একটি পদার্থের মোল ভগ্নাংশ কী? কিভাবে আঁচিল ভগ্নাংশ খুঁজে?

2024 লেখক: Angel Austin | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2023-12-17 05:18

আপনি জানেন যে, আমাদের চারপাশের বস্তুগুলি তৈরি করে এমন অণু এবং পরমাণুগুলি খুব ছোট। রাসায়নিক বিক্রিয়ার সময় গণনা চালানোর জন্য, সেইসাথে তরল এবং গ্যাসগুলিতে অ-ইন্টার্যাক্টিং উপাদানগুলির মিশ্রণের আচরণ বিশ্লেষণ করতে, মোল ভগ্নাংশের ধারণাটি ব্যবহৃত হয়। এগুলি কী, এবং কীভাবে মিশ্রণের ম্যাক্রোস্কোপিক ভৌত পরিমাণগুলি পেতে ব্যবহার করা যেতে পারে, এই নিবন্ধে আলোচনা করা হয়েছে৷

অ্যাভোগাড্রোর নম্বর

20 শতকের শুরুতে, গ্যাসের মিশ্রণ নিয়ে পরীক্ষা-নিরীক্ষা করার সময়, ফরাসি বিজ্ঞানী জিন পেরিন এই গ্যাসের 1 গ্রামের মধ্যে H₂ অণুর সংখ্যা পরিমাপ করেছিলেন। এই সংখ্যাটি একটি বিশাল সংখ্যায় পরিণত হয়েছে (6,02210²³)। যেহেতু এই জাতীয় পরিসংখ্যানগুলির সাথে গণনা করা অত্যন্ত অসুবিধাজনক, তাই পেরিন এই মানের জন্য একটি নাম প্রস্তাব করেছিলেন - অ্যাভোগাড্রোর সংখ্যা। এই নামটি 19 শতকের গোড়ার দিকে ইতালীয় বিজ্ঞানী অ্যামেডিও অ্যাভোগাড্রোর সম্মানে বেছে নেওয়া হয়েছিল, যিনি পেরিনের মতো গ্যাসের মিশ্রণ অধ্যয়ন করেছিলেন এবং এমনকি গঠন করতেও সক্ষম ছিলেন।তাদের জন্য, আইন যা বর্তমানে তার শেষ নাম বহন করে।

অ্যাভোগাড্রোর সংখ্যা বর্তমানে বিভিন্ন পদার্থের গবেষণায় ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এটি ম্যাক্রোস্কোপিক এবং মাইক্রোস্কোপিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে সংযুক্ত করে৷

পদার্থের পরিমাণ এবং মোলার ভর

৬০-এর দশকে, ইন্টারন্যাশনাল চেম্বার অফ ওয়েটস অ্যান্ড মেজারস ফিজিক্যাল ইউনিট (এসআই) সিস্টেমে পরিমাপের সপ্তম মৌলিক একক প্রবর্তন করে। এটা একটা মথ হয়ে গেল। মোল প্রশ্নে সিস্টেম তৈরি করে এমন উপাদানের সংখ্যা দেখায়। এক মোল অ্যাভোগাড্রোর সংখ্যার সমান।

মোলার ভর হল প্রদত্ত পদার্থের এক মোলের ওজন। এটি প্রতি মোল গ্রাম পরিমাপ করা হয়। মোলার ভর একটি সংযোজন পরিমাণ, অর্থাৎ, একটি নির্দিষ্ট রাসায়নিক যৌগের জন্য এটি নির্ধারণ করতে, এই যৌগটি তৈরি করা রাসায়নিক উপাদানগুলির মোলার ভর যোগ করা প্রয়োজন। উদাহরণস্বরূপ, মিথেনের মোলার ভর (CH₄) হল:

M_CH4=M_C + 4M_H=12 + 41=16 গ্রাম/মোল।

অর্থাৎ 1 মোল মিথেন অণুর ভর হবে 16 গ্রাম।

মোল ভগ্নাংশ ধারণা

বিশুদ্ধ পদার্থ প্রকৃতিতে বিরল। উদাহরণস্বরূপ, বিভিন্ন অমেধ্য (লবণ) সবসময় জলে দ্রবীভূত হয়; আমাদের গ্রহের বায়ু গ্যাসের মিশ্রণ। অন্য কথায়, তরল ও বায়বীয় অবস্থায় থাকা যেকোনো পদার্থই বিভিন্ন উপাদানের মিশ্রণ। মোল ভগ্নাংশ হল একটি মান যা দেখায় যে মোলের সমতুল্য অংশের কোন একটি বা অন্য কোন উপাদান দ্বারা দখল করা হয়েছেমিশ্রণ যদি পুরো মিশ্রণের পদার্থের পরিমাণকে n হিসাবে চিহ্নিত করা হয় এবং i উপাদানটির পদার্থের পরিমাণকে n_i হিসাবে চিহ্নিত করা হয়, তাহলে নিম্নলিখিত সমীকরণটি লেখা যেতে পারে:

x_i=n_i / n.

এখানে x_i এই মিশ্রণের জন্য উপাদান i এর মোল ভগ্নাংশ। দেখা যায়, এই পরিমাণ মাত্রাহীন। মিশ্রণের সমস্ত উপাদানের জন্য, তাদের তিল ভগ্নাংশের যোগফলকে সূত্র দ্বারা প্রকাশ করা হয় নিম্নরূপ:

∑_i(x_i)=1.

এই সূত্রটি পাওয়া কঠিন নয়। এটি করার জন্য, শুধু x_i এর পূর্ববর্তী এক্সপ্রেশনটি প্রতিস্থাপন করুন।

পরমাণু স্বার্থ

রসায়নে সমস্যা সমাধান করার সময়, প্রায়শই প্রাথমিক মানগুলি পারমাণবিক শতাংশে দেওয়া হয়। উদাহরণস্বরূপ, অক্সিজেন এবং হাইড্রোজেনের মিশ্রণে, পরবর্তীটি 60 পারমাণবিক%। এর মানে হল যে মিশ্রণের 10টি অণুর মধ্যে 6টি হাইড্রোজেনের সাথে মিলে যাবে। যেহেতু মোল ভগ্নাংশটি উপাদান পরমাণুর সংখ্যার সাথে তাদের মোট সংখ্যার অনুপাত, তাই পারমাণবিক শতাংশগুলি প্রশ্নে থাকা ধারণার সমার্থক।

পরমাণু শতাংশে শেয়ারের রূপান্তর করা হয় কেবলমাত্র দুটি মাত্রায় বৃদ্ধি করে। উদাহরণস্বরূপ, বাতাসে অক্সিজেনের 0.21 মোল ভগ্নাংশ 21 পারমাণবিক% এর সাথে মিলে যায়।

আদর্শ গ্যাস

মোল ভগ্নাংশের ধারণাটি প্রায়শই গ্যাসের মিশ্রণের সমস্যা সমাধানে ব্যবহৃত হয়। স্বাভাবিক অবস্থায় অধিকাংশ গ্যাস (তাপমাত্রা 300 K এবং চাপ 1 atm.) আদর্শ। এর মানে হল যে পরমাণু এবং অণুগুলি যা গ্যাস তৈরি করে তারা একে অপরের থেকে অনেক দূরত্বে থাকে এবং একে অপরের সাথে যোগাযোগ করে না।

আদর্শ গ্যাসের জন্য, রাষ্ট্রের নিম্নলিখিত সমীকরণটি বৈধ:

PV=nRT.

এখানে P, V এবং T তিনটি ম্যাক্রোস্কোপিক থার্মোডাইনামিক বৈশিষ্ট্য: যথাক্রমে চাপ, আয়তন এবং তাপমাত্রা। মান R=8, 314 J / (Kmol) সমস্ত গ্যাসের জন্য একটি ধ্রুবক, n হল মোলের কণার সংখ্যা, অর্থাৎ পদার্থের পরিমাণ।

রাষ্ট্রের সমীকরণ দেখায় কিভাবে তিনটি ম্যাক্রোস্কোপিক গ্যাস বৈশিষ্ট্যের একটি (P, V বা T) পরিবর্তন হবে যদি তাদের দ্বিতীয়টি স্থির করা হয় এবং তৃতীয়টি পরিবর্তন করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি স্থির তাপমাত্রায়, চাপটি গ্যাসের আয়তনের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক হবে (বয়েল-মেরিওট আইন)।

লিখিত সূত্র সম্পর্কে সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য বিষয় হল এটি গ্যাসের অণু এবং পরমাণুর রাসায়নিক প্রকৃতিকে বিবেচনা করে না, অর্থাৎ এটি বিশুদ্ধ গ্যাস এবং তাদের মিশ্রণ উভয়ের জন্যই বৈধ।

ডাল্টনের আইন এবং আংশিক চাপ

মিশ্রণে গ্যাসের মোল ভগ্নাংশ কীভাবে গণনা করা যায়? এটি করার জন্য, বিবেচনাধীন উপাদানগুলির জন্য কণার মোট সংখ্যা এবং তাদের সংখ্যা জানা যথেষ্ট। যাইহোক, আপনি অন্যথায় করতে পারেন।

মিশ্রণে একটি গ্যাসের মোল ভগ্নাংশ এর আংশিক চাপ জেনে পাওয়া যায়। পরেরটি গ্যাস মিশ্রণের একটি প্রদত্ত উপাদানের চাপ হিসাবে বোঝা যায় যদি এটি অন্য সমস্ত উপাদান অপসারণ করা সম্ভব হয়। যদি আমরা i-th উপাদানের আংশিক চাপকে P_i হিসাবে চিহ্নিত করি এবং সমগ্র মিশ্রণের চাপকে P হিসাবে চিহ্নিত করি, তাহলে এই উপাদানটির জন্য মোল ভগ্নাংশের সূত্রটি রূপ নেবে।:

x_i=P_i / পি.

কারণ পরিমাণসবগুলো x_i একের সমান, তাহলে আমরা নিচের অভিব্যক্তি লিখতে পারি:

∑_i(P_i / P)=1, তাই ∑_i (P_i)=P.

শেষ সমতাকে ডাল্টনের আইন বলা হয়, যেটি 19 শতকের প্রথম দিকের ব্রিটিশ বিজ্ঞানী জন ডাল্টনের নামে নামকরণ করা হয়েছে।

আংশিক চাপের আইন বা ডাল্টনের আইন আদর্শ গ্যাসের জন্য রাষ্ট্রের সমীকরণের সরাসরি পরিণতি। যদি একটি গ্যাসের পরমাণু বা অণু একে অপরের সাথে যোগাযোগ করতে শুরু করে (এটি উচ্চ তাপমাত্রা এবং উচ্চ চাপে ঘটে), তবে ডাল্টনের আইনটি অন্যায়। পরবর্তী ক্ষেত্রে, উপাদানগুলির মোল ভগ্নাংশ গণনা করার জন্য, পদার্থের পরিমাণের ক্ষেত্রে সূত্রটি ব্যবহার করা প্রয়োজন, আংশিক চাপের ক্ষেত্রে নয়৷

বায়ু গ্যাসের মিশ্রণ হিসেবে

মিশ্রনে একটি উপাদানের মোল ভগ্নাংশ কীভাবে খুঁজে পাওয়া যায় সেই প্রশ্নটি বিবেচনা করার পরে, আমরা নিম্নলিখিত সমস্যার সমাধান করি: x_i এবং P এর মানগুলি গণনা করুন বাতাসে প্রতিটি উপাদানের জন্য i_।

যদি আমরা শুষ্ক বায়ু বিবেচনা করি, তাহলে এতে নিম্নলিখিত 4টি গ্যাস উপাদান রয়েছে:

• নাইট্রোজেন (78.09%);
• অক্সিজেন (20.95%);
• আর্গন (0.93%);
• কার্বন ডাই অক্সাইড গ্যাস (0.04%)।

এই ডেটা থেকে, প্রতিটি গ্যাসের জন্য মোল ভগ্নাংশগুলি গণনা করা খুব সহজ। এটি করার জন্য, নিবন্ধে উপরে উল্লিখিত হিসাবে, আপেক্ষিক পদে শতাংশ উপস্থাপন করা যথেষ্ট। তারপর আমরা পাই:

x_N2=0, 7809;

x_O2=0, 2095;

x_Ar=0, 0093;

x_CO2=0, 0004.

আংশিক চাপসমুদ্রপৃষ্ঠে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ 101 325 Pa বা 1 atm হলে আমরা এই বায়ু উপাদানগুলি গণনা করি। তারপর আমরা পাই:

P_N2=x_N2 P=0.7809 atm.;

P_O2=x_O2 P=0, 2095 atm.;

P_Ar=x_Ar P=0.0093 atm.;

P_CO2=x_CO2 P=0.0004 atm.

এই ডেটার অর্থ হল আপনি যদি বায়ুমণ্ডল থেকে সমস্ত অক্সিজেন এবং অন্যান্য গ্যাস সরিয়ে দেন এবং শুধুমাত্র নাইট্রোজেন ছেড়ে দেন তবে চাপ 22% কমে যাবে।

অক্সিজেনের আংশিক চাপ জানা যারা পানির নিচে ডুব দেয় তাদের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। সুতরাং, যদি এটি 0.16 atm-এর কম হয়, তবে ব্যক্তি তাত্ক্ষণিকভাবে চেতনা হারায়। বিপরীতে, অক্সিজেনের আংশিক চাপ 1.6 atm এর চিহ্ন অতিক্রম করে। এই গ্যাসের সাথে বিষক্রিয়ার দিকে পরিচালিত করে, যা খিঁচুনি দ্বারা অনুষঙ্গী হয়। সুতরাং, মানুষের জীবনের জন্য অক্সিজেনের একটি নিরাপদ আংশিক চাপ 0.16 - 1.6 atm এর মধ্যে থাকা উচিত।