আয়নিক গুনফল ও অধঃক্ষেপ

কোনো স্বল্প দ্রবণীয় লবণের সম্পৃক্ত দ্রবণে তার উপাদান আয়ন গুলোর ঘনমাত্রার গুণফলই হলো দ্রাব্যতা গুণফল।

তবে, কোনো লবণের যে কোনো দ্রবণে (সম্পৃক্ত বা অসম্পৃক্ত) উপস্থিত আয়নগুলোর ঘনমাত্রার গুণফলকে আয়নিক গুণফল বলে।

আয়নিক গুণফল ও দ্রাব্যতা গুণফলের মধ্যে পার্থক্য

আয়নিক গুণফল: যেকোনো দ্রবণে (সম্পৃক্ত বা অসম্পৃক্ত) উপস্থিত নির্দিষ্ট আয়নের ঘনমাত্রার গুণফলকে আয়নিক গুণফল ( $K_{i p}$ ) বলা হয়।
দ্রাব্যতা গুণফল: এটি একটি ধ্রুবক যা কেবল নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় কোনো স্বল্প দ্রবণীয় লবণের সম্পৃক্ত দ্রবণে তার উপাদান আয়নগুলোর ঘনমাত্রার সর্বোচ্চ গুণফলকে বোঝায়। একে $K_{s p}$ দ্বারা প্রকাশ করা হয়।

অর্থাৎ $K_{i p}$ সব দ্রবণের জন্য থাকলেও, শুধুমাত্র সম্পৃক্ত দ্রবণেরই $K_{s p}$ থাকে। মানে আসলে দুজনে একই জিনিষ। আমরা শুধু সম্পৃক্ত দ্রবণে $K_{i p}$ কে আদর করে $K_{s p}$ বলি।

অধঃক্ষেপ পড়ার শর্ত

যদি $K_{i p} < K_{s p}$ হয়, তবে দ্রবণটি অসম্পৃক্ত থাকে এবং দ্রবণটি অদ্রবণীয় লবণের সাথে স্থিতিশীল থাকে।
যদি $K_{i p} = K_{s p}$ হয়, তবে দ্রবণটি সম্পৃক্ত হয় এবং কোনো অধঃক্ষেপ পড়ে না।
যখন কোনো দ্রবণে লবণের আয়নিক গুণফলের ( $K_{i p}$ ) মান তার দ্রাব্যতা গুণফলের ( $K_{s p}$ ) চেয়ে বেশি হয়, অর্থাৎ $K_{i p} > K_{s p}$ , তখন অতিরিক্ত আয়নগুলি অদ্রবণীয় লবণ গঠন করে অধঃক্ষেপ হিসেবে জমা হয়।

:::warning
📌 যদি এমন হয় যে দুটো দ্রবণ মেশালে সেখানে দুইটা যৌগেরই অধঃক্ষেপ পড়ে সেক্ষেত্রে যে যৌগে আয়নের ঘনমাত্রা কম সেটার অধঃক্ষেপ আগে পড়ে।
কারণ, সেই যৌগটা আগে সম্পৃক্ত হয়, then আগে অতিপৃক্ত হয়।
:::

আয়নিক গুনফল $K_{i p}$ বের করার নিয়ম

১ম নিয়মঃ

প্রথমেই মনে রাখতে হবেঃ

প্রশ্নে যে যৌগ দুইটা মেশানোর কথা বলা হয় তাদের কখনো অধঃক্ষেপ পড়ে না। অধঃক্ষেপ পড়ে তাদের সমন্বয়ে তৈরী অন্য কোন যৌগের। সেই নতুন যৌগের $K_{s p}$ maximum ক্ষেত্রে দেওয়া থাকে।

১। প্রথমে যার অধক্ষেপ পড়ার কথা তাকে আইডেন্টিফাই করবো। এই অধঃক্ষেপে যে দুইটা আয়ন আছে তাদের আইডেন্টিফাই করবো।

২। লঘুকরণ/গাঢ়করণ সূত্র ইউজ করে নতুন মিশ্রণে সেই দুইটা আইডেন্টিফাই করা আয়নের ঘনমাত্রা বের করব। (এক্ষেত্রে মূল দ্রবণে এরা বিয়োযিত কীভাবে হয়েছে তা লিখে নিলে ভুল হওয়ার সম্ভাবনা কম)

V_{1} S_{1} = V_{2} S_{2}

৩। এরপর প্রাপ্ত ঘনমাত্রা নিচের সূত্রে বসাবোঃ

K_{i p} = [m]^{m} \times [n]^{n}

কিছু কি মনে পড়ে?

ঠিক $K_{s p}$ বের করার মতই, তাই না? বিক্রিয়া লিখে মোল হিসেব করে ঘনমাত্রা বের করে ফেললেই হল।

২য় নিয়মঃ (MCQ Special)

K_{i p} = {(\frac{n_{1} \times V_{1} \times S_{1}}{V_{1} + V_{2}})}^{n_{1}^{'}} \times {(\frac{n_{2} \times V_{2} \times S_{2}}{V_{1} + V_{2}})}^{n_{2}^{'}}

Info

$n =$ যতগুলো পরমানু (মূল দ্রবণে)
$n^{'} =$ যতগুলো পরমানু (মিশ্রণের পরে)
$V =$ আয়তন
$S =$ ঘনমাত্রা

Demo Questions

একটি যৌগ $A B_{2}$ এর 200mL সেমিমোলার দ্রবণের সাথে অপর একটি যৌগ $C_{3} D_{2}$ এর 100mL 0.2M যোগ করা হল। $K_{ip} (A_{3} D_{2}) = ?$

সমাধানঃ

\begin{aligned} K_{i p} & = (\frac{1 \times 0.2 \times 0.5}{0.2 + 0.1})^{3} \times (\frac{2 \times 0.1 \times 0.2}{0.2 + 0.1})^{2} \\ K_{i p} & = 0.000653 \end{aligned}

[100 mL AgCl সম্পৃক্ত] + [100 mL NaBr 0.3 M] দ্রবণ প্রস্তুত করা হল। অধঃক্ষেপ পড়বে কি?
$K_{s p} (A g C l) = 10^{- 10}$ , $K_{s p} (A g B r) = 5 \times 10^{- 12}$
২০০ mL $1.3 \times 10^{- 3} M$ ঘনমাত্রার $A g N O_{3}$ দ্রবণের সাথে ১০০ mL $4.5 \times 10^{- 5} M$ ঘনমাত্রার $N a_{2} S$ দ্রবণ মেশানো হলো। এতে কি কোনো অধঃক্ষেপ পড়বে? যুক্তি দাও। [ $K_{s p} = 1.6 \times 10^{- 49}$ ]
ধরা যাক, একটি পাত্রে 100mL 0.02M KCl ও অপর পাত্রে 50 mL of 0.05M $A g N O_{3}$ রয়েছে। দ্রবণ দুইটি মিশ্রিত করলে অবক্ষেপ পড়বে কি না নির্ণয় কর। AgCl এর দ্রাব্যতার গুণফল $2.2 \times 10^{- 7}$ ।
$50 m l 6.0 \times 10^{- 3} M C a C l_{2}$ দ্রবণের সাথে $30 m l 0.04 M N a F$
দ্রবণ মিশ্রিত করা হল। $C a F_{2}$ এর অধঃক্ষেপ পড়বে কিনা তা হিসাব করে দেখাও। $(K_{s p} (C a F_{2}) = 4.0 \times 10^{- 11})$
$55 m g {Cr}_{2} ({SO}_{4})_{3}$ লবণ 350mL দ্রবণে দ্রবীভূত আছে। এ দ্রবণের 60 mL নমুনার সাথে 40 mL ${Pb}^{2 +}$ এর সবনিম্ন কত ঘনমাত্রার নমুনা যোগ করলে ${PbSO}_{4}$ এর অধঃক্ষেপ পাওয়া যাবে? ( $K_{s p} ({PbSO}_{4}) = 2.13 \times 10^{- 8}$ )
একটি $1 L$ দ্রবণ $0.1 mol$ ${Ag}^{+}$ এবং $0.1 mol$ ${Hg}^{2 +}$ আয়ন ধারণ করে। কোনটি আগে অধঃক্ষিপ্ত হবে? [ $K_{s p} (AgI) = 8.5 \times 10^{- 17}$ এবং $K_{s p} ({HgI}_{2}) = 2.5 \times 10^{- 26}$ ]
$25^{\circ} C$ তাপমাত্রায় ${Ca(OH)}_{2}$ এর একটি জলীয় দ্রবণের $pH = 10$ । দ্রবণটি সম্পৃক্ত, নাকি অসম্পৃক্ত? [ $K_{s p} = 8 \times 10^{- 6}$ ]

Answers:

AgBr এর অধক্ষেপ পড়বে
$A g_{2} S$ এর অধক্ষেপ পড়বে
$A g C l$ এর অধক্ষেপ পড়বে
তাই $C a F_{2}$ এর অধঃক্ষেপ পড়বে
$7.4 \times 10^{- 5}$ M
$A g I$
অসম্পৃক্ত