🧪 কেমিস্ট্রির সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ সূত্র: Ideal Gas Law (PV = nRT) বিশ্লেষণ

 আদর্শ গ্যাস সূত্র (Ideal Gas Law) – গাণিতিক ব্যাখ্যা ও ব্যবহার

সূত্র:

PV = nRT

এখানে,

P = গ্যাসের চাপ (Pressure)

V = গ্যাসের আয়তন (Volume)

n = মোল সংখ্যা (Number of moles)

R = গ্যাস ধ্রুবক (Gas Constant) → 0.0821 L·atm·K⁻¹·mol⁻¹ অথবা 8.314 J·mol⁻¹·K⁻¹

T = তাপমাত্রা (Temperature, কেলভিনে)

গাণিতিক ব্যাখ্যা

আদর্শ গ্যাস সূত্র আসলে তিনটি মৌলিক গ্যাস সূত্রের সমন্বয়:

1. Boyle’s Law (বয়েলের সূত্র):

P \propto \frac{1}{V} \quad (T, n \text{ স্থির})

2. Charles’s Law (চার্লসের সূত্র):

V \propto T \quad (P, n \text{ স্থির})

3. Avogadro’s Law (অ্যাভোগাড্রোর সূত্র):

V \propto n \quad (P, T \text{ স্থির})

➡️ এই তিনটি সূত্র একত্র করলে পাই,

V \propto \frac{nT}{P}

অথবা,

PV = nRT

👉 এটিই হলো আদর্শ গ্যাস সূত্র (Ideal Gas Law)।

আদর্শ গ্যাস সূত্রের ব্যবহার (Applications)

1. গ্যাসের মোল সংখ্যা নির্ণয়ে:

n = \frac{PV}{RT}

2. গ্যাসের ভর নির্ণয়ে (m = ভর, M = আণবিক ভর):

PV = \frac{m}{M}RT

3. গ্যাসের ঘনত্ব (Density) নির্ণয়ে:

d = \frac{m}{V} = \frac{PM}{RT}

4. STP অবস্থায় গ্যাসের আয়তন নির্ণয়:

1 mole গ্যাসের আয়তন = 22.4 L (at STP)

✍️ উদাহরণ সমস্যা

প্রশ্ন:

২ গ্রাম হাইড্রোজেন গ্যাস (H₂) STP অবস্থায় কত আয়তন দখল করবে?

সমাধান:

আণবিক ভর (M) = 2 g/mol

ভর (m) = 2 g

মোল সংখ্যা (n) = m ÷ M = 2 ÷ 2 = 1 mol

STP তে,

V = n \times 22.4 = 1 \times 22.4 = 22.4 \, L

✅ তাই, ২ গ্রাম H₂ গ্যাস STP অবস্থায় 22.4 L আয়তন দখল করবে।