রাসায়নিক সাম্যাবস্থা হলো একটি বিপরীতমুখী রাসায়নিক বিক্রিয়ার এমন অবস্থা, যেখানে অগ্রবর্তী বিক্রিয়া (বিক্রিয়ক থেকে উৎপাদ গঠন) এবং পশ্চাৎবর্তী বিক্রিয়া (উৎপাদ থেকে বিক্রিয়ক পুনর্গঠন) একই হারে সংঘটিত হয়। এই অবস্থায় বিক্রিয়ক এবং উৎপাদের ঘনমাত্রা সময়ের সাথে অপরিবর্তিত থাকে, কিন্তু বিক্রিয়া সম্পূর্ণরূপে বন্ধ হয় না। এটি গতিশীল সাম্যাবস্থা হিসেবে পরিচিত, কারণ বিক্রিয়ার অণুগুলো ক্রমাগত রূপান্তরিত হয়, তবে ম্যাক্রোস্কোপিক স্তরে কোনো দৃশ্যমান পরিবর্তন লক্ষ্য করা যায় না। বাংলাদেশের রসায়ন পাঠ্যপুস্তকের (এইচএসসি স্তর) ভিত্তিতে এটি শিক্ষার্থীদের জন্য অনুধাবনমূলকভাবে নিম্নরূপে ব্যাখ্যা করা যায়:

গতিশীল সাম্যাবস্থার বিস্তারিত ব্যাখ্যা:

1. বিপরীতমুখী বিক্রিয়ার প্রকৃতি:
   গতিশীল সাম্যাবস্থা শুধুমাত্র বিপরীতমুখী বিক্রিয়ায় (reversible reaction) ঘটে, যেখানে বিক্রিয়ক উৎপাদে এবং উৎপাদ বিক্রিয়কে রূপান্তরিত হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ:
   H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g)
   এখানে অগ্রবর্তী বিক্রিয়ায় হাইড্রোজেন এবং আয়োডিন থেকে হাইড্রোজেন আয়োডাইড গঠিত হয়, এবং পশ্চাৎবর্তী বিক্রিয়ায় হাইড্রোজেন আয়োডাইড পচন করে হাইড্রোজেন ও আয়োডিনে রূপান্তরিত হয়। সাম্যাবস্থায় উভয় বিক্রিয়া একই হারে চলে।
2. বিক্রিয়ার হারের সমতা:
   সাম্যাবস্থায় অগ্রবর্তী বিক্রিয়ার হার (r_f) এবং পশ্চাৎবর্তী বিক্রিয়ার হার (r_b) সমান হয়, অর্থাৎ r_f = r_b। এর ফলে বিক্রিয়ক এবং উৎপাদের ঘনমাত্রা আর পরিবর্তিত হয় না। উদাহরণস্বরূপ, N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ বিক্রিয়ায়, সাম্যাবস্থায় নাইট্রোজেন ও হাইড্রোজেন থেকে অ্যামোনিয়া গঠনের হার এবং অ্যামোনিয়া থেকে নাইট্রোজেন ও হাইড্রোজেনে পচনের হার সমান হয়।
3. ঘনমাত্রার স্থিতিশীলতা:
   গতিশীল সাম্যাবস্থায় বিক্রিয়ক এবং উৎপাদের ঘনমাত্রা সময়ের সাথে অপরিবর্তিত থাকে। এটি বোঝায় না যে বিক্রিয়া বন্ধ হয়ে গেছে। বরং, অগ্রবর্তী ও পশ্চাৎবর্তী বিক্রিয়ার সমান হারের কারণে নেট পরিবর্তন শূন্য হয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি বন্ধ পাত্রে CO(g) + 2H₂(g) ⇌ CH₃OH(g) বিক্রিয়ায়, সাম্যাবস্থায় CO, H₂ এবং CH₃OH-এর ঘনমাত্রা স্থির থাকে।
4. গতিশীলতার ধারণা:
   গতিশীল সাম্যাবস্থার মূল বৈশিষ্ট্য হলো এর গতিশীল প্রকৃতি। এটি একটি স্থির অবস্থা নয়; বরং, অণুগুলো ক্রমাগত বিক্রিয়ায় অংশ নিচ্ছে। এটিকে একটি দৃষ্টান্ত দিয়ে বোঝানো যায়: ধরা যাক, একটি বন্ধ পাত্রে পানি এবং বাষ্প সাম্যাবস্থায় আছে (H₂O(l) ⇌ H₂O(g))। এখানে পানি থেকে বাষ্পে রূপান্তর এবং বাষ্প থেকে পানিতে ঘনীভবন একই হারে ঘটছে। ফলে পানি ও বাষ্পের পরিমাণ অপরিবর্তিত থাকে, কিন্তু অণুগুলো ক্রমাগত রূপান্তরিত হচ্ছে।
5. বন্ধ পদ্ধতির প্রয়োজনীয়তা:
   গতিশীল সাম্যাবস্থা শুধুমাত্র বন্ধ পদ্ধতিতে (closed system) ঘটে, যেখানে বিক্রিয়ক বা উৎপাদ পদ্ধতির বাইরে যায় না বা বাইরে থেকে যোগ হয় না। উদাহরণস্বরূপ, একটি সিল করা পাত্রে রাসায়নিক বিক্রিয়া সাম্যাবস্থায় পৌঁছাতে পারে, কিন্তু খোলা পাত্রে বাষ্পীয় উৎপাদ বেরিয়ে গেলে সাম্যাবস্থা অর্জিত হয় না।
6. বাহ্যিক অবস্থার প্রভাব:
   গতিশীল সাম্যাবস্থা তাপমাত্রা, চাপ, এবং ঘনমাত্রার উপর নির্ভর করে। ল্য শাতেলিয়র নীতি অনুসারে, এই অবস্থাগুলোর পরিবর্তন সাম্যাবস্থাকে নতুন অবস্থানে স্থানান্তরিত করে। উদাহরণস্বরূপ:
   • N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ বিক্রিয়ায় চাপ বাড়ালে সাম্যাবস্থা উৎপাদ (NH₃) গঠনের দিকে সরে যায়, কারণ এটি কম আয়তনের।
   • তাপমাত্রা বাড়ালে বিক্রিয়া তাপশোষণকারী দিকে (পশ্চাৎবর্তী) সরে যায়।
7. থার্মোডায়নামিক বৈশিষ্ট্য:
   সাম্যাবস্থায় ফ্রি এনার্জি পরিবর্তন (ΔG) শূন্য হয়, অর্থাৎ ΔG = 0। এটি বোঝায় যে বিক্রিয়া শক্তিগতভাবে স্থিতিশীল অবস্থায় পৌঁছেছে। এছাড়া, এনথালপি (ΔH) এবং এনট্রপি (ΔS) মান স্থির থাকে।

উদাহরণ:

1. হ্যাবার প্রক্রিয়া:
   অ্যামোনিয়া সংশ্লেষণে (N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃), সাম্যাবস্থায় নাইট্রোজেন ও হাইড্রোজেন থেকে অ্যামোনিয়া গঠন এবং অ্যামোনিয়ার পচন একই হারে ঘটে। ফলে N₂, H₂ এবং NH₃-এর ঘনমাত্রা স্থির থাকে।
2. দুর্বল অ্যাসিডের আয়নীকরণ:
   অ্যাসিটিক অ্যাসিড (CH₃COOH) পানিতে আংশিকভাবে আয়নীভূত হয়:
   CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺
   সাম্যাবস্থায় আয়নীকরণ এবং পুনরায় সমন্বয়ের হার সমান হয়, ফলে আয়ন এবং অণুর ঘনমাত্রা অপরিবর্তিত থাকে।
3. অক্সিজেন ও হিমোগ্লোবিনের সাম্যাবস্থা:
   রক্তে হিমোগ্লোবিন (Hb) এবং অক্সিজেনের মধ্যে সাম্যাবস্থা গতিশীল:
   Hb + O₂ ⇌ HbO₂
   এখানে অক্সিজেনের সংযোজন এবং বিচ্ছেদ একই হারে ঘটে।

গতিশীল সাম্যাবস্থার বৈশিষ্ট্য (সংক্ষেপে):

• শুধুমাত্র বিপরীতমুখী বিক্রিয়ায় ঘটে।
• অগ্রবর্তী ও পশ্চাৎবর্তী বিক্রিয়ার হার সমান।
• বিক্রিয়ক ও উৎপাদের ঘনমাত্রা অপরিবর্তিত।
• বন্ধ পদ্ধতিতে ঘটে।
• তাপমাত্রা, চাপ, এবং ঘনমাত্রার উপর নির্ভরশীল।
• ফ্রি এনার্জি পরিবর্তন (ΔG) শূন্য।

গুরুত্ব ও প্রয়োগ:

1. শিল্পে:
   • হ্যাবার প্রক্রিয়ায় অ্যামোনিয়া উৎপাদন।
   • সালফিউরিক অ্যাসিড উৎপাদনে কন্টাক্ট প্রক্রিয়া (2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃)।
   • নাইট্রিক অ্যাসিড উৎপাদনে অস্টওয়াল্ড প্রক্রিয়া।
2. জৈব রসায়ন:
   • এনজাইম-সাবস্ট্রেট সাম্যাবস্থা।
   • রক্তে অক্সিজেন পরিবহন।
3. পরিবেশ রসায়ন:
   • বায়ুমণ্ডলে CO₂ এবং সমুদ্রের পানির মধ্যে সাম্যাবস্থা (CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃)।

অনুধাবনমূলক ব্যাখ্যা:

গতিশীল সাম্যাবস্থা একটি গতিশীল প্রক্রিয়া, যেখানে বিক্রিয়া চলমান থাকে, কিন্তু বাহ্যিকভাবে কোনো পরিবর্তন দৃশ্যমান হয় না। এটি শিক্ষার্থীদের বোঝার জন্য একটি দৈনন্দিন উদাহরণ দিয়ে ব্যাখ্যা করা যায়: ধরা যাক, একটি বাসে যাত্রী ওঠা এবং নামার হার সমান হয়ে গেছে, ফলে বাসে যাত্রীর সংখ্যা অপরিবর্তিত থাকে। তবুও যাত্রীরা ওঠানামা করছে। ঠিক তেমনি, রাসায়নিক সাম্যাবস্থায় অণুগুলো ক্রমাগত বিক্রিয়ায় অংশ নেয়, কিন্তু ঘনমাত্রা স্থির থাকে।

উপসংহার:
রাসায়নিক সাম্যাবস্থা গতিশীল কারণ এটি বিপরীতমুখী বিক্রিয়ায় অগ্রবর্তী ও পশ্চাৎবর্তী বিক্রিয়ার হারের সমতার মাধ্যমে ঘনমাত্রা অপরিবর্তিত রাখে, তবে অণুস্তরে বিক্রিয়া অব্যাহত থাকে। এটি রাসায়নিক প্রক্রিয়ার ভারসাম্য বোঝার জন্য গুরুত্বপূর্ণ এবং শিল্প, জৈব রসায়ন, এবং পরিবেশ রসায়নে ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করা হয়।