অ্যাভোগ্যাড্রোর প্রকল্প বা সুত্র (Avogadro’s law)

দশম শ্রেণি – ভৌতবিজ্ঞান | দ্বিতীয় অধ্যায় – গ্যাসের আচরণ (অ্যাভোগ্যাড্রো প্রকল্প)।|

আমরা আগেই জেনেছি যে গ্যাসের ধর্মের প্রথম আবিষ্কার করেন বিজ্ঞানী বয়েল।

তারপর নানান বৈজ্ঞানিকের গ্যাসের ধর্ম সংক্রান্ত এক একটি আবিস্কারের ফলে ব্যাখ্যা মিলেছে এক একটি অজানা তথ্যের। আজ আমরা আলোচনা করবো 1811 খ্রিষ্টাব্দে ইতালীয় বিজ্ঞানী অ্যামেদিও অ্যাভোগ্যাড্রোর কয়েকটি বিখ্যাত গ্যাস সংক্রান্ত আবিষ্কারের কথা।

তবে অ্যাভোগ্যাড্রোর সুত্র বোঝার আগে, আমাদের তার আগে আবিষ্কৃত কয়েকটি গ্যাসের ধর্মকে আর একবার মনে করে নিতে হবে।

আমরা আগে জেনেছি, বিজ্ঞানী ডালটন তার পারমাণবিক তত্ত্বে বলেছিলেন, 

“দুটি বা ততোধিক পদার্থ যখন রাসায়নিক বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে তখন তারা পরমাণুসংখ্যার সরল অনুপাতে বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে.”

আবার তার পরবর্তী সময়ে বিজ্ঞানী গে লুসাক দেখিয়েছিলেন,

“দুটি বা তার অধিক গ্যাস যদি পরস্পরের সাথে বিক্রিয়া করে তখন তারা তাদের আয়তনের সরল অনুপাতে বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে।” (চাপ ও উষ্ণতা ধ্রুবক)

বিজ্ঞানী বার্জেলিয়াস এই দুটি সূত্রের মিল দেখে একটি সিদ্ধান্তে উপনীত হন যে, 

“একই চাপ ও উষ্ণতায় রাখা দুটি গ্যাসের সমান আয়তনে সমান সংখ্যক পরমাণু থাকবে।”

একটা সহজ উদাহরণ থেকে এই তিনটি সূত্রের ব্যাখ্যা খোঁজা যাক।

আমরা জানি, N₂+ 3H₂ = 2NH₃

এখানে একটি জরুরি কথা মনে করতে হবে। বার্জেলিয়াস বা ডালটন তাদের সময়ে কেউই অণুর কথা ভাবেননি। সুতরাং তাদের কাছে আগের সমীকরণটি  ছিল 

N+ 3H = NH₃

অর্থাৎ 1 পরমাণু N 3 পরমাণু H এর  সাথে  বিক্রিয়া করে 1 পরমাণু  NH₃ তৈরী করে (NH₃ পরমাণু যৌগিক পরমাণু)।

দশম শ্রেণির অন্য বিভাগগুলি – বাংলা | English | ইতিহাস | ভূগোল

আবার গে লুসাক পরীক্ষা করে দেখেন যে 1 আয়তন N 3 আয়তন H এর সাথে বিক্রিয়া করছে।

তাই বার্জেলিয়াসের যুক্তি অনুসারে

1 আয়তন N এর সাথে 3 আয়তন H বিক্রিয়ার পর যদি কোনো গ্যাস অতিরিক্ত/অবশিষ্ট না থাকে তাহলে 1 আয়তন N র মধ্যে যতগুলি পরমাণু থাকবে (ধরি x ) 3 আয়তন H এর মধ্যে 3x সংখ্যক পরমাণুই থাকতে হবে।

1 টি N পরমাণুর সাথে বিক্রিয়া করে 3টি H পরমাণু

x টি N পরমাণুর সাথে বিক্রিয়া করে 3xটি H পরমাণু

অতঃএব

3 আয়তন H এ থাকে 3x টি H পরমাণু

1 আয়তন H এ থাকে x টি H পরমাণু

আবার 1 আয়তন N এ থাকে x টি পরমাণু (আগেই ধরা হয়েছে)

তাহলে বলা যায় যে “একই চাপ ও উষ্ণতায় রাখা দুটি গ্যাসের সমান আয়তনে সমান সংখ্যক পরমাণু থাকবে।”

[আরো পড়ুন – বিজ্ঞানী চার্লসের সূত্রের বিশদ আলোচনা ও গাণিতিক ব্যাখ্যা]

কিন্তু এই উদাহরণে NH₃ ও তৈরী হয়েছে। সেটিও বিক্রিয়ক গুলির সাথে আয়তনের সরল অনুপাতে বর্তমান।

এখন গে লুসাকের পরীক্ষা থেকে আমরা জানি যে 2 আয়তন NH₃ তৈরী হয়।

আবার বার্জেলিয়াস প্রকল্প অনুসারে 2 আয়তন NH₃ তে 2x পরমাণু তৈরী হবে।

তাই, x পরমাণু N এর সাথে 3x পরমাণু H মিলে 3x পরমাণু NH₃ তৈরী করে

বা, 1 পরমাণু N এর সাথে 3 পরমাণু H মিলে 2 পরমাণু NH₃ তৈরী করে

কিন্তু শমিত সমীকরণের থেকে পাওয়া যাচ্ছে, 1 পরমাণু N এর সাথে 3 পরমাণু H মিলে 1 পরমাণু NH₃ তৈরী করে

সুতরাং বার্জেলিয়াসের প্রকল্প সংশোধন করে লিখলে পাওয়া যাবে

“একই চাপ ও উষ্ণতায় রাখা দুটি গ্যাসের সমান আয়তনে সমান সংখ্যক অণু থাকবে।”

এটিই অ্যাভোগ্যাড্রো প্রকল্প নামে খ্যাত ছিল আজ যা প্রমাণিত হয়েছে।

এখান থেকে মোলের ধারণা অনুসিদ্ধান্তরূপে পাওয়া যায়।

“কোনো পদার্থের আণবিক ভরের সমান পরিমাণের গ্যাসের আয়তন প্রমাণ চাপ ও উষ্ণতায় 22.4 লিটার বা 22400 মিলিলিটার। এই আণবিক ভরের সমান পরিমাণকে 1 মোল, ও আয়তনকে মোলার আয়তন বলে।”

অর্থাৎ স্থির উষ্ণতা ও চাপে কোনো গ্যাসের পরিমাণ পরিবর্তন করলে তার আয়তনও সমানুপাতে পরিবর্তিত হবে।

অ্যাভোগ্যাড্রো সূত্রের গাণিতিক রূপ

খুব সাধারণ ভাবেই আমরা এটা অনুভব করতে পারি। বাড়িতে অতিরিক্ত অতিথি এসে গেলে স্থান সঙ্কুলান ঘটে। তার ফলে চাপ সৃষ্টি হয়, চাপ কমাতে স্থানের পরিমাণ সমহারে বৃদ্ধি করতে হয়। ঠিক তেমনি, গ্যাসের অণুসংখ্যার বৃদ্ধিতে তাদের মাঝের ফাঁকের অভাব ঘটে, ফলে চাপ সৃষ্টি হয়। এখন চাপকে পূর্বাবস্থায় স্থির রাখতে গেলে বর্দ্ধিত চাপ হ্রাস করতে হবে।

বয়েলের সূত্র থেকে আমরা আগেই জেনেছিলাম ∝

অর্থাৎ আয়তন বৃদ্ধি করেই অতিরিক্ত চাপ হ্রাস করা সম্ভব।

গাণিতিক সমীকরণে প্রকাশ করে লেখা যায়, V ? n। (যেখানে n = গ্যাসের মোল সংখ্যা)

$$\mathrm{বা,\; V}=k\times \mathrm{n\; (k\; যেখানে\; ধ্রুবক)}$$

$$\frac{\mathrm{বা,}}{}$$

ধরি, একই উষ্ণতা ও চাপে n₁ এবং n₂ মোল অনু পরিমাণ কোন গ্যাসের আয়তন যথাক্রমে V₁ V₂ হলে, আমরা বলতে পারিঃ

V₁ = Kn₁ এবং V₂= Kn₂

সুতরাং,

দশম শ্রেণির অন্য বিভাগগুলি – গণিত | জীবন বিজ্ঞান | ভৌতবিজ্ঞান |

নিচের চিত্রের মাধ্যমে আরো একটি উদাহরণ উপস্থাপন করা হল। নিচের কমেন্ট বক্সে আমাদের জানাও যে সমীকরণটি বুঝতে পারছো কিনা।

মনে রাখতে হবে, বিজ্ঞানী অ্যাভোগ্যাড্রো যখন এই প্রকল্পটি রচনা করেন, সেই সময়ে পরমাণু বা অণু সম্পর্কে কোন সুস্পষ্ট ধারণা ছিল না। পর্যবেক্ষণ ও নিখুঁত অনুমানের ভিত্তিতে অ্যাভোগ্যাড্রো এই ধারণা পৃথিবীকে দিয়েছিলেন।

পরবর্তী সময়ে তার এই প্রকল্প নিখুঁত হিসাবে মান্যতা পায় এবং তার প্রকল্প বাস্তব রূপ পায়। তাই আজ এই প্রকল্প অর্থাৎ Hypothesis বা অনুমানকে সূত্র হিসাবে গণ্য করা হয়।

পরবর্তী পর্ব → আদর্শ গ্যাস সমীকরণ

এই লেখাটি থেকে উপকৃত হলে সবার সাথে শেয়ার করতে ভুলো না।

JumpMagazine.in এর নিয়মিত আপডেট পাবার জন্য –

• সাবস্ক্রাইব করো – YouTube চ্যানেল
• লাইক করো – facebook পেজ
• সাবস্ক্রাইব করো – টেলিগ্রাম চ্যানেল
• Facebook Group – লেখা – পড়া – শোনা

এই লেখাটির সর্বস্বত্ব সংরক্ষিত। বিনা অনুমতিতে এই লেখা, অডিও, ভিডিও বা অন্য ভাবে কোন মাধ্যমে প্রকাশ করলে তার বিরুদ্ধে আইনানুগ ব্যবস্থা নেওয়া হবে।