পাঠ ১০ / ১১অনুচ্ছেদ ২.১৪, ২.১৪.১, ২.১৫, ২.১৫.১, ২.১৬

কেলাসন, পাতন ও ঊর্ধ্বপাতনCrystallization, distillation & sublimation

পুকুরের এক বালতি ঘোলা পানিতে এক মুঠো লবণ গুলে দেওয়া হলো। এই মিশ্রণ (mixture) থেকে বিশুদ্ধ লবণ (pure salt) আর বিশুদ্ধ পানি (pure water) — দুটোই আলাদা করে বের করতে পারবে? নিচে নিজে চেষ্টা করো:

কাদা আর লবণ মেশানো ঘোলা পানি (muddy salt water)। নিচের একটি পদ্ধতি (method) বেছে নাও।

ছেঁকে (filter) দেখো — লবণ কি আলাদা হয়?
বাষ্পীভবন (evaporation) আর পাতনের (distillation) মধ্যে পার্থক্য খোঁজো — পানিটা কোথায় যায়?
একই নমুনা (sample) থেকে বিশুদ্ধ লবণ (pure salt) আর বিশুদ্ধ পানি (pure water) দুটোই বের করো।

ছাঁকনি (filter) কাদা আটকায়, কিন্তু লবণ আটকায় না। বাষ্পীভবনে (evaporation) লবণ পাওয়া যায়, কিন্তু পানি হারিয়ে যায়। কোন মিশ্রণের জন্য কোন পদ্ধতি — এটি নির্ভর করে উপাদানগুলোর (components) ভৌত ধর্মের (physical property) পার্থক্যের ওপর। এই পাঠে ধাপে ধাপে দেখব:

বিশুদ্ধ পদার্থ (pure substance) আর বিশুদ্ধতার মানদণ্ড (criteria of purity)
কোন মিশ্রণে কোন পদ্ধতি — ভৌত ধর্ম দেখে বাছাই
কেলাসন (crystallization) — দ্রাব্যতার (solubility) খেলা
খাদ্য লবণ (table salt) বিশুদ্ধকরণ (purification) (সাধারণ আয়ন, common ion) ও আংশিক কেলাসন (fractional crystallization)
পাতন (distillation) — সাধারণ পাতন (simple distillation)
আংশিক পাতন (fractional distillation) ও সমস্ফুটন মিশ্রণ (azeotrope)
স্টিম পাতন (steam distillation) ও নিম্নচাপ পাতন (vacuum distillation)
ঊর্ধ্বপাতন (sublimation)
এবার নিজে করে দেখো — কেলাসন বেঞ্চ ও পাতন যন্ত্র (virtual lab)

ধাপ ১: বিশুদ্ধ পদার্থ ও বিশুদ্ধতার মানদণ্ড

যে পদার্থে একটিই মাত্র যৌগ (compound) বা মৌল (element) আছে, যার সংযুক্তি (composition) নির্দিষ্ট — সেটি বিশুদ্ধ পদার্থ (pure substance)। অন্য কিছু মেশানো থাকলে তা ভেজাল (impurity)। কোনো যৌগের গঠন বা ধর্ম পরীক্ষা করার আগে তাকে বিশুদ্ধ করতে হয় — যৌগকে অপরিবর্তিত রেখে মিশ্রণ থেকে আলাদা করার প্রক্রিয়াকে বলে বিশোধন (purification)।

পদার্থটি সত্যিই বিশুদ্ধ হলো কি না, বোঝা যায় কিছু নির্দিষ্ট ভৌত ধর্ম মেপে — এগুলোকে বলে বিশুদ্ধতার মানদণ্ড (criteria of purity):

নির্দিষ্ট ও তীক্ষ্ণ গলনাঙ্ক (sharp melting point) — কঠিন পদার্থের (solid) জন্য সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত।
স্থির স্ফুটনাঙ্ক (constant boiling point) — তরলের (liquid) জন্য।
নির্দিষ্ট কেলাস গঠন (crystal form), ঘনত্ব (density) আর প্রতিসরাঙ্ক (refractive index)।

বিশুদ্ধ কঠিন একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় (temperature) হঠাৎ গলে যায় — পুরো গলন (melting) হয় 0.5–1 °C-এর মধ্যে। ভেজাল থাকলে দুটি জিনিস ঘটে: গলনাঙ্ক কমে যায় আর গলন একটি পরিসর (range) জুড়ে ছড়িয়ে পড়ে। কতটা কমবে তা নির্ভর করে ভেজালের পরিমাণের ওপর ( $\Delta T = K_f \cdot m$ , যেখানে $m$ ভেজালের মোলালিটি, molality)। তেমনি বিশুদ্ধ তরল পুরোটা একই তাপমাত্রায় ফোটে, কিন্তু মিশ্রণ ফোটে একটি পরিসর জুড়ে — পাতনের সময় তাপমাত্রা বাড়তেই থাকে।

নিচে ন্যাপথালিনের (naphthalene) বিশুদ্ধ আর ভেজাল-মেশানো নমুনা (sample) গরম করে দেখো:

ন্যাপথালিন (naphthalene) নমুনায় (sample) ভেজাল (impurity):

বিশুদ্ধ ন্যাপথালিনের (pure naphthalene) গলনাঙ্ক (melting point, m.p.): 80.26 °C
এই নমুনা (sample): গলন (melting) শুরু → শেষ: —
গলনের পরিসর (melting range): —

প্রথমে বিশুদ্ধ (pure) নমুনা (sample) গরম করো, তারপর ভেজাল (impurity) মেশানো নমুনা। গলন (melting) কখন শুরু আর কখন শেষ হয়, তুলনা করো।

নিজে যাচাই করো

কেলাসনের পর একটি বেনজয়িক এসিড (benzoic acid) নমুনার গলনাঙ্ক মাপা হলো 117–120 °C। বিশুদ্ধ বেনজয়িক এসিড গলে 122.4 °C-এ। কী সিদ্ধান্ত নেবে?

ধাপ ২: কোন মিশ্রণে কোন পদ্ধতি?

মিশ্রণের উপাদানগুলো যে ধর্মে সবচেয়ে বেশি আলাদা, সেই ধর্মই পদ্ধতি ঠিক করে দেয়:

উপাদানগুলোর পার্থক্য (difference)	পদ্ধতি (method)	উদাহরণ
দ্রাব্যতা (solubility)	কেলাসন, আংশিক কেলাসন	অবিশুদ্ধ (impure) KNO₃, চিনি
স্ফুটনাঙ্ক অনেক আলাদা	সাধারণ পাতন (simple distillation)	লবণপানি থেকে পানি
স্ফুটনাঙ্ক কাছাকাছি	আংশিক পাতন (fractional distillation)	পেট্রোলিয়াম (petroleum), মিথানল (methanol) + ইথানল (ethanol)
পানিতে অদ্রবণীয় (insoluble), স্টিমে উদ্বায়ী (steam-volatile)	স্টিম পাতন	সুগন্ধি তেল (essential oil), অ্যানিলিন (aniline)
স্বাভাবিক স্ফুটনাঙ্কে ভেঙে যায় (decomposes)	নিম্নচাপ পাতন	গ্লিসারল (glycerol)
কঠিন থেকে সরাসরি বাষ্প (vapour) হয়	ঊর্ধ্বপাতন (sublimation)	কর্পূর (camphor), আয়োডিন (iodine)
দুই দ্রাবকে (solvents) দ্রাব্যতা আলাদা / অধিশোষণ (adsorption) আলাদা	দ্রাবক নিষ্কাশন (solvent extraction), ক্রোমাটোগ্রাফি (chromatography)	পরের পাঠ

ভৌত অবস্থা (physical state) দেখেও শুরু করা যায়: কঠিন বিশোধনে কেলাসন, ঊর্ধ্বপাতন, স্টিম পাতন; তরল বিশোধনে বিভিন্ন পাতন ও দ্রাবক নিষ্কাশন; গ্যাস বিশোধনে শোষণ (absorption) বা তরলীকরণের (liquefaction) পর আংশিক পাতন।

নিজে যাচাই করো

কর্পূর (camphor) আর বালুর মিশ্রণ থেকে কর্পূর আলাদা করার সবচেয়ে সহজ উপায় কোনটি?

ধাপ ৩: কেলাসন — দ্রাব্যতার খেলা

একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় একটি দ্রাবক (solvent) সর্বোচ্চ যতটা দ্রব (solute) গুলতে পারে, ততটা গোলানো দ্রবণকে বলে সম্পৃক্ত দ্রবণ (saturated solution)। বেশিরভাগ কঠিনের দ্রাব্যতা (solubility) তাপমাত্রা বাড়লে বাড়ে। তাই গরম সম্পৃক্ত দ্রবণ ঠান্ডা করলে বাড়তি দ্রব আর দ্রবণে থাকতে পারে না — নির্দিষ্ট জ্যামিতিক আকারের কঠিন দানা হয়ে বেরিয়ে আসে। এই দানাকে বলে কেলাস (crystal), আর প্রক্রিয়াটিকে কেলাসন (crystallization)। কেলাস আলাদা করার পর যে দ্রবণ পড়ে থাকে, তা মাতৃদ্রব (mother liquor) — সেটিও ওই তাপমাত্রায় সম্পৃক্ত।

নিচের লেখচিত্রে (graph) 80 °C-এ 100 g পানিতে সম্পৃক্ত দ্রবণ ধীরে ধীরে ঠান্ডা করো। দুটি লবণের পার্থক্য খেয়াল করো:

লবণ (salt):

ঠান্ডা করো (cool to)80 °C

80 °C-এ 100 g পানিতে দ্রবীভূত (dissolved): 169.0 g
80 °C-এ দ্রবণে থাকে (stays in solution): 169.0 g
কেলাস হয়ে বেরোয় (crystals): 0.0 g (0%)

KNO₃-এর দ্রাব্যতা (solubility) তাপমাত্রার (temperature) সাথে দ্রুত বাড়ে — গরম দ্রবণ (solution) ঠান্ডা করলেই প্রচুর কেলাস (crystals) পাওয়া যায়। কেলাসনের (crystallization) জন্য আদর্শ।

ভেজাল কেন মাতৃদ্রবে থেকে যায়? ভেজাল থাকে অল্প পরিমাণে, তাই ঠান্ডা অবস্থাতেও তা সম্পৃক্ত হয় না — দ্রবণেই থেকে যায়। আর কেলাসের নিয়মিত জালিতে (lattice) শুধু একই রকম কণা (particles) ঠিকঠাক বসে, অন্য কণা বাদ পড়ে।

দ্রাবক বাছাই (choosing a solvent)

ভালো কেলাসন-দ্রাবকের গুণ:

গরমে বেশি, ঠান্ডায় কম দ্রবীভূত (dissolves) করে — তবেই ঠান্ডা করলে বেশি কেলাস পাওয়া যায়।
ভেজালকে হয় খুব বেশি দ্রবীভূত করে (মাতৃদ্রবে থেকে যায়), নয়তো একেবারেই না (গরম অবস্থায় ছেঁকে ফেলা যায়)।
পদার্থের সাথে বিক্রিয়া (reaction) করে না, সহজে উড়ে যায় (volatile) যাতে কেলাস শুকানো সহজ, আর নিরাপদ ও সস্তা।

“সমধর্মী সমধর্মীকে দ্রবীভূত করে” (like dissolves like) — পোলার (polar) যৌগের জন্য পোলার দ্রাবক: পানি, মিথানল, ইথানল, অ্যাসিটোন (acetone), ইথাইল অ্যাসিটেট (ethyl acetate); অপোলার (non-polar) যৌগের জন্য হেক্সেন (hexane), বেনজিন (benzene), টলুইন (toluene), CCl₄। ক্লোরোফর্ম (chloroform, CHCl₃) মৃদু পোলার — তবু অনেক অপোলার যৌগ ভালো দ্রবীভূত করে।

কেলাসনের ধাপ

দ্রবীভূত করো — অবিশুদ্ধ নমুনা যতটুকু না হলেই নয়, ততটুকু গরম দ্রাবকে (minimum hot solvent) গোলাও। রঙিন ভেজাল থাকলে একটু সক্রিয় চারকোল (activated charcoal) দিয়ে ফোটাও — রঙ শোষিত হয়।
গরম অবস্থায় ছাঁকো (hot filtration) — বালির মতো অদ্রবণীয় ভেজাল আর চারকোল সরে যায়। ঠান্ডা হলে ছাঁকলে কাঙ্ক্ষিত পদার্থও কাগজে কেলাস হয়ে আটকে যেত।
ধীরে ঠান্ডা করো — তারপর বরফ-বাথে (ice bath) রাখো যাতে আরও কেলাস বের হয়।
ছাঁকো — বুখনার ফানেলে (Buchner funnel) শোষণ-পরিস্রাবণ (suction filtration), তারপর অল্প বরফ-ঠান্ডা দ্রাবক দিয়ে ধোও যাতে গায়ে লেগে থাকা মাতৃদ্রব চলে যায়।
শুকাও ও যাচাই করো — ডেসিকেটরে (desiccator, অনার্দ্র (anhydrous) CaCl₂-এর ওপর) শুকিয়ে গলনাঙ্ক মাপো। দরকার হলে আবার কেলাসন (পুনঃকেলাসন, recrystallization)।

কেন ধীরে ঠান্ডা? ধীরে ঠান্ডা করলে অল্প কয়েকটি কেলাস-কেন্দ্র (nucleus) তৈরি হয়, আর দ্রবের কণাগুলো সময় নিয়ে জালিতে ঠিক জায়গায় বসে — তাই কেলাস হয় বড় ও বেশি বিশুদ্ধ। হঠাৎ ঠান্ডা করলে একসাথে অসংখ্য কেন্দ্র তৈরি হয় — অনেক ছোট কেলাস, যাদের মোট পৃষ্ঠতল (surface area) বিশাল; তাতে বেশি মাতৃদ্রব লেগে থাকে আর কেলাসের ভেতরেও আটকে যায়।

নিজে যাচাই করো

কেলাসনে নমুনা গোলাতে 'যতটুকু না হলেই নয়, ততটুকু' গরম দ্রাবক নেওয়া হয় কেন?

ধাপ ৪: খাদ্য লবণ বিশুদ্ধকরণ ও আংশিক কেলাসন

সাধারণ আয়ন দিয়ে NaCl বিশুদ্ধকরণ

ধাপ ৩-এর লেখচিত্রে দেখেছ, NaCl-এর দ্রাব্যতা 0 থেকে 100 °C-এ প্রায় একই (35.7 → 39.8 g / 100 g পানি)। তাই শুধু ঠান্ডা করে NaCl-এর কেলাস প্রায় পাওয়াই যায় না। উপায় হলো সাধারণ আয়ন প্রভাব (common ion effect): অবিশুদ্ধ লবণের সম্পৃক্ত দ্রবণে HCl গ্যাস চালনা করা (বা গাঢ় (concentrated) HCl যোগ করা)।

\ce{NaCl(s) <=> Na+(aq) + Cl-(aq)} \qquad \ce{HCl(g) -> H+(aq) + Cl-(aq)}

HCl থেকে আসা Cl⁻ হলো “সাধারণ আয়ন” — NaCl-এও আছে। Cl⁻ বেড়ে যাওয়ায় আয়নিক গুণফল (ionic product) $[\text{Na}^+][\text{Cl}^-]$ দ্রাব্যতা গুণফলকে (solubility product, $K_{sp}$ ) ছাড়িয়ে যায়, ফলে সাম্যাবস্থা (equilibrium) বাঁয়ে সরে আর বিশুদ্ধ NaCl কেলাস হয়ে নামে। MgCl₂, CaCl₂-এর মতো ভেজাল খুবই দ্রবণীয় (soluble) আর পরিমাণে অল্প — তাই এরা মাতৃদ্রবেই থেকে যায়। ( $K_{sp}$ আর সাধারণ আয়ন প্রভাব বিস্তারিত দেখো দ্রাব্যতা গুণফল পাঠে।)

Na⁺Cl⁻Mg²⁺, Ca²⁺ (ভেজাল, impurity)NaCl কেলাস (crystal)

আয়নিক গুণফল [Na⁺][Cl⁻] (ionic product)

কেলাসিত (crystallized) NaCl: 0.0 g / 100 mL
অবস্থা: সম্পৃক্ত (saturated)

MgCl₂, CaCl₂ খুব দ্রবণীয় (soluble) — দ্রবণেই (solution) থাকে

HCl দ্রবণে (solution) আরও Cl⁻ আয়ন (ion) যোগ করে। Cl⁻ হলো সাধারণ আয়ন (common ion) — NaCl-এরও আছে। ফলে [Na⁺][Cl⁻] গুণফল (product) K_sp ছাড়িয়ে যায় আর বিশুদ্ধ (pure) NaCl কেলাস (crystals) হয়ে নামে; ভেজাল (impurity) আয়নগুলো মাতৃদ্রবে (mother liquor) থেকে যায়।

ব্যবহারিক কাজে: (১) খাদ্য লবণ পানিতে গুলে দ্রবণ তৈরি, (২) ছেঁকে অদ্রবণীয় ময়লা দূর, (৩) গরম করে সম্পৃক্ত দ্রবণ তৈরি, (৪) সামান্য ঠান্ডা করে HCl যোগ, (৫) কেলাস ছেঁকে আলাদা করা, (৬) ফিল্টার কাগজে চেপে তারপর ডেসিকেটরে শুকানো। বিশুদ্ধ NaCl সাদা, ঘনক (cubic) আকৃতির কেলাস।

আংশিক কেলাসন (fractional crystallization)

দুই বা ততোধিক কঠিনের দ্রাব্যতা আলাদা হলে, ধাপে ধাপে কেলাসন করে একটির পর আরেকটি আলাদা করা যায় — এটি আংশিক কেলাসন। দ্রাব্যতার পার্থক্য যত বেশি, পৃথকীকরণ (separation) তত ভালো। সবচেয়ে পরিচিত উদাহরণ: KNO₃ আর NaCl-এর মিশ্রণ। গরম পানিতে দুটোই গলে; ঠান্ডা করলে KNO₃-এর দ্রাব্যতা হুড়মুড় করে কমে (169 → 31.6 g, 80 → 20 °C), কিন্তু NaCl-এর প্রায় বদলায় না। তাই KNO₃ কেলাস হয়ে আসে, NaCl দ্রবণে থাকে। বাকি দ্রবণ ঘন করে (concentrate) তারপর NaCl আলাদা করা হয়। চিনি শিল্পেও আখের রস থেকে ধাপে ধাপে কেলাসন করে চিনি বিশুদ্ধ করা হয়।

নিজে যাচাই করো

অবিশুদ্ধ লবণের সম্পৃক্ত দ্রবণে HCl গ্যাস চালনা করলে বিশুদ্ধ NaCl কেলাস হয় কেন?

ধাপ ৫: পাতন — সাধারণ পাতন

তরলকে তাপ দিয়ে বাষ্পে পরিণত করে, সেই বাষ্পকে আবার ঠান্ডা করে তরলে ফিরিয়ে আনার প্রক্রিয়াই পাতন (distillation):

\text{distillation} = \text{vaporization} + \text{condensation}

একটি তরল কখন ফোটে? যখন তার বাষ্পচাপ (vapour pressure) বাইরের চাপের (external pressure) সমান হয়। সমুদ্রপৃষ্ঠে বাইরের চাপ 760 mmHg; পানির বাষ্পচাপ 100 °C-এ ঠিক 760 mmHg — তাই পানি 100 °C-এ ফোটে। যে তরলের বাষ্পচাপ বেশি, তা বেশি উদ্বায়ী (volatile) এবং কম তাপমাত্রায় ফোটে।

সাধারণ পাতন (simple distillation) দিয়ে আলাদা করা যায়: (ক) উদ্বায়ী তরল থেকে অনুদ্বায়ী (non-volatile) কঠিন (যেমন লবণপানি থেকে পানি), বা (খ) দুটি তরল, যাদের স্ফুটনাঙ্কের পার্থক্য বড় (মোটামুটি 25–40 °C-এর বেশি; বই 40 °C ধরে)।

বাষ্প (vapour) ফ্লাস্ক (flask) থেকে উঠে থার্মোমিটারের (thermometer) বাল্ব ছুঁয়ে শীতকে (condenser) যায়, ঠান্ডা হয়ে তরল (liquid) হয়ে গ্রাহক পাত্রে (receiver) পড়ে। শীতকের পানি নিচ দিয়ে ঢুকে ওপর দিয়ে বের হয় — তাতে জ্যাকেট (jacket) পুরো ভরে থাকে, আর সবচেয়ে ঠান্ডা পানি থাকে বাষ্পের শেষ প্রান্তে (প্রতিপ্রবাহ, counter-current)।

মূল অংশ তিনটি: পাতন ফ্লাস্ক (distillation flask), লিবিগ শীতক (Liebig condenser), আর গ্রাহক পাত্র (receiver)। ফ্লাস্কে কয়েকটি ফুটন্ত পাথর (boiling chips) দিতে হয়, যাতে হঠাৎ লাফিয়ে ফোটা (bumping) না হয়। থার্মোমিটারের বাল্ব থাকে পার্শ্বনলের (side arm) ঠিক মুখে — যে বাষ্প শীতকে যাচ্ছে, তার তাপমাত্রা মাপার জন্য। স্ফুটনাঙ্ক প্রায় 140–150 °C-এর বেশি হলে পানি-শীতকের (water condenser) বদলে বায়ু-শীতক (air condenser) — প্রায় 1 cm ব্যাসের (diameter), 60–80 cm লম্বা একটি কাচের নল — ব্যবহার করা হয়, কারণ খুব গরম বাষ্প আর ঠান্ডা পানির তাপমাত্রার বিশাল ব্যবধানে শীতকের কাচ ফেটে যেতে পারে।

নিজে যাচাই করো

লিবিগ শীতকে ঠান্ডা পানি নিচের নল দিয়ে ঢোকানো হয় কেন?

ধাপ ৬: আংশিক পাতন ও সমস্ফুটন মিশ্রণ

দুটি তরলের স্ফুটনাঙ্ক কাছাকাছি হলে কী হয়? মিশ্রণ ফোটালে যে বাষ্প ওঠে, তাতে বেশি উদ্বায়ী উপাদানের অনুপাত বেশি থাকে — কিন্তু তা বিশুদ্ধ নয় (র‍্যাউল্টের সূত্র, Raoult’s law: প্রতিটি উপাদানের আংশিক বাষ্পচাপ (partial vapour pressure) তার মোল ভগ্নাংশের (mole fraction) সমানুপাতিক (proportional))। সেই বাষ্প ঘনীভূত (condense) করে আবার ফোটালে আরও সমৃদ্ধ (enriched) হয়। এই “ফোটাও–ঘনীভূত করো” বারবার করার কাজটাই করে অংশ কলাম (fractionating column) — ফ্লাস্ক আর শীতকের মাঝে কাচের পুঁতি (glass beads) বা খাঁজ-কাটা একটি লম্বা নল। কলামের ভেতরে উঠন্ত বাষ্প আর নামন্ত তরল বারবার মিলিত হয়; প্রতিটি এরকম ধাপকে বলে তাত্ত্বিক ধাপ (theoretical plate)।

মিশ্রণ (mixture):

ফ্লাস্কে (flask) মিথানল (methanol) (ভর %, mass %):

ধাপ (theoretical plates)0

কোনো কলাম (column) নেই (সাধারণ পাতন, simple distillation): একবার ফুটিয়ে একবার ঘনীভূত (condense) করলে বাষ্পে (vapour) মিথানল (methanol) 42% — খুব বিশুদ্ধ (pure) নয়। স্লাইডার বাড়িয়ে কলামে ধাপ (plate) যোগ করো।

তাই আংশিক পাতনে থার্মোমিটার প্রথমে বেশি উদ্বায়ী উপাদানের স্ফুটনাঙ্কে কিছুক্ষণ স্থির থাকে (plateau), সেটি প্রায় শেষ হলে তাপমাত্রা দ্রুত বেড়ে পরের উপাদানের স্ফুটনাঙ্কে গিয়ে আবার স্থির হয়। গ্রাহক পাত্র বদলে এভাবে আলাদা আলাদা অংশ (fraction) সংগ্রহ করা হয়।

ব্যবহার: পেট্রোলিয়াম শোধন (refining) — অপরিশোধিত তেল (crude oil) থেকে গ্যাস, পেট্রোল, কেরোসিন, ডিজেল, লুব্রিকেটিং তেল আলাদা করা; গাঁজানো (fermented) দ্রবণ থেকে রেক্টিফায়েড স্পিরিট (rectified spirit); আলকাতরা (coal tar) থেকে বেনজিন, টলুইন; তরল বাতাস (liquid air) থেকে N₂ (−196 °C) ও O₂ (−183 °C)।

সমস্ফুটন মিশ্রণ (azeotrope)

কিছু মিশ্রণ একটি নির্দিষ্ট সংযুক্তিতে পৌঁছালে বাষ্প আর তরলের সংযুক্তি হুবহু এক হয়ে যায় — তখন মিশ্রণটি একটি বিশুদ্ধ তরলের মতোই এক তাপমাত্রায় ফোটে। একে বলে সমস্ফুটন মিশ্রণ (azeotrope বা constant-boiling mixture)। পাতন করে এর উপাদানগুলো আর আলাদা করা যায় না।

সর্বনিম্ন স্ফুটনাঙ্কের (minimum-boiling) উদাহরণ: 95.6% ইথানল + 4.4% পানি (ভর অনুযায়ী, by mass) ফোটে 78.2 °C-এ — বিশুদ্ধ ইথানলের (78.4 °C) চেয়েও কম! তাই আংশিক পাতনে গাঁজানো দ্রবণ থেকে সর্বোচ্চ 95.6% ইথানল পাওয়া যায় — এটিই রেক্টিফায়েড স্পিরিট (rectified spirit)।
সর্বোচ্চ স্ফুটনাঙ্কের (maximum-boiling) উদাহরণ: প্রায় 68% HNO₃ + 32% পানি ফোটে ≈ 121 °C-এ — বিশুদ্ধ HNO₃ (83 °C) আর পানি (100 °C) দুটোর চেয়েই বেশি।

নিচের নীল রেখা: কোন সংযুক্তির (composition) তরল (liquid) কত °C-এ ফোটে (boils) (বিশুদ্ধ (pure) পানি 100 °C, বিশুদ্ধ ইথানল (ethanol) 78.4 °C)। উপরের কমলা রেখা: সেই মুহূর্তের বাষ্পের (vapour) সংযুক্তি। বাঁ দিকে বাষ্প সবসময় তরলের চেয়ে ইথানলে সমৃদ্ধ (enriched) — কিন্তু 95.6%-এ দুই রেখা মিলে যায়। সেখানে বাষ্প আর তরল একই, তাই পাতন (distillation) করে আর এগোনো যায় না।

পরম অ্যালকোহল (absolute alcohol, ~100% ইথানল) তৈরির উপায়:

পোড়া চুন (quicklime, CaO) দিয়ে: রেক্টিফায়েড স্পিরিটে CaO মেশালে পানি বিক্রিয়া করে শোষিত হয়, ইথানল করে না। তারপর পাতন করলে 78.4 °C-এ প্রায় বিশুদ্ধ ইথানল আসে।

\ce{CaO(s) + H2O(l) -> Ca(OH)2(s)}

বেনজিন দিয়ে সমস্ফুটন পাতন (azeotropic distillation): বেনজিন মিশিয়ে পাতন করলে প্রথমে 64.9 °C-এ একটি ত্রি-উপাদান (ternary) সমস্ফুটন মিশ্রণ (7.4% পানি + 18.5% ইথানল + 74.1% বেনজিন) বেরিয়ে সব পানি নিয়ে যায়; তারপর ≈ 68 °C-এ বাড়তি বেনজিন বেরোয় ইথানলের সাথে দ্বি-উপাদান (binary) সমস্ফুটন মিশ্রণ হিসেবে (≈ 32% ইথানল + 68% বেনজিন); শেষে 78.4 °C-এ বিশুদ্ধ ইথানল। (বেনজিন ক্যান্সার-সৃষ্টিকারী (carcinogenic), তাই এখন শিল্পে সাইক্লোহেক্সেন (cyclohexane) বা আণবিক চালুনি — molecular sieve — ব্যবহার হয়।)

নিজে যাচাই করো

খুব লম্বা অংশ কলাম দিয়েও রেক্টিফায়েড স্পিরিট থেকে 100% ইথানল পাওয়া যায় না কেন?

ধাপ ৭: স্টিম পাতন ও নিম্নচাপ পাতন

স্টিম পাতন (steam distillation)

দুটি তরল যদি একে অপরের সাথে অমিশ্রণীয় (immiscible) হয় — যেমন অ্যানিলিন আর পানি — তবে প্রতিটি তরল নিজের বাষ্পচাপ দেয়, অন্যটির উপস্থিতি তাতে প্রভাব ফেলে না (ডাল্টনের আংশিক চাপ সূত্র, Dalton’s law of partial pressures)। মিশ্রণটি ফোটে তখনই, যখন দুটি বাষ্পচাপের যোগফল বাইরের চাপের সমান হয়:

p_{\text{water}} + p_{\text{organic}} = P_{\text{atm}} = 760\ \text{mmHg}

যোগফল 760 ছোঁয় 100 °C-এর আগেই — তাই উচ্চ স্ফুটনাঙ্কের (এমনকি 200 °C-এর বেশি) জৈব যৌগও (organic compounds) 100 °C-এর নিচে স্টিমের সাথে বেরিয়ে আসে, ভাঙার সুযোগ পায় না। পাতিত তরলে (distillate) দুটির ভরের অনুপাত:

\frac{m_{\text{organic}}}{m_{\text{water}}} = \frac{p_{\text{organic}}\, M_{\text{organic}}}{p_{\text{water}}\, M_{\text{water}}}

গ্রাহক পাত্রে দুটি স্তর (layers) জমে, যা পৃথকী ফানেল (separating funnel) দিয়ে আলাদা করা হয়। স্টিম পাতনের শর্ত: যৌগটি পানিতে অদ্রবণীয়, স্টিমে উদ্বায়ী (100 °C-এ অন্তত কয়েক mmHg বাষ্পচাপ), আর গরম পানি বা স্টিমে ভাঙে না। ব্যবহার: গোলাপ, ইউক্যালিপটাস, লেমনগ্রাস ইত্যাদি থেকে সুগন্ধি তেল (essential oil); অ্যানিলিন ও নাইট্রোবেনজিন (nitrobenzene) বিশোধন।

নিম্নচাপ পাতন (vacuum / reduced-pressure distillation)

বাইরের চাপ কমালে বাষ্পচাপ কম তাপমাত্রাতেই তার সমান হয় — তাই স্ফুটনাঙ্ক কমে যায়। যে তরল স্বাভাবিক স্ফুটনাঙ্কে ভেঙে যায় (decompose), তাকে পাম্প দিয়ে চাপ কমিয়ে কম তাপে পাতন করা হয়। যেমন গ্লিসারল 760 mmHg-এ প্রায় 290 °C-এ ফোটে আর আংশিক ভেঙে যায়; 12 mmHg চাপে ফোটে প্রায় 170 °C-এ, না ভেঙে। সাবান শিল্পের বর্জ্য-লাই (spent lye) থেকে গ্লিসারল এভাবেই আলাদা করা হয়। যন্ত্রে থাকে ক্লাইজেন ফ্লাস্ক (Claisen flask), চাপ মাপার ম্যানোমিটার (manometer) আর বায়ু-নিষ্কাশন পাম্প (vacuum pump)।

নিচে দুটি পরীক্ষাই নিজে করো — চাপ কমিয়ে দেখো, আর স্টিম পাতনে যোগফল কোথায় 760 ছোঁয় খুঁজে বের করো:

চাপ (pressure)760 mmHg

এই চাপে (pressure) স্ফুটনাঙ্ক (boiling point): 100.0 °C
760 mmHg-এ স্ফুটনাঙ্ক (boiling point): 100.0 °C
কমেছে: 0.0 °C

তরল (liquid) তখনই ফোটে (boils) যখন তার বাষ্পচাপ (vapour pressure) বাইরের চাপের (external pressure) সমান হয়। বাইরের চাপ কমালে কম তাপমাত্রাতেই (temperature) সেই সমতা আসে — তাই স্ফুটনাঙ্ক (boiling point) কমে।

নিজে যাচাই করো

এভারেস্টের চূড়ার কাছাকাছি চাপ প্রায় 260 mmHg। সেখানে পানি প্রায় কত তাপমাত্রায় ফুটবে?

ধাপ ৮: ঊর্ধ্বপাতন

কিছু কঠিন পদার্থ গরম করলে তরল না হয়েই সরাসরি বাষ্পে পরিণত হয়, আর বাষ্প ঠান্ডা করলে আবার সরাসরি কঠিন হয়। এটি ঊর্ধ্বপাতন (sublimation); ঠান্ডা জায়গায় জমা কঠিনটিকে বলে উৎক্ষেপ (sublimate)। এমন হয় যখন কঠিনটির গলনাঙ্কে পৌঁছানোর আগেই তার বাষ্পচাপ যথেষ্ট বেশি হয়ে যায়।

\text{solid} \xrightarrow{\text{heat}} \text{vapour} \xrightarrow{\text{cool}} \text{solid}

উদাহরণ: কর্পূর, ন্যাপথালিন, আয়োডিন, বেনজয়িক এসিড, NH₄Cl (শুকনো বরফ (dry ice) বা কঠিন CO₂-ও)। NH₄Cl আসলে গরমে NH₃ আর HCl গ্যাসে বিয়োজিত (dissociates) হয় এবং ঠান্ডা জায়গায় আবার যুক্ত হয় — দেখতে ঊর্ধ্বপাতনের মতো, কাজও একই। অনুদ্বায়ী ভেজাল (বালু, NaCl) থালাতেই (dish) পড়ে থাকে। ঊর্ধ্বপাতন নিম্নচাপেও করা যায় (vacuum sublimation) — তখন আরও কম তাপমাত্রায় হয়।

বালির সাথে মেশানো (mixed with sand):

চেষ্টা করেছ: 0/6

থালায় (dish) বালির সাথে পদার্থটি (substance) মেশানো আছে, ওপরে উল্টানো ঠান্ডা ফানেল (funnel)। গরম করে দেখো কী হয়।

পাতনের ছয় রূপ — এক নজরে

পদ্ধতি	কখন	মূল কথা
সাধারণ পাতন	উদ্বায়ী তরল + অনুদ্বায়ী কঠিন, বা স্ফুটনাঙ্কের বড় পার্থক্য	একবার ফোটানো, একবার ঘনীভবন (condensation)
আংশিক পাতন	স্ফুটনাঙ্ক কাছাকাছি	অংশ কলামে বারবার ফোটা–ঘনীভবন
সমস্ফুটন পাতন (azeotropic)	সমস্ফুটন মিশ্রণ ভাঙতে	তৃতীয় উপাদান (যেমন বেনজিন) যোগ
স্টিম পাতন	পানিতে অদ্রবণীয়, স্টিমে উদ্বায়ী	$p_1 + p_2 = 760$ → 100 °C-এর নিচে ফোটে
নিম্নচাপ পাতন	স্বাভাবিক স্ফুটনাঙ্কে ভেঙে যায়	চাপ কমালে স্ফুটনাঙ্ক কমে
ঊর্ধ্বপাতন	কঠিন থেকে সরাসরি বাষ্প	কঠিন → বাষ্প → কঠিন

নিজে যাচাই করো

NaCl আর NH₄Cl-এর মিশ্রণ থেকে দুটিকে আলাদা করার সহজ উপায় কোনটি?

ধাপ ৯: এবার নিজে করে দেখো

ক) কেলাসন বেঞ্চ

50.0 g অবিশুদ্ধ নমুনায় আছে 45.0 g KNO₃, 3.0 g NaCl (দ্রবণীয় ভেজাল) আর 2.0 g বালি (অদ্রবণীয় ভেজাল)। লক্ষ্য: যতটা সম্ভব বেশি আর বিশুদ্ধ KNO₃ কেলাস।

পানির পরিমাণ ঠিক করো, গরম করো, তারপর গরম অবস্থায় ছাঁকবে কি না সিদ্ধান্ত নাও।
ধীরে না দ্রুত ঠান্ডা করবে বেছে নাও — বিকারে (beaker) কেলাস জমতে দেখো।
ধুয়ে, ছেঁকে, শুকিয়ে ওজন নাও। প্রাপ্তি (yield) আর বিশুদ্ধতা খাতায় উঠবে — ভিন্ন ভিন্ন সিদ্ধান্তে কী বদলায় তুলনা করো।

কেলাসন বেঞ্চ

Recrystallization of impure KNO₃

↗

দ্রবণে KNO₃ (dissolved): 0.0 g
কঠিন KNO₃ (solid): 45.0 g
পানি (water): 30 mL

পানি (water)30 mL

অবিশুদ্ধ নমুনা (impure sample): 50.0 g (এতে KNO₃, অল্প NaCl আর বালি মেশানো)। প্রথমে ঠিক করো কত পানি দেবে।

চ্যালেঞ্জ (challenges)

0/5

ধীরে ঠান্ডা করে বড় কেলাস (crystals) তৈরি করো
প্রাপ্তি (yield) 85%-এর বেশি করো
50 mL বা বেশি পানি দিয়ে করে দেখো — প্রাপ্তির (yield) কী হয়?
গরম অবস্থায় না ছেঁকে (no hot filtration) কেলাস (crystals) তৈরি করো — বিশুদ্ধতা (purity) দেখো
বিশুদ্ধতা (purity) 99.5% বা বেশি করো

পর্যবেক্ষণ খাতা (observation notebook)

এখনো কোনো পরীক্ষা (experiment) শেষ হয়নি। প্রথম নমুনা (sample) থেকে কেলাস (crystals) তৈরি করো।

প্রাপ্তির (yield) হিসাব আসল দ্রাব্যতা-সারণি (solubility table, CRC) থেকে। কেলাসে কতটুকু মাতৃদ্রব (mother liquor) লেগে থাকে, সেটি একটি আনুমানিক মডেল (approximate model) — বাস্তবে বিশুদ্ধতা (purity) মাপা হয় গলনাঙ্ক (melting point) দিয়ে।

খ) পাতন যন্ত্র

একটি মিশ্রণ বেছে নাও, তারপর যন্ত্র সাজাও: কলাম লাগাবে কি না, থার্মোমিটারের বাল্ব কোথায়, শীতকে পানি কোন দিক দিয়ে।
তাপ দাও (heat) চাপো। থার্মোমিটারের তাপমাত্রা-বনাম-সময় লেখচিত্রটি দেখো — কোথায় সমতল (plateau), কোথায় খাড়া লাফ।
তাপমাত্রা লাফ দিতে শুরু করলে গ্রাহক পাত্র বদলাও — প্রতিটি অংশের আয়তন (volume) আর সংযুক্তি খাতায় উঠবে।

পাতন যন্ত্র

Simple & fractional distillation lab

↗

মিশ্রণ (mixture) (100 mL, আয়তনে 50:50, by volume):

ফ্লাস্কের (flask) ওপরে:

থার্মোমিটারের বাল্ব (thermometer bulb):

শীতকে (condenser) পানি ঢোকে:

থার্মোমিটার (thermometer): 28.0 °C
ফ্লাস্কে বাকি (left in flask): 100 mL
এই পাত্রে (this receiver, F1): 0.0 mL
এতে অ্যাসিটোন (acetone) (ভর %, mass %): —

তাপমাত্রা বনাম সময় (temperature vs time) — থার্মোমিটার (thermometer) - - ফ্লাস্কের তরল (flask liquid)

অ্যাসিটোন (acetone)-এর স্ফুটনাঙ্ক (boiling point) 56.05 °C · পানি (water)-এর 100 °C

তাপের হার (heating)300 W

যন্ত্র (apparatus) সাজাও (মিশ্রণ (mixture), কলাম (column), থার্মোমিটার (thermometer), শীতকের (condenser) পানি), তারপর "তাপ দাও (heat)" চাপো।

চ্যালেঞ্জ (challenges)

0/5

অ্যাসিটোন + পানি (acetone + water) সাধারণ পাতনে (simple distillation) আলাদা করো: ≥ 85% অ্যাসিটোনের (acetone) অন্তত 15 mL সংগ্রহ করো (তাপমাত্রা (temperature) প্রায় 75 °C ছোঁয়ার আগে নিজে গ্রাহক পাত্র (receiver) বদলাও)
মিথানল + ইথানল (methanol + ethanol) সাধারণ পাতনে (কলাম ছাড়া, simple distillation) করে প্রথম অংশটি (fraction) দেখো
অংশ কলাম (fractionating column) লাগিয়ে মিথানল + ইথানল (methanol + ethanol) থেকে ≥ 95% মিথানলের (methanol) অন্তত 10 mL সংগ্রহ করো
ইথানল + পানি (ethanol + water) থেকে অংশ কলাম (fractionating column) দিয়ে যতটা পারো বিশুদ্ধ ইথানল (pure ethanol) বানাও (চেষ্টা করো 96%-এর বেশি)
ইচ্ছা করে একটি ভুল করে দেখো: থার্মোমিটার (thermometer) তরলে (liquid) ডোবাও বা শীতকের (condenser) পানি ওপর দিয়ে দাও

পর্যবেক্ষণ খাতা (observation notebook)

এখনো কোনো অংশ (fraction) সংগ্রহ হয়নি। পাতন (distillation) চালিয়ে গ্রাহক পাত্র (receiver) বদলাও।

মডেল (model): র‍্যাউল্টের সূত্র (Raoult's law) + ভ্যান লার সক্রিয়তা গুণাঙ্ক (Van Laar activity coefficients), বাষ্পচাপ (vapour pressure) অ্যান্টোইন সমীকরণ (Antoine equation) থেকে। অংশ কলাম (fractionating column) = 10টি তাত্ত্বিক ধাপ (theoretical plates)। সময় 4 গুণ দ্রুত চলছে।

বই পড়ার সময় সাবধান — পাঠ্যবইয়ের এই অংশে কিছু ভুল আছে:

বেনজিন-ইথানলের দ্বি-উপাদান সমস্ফুটন মিশ্রণের সংযুক্তি “32.4% ইথানল + 67.4% বেনজিন” লেখা — যোগফল 99.8%, 100% নয়। প্রকৃত মান প্রায় 32% ইথানল + 68% বেনজিন, স্ফুটনাঙ্ক ≈ 68 °C।
বায়ু-শীতক (air condenser) ব্যবহার হয় স্ফুটনাঙ্ক প্রায় 140–150 °C-এর বেশি হলে, “100–120 °C” নয় (120 °C-এর বাষ্প পানি-শীতকেই নিরাপদে ঘনীভূত হয়)। আর এর মাপ “1 cm³ ব্যাস, 80 cm³ দীর্ঘ” নয় — ব্যাস ও দৈর্ঘ্য দৈর্ঘ্যের একক, তাই 1 cm ব্যাস, ~80 cm লম্বা।
“চিনির কেলাস বড় হলে মিষ্টতা বাড়ে” — ভুল। মিষ্টতা সুক্রোজ (sucrose) অণুর (molecule) ধর্ম; কেলাসের আকার শুধু কত দ্রুত গলবে তা বদলায়। বড় কেলাসের সুবিধা হলো বেশি বিশুদ্ধতা।
ক্লোরোফর্ম (CHCl₃) অপোলার দ্রাবকের তালিকায় রাখা হয়েছে — কিন্তু CHCl₃ পোলার (দ্বিমেরু ভ্রামক, dipole moment ≈ 1.0 D)। CCl₄ প্রতিসম (symmetric) তাই অপোলার, CHCl₃ নয়।
গাঢ় HCl প্রায় 12 M (36–37%); কোথাও কোথাও 10 M ধরা হয়।
বিশুদ্ধ HNO₃-এর স্ফুটনাঙ্ক প্রায় 83 °C (বইয়ে 86 °C)।
“ভেজালে গলনাঙ্ক 1–2 °C কমে” — কমার পরিমাণ নির্দিষ্ট নয়, ভেজালের পরিমাণের সাথে বাড়ে; আর গলনের পরিসরও ছড়িয়ে যায়।

ঘরে বসে পরীক্ষা: সূর্যের আলোয় পাতন আর ফিটকিরির কেলাস

ক) সৌর পাতন (solar still):

একটি বড় বাটিতে এক গ্লাস পানি নিয়ে দুই চামচ লবণ গুলে নাও। চাইলে এক চিমটি মাটিও মেশাও।
বাটির মাঝখানে একটি খালি কাপ বসাও (কাপের মুখ পানির ওপরে থাকবে)।
বাটির মুখ প্লাস্টিকের পাতলা মোড়ক (cling film) দিয়ে টানটান করে ঢাকো, ঠিক কাপের ওপরে মোড়কের মাঝখানে একটি ছোট পাথর রাখো যাতে মোড়ক একটু নিচু হয়ে ঝোলে।
কয়েক ঘণ্টা কড়া রোদে রাখো। মোড়কের নিচে পানির ফোঁটা জমে পাথরের দিকে গড়িয়ে কাপে পড়বে। কাপের পানি পরিষ্কার আর নোনা নয়; বাটিতে পানি কমে লবণ ঘন হবে। এটি প্রকৃতির পাতন — বৃষ্টিও এভাবেই হয়।

খ) ধীরে বনাম দ্রুত কেলাস: গরম পানিতে যতটা গলে ততটা ফিটকিরি (potash alum) গুলে দ্রবণটি দুই কাপে ভাগ করো। একটি কাপ কাপড়ে মুড়ে ঘরে রেখে দাও (ধীরে ঠান্ডা), অন্যটি ঠান্ডা পানির বাটিতে বসাও (দ্রুত ঠান্ডা)। এক দিন পর কেলাসের আকার তুলনা করো।

নিরাপত্তা: গরম পানি সাবধানে ঢালো, বড়দের সাহায্য নাও। ফিটকিরির দ্রবণ বা কেলাস খেয়ো না। সৌর পাতনের পানি পরীক্ষার জন্য — অপরিষ্কার পাত্রে বানানো পানি পান কোরো না।

পরীক্ষার প্রস্তুতি

১. 80 °C-এ 50 g পানিতে KNO₃-এর সম্পৃক্ত দ্রবণ 20 °C-এ ঠান্ডা করা হলো। কত গ্রাম KNO₃ কেলাসিত হবে? (দ্রাব্যতা: 80 °C-এ 169 g, 20 °C-এ 31.6 g প্রতি 100 g পানি)

80 °C-এ দ্রবীভূত: $\dfrac{169 \times 50}{100} = 84.5$ g। 20 °C-এ দ্রবণে থাকতে পারে: $\dfrac{31.6 \times 50}{100} = 15.8$ g।

কেলাসিত KNO₃ $= 84.5 - 15.8 = 68.7$ g। (প্রাপ্তি $= 68.7/84.5 \times 100 = 81\%$ ; বাকিটা মাতৃদ্রবে।)

২. অ্যানিলিন ও পানির মিশ্রণ 760 mmHg চাপে 98.4 °C-এ স্টিম পাতিত হয়। ওই তাপমাত্রায় পানির বাষ্পচাপ 717 mmHg। পাতিত তরলের 100 g-এ কত গ্রাম অ্যানিলিন থাকবে? (C₆H₅NH₂ = 93, H₂O = 18)

অ্যানিলিনের বাষ্পচাপ $p_o = 760 - 717 = 43$ mmHg।

$\dfrac{m_o}{m_w} = \dfrac{p_o M_o}{p_w M_w} = \dfrac{43 \times 93}{717 \times 18} = 0.310$

100 g পাতিত তরলে অ্যানিলিন $= 100 \times \dfrac{0.310}{1.310} = 23.7$ g। লক্ষ করো: অ্যানিলিনের বাষ্পচাপ কম হলেও এর মোলার ভর (molar mass) পানির ৫ গুণ, তাই ভরে প্রায় এক-চতুর্থাংশ।

৩. আংশিক পাতন করে রেক্টিফায়েড স্পিরিট থেকে পরম অ্যালকোহল পাওয়া যায় না কেন? কীভাবে পাওয়া যায়?

95.6% ইথানল + 4.4% পানি একটি সর্বনিম্ন-স্ফুটনাঙ্কের সমস্ফুটন মিশ্রণ (78.2 °C)। এই সংযুক্তিতে বাষ্প আর তরলের সংযুক্তি একই, তাই পাতনে আর পৃথকীকরণ হয় না। পরম অ্যালকোহল পেতে (ক) পোড়া চুন যোগ করে পানি শোষণ করিয়ে পাতন করা হয় ( $\ce{CaO + H2O -> Ca(OH)2}$ ), বা (খ) বেনজিন মিশিয়ে সমস্ফুটন পাতন — 64.9 °C-এ ত্রি-উপাদান মিশ্রণ পানি বের করে নেয়, ≈ 68 °C-এ বাড়তি বেনজিন বেরোয়, শেষে 78.4 °C-এ বিশুদ্ধ ইথানল।

৪. সাধারণ পাতন ও আংশিক পাতনের মধ্যে তিনটি পার্থক্য লেখো।

সাধারণ পাতন	আংশিক পাতন
স্ফুটনাঙ্কের পার্থক্য বড় (~25–40 °C-এর বেশি) হলে	স্ফুটনাঙ্ক কাছাকাছি হলে
ফ্লাস্ক থেকে বাষ্প সরাসরি শীতকে যায়	ফ্লাস্ক আর শীতকের মাঝে অংশ কলাম থাকে
একবার মাত্র বাষ্পীভবন-ঘনীভবন	কলামে বহুবার বাষ্পীভবন-ঘনীভবন (অনেক তাত্ত্বিক ধাপ)
উদাহরণ: লবণপানি থেকে পানি	উদাহরণ: পেট্রোলিয়াম শোধন, রেক্টিফায়েড স্পিরিট

৫. গ্লিসারিন (glycerine) সাধারণ চাপে পাতন না করে নিম্নচাপে পাতন করা হয় কেন? 12 mmHg চাপে এটি প্রায় কত তাপমাত্রায় ফোটে?

গ্লিসারিনের স্বাভাবিক স্ফুটনাঙ্ক প্রায় 290 °C, আর ওই তাপমাত্রায় এটি আংশিক বিয়োজিত (decompose) হয়। তরল ফোটে যখন বাষ্পচাপ = বাইরের চাপ; বাইরের চাপ 12 mmHg-এ নামালে গ্লিসারিনের বাষ্পচাপ মাত্র ~170 °C-এই 12 mmHg ছোঁয়। তাই নিম্নচাপে অনেক কম তাপমাত্রায়, না ভেঙে পাতন হয়।

৬. অবিশুদ্ধ খাদ্য লবণের সম্পৃক্ত দ্রবণে গাঢ় HCl যোগ করলে বিশুদ্ধ NaCl কেলাস পাওয়া যায় — K_sp-এর ধারণা দিয়ে ব্যাখ্যা করো।

সম্পৃক্ত দ্রবণে $\ce{NaCl(s) <=> Na+ + Cl-}$ সাম্যাবস্থায় আয়নিক গুণফল $[\text{Na}^+][\text{Cl}^-] = K_{sp}$ । HCl সম্পূর্ণ আয়নিত (ionized) হয়ে Cl⁻ (সাধারণ আয়ন) যোগ করে, ফলে আয়নিক গুণফল $K_{sp}$ -এর চেয়ে বেশি হয়। লা শাতেলিয়ের নীতি (Le Chatelier’s principle) অনুযায়ী সাম্যাবস্থা বাঁয়ে সরে — NaCl কেলাস হয়ে নামে। MgCl₂, CaCl₂ ইত্যাদি ভেজাল অল্প পরিমাণে ও খুব দ্রবণীয়, তাদের আয়নিক গুণফল $K_{sp}$ -এর অনেক নিচে — তাই তারা দ্রবণেই থাকে।