আমরা প্রতিদিন বিভিন্ন পদার্থের সমাধানের সম্মুখীন হই। কিন্তু এটা অসম্ভাব্য যে আমরা প্রত্যেকেই বুঝতে পারি যে এই সিস্টেমগুলি কতটা বড় ভূমিকা পালন করে। হাজার হাজার বছর ধরে বিস্তারিত অধ্যয়নের মাধ্যমে তাদের বেশিরভাগ আচরণ আজ স্পষ্ট হয়ে উঠেছে। এই সময়ের মধ্যে, সাধারণ মানুষের কাছে বোধগম্য নয় এমন অনেক পরিভাষা চালু করা হয়েছে। তাদের মধ্যে একটি সমাধানের স্বাভাবিকতা। এটা কি? এটি আমাদের নিবন্ধে আলোচনা করা হবে। চলুন শুরু করা যাক অতীতে ডুব দিয়ে।
গবেষণার ইতিহাস
প্রথম উজ্জ্বল মন যারা সমাধান অধ্যয়ন করতে শুরু করেছিলেন তারা হলেন আরহেনিয়াস, ভ্যান হফ এবং অস্টওয়াল্ডের মতো সুপরিচিত রসায়নবিদ। তাদের কাজের প্রভাবে, পরবর্তী প্রজন্মের রসায়নবিদরা জলীয় এবং পাতলা দ্রবণের অধ্যয়ন করতে শুরু করেন। অবশ্যই, তারা প্রচুর পরিমাণে জ্ঞান সঞ্চয় করেছে, কিন্তু অ-জলীয় দ্রবণগুলি মনোযোগ ছাড়াই রেখে দেওয়া হয়েছিল, যা, যাইহোক, শিল্প এবং মানব জীবনের অন্যান্য ক্ষেত্রে উভয় ক্ষেত্রেই একটি বড় ভূমিকা পালন করে৷
অ-জলীয় দ্রবণের তত্ত্বে অনেক অবোধগম্যতা ছিল। উদাহরণস্বরূপ, যদি জলীয় সিস্টেমে পরিবাহিতার মান বিচ্ছিন্নতার মাত্রা বৃদ্ধির সাথে বৃদ্ধি পায়, তবে অনুরূপ সিস্টেমে, কিন্তু জলের পরিবর্তে একটি ভিন্ন দ্রাবক সহ, এটি ছিল উল্টো। ছোট বৈদ্যুতিক মানপরিবাহিতা প্রায়শই বিচ্ছিন্নতার উচ্চ ডিগ্রীর সাথে মিলে যায়। অসঙ্গতিগুলি বিজ্ঞানীদের রসায়নের এই ক্ষেত্রটি অন্বেষণ করতে উত্সাহিত করেছিল। ডেটার একটি বৃহৎ অ্যারে জমা হয়েছিল, যার প্রক্রিয়াকরণের ফলে নিয়মিততাগুলি খুঁজে পাওয়া সম্ভব হয়েছিল যা ইলেক্ট্রোলাইটিক বিচ্ছিন্নতার তত্ত্বকে পরিপূরক করে। এছাড়াও, ইলেক্ট্রোলাইসিস এবং জৈব ও অজৈব যৌগের জটিল আয়নগুলির প্রকৃতি সম্পর্কে জ্ঞান প্রসারিত করা সম্ভব হয়েছিল৷
তারপর ঘনীভূত সমাধানের ক্ষেত্রে আরও সক্রিয় গবেষণা শুরু হয়। দ্রবীভূত পদার্থের ক্রমবর্ধমান ঘনত্বের সাথে, দ্রাবকের সাথে এর মিথস্ক্রিয়া ক্রমবর্ধমান গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করতে শুরু করার কারণে এই জাতীয় সিস্টেমগুলি পাতলা থেকে বৈশিষ্ট্যগুলিতে উল্লেখযোগ্যভাবে পৃথক হয়। পরবর্তী বিভাগে এই বিষয়ে আরও।
তত্ত্ব
এই মুহুর্তে, দ্রবণে আয়ন, অণু এবং পরমাণুর আচরণের সর্বোত্তম ব্যাখ্যা কেবলমাত্র ইলেক্ট্রোলাইটিক বিচ্ছিন্নতার তত্ত্ব। 19 শতকে Svante Arrhenius দ্বারা এটির সৃষ্টির পর থেকে, এটি কিছু পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে গেছে। কিছু আইন আবিষ্কৃত হয়েছে (যেমন অস্টওয়াল্ডের তরলীকরণ আইন) যা কিছুটা ধ্রুপদী তত্ত্বের সাথে খাপ খায় না। কিন্তু, বিজ্ঞানীদের পরবর্তী কাজের জন্য ধন্যবাদ, তত্ত্বটিতে সংশোধনী আনা হয়েছিল, এবং এটির আধুনিক আকারে এটি এখনও বিদ্যমান এবং উচ্চ নির্ভুলতার সাথে পরীক্ষামূলকভাবে প্রাপ্ত ফলাফলগুলি বর্ণনা করে৷
বিচ্ছিন্নতার ইলেক্ট্রোলাইটিক তত্ত্বের মূল সারমর্ম হল যে পদার্থটি, যখন দ্রবীভূত হয়, তখন তার উপাদান আয়নগুলিতে পচে যায় - যে কণাগুলিতে চার্জ থাকে। অংশে পচন (বিচ্ছিন্ন) করার ক্ষমতার উপর নির্ভর করে, শক্তিশালী এবং দুর্বল রয়েছেইলেক্ট্রোলাইট শক্তিশালীরা দ্রবণে সম্পূর্ণরূপে আয়নগুলির সাথে বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়, যখন দুর্বলগুলি খুব অল্প পরিমাণে।
এই কণাগুলি যার মধ্যে অণু ভেঙে যায় তারা দ্রাবকের সাথে যোগাযোগ করতে পারে। এই ঘটনাটিকে সমাধান বলা হয়। তবে এটি সর্বদা ঘটে না, যেহেতু এটি আয়ন এবং দ্রাবক অণুর উপর চার্জের উপস্থিতির কারণে হয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি জলের অণু একটি ডাইপোল, অর্থাৎ, একটি কণা একদিকে ধনাত্মকভাবে চার্জ এবং অন্য দিকে ঋণাত্মকভাবে চার্জ করা হয়। এবং যে আয়নগুলিতে ইলেক্ট্রোলাইট পচে যায় তারও একটি চার্জ থাকে। এইভাবে, এই কণাগুলি বিপরীত চার্জযুক্ত পক্ষ দ্বারা আকৃষ্ট হয়। কিন্তু এটি শুধুমাত্র মেরু দ্রাবক (যেমন জল) সঙ্গে ঘটে। উদাহরণস্বরূপ, হেক্সেনের কোনো পদার্থের দ্রবণে, সমাধান ঘটবে না।
সমাধান অধ্যয়ন করতে, প্রায়শই একটি দ্রবণের পরিমাণ জানা প্রয়োজন। নির্দিষ্ট পরিমাণকে সূত্রে প্রতিস্থাপন করা কখনও কখনও খুব অসুবিধাজনক। অতএব, বিভিন্ন ধরণের ঘনত্ব রয়েছে, যার মধ্যে সমাধানের স্বাভাবিকতা রয়েছে। এখন আমরা একটি দ্রবণে পদার্থের বিষয়বস্তু প্রকাশের সমস্ত উপায় এবং এটি গণনার পদ্ধতি সম্পর্কে বিস্তারিতভাবে বলব।
সমাধানের ঘনত্ব
রসায়নে অনেকগুলি সূত্র রয়েছে এবং এর মধ্যে কয়েকটি এমনভাবে তৈরি করা হয়েছে যে মানটিকে একটি নির্দিষ্ট আকারে বা অন্য আকারে নেওয়া আরও সুবিধাজনক।
প্রথম, এবং আমাদের কাছে সবচেয়ে পরিচিত, ঘনত্বের প্রকাশের ধরন হল ভর ভগ্নাংশ। এটি খুব সহজভাবে গণনা করা হয়। আমাদের শুধু দ্রবণে পদার্থের ভরকে তার মোট ভর দিয়ে ভাগ করতে হবে। তাইএইভাবে, আমরা একটির ভগ্নাংশে উত্তর পাই। প্রাপ্ত সংখ্যাটিকে একশ দ্বারা গুণ করলে, আমরা শতাংশ হিসাবে উত্তর পাই৷
একটি সামান্য কম পরিচিত ফর্ম হল ভলিউম ভগ্নাংশ। প্রায়শই এটি অ্যালকোহলযুক্ত পানীয়গুলিতে অ্যালকোহলের ঘনত্ব প্রকাশ করতে ব্যবহৃত হয়। এটি বেশ সহজভাবে গণনা করা হয়: আমরা দ্রবণের আয়তনকে পুরো দ্রবণের আয়তন দিয়ে ভাগ করি। আগের ক্ষেত্রে যেমন, আপনি শতাংশ হিসাবে উত্তর পেতে পারেন। লেবেল প্রায়ই বলে: "40% ভলিউম।", যার মানে: 40 ভলিউম শতাংশ।
রসায়নে, অন্যান্য ধরণের ঘনত্ব প্রায়শই ব্যবহৃত হয়। তবে তাদের দিকে যাওয়ার আগে, আসুন পদার্থের তিল কী তা নিয়ে কথা বলি। একটি পদার্থের পরিমাণ বিভিন্ন উপায়ে প্রকাশ করা যেতে পারে: ভর, আয়তন। তবে সর্বোপরি, প্রতিটি পদার্থের অণুগুলির নিজস্ব ওজন রয়েছে এবং নমুনার ভর দিয়ে বোঝা অসম্ভব যে এতে কতগুলি অণু রয়েছে এবং এটি রাসায়নিক রূপান্তরের পরিমাণগত উপাদান বোঝার জন্য প্রয়োজনীয়। এই জন্য, একটি পদার্থ একটি তিল হিসাবে যেমন একটি পরিমাণ চালু করা হয়েছিল. আসলে, একটি মোল হল একটি নির্দিষ্ট সংখ্যক অণু: 6.021023। একে বলা হয় অ্যাভোগাড্রোর সংখ্যা। প্রায়শই, পদার্থের তিলের মতো একটি ইউনিট প্রতিক্রিয়ার পণ্যের পরিমাণ গণনা করতে ব্যবহৃত হয়। এই বিষয়ে, একাগ্রতা প্রকাশের আরেকটি রূপ রয়েছে - মোলারিটি। এটি প্রতি ইউনিট আয়তনে পদার্থের পরিমাণ। মোলারিটি mol/L এ প্রকাশ করা হয় (পড়ুন: মোলস প্রতি লিটার)।
একটি সিস্টেমে একটি পদার্থের বিষয়বস্তুর জন্য একটি খুব একই ধরনের অভিব্যক্তি আছে: মোলালিটি। এটি মোলারিটি থেকে আলাদা যে এটি একটি পদার্থের পরিমাণ নির্ধারণ করে আয়তনের এককে নয়, কিন্তু ভরের এককে। এবং প্রার্থনায় প্রকাশ করেনপ্রতি কিলোগ্রাম (বা অন্যান্য একাধিক, যেমন প্রতি গ্রাম)।
সুতরাং আমরা শেষ ফর্মে আসি, যা আমরা এখন আলাদাভাবে আলোচনা করব, কারণ এর বর্ণনার জন্য কিছু তাত্ত্বিক তথ্য প্রয়োজন।
সমাধান স্বাভাবিকতা
এটা কি? এবং কিভাবে এটা আগের মান থেকে ভিন্ন? প্রথমে আপনাকে স্বাভাবিকতা এবং সমাধানের মোলারিটির মতো ধারণাগুলির মধ্যে পার্থক্য বুঝতে হবে। প্রকৃতপক্ষে, তারা শুধুমাত্র একটি মান দ্বারা পৃথক - সমতুল্য সংখ্যা। এখন আপনি এমনকি সমাধানের স্বাভাবিকতা কি কল্পনা করতে পারেন। এটা শুধু একটি পরিবর্তিত মোলারিটি। সমতা সংখ্যাটি এমন কণার সংখ্যা নির্দেশ করে যা এক মোল হাইড্রোজেন আয়ন বা হাইড্রোক্সাইড আয়নের সাথে যোগাযোগ করতে পারে।
আমরা সমাধানের স্বাভাবিকতা কী তার সাথে পরিচিত হয়েছি। কিন্তু সর্বোপরি, এটি আরও গভীরভাবে খনন করা মূল্যবান, এবং আমরা দেখতে পাব যে এটি কত সহজ, প্রথম নজরে, ঘনত্ব বর্ণনা করার জটিল রূপ। সুতরাং, সমাধানের স্বাভাবিকতা কী তা ঘনিষ্ঠভাবে দেখে নেওয়া যাক।
সূত্র
একটি মৌখিক বর্ণনা থেকে একটি সূত্র কল্পনা করা বেশ সহজ৷ এটি দেখতে এরকম হবে: Cn=zn/N। এখানে z হল সমতা গুণনীয়ক, n হল পদার্থের পরিমাণ, V হল দ্রবণের আয়তন। প্রথম মান সবচেয়ে আকর্ষণীয়. এটি কেবল একটি পদার্থের সমতুল্য দেখায়, অর্থাৎ বাস্তব বা কাল্পনিক কণার সংখ্যা যা অন্য পদার্থের একটি ন্যূনতম কণার সাথে প্রতিক্রিয়া করতে পারে। এর দ্বারা, প্রকৃতপক্ষে, সমাধানের স্বাভাবিকতা, যার সূত্র উপরে উপস্থাপিত হয়েছিল, গুণগতভাবে আলাদামোলারিটি থেকে।
এবং এখন আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ অংশে যাওয়া যাক: সমাধানের স্বাভাবিকতা কীভাবে নির্ধারণ করা যায়। এটি নিঃসন্দেহে একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন, তাই উপরে উপস্থাপিত সমীকরণে নির্দেশিত প্রতিটি মান বোঝার সাথে এটির অধ্যয়নের কাছে যাওয়া মূল্যবান৷
কীভাবে সমাধানের স্বাভাবিকতা খুঁজে পাবেন?
আমরা উপরে যে সূত্রটি আলোচনা করেছি তা সম্পূর্ণরূপে প্রয়োগ করা হয়েছে। এতে প্রদত্ত সমস্ত মানগুলি সহজেই অনুশীলনে গণনা করা হয়। প্রকৃতপক্ষে, কিছু পরিমাণ জেনে সমাধানের স্বাভাবিকতা গণনা করা খুবই সহজ: দ্রবণের ভর, তার সূত্র এবং দ্রবণের আয়তন। যেহেতু আমরা একটি পদার্থের অণুগুলির সূত্র জানি, আমরা তার আণবিক ওজন খুঁজে পেতে পারি। একটি দ্রবণের নমুনার ভরের সাথে তার মোলার ভরের অনুপাত পদার্থের মোলের সংখ্যার সমান হবে। এবং সম্পূর্ণ সমাধানের আয়তন জেনে, আমরা নিশ্চিতভাবে বলতে পারি আমাদের মোলার ঘনত্ব কত।
সমাধানের স্বাভাবিকতা গণনা করার জন্য আমাদের পরবর্তী যে অপারেশনটি চালাতে হবে তা হল সমতুল্য ফ্যাক্টর খোঁজার ক্রিয়া। এটি করার জন্য, আমাদের বুঝতে হবে বিচ্ছিন্নতার ফলে কতগুলি কণা তৈরি হয় যা প্রোটন বা হাইড্রক্সিল আয়ন সংযুক্ত করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, সালফিউরিক অ্যাসিডে, সমতুল্য গুণক হল 2, এবং তাই এই ক্ষেত্রে দ্রবণের স্বাভাবিকতা গণনা করা হয় শুধুমাত্র এর মোলারিটি 2 দ্বারা গুণ করে।
আবেদন
রাসায়নিক বিশ্লেষণে, একজনকে প্রায়শই সমাধানের স্বাভাবিকতা এবং মোলারিটি গণনা করতে হয়। এই জন্য খুব সুবিধাজনকপদার্থের আণবিক সূত্রের গণনা।
আর কি পড়তে হবে?
একটি সমাধানের স্বাভাবিকতা কী তা আরও ভালভাবে বোঝার জন্য, সাধারণ রসায়নের উপর একটি পাঠ্যপুস্তক খোলা ভাল। এবং যদি আপনি ইতিমধ্যেই এই সমস্ত তথ্য জানেন, তাহলে আপনার রাসায়নিক বিশেষত্বের শিক্ষার্থীদের জন্য বিশ্লেষণাত্মক রসায়নের পাঠ্যপুস্তকটি উল্লেখ করা উচিত।
উপসংহার
নিবন্ধটির জন্য ধন্যবাদ, আমরা মনে করি আপনি বুঝতে পেরেছেন যে সমাধানের স্বাভাবিকতা একটি পদার্থের ঘনত্ব প্রকাশ করার একটি রূপ, যা প্রধানত রাসায়নিক বিশ্লেষণে ব্যবহৃত হয়। এবং এখন এটি কারও কাছে গোপন নয় যে কীভাবে এটি গণনা করা হয়।
