একটি স্বতঃস্ফুর্ত বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে কোনটি সঠিক নয়?

একটি স্বতঃস্ফুর্ত (spontaneous) বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে বিক্রিয়ার গিবস মুক্ত শক্তির (Gibbs free energy) পরিবর্তন \(\Delta G\) সর্বদা ঋণাত্মক (\(\Delta G < 0\)) হয়। গিবস মুক্ত শক্তির পরিবর্তনের সাথে এনথালপি (\(\Delta H\)) ও এন্ট্রপি (\(\Delta S\)) পরিবর্তনের সম্পর্কটি গিবস-হেলমহোল্টজ সমীকরণ দ্বারা প্রকাশ করা হয়:

\(\Delta G = \Delta H - T\Delta S\)

যেখানে, \(T\) হলো পরম তাপমাত্রা (absolute temperature)।

এখন, প্রদত্ত বিকল্পগুলো বিশ্লেষণ করা যাক:

    
•         

  বিকল্প ২: \(\Delta G < 0\)
          এটি একটি স্বতঃস্ফুর্ত বিক্রিয়ার সংজ্ঞায়িত শর্ত। অর্থাৎ, একটি বিক্রিয়া স্বতঃস্ফুর্ত হওয়ার জন্য \(\Delta G\) অবশ্যই ঋণাত্মক হতে হবে। সুতরাং, এই বিবৃতিটি সঠিক।

      
    
•         

  বিকল্প ১ ও ৩: \(\Delta H > 0\)
          যখন \(\Delta H > 0\) হয়, তখন বিক্রিয়াটি তাপহারী (endothermic) হয়, অর্থাৎ বিক্রিয়ায় তাপ শোষিত হয়। একটি তাপহারী বিক্রিয়াও স্বতঃস্ফুর্ত হতে পারে, যদি এন্ট্রপি পরিবর্তন (\(\Delta S\)) যথেষ্ট ধনাত্মক হয় এবং তাপমাত্রা (T) যথেষ্ট বেশি হয়, যার ফলে \(T\Delta S\) পদটি \(\Delta H\) এর চেয়ে বড় হয়। যেমন, বরফ গলে পানিতে পরিণত হওয়া একটি স্বতঃস্ফুর্ত তাপহারী প্রক্রিয়া (০°C এর উপরে)। এক্ষেত্রে, \(\Delta H > 0\), \(\Delta S > 0\) এবং উপযুক্ত তাপমাত্রায় \(\Delta G < 0\) হয়। সুতরাং, \(\Delta H > 0\) হওয়া একটি স্বতঃস্ফুর্ত বিক্রিয়ার জন্য অসম্ভব নয় বা সর্বদা ভুল নয়; এটি নির্দিষ্ট শর্তে সঠিক হতে পারে।

      

যেহেতু, বিকল্প ২ সর্বদা সঠিক এবং বিকল্প ১ ও ৩ (যেহেতু একই) নির্দিষ্ট শর্তে সঠিক হতে পারে, তাই প্রদত্ত কোনো বিকল্পই 'সঠিক নয়' (অর্থাৎ, কখনোই সঠিক নয়) এমন নয়। অতএব, সঠিক উত্তর হলো 'কোনটিই নয়'।