অ্যাভোগাড্রোর সূত্র

১৮১২ খ্রিষ্টাব্দে ইতালীয় পদার্থবিজ্ঞানী আমেদেও অ্যাভোগাড্রো গ্যাসের আয়তন ও অণুর সম্পর্কীয় একটি সূত্র প্রস্তাব করেন। তার দেয়া এ প্রস্তাবটি যদিও বিগত প্রায় ২০০ বছর যাবৎ নির্ভুল প্রমাণিত হয়ে আসছে অর্থাৎ তত্ত্ব হিসাবে প্রতিষ্ঠিত তথাপি আজও এ প্রস্তাবটি ‌অ্যাভোগাড্রো প্রকল্প (Avogadro’s Hypothesis) নামেই পরিচিত। অ্যাভোগাড্রোর প্রকল্পটি এরূপ - স্থির তাপমাত্রা ও চাপে সম আয়তনের মৌলিক ও যৌগিক সকল গ্যাসে সমান সংখ্যক অণু থাকে। বিপরীতভাবে বলা যায় যে, স্থির তাপমাত্রা ও চাপে যে কোন গ্যাসের সমান সংখ্যক অণু সম আয়তন দখল করে।

উদাহরণস্বরূপ, যদি নির্দিষ্ট তাপমাত্রা ও চাপে চারটি একই আয়তনের বেলুনে যথাক্রমে হাইড্রোজেন (H₂), অক্সিজেন (O₂), নাইট্রোজেন (N₂) ও কার্বন ডাইঅক্সাইড (CO₂) গ্যাস ভরা থাকে এবং কোনভাবে প্রথম বেলুনে n সংখ্যক হাইড্রোজেন অণুর অস্তিত্ত্ব পাওয়া যায় তবে অ্যাভোগাড্রোর সূত্র অনুসারে অন্যান্য বেলুনগুলোতেও যথাক্রমে n সংখ্যক অক্সিজেন অণু, n সংখ্যক নাইট্রোজেন অণু এবং n সংখ্যক কার্বন ডাইঅক্সাইড অণু বিদ্যমান থাকবে; যদিও গ্যাসসমূহের রাসায়নিক ভর, গঠন ও প্রকৃতি সম্পূর্ণ ভিন্ন। এটিই অ্যাভোগাড্রো প্রকল্পের মূল ধারণা।

অ্যাভোগাড্রো প্রকল্প হতে প্রাপ্ত গাণিতিক ধারণাটি এরূপ, যদি কোন গ্যাসের আয়তন $\,V$ এবং মোল সংখ্যা $\,n$ হয় তবে,

$V\propto n$ ;(যখন তাপমাত্রা ও চাপ স্থির)

এছাড়া অ্যাভোগাড্রোর প্রকল্প থেকে তিনটি গুরুত্বপূর্ণ অণুসিদ্ধান্তে উপনীত হওয়া গেছে। এগুলো হলো -

১. নিষ্ক্রিয় গ্যাস ব্যতীত অন্য সকল মৌলিক গ্যাসের অণু দ্বিপরমাণুক।

২. যেকোন গ্যাসের আণবিক ভর তার বাষ্প ঘনত্বের দ্বিগুণ।

৩. স্থির তাপমাত্রা ও চাপে সকল গ্যাসের মোলার আয়তন সমান এবং আদর্শ তাপমাত্রা ও চাপে তা ২২.৪ লিটার (L) বা ২২.৪ ঘনডেসিমিটার (dm³) ।

অ্যাভোগাড্রো সংখ্যা

মূল নিবন্ধ: অ্যাভোগাড্রো সংখ্যা

অ্যাভোগাড্রোর সূত্র অনুযায়ী স্থির তাপমাত্রা ও চাপে সম আয়তনের সকল গ্যাসে সমান সংখ্যক অণু থাকে। আবার স্থির তাপমাত্রা ও চাপে সকল গ্যাসেরই মোলার আয়তন সমান। এ দুটি সূত্র ও সিদ্ধান্তকে সংযুক্ত করে বলা যায়, স্থির তাপমাত্রা ও চাপে যেকোন গ্যাসের ১ মোলে সমান সংখ্যক অণু থাকে। যেহেতু তাপমাত্রা ও চাপের হ্রাস-বৃদ্ধিতে অণুর সংখ্যা বাড়ে না বা কমে না, সেহেতু সকল গ্যাসের ১ মোল পরিমাণে অণুর সংখ্যা সমান। এ সকল গ্যাসকে শীতল করলে তারা প্রথমে তরল এবং পরে কঠিন পদার্থে পরিণত হবে; কিন্তু অণুর সংখ্যার হ্রাস-বৃদ্ধি হবে না। সুতরাং সকল পদার্থের (কঠিন, তরল বা গ্যাসীয়) এক মোল পরিমাণে নির্দিষ্ট সংখ্যক অণু থাকে, এ সংখ্যাকে অ্যাভোগাড্রো সংখ্যা বলা হয়। এ সংখ্যাকে ‘$\,N_{A}$’ দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। এটি একটি ধ্রুব সংখ্যা, তাই $\,N_{A}$ কে অ্যাভোগাড্রো ধ্রুবক-ও বলা হয়। বিভিন্ন পরীক্ষা দ্বারা এর মান ৬.০২৩ × ১০^২৩ নির্ণিত হয়েছে। অর্থাৎ,

$\,N_{A}$ = ৬.০২৩ × ১০^২৩অণু mol^-1 (অণু প্রতি মোল)