আংশিক চাপ ও মোল ভগ্নাংশের সম্পর্ক

আংশিক চাপ ও মোল ভগ্নাংশ কি?

আংশিক চাপ ও মোল ভগ্নাংশ নিয়ে জানার ক্ষেত্রে প্রথমে আংশিক চাপ নিয়ে জানি। একটি নির্দিষ্ট আয়তনের পাত্রে কোন গ্যাস মিশ্রণের কোন একটি উপাদান ঐ তাপমাত্রায় মিশ্রণের মোট আয়তন একাকী দখল করলে যে চাপ প্রয়োগ করবে, তাকে মিশ্রণে ঐ উপাদান গ্যাসের আংশিক চাপ বলা হয়।

আবার কোনো মিশ্রণের একটি উপাদানের মোল সংখ্যার সঙ্গে ঐ মিশ্রণে উপস্থিত মোট মোল সংখ্যার অনুপাতকে ঐ উপাদানের মোল ভগ্নাংশ বলে। যেমন- একটি মিশ্রণে A উপাদানের মোল সংখ্যা x এবং A ও B উপাদানদ্বয়ের মোল সংখ্যা y হলে x/y অনুপাতটি মিশ্রণে A উপাদানের মোল ভগ্নাংশ।

আংশিক চাপ ও মোল ভগ্নাংশ এর মধ্যকার সম্পর্ক

গ্যাসের মিশ্রণে একটি নির্দিষ্ট গ্যাসের মোল ভগ্নাংশ গ্যাসীয় মিশ্রণ দ্বারা প্রবাহিত মোট চাপের সাথে সেই গ্যাসের আংশিক চাপের অনুপাতের সমান। এই মোল ভগ্নাংশটি একটি উপাদান গ্যাসের মোট সংখ্যা গণনা করতেও ব্যবহার করা যেতে পারে যখন মিশ্রণে মোট মোলের সংখ্যা জানা যায়। এছাড়া একটি মিশ্রণে একটি নির্দিষ্ট গ্যাস দ্বারা দখলকৃত আয়তনটি জানা থাকলে নীচে দেওয়া সমীকরণের সাহায্যে এই মোল ভগ্নাংশের সাহায্যে গণনা করা যেতে পারে-

মনে করি, V আয়তনবিশিষ্ট পাত্রে পরস্পর বিক্রিয়াবিহীন তিনটি গ্যাসের যথাক্রমে n1, n2, n3 মোল আছে। নির্দিষ্ট তাপমাত্রা T তে ঐ সব গ্যাসের আংশিক চাপ যথাক্রমে P1, P2, P3 হয়। আবার গ্যাস মিশ্রণের মোট চাপ Pm এবং মিশ্রণে গ্যাসসমূহের মোট মোল সংখ্যা, (n1 + n2 + n3) = n হলে, তখন আদর্শ গ্যাস সমীকরণ মতে পাই-

১ম গ্যাসের জন্য, P1V = n1RT ——-(1)

২য় গ্যাসের জন্য, P2V= n2RT ——–(2)

৩য় গ্যাসের জন্য, P3V = n3RT ——–(3)

গ্যাস মিশ্রণের জন্য, P_mV = nRT ———(4)

সমীকরণ (1) কে সমীকরণ (4) দ্বারা ভাগ করলে পাওয়া যায়,

P1 / P_m = n1 / n ———(5)

or, P1 = (n1 / n) P_m

অনুরূপভাবে,

P2 = (n2 / n) x P_m

এবং, P3 = (n3 / n) x P_m

আবার কোন মিশ্রণে একটি উপাদানের মোল সংখ্যাকে উক্ত মিশ্রণের সব উপাদানের মোল সংখ্যার যোগফল দ্বারা ভাগ করলে যে ভাগফল পাওয়া যায়, তাকে সে উপাদানের মোল ভগ্নাংশ বলা হয়। সুতরাং প্রথম গ্যাস উপাদানের মোল ভগ্নাংশ-

n1 / (n1 + n2 + n3 +…….)

      = n1 / n

অনুরূপভাবে দ্বিতীয় গ্যাস উপাদানের মোল ভগ্নাংশ-

n2 / n

এখন সমীকরণ (5) হতে পাওয়া যাচ্ছে,

P = মোল ভগ্নাংশ x মোট চাপ (P_m)

অর্থাৎ, গ্যাস মিশ্রণের কোনো উপাদানের আংশিক চাপ = সে উপাদানের মোল ভগ্নাংশ x মিশ্রণের মোট চাপ। এটাই আংশিক চাপ ও মোল ভগ্নাংশ এর মধ্যকার সম্পর্ক।