মিথেনের দহন তাপ $-902.83 KJ mo{l}^{-1}, C{O}_2\left(g\right)ও H_{2}O\left(I\right)$ এর সংগঠন তাপ যথাক্রমে $-406.13 KJ mo{l}^{-1} ও -285.85 KJ mol-1$ হলে $C{H}_4\left(g\right)$ এর সংগঠন তাপ কত?

হেসের সূত্রের প্রয়োগ

হেসের সূত্র হলো একটি মৌলিক তাপরসায়ন নীতি যা বলে যে, একটি রাসায়নিক বিক্রিয়ার তাপ পরিবর্তন (ΔH) কেবলমাত্র প্রাথমিক এবং চূড়ান্ত অবস্থার উপর নির্ভর করে, বিক্রিয়ার পথের উপর নয়। এই সূত্র বিভিন্ন পরিস্থিতিতে প্রয়োগ করা হয়।

১. জটিল বিক্রিয়ার তাপ পরিবর্তন নির্ণয়:

জটিল বিক্রিয়াগুলির জন্য ΔH নির্ণয় করতে হেসের সূত্র ব্যবহার করা হয়, যেখানে বিক্রিয়াটিকে একাধিক সহজ ধাপে বিভক্ত করা যায়। প্রত্যেক ধাপের তাপ পরিবর্তন যোগ করলেই মোট তাপ পরিবর্তন পাওয়া যায়।

উদাহরণ:
C(s) + O2(g) → CO2(g), ∆H = -393.5 kJ/mol CO(g)+1/2O2(g) → CO2(g), ∆H = -283.0 kJ/mol
C(s) +1/2O2(g) → CO(g), ∆H = -110.5 kJ/mol
মোট তাপ পরিবর্তন:
ΔΗ = (-110.5) + (-283.0) = -393.5 kJ/mol

২. প্রত্যক্ষভাবে নির্ণয় করা সম্ভব নয় এমন তাপ পরিবর্তন নির্ণয়:

কিছু বিক্রিয়ার তাপ পরিবর্তন সরাসরি নির্ণয় করা সম্ভব হয় না। হেসের সূত্র ব্যবহার করে এগুলির তাপ পরিবর্তন নির্ণয় করা যায়।

উদাহরণ:
C(graphite) + O2(g) → CO2(g), ΔΗ = -393.5 kJ/mol
C(diamond) + O2(g) → CO2(g), ΔΗ = -395.4 kJ/mol
এখন, হেসের সূত্র অনুযায়ী:
C(diamond) → C(graphite), ΔΗ = -393.5 - (-395.4) = 1.9 kJ/mol

৩. গঠন উষ্ণতার (Heat of Formation) থেকে বিক্রিয়া তাপ নির্ণয়:

হেসের সূত্র ব্যবহার করে গঠনের তাপ (heat of formation) থেকে সম্পূর্ণ বিক্রিয়ার তাপ পরিবর্তন নির্ণয় করা যায়।
ΔΗ = ∑ΔΗ; (পণ্য) – ∑∆H; (প্রতিক্রিয়ক)
উদাহরণ:
CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l)
ΔΗ (CO2) = -393.5 kJ/mol, ΔΗ (Η₂Ο) = -285.8 kJ/mol, ΔΗƒ(CH4) = -74.8 kJ/mol
ΔΗ = [(-393.5)+2(-285.8)]-[(-74.8)+2(0)] = -890.3 kJ/mol

৪. বন্ড শক্তি থেকে তাপ পরিবর্তন নির্ণয়:

হেসের সূত্র বন্ড ভাঙা ও নতুন বন্ড গঠনের জন্য তাপ পরিবর্তন নির্ণয় করতে সাহায্য করে।
DeltaH = (বন্ড ভাঙার জন্য শক্তি) – (বন্ড গঠনের জন্য শক্তি)
উদাহরণ:
H_{2}(g) + Cl_{2}(g) -> 2HCl(g) বন্ড শক্তি: H - H = 436kJ / m * ol Cl - Cl = 243kJ / m * ol H - Cl = 431kJ / m * ol Delta*H = [[436 + 243]] - [2(431)] = - 183kJ / m * ol

৫. জ্বালানির দহন তাপ নির্ণয়:

জ্বালানি যেমন মিথেন, পেট্রোল ইত্যাদির দহন তাপ নির্ণয়ের জন্য হেসের সূত্র ব্যবহার করা হয়। এটি জ্বালানির তাপীয় দক্ষতা নির্ণয়ে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

৬. গঠন তাপের সরাসরি বা পরোক্ষ ব্যবহার:

যেসব বিক্রিয়া সরাসরি করা সম্ভব নয়, যেমন কার্বনের ভিন্ন গঠন (গ্রাফাইট এবং ডায়মন্ড) এর মধ্যে রূপান্তর, হেসের সূত্র ব্যবহার করে এগুলোর তাপ পরিবর্তন নির্ণয় করা হয়।

উপসংহারে, হেসের সূত্র রাসায়নিক তাপীয় পরিবর্তন নির্ণয়ের একটি কার্যকরী ও প্রয়োজনীয় পদ্ধতি, যা জটিল বিক্রিয়াগুলির তাপ গাণিতিকভাবে নির্ণয়ে গুরুত্বপূর্ণ।