মাধ্যমিক রসায়ন

দ্বিতীয় অধ্যায় (পদার্থের অবস্থা)

2.1 পদার্থঃ যে বস্তুর নির্দ্দিষ্ট ভর আছে, স্খান বা জায়গা দখল করে এবং বল প্রয়োগ করলে বাধাঁ সৃস্টি করে তাকে পদার্থ বলে।

(Matter is any substance that has inertia and occupies space by having volume)

2.1.1 কঠিন পদার্থঃ কঠিন পদার্থের কণাগুলোর গতিশক্তি খুবই কম এবং আন্তঃকণা আকর্ষণ শক্তি খুব বেশি থাকে। ফলে কঠিন পদার্থের কণাগুলো পরস্পরের খুব কাছাকাছি এবং নির্দিস্ট স্থানে দৃঢ়ভাবে আবদ্ধ থাকে।

একারণে অণুগুলো স্থান পরিবর্তন করতে পারে না। ফলে কঠিন পদার্থের নির্দিষ্ট আকার থাকে।

2.1.2 তরল পদার্থঃ

তরল পদার্থের অণুগুলোর গতিশক্তি কঠিন পদার্থের তুলনায় বেশি। কিন্তু গ্যাসীয় পদার্থের তুলনায় কম এবং আন্তঃ আনবিক শক্তি কঠিন পদার্থের তুলনায় কম। কিন্তু গ্যাসীয় পদার্থের তুলনায় বেশি। একারণে তরল পদার্থের অণুগুলো সামান্য দূরে দূরে অবস্থান করে এবং পরস্পরের সাথে শিথিলভাবে যুক্ত থাকে।ফলে অণুগুলো স্থান পরিবর্তন করতে পারে। কিন্তু আন্তঃ আনবিক শক্তিকে অতিক্রম করতে পারে না। ফলে যে পাত্রে রাখা হয় সেই পাত্রের মধ্যে সীমাবদ্ধ থাকে। একারণে তরল পদার্থের নির্দিষ্ট ভর ও নির্দিস্ট আয়তন থাকলেও নির্দিষ্ট আকার নাই।

2.1.3 বায়বীয় পদার্থঃ

গ্যাসীয় পদার্থের অণুগুলোর গতিশক্তি কঠিন ও তরল পদার্থের তুলনায় বেশি। কিন্তু গ্যাসীয় পদার্থের তুলনায় কম এবং আন্তঃ কণা আকর্ষণ  শক্তি খুবই কম বা একেবারেই নেই বললেই চলে।এ কারণেই গ্যাসীয় পদার্থের অণুগুলো প্রায় মুক্তভাবে এদিক সেদিক ছুটতে থাকে। ফলে গ্যাসীয় পদার্থের আকার বা আয়তন কোনটিই নির্দিষ্ট থাকে না। বেশ দূরে দূরে অবস্থান করে।

2.2 পদার্থের অবস্থা পরিবর্তনের কারণ:

তাপের প্রভাবে পদার্থের অবস্থার পরিবর্তন ঘটে। স্বাভাবিক তাপমাত্রায় কঠিন পদার্থের অণুগুলো নিজের অবস্থানে থেকেই অনবরত কাপঁতে থাকে।তাপমাত্র বৃদ্ধি করলে অণুগুরোর গতিশক্তি বৃদ্ধি পায় এবং আন্তঃকণা আকর্ষণ শক্তি হ্রাস পায়। ফলে অণুগুলো সামান্য দূরে দূরে অবস্থান করে এবং এই অবস্থায় অণুগুলো স্থান পরিবর্তন করতে পারে। পদার্থের এই অবস্থাকে তরল অবস্থা বলে। এই তরল পদার্থে আরও তাপ প্রয়োগে করলে অণুগেুলো তাপশক্তি গ্রহণ করে গতিশক্তি বৃদ্ধি করতে থাকে। এবং এক সময় গতিশক্তি এত বেড়ে যায় যে, কণাগুলো আন্তঃকণা আকর্ষণ শক্তি থেকে প্রায় মুক্ত হয়ে যায় এবং বিক্ষিপ্তভাবে এদিক সেদিক ছুটতে থাকে।এই অবস্থায় তরল পদার্থ গ্যাসীয় অবস্থায় পরিণত হয়।

2.3 ব্যাপন(Diffusion): 

যে ভৌত প্রক্রিয়ায় কোন মাধ্যমে তরল বা গ্যাসীয় পদার্থ অধিক ঘনত্বের স্থান হতে কম ঘনত্বের স্থানে স্বতঃস্ফুর্ত ও সমভাবে ছড়িয়ে পড়ে তাকে ব্যাপন বলে।

(The physical process in which a solid, Liquid or a gas spread spontaneously and uniformly in any medium from region of high density to a region of low density in called diffusion.)

2.4 নিঃসরণ ( Effusion):

যে ভৌত প্রক্রিয়ায় কোন গ্যাস সরু ছিদ্র পথে উচ্চ চাপের স্থান হতে নিম্ন চাপের স্থানের দিকে সজোরে নির্গত হয় তাকে নিঃসরণ বলে।

(The physical process in which a gas escapes from a region of high pressure to a region of low pressure through fine pores is called Effusion.)

গ্রাহামের গ্যাস ব্যাপন সূত্রঃ 

নির্দিষ্ট চাপ ও তাপমাত্রায় কোন গ্যাসের ব্যাপন হার তার ঘনত্বের বর্গমূলের ব্যাস্তানুপাতিক।

যদি কোন গ্যাসের ঘনত্ব d এবং ব্যাপন r হয়

তবে এ সূত্রানুসারে,

r= K/√d (এখানে k সমানুপতিক ধ্রুবক।) আবার , ঘনত্ব d= M/V (যেখানে, m = আনবিক ভর, v = মোলার আয়তন।)

অথ্যাৎ ,যে গ্যাস যত ভারী তার ব্যাপন হার তত কম।

2.6 গলন (Melting or fusion):যে ভৌত প্রক্রিয়ায় তাপের প্রভাবে কোন পদার্থ কঠিন অবস্তা হতে তরল অবস্থায় রুপান্তরিত হয় তাকে গলন বলে।

(The physical process in which a substance changes from the solid phase to the liquid phase by absorbing heat.)

গলনাঙ্ক (Melting point):

স্বাভাবিক চাপে (1atm) যে তাপমাত্রায় কোন পদার্থ কঠিন অবস্থা হতে তরল অবস্থায় রুপান্তরিত হয় তাকে গলনাঙ্ক বলে।

(At normal Pressure(1atm) the temperature at  which a solid matter turns into liquid state is called the Melting point of solid.)

স্ফুটনঃ

যে ভৌত প্রক্রিয়ায় তাপের প্রভাবে কোন তরল অবস্তা হতে গ্যাসীয় অবস্থায় রুপান্তরিত হয় তাকে স্ফুটন বলে।

(The physical process in which a liquid turns into a vapor when it is heated to it’s boiling point.)

স্ফুটনাংক(boiling point):

স্বাভাবিক চাপে যে তাপমাত্রায় কোন পদার্থ কঠিন অবস্থা হতে তরল অবস্তায় রুপান্তরিত হয় তাকে স্ফুটনাংক বলে।

2.7 পাতন (Destilation): 

কোন তরলকে তাপ প্রয়োগ করে বাষ্পে পরিণত করে তাকে পুনরায় উৎপাদন শীতলীকরণের মাধ্যমে তরলের উপাদানগুলো  পৃথক করার পদ্ধতিকে পাতন বলে।

উর্ধ্ব পাতন (Sublimation):

যে প্রক্রিয়ায় কোন কঠিন পদার্থকে তাপ প্রয়োগ করলে তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি বাষ্পে পরিণত হয় তাকে উর্ধ্ব পাতন বলে।

(The process in which a solid is directly converted to gaseous state on heating and a gas is directly converted to solid state on cooling is called Sublimation.)

অ্যামোনিয়াম ক্লোরাইড এর তাপ প্রদানের বক্ররেখাঃ

যখন কোন পদার্থে তাপ প্রয়োগ করা হয় তখন ইহা তাপশক্তি গ্রহন করে এক ভৌত অবস্থা হতে অন্য ভৌত অবস্থায় রুপান্তরিত হয়। নিশাদল (NH4Cl) একটি উর্ধ্ব পাতিত পদার্থ। তাই কঠিন অ্যামোনিয়াম ক্লোরাইডে (NH4Cl) তাপ প্রদান করলে তরলে পরিনত না হয়ে সরাসরি বষ্পে পরিণত হয়। নিচে তাপমাত্রা বনাম সময় লেখচিত্রের সাহায্যে NH4Cl এর তাপ প্রদানের বক্র রেখা ব্যাখ্যা করা হলো।

O বিন্দুতে 200 C তাপমাত্রায় NH4Cl কঠিন অবস্থায় বিদ্যমান। যখন ইহাতে তাপ প্রয়োগ করা হয় তখন অণুগুলো তাপশক্তি গ্রহণ করে গতিশক্তি বৃদ্ধি করতে থাকে। ফলে OA রেখা বরাবর তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেতে থাকে এবং A বিন্দুতে  স্ফুটনাংকে (5200C) উন্নীত হয় কিন্তু ইহা কঠিন অবস্থায়ই বিরাজ করে। যখন ইহাতে আরো তাপ প্রয়োগ করা হয় তখন অণুগুলোর গতিশক্তি আরও বৃদ্ধি পায় এবং তাপশক্তি আন্তঃকণা আকর্ষণ বলকে ছিন্ন করে A বিন্দুতে গ্যাসীয় পদার্থে পরিণত হওয়া শুরু করে এবং B বিন্দুতে সম্পূর্ণভাবে গ্যাসীয় পদার্থে রুপান্তরিত হয়। কিন্তু AB রেখা বরাবর তাপমাত্রা অপরিবর্তিত থাকে। কারণ এই তাপ কঠিন NH4Cl এর অন্তঃকণ আকর্ষণ শক্তিকে ছিন্ন করে কঠিন অবস্থা হতে গ্যাসীয় অবস্থায় রুপান্তরিত করতে ব্যায়ীত হয়েছে। যাকে বলা হয় বাষ্পীভবনের সুপ্ততাপ। আমরা জানি তাপমাত্রার পরিবর্তন না ঘটিয়ে কোন পদার্থকে এক অবস্থা হতে সম্পূর্ণরুপে। অণ্য অবস্থায় রুপান্তরিত করতে যে তাপের প্রয়োজন তাকে সুপ্ততাপ বলে।

এখানে AB রেখা বরাবর সুপ্ততাপকে বোঝানো হয়েছে। B বিন্দুকে অতিক্রম করার পর তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে BC রেখা বরাবর গ্যাসীয় NH4Cl এর তাপমাত্র বৃদ্ধি পায়।