCO₃(s) →  CaO(s) + CO₂(g) (খোলা পাত্রে)

২।উভমূখী বিক্রিয়া(Reversible Reaction ): উভমুখী বিক্রিয়ায় বিক্রিয়ক পদার্থসমূহ বিক্রিয়া করে উৎপাদে পরিণত হয়, একইসাথে উৎপন্ন পদার্থসমূহ বিক্রিয়া  করে পুনরায় বিক্রিয়কে পরিণত হয়। উভমূখী বিক্রিয়ায় একইসাথে দুটি বিক্রিয়া  চলমান থাকে। একটি বিক্রিয়ায় বিক্রিয়কসমূহ বিক্রিয়া করে উৎপাদে পরিণত হয়। একে সম্মুখমুখী বিক্রিয়া বলে। অপরটি বিক্রিয়ায় উৎপন্ন পদার্থসমূহ বিক্রিয়া করে বিক্রিয়কে পরিণত হয়। একে বিপরীতমুখী বিক্রিয়া বলে। বিপরীতমুখী বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে মূল বিক্রিয়ায় উৎপন্ন পদার্থ বিক্রিয়ক  হিসেবে ক্রিয়া করে। উভমুখী বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে বিক্রিয়ক ও উৎপাদের মধ্যে উভমুখী তীর চিহ্ন (⇔) ব্যবহার করে বিক্রিয়ার সমীকরণ উপস্থাপন করা হয়।

অজৈব এসিডের (H⁺) উপস্থিতিতে ইথানল ও জৈব এসিড বিক্রিয়া করে এস্টার উৎপন্ন করে। এটি একটি উভমুখী বিক্রিয়া। এই বিক্রিয়ার উৎপন্ন এস্টার ভেঙে ইথানল ও জৈব এসিডে পরিণত হয়।

CH₃CH₂OH + CH₃COOH →                               CH₃CH₂-O-CO-CH₃  +  H₂O

 

৩। তাপ উৎপাদী  বিক্রিয়াঃ যে বিক্রিয়ায় তাপ উৎপন্ন হয় এবং পরিবেশের তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায় তাকে তাপ উৎপাদী বিক্রিয়া বলে। এ ক্ষেত্রে বিক্রিয়কের অভ্যন্তরীণ শক্তি > উৎপাদের অভ্যন্তরীণ শক্তি: অভ্যন্তরীণ শক্তি হ্রাসঃ তাপ উৎপাদী বিক্রিয়া

উদাহরণঃ 1.0  বায়ুমন্ডলীয় চাপে ও 25⁰C তাপমাত্রায় কার্বনকে দহন করলে কার্বন ডাই অক্সাইড উৎপন্ন হয় এবং সেই সাথে -393.5 kJ তাপ উৎপন্ন হয়। সমীকরণটি নিম্নরূপঃ

C_(s)  +   O_2(g)  = CO_2(g),      ΔH  =  -393.5 kJ mol^-1 

৪।তাপহারী  বিক্রিয়াঃ যে বিক্রিয়ায় তাপ শোষিত  হয় এবং পরিবেশের তাপমাত্রা হ্রাস পায় তাকে তাপহারী  বিক্রিয়া বলে। এ ক্ষেত্রে বিক্রিয়কের অভ্যন্তরীণ শক্তি < উৎপাদের অভ্যন্তরীণ শক্তি: অভ্যন্তরীণ শক্তি বৃদ্ধিঃ তাপ হারী বিক্রিয়া

উদাহরণঃ 1.0 বায়ুমন্ডলীয় চাপে ও 3000⁰C তাপমাত্রায় নাইট্রোজেন ও অক্সিজেন বিক্রিয়া করে নাইট্রিক অক্সাইড উৎপন্ন করে এবং সেই সাথে 180.75 kJ  তাপ শোষিত  হয়। সমীকরণটি নিম্নরূপঃ

N_2(g)  +   O_2(g)  = 2NO _(g),      ΔH  =  +180.75 kJ mol^-1

৫। রেডক্স (Redox)বিক্রিয়া/ জারণ-বিজারণ বিক্রিয়া:

রেডক্স (Redox) শব্দটি বিজারণ, Reduction এর Red এবং জারণ, Oxidation এর Ox নিয়ে গঠিত;অর্থাৎ রেডক্স (Redox) অর্থ জারণ-বিজারণ। যে বিক্রিয়ায় একটি পদার্থ থেকে ইলেকট্রন স্থানান্তরিত হয়ে অন্য পদার্থে প্রবেশ করে ফলে বিক্রিয়ক ও উৎপাদে জারণ সংখ্যার পরিবর্তন হয় তাকে রেডক্স বিক্রিয়া/ জারণ-বিজারণ বিক্রিয়া বলে।

যেমন- কপার সালফেট দ্রবণে আয়রন যোগ করলে কপার ও ফেরাস সালফেট উৎপন্ন হয়।

Fe(s) + CuSO₄ (aq) → Cu(s) + FeSO₄(aq)

৬।সংযোজন বিক্রিয়া: দুই বা ততোধিক যৌগ বা মৌল যুক্ত হয়ে নতুন যৌগ উৎপন্ন হওয়ার প্রক্রিয়ার নাম সংযোজন বিক্রিয়া। আয়রন (II) ক্লোরাইড ক্লোরিনের সাথে বিক্রিয়া করে আয়রন (III ) ক্লোরাইড উৎপন্ন করে। হাইড্রোজেন গ্যাস ক্লোরিন গ্যাসের সাথে বিক্রিয়া করে হাইড্রোজেনক্লোরাইড গ্যাস উৎপন্ন করে।

2FeCl₂(aq) + Cl₂(g)→ 2FeCl₃(aq)

H₂(g) + Cl₂(g)= 2HCl

৭। সংশ্লেষণ বিক্রিয়া: যে সংযোজন বিক্রিয়ায়  দুই বা ততোধিক মৌলিক পদার্থ যুক্ত হয়ে নতুন যৌগ উৎপন্ন হলে, একে সংশ্লেষণ (Synthesis) বিক্রিয়া বলে। হাইড্রোজেন গ্যাস ক্লোরিন গ্যাসের সাথে বিক্রিয়া করে হাইড্রোজেন ক্লোরাইড গ্যাস উৎপন্ন করে।

H₂(g) + Cl₂(g)= 2HCl

 

৮। বিযোজন বিক্রিয়া: কোনো যৌগকে ভেঙ্গে একাধিক যৌগ বা মৌলে পরিণত করার প্রক্রিয়ার নাম বিযোজন বিক্রিয়া। ফসফরাস পেন্টাক্লোরাইডকে তাপে উত্তপ্ত করলে ফসফরাস ট্রাইক্লোরাইড ও ক্লোরিন উৎপন্ন হয়। এটি একটি উভমুখী বিক্রিয়া। এসিডযুক্ত পানিতে তড়িৎ চালনা করলে পানি বিযোজিত হয়ে হাইড্রোজেন ও অক্সিজেন উৎপন্ন করে।

2HgO (s) + heat → 2Hg (l) + O₂ (g)

৯। প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া: কোনো যৌগের একটি মৌল বা যৌগমূলককে অপর কোনো মৌল বা যৌগমূলক দ্বারা প্রতিস্থাপন করে নতুন যৌগ উৎপন্ন করার পক্রিয়ার নাম প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া।  সাধারণত অধিক সক্রিয় মৌল বা মূলক দ্বারা কম সক্রিয় মৌল বা মূলক প্রতিস্থাপিত হয়। জিংক সালফিউরিক এসিডের সাথে বিক্রিয়া করে জিংক সালফেট ও হাইড্রোজেন গ্যাস উৎপন্ন করে।

Zn(s) + CuSO₄(aq) → Cu(s) + ZnSO₄(aq)

 ১০। দহন বিক্রিয়া: কোনো মৌলকে বা যৌগকে বায়ুর অক্সিজেনের উপস্থিতিতে পুড়িয়ে তার উপাদান মৌলের অক্সাইডে পরিণত করার প্রক্রিয়াকে দহন বিক্রিয়া বলে। দহন বিক্রিয়ায় সাধারণত তাপ উৎপন্ন হয়। মিথেন গ্যাস বা প্রাকৃতিক গ্যাসকে পুড়িয়ে বা দহন করে যে তাপ পাওয়া যায় তা রান্নাসহ অন্যান্য কাজে ব্যবহার করা হয় ।

একইভাবে কার্বন, সালফার, হাইড্রোজেন ও ম্যাগনেসিয়ামকে দহন করলে তাদের অক্সাইড উৎপন্ন হয়।

S(s) + O₂(g) → SO₂(g)

১১।নন-রেডক্স (Non-Redox) বিক্রিয়া: এক বা একাধিক বিক্রিয়ক থেকে নতুন যৌগ উৎপন্ন হওয়ার সময় বিক্রিয়কে বিদ্যমান মৌল- সমূহের মধ্যে ইলেকট্রন আদান-প্রদান না হলে বিক্রিয়াকে নন-রেডক্স বিক্রিয়া বলে। এই বিক্রিয়ায় কোনো বিক্রিয়ক পরমাণুর জারণ সংখ্যার হ্রাস-বৃদ্ধি ঘটে না। ইলেকট্রন আদান-প্রদান বা স্থানান্তরবিহীন সংঘটিত বিক্রিয়াসমূহ এই বিক্রিয়ার অন্তর্ভূক্ত।

HCl(aq) + KOH(aq) = KCl(aq) + H₂O(l)

১২। প্রশমন বিক্রিয়া: জলীয় দ্রবণে এসিড ও ক্ষার বিক্রিয়া করে লবণ ও পানি উৎপন্ন করার বিক্রিয়াকে প্রশমন বিক্রিয়া বলে। সকল প্রশমন বিক্রিয়া  তাপ-উৎপাদী হয়। হাইড্রোক্লোরিক এসিড (HCl) ও সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড (NaOH) জলীয় দ্রবণে বিক্রিয়া করে সোডিয়াম ক্লোরাইড (NaCl) ও পানি উৎপন্ন করে। বিক্রিয়া -পাত্রে সোডিয়াম ক্লোরাইড দ্রবীভূত অবস্থায় থাকে।

HCl(aq) + NaOH(aq) = NaCl(aq) + H₂O(l)

 

১৩।অধঃক্ষেপণ বিক্রিয়া: যে বিক্রিয়ায় উৎপন্ন যৌগ অধঃক্ষেপ হিসেবে পাত্রের তলদেশে জমা হয় তাকে অধঃক্ষেপণ বিক্রিয়া বলে।  একটি নির্দিষ্ট দ্রাবকে দ্রবণীয় দুটি যৌগকে মিশ্রিত করার পর ঐ দ্রাবকে অদ্রবণীয় বা স্বল্প দ্রবণীয় নতুন যৌগ উৎপন্ন হলে যৌগটি বিক্রিয়াপাত্রের তলদেশে কঠিন পদার্থ হিসেবে জমা হয়। উৎপন্ন নতুন যৌগ দ্রাবকে দ্রবীভূত না হয়ে কঠিন পদার্থ হিসেবে জমা হলে তাকে অধঃক্ষেপ বলে। অধঃক্ষেপণ বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণকারী বিক্রিয়ক দুটি সাধারণত আয়নিক যৌগ হয়।সোডিয়াম ক্লোরাইড ও সিলভার নাইট্রেট জলীয় দ্রবণেবিক্রিয়াকরে সোডিয়াম নাইট্রেটের জলীয় দ্রবণ ও সিলভার ক্লোরাইডের অধঃক্ষেপ উৎপন্ন করে।

 

NaCl(aq) + AgNO₃(aq) =  NaNO₃(aq) + AgCl(s)

CaCl₂ (aq) + 2AgNO₃(aq) → Ca(NO₃)₂(aq) + 2AgCl(s)

১৪। জারণ বিক্রিয়া:  যে বিক্রিয়ায় কোন রাসায়নিক সত্তা ( অণু, পরমাণু,  ‍মূলক বা আয়ন) ইলেকট্রণ প্রদান করে,তাকে জারণ  সুতরাং ইলেকট্রণ প্রদান হলো জারণ।

উদহরণঃ সোডিয়াম ও ক্লোরিনের বিক্রিয়ায় সোডিয়াম ক্লোরাইড উৎপন্ন হয়

2Na  + Cl₂  =2NaCl

১৫। বিজারণ বিক্রিয়া: যে বিক্রিয়ায় কোন রাসায়নিক সত্তা ইলেকট্রণ গ্রহণ করে,তাকে বিজারণ বলা হয়। সুতরাং ইলেকট্রণ গ্রহণ হলো বিজারণ।

উদহরণঃ সোডিয়াম ও ক্লোরিনের বিক্রিয়ায় সোডিয়াম ক্লোরাইড উৎপন্ন হয়

Na   +   Cl₂   =  2NaCl

এ বিক্রিয়ায় সোডিয়াম পরমাণু একটি ইলেকট্রন দান করেছে । সুতরাং এটি একটি জারণ বিক্রিয়া। অপর দিকে ক্লোরিন পরমাণু একটি ইলেকট্রন গ্রহণ করেছে। সুতরাং এটি একটি বিজারণ বিক্রিয়া। উপরোক্ত বিক্রিয়াটিকে নিæরূপে দেখানো যায়-

Na       –   e      =  Na⁺ (ইলেকট্রন দান বা জারণ)

1/2Cl₂   +  e  =  Cl^– (ইলেকট্রন গ্রহণ বা  বিজারণ)

উপরের বিক্রিয়া দুটি যোগ করলে আমরা পাই

Na   +   Cl₂   = Na⁺ Cl^–  or,  NaCl

সুতরাং ইলেকট্রণ আদান প্রদানই হলো জারণ- বিজারণ বিক্রিয়া।

 ১৬।  পলিমার করণ বিক্রিয়াঃ

যে বিক্রিয়ায় এক বা একাধিক যৌগের দুই বা ততোধিক ক্ষুদ্রতর অণু পর¯পর পরস্পরের সাথে যুক্ত হয়ে কোন যৌগের বৃহত্তম অণু সৃষ্টি করে ,তাকে পলিমারকরণ বিক্রিয়া বলে। উৎপদিত যৌগকে পলিমার এবং বিক্রিয়ক অণুকে মনোমার বলে।

যেমন-অতি ক্ষুদ্র পরিমাণ অক্সিজেনের উপস্থিতিতে ১০০ বায়ুমণ্ডলীয় চাপে ইথিনকে উত্তপ্ত করলে পলিথিন নামক প্লাস্টিক উৎপন্ন হয়।

       n(CH₂ = CH₂)  →   (–CH₂—CH₂–)_n

সকল অ্যালকিন এ বিক্রিয়া দেয়। উৎপাদিত পলিথিন আসলে উচ্চ আণবিক ভরবিশিষ্ট অ্যালকেন।

 ১৭। আর্দ্রবিশ্লেষণ বা পানি বিশ্লেষণ বিক্রিয়া:

(Hydrolysis) বিক্রিয়া: পানির অণুতে ধনাত্মক হাইড্রোজেন আয়ন (H⁺) ও ঋণাত্মক হাইড্রোক্সিল আয়ন (OH^–) থাকে। যে বিক্রিয়ায় কোনো যৌগের দুই অংশ পানির বিপরীত আধানবিশিষ্ট দুই অংশের সাথে যুক্ত হয়ে নতুন যৌগ উৎপন্ন করে।  এই বিক্রিয়াকে আর্দ্রবিশ্লেষণ বিক্রিয়া বলে। আর্দ্রবিশ্লেষণ বিক্রিয়া, দ্বি-প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ার অনুরূপ । তবে এই বিক্রিয়ায় পানি অংশগ্রহণ করায় একে পানি বিশ্লেষণ বিক্রিয়া বলে এবং বিক্রিয়ায় কোনো ইলেকট্রনের স্থানান্তর ঘটে না। অ্যালুমিনিয়াম ক্লোরাইড পানির সাথে বিক্রিয়া করে অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইড ও হাইড্রোক্লোরিক এসিড উৎপন্ন করে।

         AlCl₃      +   3H₂O    =      Al(OH)₃    +   3HCl

১৮।পানিযোজন (Hydration) বিক্রিয়া: আয়নিক যৌগ কেলাস  গঠনের সময় এক বা একাধিকসংখ্যক পানির অণুর সাথে যুক্ত হয়। এই বিক্রিয়াাকে পানিযোজন  বিক্রিয়া বলে। আয়নিক যৌগের সাথে যুক্ত পানিকে কেলাস পানি বা হাইড্রেটেড  পানি বলে। বিক্রিয়ায় পানির অণু যুক্ত হওয়ার জন্য বিশেষ নামকরণ করা হয়েছে। এই বিক্রিয়া: সংযোজন বিক্রিয়ার অনুরূপ।

            CuSO₄  + 5H₂O =  CuSO₄ .5H₂O

 

১৯।সমাণুকরণ বিক্রিয়া (Isomerisation) : একই আণবিক সংকেত বিশিষ্ট দুটি যৌগের ধর্ম ভিন্ন হলে তাদেরকে পরস্পরের সমাণু (Isomer) বলে।   যে রাসায়নিক  বিক্রিয়ায় কোন যৌগের পরমাণুগুলো পূণর্বিন্যাস হয়ে নতুন সমাণু তৈরী হয় তাকে সমাণুকরণ বিক্রিয়া বলে। যেমন-C₂H₆O  সংকেত বিশিষ্ট যৌগটি দুটি সমাণু গঠন করে। ডাই মিথাইল ইথার (CH₃-O-CH₃) ও ইথানল (CH₃-CH₂-OH) পরস্পরের সমাণু গঠন করে।

 ২০। ফারমেন্টেশন বিক্রিয়া:

উত্তরঃ ফারমেন্টেশন: যে পদ্ধতিতে জটিল জৈব যৌগকে(যেমন-স্টার্চ) এনজাইমের সাহায্যে আর্দ্রবিশ্লেষিত করে ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র সরল যৌগে(যেমন- ইথানল) রূপান্তরিত করা হয় তাকে ফারমেন্টেশন  বলে।

উদাহরণঃ গ্লুকোজের লঘু জলীয় দ্রবণে ২০-২৫^০সে. তাপমাত্রায় ঈষ্ট যোগ করলে উহা হতে নিঃসৃত এনজাইম জাইমেস গ্লুকোজকে ইথানল ও কার্বন ডাই অক্সাইডে পরিণত করে।      

 C₆H₁₂O₆ → 2CH₃CH₂OH    +   2CO₂