ChemistryDulal

নিষ্ক্রিয় গ্যাসের ব্যবহার। পর্যায় সারণির 18 নম্বর গ্রুপে অবস্থিত হিলিয়াম, নিয়ন, আর্গন, ক্রিপটন, জেনন ও রেডন কে নিষ্ক্রিয় গ্যাস বা Noble gas বলে।  কারণ, একমাত্র হিলিয়াম ব্যতীত অন্যান্য নিষ্ক্রিয় গ্যাসের বহিঃস্থ শক্তিস্তরে ইলেকট্রন অষ্টক পূর্ণ অবস্থায় থাকে। এছাড়াও কক্ষ তাপমাত্রায় এরা গ্যাসীয় এবং রাসায়নিকভাবে অত্যন্ত নিষ্ক্রিয়। নিষ্ক্রিয় গ্যাসসমূহের বহিঃস্থ শক্তিস্তরে অষ্টক পরিবর্তনে অনেক শক্তির প্রয়োজন হয় বলে এরা সহজে যৌগ গঠন করে না। হিলিয়াম গ্যাসের ব্যবহার:- ১. হিলিয়াম গ্যাস হালকা ও অদাহ্য হওয়ায় বেলুন ও উড়োজাহাজের টায়ার স্ফীত  করার কাজে ব্যবহার করা হয়। ২. ডুবুরিরা শ্বাসকার্যে ব্যবহারের জন্য 20% অক্সিজেন ও 80% হিলিয়াম গ্যাসের মিশ্রণ ব্যবহার করেন। ৩. হিলিয়াম ও অক্সিজেন গ্যাসের মিশ্রণ হাঁপানি রোগের চিকিৎসা ব্যবহার করা হয়। ৪. নিষ্ক্রিয় পরিবেশ সৃষ্টি করতে হিলিয়াম গ্যাস ব্যবহার করা হয়। ৫. কম তাপমাত্রায় গবেষণার জন্য গবেষণাগারে হিলিয়াম গ্যাস ব্যবহার করা হয়। ৬. প্রতিপ্রভ নলে নিয়ন গ্যাসের সাথে হিলিয়াম গ্যাস ব্যবহার করা হয়। ৭. নিম্ন তাপমাত্র

পরমাণুর মূল কণিকা এবং তাদের বৈশিষ্ট্য কি। সকল পদার্থ অতি ক্ষুদ্র কণা দ্বারা গঠিত। এই ধারণা অনেক পূর্বের। পদার্থের এই ক্ষুদ্র কনা সমূহকে ডেমোক্রিটাস প্রথম atom নামকরণ করেন। atom শব্দের অর্থ যা বিভাজ্য নয়। কিন্তু অ্যারিস্টেটোল বলেন পদার্থের ক্ষুদ্রতম কণা সমূহ বিভাজ্য। এরপরে ডালটন মৌলিক পদার্থের ক্ষুদ্রতম কণাকে সরল পরমাণু এবং যৌগিক পদার্থের ক্ষুদ্রতম কণাকে যৌগিক পরমাণু নামকরণ করেন। পরবর্তীতে অ্যাভোগেড্রো মৌলিক পদার্থের ক্ষুদ্রতম কণাকে পরমাণু এবং যৌগিক পদার্থের ক্ষুদ্রতম কণাকে অনু নামকরণ করেন। পরমাণুঃ মৌলিক পদার্থের ক্ষুদ্রতম অংশ যার স্বাধীন কোন অস্তিত্ব নেই, কিন্তু ক্ষুদ্রতম একক হিসেবে রাসায়নিক বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করতে পারে তাকে পরমাণু বলে। পরমাণুকে ভেঙ্গে যেসব কনা আবিষ্কৃত হয়েছে তাদেরকে পরমাণুর মূল কণিকা বলে।  পরমাণুর মূল কণিকাকে তিন ভাগে ভাগ করা যায়।  ১. স্থায়ী মূল কণিকা, ২. অস্থায়ী মূল কণিকা,  ৩. কম্পোজিট কণিকা। স্থায়ী মূল কণিকাঃ যেসব মূল কণিকা পরমাণুতে স্থায়ী ভাবে উপস্থিত থাকে তাদেরকে স্থায়ী মূল কণিকা বলে। স্থায়ী মূল কণিকা হচ্ছে - ইলেকট্রন, প্রোটন এবং

চার্লসের সূত্র। ফরাসি বিজ্ঞানী চার্লস 1787 খ্রিস্টাব্দে এবং গে- লুসাক 1802 খ্রিস্টাব্দে স্বতন্ত্রভাবে গ্যাসের আয়তনের সাথে তাপমাত্রার সম্পর্ক আবিষ্কার করেন। একে চার্লসের সূত্র বা গে-লুসাকের সূত্র বলে। চার্লসের সূত্রটি নিম্নরূপঃ স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের আয়তন গ্যাসটির পরম তাপমাত্রা সমানুপাতিক।   স্থির চাপে গ্যাসের আয়তন V এবং তাপমাত্রা T হলে গাণিতিক ভাবে লেখা যায়- V α T V = KT (এখানে K  সমানুপাতিক ধ্রুবক)।    V / T = K গ্যাসের তাপমাত্রা T পরিবর্তন করে T₁ ; T₂ ; T₃----- ইত্যাদি হলে, গ্যাসের আয়তন V থেকে V₁ ;  V₂ ; V₃---- ইত্যাদিতে পরিবর্তিত হবে।  সুতরাং লেখা যায়,  V₁ / T₁ = V₂ / T₂ = V₃ / T₃ = ------ = K এটি চার্লসের সূত্র‌‌। 

মোলার গ্যাস ধ্রুবক এবং এর মাত্রা, তাৎপর্য ও মান নির্ণয়। মোলার গ্যাস ধ্রুবকঃ   আদর্শ গ্যাস সমীকরণ মতে নির্দিষ্ট তাপমাত্রা ও চাপে 1 মোল পরিমাণ সকল  গ্যাসের আয়তন ধ্রুব। এ ধ্রুবকে মোলার গ্যাস ধ্রুবক বলে। একে R দ্বারা সূচিত করা হয়। এ কে সর্বজনীন গ্যাস ধ্রুবকও বলে। মোলার গ্যাস ধ্রুবক এর মাত্রা নির্ণয়ঃ  আদর্শ গ্যাস সমীকরণ হতে পাই -   PV = nRT   R = (PV) ÷ (nT) এখানে,  P = চাপ,  V = আয়তন, n = মোল সংখ্যা,  R = মোলার গ্যাস ধ্রুবক,  T = তাপমাত্রা।  একক ক্ষেত্রফলে প্রযুক্ত বলকে চাপ বলে। অর্থাৎ  চাপ P =  (বল ÷ ক্ষেত্রফল)      P = বল ÷(দৈর্ঘ্য)²    আয়তন V = (দৈর্ঘ্য)³ অতএব R =[ (বল ÷ ক্ষেত্রফল) x আয়তন] ÷ [মোল সংখ্যা x তাপমাত্রা]   R = [বল x (দৈর্ঘ্য)³]÷ [ (দৈর্ঘ্য)² x মোল সংখ্যা x তাপমাত্রা]  R = (বল x দৈর্ঘ্য) ÷ (মোল সংখ্যা x কেলভিন)   R = কাজ x মোল সংখ্যা-¹ x কেলভিন-¹  (যেহেতু বল x দৈর্ঘ্য = কাজ) এটিই হচ্ছে R এর মাত্রা। তাৎপর্যঃ   R = কাজ x মোল সংখ্যা-¹ x কেলভিন-¹ এখান থেকে দেখা যায়, চাপ স্থির রেখে এক মোল আদর্শ গ্যাসের তাপমাত্রা এক কেলভিন বৃদ্ধি করলে যে পরিমাণ সম্প্রসারণ

পরম তাপমাত্রা স্কেল কি?   পরম তাপমাত্রা স্কেলঃ    -273º C তাপমাত্রাকে শূন্য কেলভিন (0 K) ধরে তাপমাত্রা পরিমাপের জন্য একটি নতুন স্কেল তৈরি করা হয়। একে পরম তাপমাত্রা স্কেল বলে। চার্লসের সূত্র অনুযায়ী -273º C তাপমাত্রায় সকল গ্যাসের আয়তন তত্ত্বীয়ভাবে শূন্য হয়ে যায়।  ব্রিটিশ বিজ্ঞানী লর্ড কেলভিন -273º C তাপমাত্রাকে 0 (শূন্য) কেলভিন ধরে তাপমাত্রা পরিমাপের নতুন এই স্কেল তৈরি করেন। তাঁর নাম অনুসারে একে কেলভিন স্কেল বলা হয়। কেলভিন স্কেলের প্রতি ডিগ্রী সেলসিয়াস স্কেলের প্রতি ডিগ্রীর সমান ধরা হয়। কেলভিন স্কেলকে পরম তাপমাত্রা স্কেল বা Absolute Scale বলা হয়। একে T K দ্বারা সূচিত করা হয়। পরম তাপমাত্রা স্কেলের সাথে সেলসিয়াস স্কেলের সম্পর্কঃ পরম শূন্য তাপমাত্রা হতে পাই -     -237º C = 0 K  বা, ( -237 + 1)º C = ( 0 +1) K  বা - 272ºC = 1K  [যেহেতু কেলভিন স্কেলের প্রতি ডিগ্রী সেলসিয়াস স্কেলের প্রতি ডিগ্রীর সমান।] অনুরুপভাবে,   (-273 + 273)º C = (0 + 273)K  বা, 0º C = 273 K  বা, (0 + t)º C = (273 + t) K  বা, tºC = (273 + t)K সুতরাং দেখা যায় সেলসিয়াস স্কেলের তাপমাত্রার সাথ

পরমশূন্য তাপমাত্রা কি? পরমশূন্য তাপমাত্রাঃ চার্লসের সূত্র অনুযায়ী যে তাপমাত্রায় সকল গ্যাসের আয়তন শূন্য হয়ে যায় সেই তাপমাত্রাকে পরমশূন্য তাপমাত্রা বলে। এর মান - 273º C বা 0 K.  অর্থাৎ -273º C তাপমাত্রায় সকল গ্যাসের আয়তন শূন্য হয়ে যায়।  কিন্তু বাস্তবে দেখা যায় গ্যাস সমূহ এ তাপমাত্রায় পৌঁছার অনেক পূর্বেই তাদের আয়তন শূন্য হয়ে যায়। অর্থাৎ সেটি আর গ্যাস থাকে না তরল বা কঠিন পদার্থে পরিণত হয়ে যায়। চার্লসের সমীকরণ হতে দেখানো যায় - Vt = V₀ ( 1 + t / 273) এখানে t = -273º C  হলে V = V₀ (1 - 273 / 273) = 0 অর্থাৎ -273º C তাপমাত্রায় গ্যাসের আয়তন শূন্য হয়ে যায়।

স্ফুটনাঙ্কের উপর চাপের প্রভাব। স্ফুটনাঙ্কঃ  যে তাপমাত্রায় কোন তরলের বাষ্প চাপ স্বাভাবিক বায়ুচাপের সমান হলে তখন ঐ তরল পদার্থটি ফুটতে থাকে এবং ঐ তাপমাত্রাকে ঐ তরল পদার্থের স্ফুটনাংক বলে। তরল পদার্থের উপর বাহ্যিক চাপ কৃত্রিম উপায়ে পরিবর্তন করলে ঐ তরল পদার্থের স্ফুটনাঙ্ক পরিবর্তিত হয়। যেমনঃ প্রেসার কুকারে কৃত্রিম উপায়ে তরলের উপরস্থ চাপ বৃদ্ধি করা হয়। যার কারণে প্রেসার কুকারে তরলের স্ফুটনাংক বৃদ্ধি পায় এবং খাবার তাড়াতাড়ি সিদ্ধ হয়। আবার, পাহাড়ের উপরে রান্না করতে দেরি হয়। কারণ, পাহাড়ের উপর বায়ুর চাপ কম থাকায় সেখানে কম তাপমাত্রায় পানি ফুটতে শুরু করে। ফলে রান্নার সময় খাদ্যদ্রব্য দেরিতে সিদ্ধ হয়। অর্থাৎ বলা যায়, পদার্থের উপরস্থ বায়ুর চাপ কৃত্রিম উপায়ে পরিবর্তন করা হলে, পদার্থের স্ফুটনাঙ্ক ও পরিবর্তিত হয়।

মৌলিক গ্যাসের অণুসমূহ দ্বিপরমাণুক প্রমাণ করো। নিষ্ক্রিয় গ্যাস ব্যতীত অন্যান্য সকল মৌলিক গ্যাস দ্বিপরমাণুক হয়ে থাকে। একই মৌলের দুটি ভিন্ন পরমাণু সমযোজী বন্ধনের দ্বারা যুক্ত হয়ে দ্বিমৌলিক গ্যাস গঠন করে। যেমন - H₂ ; O₂ ; N₂  ইত্যাদি। পরীক্ষায় দেখা যায়, একই তাপমাত্রা ও চাপে এক আয়তন হাইড্রোজেন গ্যাস ও এক আয়তন ক্লোরিন গ্যাস পরস্পরের সাথে বিক্রিয়া করে 2 আয়তন হাইড্রোজেন ক্লোরাইড (HCl) গ্যাস উৎপন্ন করে। H₂(g) + Cl(g) ------> 2 HCl (g) অ্যাভোগেড্রোর সূত্র অনুসারে আমরা জানি, একই তাপমাত্রা ও চাপে সমআয়তন বিশিষ্ট সকল গ্যাসে অনুর সংখ্যা সমান থাকে। মনে করি, এক আয়তন গ্যাসে 'Y' সংখ্যক অনু বিদ্যামান। সুতরাং ('Y' সংখ্যক হাইড্রোজেন অণু) + ('Y' সংখ্যক ক্লোরিন অনু)  = 2 Y সংখ্যক হাইড্রোজেন ক্লোরাইড অনু। বা, (একটি হাইড্রোজেন অনু) + (একটি ক্লোরিন অনু)  = (দুইটি হাইড্রোজেন ক্লোরাইড অনু)। যেহেতু হাইড্রোজেন ক্লোরাইড শুধু হাইড্রোজেন ও ক্লোরিনের যৌগ এবং ডাল্টনের পরমাণুবাদ অনুসারে পরমাণু সমূহ অবিভাজ্য। অতএব হাইড্রোজেন ক্লোরাইডের একটি অণুতে কমপক্ষে একটি হাই

কোন গ্যাসের আণবিক ভর তার বাষ্প ঘনত্বের দ্বিগুণ প্রমাণ করো।   ইতালিয় বিজ্ঞানী Amades Avogadro যে সূত্র প্রদান করেন তার সাহায্যে তিনটি গুরুত্বপূর্ণ অণুসিদ্ধান্তে উপনীত হওয়া যায়। যার একটি হচ্ছে, যে কোন গ্যাসের আণবিক ভর তার বাষ্প ঘনত্বের দ্বিগুন।  এই অণুসিদ্ধান্তটি নিম্নোক্তভাবে প্রমাণ করা যায়। বাষ্প ঘনত্বঃ একই তাপমাত্রা ও চাপে যে কোন গ্যাসের যেকোনো আয়তনের ভর ও সম আয়তন হাইড্রোজেন গ্যাসের ভরের অনুপাতকে ঐ গ্যাসের বাষ্প ঘনত্ব বলে।   মনে করি, কোন গ্যাসের বাষ্প ঘনত্ব = D  অতএব বাষ্প ঘনত্ব, D = (গ্যাসটির যে কোনো আয়তনের ভর) ÷ (সম আয়তন হাইড্রোজেন গ্যাসের ভর)।  ধরি, উভয় গ্যাসের সম আয়তনে n সংখ্যক অনু আছে। D = (গ্যাসের n অনুর ভর) ÷ ( হাইড্রোজেন গ্যাসের n অনুর ভর)। D =(n x গ্যাসের 1 টি অণুর ভর) ÷(n x হাইড্রোজেন গ্যাসের 1টি অনুর ভর)। D = (গ্যাসের 1টি অণুর ভর) ÷  (হাইড্রোজেন গ্যাসের 1টি অনুর ভর)। D = (গ্যাসের 1টি অনুর ভর) ÷ (হাইড্রোজেন গ্যাসের 2 টি পরমাণুর ভর)। D = (গ্যাসের 1টি অণুর ভর) ÷ ( 2 x হাইড্রোজেন গ্যাসের 1টি পরমাণুর ভর)। 2 x D = (গ্যাসের 1টি অণুর ভর) ÷ (হাইড্রোজেন

প্রমাণ তাপমাত্রা ও চাপে 1 মোল সকল গ্যাসের আয়তন 22.4 লিটার প্রমাণ কর।   আণবিক ভরঃ কোন পদার্থের আণবিক সংকেতের ভরকে গ্রামে প্রকাশ করলে যে পরিমাণ পাওয়া যায় তাকে ঐ পদার্থের আণবিক ভর বা 1 মোল বলে। মোলার আয়তনঃ  নির্দিষ্ট তাপমাত্রা ও চাপে একমোল কোন গ্যাস যে আয়তন দখল করে তাকে ঐ গ্যাসের মোলার আয়তন বলে। বাষ্প ঘনত্বঃ একই তাপমাত্রা ও চাপে কোন গ্যাসের যে কোনো আয়তনের ভর ও সমআয়তন হাইড্রোজেন গ্যাসের  ভরের অনুপাতকে ঐ গ্যাসের বাষ্প ঘনত্ব বলে।  মনে করি, কোন গ্যাসের বাষ্প ঘনত্ব = D D = (গ্যাসটির যেকোন আয়তনের ভর) ÷ (সম আয়তন হাইড্রোজেনের ভর) D = (প্রমাণ তাপমাত্রা ও চাপে 1 লিটার গ্যাসের ভর) ÷ ( প্রমাণ তাপমাত্রা ও চাপে 1 লিটার হাইড্রোজেন গ্যাসের ভর) D = ( প্রমাণ তাপমাত্রা ও চাপে 1 লিটার গ্যাসের ভর) ÷ ( 0.089 গ্রাম) [ প্রমাণ তাপমাত্রা ও চাপে 1 লিটার হাইড্রোজেন গ্যাসের ভর 0.089 গ্রাম]  বা,  প্রমাণ তাপমাত্রা ও চাপে 1 লিটার গ্যাসের ভর =  D x 0.089 গ্রাম।  অ্যাভোগেড্রোর সূত্র অনুসারে কোন গ্যাসের আণবিক ভর (M) = 2 x বাষ্প ঘনত্ব (D) অতএব, D = M ÷ 2   প্রমাণ তাপমাত্রা ও চাপে 1 লিটার গ্যা

অ্যাভোগেড্রোর প্রকল্প বা সূত্র।   1812 খ্রিস্টাব্দে ইতালিয় বিজ্ঞানী অ্যাভোগেড্রো গ্যাসের আয়তন (V) ও অনুর সংখ্যার (n) সাহায্যে একটি তত্ত্ব প্রদান করেন। যা অ্যাভোগেড্রোর প্রকল্প নামে পরিচিত।   অ্যাভোগেড্রোর প্রকল্পঃ   একই তাপমাত্রা ও চাপে সকল মৌলিক ও যৌগিক গ্যাসের সমান আয়তনে অনুর সংখ্যা সমান থাকবে।  যদি কোন গ্যাসের আয়তন V এবং অনুর সংখ্যা n হয় তবে গাণিতিক ভাবে লেখা যায়। V α n (যেখানে T ও P স্থির) ব্যাখ্যাঃ মনে করি, চারটি একই আয়তনের বেলুনে যথাক্রমে নাইট্রোজেন (N₂), হাইড্রোজেন(H₂), অক্সিজেন(O₂) ও হিলিয়াম(He) গ্যাস ভর্তি করা আছে। তাদের উপরে একই তাপমাত্রা ও চাপ বিদ্যামান আছে। তাহলে অ্যাভোগেড্রোর প্রকল্প অনুসারে যদি একটি বেলুনে n সংখ্যক নাইট্রোজেন গ্যাসের অণু বিদ্যমান থাকে, তবে অন্যান্য বেলুনেও যথাক্রমে n সংখ্যক হাইড্রোজেন অনু, n সংখ্যক অক্সিজেন অনু ও n সংখ্যক হিলিয়াম অনু বিদ্যমান থাকবে। অ্যাভোগেড্রোর প্রকল্পের গুরুত্ব ও প্রয়োগঃ   অ্যাভোগেড্রোর প্রকল্প রসায়ন বিজ্ঞানের উন্নতি সাধনে অসাধারণ ভূমিকা রেখেছে। নিচে এর গুরুত্ব ও প্রয়োগ সংক্ষেপে উল্লেখ করা হলো-

সন্ধি তাপমাত্রা, সন্ধি চাপ, সন্ধি আয়তন কি? সন্ধি তাপমাত্রা বা সংকট তাপমাত্রাঃ   সন্ধি তাপমাত্রা হলো এমন একটি তাপমাত্রা যার উপরে কোন গ্যাসকে যতই চাপ প্রয়োগ করা হোক না কেন গ্যাসটি আর তরলে পরিণত হয় না। এ তাপমাত্রাকে সন্ধি তাপমাত্রা বা সংকট তাপমাত্রা বলে। একে Tc দ্বারা প্রকাশ করা হয়। যেমনঃ CO₂ এর সংকট তাপমাত্রা 31.5 ডিগ্রি সেলসিয়াস। এই তাপমাত্রার উপরে কার্বন-ডাই-অক্সাইড গ্যাসকে যতই চাপ প্রয়োগ করা হোক না কেন তা আর তরলে পরিণত হয় না। কিন্তু ঐ তাপমাত্রার নিচে কার্বন-ডাই-অক্সাইড গ্যাস কে নির্দিষ্ট পরিমাণ চাপ প্রয়োগ করলে তরলে পরিণত হয়। এজন্য 31.5 ডিগ্রি  সেলসিয়াস তাপমাত্রাকে কার্বন ডাই অক্সাইডের সংকট তাপমাত্রা বা সন্ধি তাপমাত্রা বলে। সন্ধি চাপ বা সংকট চাপঃ কোন গ্যাসকে তার সন্ধি তাপমাত্রায় রেখে ন্যূনতম যে চাপ প্রয়োগ করে তাকে তরলে পরিণত করা যায় ঐ চাপকে সন্ধি চাপ বা সংকট চাপ বলে। একে Tc দ্বারা নির্দেশ করা হয়। যেমনঃ হাইড্রোজেনের সংকট চাপ 12.8 atm. অর্থাৎ হাইড্রোজেন গ্যাসকে তার সংকট তাপমাত্রায় রেখে ন্যূনতম 12.8 atm চাপ প্রয়োগ করলে তরলে পরিণত হয়। এজন্য 12.8 atm চাপক

বয়েলের সূত্র। 1662 খ্রিস্টাব্দে আইরিশ বিজ্ঞানী রবার্ট বয়েল গ্যাসের আয়তনের উপর চাপের প্রভাব বর্ণনা করেন। এটি গ্যাস  সম্পর্কিত বয়েলের সূত্র নামে পরিচিত। স্থির তাপমাত্রায়, নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের আয়তন গ্যাসটির উপর প্রযুক্ত চাপের ব্যস্তানুপাতিক। যদি কোন গ্যাসের আয়তন V এবং গ্যাসটির উপর  প্রযুক্ত চাপ P হলে গাণিতিকভাবে লিখা যায়- V α 1/P   (এখানে তাপমাত্রা T স্থির) V = K 1/P  (এখানে K ধ্রুবক) VP = K অর্থাৎ স্থির তাপমাত্রায় ,যে কোন গ্যাসের আয়তন ও  চাপের গুণফল ধ্রুবক।   আবার, নির্দিষ্ট পরিমাণ গ্যাসে স্থির তাপমাত্রায় বিভিন্ন পরিমাণ চাপ (P₁ , P₂ ,P₃ ) প্রয়োগ করলে বিভিন্ন আয়তন (V₁ ,V₂ ,V₃ ) পাওয়া যাবে। সেই আয়তনকে নিজ নিজ চাপ দ্বারা গুন করলে গুণফল সর্বদা ধ্রুবক হবে।  অতএব, P₁V₁ = P₂V₂ = P₃V₃ = K (এটি বয়েলের সূত্র।) গাণিতিক সমস্যা সমাধানের জন্য স্থির তাপমাত্রায়, একটি নির্দিষ্ট চাপে বা আয়তনে কোন গ্যাসের চাপ বা আয়তন জানা না থাকলে, গ্যাসটির অন্য কোন চাপ ও আয়তনের দ্বারা P₁V₁ = P₁V₁ এই সমীকরণের সাহায্যে খুব সহজে আয়তন বা চাপ নির্ণয় করা যায়। স্থির তাপমা