পানি ($4.4\%$) ও ইথানল ${100}^{0}C(95.6\%)$ এর সমস্ফুটন দ্রবনের স্ফুটনাঙ্ক কত?

আংশিক পাতন

আংশিক পাতন বা ভগ্নাংশ পাতন (Fractional Distillation) একটি উন্নত ধরনের পাতন পদ্ধতি, যেখানে মিশ্রণে থাকা বিভিন্ন তরল পদার্থকে তাদের ফুটনাঙ্কের পার্থক্যের ভিত্তিতে ধাপে ধাপে পৃথক করা হয়। এটি এমন মিশ্রণের ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয় যেখানে উপাদানগুলোর ফুটনাঙ্কের পার্থক্য তুলনামূলকভাবে কম থাকে এবং সাধারণ পাতন পদ্ধতি কার্যকর হয় না।

আংশিক পাতন প্রক্রিয়ার ধাপসমূহ:

উত্তপ্তকরণ: মিশ্রণটি একটি ফ্লাস্কে রেখে ধীরে ধীরে উত্তপ্ত করা হয়। মিশ্রণে থাকা বিভিন্ন উপাদান ধাপে ধাপে বাষ্পে পরিণত হয়, তাদের ফুটনাঙ্ক অনুযায়ী।

বাষ্পীকরণ: প্রথমে মিশ্রণের কম ফুটনাঙ্কযুক্ত উপাদানটি বাষ্পে পরিণত হয় এবং একটি ভগ্নাংশীকরণ টাওয়ার (Fractionating Column) দিয়ে উপরে ওঠে। এই টাওয়ারটির ভিতরে অনেকগুলো ট্রে বা প্লেট থাকে যা বাষ্পের বারবার ঘনীভবন এবং বাষ্পীভবনের সুযোগ দেয়।

ফ্র্যাকশনেশন (বিভাজন): ভগ্নাংশীকরণ টাওয়ারে বাষ্পটি ধাপে ধাপে উপরে ওঠার সময় কম তাপমাত্রার বাষ্প নিচে থাকে এবং উচ্চ তাপমাত্রার বাষ্প উপরে ওঠে। এতে ভিন্ন ভিন্ন ফুটনাঙ্কযুক্ত পদার্থগুলোর যথাযথ বিভাজন ঘটে।

কনডেনসেশন (ঘনীভবন): টাওয়ারের শীর্ষে পৌঁছানো বাষ্প একটি কনডেনসারে ঠান্ডা হয়ে তরলে পরিণত হয় এবং তা আলাদা পাত্রে সংগ্রহ করা হয়।

সংগ্রহ: পৃথক হওয়া বিভিন্ন ফ্র্যাকশন (ভগ্নাংশ) ভিন্ন ভিন্ন পাত্রে সংগ্রহ করা হয়।

আংশিক পাতনের বৈশিষ্ট্য:

• আংশিক পাতন এমন মিশ্রণের ক্ষেত্রে কার্যকর, যেখানে উপাদানগুলোর ফুটনাঙ্কের পার্থক্য ছোট, যেমন ২৫°C বা তার কম।
• এই পদ্ধতিতে একাধিক উপাদান একসঙ্গে পৃথক করা যায়।
• ভগ্নাংশীকরণ টাওয়ার ব্যবহার করা হয় যাতে মিশ্রণে থাকা ভিন্ন ভিন্ন উপাদান সঠিকভাবে আলাদা হতে পারে।

আংশিক পাতনের ব্যবহার:

তেল শোধনাগারে: পেট্রোলিয়াম বা অপরিশোধিত তেলকে বিভিন্ন হাইড্রোকার্বন যেমন পেট্রোল, ডিজেল, কেরোসিন, এবং প্রাকৃতিক গ্যাসে পৃথক করার জন্য আংশিক পাতন ব্যবহৃত হয়। এখানে প্রতিটি হাইড্রোকার্বনের ফুটনাঙ্ক অনুযায়ী পৃথক ফ্র্যাকশন সংগ্রহ করা হয়।

এলকোহল এবং পানির মিশ্রণ: কম পরিমাণ এলকোহল বিশুদ্ধ করার জন্য এই পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়, যেখানে পানির ফুটনাঙ্কের সাথে এলকোহলের ফুটনাঙ্কের পার্থক্য কম থাকে।

বায়ুর আলাদা উপাদানে বিভাজন: আংশিক পাতনের মাধ্যমে তরল বায়ু থেকে নাইট্রোজেন, অক্সিজেন, এবং আর্গনের মতো গ্যাসগুলো পৃথক করা হয়।

আংশিক পাতনের সুবিধা:

• এটি জটিল মিশ্রণগুলিকে অত্যন্ত নির্ভুলভাবে পৃথক করতে সক্ষম।
• এটি সাধারণ পাতনের তুলনায় অনেক বেশি কার্যকর এবং বিভিন্ন ধরনের মিশ্রণের ক্ষেত্রে ব্যবহারযোগ্য।

আংশিক পাতনের সীমাবদ্ধতা:

• পদ্ধতিটি ধীর এবং জটিল মিশ্রণের ক্ষেত্রে সময়সাপেক্ষ হতে পারে।
• উচ্চ তাপমাত্রার প্রয়োজন হয়, যা তাপ সংবেদনশীল উপাদানের ক্ষেত্রে সমস্যা সৃষ্টি করতে পারে।

আংশিক কলামের কাজ

আংশিক কলামে থাকা থালা বা বল্বগুলো বাষ্পকে বারবার তরলে পরিণত করে এবং আবার বাষ্পীভূত করে। এই প্রক্রিয়ায় বাষ্পের মধ্যে উচ্চ বাষ্পচাপ বিশিষ্ট উপাদানের পরিমাণ বাড়তে থাকে এবং কম বাষ্পচাপ বিশিষ্ট উপাদানের পরিমাণ কমতে থাকে। ফলে কলামের উপরের অংশে উচ্চ বাষ্পচাপ বিশিষ্ট উপাদান এবং নিচের অংশে কম বাষ্পচাপ বিশিষ্ট উপাদান সংগ্রহ করা হয়।

আংশিক পাতনের ব্যবহার

• পেট্রোলিয়াম শোধন: কাঁচা তেলকে শোধন করে পেট্রোল, ডিজেল, কেরোসিন ইত্যাদি পণ্য তৈরি করা হয়।
• সুগন্ধি তেল নিষ্কাশন: বিভিন্ন উদ্ভিদ থেকে সুগন্ধি তেল নিষ্কাশন করতে আংশিক পাতন ব্যবহৃত হয়।
• রাসায়নিক শিল্প: বিভিন্ন রাসায়নিক পদার্থ শুদ্ধ করতে আংশিক পাতন ব্যবহৃত হয়।

সাধারণ পাতন এবং আংশিক পাতনের মধ্যে পার্থক্য