বিভিন্ন প্রকার দ্রবণ (Different types of solutions)

বিভিন্ন প্রকার দ্রবণ (Different types of solutions)

❒   প্রশ্ন: দ্রবণ, কলয়েড ও সাসপেনশনের মধ্যে তুলনা কর? 

উত্তর: বিস্তার মাধ্যম (Continuous medium or phase) : যে পদার্থের মধ্যে কলয়েড কণা ছড়ানো থাকে তাকে বিস্তার মাধ্যম বা বিস্তার দশা বলে। দুধে পানিতে চর্বি কণা ছড়ানো থাকে। তাই দুধের বিস্তার মাধ্যম পানি। 

বিস্তৃত দশা (Dispersed phase) : যে কণাগুলো বিস্তার মাধ্যমে ছড়ানো থাকে তাকে বিস্তৃত দশা বলে। যেমন: দুধে বিস্তৃত দশা চর্বি কণা। 

দ্রবণ, কলয়েড ও সাসপেনশন এর বৈশিষ্ট্যের তুলনামূলক আলোচনা (A comparative discussion of the properties of solutions, colloids and suspensions): 

দ্রবণ (Solution)	কলয়েড (Colloids)	সাসপেনশন (Suspensions)
১। দুই বা ততোধিক পদার্থের সমসত্ত্ব মিশ্রণই দ্রবণ ।	১। একটি কঠিন, তরল বা গ্যাসীয় বিস্তার মাধ্যমে অন্য একটি কঠিন, তরল বা গ্যাসীয় কণা অদ্রবণীয় অবস্থায় ছড়ানো থাকলে তাকে কলয়েড বলে।	১। দুই বা ততোধিক পদার্থের অসমসত্ত্ব, অস্বচ্ছ ও অস্থায়ী মিশ্রণই সাসপেনশন।
২। কণার আকার 0.1\mathrm{~nm} – 2 \mathrm{~nm}  বা,10^{-10} \mathrm{~m}-2 \times 10^{-9} \mathrm{~m}  বা, 10^{-8} \mathrm{~cm}-2 \times 10 \mathrm{~cm}	২। কণার আকার 2 \mathrm{~nm}-1000 \mathrm{~nm} বা, 2 \times 10^{-9} \mathrm{~m}-10^{-6} \mathrm{~m}      অথবা, আকার 2 \mathrm{~nm}থেকে500 \mathrm{~nm}  হয়। বা, 2 \times 10^{-7} \mathrm{~cm}-10^{-4}\mathrm{cm} 2 \mathrm{~nm}-500 \mathrm{~nm}	২। কণার আকার 1000nm বা, 1 \mathrm{~m} বা,10^{-4} \mathrm{~cm}-এর চেয়ে বড়। বা, কণার আকার >500nm হয়।
৩। ইলেকট্রনিক মাইক্রোস্কোপ   দিয়ে কণা দেখা যায় না।	৩। ইলেকট্রনিক মাইক্রোস্কোপ দিয়ে কণা দেখা যায়। কিন্তু সাধারণ মাইক্রোস্কোপ দ্বারা দেখা যায় না।	৩। সাধারণ মাইক্রোস্কোপ দ্বারা দেখা যায়।
৪। আলোক রশ্মি প্রতিসরিত  করায় স্বচ্ছ বা রঙিন হয়। অর্থাৎ প্রভাব দেখায় না।	৪। আলোক রশ্মি বিচ্ছুরিত করায় স্বচ্ছ বা অস্বচ্ছ হয়। অর্থাৎ প্রভাব দেখায়।	৪। আলোক রশ্মি প্রতিসরিত বিচ্ছুরিত না করায় অসচ্ছ হয়। অর্থাৎ প্রভাব দেখায় না।
৫। রেখে দিলে তলানি পড়ে না।	৫। স্বাভাবিক অবস্থায় তলানি পড়ে না। তবে সেন্ট্রিফিউজ বা রাসায়নিকভাবে তলানি তৈরি করা যায়।	৫। রেখে দিলে তলানি পড়ে।
৬। কণাসমূহ আয়ন (ধনাত্মক ও ঋণাত্মক) বা অণু অবস্থায় থাকে।	৬। কলয়েড কণাসমূহ ঋণাত্মক বা ধনাত্মক/একই চার্জযুক্ত হওয়ায় পরস্পরকে বিকর্ষণ করে।	৬। কণাগুলো চার্জমুক্ত

সাধারণত কণার ব্যাস 10^{-4} \mathrm{~cm} বা আরও কম হয় তা হবে প্রকৃত দ্রবণ। ব্যাস 10^{-7} থেকে 10^{-5} \mathrm{~cm} এর মধ্যে হয় তা হবে কোলয়েড এবং ব্যাস 10^{-5} \mathrm{~cm} এর বেশী হলে তা হবে সাসপেনশন।

❒  সাসপেনশন ও কলয়েডের মধ্যে পার্থক্য (What is the difference between suspension and colloid)? 

সাসপেনশন	কলয়েডের
১। সাসপেনশন একটি অসমসত্ত্ব মিশ্রণ।	১। কলয়েড একটি অসমসত্ত্ব মিশ্রণ।
২। সাসপেনশন কণার আকার কলয়েড়ের চেয়ে কণার আকার 1000nm এর চেয়ে বড়।	২। কলয়েড কণার আকার সাসপেনশন চেয়ে ছোট। কণার আকার 2nm – 1000nm বা, 10^{-9} \mathrm{~m}-10^{-6} \mathrm{~m} বা, 2 \times 10^{-7} \mathrm{~cm}-10^{-4} \mathrm{~cm}
৩। রেখে দিলে অভিকর্ষ প্রভাবে সাসপেনশন তলানি পড়ে।	৩। স্বাভাবিক অবস্থায় কলয়েড তলানি পড়ে না। তবে বাহ্যিক বল প্রয়োগে তলানি তৈরি করা যায়।
৪। সাসপেনশনের কণা ফিল্টার কাগজ ভেদ করতে পারে না।	৪। কলয়েড কণা ফিল্টার কাগজ ভেদ করে বের হতে পারে।
৫। সাসপেনশন আলোক রশ্মি প্রতিসরিত করতে পারে না। তাই এটি অস্বচ্ছ।	৫। কলয়েড আলোক রশ্মিকে বিচ্ছুরিত করে। তাই অস্বচ্ছ।

❒  ইমালসন (Emulson) কী? 

একটি তরল মাধ্যমে (বিস্তর মাধ্যম) অন্য একটি তরলের কণা (বিস্তৃত দশা) অদ্রবণীয় ও অমিশ্ৰণীয় অবস্থায় ছড়ানো থাকলে তাকে ইমালসন বলে। ইমালসন এক ধরনের কলয়েড। ইমালসন দুই ধরনের হতে পারে। যথা: 

১। পানিতে তেল বা চর্বির কলয়েড ও

২। চর্বি বা তেলে পানির কলয়েড

❒   সব ইমালসন কলয়েড, কিন্তু সব কলয়েড ইমালসন নয়- ব্যাখ্যা কর। 

ইমালসনে একটি তরলে (বিস্তর মাধ্যম) অন্য একটি তরলের কণা ছড়ানো থাকে। আর একটি স্তর মাধ্যমে (কঠিন, তরল, গ্যাসীয়) অন্য একটি বিস্তৃত দশার কণা (কঠিন, তরল, গ্যাসীয়) ছড়ানো থাকলে তাকে কলয়েড বলে। অর্থাৎ ইমালসনে বিস্তুর মাধ্যমে ও বিস্তৃত দশা উভয়ই তরল; কিন্তু কলয়েডে বিস্তার মাধ্যমে কঠিন, তরল, বা গ্যাসীয় এবং বিস্তৃত দশা কঠিন, তরল বা গ্যাসীয় হয়। তাই বলা যায় সব ইমালসনই কলয়েড, কিন্তু সব কলয়েড ইমালসন নয়। দুধ একই সাথে ইমালসন ও কলয়েড। 

❒   ইমালসিফায়ার (Emulsifiers) কি অবদ্রব্য?

যে উপাদান তরলের গতিময় স্থায়িত্ব (Kinetic stability) বৃদ্ধির মাধ্যমে ইমালসন তৈরি করে সে উপাদানকে ইমালসিফায়ার বলে। ইমালসনের ইমালসিফায়ার নষ্ট হয়ে গেলে বিস্তর মাধ্যমের কণাগুলো একত্রিত হয়ে জমাটবদ্ধ হয়ে যায়। যেমন: দুধের ইমালসিফায়ার নষ্ট হয়ে গেলে বিস্তৃত দশার চর্বি কণাগুলো জমাটবদ্ধ হয়ে ভেসে উঠে মাখন তৈরি করে।

❒  দুধ একটি ইমালসন ও কলয়েড ব্যাখ্যা কর।

একটি তরলে (বিস্তর মাধ্যমে) অন্য একটি তরলের কণা (বিস্তৃত দশা) ছড়ানো থাকলে তাকে ইমালসন বলে । দুধের পানিতে (বিস্তর মাধ্যমে) চর্বি কণা (বিস্তৃত দশা) ছড়ানো থাকে। তাই দুধ একটি ইমালসন।

আবার একটি বিস্তার মাধ্যমে (কঠিন, তরল বা গ্যাসীয়) অন্য একটি বিস্তৃত দশা (কঠিন, তরল বা গ্যাসীয়) ছাড়া তাকে কলয়েড বলে। স্বাভাবিক অবস্থায় কলয়েডের বিস্তৃত দশার তলানি পড়ে না বা জমাটবদ্ধ হয় না। দুধে (পানি মাধ্যম) চর্বি কণা (বিস্তৃত দশা) ছড়ানো থাকে। স্বাভাবিক অবস্থায় দুধে তলানি পড়ে না বা জমাটবদ্ধ হয় না। তাই কলয়েড। অতএব বলা যায় দুধ একটি ইমালসন ও কলয়েড।

❒   সাসপেনশন ও ইমালসনের মধ্যে পার্থক্য (What is the difference between suspension and emulsion)? 

সাসপেনশন (Suspension)	ইমালসন (Emulsion)
১। সাসপেনশন বিস্তার মাধ্যমে ও বিস্তৃত দশা যে কোনো ভৌত অবস্থায় হতে পারে।	১। ইমালসনের বিস্তার মাধ্যমে ও বিস্তৃত দশা উভয়ই তরল।
২। সাসপেনশন ইমালসিফায়ার এর প্রয়োজন হয় না।	২। ইমালসিফায়ার যোগ করে ইমালসনের স্থায়িত্ব বৃদ্ধি করা যায়।
৩। সাসপেনশন বিস্তৃত দশার কণার আকার ইমালসনের চেয়ে বড়। 1000nm এর চেয়ে বড়।	৩। ইমালসনের কণার আকার সাসপেনশনের চেয়ে ছোট। 2 \times 10^{-7} \mathrm{~cm}-10^{-4} \mathrm{~cm}
৪। সাসপেনশন রেখে দিলে অভিকর্ষ বলের প্রভাবে তলানি পড়ে।	৪। স্বাভাবিক অবস্থায় ইমালসনে তলানি পড়ে না।
৫। ফিল্টার করে সাসপেননের কণা পৃথক করা যায়	৫। ফিল্টার করে ইমালসনের কণা পৃথক করা যায় না।

❒  কলয়েডের সুস্থিতি বা স্থায়িত্বের কারণ লিখ: (The reason for the stability of the colloid) 

কলয়েডের সুস্থিতি বা স্থায়িত্ব কলয়েডের প্রকৃতির ওপর নির্ভর করে। প্রকৃতিগতভাবে কলয়েড (i) দ্রাবক-আকর্ষী ও (ii) দ্রাবক-বিকর্ষী; এই দুই শ্রেণিতে বিভক্ত। দ্রাবক-আকর্ষী কলয়েড যেমন স্টার্চের-সল, গাম, জিলেটিন প্রভৃতিকে গরম পানিতে ঝাকিয়ে সহজে প্রস্তুত করা যায়। এরা অধিকতর স্থায়ী কলয়েড। অপরদিকে দ্রাবক-বিকর্ষী কলয়েড যেমন বিভিন্ন সল-শ্রেণি কলয়েড, ফেরিক হাইড্রক্সাইড-সল, গোল্ড-সল, প্লাটিনাম-সল, সালফার-সল প্রভৃতি হলো কম স্থায়ী কলয়েড। কলয়েডের স্থায়িত্ব নষ্ট হয় যখন কলয়েড কণাগুলো পরস্পর কাছে এসে জোটবদ্ধ হয়ে বড় কণা সৃষ্টি করে। বড় কণাগুলোর ভর বেশি হওয়ায় এদের ব্রাউনীয় গতি লোপ পায়। তখন অভিকর্ষজ বলের প্রভাবে অধঃক্ষিপ্ত হয় বা থিতিয়ে পড়ে।

• দ্রাবক-বিকর্ষী কলয়েডের স্থায়িত্বের কারণ হলো ২টি; যেমন- (i) কলয়েড কণার ব্রাউনীয় গতি ও (ii) কলয়েড কণাসমূহে একই চার্জের উপস্থিতি। 
• দ্রাবক-আকর্ষী কলয়েডের স্থায়িত্বের কারণ হলো ৩টি; যেমন- (i) কলয়েড কণার ব্রাউনীয় গতি, (ii) কলয়েড কণার একই চার্জের উপস্থিতি ও (iii) কলয়েড কণাসমূহের দ্রাবকায়ন। 

(১) ব্রাউনীয় গতি (Brownian motion): কলয়েড কণাসমূহের ব্রাউনীয় গতির ফলে কণাগুলোর কাছাকাছি আসার সম্ভাবনা কমে যায়। তখন কণাগুলো পরস্পরের সাথে জোটবদ্ধ হতে পারে না এবং অভিকর্ষজ বলের প্রভাবমুক্ত থাকে। তাই ব্রাউনীয় গতি কলয়েডের স্থায়িত্ব বা সুস্থিতির অন্যতম কারণ। 

(২) কলয়েড কণাসমূহে একই চার্জের উপস্থিতি (The presence of the same charge on colloidal particles): দ্রাবক-বিকর্ষী কলয়েডগুলো ধনাত্মক অথবা ঋণাত্মক যেকোনো একপ্রকার চার্জযুক্ত হয়। ফলে কণাগুলোর মধ্যে বিকর্ষণ বল ক্রিয়া করে। তাই কলয়েড কণাগুলো একত্রিত হতে পারে না। এরূপে কলয়েডের চার্জ কলয়েডের স্থায়িত্বের জন্য মুখ্য ভূমিকা পালন করে।

উল্লেখ্য জলীয় দ্রবণে সাবানের অ্যানায়ন \left(\mathrm{C}_{15} \mathrm{H}_{31} \mathrm{COO}^{-}\right) গুলোর হাইড্রোকার্বন অংশ \left(\mathrm{C}_{15} \mathrm{H}_{31}^{-}\right) ভ্যানডার ওয়ালস্ আকর্ষণ বল যেমন লন্ডন বল বা বিস্তারণ বল দ্বারা জোটবদ্ধ অবস্থায় গোলকাকার অ্যানায়নরূপে কলয়েড কণার আকার ধারণ করে, এদেরকে মিসেল (micelle) বলে। মিসেল হাইড্রোসল গঠন করে। এরূপে গঠিত সুস্থিত মিসেল কণা কাপড়ের তৈলযুক্ত ময়লাকে পরিষ্কার করতে ভূমিকা রাখে। 

(৩) কলয়েড কণার দ্রাবকায়ণ : দ্রাবক-আকর্ষী কলয়েড কণার দ্রাবক-সংযোজন ঘটে। ফলে কলয়েড কণার চারদিকে দ্রাবক-অণুর একটি খোলস বা স্পেয়ার (sphere) সৃষ্টি হয়; যা কণাগুলোকে জোটবদ্ধ হতে বাধা দেয়। দ্রাবক-সংযোজনের মাধ্যমে অধিক স্থায়িত্ব লাভের ফলে দ্রাবক-আকর্ষী কলয়েডসমূহ দ্রাবক-বিকর্ষী কলয়েড অপেক্ষা অধিকতর স্থায়ী বা সুস্থিত হয়।

 

❒   প্রশ্ন: সাসপেনশন ও কোয়াগুলেশনের মধ্যে পার্থক্য লিখ: (Difference between suspension and coagulation)

১। তরল মাধ্যমে কঠিন পদার্থের যে অসমসত্ত মিশ্রণে সূক্ষ্মতম কঠিন পদার্থ বা কণাগুলোর আকার 100 \mu \mathrm{m} \text { - }এর আধিক হলে তা সাসপেনশন হিসেবে ধরা হয়। কোয়াগুলেশন হলো কোন পদ্ধতির মাধ্যমে বিস্তার দশায়, বিস্তারিত অবস্থায় থাকা কণাগুলো বা কোলয়েড কণাগুলো একত্রিত হয়ে মাধ্যমের তলদেশে কিংবা উপরে ভেসে উঠে।

২। সাসপেনশন প্রক্রিয়াটি কণার আকার, বিস্তার মাধ্যমে (সান্দ্রতা কণাগুলোর পারস্পরিক অন্তঃক্রিয়ার উপর নির্ভর করে। কোয়াগুলেশন প্রক্রিয়াটি যান্ত্রিক, রাসায়নিক বা ভৌত পদ্ধীত দ্বারা সম্পন্ন করা হয়।

৩। কোয়াগুলেশনের ক্ষেত্রে যথাযথ রাসায়নিক পদার্থ যোগ করা হয় সূক্ষ্ম কলয়েডিয় কণার সুস্থিতা  নষ্ট করার জন্য। সাসপেনশনের কণাকে তলানীতে জমা হবার জন্য কোন পদার্থ যোগ করা প্রয়োজন হয় না।

কলয়েড শ্রেণি	বিস্তারিত বস্তুকণা	বিস্তারণ মাধ্যম	উদাহরণ
১। এরোসল (aerosol)	কঠিন তরল	গ্যাস গ্যাস	ধোয়া (smoke), বায়ুতে ভাসমান ধুলো তরল কুয়াশা (fog), মেঘ।
২। ফোম (foam)	গ্যাস	তরল	পাকানো ক্রিম (Whipped cream) সাবানের ফেনা।
৩। জেল (Jel)	তরল	কঠিন	কঠিন জেলি, পনির, দই ও জুতোর কালি।
৪। ইমালশন (emulsion)	তরল	তরল	দুধ, শ্যাম্পু, ক্রিম, তরল বাটার (butter)
৫। সল (sol)	কঠিন	তরল	পেইন্ট, মিল্ক অব ম্যাগনেসিয়া [ Mg(OH_{2}) + পানি] কোষ-তরল (Cell-fluid)
৬। কঠিন সল	কঠিন	কঠিন	রঙ্গিন কাচ, সংকর ধাতু
৭। সল	কঠিন	তরল	রং, মিল্ক অব ম্যাগনেসিয়া
৮। কঠিন এরোসল	কঠিন	গ্যাসীয়	ধোঁয়া, বায়ুতে ভাসমান ধুলা
৯। ইমালশন	তরল	তরল	দুধ, পানিতে তেল বা তেলে পানির মিশ্রণ, ক্রিম
১০। তরল এরোসল	তরল	গ্যাসীয়	কুয়াশা, মেঘ।

বিভিন্ন শ্রেণির কলয়েডের নাম মনে রাখার সহজ পদ্ধতিগত তালিকা নিম্নরূপ : 

• ‘গ্যাস’ বিস্তারণ মাধ্যম হলে, তখন কলয়েডটির নাম ‘এরোসল’ (aerosol) হবে।

এরোসল দুই প্রকার : 

(১) কঠিন + গ্যাস → কঠিন এরোসল । যেমন, ধোয়া, বায়ুতে ভাসমান ধুলো।

(২) তরল + গ্যাস → তরল এরোসল। যেমন, কুয়াশা, মেঘ।

• ‘গ্যাস’ বিস্তৃত দশা হলে, তখন কলয়েডটির নাম ‘ফোম’ (foam) হবে।

ফোম দুই প্রকার :

(১) গ্যাস + কঠিন → কঠিন ফোম । কেক, ঝামা পাথর (বায়ু সিলিকেটের মধ্যে)

(২) গ্যাস + তরল → ফোম (তরল)। সাবানের ফেনা, সোডা ওয়াটার (CO_{2} + পানি)

* গ্যাস + গ্যাস → কলয়েড হয় না; সমসত্ত্ব মিশ্রণ হয়।

• তরল’ বিস্তারিত বস্তু কণা হলে, তখন কলয়েডটির নাম জেল অথবা ইমালশন হবে। যেমন-

(১) তরল + কঠিন → জেল (Jel)। জেলি, পনির, দই, মাখন, জুতোর কালি।

(২) তরল + তরল → ইমালশন (emulsion)। দুধ, শ্যাম্পু, ক্রিম, পানিতে তেল। 

• ’কঠিন’ বিস্তারিত বস্তু কণা হলে, তখন কলয়েডটির নাম ‘সল’ (sol) হবে । 

‘সল’ দুই প্রকার : (১) কঠিন + কঠিন → কঠিন সল। সংকর ধাতু, জেম পাথর (gem stone), রঙিন কাচ।

(২) কঠিন + তরল → সল (তরল)। গোল্ড সল, রং, মিল্ক অব ম্যাগনেসিয়া, দেহকোষ তরল, ঘোলা পানি ।