গলনাঙ্ক
কোনো পদার্থের গলনাঙ্ক (বা, খুব কম ব্যবহৃত শব্দ তরলীকরণ বিন্দু) হলো সেই তাপমাত্রা যেখানে পদার্থটি কঠিন অবস্থা থেকে তরল অবস্থায় পরিবর্তিত হয়। গলনাঙ্কে কঠিন ও তরল দশা তাপীয় সাম্যাবস্থায় থাকে। কোনো পদার্থের গলনাঙ্ক চাপের ওপর নির্ভর করে এবং সাধারণত ১ বায়ুমণ্ডলীয় চাপ বা ১০০ কিলোপ্যাসকেল-এর মতো আদর্শ চাপে নির্দিষ্ট করা হয়।
তরল থেকে কঠিন অবস্থায় বিপরীত পরিবর্তনের তাপমাত্রাকে হিমাঙ্ক বা স্ফটিকীকরণ বিন্দু বলা হয়। পদার্থের অতিশীতলীকরণের (supercooling) ক্ষমতার কারণে হিমাঙ্ক অনেক সময় তার প্রকৃত মানের চেয়ে কম মনে হতে পারে। যখন কোনো পদার্থের "বৈশিষ্ট্যসূচক হিমাঙ্ক" নির্ধারণ করা হয়, তখন প্রকৃতপক্ষে এর পদ্ধতিটি প্রায় সবসময়ই হয় "বরফ গঠনের পরিবর্তে বরফ অদৃশ্য হওয়ার প্রক্রিয়া পর্যবেক্ষণ করা, অর্থাৎ, গলনাঙ্ক পরিমাপ করা।"[1]
উদাহরণ
আরও দেখুন: List of elements by melting point
অধিকাংশ পদার্থের ক্ষেত্রে গলনাঙ্ক এবং হিমাঙ্ক প্রায় সমান হয়। উদাহরণস্বরূপ, পারদের গলনাঙ্ক ও হিমাঙ্ক হলো 234.32 K।[2] তবে কিছু পদার্থের কঠিন-তরল রূপান্তরের তাপমাত্রা ভিন্ন হয়। যেমন, অ্যাগার ৮৫ °C তাপমাত্রায় গলে এবং ৩১ °C তাপমাত্রায় কঠিন হয়; এই দিক-নির্ভরতাকে হিস্টেরেসিস বলা হয়। ১ বায়ুমণ্ডলীয় চাপে বরফের গলনাঙ্ক ০ °C-এর খুব কাছাকাছি[3]; একে বরফ বিন্দুও বলা হয়। নিউক্লিয়েশন সৃষ্টিকারী পদার্থের উপস্থিতিতে পানির হিমাঙ্ক সবসময় গলনাঙ্কের সমান হয় না। নিউক্লিয়েটর না থাকলে পানি হিমাঙ্কের নিচেও অতিশীতলীকৃত তরল হিসেবে -৪৮.৩ °C পর্যন্ত থাকতে পারে।[4]
সবচেয়ে বেশি গলনাঙ্ক বিশিষ্ট ধাতু হলো টাংস্টেন, যার গলনাঙ্ক 3414 C;[5] এই বৈশিষ্ট্যের কারণে টাংস্টেন বৈদ্যুতিক বাতির ফিলামেন্ট হিসেবে ব্যবহারের জন্য চমৎকার। বহুল আলোচিত কার্বন সাধারণ চাপে গলে না, বরং প্রায় ৩,৭০০ °C তাপমাত্রায় ঊর্ধ্বপাতিত হয়; এর তরল দশা কেবল ১০ মেগাপ্যাসকেল-এর বেশি চাপে এবং আনুমানিক ৪,০৩০-৪,৪৩০ °C তাপমাত্রায় বিদ্যমান থাকে (দেখুন 
)। Hafnium carbonitride (HfCN) হলো একটি অগ্নিসহ যৌগ, যার গলনাঙ্ক এখন পর্যন্ত জানা যেকোনো পদার্থের মধ্যে সর্বোচ্চ এবং এটিই একমাত্র পদার্থ যা সাধারণ চাপে ৪,২৭৩ K-এর উপরে গলনাঙ্ক নিশ্চিত করেছে। কোয়ান্টাম মেকানিক্যাল কম্পিউটার সিমুলেশনে পূর্বাভাস দেওয়া হয়েছিল যে এই সংকর ধাতুটির (HfN0.38C0.51) গলনাঙ্ক প্রায় ৪,৪০০ K হবে।[6] এই পূর্বাভাস পরবর্তীতে পরীক্ষার মাধ্যমে নিশ্চিত করা হয়েছে, যদিও এর সঠিক গলনাঙ্কের সুনির্দিষ্ট পরিমাপ এখনো নিশ্চিত করা বাকি।[7] অন্যদিকে, হিলিয়াম সাধারণ চাপে পরম শূন্য তাপমাত্রার কাছাকাছি গেলেও জমে কঠিন হয় না; এর জন্য সাধারণ বায়ুমণ্ডলীয় চাপের বিশ গুণেরও বেশি চাপের প্রয়োজন হয়।
| সাধারণ রাসায়নিকের তালিকা | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| রাসায়নিক[note 1] | ঘনত্ব 1=(1=g/cm3) | গলনাঙ্ক 1=(K)[8] | স্ফুটনাঙ্ক 1=(K) | |||||||||
| পানি @STP | ১ | 0 C | 100 C | |||||||||
| সোল্ডার (Pb60Sn40) | 188 C | |||||||||||
| কোকো মাখন | 34.1 C | - | ||||||||||
| প্যারাফিন মোম | ০.৯ | 37 C | 370 C | |||||||||
| হাইড্রোজেন | ০.০০০৮৯৮৮ | ১৪.০১ | ২০.২৮ | |||||||||
| হিলিয়াম | ০.০০০১৭৮৫ | —[note 2] | ৪.২২ | |||||||||
| বেরিলিয়াম | ১.৮৫ | ১,৫৬০ | ২,৭৪২ | |||||||||
| কার্বন | ২.২৬৭ | —[note 3][9] | ৪,০০০[note 3][9] | |||||||||
| নাইট্রোজেন | ০.০০১২৫০৬ | ৬৩.১৫ | ৭৭.৩৬ | |||||||||
| অক্সিজেন | ০.০০১৪২৯ | ৫৪.৩৬ | ৯০.২০ | |||||||||
| সোডিয়াম | ০.৯৭১ | ৩৭০.৮৭ | ১,১৫৬ | |||||||||
| ম্যাগনেসিয়াম | ১.৭৩৮ | ৯২৩ | ১,৩৬৩ | |||||||||
| অ্যালুমিনিয়াম | ২.৬৯৮ | ৯৩৩.৪৭ | ২,৭৯২ | |||||||||
| সালফার | ২.০৬৭ | ৩৮৮.৩৬ | ৭১৭.৮৭ | |||||||||
| ক্লোরিন | ০.০০৩২১৪ | ১৭১.৬ | ২৩৯.১১ | |||||||||
| পটাশিয়াম | ০.৮৬২ | ৩৩৬.৫৩ | ১,০৩২ | |||||||||
| টাইটানিয়াম | ৪.৫৪ | ১,৯৪১ | ৩,৫৬০ | |||||||||
| লোহা | ৭.৮৭৪ | ১,৮১১ | ৩,১৩৪ | |||||||||
| নিকেল | ৮.৯১২ | ১,৭২৮ | ৩,১৮৬ | |||||||||
| তামা | ৮.৯৬ | ১,৩৫৭.৭৭ | ২,৮৩৫ | |||||||||
| জিঙ্ক | ৭.১৩৪ | ৬৯২.৮৮ | ১,১৮০ | |||||||||
| টিন | ৭.২৮৯ | ৫০৫.০৮ | ২,৮৭৫ | |||||||||
| গ্যালিয়াম | ৫.৯০৭ | ৩০২.৯১৪৬ | ২,৬৭৩ | |||||||||
| রূপা | ১০.৫০১ | ১,২৩৪.৯৩ | ২,৪৩৫ | |||||||||
| ক্যাডমিয়াম | ৮.৬৯ | ৫৯৪.২২ | ১,০৪০ | |||||||||
| ইন্ডিয়াম | ৭.৩১ | ৪২৯.৭৫ | ২,৩৪৫ | |||||||||
| আয়োডিন | ৪.৯৩ | ৩৮৬.৮৫ | ৪৫৭.৪ | |||||||||
| ট্যানটালাম | ১৬.৬৫৪ | ৩,২৯০ | ৫,৭৩১ | |||||||||
| টাংস্টেন | ১৯.২৫ | ৩,৬৯৫ | ৫,৮২৮ | |||||||||
| প্ল্যাটিনাম | ২১.৪৬ | ২,০৪১.৪ | ৪,০৯৮ | |||||||||
| সোনা | ১৯.২৮২ | ১,৩৩৭.৩৩ | ৩,১২৯ | |||||||||
| পারদ | ১৩.৫৩৩৬ | ২৩৪.৪৩ | ৬২৯.৮৮ | |||||||||
| সীসা | ১১.৩৪২ | ৬০০.৬১ | ২,০২২ | |||||||||
| বিসমাথ | ৯.৮০৭ | ৫৪৪.৭ | ১,৮৩৭ | |||||||||
গলনাঙ্ক পরিমাপ
মূল নিবন্ধ: Melting-point apparatus
গলনাঙ্ক নির্ধারণের জন্য অনেক ল্যাবরেটরি পদ্ধতি বিদ্যমান। একটি কোফলার বেঞ্চ হলো একটি ধাতব পাত যাতে তাপমাত্রার নতিমাত্রা (রুম তাপমাত্রা থেকে ৩০০ °C পর্যন্ত) থাকে। যেকোনো পদার্থকে এই পাতের যেকোনো অংশে রেখে সেই তাপমাত্রায় তার তাপীয় আচরণ পর্যবেক্ষণ করা যায়। Differential scanning calorimetry গলনাঙ্কের পাশাপাশি এর গলনের এনথালপি সম্পর্কে তথ্য প্রদান করে।
স্ফটিকাকার কঠিন পদার্থের বিশ্লেষণের জন্য একটি সাধারণ গলনাঙ্ক পরিমাপক যন্ত্রে একটি তেল স্নান (সবচেয়ে সাধারণ নকশা: একটি থিয়েল টিউব) এবং একটি সাধারণ বিবর্ধক কাঁচ থাকে। কঠিন পদার্থের কয়েকটি দানা একটি সরু কাঁচের নলে রেখে আংশিকভাবে তেল স্নানে ডুবিয়ে দেওয়া হয়। তেল স্নানটি উত্তপ্ত (এবং আলোড়িত) করা হয় এবং বিবর্ধক কাঁচের (এবং বাহ্যিক আলোর উৎসের) সাহায্যে একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় পৃথক স্ফটিকগুলোর গলে যাওয়া পর্যবেক্ষণ করা যায়। তেল স্নানের পরিবর্তে ধাতব ব্লকও ব্যবহার করা যেতে পারে। কিছু আধুনিক যন্ত্রে স্বয়ংক্রিয় অপটিক্যাল শনাক্তকরণ ব্যবস্থা থাকে।
পরিমাপটি চলমান প্রক্রিয়ার সাথেও করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, তেল শোধনাগারগুলো ডিজেল জ্বালানির হিমাঙ্ক "অনলাইন" পরিমাপ করে, যার অর্থ হলো নমুনাটি প্রক্রিয়া থেকে নেওয়া হয় এবং স্বয়ংক্রিয়ভাবে পরিমাপ করা হয়। এটি ঘন ঘন পরিমাপের সুযোগ দেয় কারণ নমুনাটি ম্যানুয়ালি সংগ্রহ করে দূরবর্তী ল্যাবরেটরিতে নিয়ে যাওয়ার প্রয়োজন হয় না।
অগ্নিসহ পদার্থের জন্য কৌশল
অগ্নিসহ পদার্থের (যেমন প্ল্যাটিনাম, টাংস্টেন, ট্যানটালাম, কিছু কার্বাইড এবং নাইট্রাইড ইত্যাদি) অত্যন্ত উচ্চ গলনাঙ্ক (সাধারণত ১,৮০০ °C-এর উপরে বিবেচিত) নির্ধারণের জন্য পদার্থটিকে একটি ব্ল্যাক বডি ফার্নেসে উত্তপ্ত করা হয় এবং একটি অপটিক্যাল পাইরোমিটার দিয়ে ব্ল্যাক বডি তাপমাত্রা পরিমাপ করা হয়। সর্বোচ্চ গলনাঙ্ক বিশিষ্ট পদার্থের জন্য, এর জন্য কয়েকশ ডিগ্রি পর্যন্ত এক্সট্রাপোলেশন বা বহির্পাতনের প্রয়োজন হতে পারে। একটি উত্তপ্ত বস্তু থেকে নির্গত বর্ণালী বিকিরণ তার তাপমাত্রার একটি ফাংশন হিসেবে পরিচিত। একটি অপটিক্যাল পাইরোমিটার গবেষণাধীন বস্তুর বিকিরণকে এমন একটি উৎসের বিকিরণের সাথে মেলায় যা আগে তাপমাত্রা অনুযায়ী ক্যালিব্রেট করা হয়েছে। এইভাবে, বিকিরণের তীব্রতার পরম মান পরিমাপের প্রয়োজন হয় না। তবে, পাইরোমিটারের ক্যালিব্রেশন নির্ধারণের জন্য পরিচিত তাপমাত্রা ব্যবহার করতে হবে। উৎসের ক্যালিব্রেশন সীমার উপরের তাপমাত্রার জন্য, একটি এক্সট্রাপোলেশন কৌশল ব্যবহার করতে হবে। এই এক্সট্রাপোলেশন প্ল্যাঙ্কের বিকিরণ সূত্র ব্যবহার করে সম্পন্ন হয়। এই সমীকরণের ধ্রুবকগুলো পর্যাপ্ত নির্ভুলতার সাথে জানা নেই, যার ফলে উচ্চ তাপমাত্রায় এক্সট্রাপোলেশনে ত্রুটি বৃদ্ধি পায়। তবে, এই এক্সট্রাপোলেশন সম্পাদনের জন্য আদর্শ কৌশল তৈরি করা হয়েছে।
স্বর্ণকে উৎস হিসেবে ব্যবহারের বিষয়টি বিবেচনা করুন (গলনাঙ্ক = ১,০৬৩ °C)। এই কৌশলে, পাইরোমিটারের ফিলামেন্টের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহ ততক্ষণ সমন্বয় করা হয় যতক্ষণ না ফিলামেন্টের আলোর তীব্রতা স্বর্ণের গলনাঙ্কে ব্ল্যাক বডির তীব্রতার সাথে মিলে যায়। এটি প্রাথমিক ক্যালিব্রেশন তাপমাত্রা নির্ধারণ করে এবং পাইরোমিটার ল্যাম্পের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহের মাধ্যমে প্রকাশ করা যেতে পারে। একই বিদ্যুৎ প্রবাহ সেটিংয়ে, পাইরোমিটারটিকে উচ্চ তাপমাত্রার অন্য একটি ব্ল্যাক বডির দিকে তাক করা হয়। পাইরোমিটার এবং এই ব্ল্যাক বডির মধ্যে পরিচিত ট্রান্সমিশনের একটি শোষণকারী মাধ্যম স্থাপন করা হয়। এরপর ব্ল্যাক বডির তাপমাত্রা ততক্ষণ সমন্বয় করা হয় যতক্ষণ না এর তীব্রতা এবং পাইরোমিটার ফিলামেন্টের তীব্রতার মধ্যে মিল পাওয়া যায়। ব্ল্যাক বডির প্রকৃত উচ্চ তাপমাত্রা তখন প্ল্যাঙ্কের সূত্র থেকে নির্ণয় করা হয়। এরপর শোষণকারী মাধ্যমটি সরিয়ে ফেলা হয় এবং ফিলামেন্টের তীব্রতাকে ব্ল্যাক বডির সাথে মেলানোর জন্য ফিলামেন্টের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহ সমন্বয় করা হয়। এটি পাইরোমিটারের জন্য দ্বিতীয় ক্যালিব্রেশন পয়েন্ট নির্ধারণ করে। এই ধাপটি উচ্চতর তাপমাত্রায় ক্যালিব্রেশন নিয়ে যাওয়ার জন্য পুনরাবৃত্তি করা হয়। এখন, তাপমাত্রা এবং তাদের সংশ্লিষ্ট পাইরোমিটার ফিলামেন্ট কারেন্ট জানা আছে এবং তাপমাত্রা বনাম কারেন্টের একটি বক্ররেখা আঁকা যেতে পারে। এই বক্ররেখাটি তখন খুব উচ্চ তাপমাত্রায় এক্সট্রাপোলেট করা যেতে পারে।
এই পদ্ধতিতে একটি অগ্নিসহ পদার্থের গলনাঙ্ক নির্ধারণে, ব্ল্যাক বডি শর্ত থাকা অথবা পরিমাপ করা পদার্থের নির্গমন ক্ষমতা জানা প্রয়োজন। তরল অবস্থায় উচ্চ গলনাঙ্ক বিশিষ্ট পদার্থ ধারণ করা পরীক্ষামূলক অসুবিধার সৃষ্টি করতে পারে। তাই কিছু অগ্নিসহ ধাতুর গলনাঙ্ক কঠিন ধাতব নমুনার ব্ল্যাক বডি গহ্বর থেকে বিকিরণ পর্যবেক্ষণ করে পরিমাপ করা হয়েছে, যা প্রস্থের চেয়ে অনেক বেশি দীর্ঘ ছিল। এই ধরনের গহ্বর তৈরি করতে, পদার্থের একটি রডের কেন্দ্রে দীর্ঘ অক্ষের লম্বভাবে একটি ছিদ্র করা হয়। এই রডগুলো তখন তাদের মধ্য দিয়ে খুব উচ্চ বিদ্যুৎ প্রবাহ চালনা করে উত্তপ্ত করা হয় এবং ছিদ্র থেকে নির্গত বিকিরণ একটি অপটিক্যাল পাইরোমিটার দিয়ে পর্যবেক্ষণ করা হয়। তরল দশা দেখা দিলে ছিদ্রের অন্ধকার হয়ে যাওয়া গলনাঙ্ক নির্দেশ করে, যা ব্ল্যাক বডি শর্ত নষ্ট করে দেয়। বর্তমানে, কন্টেইনারহীন লেজার হিটিং কৌশল, দ্রুত পাইরোমিটার এবং স্পেকট্রো-পাইরোমিটারের সাথে যুক্ত হয়ে, নমুনাটিকে চরম তাপমাত্রায় রাখার সময়ের সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণের সুযোগ দেয়। সেকেন্ডের কম সময়ের এই ধরনের পরীক্ষাগুলো খুব উচ্চ তাপমাত্রায় করা ঐতিহ্যবাহী গলনাঙ্ক পরিমাপের সাথে সম্পর্কিত বেশ কিছু চ্যালেঞ্জ, যেমন নমুনার বাষ্পীভবন এবং পাত্রের সাথে বিক্রিয়া, সমাধান করে।
তাপগতিবিদ্যা
একটি কঠিন পদার্থকে গলানোর জন্য, তার তাপমাত্রাকে গলনাঙ্ক পর্যন্ত বাড়াতে তাপের প্রয়োজন হয়। তবে, গলন প্রক্রিয়াটি ঘটার জন্য আরও তাপ সরবরাহ করতে হয়: একে গলনের তাপ বলা হয় এবং এটি সুপ্ত তাপের একটি উদাহরণ।[10]
তাপগতিবিদ্যার দৃষ্টিকোণ থেকে, গলনাঙ্কে পদার্থের গিবস মুক্ত শক্তির (ΔG) পরিবর্তন শূন্য হয়, কিন্তু পদার্থের এনথালপি (H) এবং এনট্রপি (S) বৃদ্ধি পায় (ΔH, ΔS > 0)। গলন প্রক্রিয়াটি তখন ঘটে যখন সেই পদার্থের জন্য তরল দশা কঠিন দশার চেয়ে কম গিবস মুক্ত শক্তি অর্জন করে। বিভিন্ন চাপে এটি একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় ঘটে। এটিও দেখানো যেতে পারে যে:
এখানে T, ΔS এবং ΔH যথাক্রমে গলনাঙ্কের তাপমাত্রা, গলনের এনট্রপির পরিবর্তন এবং গলনের এনথালপির পরিবর্তন।
গলনাঙ্ক চাপের অত্যন্ত বড় পরিবর্তনের প্রতি সংবেদনশীল, কিন্তু সাধারণত এই সংবেদনশীলতা স্ফুটনাঙ্কের তুলনায় অনেক কম, কারণ কঠিন-তরল রূপান্তর আয়তনের সামান্য পরিবর্তন ঘটায়।[11][12] যদি, অধিকাংশ ক্ষেত্রে যেমন দেখা যায়, কোনো পদার্থ তরল অবস্থার চেয়ে কঠিন অবস্থায় বেশি ঘন হয়, তবে চাপের বৃদ্ধির সাথে সাথে গলনাঙ্ক বৃদ্ধি পাবে। অন্যথায় বিপরীত আচরণ ঘটে। উল্লেখযোগ্যভাবে, পানির ক্ষেত্রে এটি ঘটে, যা ডানদিকে গ্রাফিকভাবে দেখানো হয়েছে, তবে Si, Ge, Ga, Bi-এর ক্ষেত্রেও এটি ঘটে। চাপের অত্যন্ত বড় পরিবর্তনের সাথে, গলনাঙ্কে উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন দেখা যায়। উদাহরণস্বরূপ, সাধারণ চাপে (০.১ MPa) সিলিকনের গলনাঙ্ক ১,৪১৫ °C, কিন্তু ১০ GPa-এর বেশি চাপে তা কমে ১,০০০ °C হয়।[13]
গলনাঙ্ক প্রায়শই জৈব ও অজৈব যৌগগুলোকে চিহ্নিত করতে এবং তাদের বিশুদ্ধতা যাচাই করতে ব্যবহৃত হয়। একটি বিশুদ্ধ পদার্থের গলনাঙ্ক সর্বদা অশুদ্ধ পদার্থ বা মিশ্রণের গলনাঙ্কের চেয়ে বেশি হয় এবং এর পরিসর ছোট হয়। অন্যান্য উপাদানের পরিমাণ যত বেশি হবে, গলনাঙ্ক তত কম হবে এবং গলনাঙ্কের পরিসর তত প্রশস্ত হবে, যাকে প্রায়শই "পেস্টি রেঞ্জ" বলা হয়। মিশ্রণের জন্য যে তাপমাত্রায় গলন শুরু হয় তাকে সলিডাস বলা হয়, আর যে তাপমাত্রায় গলন সম্পূর্ণ হয় তাকে লিকুইডাস বলা হয়। ইউটেকটিক হলো এক বিশেষ ধরনের মিশ্রণ যা একক দশার মতো আচরণ করে। এগুলো একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় দ্রুত গলে একই গঠনের তরল তৈরি করে। বিকল্পভাবে, শীতলীকরণের সময় ইউটেকটিক গঠনের তরল একই গঠনের সুষমভাবে ছড়িয়ে থাকা ছোট (সূক্ষ্ম দানাদার) মিশ্র স্ফটিক হিসেবে জমাট বাঁধে।
স্ফটিকাকার কঠিন পদার্থের বিপরীতে, কাঁচের কোনো গলনাঙ্ক থাকে না; উত্তপ্ত করার সময় তারা একটি সান্দ্র তরলে মসৃণ কাঁচ রূপান্তর প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায়। আরও উত্তপ্ত করলে, তারা ধীরে ধীরে নরম হয়, যা নির্দিষ্ট নরম হওয়ার বিন্দু দ্বারা চিহ্নিত করা যেতে পারে।
হিমাঙ্ক অবনমন
মূল নিবন্ধ: Freezing-point depression, Supercooling
যখন কোনো দ্রাবকে অন্য কোনো যৌগ যোগ করা হয় তখন তার হিমাঙ্ক কমে যায়, যার অর্থ হলো একটি দ্রবণের হিমাঙ্ক বিশুদ্ধ দ্রাবকের চেয়ে কম হয়। এই ঘটনাটি প্রযুক্তিগত প্রয়োগে জমে যাওয়া এড়াতে ব্যবহৃত হয়, উদাহরণস্বরূপ পানিতে লবণ বা ইথিলিন গ্লাইকল যোগ করে।[14]
কার্নেলির নিয়ম
জৈব রসায়নে, ১৮৮২ সালে থমাস কার্নেলি কর্তৃক প্রতিষ্ঠিত কার্নেলির নিয়ম বলে যে, উচ্চ আণবিক প্রতিসাম্য উচ্চ গলনাঙ্কের সাথে সম্পর্কিত।[15] কার্নেলি ১৫,০০০ রাসায়নিক যৌগ পরীক্ষার ওপর ভিত্তি করে তার নিয়মটি তৈরি করেছিলেন। উদাহরণস্বরূপ, C5H12 আণবিক সংকেত বিশিষ্ট তিনটি গাঠনিক আইসোমারের জন্য গলনাঙ্ক এই ক্রমে বৃদ্ধি পায়: আইসোপেন্টেন -১৬০ °C (১১৩ K), এন-পেন্টেন -১২৯.৮ °C (১৪৩ K) এবং নিওপেন্টেন -১৬.৪ °C (২৫৬.৮ K)।[16] একইভাবে জাইলিন এবং ডাইক্লোরোবেনজিনের ক্ষেত্রে গলনাঙ্ক মেটা, অর্থো এবং তারপর প্যারা ক্রমে বৃদ্ধি পায়। পিরিডিনের প্রতিসাম্য বেনজিনের চেয়ে কম, তাই এর গলনাঙ্ক কম, কিন্তু ডায়াজিন এবং ট্রায়াজিনের সাথে গলনাঙ্ক আবার বৃদ্ধি পায়। উচ্চ প্রতিসাম্য বিশিষ্ট অনেক খাঁচার মতো যৌগ যেমন অ্যাডামেনটেন এবং কিউবেনের গলনাঙ্ক তুলনামূলকভাবে বেশি।
উচ্চ গলনাঙ্ক উচ্চ গলনের তাপ, নিম্ন গলনের এনট্রপি অথবা উভয়ের সংমিশ্রণের ফলে হয়। উচ্চ প্রতিসাম্য বিশিষ্ট অণুগুলোতে স্ফটিক দশা অনেক কার্যকর আন্তঃআণবিক মিথস্ক্রিয়া সহ ঘনভাবে বিন্যস্ত থাকে, যার ফলে গলনের সময় এনথালপির পরিবর্তন বেশি হয়।
4.png)
পদার্থের গলনাঙ্ক পূর্বাভাস (লিন্ডেম্যানের মানদণ্ড)
স্ফটিকাকার পদার্থের গলনাঙ্ক পূর্বাভাসের একটি প্রচেষ্টা প্রথম ১৯১০ সালে ফ্রেডরিক লিন্ডেম্যান করেছিলেন।[18] তত্ত্বটির পেছনের ধারণাটি ছিল এই পর্যবেক্ষণ যে তাপমাত্রার বৃদ্ধির সাথে সাথে তাপীয় কম্পনের গড় বিস্তার বৃদ্ধি পায়। গলন শুরু হয় যখন কম্পনের বিস্তার এত বেশি হয় যে পার্শ্ববর্তী পরমাণুগুলো আংশিকভাবে একই স্থান দখল করে। লিন্ডেম্যানের মানদণ্ড বলে যে, যখন কম্পনের মূল গড় বর্গ বিস্তার একটি থ্রেশহোল্ড মান অতিক্রম করে তখন গলন প্রত্যাশিত।
ধরে নেওয়া যাক যে একটি স্ফটিকের সমস্ত পরমাণু একই কম্পাঙ্ক ν-এ কম্পিত হয়, গড় তাপীয় শক্তি সমবিভাজন উপপাদ্য ব্যবহার করে এভাবে অনুমান করা যেতে পারে[19]
যেখানে m হলো পারমাণবিক ভর, ν হলো কম্পাঙ্ক, u হলো গড় কম্পন বিস্তার, kB হলো বোল্টজম্যান ধ্রুবক, এবং T হলো পরম তাপমাত্রা। যদি u2-এর থ্রেশহোল্ড মান c2a2 হয়, যেখানে c হলো লিন্ডেম্যান ধ্রুবক এবং a হলো পারমাণবিক দূরত্ব, তবে গলনাঙ্ক এভাবে অনুমান করা হয়:
গড় তাপীয় শক্তির অনুমানের ওপর নির্ভর করে গলনাঙ্কের পূর্বাভাসের জন্য আরও বেশ কিছু রাশি পাওয়া যেতে পারে। লিন্ডেম্যানের মানদণ্ডের জন্য সাধারণত ব্যবহৃত আরেকটি রাশি হলো[20]
ν-এর জন্য ডেবাই কম্পাঙ্ক থেকে,
যেখানে θD হলো ডেবাই তাপমাত্রা এবং h হলো প্ল্যাঙ্ক ধ্রুবক। অধিকাংশ পদার্থের জন্য c-এর মান ০.১৫ থেকে ০.৩ পর্যন্ত হয়।[21]
ডেটাবেস এবং স্বয়ংক্রিয় পূর্বাভাস
২০১১ সালের ফেব্রুয়ারিতে, আলফা এসার তাদের ক্যাটালগ থেকে ১০,০০০-এর বেশি যৌগের গলনাঙ্ক উন্মুক্ত ডেটা হিসেবে প্রকাশ করে[22] এবং একই ধরনের ডেটা পেটেন্ট থেকে ডেটা মাইনিং করা হয়েছে।[23] আলফা এসার এবং পেটেন্ট ডেটা যথাক্রমে র্যান্ডম ফরেস্ট[22] এবং সাপোর্ট ভেক্টর মেশিনে সারসংক্ষেপ করা হয়েছে।[23]
মৌলসমূহের গলনাঙ্ক
মূল নিবন্ধ: Melting points of the elements (data page)
আরও দেখুন
- স্ফুটনাঙ্ক
- Congruent melting
- Hagedorn temperature
- হাফনিয়াম কার্বোনাইট্রাইড, সর্বোচ্চ গলনাঙ্ক বিশিষ্ট যৌগ
- List of elements by melting point
- Melting points of the elements (data page)
- দশা চিত্র
- Simon–Glatzel equation
- Slip melting point
- ত্রৈধ বিন্দু
- Zone melting
তথ্যসূত্র
উদ্ধৃতি
- ↑ (1 May 1949). A New Method of Freezing-Point Determination for Small Quantities. Journal of Experimental Biology. 26 (1) 57–64. doi:10.1242/jeb.26.1.57.
- ↑ Haynes, p. 4.122.
- ↑ বিশুদ্ধ পানির গলনাঙ্ক ০.০০২৫১৯ ± ০.০০০১০২ °C পরিমাপ করা হয়েছে, দেখুন (2006). "A New Equation of State for H2O Ice Ih". Journal of Physical and Chemical Reference Data. 35 (2) 1021–1047. doi:10.1063/1.2183324.
- ↑ (2020-09-18). Reversible structural transformations in supercooled liquid water from 135 to 245 K. Science. 369 (6510) 1490–1492. doi:10.1126/science.abb7542.
- ↑ Haynes, p. 4.123.
- ↑ (2015). "Prediction of the material with highest known melting point from ab initio molecular dynamics calculations". Phys. Rev. B. 92 (2) 020104(R). doi:10.1103/PhysRevB.92.020104.
- ↑ (March 2020). "Fabrication of ultra-high-temperature nonstoichiometric hafnium carbonitride via combustion synthesis and spark plasma sintering". Ceramics International. 46 (10) 16068–16073. doi:10.1016/j.ceramint.2020.03.158.
- ↑ (1 January 1895). "Melting Points of Aluminum, Silver, Gold, Copper, and Platinum". Proceedings of the American Academy of Arts and Sciences. 31 218–233. doi:10.2307/20020628.
- ↑ 9.0 9.1 Carbon. rsc.org.
- ↑ (2024-06-04). Latent heat | Definition, Examples, & Facts | Britannica. www.britannica.com.
- ↑ সঠিক সম্পর্কটি ক্লসিয়াস-ক্ল্যাপেরন সম্পর্কে প্রকাশ করা হয়েছে।
- ↑ J10 Heat: Change of aggregate state of substances through change of heat content: Change of aggregate state of substances and the equation of Clapeyron-Clausius.
- ↑ Tonkov, E. Yu. and Ponyatovsky, E. G. (2005) Phase Transformations of Elements Under High Pressure, CRC Press, Boca Raton, p. 98 0-8493-3367-9
- ↑ (2006). "Atkins' Physical Chemistry". 137–139. Oxford University Press. ISBN 978-0198700722.
- ↑ (2000). "Melting Point and Molecular Symmetry". Journal of Chemical Education. 77 (6) 724. doi:10.1021/ed077p724.
- ↑ Haynes, pp. 6.153–155.
- ↑ (1967). "Tetrakis(trimethylsilyl)silane". Journal of Organometallic Chemistry. 8 (2) 245–253. doi:10.1016/S0022-328X(00)91037-4.
- ↑ Lindemann FA. (1910). "The calculation of molecular vibration frequencies". Phys. Z.. 11 609–612.
- ↑ Sorkin, S., (2003), Point defects, lattice structure, and melting সংরক্ষিত সংস্করণ, Thesis, Technion, Israel.
- ↑ Philip Hofmann. (2008). Solid state physics: an introduction. 67. Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-40861-0.
- ↑ Nelson, D. R., (2002), Defects and geometry in condensed matter physics, Cambridge University Press, 0-521-00400-4
- ↑ 22.0 22.1 (11 August 2011). "ONS Open Melting Point Collection". Nature Precedings. doi:10.1038/npre.2011.6229.1. Model published on QsarDB retrieved 13 September 2013.
- ↑ 23.0 23.1 (2016). "The development of models to predict melting and pyrolysis point data associated with several hundred thousand compounds mined from PATENTS". Journal of Cheminformatics. 8. doi:10.1186/s13321-016-0113-y. Model published on OCHEM retrieved 18 June 2016.
উৎস
- উদ্ধৃত কাজ
- (2011). "CRC Handbook of Chemistry and Physics". CRC Press. ISBN 978-1439855119.
বহিঃসংযোগ
- Melting and boiling point tables vol. 1 থমাস কার্নেলি (হ্যারিসন, লন্ডন, ১৮৮৫–১৮৮৭)
- Melting and boiling point tables vol. 2 থমাস কার্নেলি (হ্যারিসন, লন্ডন, ১৮৮৫–১৮৮৭)
- ↑ 1.0 1.1 Z হলো পারমাণবিক সংখ্যার প্রতীক; C হলো তাপ ধারণক্ষমতার প্রতীক; এবং χ হলো পাউলিং স্কেলে তড়িৎ ঋণাত্মকতার প্রতীক।
- ↑ 2.0 2.1 হিলিয়াম এক বায়ুমণ্ডলীয় চাপে কঠিন হয় না। হিলিয়াম কেবল ২৫ বায়ুমণ্ডলীয় চাপের উপরে কঠিন হতে পারে, যা পরম শূন্য তাপমাত্রার গলনাঙ্কের সাথে সম্পর্কিত।
- ↑ 3.0 3.1 3.2 কার্বন আদর্শ চাপে কোনো তাপমাত্রাতেই গলে না, বরং ৪,১০০ K তাপমাত্রার কাছাকাছি ঊর্ধ্বপাতিত হয়।
উৎস: ইংরেজি উইকিপিডিয়ার “Melting point” নিবন্ধের অনুবাদ। মূল নিবন্ধ: https://en.wikipedia.org/wiki/Melting_point এই অনুবাদটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে প্রস্তুত করা হয়েছে।
