প্রমাণ দ্রবন প্রস্তুতি ও লঘুকরণ রসায়ন ব্যবহারিক

 গুণগত রসায়ন ইঞ্জিনিয়ারিং প্র্যাকটিস বুকপরীক্ষাকার্য- হাইড্রোক্লোরিক এসিডের 250 মি.লি. (M/10) বা 0.1 M আসন্ন দ্রবণ প্রস্তুতকরণ এবং দ্রবণটির এক-দশমাংশ (অর্থাৎ 0.01M) ঘনমাত্রায় লঘুকরণ।
প্রমাণ দ্রবন প্রস্তুতি ও লঘুকরণ রসায়ন ব্যবহারিক
মূলনীতিঃ হাইড্রোক্লোরিক এসিড (HCI) একটি সেকেন্ডারী স্ট্যান্ডার্ড তরল পদার্থকাজেই নির্দিষ্ট আয়তনের দ্রবণে সঠিক আয়তনের HCI দ্রবীভূত করে এর আসন্ন দ্রবণ প্রস্তুত করা যায়বাজারে বাণিজ্যিকভাবে যে সকল গাঢ় হাইড্রোক্লোরিক এসিড বিক্রয় হয়ে থাকে সাধারণতঃ তাদের ঘনমাত্রা 32-38% (w/v) অর্থাৎ 10.4-12.3 Μ. ঘনমাত্রা শতকরায় দেয়া থাকলে প্রথমে তা মোলারে গণনা করতে হবে। যদি সরবরাহকৃত গাঢ় HCI-এর ঘনমাত্রা 36% (w/v) হয়, তবে তা 11.65 M হবে (গণনা দেখ)।
এখন 11.65 M HCI দ্রবণকে 250 মি.লি. 0.1 M দ্রবণে পরিণত করতে হবে নীচের সমীকরণ ব্যবহার করেঃ
V₁ x S₁ V₂ × S₂...................................................(৩)

এখানে, 
  • V₁ = গাঢ় দ্রবণের আয়তন (মি.লি.)
  • V₂ = লঘু দ্রবণের আয়তন = 250 মি.লি.
  • S₁ = গাঢ় দ্রবণের ঘনমাত্রা = 11.65 M S2 = লঘু দ্রবণের ঘনমাত্রা = 0.01 M
  • V₁ = (V2 x S2) / S₁ = (250 মি.লি. x 0.1 M) / 11.65 M = 2.15 মি.লি.
সুতরাং, 250 মি.লি. মাপক ফ্লাক্সে 2.15 মি.লি. 11.65M দ্রবণ দ্রবণ নিয়ে পাতিত পানি দিয়ে ফ্লাক্সের গলার দাগ পূর্ণ করলে প্রায় 0.1 M ঘনমাত্রার দ্রবণ উৎপন্ন হবেউক্ত দ্রবণের 25 মি.লি. নিয়ে এর আয়তন 250 মি.লি. করলে উৎপন্ন দ্রবণের ঘনমাত্রা প্রায় 0.01 M হবে।
[বিঃ দ্রঃ দ্রবণের ঘনমাত্রা প্রায় 0.1 M হওয়ার কারণ 36% (w/v) বা 11.65 M ঘনমাত্রার বোতলের মুখ খোলামাত্রই কিছু এসিড বাষ্পাকারে বের হয়ে আসে। ফলে এসিডের ঘনমাত্রা সামান্য হলেও হ্রাস পায়।।

প্রয়োজনীয় যন্ত্রপাতিঃ
  • (১) দু'টি 250 মি.লি. মাপক ফ্লাক্স,
  • (২) একটি ফানেল,
  • (৩) একটি ওয়াচ গ্লাস,
  • (৪) একটি 5 মি.লি. (দাগাঙ্কিত) ও একটি 25 মি.লি. পিপেট এবং
  • (৫) একটি ওয়াশ বোতল
প্রয়োজনীয় রাসায়নিক দ্রব্যাদিঃ 
  • (১) হাইড্রোক্লোরিক এসিড (HCl) এবং
  • (২) পাতিত পানি।
কার্যপ্রণালীঃ
এ পরীক্ষাকার্যটি নিম্নের দুটি ধাপে সম্পন্ন করতে হয়:

  • হাইড্রোক্লোরিক এসিডের আসন্ন দ্রবণ (0.1 M) প্রস্তুতকরণ।
  • প্রস্তুতকৃত আসন্ন দ্রবণের লঘুকরণ (0.01 M)।

হাইড্রোক্লোরিক এসিডের আসন্ন দ্রবণ (0.1 M) প্রস্তুতকরণঃ


(১) 250 মি.লি. আয়তনের একটি মাপক ফ্লাক্সকে উত্তমরূপে পাতিত পানি দিয়ে ধৌত করে এতে প্রায় 150 মি.লি. পাতিত পানি লও।

(২) একটি পরিষ্কার ও শুষ্ক 5 মি.লি. দাগাঙ্কিত পিপেটের (অভাবে 10 মি.লি. দাগাঙ্কিত পিপেটের) সাহায্যে 2.15 মি.লি. গাঢ় HCl দ্রবণ (36% (w/v) বা 11.65 M) মেপে লওএখন পিপেটের এসিডকে অতি ধীরে ধীরে মাপক ফ্লাক্সের পাতিত পানিতে যোগ কর ও পরিশেষে ফ্লাক্সটিকে সামান্য ঝাঁকাও
(৩) অতঃপর পাতিত পানি দিয়ে ফ্লাক্সের 250 মি.লি. দাগ পর্যন্ত পূর্ণ কর। মুখ বন্ধ করে ফ্লাক্সটিকে ভালভাবে ঝাঁকালে সমসত্ত প্রমাণ দ্রবণ প্রস্তুত হবেএর ঘনমাত্রা হবে প্রায় 0.1 M.

[বিঃ দ্রঃ গাঢ় HCI পাতিত পানিতে যোগ করায় তাপের উদ্ভব ঘটবে যার ফলে আয়তন সামান্য বৃদ্ধি পেতে পারেএক্ষেত্রে মাপক ফ্লাক্সটির মুখ বন্ধ করে একে ট্যাপের পানিতে শীতল করে গলার দাগ পূর্ণ করলে ঘনমাত্রা অধিক সঠিক হবে।]

প্রস্তুতকৃত আসন্ন দ্রবণের লঘুকরণ (0.01 M)


(১) অপর একটি 250 মি.লি. মাপক ফ্লাক্সকে পাতিত পানি দিয়ে উত্তমরূপে পরিষ্কার কর।

(২) একটি 25 মি.লি. পিপেটকে প্রথমে পাতিত পানি ও পরে প্রস্তুতকৃত 0.1 M HCI দ্রবণ দ্বারা ধৌত (Rinse) কর। এইবার উক্ত পিপেটের সাহায্যে 25 মি.লি. 0.1 M HCI দ্রবণ মাপক ফ্লাক্সে লও (পিপেটের মুখ বৃদ্ধাঙ্গুল যারা বন্ধ করে মাপক ফ্লাক্সের মাঝামঝি পৌঁছলে আঙ্গুল ছেড়ে দ্রবণ তুলবে)।

(৩) অতঃপর মাপক ফ্লাক্সে এর আয়তনের প্রায় অর্ধেক পরিমাণ পাতিত পানি নিয়ে মুখ লাগিয়ে ভালোভাবে ঝাঁকাও।

(৪) এখন মাপক ফ্লাক্সের মুখ খুলে পাতিত পানি দিয়ে ফ্লাক্সের 250 মি.লি. দাগ পর্যন্ত পূর্ণ কর। মুখ বন্ধ করে ফ্লাক্সটিকে ভালভাবে ঝাঁকালে সমসত্ত প্রমাণ দ্রবণ প্রস্তুত হবে। এর ঘনমাত্রা হবে প্রায় 0.01 Μ.

উপাত্ত (নমুনা মাত্র Specimen only)


36% (w/v) HCl-এর ঘনত্ব (বা এককবিহীন হলে আপেক্ষিক গুরুত্ব) = 1.18 গ্রাম / মি.লি.
গৃহীত 36% HCI-এর আয়তন = 2.15 মি.লি.
গৃহীত 0.1 M HCI-এর আয়তন = 25.0 মি.লি.
প্রস্তুতকৃত দ্রবণের মোট আয়তন = 250.0 মি.লি.

গণনাঃ

100 গ্রাম HC1 দ্রবণে আছে 36 গ্রাম HCI [যেহেতু গাঢ় HCI-এর ঘনমাত্রা = 36% (w/v)]
বা, 1.18 গ্রাম বা 1 মি.লি. HCI দ্রবণে আছে 36 x1.18 / 100 গ্রাম HCI
বা, 1000 মি.লি. HCI দ্রবণে আছে 36 x1.18×1000 / 100 = 424.8 = 11.65 মোল HCI
= 424.8 / 36.45 = 11.65 মোল HCI [যেহেতু HCl-এর আণবিক ভর 36.45 গ্রাম মোল'।
গাঢ় HCI-এর ঘনমাত্রা = 11.65 M

এখন এ গাঢ় দ্রবণকে সমীকরণ (৩) অর্থাৎ V₁ S₁ = V2 × S2 ব্যবহার করে লঘু করা হয়। (এ সমীকরণের গণনা দেখাতে পার; তবে সেক্ষেত্রে মানগুলো মূলনীতিতে দেখাবে না।)

ফলাফল (ব্যাখ্যাসহ) 36% (w/v) বা 11.65 M (গাঢ়) HCI দ্রবণের 2.15 মি.লি. নিয়ে পাতিত পানি যোগ করে এর আয়তন 250 মি.লি, করলে 0.1 M ঘনমাত্রার HCI দ্রবণ প্রস্তুত হবে। V₁ × S₁ = V2X S2 সমীকরণ ব্যবহার করে জানা গেল যে, উক্ত দ্রবণের 25 মি.লি. নিয়ে পাতিত পানি দিয়ে আয়তন 250 মি.লি. করলে 0.01 M ঘনমাত্রার (লঘু) দ্রবণ প্রস্তুত হবে।

প্রমাণ দ্রবন প্রস্তুতি ও লঘুকরণ ব্যবহারিক


পরীক্ষাকার্য- সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইডের 250 মি.লি. (1) বা 0.1 M (অর্থাৎ ডেসিমোলার) আসন্ন দ্রবণ প্রস্তুতকরণ এবং দ্রবণটির 0.02 M ঘনমাত্রায় লঘুকরণ।

মূলনীতিঃ সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড (NaOH) একটি পানিগ্রাসী কঠিন পদার্থ। কাজেই এর ওজন নিয়ে যে দ্রবণ তৈরী করা হয় তার ঘনমাত্রা সঠিক যত হওয়া উচিৎ তত হয় না। 250 মি.লি. 0.1 মোলার সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইডের আসন্ন দ্রবণ প্রস্তুতিতে কত গ্রাম সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড প্রয়োজন তা নিম্নরূপে গণনা করা হয়ঃ

NaOH-এর আণবিক ভর 23+16+1 = 40 গ্রাম মোল
অতএব, 1000 মি.লি. 1M দ্রবণ তৈরী করার জন্য 40 গ্রাম NaOH প্রয়োজন
250 মি.লি. 0.1 M দ্রবণ তৈরী করার জন্য 40 x 250 / 10 x 1000 = 1.00 গ্রাম NaOH প্রয়োজন
এখন প্রস্তুতকৃত আসন্ন 0.1 M দ্রবণকে 250 মি.লি. 0.02 M দ্রবণে লঘু করতে হলে নীচের সমীকরণ ব্যবহার করতে হবেঃ
V₁ × S₁ = V₂ × S₂ .............................. (৪)

এখানে, 
  • V₁ = গাঢ় দ্রবণের আয়তন (মি.লি.)
  • V₂ = লঘু দ্রবণের আয়তন= 250 মি.লি
  • S₁ = গাঢ় দ্রবণের ঘনমাত্রা 0.1M
  • S₂ = লঘু দ্রবণের ঘনমাত্রা = 0.02 M
V1=(V₂ × S₂) / S₁ = (250 মি.লি. × 0.02 M) / 0.1 M = 50.0 মি.লি.

সুতরাং, 250 মি.লি. মাপক ফ্লাক্সে 50.0 মি.লি. 0.1 M দ্রবণ দ্রবণ নিয়ে পাতিত পানি দিয়ে ফ্লাক্সের গলার দাগ পূর্ণ করলে 0.02 M দ্রবণ উৎপন্ন হবে। উল্লেখ্য যে, প্রথম প্রস্তুতকৃত দ্রবণের ঘনমাত্রা ভিন্ন হলে সমীকরণ (৪) ব্যবহার করে কাঙ্খিত দ্রবণের আয়তন নির্ণয় করা যায়।

প্রয়োজনীয় যন্ত্রপাতিঃ
  • (১) দুটি 250 মি.লি. মাপক ফ্লাক্স,
  • (২) একটি ফানেল,
  • (৩) একটি ওয়াচ গ্লাস,
  • (৪) একটি 25 মি.লি. পিপেট,
  • (৫) একটি বৈদ্যুতিক নিক্তি,
  • (৬) একটি 250 মি.লি. বীকার,
  • (৭) একটি কাঁচদন্ড ও
  • (৮) একটি ওয়াশ বোতল।
প্রয়োজনীয় রাসায়নিক দ্রব্যাদিঃ
  • (১) সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইডের দানা (NaOH) এবং
  • (২) পাতিত পানি।
কার্যপ্রণালীঃ এ পরীক্ষাকার্যটি নিম্নের দুটি ধাপে সম্পন্ন করতে হয়ঃ

সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইডের আসন্ন দ্রবণ (0.1 M) প্রস্তুতকরণঃ


 (১) 250 মি.লি. আয়তনের একটি মাপক স্নাক্সকে উত্তমরূপে পাতিত পানি দিয়ে ধৌত করে এর মুখে একটি পরিষ্কার ফানেল স্থাপন কর।

(২) একটি 250 মি.লি. ব্লীকার উত্তমরূপে ধৌত করে এতে প্রায় 50 মি.লিপাতিত পানি লও।

(৩) একটি পরিষ্কার ও শুষ্ক ওয়াচ গ্লাসে সূক্ষ্মভাবে ওজন করে, 1.00 গ্রামের কাছাকছি NaOH দানা লও এবং তা পাতিত পানি সহযোগে বীকারটিতে লও।

(৪) একটি পরিষ্কার কাঁচের দন্ড দিয়ে ভালোভাবে নেড়ে NaOH দানাকে সম্পূর্ণভাবে দ্রবীভূত কর।

(৫) সৃষ্ট দ্রবণকে সাবধানে ফানেলের মাধ্যমে মাপক ফ্লাক্সে লও। পাতিত পানি দিয়ে বীকারের অভ্যন্তরভাগ ও কাঁচদন্ড কয়েকবার ধৌত করে ফানেলের মাধ্যমে তা ফ্লাক্সটিকে নিয়ে এর মুখ হতে ফানেলকে সরিয়ে নও।

(৬) অতঃপর মাপক ফ্লাক্সে এর আয়তনের প্রায় অর্ধেক বেশি পরিমাণ পাতিত পানি নিয়ে মুখ লাগিয়ে ভালোভাবে ঝাঁকাও।

(৭) পরিশেষে মাপ ফ্লাক্সের মুখ খুলে পাতিত পানি দিয়ে ফ্লাক্সের 250 মি.লি. দাগ পর্যন্ত পূর্ণ করমুখ বন্ধ করে ফ্লাক্সটিকে ভালভাবে ঝাঁকালে সমসত্ত প্রমাণ দ্রবণ প্রস্তুত হবেএর ঘনমাত্রা হবে প্রায় 0.1 M.

প্রস্তুতকৃত প্রমাণ দ্রবণের লঘুকরণ (0.02 M)


(১) অপর একটি 250 মি.লি. মাপক ফ্লাক্সকে পাতিত পানি দিয়ে উত্তমরূপে পরিষ্কার কর

(২) একটি 25 মি.লি. পিপেটকে প্রথমে পাতিত পানি ও পরে প্রস্তুতকৃত NaOH দ্রবণ দ্বারা ধৌত (Rinse) কর। এইবার উক্ত পিপেটের সাহায্যে 50 মি.লি. 0.1 M NaOH দ্রবণ মাপক ফ্লাক্সে লও (পিপেটের মুখ বৃদ্ধাঙ্গুলীদ্বারা বন্ধ করে মাপক ফ্লাক্সের মাঝামঝি পৌছলে আঙ্গুল ছেড়ে দ্রবণ তুলবে)

(৩) অতঃপর মাপক ফ্লাক্সে এর আয়তনের প্রায় অর্ধেক পরিমাণ পাতিত পানি নিয়ে মুখ লাগিয়ে ভালোভাবে ঝাঁকাও

(৪) এখন মাপক ফ্লাক্সের মুখ খুলে পাতিত পানি দিয়ে ফ্লাক্সের 250 মি.লি. দাগ পর্যন্ত পূর্ণ কর। মুখ বন্ধ করে ফ্লাক্সটিকে ভালভাবে ঝাঁকালে সমসত্ত প্রমাণ দ্রবণ প্রস্তুত হবেএর ঘনমাত্রা হবে প্রায় 0.02 Μ.
  • উপাত্ত (নমুনা মাত্র) ওয়াচ গ্লাসের ভর = 11.553 গ্রাম
  • ওয়াচ গ্লাস ও NaOH-এর ভর = 12.633 গ্রাম
  • গৃহীত NaOH-এর ভর (12.633 11.553) গ্রাম = 1.080 গ্রাম
  • লঘু দ্রবণ প্রস্তুতিতে গৃহীত NaOH-এর গাঢ় দ্রবণের আয়তন, V₁ = 50.0 মি.লি.
  • প্রস্তুতকৃত দ্রবণের মোট আয়তন, V₁ = 250.0 মি.লি.

গণনাঃ NaOH-এর গাঢ় দ্রবণের ঘনমাত্রা, S₁ = গৃহীত দ্রবের ওজন (গ্রাম) / প্রমাণ দ্রবণ প্রস্তুতিতে প্রয়োজনীয় দ্রবের ওজন (গ্রাম) X M / 10
= (1.080 g/1.000 g) x M / 10 = 0.108 M
NaOH-এর লঘু দ্রবণের ঘনমাত্রা, S₂ = (V₁ x S₁) / V₂ (সমীকরণ (৪) থেকে)
= (50.0 মি.লি.× 0.108M) / 250 মি.লি. = 0.022 M

ফলাফল (ব্যাখ্যাসহ) সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইডের 1.080 গ্রাম পাতিত পানিতে দ্রবীভূত করে এর আয়তন 250 মি.লি. করে 0.108 M ঘনমাত্রার দ্রবণ প্রস্তুত করা যায় V₁ × S₁ = V2 × S₂ সমীকরণ ব্যবহার করে জানা গেল যে, উক্ত দ্রবণের 50 মি.লি. নিয়ে পাতিত পানি দিয়ে আয়তন 250 মি.লি. করলে 0.022 M ঘনমাত্রার (লঘু) দ্রবণ প্রস্তুত হবে।

এই পোস্টটি পরিচিতদের সাথে শেয়ার করুন

পূর্বের পোস্ট দেখুন পরবর্তী পোস্ট দেখুন
এই পোস্টে এখনো কেউ মন্তব্য করে নি
মন্তব্য করতে এখানে ক্লিক করুন

অর্ডিনারি আইটির নীতিমালা মেনে কমেন্ট করুন। প্রতিটি কমেন্ট রিভিউ করা হয়।

comment url