প্রভাবক (Catalysts).

প্রভাবকঃ 

যেসব রাসায়নিক পদার্থ কোন বিক্রিয়ায় বিক্রিয়কের সংস্পর্শে থেকে রাসায়নিক বিক্রিয়ার গতি বৃদ্ধি বা হ্রাস করে, কিন্তু বিক্রিয়া শেষে ঐ রাসায়নিক পদার্থের ভর ও সংযুক্তি অপরিবর্তিত থাকে তাকে প্রভাবক বলে এবং এ প্রক্রিয়াকে প্রভাবন বলা হয়।                                           যেমনঃ স্পর্শ পদ্ধতিতে সালফিউরিক এসিড উৎপাদনের সময় সালফার ডাই অক্সাইড গ্যাস থেকে সালফার ট্রাই অক্সাইড গ্যাস উৎপাদন সময় প্লাটিনামের (Pt) উপস্থিতিতে বিক্রিয়ার গতি বৃদ্ধি পায় এবং বিক্রিয়া শেষে প্লাটিনাম অপরিবর্তিত থাকে।এজন্য প্লাটিনাম একটি প্রভাবক।

 

প্রভাবকের বৈশিষ্ট্যঃ

১. প্রভাবকের ক্রিয়া সুনিদিষ্ট। অর্থাৎ একটি নির্দিষ্ট  প্রভাবক কেবল একটি নির্দিষ্ট বিক্রিয়ার গতিকে বৃদ্ধি বা হ্রাস করতে পারে। 

যেমনঃ হেবার প্রণালীতে অ্যামোনিয়া উৎপাদন কালে আয়রন প্রভাবক হিসেবে ব্যবহার করা হয়।

২. প্রভাবক শুধুমাত্র কোন বিক্রিয়ার গতি বৃদ্ধি বা হ্রাস করতে পারে। কিন্তু কোন রাসায়নিক বিক্রিয়া শুরু করতে পারে না।

৩. প্রভাবক কোন বিক্রিয়ার সাম্যবস্থা পরিবর্তন করতে পারে না। এক্ষেত্রে সম্মুখ ও পশ্চাৎ উভয় বিক্রিয়া সমানভাবে প্রভাবিত হয়।

৪. বিক্রিয়া শেষে প্রভাবকের ভর ও সংযুক্তি অপরিবর্তিত থাকে।

৫. সামান্য পরিমাণ প্রভাবক বিক্রিয়ার গতিকে ত্বরান্বিত করার জন্য যথেষ্ট।

৬. প্রভাবক বিক্রিয়ার সক্রিয়ন শক্তিকে হ্রাস করে।

প্রভাবকের প্রকারভেদঃ

প্রভাবক চার প্রকার। ১. ধনাত্মক প্রভাবক, ২.ঋণাত্মক প্রভাবক, ৩. অটো বা স্ব - প্রভাবক, ৪.আবিষ্ট প্রভাবক। 

১. ধনাত্মক প্রভাবকঃ 

যে প্রভাবক কোন রাসায়নিক বিক্রিয়ার স্বাভাবিক গতিকে বৃদ্ধি করে তাকে ধনাত্মক প্রভাবক বলা হয়। 

যেমনঃ পটাশিয়াম ক্লোরেট (KClO₃) হতে অক্সিজেন উৎপাদন কালে ম্যাঙ্গানিজ ডাই অক্সাইড (MnO₂) বিক্রিয়ার গতি বৃদ্ধি করে। এজন্য ম্যাঙ্গানিজ ডাই অক্সাইড একটি ধনাত্মক প্রভাবক। আরো কিছু ধনাত্মক প্রভাবক হল (V₂O₅ ; MnO₂ ; Al₂O₃ ; NH₃ ; Pt ; Cu ; Fe)  ইত্যাদি।

২. ঋণাত্মক প্রভাবকঃ 

যে প্রভাবক কোন রাসায়নিক বিক্রিয়ার স্বাভাবিক গতি হ্রাস করে তাকে ঋণাত্মক প্রভাবক বলে। 

যেমন: ফসফরিক এসিড (H₃PO₄) হাইড্রোজেন পারঅক্সাইডের (H₂O₂) বিয়োজন হ্রাস করে। এজন্য ফসফরিক এসিড একটি ঋণাত্মক প্রভাবক। আরো কিছু ঋণাত্মক প্রভাবক হচ্ছে (H₃PO₄ ; CO ; H₂O₂ ; অ্যলকোহল ; ইউরিয়া ; গ্লিসারিন )  ইত্যাদি।

৩. অটো বা স্ব -প্রভাবকঃ

যদি কোন রাসায়নিক বিক্রিয়ায় উৎপন্ন কোন পদার্থ সেই বিক্রিয়ার জন্য প্রভাবক হিসেবে কাজ করে তখন সেই পদার্থকে অটো প্রভাবক বলে। 

যেমন: অম্লীয় অক্সালিক অ্যাসিডের (H₂C₂O₄) মধ্যে পটাশিয়াম পারম্যাঙ্গানেট ( KMnO₄) যোগ করলে প্রথম দিকে বিক্রিয়ার গতি কম থাকে। কিন্তু বিক্রিয়ায় কিছু Mn²+ তৈরি হওয়ার সাথে সাথে বিক্রিয়ার গতি দ্রুত বৃদ্ধি পায়। এক্ষেত্রে Mn²+ নিজেই প্রভাবক হিসেবে কাজ করে। এজন্য একে অটো প্রভাবক বলে।

৪. আবিষ্ট প্রভাবকঃ 

একটি বিশেষ বিক্রিয়কের প্রভাবে অপর একটি বিক্রিয়ক রাসায়নিক বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করলে তখন ঐ বিশেষ বিক্রিয়ককে আবিষ্ট প্রভাবক বলে। অর্থাৎ প্রথম বিক্রিয়কের সাপেক্ষে দ্বিতীয় বিক্রিয়ক, তৃতীয় কোন বিক্রিয়কের সাথে বিক্রিয়া করে। কিন্তু দ্বিতীয় বিক্রিয়ক সরাসরি তৃতীয় বিক্রিয়কের সাথে বিক্রিয়া করে না। যেহেতু প্রথম বিক্রিয়কের সাপেক্ষে দ্বিতীয় বিক্রিয়ক, তৃতীয় বিক্রিয়কের সাথে বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে, সেহেতু প্রথম বিক্রিয়ককে আবিষ্ট প্রভাবক বলে। যেমনঃ প্রথম বিক্রিয়ক (A) সরাসরি তৃতীয় বিক্রিয়ক (O₂) অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে। 

A + O₂ -------> AO₂

দ্বিতীয় বিক্রিয়ক (B) সরাসরি তৃতীয় বিক্রিয়ক (O₂) অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে না। 

B + O₂ -------> বিক্রিয়া করে না

কিন্তু প্রথম বিক্রিয়ক ও দ্বিতীয় বিক্রিয়ক উভয় তৃতীয় বিক্রিয়কের সাথে বিক্রিয়া করে। 

A + B + O₂ -------> AO₂ + BO₂

এক্ষেত্রে দ্বিতীয় বিক্রিয়ক, প্রথম বিক্রিয়ক দ্বারা বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণের জন্য আবিষ্ট হয়। এজন্য প্রথম বিক্রিয়ককে (A) আবিষ্ট প্রভাবক বলে। Na₂SO₃ একটি আবিষ্ট প্রভাবক। 

আবার কিছু রাসায়নিক পদার্থ আছে যারা প্রভাবকের ক্ষমতা পরিবর্তন করতে পারে। এদেরকে দুই ভাগে ভাগ করা যায়। ১. প্রভাবক সহায়ক।   ২.প্রভাবক বিষ।

১. প্রভাবক সহায়কঃ 

যেসব রাসায়নিক পদার্থ প্রভাবকের ক্ষমতাকে বৃদ্ধি করতে পারে তাদেরকে প্রভাবক সহায়ক বলে। 

যেমনঃ অ্যামোনিয়া উৎপাদন কালে প্রভাবক হিসেবে আয়রন ব্যবহার করা হয়। তবে প্রভাবক আয়রন (Fe) এর সাথে কিছু পরিমাণ মলিবডেনাম (Mo) ধাতুর গুড়া যোগ করা হলে আয়রনের প্রভাবন ক্ষমতা বৃদ্ধি পায়। এক্ষেত্রে মলিবডেনাম ধাতু প্রভাবক সহায়ক হিসেবে ব্যবহৃত হয়। কিছু প্রভাবক সহায়ক হচ্ছে ( Al₂O₃ ; Cr₂O₃ ; Mo) ইত্যাদি।

২. প্রভাবক বিষঃ 

যেসব রাসায়নিক পদার্থ প্রভাবকের ক্ষমতা হ্রাস করে ঐসব রাসায়নিক পদার্থকে প্রভাবক বিষ বলে। 

যেমনঃ সালফার ডাই অক্সাইড থেকে সালফার ট্রাই অক্সাইডে রূপান্তরের সময় প্রভাবক হিসাবে প্লাটিনাম ব্যবহার করা হয়। তবে প্লাটিনামের সঙ্গে সামান্য পরিমাণ আর্সেনিক অক্সাইড (As₂O₃) যুক্ত করলে প্লাটিনামের প্রভাবন ক্ষমতা হ্রাস পায়। এখানে আর্সেনিক অক্সাইড প্রভাবক বিষ হিসেবে কাজ করে।

আবার, বিক্রিয়ক, উৎপাদ ও প্রভাবকের ভৌত অবস্থার উপর ভিত্তি করে প্রভাবক দুই প্রকার। ১.সমসত্ব প্রভাবক, ২. অসমসত্ব প্রভাবক। এদের ক্রিয়াকে সমসত্ব প্রভাবন ও অসমসত্ব প্রভাবন বলে।

১. সমসত্ব প্রভাবনঃ 

কোন রাসায়নিক বিক্রিয়ায় বিক্রিয়ক, উৎপাদ ও প্রভাবক যদি একই ভৌত অবস্থায় থাকে তবে তাকে সমসত্ব প্রভাবন বলে। অর্থাৎ বিক্রিয়ক, উৎপাদ ও প্রভাবক সবগুলি কঠিন অথবা তরল অথবা গ্যাসীয় অবস্থায় থাকবে। যেমনঃ

2SO₂(g) + O₂(g) ---NO(g)-----> 2SO₃(g) 

এখানে, বিক্রিয়ক [ SO₂(g) + O₂(g)] , উৎপাদ [SO₃(g) ] ও প্রভাবক         [ NO(g) ]   সবগুলি গ্যাসীয় ভৌত অবস্থায় আছে। এজন্য এটি একটি সমসত্ব প্রভাবন।

২. অসমসত্ব প্রভাবনঃ 

কোন রাসায়নিক বিক্রিয়ায় বিক্রিয়ক, উৎপাদ ও প্রভাবক যদি একই ভৌত অবস্থায় না থেকে ভিন্ন ভিন্ন ভৌত অবস্থায় থাকলে তাকে অসমসত্ব প্রভাবন বলে। যেমনঃ

2SO₂(g) + O₂(g) ----Pt(s)-----> 2SO₃(g) 

এখানে, বিক্রিয়ক ও উৎপাদ গ্যাসীয় ভৌত অবস্থায় থাকলেও প্রভাবক Pt(s) কঠিন অবস্থায় থাকে। এ জন্য এটি একটি অসমসত্ত্ব প্রভাবন।

প্রভাবন বিক্রিয়ার ক্রিয়া-কৌশলঃ 

প্রভাবক বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে না, কিন্তু বিক্রিয়ার বেগ হ্রাস-বৃদ্ধি করতে পারে। প্রভাবন বিক্রিয়ার কৌশলকে দুই ভাগে ভাগ করা যায়।   ১. অন্তর্বর্তী যৌগ গঠনের মাধ্যমে। 

২. অধিশোষণ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে। 

সমসত্ব প্রভাবন বিক্রিয়ার কৌশল অন্তর্বর্তী যৌগ গঠনের মাধ্যমে সংঘটিত হয়। অপরদিকে অধিশোষণ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে অসমসত্ত্ব বিক্রিয়া সংঘটিত হয়।

সমসত্ব প্রভাবনের কৌশলঃ 

সমসত্ব প্রভাবন প্রক্রিয়াটি অন্তর্বর্তী যৌগ গঠনের মাধ্যমে কার্যকরী হয়। এ প্রক্রিয়ায় কোন একটি বিক্রিয়ক প্রথমে প্রভাবকের সাথে যুক্ত হয়ে মধ্যবর্তী যৌগ বা অন্তর্বর্তী যৌগ গঠন করে। পরবর্তীতে দ্বিতীয় আরেকটি বিক্রিয়ক এই অন্তর্বর্তী যৌগের সাথে বিক্রিয়া করে উৎপাদ গঠন করে এবং প্রভাবক বিমুক্ত হয়। 

যেমনঃ স্পর্শ পদ্ধতিতে সালফিউরিক অ্যাসিড প্রস্তুতির সময় সালফার ডাই অক্সাইড (SO₂) কে সালফার ট্রাই অক্সাইড (SO₃ ) এ পরিণত করা হয়। এক্ষেত্রে প্রথমে অক্সিজেন (O₂) ,প্রভাবক (NO) এর সাথে যুক্ত হয়ে অন্তর্বর্তী যৌগ (NO₂) গঠন করে। পরবর্তীতে SO₂ ; NO₂ এর সাথে বিক্রিয়া করে SO₃ গঠন করে এবং প্রভাবক (NO) মুক্ত হয়।

O₂ (g) + 2NO(g) -------->2NO₂(g)

2NO₂(g) +2SO₂(g) ------>2SO₃ (g) +2NO(g)

অর্থাৎ, 2SO₂(g)+O₂(g) <----NO(g)----> 2SO₃(g)

অসমসত্ব প্রভাবনের কৌশলঃ 

অধিশোষণ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে অসমসত্ব প্রভাবন বিক্রিয়া সংঘটিত হয়। এক্ষেত্রে প্রথমে বিক্রিয়ক সমূহ প্রভাবকের পৃষ্ঠতলের রাসায়নিক বন্ধন বা দুর্বল ভ্যানডার ওয়ালস বলের সাহায্যে অধিশোষিত হয়। এরপর প্রভাবকের পৃষ্ঠতলে সার্থক সংঘর্ষের মাধ্যমে বিক্রিয়ক সমূহের বন্ধন ভেঙ্গে নতুন উৎপাদ গঠিত হয়। এরপর উৎপাদ সমূহ প্রভাবক পৃষ্ঠতল হতে বিমুক্ত হয়। 

যেমনঃ অসম্পৃক্ত অ্যালকিন নিকেল প্রভাবকের উপস্থিতিতে হাইড্রোজেন গ্যাসের সাথে বিক্রিয়া করে সম্পৃক্ত অ্যালকেনে পরিণত হয়। এক্ষেত্রে হাইড্রোজেন ও প্রোপিন নিকেল পৃষ্ঠতলে অধিশোষিত হয়ে প্রোপেন গঠন করে এবং নিকেল পৃষ্ঠতল হতে বিমুক্ত হয়।

CH₃CH=CH₂ +H₂ ----Ni-----> CH₃CH₂CH₃

শিল্পক্ষেত্রে প্রভাবকের ব্যবহারঃ

প্রভাবক রাসায়নিক বিক্রিয়ার গতি বৃদ্ধি বা হ্রাস করতে পারে এবং কম পরিমাণ শক্তি ব্যয় করে অধিক পরিমাণ উৎপাদ গঠনে সাহায্য করে। এইজন্য শিল্পক্ষেত্রে প্রভাবকের ব্যবহার বিশেষভাবে উল্লেখযোগ্য। নিচে শিল্পক্ষেত্রে প্রভাবকের কিছু ব্যবহার উল্লেখ করা হলো-

১. অ্যামোনিয়া শিল্প উৎপাদনেঃ 

হাইড্রোজেন ও নাইট্রোজেন হতে হেবার পদ্ধতিতে অ্যামোনিয়া প্রস্তুতির জন্য লোহার গুঁড়া(Fe) প্রভাবক হিসেবে এবং মলিবডেনাম(Mo) বা অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড (Al₂O₃) বা পটাশিয়াম অক্সাইড (K₂O) প্রভাবক সহায়ক হিসেবে ব্যবহার করা হয়।

২. অ্যামোনিয়া হতে নাইট্রিক এসিড প্রস্তুতিঃ 

অসওয়াল্ড পদ্ধতিতে নাইট্রিক এসিড উৎপাদনে অ্যামোনিয়াকে বাতাসের অক্সিজেন দ্বারা জারিত করে নাইট্রিক অক্সাইড (NO) তৈরি করা হয়। এ বিক্রিয়ায় 900º C তাপমাত্রার সাথে প্লাটিনাম -রোডিয়াম (Pt-Rh) সংকর প্রভাবক ব্যবহার করা হয়।

৩. সালফিউরিক অ্যাসিড প্রস্তুতিতেঃ 

স্পর্শ পদ্ধতিতে সালফিউরিক অ্যাসিড প্রস্তুতির সময় সালফার ডাই অক্সাইডকে অক্সিজেন দ্বারা জারিত করে সালফার ট্রাই অক্সাইডে রূপান্তরের সময় প্লাটিনাম (Pt) বা ভ্যানাডিয়াম পেন্টা অক্সাইড(V₂O₅) প্রভাবক হিসেবে ব্যবহার করা হয়।

৪. কৃত্রিম ঘি তৈরিতেঃ 

অসম্পৃক্ত অ্যালকিনের মধ্যে হাইড্রোজেন চালনা করে সম্পৃক্ত অ্যালকেন অর্থাৎ কৃত্রিম ঘি বা ডালডা তৈরি করতে নিকেল(Ni) চূর্ণ প্রভাবক হিসেবে ব্যবহার করা হয়।

৫. অ্যালকোহল শিল্পেঃ 

স্টার্চ থেকে অ্যালকোহল প্রস্তুতি সময় প্রভাবক হিসেবে ইস্ট ব্যবহার করা হয়।

৬. পলিথিন প্রস্তুতিতেঃ

 ইথিনকে পলিমারকরণ বিক্রিয়ার মাধ্যমে পলিথিন তৈরির সময় টাইটেনিয়ামের জৈব ধাতব যৌগ সমূহ প্রভাবক হিসেবে ব্যবহার করা হয়।

৭. জ্বালানি তেল প্রস্তুতিতেঃ 

পেট্রোলিয়াম হতে প্রভাবকের সাহায্যে বিভিন্ন ধরনের জ্বালানি তেল প্রস্তুত করা যায়।