উপাদানের ভারসাম্য: সাধারণ সমীকরণ, প্রকার এবং অনুশীলন - রসায়ন - 2025

পদার্থের ভারসাম্য হ'ল অধ্যয়নের অধীনে কোনও সিস্টেম বা প্রক্রিয়াভুক্ত উপাদানগুলির গণনা। এই ভারসাম্যটি প্রায় কোনও প্রকারের সিস্টেমে প্রয়োগ করা যেতে পারে, যেহেতু ধারণা করা হয় যে এই জাতীয় উপাদানগুলির জনগণের যোগফল অবশ্যই বিভিন্ন পরিমাপের সময়ে স্থির থাকতে পারে।

উপাদানটি মার্বেল, ব্যাকটিরিয়া, প্রাণী, লগ, একটি কেকের উপাদান হিসাবে বোঝা যায়; এবং রসায়ন, অণু বা আয়নগুলির ক্ষেত্রে বা আরও নির্দিষ্টভাবে যৌগিক বা পদার্থের ক্ষেত্রে। সুতরাং রাসায়নিক বিক্রিয়া সহ বা ছাড়াই কোনও সিস্টেমে প্রবেশ করা অণুগুলির মোট ভর স্থির থাকতে হবে; যতক্ষণ না কোনও ফুটো ক্ষতি হয়।

শিলা গাদা: ভারসাম্যযুক্ত একটি আক্ষরিক উদাহরণ। সূত্র: Pxhere

অনুশীলনে এমন অসংখ্য সমস্যা রয়েছে যা পদার্থের ভারসাম্যকে প্রভাবিত করতে পারে, পদার্থের বিভিন্ন ঘটনা এবং অনেকগুলি ভেরিয়েবলের প্রভাব (তাপমাত্রা, চাপ, প্রবাহ, আন্দোলন, চুল্লিটির আকার ইত্যাদি) বিবেচনার পাশাপাশি matter

কাগজে যাইহোক, ভর ব্যালেন্স গণনা অবশ্যই মেলাতে হবে; অর্থাৎ রাসায়নিক যৌগের ভরগুলি যে কোনও সময় অদৃশ্য হবে না। এই ভারসাম্য গ্রহণ করা শিলার গাদা ভারসাম্যহীন। জনসাধারণের মধ্যে একটি জায়গা থেকে বেরিয়ে গেলে, সমস্ত কিছু পৃথক হয়ে যায়; এই ক্ষেত্রে, এর অর্থ হ'ল গণনাগুলি ভুল।

ভর ভারসাম্যের সাধারণ সমীকরণ

যে কোনও সিস্টেম বা প্রক্রিয়াতে, প্রথমে এর সীমানা কী তা নির্ধারণ করতে হবে। তাদের কাছ থেকে, এটি জানা যাবে যে কোন যৌগগুলি প্রবেশ করে বা চলে। বিবেচনা করার জন্য একাধিক প্রক্রিয়া ইউনিট থাকলে এটি বিশেষত সুবিধাজনক convenient যখন সমস্ত ইউনিট বা সাবসিস্টেম বিবেচনা করা হয়, তখন আমরা একটি সাধারণ ভর ভারসাম্যের কথা বলি।

এই ভারসাম্যের একটি সমীকরণ রয়েছে, যা ভর সংরক্ষণের আইন মেনে চলা কোনও সিস্টেমে প্রয়োগ করা যেতে পারে। সমীকরণটি নিম্নরূপ:

E + G - S - C = A

যেখানে E সিস্টেমে প্রবেশের পরিমাণের পরিমাণ; জি হ'ল যা উত্পাদিত হয় যদি কোনও প্রক্রিয়াতে কোনও রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটে (যেমন একটি চুল্লি হিসাবে); এস সিস্টেম থেকে কি আসে; সি হ'ল যা খাওয়া হয়, আবার যদি কোনও প্রতিক্রিয়া দেখা দেয়; এবং পরিশেষে, এ যা জমা হয় তা ।

সরলীকরণ

অধ্যয়নের অধীনে সিস্টেম বা প্রক্রিয়াতে যদি কোনও রাসায়নিক প্রতিক্রিয়া না থাকে তবে জি এবং সি এর মান শূন্য। সুতরাং, সমীকরণটি এর মতো দেখাচ্ছে:

ই - এস = এ

উপাদানগুলির ভেরিয়েবল বা প্রবাহে প্রশংসনীয় পরিবর্তন ছাড়াই যদি সিস্টেমটি স্থিতিশীল অবস্থায়ও বিবেচনা করা হয় তবে বলা হয় যে এর ভিতরে কিছুই জমে না। সুতরাং, এটির মূল্য শূন্য, এবং সমীকরণটি আরও সরল করে শেষ করা:

ই = এস

অন্য কথায়, পদার্থের পরিমাণে প্রবেশ করে যা ছেড়ে যায় তার সমান। কিছুই হারিয়ে যেতে বা অদৃশ্য হতে পারে না।

অন্যদিকে, যদি রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটে তবে সিস্টেমটি স্থির অবস্থায় থাকে, জি এবং সি এর মান থাকবে এবং এ শূন্য থাকবে:

E + G - S - C = 0

E + G = S + C

এর অর্থ হ'ল যে কোনও চুল্লীতে রিজেন্টগুলি যে পরিমাণে প্রবেশ করে এবং যে পণ্যগুলিতে তারা উত্পন্ন করে তার মধ্যে যে পরিমাণ পণ্য এবং রেএজেন্টগুলি ছেড়ে যায়, এবং সেগুলি গ্রহণ করা রিজেন্টগুলির সমান।

ব্যবহারের উদাহরণ: নদীতে মাছ

মনে করুন আপনি কোনও নদীতে মাছের সংখ্যা অধ্যয়ন করছেন, যার ব্যাঙ্কগুলি সিস্টেমের সীমানা উপস্থাপন করতে আসে। জানা যায় যে প্রতি বছর গড়ে ৫8৮ টি মাছ প্রবেশ করে, ৪২৪ জন জন্মগ্রহণ করে (উত্পন্ন করে), ৩৫৩ ডাই (গ্রাস করে) এবং ২ 236 মাইগ্রেশন বা ছেড়ে যায়।

আমাদের তখন সাধারণ সমীকরণ প্রয়োগ করা:

568 + 424 - 353 - 236 = 403

এর অর্থ হ'ল প্রতি বছর নদীতে 403 টি মাছ জমে; অর্থাৎ, প্রতি বছর নদী মাছের সাথে আরও সমৃদ্ধ হয়। যদি এ এর ​​নেতিবাচক মান থাকে তবে এর অর্থ হ'ল মাছের সংখ্যা হ্রাস পাচ্ছে, সম্ভবত নেতিবাচক পরিবেশগত প্রভাবের কারণে।

প্রকারভেদ

সাধারণ সমীকরণ থেকে এটি ধারণা করা যায় যে বিভিন্ন ধরণের রাসায়নিক প্রক্রিয়ার জন্য চারটি সমীকরণ রয়েছে। যাইহোক, ভর ভারসাম্য অন্য মানদণ্ড অনুসারে দুই প্রকারে বিভক্ত: সময়।

ডিফারেনশিয়াল ভারসাম্য

ডিফারেনশিয়াল ম্যাটারিয়াল ব্যালেন্সে আমাদের একটি নির্দিষ্ট সময় বা মুহুর্তে একটি সিস্টেমের মধ্যে উপাদানগুলির পরিমাণ থাকে। বলেছেন প্রচুর পরিমাণে সময়ের এককগুলিতে প্রকাশ করা হয় এবং তাই গতি উপস্থাপন করে; উদাহরণস্বরূপ, কেজি / ঘন্টা, এক ঘন্টার মধ্যে কত কিলোমিটার প্রবেশ করে, ছেড়ে যায়, জমা হয়, উত্পন্ন করে বা গ্রহণ করে তা নির্দেশ করে।

সেখানে গণ প্রবাহ (বা ঘনত্বের সাথে ভলিউম্যাট্রিক) হওয়ার জন্য, সিস্টেমটি অবশ্যই সাধারণত উন্মুক্ত থাকতে হবে।

বিস্তৃত ভারসাম্য

যখন সিস্টেমটি বন্ধ হয়ে যায়, যেমন বিরতিযুক্ত রিঅ্যাক্টরগুলি (ব্যাচের ধরণের) সঞ্চালিত প্রতিক্রিয়াগুলির সাথে ঘটে তখন এর উপাদানগুলির জনগণ প্রক্রিয়াটির আগে এবং পরে সাধারণত আরও আকর্ষণীয় হয়; এটি, প্রাথমিক এবং চূড়ান্ত সময়ের মধ্যে টি।

সুতরাং, পরিমাণগুলি বেগ হিসাবে নয় নিছক জনসাধারণ হিসাবে প্রকাশিত হয়। এই ধরণের ভারসাম্য একটি ব্লেন্ডার ব্যবহার করার সময় মানসিকভাবে তৈরি করা হয়: ইঞ্জিনগুলি বন্ধ করার পরে যে উপাদানগুলির প্রবেশ করা হয় তার ভর অবশ্যই বামের সমান হয়।

উদাহরণ অনুশীলন

এটি পানিতে 25% মিথেন দ্রবণের প্রবাহকে আরও 10% ঘনত্বের সাথে আরও পাতলা করে এমনভাবে প্রসারণ করতে ইচ্ছুক যে কোনও 17% মিথেনল দ্রবণের 100 কেজি / ঘন্টা তৈরি হয়। 25% এবং 10% উভয়ের মধ্যে কতগুলি মিথেনল সলিউশন এটি অর্জনের জন্য প্রতি ঘন্টায় সিস্টেমে প্রবেশ করতে হবে? ধরুন সিস্টেমটি একটি স্থিতিশীল অবস্থায় আছে

নিম্নলিখিত চিত্রটি বিবৃতিটির উদাহরণ দেয়:

মিথেনল দ্রবণটির হ্রাসের ভর ভারসাম্যের জন্য প্রবাহ চিত্রটি। সূত্র: গ্যাব্রিয়েল বলিভার।

কোনও রাসায়নিক বিক্রিয়া নেই, সুতরাং মিথেনল প্রবেশের পরিমাণ অবশ্যই ছাড়ার পরিমাণের সমান হতে হবে:

ই _{মিথানল} = এস _{মিথেনল}

0.25 এন ₁ ^· + 0.10 এন ₂ ^· = 0.17 এন ₃ ^·

শুধুমাত্র এন ₃ ^· এর মান ^{জানা যায়} । বাকিরা অজানা। দুটি অজানা এই সমীকরণটি সমাধান করার জন্য, আরও একটি ভারসাম্য প্রয়োজন: জলের। জলের জন্য একই ভারসাম্য তৈরি করা, আমাদের রয়েছে:

0.75 এন ₁ ^· + 0.90 এন ₂ ^· = 0.83 এন ₃ ^·

পানির জন্য এন ₁ ^· এর মান সমাধান করা হয় (এটি এন ₂ ^· ও হতে পারে):

এন ₁ ^· = (83 কেজি / ঘন্টা - 0.90n ₂ ^·) / (0.75)

তারপর বদলে এন ₁ ^· মিথানল জন্য ভরের ভারসাম্য সমীকরণ, এবং জন্য এন সমাধানে ₂ ^· আমরা আছে:

0.25 + 0.10 এন ₂ ^· = 0.17 (100 কেজি / ঘন্টা)

n ₂ ^· = 53.33 কেজি / ঘন্টা

আর এন জন্য ₁ ^· কেবল বিয়োগ:

n ₁ ^· = (100- 53.33) কেজি / ঘন্টা

= 46.67 কেজি / ঘন্টা

সুতরাং, প্রতি ঘন্টা, 25% মিথেন দ্রবণের 46.67 কেজি এবং 10% দ্রবণের 53.33 কেজি সিস্টেমে প্রবেশ করতে হবে।

তথ্যসূত্র

1. ফিল্ডার এবং রুশিউ। (2000)। রাসায়নিক প্রক্রিয়াগুলির প্রাথমিক নীতিগুলি। (দ্বিতীয় সংস্করণ.). অ্যাডিসন ওয়েসলি
2. ফার্নান্দেজ জার্মান (অক্টোবর 20, 2012) ভর ভারসাম্য সংজ্ঞা। থেকে উদ্ধার করা হয়েছে:
3. পদার্থের ভারসাম্য: শিল্প প্রক্রিয়া I.. থেকে উদ্ধার করা হয়েছে: 3.fi.mdp.edu.ar
4. ইউএনটি আঞ্চলিক কলেজ লা প্লাতা। (SF)। উপাদান ভারসাম্য। । উদ্ধার করা হয়েছে: frlp.utn.edu.ar
5. গমেজ ক্লডিয়া এস কুইন্টেরো। (SF)। উপাদান ব্যালেন্স। । থেকে উদ্ধার করা হয়েছে: ওয়েবডেলপ্রফেসর.ুলা.ভে