Science chapter 8: Chemical Reactions

এক নজরে

আমাদের চারপাশে নানা রকমের রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটে যাচ্ছে। এই সমস্ত রাসায়নিক বিক্রিয়া কখনো শক্তি উৎপন্ন করে, কখনো ব্যবহার উপযোগী নতুন পদার্থ তৈরি করে আবার কখনো বা রোগ নিরাময়েও সাহায্য করে (পৃষ্ঠা 75)।

এই অধ্যায়ে ধারাবাহিকভাবে আলোচনা করা হয়েছে —

1. প্রতীক, সংকেত ও যোজনী — মৌলের সংক্ষিপ্তরূপ, অণুর সংক্ষিপ্তরূপ, যোজনীর ধারণা ("হাত"), যৌগমূলক এবং সংকেত লেখার তিনটি নিয়ম।
2. রাসায়নিক সমীকরণ ও সমতাকরণ — বিক্রিয়ক ও বিক্রিয়াজাত পদার্থ, সমীকরণ লেখার ৫টি নিয়ম, পরমাণু সংখ্যার সমতা।
3. বিক্রিয়ার প্রকারভেদ — সংযোজন, দহন, প্রতিস্থাপন, বিযোজন, প্রশমন।
4. রাসায়নিক বিক্রিয়ায় তাপশক্তির রূপান্তর — তাপ উৎপন্ন হওয়া (চুন + পানি, চুন + ভিনেগার) ও তাপ হ্রাস পাওয়া (বেকিং সোডা + লেবুর রস)।
5. শুষ্ক কোষ (Dry cell) — গঠন, অ্যানোড-ক্যাথোড, রাসায়নিক শক্তি → আলোকশক্তি।
6. তড়িৎবিশ্লেষণ (Electrolysis) — NaCl দ্রবণের বিয়োজন, অ্যানোডে ক্লোরিন ও ক্যাথোডে হাইড্রোজেন, তড়িৎবিশ্লেষ্য ও তড়িৎ‑অবিশ্লেষ্য পদার্থ।

শিখনফল

(পৃষ্ঠা 75 — "এই অধ্যায় শেষে আমরা–")

• বিভিন্ন প্রকার রাসায়নিক বিক্রিয়া ব্যাখ্যা করতে পারব;
• রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে বিভিন্ন প্রকারের শক্তির রূপান্তর ব্যাখ্যা করতে পারব;
• শুষ্ক কোষের শক্তির রূপান্তর ব্যাখ্যা করতে পারব;
• তড়িৎ বিশ্লেষণ ব্যাখ্যা করতে পারব;
• পরীক্ষণ কাজে রাসায়নিক পদার্থ এবং অন্যান্য যন্ত্রপাতির ব্যবহার সঠিকভাবে করতে পারব;
• আমাদের জীবনে রাসায়নিক বিক্রিয়ার অবদান উপলব্ধি করতে পারব।

মূল আলোচনা

পাঠ ১ ও ২ : প্রতীক, সংকেত ও যোজনী (পৃষ্ঠা 76–77)

রসায়নবিদগণ গঠন অনুসারে পৃথিবীর সকল পদার্থকে মৌলিক ও যৌগিক এই দুই শ্রেণিতে ভাগ করেছেন। এ পর্যন্ত মোট ১১৮টি মৌলিক পদার্থের কথা জানা গেছে।

• প্রতীক — সাধারণত মৌলের পুরো নাম না লিখে ইংরেজি বা ল্যাটিন নামের একটি বা দুইটি অক্ষর দিয়ে সংক্ষেপে মৌলটিকে প্রকাশ করা হয়। মৌলের পুরো নামের এ সংক্ষিপ্তরূপকে প্রতীক বলা হয়। যেমন– H (হাইড্রোজেন), O (অক্সিজেন), Ca (ক্যালসিয়াম) ইত্যাদি।
• সংকেত — কোনো মৌল বা যৌগের অণুর সংক্ষিপ্তরূপকে সংকেত বলা হয়। যেমন– হাইড্রোজেন অণুর সংকেত $H_2$, অক্সিজেন অণুর সংকেত $O_2$, হাইড্রোজেন ক্লোরাইড অণুর সংকেত $HCl$ ইত্যাদি।
• যোজনী — মৌলের যোজনীর সংখ্যা অনুযায়ী মৌলগুলো একে অন্যের সাথে রাসায়নিকভাবে যুক্ত হয়ে যৌগ গঠন করে। মৌলিক পদার্থের যোজনীকে এক একটি হাতের সাথে তুলনা করা যায়। যে মৌলের একটি হাত তার যোজনী হবে ১।
  • হাইড্রোজেন এবং ক্লোরিন উভয়ই একহাত বিশিষ্ট মৌল, উভয়ের যোজনী ১ — তাই সংকেত $HCl$।
  • অক্সিজেনের যোজনী ২, অর্থাৎ অক্সিজেনের ১টি পরমাণুর ২টি হাত আছে; এ ২টি হাত দিয়ে ১ হাত বিশিষ্ট ২টি হাইড্রোজেন পরমাণুকে ধরতে পারে — এ কারণে পানির সংকেত $H_2O$।
  • নাইট্রোজেন ও কার্বনের যোজনী যথাক্রমে ৩ এবং ৪ — ফলে অ্যামোনিয়ার সংকেত $NH_3$ এবং মিথেনের সংকেত $CH_4$।
• কোনো কোনো মৌলের একাধিক যোজনীও থাকতে পারে। যেমন– সালফার এর যোজনী ২ ও ৪, আয়রন এর যোজনী ২ ও ৩ ইত্যাদি।
• সারকথা: কোনো মৌলের যোজনী হলো ঐ মৌলের একটি পরমাণু কয়টি হাইড্রোজেন পরমাণুর সাথে যুক্ত হয়, তার সংখ্যা। যৌগ গঠনের সময় লক্ষ রাখতে হবে যেন মৌলের সবগুলো হাত বা যোজনী কাজে লাগে।

অণুর গাঠনিক প্রকাশ (পৃষ্ঠা 76) — H – Cl (হাইড্রোজেন ক্লোরাইড); H–O–H, O উপরে (পানি); N-এর সাথে তিনটি H (অ্যামোনিয়া); C-এর সাথে চারটি H (মিথেন)।

ছক: কয়েকটি মৌল ও যৌগমূলকের যোজনী (পৃষ্ঠা 77)

যৌগমূলক (র‍্যাডিকেল) — ছকে উল্লেখিত $SO_4^{2-}$, $CO_3^{2-}$, $NO_3^-$, $NH_4^+$ ইত্যাদি পরমাণুগুচ্ছ স্বাধীনভাবে থাকে না; মৌলিক পদার্থের পরমাণুর মতো যৌগ গঠনে অংশ নেয়। এ জাতীয় পরমাণুগুচ্ছকে যৌগমূলক বা র‍্যাডিকেল বলে।

যৌগের আণবিক সংকেত লেখার নিয়ম (পৃষ্ঠা 77)

1. যৌগে উভয় মৌল বা যৌগমূলকের যোজনী একই হলে সংকেতে যোজনী লেখার প্রয়োজন হয় না। শুধু মৌল কিংবা মূলকগুলো পাশাপাশি লিখলেই চলে। যেমন: $CaO$ (ক্যালসিয়াম অক্সাইড), $NH_4Cl$ (অ্যামোনিয়াম ক্লোরাইড), $NH_4NO_3$ (অ্যামোনিয়াম নাইট্রেট) ইত্যাদি।
2. উভয় মৌলের কিংবা উভয় মূলকের যোজনী কোনো নির্দিষ্ট সংখ্যার গুণিতক হলে ঐ সংখ্যা দিয়ে যোজনীকে ভাগ করে বিনিময় করে লিখতে হয়। যেমন– কার্বন ডাইঅক্সাইড এর ক্ষেত্রে $C_2O_4 \rightarrow CO_2$; এখানে কার্বন ও অক্সিজেনের যোজনী যথাক্রমে 4 এবং 2।
3. উভয় মৌলের কিংবা উভয় মূলকের যোজনী ভিন্ন এবং গুণিতক না হলে, অর্থাৎ A মৌলের যোজনী x এবং B মৌলের যোজনী y হলে A ও B মৌল দ্বারা গঠিত যৌগের সংকেতটি হবে $A_yB_x$। A মৌলের যোজনী সংখ্যা B মৌলের ডানপাশে সামান্য নিচে ছোটো করে এবং B মৌলের যোজনী সংখ্যা A মৌলের ডানপাশে নিচের দিকে ছোটো করে লিখতে হয়। যেমন- অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড ($Al_2O_3$)।

পাঠ ৩ ও ৪ : রাসায়নিক সমীকরণ (পৃষ্ঠা 78–79)

একটি রাসায়নিক বিক্রিয়াকে দুইটি অংশে ভাগ করা যায়। এক অংশে বিক্রিয়ক পদার্থ এবং অন্য অংশে বিক্রিয়ার ফলে উৎপন্ন নতুন পদার্থ (বিক্রিয়াজাত পদার্থ) থাকে। যেমন–

$S + O_2 \rightarrow SO_2$ (সালফার + অক্সিজেন → সালফার ডাইঅক্সাইড)

• বিক্রিয়ক পদার্থ হলো রাসায়নিক বিক্রিয়া সংঘটনের পূর্বাবস্থা এবং বিক্রিয়াজাত পদার্থ হলো রাসায়নিক বিক্রিয়া সংঘটনের শেষ বা পরবর্তী অবস্থা।

• রাসায়নিক বিক্রিয়ায় কোনো পরমাণু ধ্বংস বা নতুন করে সৃষ্টি হয় না, পরমাণুর শুধু পুনর্বিন্যাস ঘটে। অতএব বিক্রিয়ার পূর্বে বিভিন্ন বিক্রিয়ক পদার্থে যতগুলো পরমাণু থাকে, বিক্রিয়ার পরে বিভিন্ন বিক্রিয়াজাত পদার্থেও ততগুলো পরমাণু থাকে। ফলে বিক্রিয়ক দ্রব্য এবং উৎপন্ন দ্রব্যের মধ্যে পরমাণু সংখ্যার সমতা বিরাজ করে।

• রাসায়নিক সমীকরণ — কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণকারী বিক্রিয়কদ্রব্য এবং উৎপন্ন দ্রব্যকে প্রতীক, সংকেত ও কতগুলো চিহ্নের ( $+$, $\rightarrow$ বা $=$ ) সাহায্যে সংক্ষেপে প্রকাশ করাকে রাসায়নিক সমীকরণ বলে। যেমন:

$Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2$ (জিংক + সালফিউরিক এসিড → জিংক সালফেট + হাইড্রোজেন)

রাসায়নিক সমীকরণ লেখার নিয়ম (পৃষ্ঠা 78)

1. রাসায়নিক সমীকরণে বিক্রিয়ক পদার্থ বা পদার্থগুলোর স্ব স্ব প্রতীক বা সংকেত সমীকরণটির তীর চিহ্নের ($\rightarrow$) বামদিকে লিখতে হয়। বিক্রিয়াজাত পদার্থ বা পদার্থগুলোর স্ব স্ব প্রতীক বা সংকেত সমীকরণটির তীর চিহ্নের ($\rightarrow$) ডান দিকে লিখতে হয়।
2. বিক্রিয়ক ও বিক্রিয়াজাত পদার্থ একাধিক হলে তাদের সংকেতের মধ্যে যোগ চিহ্ন ($+$) দেওয়া হয়।
3. কোনো পদার্থের অণুর সংখ্যা একাধিক হলে অণুর সংকেতের আগে সেই সংখ্যা লেখা হয়।
4. বিক্রিয়ক এবং বিক্রিয়াজাত পদার্থগুলোর মধ্যে তীর চিহ্নের পরিবর্তে সমান চিহ্নও ($=$) বসানো যায়। তবে এক্ষেত্রে উভয়পক্ষের পরমাণুর সমতাকরণ প্রয়োজন।
5. বিক্রিয়ার আগে বিভিন্ন পদার্থের অণুর মধ্যে যত সংখ্যক বিভিন্ন মৌলের পরমাণু থাকে, বিক্রিয়ার পরে গঠিত নতুন অণুগুলোর মধ্যে ঠিক তত সংখ্যক বিভিন্ন মৌলের পরমাণু থাকতে হবে। তাই সমীকরণের উভয় পক্ষে মৌলের পরমাণু সংখ্যার সমতা আনার জন্য প্রতীক ও সংকেতগুলোকে প্রয়োজনীয় সংখ্যা দ্বারা গুণ করতে হয়।

রাসায়নিক সমীকরণের সমতাকরণ (পৃষ্ঠা 78–79)

হাইড্রোজেন ও অক্সিজেনের বিক্রিয়ায় পানি উৎপন্ন হয়। প্রথমে লেখা যায়–

$H_2 + O_2 \rightarrow H_2O$

কিন্তু বিক্রিয়ার আগে যত সংখ্যক H পরমাণু এবং O পরমাণু থাকে, বিক্রিয়ার পরেও বিক্রিয়াজাত পদার্থে তত সংখ্যক H এবং O পরমাণু থাকা উচিত। তাই সমতা স্থাপনের জন্য সমীকরণ হবে–

$2H_2 + O_2 = 2H_2O$

বোঝার সুবিধার্থে সমীকরণটি ভিন্নভাবে উপস্থাপন করা হলো (পৃষ্ঠা 79)—

সুতরাং উপরের সমীকরণে বিক্রিয়ার আগের পরমাণুর সংখ্যা এবং বিক্রিয়ার পরের পরমাণুর সংখ্যা সমান।

পাঠ ৫ : রাসায়নিক বিক্রিয়া ; সংযোজন (Addition) (পৃষ্ঠা 79–80)

কাজ: সংযোজন বিক্রিয়া সম্পর্কে ধারণা (পৃষ্ঠা 79)

• প্রয়োজনীয় উপকরণ: টেস্টটিউব, মর্টার, স্পিরিট ল্যাম্প বা বার্নার, লোহার গুঁড়া, সালফার, নিক্তি।
• পদ্ধতি: টেস্টটিউবটি ভালো করে ধুয়ে শুকিয়ে নাও। ৭ গ্রাম লোহার গুঁড়া ও ৪ গ্রাম সালফার (সমানুপাতিক হারে ভিন্ন পরিমাণও নেওয়া যায়) নিক্তি দিয়ে মেপে মর্টারে নাও ও খুব ভালোভাবে পিষে নাও এবং তারপর শুকনা টেস্টটিউবে ঢেলে দাও। এবার স্পিরিট ল্যাম্প বা বার্নার দিয়ে টেস্টটিউবের তলায় তাপ দিতে থাক। তাপ দেওয়ার সময় খেয়াল রাখা যেন আগুনের শিখা ছোটো হয়। তাপ দিতে দিতে টেস্টটিউবের মিশ্রণটি যখন রক্তিমাভার মতো হবে তখন তাপ দেওয়া বন্ধ করো। টেস্টটিউবটি মর্টারের উপরে ধরে রাখো, যেন এটি ভেঙে গেলেও টেস্টটিউবের ভিতরের বস্তু নষ্ট না হয়ে যায়। অতঃপর টেস্টটিউবটি ঠান্ডা করো ও ভেঙে ভিতরের বস্তুটিকে আলাদা করো।
• নির্দেশনা: শিক্ষকের সহায়তায় ও নির্দেশনায় কাজটি সম্পন্ন করবে।

পর্যবেক্ষণ: টেস্টটিউব থেকে যে বস্তুটি পাওয়া যায় তা দেখতে গাঢ় ধূসর বর্ণের। হালকা হলুদ রঙের সালফার বা লোহার (আয়রন) গুঁড়া কোনোটিই দেখা যায় না, কারণ আয়রন ও সালফার একে অপরের সাথে মিলে সম্পূর্ণ ভিন্নধর্মী নতুন পদার্থ ফেরাস সালফাইড তৈরি করেছে।

$Fe + S \rightarrow FeS$ (আয়রন + সালফার → ফেরাস সালফাইড)

সংযোজন বিক্রিয়া — এ ধরনের রাসায়নিক পরিবর্তন, যেখানে একের অধিক পদার্থ একত্রিত হয়ে সম্পূর্ণ ভিন্নধর্মী নতুন একটি রাসায়নিক পদার্থ তৈরি করে, তাকে সংযোজন বিক্রিয়া বলে।

একইভাবে জিংক ও সালফারের বিক্রিয়ায় জিংক সালফাইড তৈরির বিক্রিয়াও সংযোজন বিক্রিয়া–

$Zn + S \rightarrow ZnS$ (জিংক + সালফার → জিংক সালফাইড)

উপরের দুটি বিক্রিয়াতেই মৌল থেকে যৌগ তৈরির সংযোজন দেখানো হয়েছে। তবে দুটি যৌগ যুক্ত হয়েও সংযোজন বিক্রিয়ার মাধ্যমে নতুন আরেকটি যৌগ তৈরি হতে পারে। যেমন– অ্যামোনিয়ার সাথে হাইড্রোজেন ক্লোরাইডের সংযোজনে অ্যামোনিয়াম ক্লোরাইড উৎপন্ন হয় (পৃষ্ঠা 80)—

$NH_3 + HCl \rightarrow NH_4Cl$ (অ্যামোনিয়া + হাইড্রোজেন ক্লোরাইড → অ্যামোনিয়াম ক্লোরাইড)