অ্যামোনিয়া ও হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিডের ব্যাপন
মান বদলাও, চালাও, আর দেখো কী ঘটে।
১০০ cm লম্বা একটি কাচনলের দুই মুখে একই গ্যাস অ্যামোনিয়া (NH₃, আণবিক ভর ১৭) থাকলে উভয় গ্যাসের ব্যাপন হার সমান হওয়ায় তারা ঠিক মাঝখানে (৫০ cm দূরে) মিলিত হয়। এবার বাম মুখে অ্যামোনিয়া রেখে ডান মুখে হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড (HCl, আণবিক ভর ৩৬.৫) ভেজানো তুলা রাখা হলো। গ্যাস দুটি পরস্পরের দিকে ব্যাপিত হলে কঠিন NH₄Cl-এর সাদা ধোঁয়ার বলয়টি NH₃ প্রান্ত থেকে কত দূরে তৈরি হবে?
NH₃ প্রান্ত থেকে কত দূরে কঠিন NH₄Cl-এর সাদা বলয় তৈরি হবে?
- ৫০ cm — উভয় গ্যাস একই সময়ে ছড়িয়ে ঠিক মাঝখানে মিলিত হবে
- ৪০ cm — HCl ভারী হওয়ায় বেশি বেগে ছড়িয়ে NH₃ প্রান্তের কাছাকাছি পৌঁছাবে
- ৬০ cm (প্রায় ৫৯.৪ cm) — হালকা গ্যাস NH₃ দ্রুত ব্যাপিত হয়ে HCl প্রান্তের কাছাকাছি পৌঁছাবে
যা বদলাতে পারবে
- ডান প্রান্তের গ্যাস: অ্যামোনিয়া (NH₃, আণবিক ভর ১৭), হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড (HCl, আণবিক ভর ৩৬.৫)
- কাচনলের দৈর্ঘ্য: ৫০ থেকে ২০০ cm
যা মেপে দেখাবে
- NH₃ প্রান্ত থেকে মিলনের দূরত্ব (cm)
- ব্যাপন হারের অনুপাত (r₁/r₂)
- NH₃ কণার গড় বেগ (m/s)
- ডান প্রান্তের কণার গড় বেগ (m/s)
চালানোর সময় খেয়াল করো
- ডান প্রান্তে হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড (HCl) নির্বাচন করে দেখো—কোন গ্যাসটির গড় বেগ বেশি? সাদা বলয়টি কোন প্রান্তের কাছাকাছি তৈরি হচ্ছে?
নিজে করে দেখো
- এমন একটি নল বেছে নাও যাতে NH₃ প্রান্ত থেকে অন্তত ১০০ cm দূরে সাদা বলয় তৈরি হয়।
ইঙ্গিত
বলয়টি সবসময় নলের একই ভগ্নাংশে তৈরি হয়। NH₃ মোট দৈর্ঘ্যের কত অংশ যায়?
ধারণাটা কী?আগে নিজে চালিয়ে দেখো, তারপর খোলো।
গ্রাহামের ব্যাপন সূত্র
নির্দিষ্ট তাপমাত্রা ও চাপে কোনো গ্যাসের ব্যাপন হার তার আণবিক ভরের বর্গমূলের ব্যস্তানুপাতিক (গ্রাহামের সূত্র)। অ্যামোনিয়ার (NH₃) আণবিক ভর ১৭ এবং হাইড্রোজেন ক্লোরাইডের (HCl) আণবিক ভর ৩৬.৫। NH₃ হালকা হওয়ায় এর কণাগুলোর গড় বেগ বেশি (প্রায় ৬৬১ m/s) এবং ব্যাপন হার HCl-এর চেয়ে প্রায় ১.৪৭ গুণ বেশি। একই সময়ে NH₃ বেশি দূরত্ব (প্রায় ৫৯.৪ cm) অতিক্রম করে এবং ভারী HCl কম দূরত্ব (প্রায় ৪০.৬ cm) অতিক্রম করে। ফলে কাচনলের ঠিক মাঝখানে নয়, বরং ভারী গ্যাস HCl প্রান্তের কাছাকাছি NH₄Cl-এর সাদা ধোঁয়ার বলয় তৈরি হয়।
অন্য উত্তরগুলো কেন ভুল
উভয় গ্যাস একই সাথে ব্যাপিত হতে শুরু করলেও তাদের আণবিক ভর এক নয়। ভর বেশি হলে কণার গতিবেগ কম হয়, তাই ভারী গ্যাস দ্রুত ছড়াতে পারে না। অনেকে মনে করে ভারী জিনিসের শক্তি বা বেগ বেশি, কিন্তু গতিতত্ত্ব অনুসারে একই তাপমাত্রায় হালকা কণার বেগ সবসময় বেশি থাকে। তাই গ্যাস দুটি ৫০ cm-এ বা NH₃ প্রান্তের কাছে (৪০ cm) মিলিত হতে পারে না; হালকা NH₃ বেশি পথ পাড়ি দিয়ে HCl প্রান্তের কাছে (৫৯.৪ cm) পৌঁছে যায়।
যেসব ভুল ধারণা হয়
- সব গ্যাসের ব্যাপন হার সমান এবং আণবিক ভরের ওপর নির্ভর করে না
- ভারী গ্যাসের কণার ভর বেশি হওয়ায় তা হালকা গ্যাসের চেয়ে দ্রুত ব্যাপিত হয়
বাস্তবে কোথায় দেখা যায়
- রান্নার এলপিজি গ্যাস সিলিন্ডারে নিরাপত্তা: এলপিজি গ্যাসে (প্রোপেন ও বিউটেন) তীব্র গন্ধযুক্ত ইথাইল মারক্যাপটান মেশানো হয়, যেন গ্যাস লিক হলে তা দ্রুত বাতাসে ব্যাপিত হয়ে ঘরের বাসিন্দাদের সতর্ক করতে পারে এবং অগ্নিকাণ্ড রোধ করা যায়
- ইউরিয়া সার কারখানায় নিরাপত্তা পর্যবেক্ষণ: ফেঞ্চুগঞ্জ বা যমুনা সার কারখানায় ব্যবহৃত অ্যামোনিয়া গ্যাস (আণবিক ভর ১৭) বাতাসের (গড় ভর ২৯) চেয়ে হালকা হওয়ায় লিক হলে দ্রুত ওপরে ছড়িয়ে পড়ে; তাই সিলিংয়ের কাছাকাছি গ্যাস ডিটেক্টর ও নিষ্কাশন ব্যবস্থা রাখা হয়