অনুমাপনের বাঁকের সিমুলেটর
এই সিমুলেশনের সমীকরণ
| C_a | বিশ্লেষ্যের ঘনমাত্রা C_a (mol/L) | টাইট্রেশন যা বের করতে করা হয়; এখানে এটি ঠিক করা আছে, যাতে ফলটি মিলিয়ে দেখতে পারেন | |
|---|---|---|---|
| V_a | বিশ্লেষ্যের আয়তন V_a (mL) | পিপেট দিয়ে মেপে ফ্লাস্কে নেওয়া | |
| C_b | টাইট্রেন্টের ঘনমাত্রা C_b (mol/L) | বুরেটের দ্রবণ: অ্যাসিডের জন্য NaOH, ক্ষারের জন্য HCl | |
| n | প্রতি অণুতে যত প্রোটন ছাড়ে | HCl ও অ্যাসেটিক অ্যাসিডের জন্য 1; ফসফরিক অ্যাসিডের তিনটি, আর প্রথম দুটি লেখচিত্রে আলাদা ধাপ হিসেবে দেখা যায় | |
| V_e | সমতা আয়তন | যত টাইট্রেন্ট দিলে বিশ্লেষ্যটি ঠিক প্রশমিত হয় |
এখনকার মানগুলো দিয়ে:
| [H₃O⁺] | হাইড্রোনিয়াম আয়নের ঘনমাত্রা | প্রতি ফোঁটায় নিচের চার্জ সমতা সমাধান করে পাওয়া | |
|---|---|---|---|
| [OH⁻] | হাইড্রক্সাইড আয়নের ঘনমাত্রা | 25 °C-এ পানি এই দুটির গুণফল 10⁻¹⁴-এ ধরে রাখে | |
| pH | ফ্লাস্কের pH | লেখচিত্রটি ধীরে ওঠে, সমতা বিন্দুর কাছে খাড়া হয়, তারপর সমতল হয়ে যায় |
এখনকার মানগুলো দিয়ে:
| [A⁻] | দুর্বল অ্যাসিডের অ্যানায়ন | প্রতিটি প্রোটনের জন্য C × Ka ÷ (Ka + [H₃O⁺]); দ্রবণকে তড়িৎ-নিরপেক্ষ থাকতে হয়, আর তাতেই [H₃O⁺] ঠিক নির্ধারিত হয় | |
|---|---|---|---|
| [Na⁺], [Cl⁻] | সবল ক্ষার ও অ্যাসিডের আয়ন | এরা কখনো বিক্রিয়া করে না, তাই যত মোল দেওয়া হয়েছে তাকে মোট আয়তনে ভাগ করলেই হয় |
| pKa | অ্যাসিড বিয়োজন ধ্রুবক, −log₁₀ Ka হিসেবে | সমতা আয়তনের অর্ধেকে [A⁻] = [HA], তাই সেখানে pH-ই pKa, আর টাইট্রেশন এভাবেই এটি মাপে | |
|---|---|---|---|
| [A⁻] ÷ [HA] | ক্ষার ও অ্যাসিড রূপের অনুপাত | দুর্বল অ্যাসিডের লেখচিত্রের সমতল অংশ, অর্থাৎ বাফার অঞ্চলে হেন্ডারসন–হ্যাসেলবাল্খ সমীকরণ খাটে |
এখনকার মানগুলো দিয়ে:
| pK_In | নির্দেশকের নিজের pKa | তার রং বদলের মাঝামাঝি; ভালো নির্দেশক লেখচিত্রের খাড়া অংশেই রং বদলায় | |
|---|---|---|---|
| বদলেছে | নির্দেশকের যত অংশ তার ক্ষারীয় রঙে | শেষ বিন্দু হলো যেখানে এটি অর্ধেক বদলেছে; শেষ বিন্দু ও সমতা বিন্দুর ব্যবধানই টাইট্রেশনের ত্রুটি |
এখনকার মানগুলো দিয়ে:
অনুমাপনের সিমুলেটরটি কীভাবে ব্যবহার করবেন
- ফ্লাস্কের বিশ্লেষ্য, তার ঘনমাত্রা ও আয়তন, আর বুরেটের অনুমাপকের ঘনমাত্রা বেছে নিন: একটি অ্যাসিডের জন্য সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড, একটি ক্ষারের জন্য হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড। একটি সূচক বেছে নিন। কলটি সঙ্গে সঙ্গেই খুলে যায় আর নাড়ানি মেশাতে মেশাতে অনুমাপক ফ্লাস্কে ফোঁটায় ফোঁটায় পড়ে।
- pH মাপক আর ফ্লাস্কের রং দেখুন। আপনি এগোতে এগোতেই লেখচিত্রটি অনুমাপনের বাঁকটি আঁকে, পুরো বাঁকটি ধূসরে দেখানো অবস্থায়; লাল রেখাগুলো সমতার আয়তন আর গোলাপি রেখাটি সূচকের পরিসরের মাঝখান চিহ্নিত করে। “সূচকের রং বদলালে কল বন্ধ করুন”-এ টিক থাকলে শেষ-বিন্দুতে কলটি বন্ধ হয়ে যায়; তা ছাড়িয়ে চালিয়ে যেতে “বাজান” চাপুন, কিংবা শেষের দিকে এক ফোঁটা করে দিন।
- অনুমাপনের ভুল দেখতে শেষ-বিন্দুটি সমতা-বিন্দুর সঙ্গে মিলিয়ে দেখুন, আর অর্ধ-সমতায় pH পড়ে নিন, যা একটি দুর্বল অ্যাসিডের pKa-র সমান। একটিমাত্র দ্রবণের জন্য একই গণিত করে pH-র হিসাব আর মোলারিটির হিসাব, আর বাফারের হিসাব বাফারের এলাকাটি বের করে দেয়।
সাধারণ প্রশ্ন
সমতা-বিন্দু কী?
যে মুহূর্তে অনুমাপক ঠিক বিশ্লেষ্যটিকে প্রশমিত করে ফেলেছে: যোগ করা ক্ষারের মোল হাজির থাকা অ্যাসিডের মোলের সমান, C_a V_a = C_b V_e। শক্ত ক্ষারের সঙ্গে শক্ত অ্যাসিডে সেখানে pH 7। দুর্বল অ্যাসিডে তা 7-র ওপরে, কারণ পেছনে পড়ে থাকা অনুবন্ধী ক্ষার দুর্বলভাবে ক্ষারীয়; দুর্বল ক্ষারে তা 7-র নিচে।
শেষ-বিন্দু আর সমতা-বিন্দুর মধ্যে তফাত কী?
সমতা-বিন্দু রসায়নেরই একটি সত্য; শেষ-বিন্দু হলো আপনি যা দেখেন, অর্থাৎ যে মুহূর্তে সূচকের রং বদলায়। ভালোভাবে বেছে নেওয়া একটি সূচক বাঁকের খাড়া অংশেই রং বদলায়, তাই দুটি এক ফোঁটারও কম দূরে থাকে। শক্ত ক্ষারের সঙ্গে দুর্বল অ্যাসিডে ফেনলফথ্যালিন ভালো; দুর্বল ক্ষারের সঙ্গে শক্ত অ্যাসিডে মিথাইল অরেঞ্জ; আর শক্ত ক্ষারের সঙ্গে শক্ত অ্যাসিডে প্রায় যেকোনোটিই চলে, কারণ লাফটি প্রায় pH 3 থেকে 11 পর্যন্ত চলে।
একটি অনুমাপন pKa কীভাবে খুঁজে দেয়?
সমতা-বিন্দুর অর্ধেক পথে দুর্বল অ্যাসিডের অর্ধেকই তার অনুবন্ধী ক্ষারে বদলে গেছে, তাই [A⁻] = [HA], আর হেন্ডারসন–হ্যাসেলবাল্ক সমীকরণ অনুসারে pH = pKa। সমতার আয়তনের অর্ধেকে pH পড়ে নিলেই pKa পেয়ে গেলেন। বাঁকের ওই সমান টানটিই বাফারের এলাকা।
ফসফরিক অ্যাসিডে দুটি লাফ দেখায় কেন?
তার তিনটি প্রোটন আছে, যা খুব আলাদা pH মানে খুলে আসে (pKa 2.15, 7.20 আর 12.35)। প্রত্যেকটিই বাঁকে নিজের একটি ধাপ বানায়, প্রথম সমতার আয়তনের এক আর দুই গুণে। তৃতীয় প্রোটনটি এতই দুর্বল যে পানিতে তা কোনো লাফ দেখায় না।
pH কীভাবে বের হয়?
ঠিকঠিক, প্রতিটি ফোঁটায়: সিমুলেশনটি দ্রবণের আধানের ভারসাম্য সমাধান করে, [H₃O⁺] + [Na⁺] = [OH⁻] + [Cl⁻] + [A⁻], সঙ্গে অ্যাসিডের বিয়োজন ধ্রুবক আর পানির ধ্রুবক 10⁻¹⁴। ওই একটি সমীকরণই শুরু, বাফারের এলাকা, সমতা-বিন্দু আর বাড়তি অনুমাপক — সবই ঢেকে দেয়, আন্দাজ থেকে আন্দাজে না লাফিয়েই।
বলছে WebGL বন্ধ আছে।
3D দৃশ্যটির জন্য WebGL দরকার, যা আজকের প্রতিটি ব্রাউজারেই আছে। ব্রাউজারের সেটিংসে হার্ডওয়্যার ত্বরণ বন্ধ থাকলে, কিংবা গ্রাফিক্সের ড্রাইভার খুব পুরোনো হলে তা বন্ধ হয়ে থাকতে পারে। হার্ডওয়্যার ত্বরণ চালু করুন, কিংবা অন্য একটি ব্রাউজার দিয়ে দেখুন।
কিছু কি আপলোড হয়?
না। সিমুলেশনটি আপনার নিজের ব্রাউজারই WebGL দিয়ে আঁকে; কিছুই কোথাও পাঠানো হয় না, আর পাতাটি একবার লোড হয়ে গেলে তা অফলাইনেও চলতে থাকে।