রাসায়নিক সমতলতা অনেক গুরুত্বপূর্ণ জীববিজ্ঞান ও পরিবেশবিজ্ঞানের প্রক্রিয়াগুলিতে গুরুত্বপূর্ণ। উদাহরণস্বরূপ, $\mathrm{O_2}$ মলেকুল ও হেমোগলবিনের সম্পর্কের সমতলতা আমাদের ফুসফুস থেকে আমাদের কাঁয়ে পর্যন্ত $\mathrm{O_2}$ এর প্রস্থান ও বিতরণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রাখে। একই ধরনের সমতলতা, $\mathrm{CO}$ মলেকুল ও হেমোগলবিনের সম্পর্কের কারণে $\mathrm{CO}$ এর মন্দিভোগতা ঘটে।

একটি তরল শূন্যতার ভেতর প্রক্সিমান্ত আর্গন উষ্ণতা থাকলে তরলের উপর থেকে ভারসাম্যগত আর্গন উষ্ণতা বেশি থাকা মলেকুল তরলের উপর থেকে বায়ু পর্যায়ে পালিত হয় এবং বায়ু পর্যায়ের থেকে তরল পর্যায়ে প্রবেশ করা মলেকুলের সংখ্যা তরলের উপর আঘাত করে এবং তরল পর্যায়ে ধারণ করে। এটি একটি স্থির বাষ্প চাপ তৈরি করে যার কারণে তরল থেকে পালিত মলেকুলের সংখ্যা বায়ু থেকে তরলে ফিরে আসা মলেকুলের সংখ্যার সমান হয়। আমরা এই পর্যায়ে সিস্টেম সমতলতা অর্জন করেছে বলে বলতে পারি। তবে এটি একটি স্থির সমতলতা নয় এবং তরল ও বায়ুর মধ্যে সীমান্তে অনেক ক্রিয়াকলাপ ঘটছে। তাই, সমতলতার পরে, উষ্ণতা থাকলে বাষ্পীকরণের হার সমান কনডেনসেশনের হারে। এটি দেখানো যেতে পারে

$$ \mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \rightleftharpoons \mathrm{H_2} \mathrm{O}\text { (vap) } $$

ডবল হাফ তীর দুই দিকের প্রক্রিয়াগুলি একই সময়ে চলছে বলে নির্দেশ করে। প্রাক্কালক ও পণ্যের মিশ্রণ সমতলতার অবস্থায় একটি সমতল মিশ্রণ বলে কল্পনা করা হয়।

সমতলতা শারীরিক প্রক্রিয়া ও রাসায়নিক প্রতিক্রিয়াগুলির জন্য স্থাপিত হতে পারে। প্রতিক্রিয়া দ্রুত বা ধীর হতে পারে পরীক্ষামূলক পরিস্থিতি ও প্রাক্কালকের প্রকৃতির উপর নির্ভর করে। একটি বন্ধ ভাঁজে একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় প্রাক্কালক থেকে পণ্য তৈরি হলে প্রাক্কালকের বাড়তি কনসেন্ট্রেশন কমে যায়, কনসেন্ট্রেশন বাড়তি হয় কিছু সময়ের পর যখন প্রাক্কালক বা পণ্যের কোনোটির কনসেন্ট্রেশনে পরিবর্তন হয় না। এই পর্যায়টি সিস্টেমের গতিশীল সমতলতা এবং সামগ্রিক ও বিপরীত প্রতিক্রিয়ার হার সমান হয়ে যায়। এই গতিশীল সমতলতার কারণে রাসায়নিক মিশ্রণে বিভিন্ন পদার্থের কনসেন্ট্রেশনে কোনো পরিবর্তন হয় না। এই রাসায়নিক সমতলতায় প্রতিক্রিয়াগুলি কতটা এগিয়ে যায় তা উপলব্ধি করে এইগুলি তিনগুণ শ্রেণিতে বিভক্ত হয়।

(i) প্রতিক্রিয়াগুলি যা প্রায়শই সম্পূর্ণ হয় এবং প্রাক্কালকের কোনো নিন্ম কনসেন্ট্রেশন বাকি থাকে। কিছু ক্ষেত্রে এগুলি পরীক্ষামূলকভাবে পরীক্ষা করা যায় না।

(ii) প্রতিক্রিয়াগুলি যেখানে কম পরিমাণ পণ্য তৈরি হয় এবং সমতলতার পরে প্রাক্কালকের বেশিরভাগ অপরিবর্তিত থাকে।

(iii) প্রতিক্রিয়াগুলি যেখানে প্রাক্কালক ও পণ্যের কনসেন্ট্রেশন তুলনামূলক হয়, যখন সিস্টেম সমতলতার অবস্থায় থাকে।

একটি প্রতিক্রিয়ার সমতলতার পরের পরিমাণ পরীক্ষামূলক পরিস্থিতি যেমন প্রাক্কালকের কনসেন্ট্রেশন, তাপমাত্রা ইত্যাদির উপর নির্ভর করে। শিল্প ও পরীক্ষাগারে প্রয়োজনীয় পণ্যের দিকে সমতলতা সুবিধাজনক হওয়ার জন্য কাজের পরিস্থিতির সর্বোত্তমকরণ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এই ইউনিটে শারীরিক ও রাসায়নিক প্রক্রিয়াগুলির সমতলতার কিছু গুরুত্বপূর্ণ দিক নিয়ে আলোচনা করা হয়েছে যার সাথে জলাশয়ে তড়িৎ পদার্থের সমতলতা নিয়ে আলোচনা করা হয়েছে যা তড়িৎ সমতলতা বলে কল্পনা করা হয়।

7.1 শারীরিক প্রক্রিয়ায় সমতলতা

সিস্টেমের সমতলতার বৈশিষ্ট্যগুলি আমরা কিছু শারীরিক প্রক্রিয়া পর্যবেক্ষণ করলে ভালোভাবে বুঝতে পারি। সবচেয়ে স্বাভাবিক উদাহরণগুলি হল পর্যায় রূপান্তর প্রক্রিয়া, যেমন

$$ \begin{aligned} \text { solid } & \rightleftharpoons \text { liquid } \\ \text { liquid } & \rightleftharpoons \text { gas } \\ \text { solid } & \rightleftharpoons \text { gas } \end{aligned} $$

7.1.1 কঠিন-তরল সমতলতা

$273 \mathrm{~K}$ এবং বাতাসের চাপে একটি পুরনো তাপনিকায় থাকা বরফ ও জলের সমতলতার অবস্থায় সিস্টেম আকর্ষনীয় বৈশিষ্ট্যগুলি দেখায়। আমরা দেখতে পাই যে বরফ ও জলের দাম সময়ের সাথে সাথে পরিবর্তন হয় না এবং তাপমাত্রা স্থির থাকে। তবে সমতলতা একটি স্থির সমতলতা নয়। বরফ ও জলের মধ্যে সীমান্তে তীব্র ক্রিয়াকলাপ দেখা যায়। তরল জলের মলেকুল বরফের উপর আঘাত করে এবং এটিতে সংলগ্ন হয় এবং কিছু বরফের মলেকুল তরল পর্যায়ে প্রবেশ করে। বাতাসের চাপ ও $273 \mathrm{~K}$ এ বরফ ও জলের দাম পরিবর্তন হয় না, কারণ বরফ থেকে জল পর্যায়ে ও জল থেকে বরফ পর্যায়ে মলেকুলের স্থানান্তরের হার সমান।

বরফ ও জলের সমতলতা শুধুমাত্র নির্দিষ্ট তাপমাত্রা ও চাপে থাকে। যেকোনো একক পদার্থের জন্য বাতাসের চাপে কঠিন ও তরল পর্যায়ের সমতলতার তাপমাত্রা তার স্বাভাবিক গ্রহণ বা স্বাভাবিক পুনরুদ্ধার বিন্দু বলে কল্পনা করা হয়। এখানে সিস্টেম গতিশীল সমতলতার অবস্থায় আছে এবং আমরা নিম্নলিখিত কিছু সিদ্ধান্ত নিতে পারি:

(i) উল্টো প্রক্রিয়াগুলি একই সময়ে চলছে।

(ii) উভয় প্রক্রিয়াই একই হারে চলছে যাতে বরফ ও জলের পরিমাণ স্থির থাকে।

7.1.2 তরল-বায়ু সমতলতা

এই সমতলতা আরও ভালোভাবে বুঝতে পারি যদি আমরা একটি স্পষ্ট বাক্সে একটি ইউ-টিপ টিউব যার মধ্যে লেজার (ম্যানোমিটার) থাকে এমন একটি উদাহরণ নেই। বাক্সে কিছু ঘন সময় একটি শুষ্ককরণ পদার্থ যেমন অ্যানহাইড্রাইড ক্যালসিয়াম ক্লায়োরাইড (বা ফসফোরাস পেনটা-অকসাইড) রাখা হয়। বাক্সটি একটি দিক থেকে ঝুলে তোলার পর একটি ওয়াচ গ্লাস (বা পেট্রি ডিশ) যার মধ্যে জল থাকে সেটি দ্রুত বাক্সের ভিতরে রাখা হয়। এটি দেখা যায় যে ম্যানোমিটারের ডান শাখার লেজার ধীরে ধীরে বাড়ছে এবং শেষ পর্যন্ত একটি স্থির মান পায়, অর্থাৎ বাক্সের ভিতরের চাপ বাড়ছে এবং একটি স্থির মান পায়। এছাড়াও ওয়াচ গ্লাসের জলের পরিমাণ কমে যায় (ছবি 7.1)। প্রাথমিকভাবে বাক্সে কোনো জলের বায়ু (বা খুব কম) ছিল না। জল উষ্ণতার কারণে বায়ুকরণ হয়েছে এবং বাক্সের ভিতরে বায়ু পর্যায়ে জলের মলেকুল যোগ হয়েছে। বায়ুকরণের হার স্থির থাকে।

ছবি 7.1 একটি স্থির তাপমাত্রায় জলের সমতল বায়ু চাপ পরিমাপ

তবে সময়ের সাথে সাথে বায়ু তরল পর্যায়ে প্রবেশ করার কারণে চাপ বাড়তি হওয়ার হার কমে যায়। শেষ পর্যন্ত এটি একটি সমতলতার অবস্থায় পরিণত হয় যখন কোনো নিউট্রাল বায়ুকরণ ঘটে না। এর অর্থ হল বায়ু থেকে তরল পর্যায়ে প্রবেশ করা জলের মলেকুলের সংখ্যা বায়ুকরণের হারের সমান হয়ে যায় যতক্ষণ পর্যন্ত সমতলতা অর্জন হয় অর্থাৎ,

বায়ুকরণের হার = কনডেনসেশনের হার

$$ \mathrm{H_2} \mathrm{O}(1) \rightleftharpoons \mathrm{H_2} \mathrm{O}(\text { vap) } $$

সমতলতার পর একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় জলের মলেকুল দ্বারা প্রযোজিত চাপ স্থির থাকে এবং এটি জলের সমতল বায়ু চাপ (অথবা শুধু বায়ু চাপ) বলে কল্পনা করা হয়; জলের বায়ু চাপ তাপমাত্রার সাথে বাড়তি হয়। যদি আমরা উপরোক্ত পরীক্ষা মিথাইল অ্যালকোহল, অ্যাকটোন ও ইথারের সাথে পুনরাবৃত্ত করি, তবে একই তাপমাত্রায় একই তাপমাত্রায় বিভিন্ন তরলের বিভিন্ন সমতল বায়ু চাপ পাওয়া যায়, এ�그นา যে তরলের বায়ু চাপ বেশি তা আরও উষ্ণতায় ভাসতে পারে এবং তার উষ্ণতা কমে যায়।

যদি আমরা তিনটি ওয়াচ গ্লাস যার মধ্যে আলাদা আলাদা ভাবে অ্যাকটোন, এথাইল অ্যালকোহল ও জলের $1 \mathrm{~mL}$ রাখি এবং একই পরীক্ষা একটি উষ্ণতার ঘরে বিভিন্ন পরিমাণে তরল দিয়ে পুনরাবৃত্ত করি, তবে এই সকল পর্যায়ে শেষ পর্যন্ত তরল সম্পূর্ণ কমে যায় এবং সম্পূর্ণ বায়ুকরণ করার সময় নির্ভর করে (i) তরলের প্রকৃতি, (ii) তরলের প