অভিস্রবণ চাপ: এটি কী এবং কীভাবে এটি গণনা করা হয়?
ভূমিকা
অভিস্রবণ চাপ রাসায়নিক সিস্টেমের অন্যতম প্রধান একটি বৈশিষ্ট্য। একটি অর্ধভেদ্য ঝিল্লির মধ্য দিয়ে পানি বা অন্য কোনো দ্রবণের মোট চলাচল বন্ধ করার জন্য যে চাপের প্রয়োজন হয়, তাকেই অভিস্রবণ চাপ বলা হয়। এই চাপ কোনো দ্রবণে একটি পদার্থের দ্রবীভূত হওয়ার মাত্রার সাথে সম্পর্কিত। নিচে আমরা অভিস্রবণ চাপ এবং এটি কীভাবে গণনা করতে হয় সে সম্পর্কে আরও ব্যাখ্যা করব।
অভিস্রবণ চাপ কাকে বলে?
যখন দ্রবণীয় কণা কোনো তরলে (যেমন পানিতে) দ্রবীভূত হয়, তখন এটি ঝিল্লির অখণ্ডতার উপর বল প্রয়োগ করে এবং এর ফলে অভিস্রবণ চাপের সৃষ্টি হয়। এই চাপ ম্যানোমিটারের সাহায্যে পরিমাপ করা যায়। এই বল কণার ঘনত্বের এবং ফলস্বরূপ, উপস্থিত দ্রাব্যের পরিমাণের সমানুপাতিক।
অভিস্রবণ চাপ কীভাবে গণনা করা হয়?
কোনো দ্রবণের অভিস্রবণ চাপ নিম্নলিখিত সূত্রের সাহায্যে গণনা করা যায়:
অভিস্রবণ চাপ (P) = দ্রাবের ঘনত্ব (c) x অভিস্রবণ ধ্রুবক (K)
যেখানে দ্রাবের ঘনত্ব mol/L এককে প্রকাশ করা হয় এবং অভিস্রবণ ধ্রুবক হলো একটি ধ্রুবক মান যা তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে (২০°C তাপমাত্রায় পরিমাপ করলে K = ০.০৮৬)।
গণনার উদাহরণ
যদি দ্রাবটি NaCl হয় এবং এর ঘনত্ব 0,01 mol/L হয়, তবে অভিস্রবণ চাপ নিম্নরূপে গণনা করা হবে:
অভিস্রবণ চাপ (P) = 0,01 mol/L × 0,086 K = 0,0086 অ্যাটমোস্ফিয়ার (atm)
উপসংহার
কোনো দ্রবণে কোনো পদার্থের দ্রবীভূত হওয়ার মাত্রা পরিমাপের জন্য অভিস্রবণ চাপ একটি গুরুত্বপূর্ণ ও দরকারি রাসায়নিক ধারণা। প্রদর্শিত সূত্রটি ব্যবহার করে অভিস্রবণ চাপ সহজেই গণনা করা যায়।
অভিস্রবণ চাপ: এটি কী এবং কীভাবে এটি গণনা করা হয়?
অভিস্রবণ চাপ একটি বৈজ্ঞানিক ধারণা, যা একটি বদ্ধ পাত্রে থাকা দ্রবণের আণবিক গতির কারণে সৃষ্ট চাপকে বোঝায়। লবণাক্ত দ্রবণের কণা এবং জলের বিশুদ্ধতার মধ্যে ভারসাম্যহীনতার কারণে এই চাপের সৃষ্টি হয়। এই ভারসাম্যহীনতার ফলে জল কম বিশুদ্ধতার দ্রবণ থেকে বেশি বিশুদ্ধতার দ্রবণের দিকে প্রবাহিত হয়। বদ্ধ পাত্রে যে চাপ তৈরি হয়, তাকেই "অভিস্রবণ চাপ" বলা হয়।
অসমোটিক চাপ কীভাবে গণনা করবেন
অভিস্রবণ চাপ তিনটি ভিন্ন উপায়ে গণনা করা যেতে পারে:
- ভ্যান'ট হফ পদ্ধতি: এই পদ্ধতিতে অভিস্রবণ চাপ গণনা করার জন্য নিম্নলিখিত সূত্রটি ব্যবহার করা হয়: অভিস্রবণ চাপ (Pa) = মোলালিটি x R x T, যেখানে R হলো একটি গ্যাস ধ্রুবক (0.08206 L atm /mol ° K), T হলো কেলভিন এককে তাপমাত্রা, এবং মোলালিটি হলো দ্রবণের ঘনত্ব।
- রেফারেন্স পদ্ধতি: একটি বদ্ধ পাত্রে থাকা দ্রবণের অভিস্রবণ চাপ পরিমাপ করার জন্য রেফারেন্স পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। ভিন্ন ভিন্ন উপাদানের দ্রবণযুক্ত দুটি পাত্রের মধ্যে চাপের পার্থক্য পরিমাপ করে এটি করা হয়। নিম্নলিখিত সমীকরণ থেকে অভিস্রবণ চাপ নির্ণয় করা হয়: অভিস্রবণ চাপ (Pa) = (রেফারেন্স চাপ – বায়ুমণ্ডলীয় চাপ)/মোট আয়তন।
- অসমোমিটার পদ্ধতি: এই পদ্ধতিতে অভিস্রবণ চাপ পরিমাপের জন্য একটি ভৌত যন্ত্র ব্যবহার করা হয়। একটি অসমোমিটার হলো এমন একটি যন্ত্র যার সাথে একটি বিকারে নির্দেশক দ্রবণ থাকে। একটি ডিজিটাল প্রেশার গেজের সাথে সংযুক্ত ম্যানোমিটার ব্যবহার করে অভিস্রবণ চাপ পরিমাপ করা হয়। অভিস্রবণ চাপের একক হলো প্যাসকেল (Pa)।
উদাহরণ
ধরা যাক, আমাদের কাছে 12 mol/L ঘনত্বের এবং 30°C (303 K) তাপমাত্রার একটি দ্রবণ আছে। তাহলে, ভ্যান'ট হফ পদ্ধতি ব্যবহার করে অভিস্রবণ চাপ হবে:
অভিস্রবণ চাপ (Pa) = 12 মোলালিটি x 0.08206 L atm /mol ° K x 303 K = 293.77 Pa।
অসমোটিক চাপ
অভিস্রবণ চাপ হলো এক প্রকার চাপ যা দুই বা ততোধিক দ্রবণে পদার্থসমূহের অসম রাসায়নিক ঘনত্বের উপর নির্ভর করে। এই চাপ কোষের বৃদ্ধি, পেশী সংকোচন এবং অন্যান্য অনেক জৈবিক প্রক্রিয়ায় গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।
অভিস্রবণ চাপ কীভাবে পরিমাপ করা হয়?
অসমোটিক চাপ পরিমাপ করা হয় অসমোলালিটি নামক একটি একক ব্যবহার করে, যা প্রতি লিটার তরলে থাকা অসমোলের সংখ্যাকে বোঝায়। এটি একটি অসমোমিটারের সাহায্যে পরিমাপ করা হয়, যা একটি পরীক্ষাগারের যন্ত্র এবং কোনো দ্রবণে মোট দ্রাব্যের (দ্রবণীয় পরমাণু ও অণু) পরিমাণ নির্ণয় করতে ব্যবহৃত হয়। এর ফলাফল অসমোলালিটি (osmol/L) এককে প্রকাশ করা হয়।
অভিস্রবণ চাপ কীভাবে গণনা করা হয়?
অভিস্রবণ চাপ গণনা করার জন্য, প্রথমে দ্রবণে থাকা মোট অসমোলের সংখ্যা নির্ণয় করুন। এটি করার জন্য, দ্রবণের প্রতিটি উপাদানের পরিমাণ যোগ করে তার ঘনমাত্রা দিয়ে গুণ করতে হবে। উদাহরণস্বরূপ, যদি একটি 0,5 M দ্রবণে 50 মোল NaCl থাকে, তাহলে অসমোলের সংখ্যা হবে 50 মোল/লিটার * 0,5 M = 25 অসমোল/লিটার। এরপর, PV = nRT/V সমীকরণটি ব্যবহার করুন, যেখানে P হলো চাপ, n হলো মোলের সংখ্যা, R হলো গ্যাস ধ্রুবক, T হলো কেলভিন এককে তাপমাত্রা এবং V হলো দ্রবণের আয়তন।
একবার আপনি অসমোলের সংখ্যা গণনা করে ফেললে, এই সংখ্যাটিকে দ্রবণের আয়তন দিয়ে ভাগ করুন। উদাহরণস্বরূপ, যদি দ্রবণটির আয়তন ১ লিটার হয়, তাহলে অভিস্রবণ চাপ হবে ২৫ অসমোল/লিটার * ১ লিটার/লিটার = ২৫ অসমোল/লিটার। এটাই হলো অভিস্রবণ চাপ।
অভিস্রবণ চাপের উদাহরণ
- উদ্ভিদ কোষ যখন তাদের অভ্যন্তরীণ অভিস্রবণ চাপ বাহ্যিক অভিস্রবণ চাপের চেয়ে কম হয়, তখন তারা প্রসারিত হয়।
- প্রাণী পৃথিবীতে বসবাসকারী জীবদের দেহের অভ্যন্তরে একটি লবণাক্ত দ্রবণ থাকে যা বাহ্যিক পরিবেশের সাথে আইসোসমোটিক, যার অর্থ হলো অভ্যন্তরীণ এবং বাহ্যিক অভিস্রবণ চাপ সমান।
- জমির গাছপালা তারা সাধারণত তাদের মূলের মাধ্যমে পরিবেশ থেকে পানি শোষণ করে। এর ফলে তাদের অভ্যন্তরীণ পরিবেশে দ্রাবকের ঘনত্ব কমে যায়, যা অভ্যন্তরীণ অভিস্রবণ চাপ বাড়িয়ে দেয়।
কোষ জীববিজ্ঞানে অভিস্রবণ চাপ একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ শক্তি, এবং জীবজগতের শারীরবৃত্ত ভালোভাবে বোঝার জন্য এর মান কীভাবে গণনা করতে হয় তা জানা জরুরি।