সৃজনশীলঃ ‘পাত্র-১ পাত্র-২ পাত্র-৩[X…’ দিনাজপুর বোর্ড ২০১৯ – পরিবেশ রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

শিল্প কারখানার বর্জ্য পানি $\left(effluent\right)$ থেকে ক্ষতিকর রাসায়নিক পদার্থকে পৃথক করার প্রক্রিয়াকে $ETP$$\left(EffluentTreatmentPlant\right)$ বলে। বর্তমান বিশ্বে টেক্সটাইল ও ডায়িং, চামড়া, পেপার পাল্প, সিমেন্ট, ঔষধ, চিনি, সার প্রভৃতি শিল্পের বর্জ্য দ্বারা পানি দূষিত হয়। এতে ব্যাপকভাবে পরিবেশ দূষণ ঘটে এবং জীবকূলের উপর বিরূপ প্রভাব পড়ে। দূষকসমূহের মধ্যে জৈব ও অজৈব দুই রকম পদার্থই রয়েছে। এ দূষিত পানিকে শোধন করে বিশুদ্ধরূপে পরিবেশে ত্যাগ ও পুনরায় ব্যবহার উপযোগী করার জন্য $ETP$ ব্যবহার করা হয়।  

এখানে,
'X' গ্যাসের ক্ষেত্রে চাপ,
$P_1=50\mathrm{kPa}$
আয়তন, $V_1=10.0{\mathrm{dm}}^3=10L$

${}^{\prime }{Y}^{\prime }$ গ্যাসের ক্ষেত্রে,
চাপ, $P_2=200\mathrm{kPa}$
আয়তন, $V_2=1.0{\mathrm{dm}}^3=1L$
পাত্র-৩ এ মিশ্রিত গ্যাসের আয়তন,
$V=2.0{\mathrm{dm}}^3=2L$
${27}^{\circ }C$ তাপমাত্রায় মোট চাপ, $P=$ ?

আমরা জানি, 

$\mathrm{PV}=P_1{V}_1+P_2{V}_2$ 

বা, $P=\frac{P_1{V}_1+P_2{V}_2}{V}$
বা, $P=\frac{50\times 10+200\times 1}{2}$ 

$\therefore P=350\mathrm{kPa}$

এখানে,
${27}^{\circ }C$ তাপমাত্রায়,

$\begin{array}{cc}{T}_1& ={27}^{\circ }C\\ & =(27+273)=300K\end{array}$

চাপ, $P_1=350\mathrm{kPa}$
${35}^{\circ }C$ তাপমাত্রায়,

$\begin{array}{cc}{T}_2& ={35}^{\circ }C\\ & =(35+273)K=308K\end{array}$

চাপ, $P_2=$ ?

আবার, 

$\frac{P_1}{T_2}=\frac{P_1}{T_2}$ 

বা, $P_2=\frac{P_1\times T_2}{T_1}$
বা, $P_2=\frac{350\times 308}{300}$
বা, $P_2=359.33\mathrm{kPa}$
বা, $P_2=\frac{359.33}{101.325}\mathrm{atm}$
$\therefore P_2=3.55\mathrm{atm}$

সুতরাং, উদ্দীপকের ৩ নং পাত্রের মোট চাপ $=3.55atm.$ 

এখানে,
চাপ, $P=50\mathrm{kPa}$

$\begin{array}{cc}& =\frac{50}{101.325}\\ & =0.4935\mathrm{atm}\end{array}$

আয়তন, $V=10{\mathrm{dm}}^3$
তাপমাত্রা, $T$$={27}^{\circ }C$

$\begin{array}{cc}& =(27+273)K\\ & =300K\end{array}$

মোলার গ্যাস ধ্রুবক, $R=$$0.0821L\mathrm{atm}{K}^{-1}{\mathrm{mol}}^{-1}$
ভর, $w$$=8.8g$
$x$ গ্যাসের আণবিক ভর, $M_x=$ ? 

$X$ গ্যাসের ক্ষেত্রে: 

$\mathrm{PV}=\frac{W}{M_x}\mathrm{RT}$ 

বা, $M_x=\frac{\mathrm{wRT}}{\mathrm{PV}}$
বা, $M_x=\frac{8.8\times 0.0821\times 300}{0.4935\times 10}$ 

$\therefore M_x=43.92\approx 44g{\mathrm{mol}}^{-1}$ 

এখানে, চাপ, $P=200kPa$

$\begin{array}{cc}& =\frac{200}{101.325}\\ & =1.974\mathrm{atm}\end{array}$

আয়তন, $V=1{\mathrm{dm}}^3$
তাপমাত্রা, $T={27}^{\circ }C=27+$$373=300K$
ভর, $w$$=2.4g$
মোলার গ্যাস ধ্রুবক,

$R=0.0821\mathrm{Latm}{K}^{-1}{\mathrm{mol}}^{-1}$

$y$ গ্যাসের আণবিক ভর, $M_y=?$

$Y$ গ্যাসের ক্ষেত্রেঃ 

$\mathrm{PV}=\frac{W}{M_y}\mathrm{RT}$ 
বা, PVM = wRT
বা, $M_y=\frac{\mathrm{wRT}}{\mathrm{PV}}$
বা, $M_y=\frac{2.4\times 0.0821\times 300}{1.974\times 1}$ 

$\therefore M_y=29.945\approx 30g{\mathrm{mol}}^{-1}$ 

উদ্দীপকের $X$ ও $Y$ গ্যাসদ্বয় যথাক্রমে কার্বন ডাইঅক্সাইড ও ইথেন। ইথেন গ্যাসের আণবিক ভর $\left(30\right)$ কার্বন ডাইঅক্সাইড $\left(44\right)$ অপেক্ষা কম। অর্থাৎ ইথেন গ্যাসটি অনেক বেশি হালকা। ${\mathrm{CO}}_2$ এর ক্রান্তি তাপমাত্রার মান বেশি $\left({31}^{\circ }C\right)$ । যেসব গ্যাসের আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বলের মান বেশি তাদের ক্রান্তি তাপমাত্রার মানও বেশি হয়। কার্বন ডাইঅক্সাইডকে তার ক্রান্তি তাপমাত্রার নিচে যথেষ্ট পরিমাণ চাপ প্রয়োগ করে তরলীকরণ করা যায়। কিন্তু খুব হালকা গ্যাসগুলোকে অনেক চাপ প্রয়োগ করেও তরলে পরিণত করা যায় না; এজন্য উচ্চচাপের সিলিন্ডার হতে নিম্নচাপের স্থানে স্প্রে করে জুল-থমসন প্রক্রিয়ায় তরলীকরণ করা হয়। যেহেতু ইথেন গ্যাসের আণবিক ভর কম তাই, একে সাধারণ পদ্ধতিতে তরলীকরণ করা যায় না। এজন্য জুল-থমসন প্রক্রিয়ায় তরল করতে হয়।

অতএব, ইথেন গ্যাসের তুলনায় ${\mathrm{CO}}_2$ গ্যাসকে সহজে তরলীকরণ করা যায়।