মিশ্রায়ন অনুপাত

রসায়ন এবং পদার্থবিজ্ঞানে মাত্রাবিহীন রাশি মিশ্রায়ন অনুপাত হলো একটি মিশ্রণে উপস্থিত কোনো একটি উপাদানের এবং মিশ্রণটির অন্যান্য সকল উপাদানের অনুপাত। এই অনুপাতটি মোল অনুপাতকে (দেখুন: ঘনমাত্রা) অথবা ভর অনুপাতকে (দেখুন: স্টোইকিওমেট্রি) নির্দেশ করতে পারে।

বায়ুমণ্ডলীয় রসায়ন এবং আবহাওয়াবিদ্যায় মিশ্রায়ন অনুপাত

মোল অনুপাত

বায়ুমণ্ডলীয় রসায়নে মিশ্রায়ন অনুপাত বলতে সাধারণত মোল অনুপাত r_i-কে বোঝানো হয়, যাকে মিশ্রণের একটি উপাদানের পরিমাণ n_i-কে মিশ্রণটির অন্যান্য সমস্ত উপাদানের মোট পরিমাণ দ্বারা ভাগের মাধ্যমে সংজ্ঞায়িত করা হয়:

$r_{i}={\frac {n_{i}}{n_{\mathrm {tot} }-n_{i}}}$

মোল অনুপাতকে পরিমাণের অনুপাতও (amount ratio) বলা হয়। যদি n_tot-এর তুলনায় n_i-এর পরিমাণ অনেক কম হয়, তাহলে মোল অনুপাত প্রায় মোল ভগ্নাংশের অনুরূপ হয়ে পড়ে। মিশ্রণে কোনো একটি উপাদান অতি ক্ষুদ্র পরিমানে উপস্থিত থাকলে একে ট্রেস উপাদান বলা হয়, যা বায়ুমণ্ডলীয় আলোচনারও বিষয়।

ভর অনুপাত

আবহাওয়াবিদ্যায় মিশ্রায়ন অনুপাত বলতে সাধারণত জলের ভর অনুপাত $\zeta$-কে বোঝানো হয়, যাকে এক খণ্ড বায়ুতে উপস্থিত পানির ভর $m_{\mathrm {H2O} }$-কে শুষ্ক বায়ুর ভর ($m_{\mathrm {air} }-m_{\mathrm {H2O} }$) দ্বারা ভাগরূপে সংজ্ঞায়িত করা হয়।

$\zeta ={\frac {m_{\mathrm {H2O} }}{m_{\mathrm {air} }-m_{\mathrm {H2O} }}}$

এক্ষেত্রে একককে সাধারণত $\mathrm {g} \,\mathrm {kg} ^{-1}$ আকারে দেওয়া হয়। এই সংজ্ঞাটি নির্দিষ্ট আর্দ্রতার অনুরূপ।

মিশ্রণ ও দ্রবনের মিশ্রায়ন অনুপাত

দুটি স্বতন্ত্র উপাদান কিংবা দুটি বিশুদ্ধ উপাদান নিয়ে তৈরিকৃত একটি দ্রবণকে ঐ উপাদানদ্বয়ের ভর, মোল অথবা আয়তনের অসংখ্য অনুপাতে মিশ্রিত করে তৈরি করা সম্ভব।

m₁ ও m₂ ভরের এবং w₁ ও w₂ ভর ভগ্নাংশের দুটি দ্রবণ মিশ্রিত করা হলে প্রাপ্ত দ্রবণের ভর ভগ্নাংশ হবে:

$w={\frac {w_{1}m_{1}+w_{2}m_{1}r_{m}}{m_{1}+m_{1}r_{m}}}$

যেখানে, লব ও হরের m₁-কে সরলীকরণ করা যায়। m₁-কে সরলীকরণ করলে ভর ভগ্নাংশ হবে:

$w={\frac {w_{1}+w_{2}r_{m}}{1+r_{m}}}$

উপরন্তু, এখানে $r_{m}$ হলো দ্রবণ দুটির ভর মিশ্রায়ন অনুপাত:

$r_{m}={\frac {m_{2}}{m_{1}}}$

ঘনত্ব ρ_i(w_i)-কে প্রতিস্থাপন করা হলে এবং ভিন্ন ভিন্ন ঘনমাত্রার জন্য সমান আয়তন বিবেচনা করা হলে যা পাওয়া যাবে:

$w={\frac {w_{1}\rho _{1}(w_{1})+w_{2}\rho _{2}(w_{2})}{\rho _{1}(w_{1})+\rho _{2}(w_{2})}}$

এবং একটি আয়তন মিশ্রায়ন অনুপাত r_V(21)-কে বিবেচনায় নিলে পাওয়া যাবে:

$w={\frac {w_{1}\rho _{1}(w_{1})+w_{2}\rho _{2}(w_{2})r_{V}}{\rho _{1}(w_{1})+\rho _{2}(w_{2})r_{V}}}$

$r_{m1}$ ও $r_{m2}$ মিশ্রায়ন অনুপাত সহযোগে উপর্যুক্ত সূত্রটিকে দুইয়ের অধিক দ্রবণের জন্য সম্প্রসারণ করা যায়, যেখানে

$r_{m1}={\frac {m_{2}}{m_{1}}}\quad r_{m2}={\frac {m_{3}}{m_{1}}}$ হলে

নতুন দ্রবণের ভর ভগ্নাংশ হবে:

$w={\frac {w_{1}m_{1}+w_{2}m_{1}r_{m1}+w_{3}m_{1}r_{m2}}{m_{1}+m_{1}r_{m1}+m_{1}r_{m2}}}={\frac {w_{1}+w_{2}r_{m1}+w_{3}r_{m2}}{1+r_{m1}+r_{m2}}}$

আয়তন সংযোজন

সম আয়তনের দুটি দ্রবণের মিশ্রায়নের মাধ্যমে আংশিকভাবে একটি আদর্শ দ্রবণ পাওয়ার শর্ত হলো এই যে, আয়তনের সংযোজন ধর্মের কারণে মিশ্রায়নের মাধ্যমে প্রাপ্ত দ্রবণটির আয়তন V সম আয়তনের দ্রবণ দুটির প্রতিটির আয়তন V_s-এর দ্বিগুণ হবে। মিশ্রণ তৈরিকারী দ্রবণ দুটির এবং প্রাপ্ত দ্রবণটির ঘনত্বের সাথে জড়িত ভর ভারসাম্য সমীকরণ থেকে প্রাপ্ত দ্রবণটির আয়তন পাওয়া যায়। এবং একে নিচের দুটি আয়তনের সাথে সমানিকরণ করা হলে তৃতীয় আরেকটি সমীকরণ দিয়ে এদেরকে নির্দেশ করা যায়:

$V={\frac {(\rho _{1}+\rho _{2})V_{\mathrm {s} }}{\rho }},V=2V_{\mathrm {s} }$

এ দুটি থেকে যা নির্দেশ করা যায়:

${\frac {\rho _{1}+\rho _{2}}{\rho }}=2$

বাস্তব দ্রবণের ক্ষেত্রে অবশ্যই শেষ সমতাটির পরিবর্তে অসমতা দেখা যায়।

দ্রাবক থেকে তৈরিকৃত দ্রবণের মিশ্রায়ন অনুপাত

প্রোটিক এবং অ্যাপ্রোটিক দ্রাবকের আণবিক অটোআয়নাইজেশনের মাধ্যমে উৎপন্ন বিশেষকরে লিওনিয়াম এবং লায়াএইট আয়ন দুটি, মিশ্রায়ন অনুপাতের উপর নির্ভরশীল আয়ন হপিংয়ের গ্রোথাস মেকানিজমের কারণে, ব্যতিক্রমী পরিবাহিতা প্রদর্শন করে। বিভিন্ন দ্রাবকের সমন্বয় তৈরিকৃত মিশ্রণগুলোর এরূপ কিছু আকর্ষণীয় বৈশিষ্ট্য থাকতে পারে। এর কয়েকটি উদাহরণ হতে পারে জল এবং জল-অ্যালকোহলের মিশ্রণে উপস্থিত হাইড্রোনিয়াম এবং হাইড্রোক্সাইড আয়ন , একই মিশ্রণে উপস্থিত অ্যালকক্সোনিয়াম এবং অ্যালকোক্সাইড আয়ন, তরল এবং সুপারক্রিটিকাল অ্যামোনিয়াতে উপস্থিত অ্যামোনিয়াম এবং অ্যামাইড আয়ন, অ্যামিনের মিশ্রণে বিদ্যমান অ্যালকাইলামোনিয়াম এবং অ্যালকাইলামাইড আয়ন ইত্যাদি...