দ্রবণ ও তার ধর্ম: HS Chemistry-এর সমগ্র ব্যাখ্যা (Raoult’s Law ও Colligative Properties সহ)

দ্রবণ (Solution) হল দুটি বা ততোধিক পদার্থের সমসত্ত্ব মিশ্রণ (homogeneous mixture), যেখানে একটিকে দ্রাব্য (solute) এবং অন্যটিকে দ্রাবক (solvent) বলা হয়। এই অধ্যায়ে আমরা দ্রবণের ধরণ, রাউল্টের সূত্র, ও সমবায় ধর্ম (colligative properties) নিয়ে বিস্তারিত আলোচনা করবো।

দ্রবণের প্রকারভেদ (Types of Solutions)

দ্রবণ প্রধানত দুটি উপাদানে গঠিত:

• দ্রাবক (Solvent) – যা অধিক পরিমাণে থাকে।
• দ্রাব্য (Solute) – যা কম পরিমাণে দ্রবকে মিশে যায়।

দ্রবণের শ্রেণিবিভাগ নিচের চার্টে দেখানো হলো:

রাউল্টের সূত্র (Raoult’s Law)

সংজ্ঞা:

একটি আদর্শ তরল দ্রবণে, একটি উড়নযোগ্য দ্রাব্য পদার্থ যুক্ত হলে দ্রাবকের বাষ্পচাপ হ্রাস পায়। এই বাষ্পচাপ হ্রাস দ্রাবকের মোল ভগ্নাংশের সমানুপাতিক।

সূত্র:

PA=XA⋅PA0P_A = X_A \cdot P^0_A

যেখানে,

• PAP_A = দ্রবণের মধ্যে দ্রাবকের আংশিক বাষ্পচাপ
• PA0P^0_A = বিশুদ্ধ দ্রাবকের বাষ্পচাপ
• XAX_A = দ্রাবকের মোল ভগ্নাংশ

বাষ্পচাপ হ্রাস:

ΔP=PA0−PA=PA0⋅XB\Delta P = P^0_A – P_A = P^0_A \cdot X_B

(এখানে XBX_B হলো দ্রাব্যের মোল ভগ্নাংশ)

সমবায় ধর্ম (Colligative Properties)

সমবায় ধর্ম হল দ্রবণে দ্রাব্যের সংখ্যার উপর নির্ভরশীল, তাদের প্রকৃতির উপর নয়। প্রধান চারটি সমবায় ধর্ম:

বাষ্পচাপ হ্রাস (Relative Lowering of Vapour Pressure)

ΔPP0=XB\frac{\Delta P}{P^0} = X_B

(এটি Raoult’s Law এর ভিত্তিতে নির্ধারিত।)

স্ফুটনাঙ্ক বৃদ্ধিপ্রাপ্তি (Elevation of Boiling Point)

যখন দ্রাব্যে দ্রাব্য যোগ করা হয়, তখন তার স্ফুটনাঙ্ক বৃদ্ধি পায়।

ΔTb=Kb⋅m\Delta T_b = K_b \cdot m

🔹 এখানে,

• ΔTb\Delta T_b = স্ফুটনাঙ্কের বৃদ্ধি
• KbK_b = ebullioscopic constant
• mm = দ্রবণের মোলারত্ব

গলনাঙ্ক হ্রাস (Depression of Freezing Point)

দ্রব্যে দ্রাব্য যুক্ত করলে গলনাঙ্ক কমে যায়।

ΔTf=Kf⋅m\Delta T_f = K_f \cdot m

🔹 এখানে,

• ΔTf\Delta T_f = গলনাঙ্কের হ্রাস
• KfK_f = cryoscopic constant

আসমস চাপ (Osmotic Pressure)

আসমস চাপ হল সেই চাপ, যা আধা-পারগম্য ঝিল্লি দিয়ে প্রবেশ করতে বাধা দেয়।

π=C⋅R⋅T\pi = C \cdot R \cdot T

🔹 যেখানে,

• π\pi = আসমস চাপ
• CC = মোলার ঘনত্ব
• RR = Ideal Gas Constant
• TT = তাপমাত্রা (Kelvin এ)

চিত্র: সমবায় ধর্ম ও রাউল্টের সূত্র চার্ট

| Colligative Property | Formula           | Depends On       |
|----------------------|-------------------|------------------|
| Vapour Pressure ↓    | ΔP = P⁰A·XB       | X_B (Mole fraction) |
| Boiling Point ↑      | ΔTb = Kb·m        | Molality         |
| Freezing Point ↓     | ΔTf = Kf·m        | Molality         |
| Osmotic Pressure     | π = CRT           | Molarity & Temp  |

সংক্ষিপ্ত নোটস (Quick Revision Notes)

• রাউল্টের সূত্র আদর্শ দ্রবণে প্রযোজ্য।
• সমবায় ধর্মগুলি দ্রাব্যের সংখ্যা নির্ভরশীল, প্রকৃতি নয়।
• গলনাঙ্ক কমে এবং স্ফুটনাঙ্ক বাড়ে।
• আসমস চাপের সূত্র দ্বারা Molar mass নির্ণয় করা যায়।

ব্যবহারিক প্রয়োগ (Applications)

• রাসায়নিক পদার্থের পারমাণবিক ভর নির্ধারণ।
• খাবারে লবণ যোগ করে বরফ গলনাঙ্ক কমানো।
• রক্তচাপ ও জল প্রবেশ নিয়ন্ত্রণে আসমস চাপ গুরুত্বপূর্ণ।

দ্রবণ অধ্যায় – ১ নম্বর প্রশ্ন (1 Mark Questions)

Types of Solutions:

1. দ্রবণ কাকে বলে?
2. গ্যাসে গ্যাস দ্রবণের একটি উদাহরণ দাও।
3. কোন দ্রবণকে আদর্শ দ্রবণ বলা হয়?
4. ব্রোঞ্জ কোন ধরনের দ্রবণ?
5. তরলে কঠিন দ্রবণের একটি উদাহরণ লেখ।

Raoult’s Law:

6. রাউল্টের সূত্র কী নির্দেশ করে?
7. রাউল্টের সূত্র কোন দ্রবণের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য?
8. মোল ভগ্নাংশ বলতে কী বোঝায়?
9. রাউল্টের সূত্রে বাষ্পচাপের হ্রাস কিসের উপর নির্ভর করে?
10. রাউল্টের সূত্রের গাণিতিক রূপ লেখ।

Colligative Properties:

11. সমবায় ধর্ম কাকে বলে?
12. সমবায় ধর্মের সংখ্যা কত?
13. স্ফুটনাঙ্ক বৃদ্ধি কোন সমবায় ধর্ম?
14. গলনাঙ্ক হ্রাসের সূত্র লেখ।
15. Osmotic pressure নির্ণয়ের সূত্র কী?

General & Conceptual:

16. কোন ধর্ম দ্রাব্যের প্রকৃতির উপর নির্ভর করে না?
17. কোন সমবায় ধর্মকে ব্যবহার করে Molar Mass নির্ণয় করা যায়?
18. মোলালিটি ও মোলারিটির মধ্যে পার্থক্য লেখ।
19. Ideal solution-এর একটি বৈশিষ্ট্য লেখ।
20. কোন দ্রব্যে আসমসিস দেখা যায়?