ছোট অণু, লম্বা শিকল: পলিথিন আর নাইলন যেভাবে তৈরি হয়

সিমুলেশনটি কীভাবে ব্যবহার করবে

1. শুরুতে “পলিথিন” আর n = ৪ বাছা থাকবে। চালু করলে কার্বন পরমাণুর সারিতে দ্বিবন্ধন একটা একটা করে সরু হয়ে একক বন্ধন হয়, আর মনোমারগুলোর মাঝে সবুজ নতুন বন্ধন জন্মায়।
2. শেষে সবুজ বন্ধনীর ভেতরে পুনরাবৃত্ত একক ফুটে ওঠে, পাশে ছোট n। ওটাই পুরো শিকলের ছাঁচ।
3. “নাইলন-৬,৬” বাছো। নীল অ্যাসিড-অণু আর লাল অ্যামিন-অণু পর পর জোড়া লাগে, আর প্রতিটি জোড়া থেকে একটা ছোট H₂O উঠে চলে যায়।
4. n-এর স্লাইডার সরাও। ডানের রিডআউটে শিকলের ভর আর পানির সংখ্যা সঙ্গে সঙ্গে বদলায়।
5. পলিথিন, পলিপ্রোপিন আর পিভিসির এককের ভর তুলনা করো। শুধু পার্শ্ব-মূলক (H, CH₃, Cl) বদলেছে, শিকল একই ধাঁচের।

ব্যাগ থেকে মাছ ধরার জাল

সকালে বাজারের ব্যাগ, দুপুরে পানির পাইপ, রাতে নাইলনের শার্ট। আলাদা জিনিস, কিন্তু সবগুলো পলিমার: একই ছোট অণুর লম্বা সারি। শিকলের মূল ছাঁচ আর জোড়ার ধরন বদলালে ব্যাগ নরম হয়, পাইপ শক্ত, সুতো টানলে ছেঁড়ে না।

এই পাতায় দেখবে ছোট অণু কীভাবে জোড়া লাগে, আর জোড়ার সময় কিছু বাদ পড়ে কি না। দুটি পথ আছে, আর পথ দুটোর পার্থক্যই পরীক্ষার সবচেয়ে প্রিয় প্রশ্ন।

মনোমার, পলিমার আর পুনরাবৃত্ত একক

মনোমার হলো ছোট অণু, যা বারবার জুড়ে যেতে পারে। পলিমার হলো সেই লম্বা শিকল। শিকলের যে অংশটুকু বারবার ফিরে আসে সেটাই পুনরাবৃত্ত একক, আর কতবার ফিরে এল সেই সংখ্যা n, যাকে পলিমারকরণ মাত্রাও বলে।

বাস্তবে n হাজারের ঘরে। ধরো পলিথিনের একটি শিকলের আণবিক ভর ৫৬,০০০। এককের ভর ২৮, তাই n = ৫৬,০০০ ÷ ২৮ = ২,০০০। ভরের হিসাবে ধরা হয়েছে C = ১২, H = ১, O = ১৬, N = ১৪, Cl = ৩৫.৫।

দুই পথ: যোজন আর ঘনীভবন

পলিমারকরণের দুটি মূল ধরন। পার্থক্যটা এক নজরে:

অ্যানিমেশন কীভাবে পড়বে

যোজন দেখলে ক্যানভাসে ২n সংখ্যক কার্বন পরমাণু বসানো, দুটি করে এক মনোমার। শুরুতে প্রতিটি জোড়ায় দ্বিবন্ধন (দুই দাগ)। ঘটনা এগোলে দুটি দাগ মিলে এক হয়, আর পাশের মনোমারের সঙ্গে সবুজ নতুন দাগ জন্মায়।

সারি ছয় পরমাণুর বেশি হলে শিকল পরের সারিতে নেমে আসে, সাপের মতো আঁকাবাঁকা, যাতে এক টানা শিকল দেখা যায়। শেষে সবুজ বন্ধনী ধরে প্রথম পুনরাবৃত্ত একক চিহ্নিত হয়।

ঘনীভবনে নীল আর লাল ব্লক পর পর বসানো। প্রতিটি ব্লক এক মনোমার অণু। ব্লকের মাঝে সবুজ দাগ জন্মালে, তার ঠিক ওপর থেকে একটি নীলচে সবুজ ফোঁটা (H₂O) উঠে মিলিয়ে যায়। ওপরে লেখা বেরিয়ে যাওয়া পানির গোনা চলতে থাকে।

যোজন পলিমারকরণ: ইথিন থেকে পলিথিন

ইথিন CH₂=CH₂-এর দ্বিবন্ধনে দুটি বন্ধন আছে। একটি দৃঢ়, অন্যটি দুর্বল। দুর্বলটি খুলে গেলে প্রতিটি কার্বনের একটি করে হাত ফাঁকা হয়, আর সেই হাত ধরে পরের অণুর কার্বনকে। এভাবে শিকল বাড়ে। কোনো পরমাণু বাদ যায় না, তাই এককের ভর মনোমারের ভরের সমান: ২৮।

এই পথ চলে তাপ, চাপ আর অনুঘটকের সাহায্যে। শিকল কত দীর্ঘ হবে এবং কতটা শাখা-প্রশাখা থাকবে, সেটা অবস্থার ওপর নির্ভর করে, আর তাতেই পলিথিন নরম থলে নাকি শক্ত বোতল হবে ঠিক হয়।

ঘনীভবন পলিমারকরণ: নাইলন-৬,৬

এখানে দুটি আলাদা মনোমার: ডাইঅ্যাসিড C₆H₁₀O₄ (ভর ১৪৬) এবং ডাইঅ্যামিন C₆H₁₆N₂ (ভর ১১৬)। অ্যাসিডের –COOH থেকে OH আর অ্যামিনের –NH₂ থেকে একটি H মিলে H₂O হয়ে বেরিয়ে যায়, আর C–N বন্ধন (অ্যামাইড –CO–NH–) জন্মায়।

একটি পুনরাবৃত্ত এককে একটি অ্যাসিড আর একটি অ্যামিন থাকে, দুটি জোড়ায় দুই অণু পানি গেছে। তাই এককের সংকেত C₁₂H₂₂N₂O₂, ভর ২২৬। চেনের দুই প্রান্তে একটি H আর একটি OH থাকে, মোট ১৮। n একক হলে পানি বেরোয় (২n − ১)টি।

চার পলিমার পাশাপাশি

সিমুলেশনের চারটি পলিমার, সংকেত ও এককের ভরসহ। সবগুলো ভর অণুর পরমাণু গুনে বের করা।

সিমুলেশনে নিজে করে দেখো

ক্রমানুসারে করো। আগে অনুমান লিখে রাখো, তারপর দেখো।

• পরীক্ষা ১: “পলিথিন”, n = ২। দ্বিবন্ধনের দুটি দাগ কখন এক হয়, আর নতুন সবুজ বন্ধন কখন জন্মায়, লক্ষ করো।
• পরীক্ষা ২: n = ৬ করো। চেনের সারি দ্বিতীয় লাইনে নেমে আসে। শিকলের ভর কতটা বাড়ল রিডআউটে দেখো।
• পরীক্ষা ৩: “পিভিসি” বাছো। দ্বিতীয় কার্বনের নিচে Cl বসে। এককের ভর পলিথিনের চেয়ে কত বেশি?
• পরীক্ষা ৪: “নাইলন-৬,৬”, n = ৩। ছয়টি ব্লক, পাঁচটি জোড়া, পাঁচটি পানির ফোঁটা। রিডআউটের সংখ্যার সঙ্গে মেলাও।
• পরীক্ষা ৫: যেকোনো যোজন পলিমারে “নির্গত পানি” কত? তারপর নাইলনে। কেন এই পার্থক্য?

সমাধান করা গাণিতিক সমস্যা

এখানকার সব সংখ্যা অ্যানিমেশনের একই গণনা থেকে নেওয়া।

প্লাস্টিক আর আমাদের আবর্জনা

যে মজবুতি পলিমারকে কাজের করে, সেই মজবুতিই তাকে ঝামেলার করে। বেশিরভাগ পলিমারের শিকল প্রকৃতিতে জীবাণু ভাঙতে পারে না, তাই ফেলে দেওয়া থলে বছরের পর বছর নর্দমা আটকায়, মাটিতে থাকে, ছোট ছোট টুকরা হয়ে পানিতে মেশে।

তিনটা কাজ সাহায্য করে: কম ব্যবহার করা (কাপড়ের থলে), ব্যবহার আবার ব্যবহার করা, আর আলাদা করে সংগ্রহ করে পুনর্ব্যবহার করা। কিছু পলিমার গরম করে আবার গলানো যায়, কিছু যায় না। আর কিছু নতুন পলিমার উদ্ভিজ্জ উৎস থেকে বানানো, যা সময়ের সঙ্গে ভাঙে। কোন পরিমাণ কত, সেটা সময়ের সঙ্গে বদলায়, তাই সংখ্যা মুখস্থ নয়, কারণটা বোঝো।

যে ভুলগুলো সবাই করে

প্রতি বছর এখানেই নম্বর কাটে।

• যোজন ও ঘনীভবনের পার্থক্য উল্টে ফেলা। যোজনে কিছু বেরোয় না; ঘনীভবনে ছোট অণু বেরোয়।
• পুনরাবৃত্ত এককে দ্বিবন্ধন রেখে দেওয়া। পলিমারে C=C নেই, শুধু C–C।
• নাইলনে পানির সংখ্যা ২n ধরা। ঠিক সংখ্যা (২n − ১), কারণ n-এককে ২n অণু, জোড়া ২n − ১টি।
• বন্ধনীর বাইরে n লেখা ভুলে যাওয়া: [–CH₂–CH₂–]ₙ।
• মনোমার আর পুনরাবৃত্ত এককের নাম গুলিয়ে ফেলা। পলিথিনের মনোমার ইথিন, একক –CH₂–CH₂–।
• পিভিসির মনোমার ক্লোরোইথিন (CH₂=CHCl), এথিলিন বা ক্লোরোইথেন নয়।

পরীক্ষার কোণ (SSC, HSC)

না দেখে করো, তারপর মিলিয়ে নাও।

• যোজন ও ঘনীভবন পলিমারকরণের দুটি পার্থক্য লেখো।
• পলিপ্রোপিনের এককের ভর কত? উত্তর: ৪২।
• নাইলন-৬,৬-এর মনোমার দুটি কী কী? সংকেত ও ভর লেখো। উত্তর: C₆H₁₀O₄ (১৪৬) ও C₆H₁₆N₂ (১১৬)।
• নাইলনের ৫০ এককের শিকল তৈরিতে কত অণু পানি বেরোয়? উত্তর: ৯৯।
• প্লাস্টিক ব্যবহারের একটি সুবিধা আর একটি সমস্যা লেখো।

পুনরালোচনা: এক মিনিটে পুরো পাতা

পরীক্ষার আগে এটুকু পড়ে নাও।

• মনোমার = ছোট অণু; পলিমার = লম্বা শিকল; n = এককের সংখ্যা।
• যোজন: C=C খুলে যায়, কিছু বেরোয় না, ভর = n × মনোমারের ভর।
• ঘনীভবন: দুই মূলক মিলে ছোট অণু (সাধারণত H₂O) বেরিয়ে যায়।
• পলিথিন ২৮, পলিপ্রোপিন ৪২, পিভিসি ৬২.৫, নাইলন-৬,৬ ২২৬ (এককের ভর)।
• নাইলন: n একক = ২n মনোমার = (২n − ১) পানি।
• প্লাস্টিক টেকসই বলে কম ব্যবহার, পুনর্ব্যবহার ও সংগ্রহ জরুরি।

সচরাচর জিজ্ঞাসা