Class X অ্যাভোগাড্রোর সূত্র Avogadro's law

তৃতীয় অধ্যায় : অ্যাভোগাড্রোর সূত্র

► সুচনা[Introduction]:-

ডালটনের পরমাণুবাদ [Dalton's atomic theory]:-

► অণুর ধারণা [Concept of molecule]:-

► অণুর প্রকারভেদ [Types of molecule]:-

[1] মৌলিক অণু:-

[2] যৌগিক অণু:-



►-অ্যাভোগাড্রোর সূত্র [Avogadro's law]:-

► অ্যাভোগাড্রোর সূত্রের সাহায্যে গ্যাস-আয়তন সূত্র এবং পরমাণুবাদের মধ্যে সমন্বয় [ Reconciliation of law gaseous volumn and Dalton's atomic theory by Avogadro's law]:-



► আণবিক ভর [Molecular mass]:-

আণবিক ভর একটি সংখ্যা মাত্র, এর কোনো একক নাই ।

► গ্রাম-পারমাণবিক ভর বা এক গ্রাম-পরমাণু [Gram-atomic mass or one gram-atom]:-

► গ্রাম-আণবিক ভর বা গ্রাম-অণু বা গ্রাম-মোল [Gram-molecular mass or gram-molecule or gram mole]:-



► বাষ্প-ঘনত্ব বা আপেক্ষিক ঘনত্ব [Vapour density or relative density]:-



► গ্রাম-আণবিক আয়তন বা মোলার আয়তন [Molar Volume]:-



► অ্যাভোগাড্রোর সূত্রের অনুসিদ্ধান্ত [Statement of deduction from Avogadro's law]:-

► অ্যাভোগাড্রো সংখ্যা [Avogadro's Number]:-

► মৌল — পদার্থের পরিমাণের একক [Unit of amount of substances]:-

► অ্যাভোগাড্রো প্রকল্প বা অ্যাভোগাড্রো সূত্র কোনটি বলা যুক্তিসংগত :-

অণুর ধারণা ও প্রকারভেদ

☼ ডালটনের পরমাণুবাদ [Dalton's atomic theory]:-

বিজ্ঞানী ডালটনের পরমাণুবাদের মূল কথা হল— প্রত্যেক মৌলিক পদার্থ বহু সংখ্যক অতি ক্ষুদ্র অবিভাজ্য কণা দিয়ে গঠিত । এই ক্ষুদ্রতম কণাগুলির নাম হল পরমাণু । রাসায়নিক বিক্রিয়ায় বিভিন্ন মৌলিক পদার্থের পরমাণুগুলি পূর্ণ সংখ্যার সরল অনুপাতে যুক্ত হয়ে যৌগ গঠন করে । যেমন 1 : 1, 1 : 2, 1 : 3 ইত্যাদি । ডালটন তাঁর পরমাণুবাদে অণুর কল্পনা করেন নি ।



☼ অণুর ধারণা [Concept of molecule]:- ডালটনের পরমাণুবাদে মৌলিক পদার্থ এবং যৌগিক পদার্থ উভয়েই ক্ষুদ্রতম কণা হিসেবে পরমাণুকে ধরা হয়েছিল । এর ফলে নানা জটিলতা ও সমস্যার সৃষ্টি হয় । এই সমস্যার সমাধান করতে অ্যাভোগাড্রো অণুর ধারণা প্রবর্তন করেন । তাঁর মত অনুযায়ী, পদার্থ দু'রকম ক্ষুদ্রতম কণা দিয়ে গঠিত, যথা [i] পরমাণু এবং [ii] অণু ।

[i] পরমাণু [atom]:- পরমাণু হল পদার্থের ক্ষুদ্রতম অবিভাজ্য কণা । পরমাণু স্বাধীনভাবে থাকতে পারে আবার নাও থাকতে পারে এবং পরমাণুই রাসায়নিক বিক্রিয়ায় অংশ গ্রহন করে ।

[ii] অণু [molecule]:- মৌলিক বা যৌগিক সব পদার্থের ক্ষুদ্রতম কণা হল অণু । অণু স্বাধীনভাবে থাকতে পারে এবং পদার্থের সব ধর্মই অণুর মধ্যে বর্তমান থাকে ।



☼ অণুর প্রকারভেদ [Types of molecule]:- বিজ্ঞানী ডালটনের পরমাণুর কল্পনাকে বজায় রেখে অ্যাভোগাড্রো অণুর কল্পনার প্রবর্তন করেন । তাঁর মতে, পরমাণুগুলি সংযুক্ত হয়ে অণু গঠন করে । অণু দুরকম— (১) মৌলিক অণু এবং (২) যৌগিক অণু ।



[1] মৌলিক অণু [Elementary molecule] :- একই মৌলের পরমাণু দ্বারা গঠিত অণুকে মৌলিক অণু বলে ।

• পারমাণবিকতা [Atomicity] : কোনো মৌলের একটি অণু যত সংখ্যক পরমাণু দ্বারা গঠিত, সেই সংখ্যাকে ওই মৌলের পারমাণবিকতা বলে ।

মৌলিক অণুর গঠন বিভিন্ন রকম হতে পারে —

(ক) এক-পরমাণুক [monatomic] অণু : যেমন— Na, K, Ca, C ইত্যাদি ।

(খ) দ্বি-পরমাণুক [di-atomic] অণু : যেমন— H₂, O₂, N₂ ইত্যাদি । এদের পারমাণবিকতা = 2

(গ) ত্রি-পরমাণুক [triatomic] অণু : যেমন— ওজোন (O₃); । এর পারমাণবিকতা = 3

(ঘ) চতুঃপরমাণুক অণু : যেমন— S₄, P₄ ইত্যাদি । এদের পারমাণবিকতা = 4

(ঙ) বহুপরমাণুক [Polyatomic] অণু : যেমন— S8; । এর পারমাণবিকতা = 8

(চ) নিস্ক্রিয় [inert] অণু : যেমন— He, Ne, A ইত্যাদি । এদের অণু ও পরমাণু সমার্থক ।



[2] যৌগিক অণু [Compound molecule]:- একাধিক মৌলিক পদার্থের পরমাণুর দ্বারা গঠিত অণুকে যৌগিক অণু বলে । যেমন— অ্যামোনিয়া [NH₃], জল [H₂O], নাইট্রিক অ্যাসিড [HNO₃] -এর অণু ইত্যাদি ।

☼ অ্যাভোগাড্রোর সূত্র [Avogadro's law]:-

বার্জিলিয়াসের প্রকল্প (একই চাপ ও উষ্ণতায় সম-আয়তন সকল গ্যাসের মধ্যে সমান সংখ্যক পরমাণু থাকে) সংশোধন করে অ্যাভোগাড্রো একটি সূত্র প্রকাশ করেন । এটি অ্যাভোগাড্রোর সূত্র নামে খ্যাত । সূত্রটি হল— একই চাপ ও উষ্ণতায় সম-আয়তন সকল গ্যাসের মধ্যে সমান সংখ্যক অণু থাকে ।



ব্যাখ্যা:- অ্যাভোগাড্রোর সূত্র অনুযায়ী একই চাপ ও উষ্ণতায় x cc অক্সিজেনের [O₂] মধ্যে যদি n -সংখ্যক অণু থাকে, তবে x cc কার্বন ডাই-অক্সাইডের (CO₂) মধ্যে বা x cc অ্যামোনিয়ার [NH₃] মধ্যেও সেই একই n -সংখ্যক অণু থাকবে ।



► অ্যাভোগাড্রোর সূত্রের সাহায্যে গ্যাস-আয়তন সূত্র এবং পরমাণুবাদের মধ্যে সমন্বয় [ Reconciliation of law gaseous volumn and Dalton's atomic theory by Avogadro's law]:-

পরীক্ষায় দেখা যায় যে, একই চাপ ও উষ্ণতায় 1 আয়তন হাইড্রোজেন এবং 1 আয়তন ক্লোরিনের রাসায়নিক সংযোগে 2 আয়তন হাইড্রোজেন ক্লোরাইড গ্যাস উত্পন্ন হয় ।

মনে করা যাক, পরীক্ষার সময় একই চাপ ও উষ্ণতায়, 1 আয়তন হাইড্রোজেন গ্যাসের মধ্যে n -সংখ্যক হাইড্রোজেন অণু থাকে । তাহলে অ্যাভোগাড্রোর সূত্র অনুযায়ী একই চাপ ও উষ্ণতায় 1 আয়তন ক্লোরিনের মধ্যে n -সংখ্যক ক্লোরিন অণু এবং 2 আয়তন হাইড্রোজেন ক্লোরাইডের মধ্যে 2n -সংখ্যক হাইড্রোজেন ক্লোরাইড অণু থাকবে । কাজেই অণুর সংখ্যা দিয়ে বিক্রিয়াটি প্রকাশ করলে বল যায়,



n -সংখ্যক হাইড্রোজেন অণু + n -সংখ্যক ক্লোরিন অণু = 2n -সংখ্যক হাইড্রোজেন ক্লোরাইড অণু

বা 1টি হাইড্রোজেন অণু + 1টি ক্লোরিন অণু = 2টি হাইড্রোজেন ক্লোরাইড অণু

বা ½ অণু হাইড্রোজেন + ½ অণু ক্লোরিন = 1 অণু হাইড্রোজেন ক্লোরাইড ।

যেহেতু অ্যাভোগাড্রোর সূত্র অনুসারে 1 অণু হাইড্রোজেন = 2 পরামাণু হাইড্রোজেন এবং 1 অণু ক্লোরিন = 2 পরামাণু ক্লোরিন । তাই লেখা যায়—

1 পরমাণু হাইড্রোজেন + 1 পরামাণু ক্লোরিন = 1 অণু হাইড্রোজেন ক্লোরাইড অর্থাৎ 1 অণু হাইড্রোজেন ক্লোরাইড তৈরি হয় 1টি হাইড্রোজেন পরমাণু এবং 1টি ক্লোরিন পরমাণুর সংযোগে । এটি পরমাণুবাদের বিরুদ্ধে নয়, কারণ পরমাণু অবিভাজ্য কিন্তু অণু বিভাজ্য । এই বিক্রিয়ায় গে-লুকাসের গ্যাস আয়তন সূত্র (একই উষ্ণতা ও চাপে বিভিন্ন গ্যাসগুলি আয়তনের পূর্ণ সংখ্যার সরল অনুপাতে রাসায়নিকভাবে মিলিত হয়) অনুযায়ী, একই উষ্ণতা ও চাপে বিক্রিয়ক এবং বিক্রিয়াজাত গ্যাসগুলির আয়তনের অনুপাত H₂ : Cl₂ : HCl = 1 : 1 : 2, এটি হল পূর্ণ সংখ্যার সরল অনুপাত ।

☼ অ্যাভোগাড্রোর সূত্রের অনুসিদ্ধান্ত [Statement of deduction from Avogadro's law]:-

অ্যাভোগাড্রোর সূত্র থেকে নিম্নলিখিত অনুসিদ্ধান্তগুলি পাওয়া যায়—

(১) নিষ্ক্রিয় গ্যাসগুলি ছাড়া অন্যান্য মৌলিক গ্যাসগুলি (যেমন— হাইড্রোজেন, অক্সিজেন, নাইট্রোজেন ইত্যাদি) দ্বি-পরমাণুক ।

(২) কোনো গ্যাসের আণবিক ভর [M] গ্যাসটির বাষ্প ঘনত্বের [D] দ্বিগুণ অর্থাৎ, M = 2D ।

(৩) প্রমাণ চাপ ও উষ্ণতায় এক গ্রাম অণু পরিমাণ সকল গ্যাসের (মৌলিক বা যৌগিক) আয়তন 22.4 লিটার হয় । এই আয়তন পদার্থের প্রকৃতি বা ধর্মের ওপর নির্ভর করে না ।



☼ অ্যাভোগাড্রো সংখ্যা [Avogadro's Number]:- মৌলিক বা যৌগিক যে-কোনো পদার্থের এক গ্রাম অণুর মধ্যে সমান সংখ্যক অণু থাকে । এই সংখ্যাটিকে অ্যাভোগাড্রো সংখ্যা বলে । এই সংখ্যাকে N দ্বারা প্রকাশ করা হয় ।

বিজ্ঞানী মিলিকান এই সংখ্যাটির মান নির্ণয় করেন । অ্যাভোগাড্রো সংখ্যা N = 6.023 x 10²³ ; এটি একটি নিত্য সংখ্যা— এটি চাপ ও উষ্ণতার ওপর নির্ভর করে না ।

আবার, N.T.P. -তে এক গ্রাম-অণু গ্যাসীয় পদার্থের আয়তন = 22.4 লিটার । সুতরাং, বলা যায়— প্রমাণ চাপ ও উষ্ণতায় 22.4 লিটার আয়তনের গ্যাসের মধ্যে যত সংখ্যক অণু থাকে সেই সংখ্যাকে অ্যাভোগাড্রো সংখ্যা বলে ।

আবার এক গ্রাম-পরমাণু পরিমাণ কোনো মৌলের মধ্যে যত সংখ্যক পরমাণু থাকে, সেই সংখ্যাকেও অ্যাভোগাড্রো সংখ্যা বলে । উভয় ক্ষেত্রেই N = 6.023 x 10²³ ।



◘ অ্যাভোগাড্রো-সংখ্যা জানা থাকলে মৌলের গ্রাম-আণবিক ভর থেকে মৌলটির একটি অণুর অথবা একটি পরমাণুর ভর নির্ণয় করা যায় ।

যেমন, হাইড্রোজেনের আণবিক ভর = 2.016, হাইড্রোজেনের গ্রাম-আণবিক ভর = 2.016 গ্রাম । এখন 2.016 গ্রাম H₂ -এর মধ্যে অণুর সংখ্যা = 6.023 x 10²³ গ্রাম ।

অতএব বলা যায় 6.023 x 10²³ সংখ্যক হাইড্রোজেন অণুর ভর = 2.016 গ্রাম ।

অতএব 1টি হাইড্রোজেন অণুর ভর = 2.016 / 6.023×10²³=3.35×10⁻²⁴ গ্রাম ।

এখন 1টি হাইড্রোজেন অণুতে দুটি পরমাণু আছে; সুতরাং, 1টি পরমাণুর ভর = 3.35×10⁻²⁴ / 2=1.675×10⁻²⁴ গ্রাম ।



☼ মৌল — পদার্থের পরিমাণের একক [Unit of amount of substances]:-

বর্তমানে রাসায়নিক গণনায় 'মোল' -কে একক হিসাবে ব্যবহার করে গণনার কাজ খুব সহজ ও যুক্তিসংগত হয়েছে । এক মোল অণু, এক মোল পরমাণু বা এক মোল আয়ন বলতে অ্যাভোগাড্রো-সংখ্যা N সংখ্যক; অর্থাৎ, 6.023 x 10²³ সংখ্যক অণু, পরমাণু বা আয়নের মোট পরিমাণ বোঝায়, যাকে গ্রামে প্রকাশ করলে অণুর ক্ষেত্রে গ্রাম আণবিক ভর, পরমাণুর ক্ষেত্রে গ্রাম-পারমাণবিক ভর বা আয়নের ক্ষেত্রে গ্রাম আয়নীয় ভরের সমান হয় । 'মোল' ধারণার পরিপেক্ষিতে প্রচলিত 'গ্রাম-অণু', গ্রাম-পরমাণু', 'গ্রাম-আয়ন' এর পরিবর্তে এখন 'মোল-অণু', 'মোল-পরমাণু', 'মোল-আয়ন' ব্যবহার করা হয় । এই কারণে রসায়ন বিজ্ঞানে 'মোল' -এর ব্যবহার খুবই ব্যাপক ।



◘ SI পদ্ধতিতে 'মোল' -এর সংজ্ঞা : 0.012 কেজি কার্বন -12 (C12) -তে যত সংখ্যক কার্বন পরমাণু আছে, কোনো পদার্থের যে পরিমাণ ভরে ঠিক তত সংখ্যক অণু বা পরমাণু বা আয়ন বর্তমান থাকে, সেই পরিমাণ ভরকে 'এক মোল-অণু'; 'এক মোল-পরমাণু' বা 'এক মোল-আয়ন' বলে ।



☼ অ্যাভোগাড্রো প্রকল্প বা অ্যাভোগাড্রো সূত্র কোনটি বলা যুক্তিসংগত :- অ্যাভোগাড্রো প্রকল্পের সত্যতা প্রত্যক্ষভাবে কোনো পরীক্ষার সাহায্যে প্রমাণ করা সম্ভব হয়নি । সুতরাং, সংজ্ঞানুসারে একে অ্যাভোগাড্রো প্রকল্প বলাই উচিত । কিন্তু এই প্রকল্প থেকে প্রাপ্ত প্রত্যেকটি অনুসিদ্ধান্ত পরীক্ষালব্ধ তথ্যের ভিত্তিতে প্রমাণ করা সম্ভব হয়েছে । কাজেই অণু সম্বন্ধে অ্যাভোগাড্রোর ধারণাগুলিকে প্রকল্প না বলে সূত্র বলাই সংগত ।

আণবিক ভর ও গ্রাম-পারমাণবিক ভর

☼ আণবিক ভর [Molecular mass]:-

কোনো মৌল বা যৌগের একটি অণু একটি কার্বন -12 (C12) পরমাণুর ভরের 1/12 অংশের তুলনায় যতগুণ ভারী, সেই তুলনামূলক সংখ্যাটিকে ওই মৌল বা যৌগের আণবিক ভর বলে ।

অর্থাৎ, আণবিক ভর = মৌল বা যৌগের 1টি অণুর ভর / 1টি কার্বন -12 (C12) পরমাণুর ভরের 1/12 অংশ



◘ আণবিক ভর একটি সংখ্যা মাত্র, এর কোনো একক নাই ।

এই হিসাব অনুযায়ী, অক্সিজেনের আণবিক ভর = 32 বলতে এই বোঝায় যে, 1টি অক্সিজেন অণুর ভর 1টি কার্বন - 12 (C12) পরমাণুর ভরের 1/12 অংশের চেয়ে 32 গুণ ভারী ।



☼ গ্রাম-পারমাণবিক ভর বা এক গ্রাম-পরমাণু [Gram-atomic mass or one gram-atom]:-

কোনো মৌলিক পদার্থের পারমাণবিক ভরকে গ্রামে প্রকাশ করলে যত গ্রাম হয়, গ্রামে প্রকাশিত সেই ভরকে ওই মৌলিক পদার্থের গ্রাম-পারমাণবিক ভর বা এক গ্রাম-পরমাণু বলে । যেমন— অক্সিজেনের পারমাণবিক ভর 16, অতএব 16 গ্রাম অক্সিজেনকে এক গ্রাম-পরমাণু অক্সিজেন বলে ।



☼ গ্রাম-আণবিক ভর বা গ্রাম-অণু বা গ্রাম-মোল [Gram-molecular mass or gram-molecule or gram mole]:-

কোনো মৌলক বা যৌগিক পদার্থের আণবিক ভরকে গ্রামে প্রকাশ করলে যত গ্রাম হয়, গ্রামে প্রকাশিত সেই ভরকে ওই মৌলিক বা যৌগিক পদার্থের গ্রাম-আণবিক ভর বা এক গ্রাম-অণু বা এক গ্রাম-মোল বলে । গ্রাম-মোলকে সংক্ষেপে মোল [Mole] বলে । যেমন— অক্সিজেনের আণবিক ভর = 32, অতএব অক্সিজেনের গ্রাম-আণবিক ভর = 32 গ্রাম । এই 32 গ্রাম ভরের অক্সিজেনকে এক গ্রাম-অণু বা এক গ্রাম-মোল অক্সিজেন বলে ।



☼ বাষ্প-ঘনত্ব বা আপেক্ষিক ঘনত্ব [Vapour density or relative density]:-

একই চাপ ও উষ্ণতায় কোনো গ্যাসের ভর ওর সমআয়তন হাইড্রোজেন গ্যাসের ভরের চেয়ে যতগুণ ভারী, সেই সংখ্যাকে ওই গ্যাসের বাষ্প ঘনত্ব বা আপেক্ষিক ঘনত্ব বলে ।

অর্থাৎ, গ্যাসের বাষ্প ঘনত্ব [D] = V আয়তন গ্যাসের ভর / V আয়তন হাইড্রোজেন গ্যাসের ভর ।



☼ গ্রাম-আণবিক আয়তন বা মোলার আয়তন [Molar Volume]:-

নির্দিষ্ট চাপ ও উষ্ণতায় যে কোনো মৌলিক বা যৌগিক গ্যাসের এক গ্রাম-অণু যে পরিমাণ আয়তন অধিকার করে, সেই আয়তনকে ওই গ্যাসের গ্রাম-আণবিক আয়তন বা মোলার আয়তন বলে । মোলার আয়তন কেবলমাত্র চাপ ও উষ্ণতার ওপর নির্ভর করে, পদার্থের প্রকৃতি বা ধর্মের ওপর নির্ভর করে না । প্রমাণ চাপ ও উষ্ণতায় যে-কোনো গ্যাসের মোলার আয়তন 22.4 লিটার । যেমন— N.T.P. -তে এক গ্রাম-অণু O₂ বা 32 গ্রাম O₂ -এর মোলার আয়তন = 22.4 লিটার । এভাবে N.T.P. -তে 2 গ্রাম অণু যে-কোনো গ্যাসের আয়তন = 2 x 22.4 = 44.8 লিটার ।

গাণিতিক প্রশ্নোত্তর : [অ্যাভোগাড্রোর সূত্র ]

গাণিতিক উদাহরণ

1. 9 গ্রাম জলে অণুর সংখ্যা কত ?

Ans: জলের (H₂O)
আণবিক ভর =2×1+16=18 ;

সুতরাং, জলের গ্রাম আণবিক ভর = 18 গ্রাম ।

তাহলে, 18 গ্রাম জলে অণুর সংখ্যা =6.023×10²³

;

তাহলে 9 গ্রাম জলে অণুর সংখ্যা =6.023×10²³×9 /18
= 3.0115×10²³

২০ টি ছোটো প্রশ্ন ও উত্তর : [অ্যাভোগাড্রোর সূত্র]

প্রশ্ন:-  কোন বিজ্ঞানী সর্বপ্রথম অণুর ধারণা দেন ?

উত্তর:-  ইতালীয় বিজ্ঞানী অ্যামিদিও অ্যাভোগাড্রো সর্বপ্রথম অণুর ধারণা দেন ।



প্রশ্ন:-  STP তে কোনো গ্যাসের আয়তন কত ?

উত্তর:-  STP তে কোনো গ্যাসের মোলার আয়তন 22.4 লিটার ।



প্রশ্ন:-  3.0115×10²³ সংখ্যক ইলেকট্রন কত মোল ইলেক্ট্রনের সমান ?
এর উত্তর ও আরও প্রশ্ন দেখতে হলে ফোরাম এ যোগদান করো ।



### তোমার সাহায্যে আমরা পাশে আছি, তুমি এগিয়ে যাও।
# প্রিয় ছাত্র - ছাত্রী যদি কোথাও কোনো ভুল থেকে থাকে তবে মনে রাখবে সেটা অনিচ্ছাকৃত।
নিচে কমেন্ট করো। ঠিক করে দেওয়া হবে।

CLASS TEN Physical Science
#Madhyamik #2020 #Physical-Science #Suggestions
#পদার্থ-বিজ্ঞান-ও-রসায়ন #মাধ্যমিক