ডাল্টনের আংশিক চাপসূত্র আমাদের আজকের আলোচনার বিষয়। এই পাঠটি “এইচএসসি রসায়ন ১ম পত্র” এর “পদার্থের অবস্থা” ইউনিট ৪ এর অন্তর্ভুক্ত।
Table of Contents
ডাল্টনের আংশিক চাপসূত্র
ডাল্টনের আংশিক চাপ সূত্র (Dalton’s Law of Partial Pressure):
পরস্পরের সাথে বিক্রিয়া করে না এরকম বিভিন্ন গ্যাসকে একত্রে মিশ্রিত করলে গ্যাস মিশ্রণের প্রতিটি উপাদান গ্যাস পাত্রে পৃথকভাবে একটি নির্দিষ্ট চাপ প্রয়োগ করে। বিজ্ঞানী জন ডালটন 1802 সালে স্থির তাপমাত্রায় গ্যাস মিশ্রণের উপাদানসমূহের নিজস্ব চাপের সাথে গ্যাস মিশ্রণের মোট চাপের সম্পর্কসূচক যে সূত্র প্রকাশ করেন তা ডালটনের আংশিক চাপ সূত্র নামে পরিচিত। সূত্রটি নিম্নরূপ :পরস্পরের সাথে বিক্রিয়া করে না এরকম বিভিন্ন গ্যাসকে একত্রে মিশ্রিত করলে গ্যাস মিশ্রণের প্রতিটি উপাদান গ্যাস পাত্রে পৃথকভাবে একটি নির্দিষ্ট চাপ প্রয়োগ করে। বিজ্ঞানী জন ডালটন 1802 সালে স্থির তাপমাত্রায় গ্যাস মিশ্রণের উপাদানসমূহের নিজস্ব চাপের সাথে গ্যাস মিশ্রণের মোট চাপের সম্পর্কসূচক যে সূত্র প্রকাশ করেন তা ডালটনের আংশিক চাপ সূত্র নামে পরিচিত। সূত্রটি নিম্নরূপ :
“কোনো নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় পরস্পর বিক্রিয়াহীন কোনো গ্যাস মিশ্রণের মোট চাপ ঐ তাপমাত্রায় উপাদান গ্যাসসমূহের আংশিক চাপের সমষ্টির সমান । ”
এক্ষেত্রে কোনো নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় গ্যাস মিশ্রণের কোনো একটি উপাদান পৃথকভাবে মিশ্রণের সমান আয়তন একাকী দখল করলে যে চাপ প্রয়োগ করে তাকে ঐ উপাদানটির আংশিক চাপ বলে। যদি স্থির তাপমাত্রায় কোনো গ্যাস মিশ্রণের পাত্রের আয়তন V, গ্যাস মিশ্রণের মোট চাপ P, গ্যাস মিশ্রণের উপাদান গ্যাসগুলোর আংশিক চাপ P1, P2, P3, , P হয়, তাহলে ডালটনের আংশিক চাপ সূত্রানুসারে
P = P1 + P2 + P3 + …~~~~~~~~ + Pn
স্থির তাপমাত্রায় নির্দিষ্ট আয়তনের সিলিন্ডারে নির্দিষ্ট পরিমাণ মিথেন গ্যাস পৃথকভাবে রাখলে তার চাপ 0-5 atm, ঐ একই তাপমাত্রায় ঐ সিলিন্ডারে কিছু ইথেন গ্যাস রাখলে চাপ 0-8 atm । এখন ঐ তাপমাত্রায় সিলিন্ডারটিতে মিথেন ও ইথেন গ্যাস একত্রে মিশ্রিত করলে ডালটনের আংশিক চাপ সূত্রানুসারে মিশ্রণের মোট চাপ হবে (0.5 + 0-8) atm = 1-3 atm.
মনে রাখবেন : একটি আবদ্ধ পাত্রের মধ্যে বিভিন্ন গ্যাস প্রবেশ করালে একটি গ্যাসীয় মিশ্রণ সৃষ্টি হয়। আবদ্ধ পাত্রে রাখা গ্যাসীয় মিশ্রণের প্রতিটি গ্যাসের আয়তন ও তাপমাত্রা একই হয়।
ডালটনের আংশিক চাপ সূত্রের গাণিতিক প্রকাশ (Expression of Dalton’s Law of Partial Pressure)
ধরা যাক, পরস্পর বিক্রিয়াহীন কতকগুলো গ্যাস V আয়তনের একটি পাত্রে রক্ষিত আছে। গ্যাসগুলোর আংশিক চাপ যথাক্রমে P1, P2, P3 মোল সংখ্যা যথাক্রমে 11, 12, 13 …….গ্যাসের মোট চাপ P এবং তাপমাত্রা T আদর্শ গ্যাস সমীকরণ অনুযায়ী,
মনে রাখবেন : কোনো গ্যাস মিশ্রণের ডাল্টনের আংশিক চাপ সূত্র মেনে চলার ক্ষেত্রে দুটি শর্তের প্রয়োজন হয় ।
১. গ্যাস মিশ্রণের উপাদান গ্যাসগুলোর মধ্যে কোনো ধরনের রাসায়নিক সংযোগ তথা রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটবে না।
২. গ্যাস মিশ্রণের উপাদান গ্যাসগুলোর অণুগুলোর মধ্যে কোনো আকর্ষণ বল থাকবে না ।
বাস্তব সত্য হলো গ্যাস মিশ্রণের উপাদান গ্যাসগুলোর মধ্যে রাসায়নিক সংযোগ না ঘটলেও অণুগুলোর মধ্যে পারস্পরিক আকর্ষণ বল ক্রিয়া করে। কারণ প্রকৃত পক্ষে গ্যাসগুলো আদর্শ নয় বাস্তব গ্যাস। এ কারণে বাস্তব গ্যাসগুলো ডাল্টনের আংশিক চাপ সূত্র মেনে চলে না। তবে খুব নিম্ন চাপ ও খুব উচ্চ তাপমাত্রায় বাস্তব গ্যাসের অণুগুলোর মধ্যে আকর্ষণ বল থাকে না বললেই চলে। সুতরাং খুব নিম্ন চাপ ও খুব উচ্চ তাপমাত্রায় গ্যাস মিশ্রণ ডাল্টনের আংশিক চাপ সূত্র অনুসরণ করে থাকে ।
মনে রাখবেন : কোনো সমসত্ত্ব মিশ্রণের প্রতি এক মোলে কোনো উপাদানের যে কয়টি মোল উপস্থিত থাকে তাকে ঐ উপাদানের মোল ভগ্নাংশ বলা হয়। মোল ভগ্নাংশ কঠিন, তরল ও গ্যাসীয় যেকোনো ভৌত অবস্থার পদার্থের ক্ষেত্রেই প্রযোজ্য।
ডালটনের আংশিক চাপ সূত্রের গাণিতিক প্রয়োগ (Applications of Dalton’s Low of Partial Pressure)
(ক) গ্যাস মিশ্রণের মোট চাপ নির্ণয় : বিভিন্ন পাত্রে একই তাপমাত্রায় বিভিন্ন গ্যাস আছে। এই গ্যাসগুলোকে একই তাপমাত্রায় পরস্পরের সাথে স্টপকর্কের সাহায্যে মিশ্রিত করলে মিশ্রণের মোট চাপ বয়েল ও ডালটনের সূত্রের সাহায্যে নির্ণয় করা যায় ।
আরও পড়ুন…
