ADVERTISEMENT
രാസപ്രവർത്തനങ്ങളെക്കുറിച്ചു ചിന്തിക്കുന്പോൾ പെട്ടെന്നു നമ്മുടെ മനസിലേക്കു കടന്നുവരുന്നത് ഒരുവിദ്യാലയത്തിലെയോ കലാശാലയിലെയോ ഗവേഷകന്റെയോ ലബോറട്ടറികളിൽ നിശ്ചിത ചിട്ടവട്ടങ്ങളോടെ നടത്തുന്ന ചില പരീക്ഷണങ്ങളുടെയോ ചിത്രമാകാം. എന്നാൽ ഈ അതിർവരന്പുകൾക്കുമപ്പുറത്ത് പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ എല്ലാ മേഖലകളെയും സ്പർശിച്ചു നിൽക്കുന്ന ഒന്നാണു രാസപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ ലോകം. ശാസ്ത്ര-സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ ചിട്ടയായി രൂപപ്പെടുന്നതിനു നൂറ്റാണ്ടുകൾ മുന്പേ മൺപാത്രങ്ങൾ, ചായങ്ങൾ, ഗ്ലാസ്, ചീസ്, വൈൻ, ലോഹപാത്രങ്ങൾ തുടങ്ങിയവയൊക്കെ ഉണ്ടാക്കിയ മനുഷ്യൻ അറിഞ്ഞോ അറിയാതെയോ പ്രയോജനപ്പെടുത്തിയത് രാസമാറ്റങ്ങളെയാണ്.
ഭൗമാന്തരീക്ഷത്തിലും ഭൂമിയുടെ ഉള്ളറകളിലും ജീവജാലങ്ങളുടെ ഉള്ളിലുമെല്ലാം രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ അനുസ്യൂതം തുടർന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു. പാൽ തൈരാകുന്പോഴും ഇരുന്പ് തുരുന്പിക്കുന്പോഴും ഒരു സസ്യമോ ജീവിയോ അതിന്റെ വളർച്ചയുടെ വിവിധ ഘട്ടങ്ങൾ പിന്നിടുന്പോഴും പച്ചിലകൾ പ്രകാശസംശ്ലേഷത്തിലൂടെ ആഹാരം രൂപപ്പെടുത്തുന്പോഴും ഈ ഇലകൾ പഴുത്ത് മഞ്ഞനിറമായി പൊഴിഞ്ഞുവീഴുന്പോഴുമെല്ലാം അവ രാസമാറ്റങ്ങൾക്കു വിധേയമാകുന്നു. ഇവയിൽ ചിലത് വളരെ വേഗത്തിൽ നടക്കുന്പോൾ മറ്റു ചിലത് മിതമായ വേഗത്തിലോ വളരെ സാവധാനത്തിലോ ആകാം നടക്കുന്നത്. രാസപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ വേഗത്തെ (നിരക്കിനെ) സംബന്ധിച്ചു പഠിക്കുന്ന രസതന്ത്രശാഖയാണ് രാസഗതികം (Chemical Kinetics). ഒന്പതാം ക്ലാസ് രസതന്ത്രത്തിലെ അഞ്ചാം അധ്യായമായ രാസഗതികത്തിന്റെ അധികവായനയ്ക്ക് സഹായകമായ വിധത്തിലാണ് ഈ പഠനക്കുറിപ്പുകൾ തയാറാക്കിയിരിക്കുന്നത്.രാസപ്രവർത്തന നിരക്കിന്റെ വ്യത്യാസം കാണിക്കുന്ന പട്ടിക ശ്രദ്ധിക്കുക.വളരെ വേഗത്തിൽ നടക്കുന്നവ(Fast Reactions)പടക്കം പൊട്ടുന്നത്പ്രകൃതിവാതകത്തിന്റെ ജ്വലനം (Combustion)സിൽവർ നൈട്രേറ്റ് ലായനിയും സോഡിയം ക്ലോറൈഡും തമ്മിൽ പ്രവർത്തിച്ച് സിൽവർ ക്ലോറൈഡ് അവക്ഷിപ്തമാകുന്നത്.ആൽക്കലിയും ആസിഡും തമ്മിലുള്ള നിർവീരീകരണ പ്രവർത്തനം.
മിതമായ വേഗത്തിൽ നടക്കുന്നവ(Moderate Reactions)ഹൈഡ്രജൻ പെറോക്സൈഡിന്റെ വിഘടനം (decomposition)നൈട്രജൻ പെന്റോക്സൈഡിന്റെ വിഘടനംസോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ എസ്റ്ററിന് ഹൈഡ്രോളിസിസ് സംഭവിച്ച് ആൽക്കഹോൾ ഉണ്ടാകുന്നത്.കേക്ക് നിർമാണത്തിൽ ബേക്കിംഗ് പൗഡറും (NaHCo3) വിനാഗിരിയും (CH3COOH) തമ്മിലുള്ള പ്രവർത്തനം.
സാവധാനത്തിൽ നടക്കുന്നവ(Slow Reactions)ഇരുന്പിന്റെ തുരുന്പിക്കൽ (Rusting of Iron)ഫലവർഗങ്ങൾ പഴുക്കുന്നതും കൽക്കരിയും പെട്രോളിയവും രൂപപ്പെടുന്നതും.സുക്രോസ് ലൈയനിയുടെ ഫെർമന്റേഷൻ വഴി ആൽക്കഹോൾ ഉണ്ടാകുന്നത്.മുറിച്ചുവച്ച ആപ്പിളിന് തവിട്ടുനിറമുണ്ടാകുന്നത്.
രാസപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ നിരക്കുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ചില പ്രായോഗിക അനുഭവങ്ങൾ പരിശോധിച്ചാലോ?
വാഹനങ്ങളുടെ എയർബാഗ് വിടരുന്നത് - അതിവേഗ രാസപ്രവർത്തനംവാഹനങ്ങൾ കൂട്ടിയിടിക്കുകയോ അപകടത്തിൽപ്പെടുകയോ ചെയ്യുന്പോൾ വളരെ പെട്ടെന്നുതന്നെ എയർബാഗുകൾ വിടരുന്നതുവഴി ഡ്രൈവറെയും യാത്രക്കാരെയും ഒരുപരിധിവരെ സുരക്ഷിതരാക്കാൻ കഴിയും. ഇതിനു പിന്നിലുള്ള രസതന്ത്രം സോഡിയം അസൈഡ് (Na N3) എന്ന രാസവസ്തുവിന്റെ അതിവേഗത്തിലുള്ള വിഘടനമാണ്. കൂട്ടിയിടി നടക്കുന്പോൾ വാഹനങ്ങളിൽ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന സെൻസറുകൾ അതു തിരിച്ചറിഞ്ഞ് ഇലക്ട്രിക് സിഗ്നൽ പുറത്തുവിടുന്നു. ഈ താപം 30 മില്ലിസെക്കൻഡിനുള്ളിൽ സോഡി അസൈഡിനെ വിഘടിപ്പിക്കുന്നു.2NaN3-3Na+N2രാസപ്രവർത്തനഫലമായി പുറത്തുവരുന്ന നൈട്രജൻ വളരെ പെട്ടെന്ന് എയർബാഗിനുള്ളിൽ നിറയുകയും ബാഗ് വിടർന്ന് സുരക്ഷ ഒരുക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
ഹൈഡ്രജൻ പെറോക്സൈഡിന്റെ വിഘടനം-മിതമായ വേഗതചതവ്, മുറിവ് എന്നിവയ്ക്ക് ആന്റിസെപ്റ്റിക് ആയും മരം, പേപ്പർ, തുണി, മുടി എന്നിവയുടെ ബ്ലീച്ചിംഗ് ഏജന്റായും വ്യവസായ മലിനീകരണം തടയുന്ന ഓക്സീകാരിയായും ഒക്കെ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഹൈഡ്രജൻ പെറോക്സൈഡിന്റെ വിഘടനം മിതമായ വേഗത്തിൽ നടക്കുന്ന ഒന്നാണ്.2H2O2-2H2O+O2ഈ സ്വാഭാവിക വിഘടനത്തിന്റെ നിരക്ക്, മാംഗനീസ് ഡൈ ഓക്സൈഡ്, പൊട്ടാസ്യം അയഡൈഡ്, അയൺ ഓക്സൈഡ്, അയൺ ക്ലോറൈഡ്, പൊട്ടാസ്യം ഡൈക്രോമേറ്റ്, അൾട്രാവയലറ്റ് രശ്മികൾ തുടങ്ങിയ ധന ഉൾപ്രേരകങ്ങൾ (Positive Catalyst) ഉപയോഗിച്ച് ആവശ്യാനുസരണം വർധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. വിഘടന നിരക്ക് കുറയ്ക്കാായി ഫോസ്ഫോറിക് ആസിഡിനെ ഋണ ഉൾപ്രേരകം (Negative Catalyst) ആയും ഉപയോഗിക്കാം.
ആപ്പിൾ മുറിക്കുന്പോൾ തവിട്ടുനിറമാകുന്നു-സാവധാനത്തിലുള്ള രാസമാറ്റംആപ്പിൾ മുറിച്ചുവച്ചാൽ മുറിപ്പാട് ഓക്സിജനുമായി സന്പർക്കത്തിൽവരുന്നു. ആപ്പിളിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന പോളിഫിനോൾ ഓക്സിഡേഡ് (PPO) എന്ന എൻസൈമും ഓക്സിജനുമായി ചേർന്നു മെലാനിൻ എന്ന തവിട്ടുനിറത്തിലുള്ള പിഗ്മെന്റ് ഉണ്ടാകുന്നു. മുറിച്ച ആപ്പിൾ തിന്നുന്നതുകൊണ്ട് ദൂഷ്യമൊന്നുമില്ലെങ്കിലും രുചിക്കും ഘടനയ്ക്കും മാറ്റംവരികയും ആപ്പിൾ പാഴായിപ്പോകുകയും ചെയ്യും. സാവധാനം നടക്കുന്ന ഈ രാസപ്രവർത്തനത്തിന്റെ നിരക്ക് കുറയ്ക്കാൻ മുറിച്ച കഷണങ്ങൾ വിനാഗിരിയിലോ പഞ്ചസാര ലായനിയിലോ മുക്കി അസിഡിക് സ്വഭാവമുള്ളതാക്കുകയോ തിളച്ച വെള്ളത്തിലിടുകയോ മൂടിവയ്ക്കുകയോ ചെയ്താൽ മതി.
രാസപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ മെക്കാനിസം-കൊളീഷൻ സിദ്ധാന്തംഅഭികാരക തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള കൂട്ടിമുട്ടലിന്റെ (Collision) ഫലമായാണു രാസപ്രവർത്തനം നടക്കുന്നത്. എല്ലാ കൂട്ടിമുട്ടലുകളും രാസപ്രവർത്തനത്തിൽ കലാശിക്കുകയില്ല. ഫലവത്തായ കൂട്ടിമുട്ടലുകൾ നടക്കണമെങ്കിൽ അഭികാരക തന്മാത്രകൾക്ക് ഒരു നിശ്ചിത അളവിൽ കൂടുതലുള്ള ഊർജം ഉണ്ടായിരിക്കണം. രാസപ്രവർത്തനം സംഭവിക്കുന്നതിന് അഭികാരക തന്മാത്രകൾക്ക് ഉണ്ടായിരിക്കേണ്ട മിനിമം ഗതികോർജമാണ് ത്രെഷോൾഡ് എനർജി (Threshold Energy) തന്മാത്രകളുടെ സാധാരണ ഊർജനിലയേക്കാൾ അല്പംകൂടി ഊർജം ലഭിക്കുന്പോഴാണ് രാസപ്രവർത്തനം ആരംഭിക്കുന്നത്. ഈ അധിക ഊർജത്തെ ആക്ടിവേഷൻ എനർജി എന്നാണു വിളിക്കുന്നത്. അതായത് തന്മാത്രകളുടെ സാധാരണ ഊർജവും ആക്ടിവേഷൻ എനർജിയുംകൂടെ ചേരുന്പോഴാണ് രാസമാറ്റം സംഭവിക്കാനാവശ്യമായ (ഫലപ്രദമായ കൂട്ടിമുട്ടലുകൾ നടക്കാനാവശ്യമായ) ത്രെഷോൾഡ് എനർജി ലഭിക്കുന്നത്. ആക്ടിവേഷൻ എനർജി കൂടുന്തോറും രാസപ്രവർത്തനവേഗം കുറയും.
വ്യത്യസ്ത ഘടകങ്ങൾ രാസപ്രവർത്തന നിരക്കിനെ എങ്ങനെ സ്വാധീനിക്കുന്നു?അഭികാരകങ്ങളുടെ സ്വഭാവം (Nature), ഗാഢത (Concentration), പ്രതലപരപ്പളവ് (Surface area), താപനില (temperature) ഉൾപ്രേരകത്തിന്റെ (Catalyst) സാന്നിധ്യം എന്നിവയാണ് രാസപ്രവർത്തന നിരക്കിനെ സ്വാധീനിക്കുന്ന ഘടകങ്ങൾ... കൊളീഷൻ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ ഇവയ്ക്കുള്ള വിശദീകരണം ശ്രദ്ധിക്കുക.
പീരങ്കിവണ്ടിലെ അതിവേഗ രാസപ്രവർത്തനംപീരങ്കിവണ്ട് എന്നറിയപ്പെടുന്ന Bombardier beetleന്റെ ഉദരത്തിന്റെ അഗ്രത്തിൽ രണ്ട് അറകൾ വീതമുള്ള ഒരുജോഡി ഗ്രന്ഥികൾ (glands) ഉണ്ട്. ഉൾഭാഗത്തെ അറയിൽ ഹൈഡ്രോക്വിനോണിന്റെയും ഹൈഡ്രജൻ പെറോക്സൈഡിന്റെയും ജലീയ ലായനി നിറഞ്ഞിരിക്കുന്നു. പുറത്തെ അറയിലാകട്ടെ ചില എൻസൈമുകളാണുള്ളത്. (ജീവജാലങ്ങളിലെ രാസപ്രക്രിയയ്ക്ക് ഉൾപ്രേരകമായി പ്രവർത്തിക്കുന്ന പ്രോട്ടീനുകളാണ് എൻസൈമുകൾ). ശത്രുവിനെ നേരിടുന്പോൾ വണ്ട്, ഉൾഭാഗത്തെ അറ ഞെക്കി, കുറച്ചു ദ്രവം പുറത്തുള്ള മൂന്നാമതൊരു അറയിലെത്തിക്കുന്നു. എൻസൈമിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ ഒരു താപമോചന പ്രവർത്തനം നടന്ന് P-ബെൻസോക്വിനോണും ജലവും ഉണ്ടാകുന്നു. ഉയർന്ന താപനിലയിൽ (204kg/mol) ജലം തിളച്ച് നീരാവിയാകും. ഈ ചൂട് ബാഷ്പം ഒരു പുകമഞ്ഞുപോലെ ചെറുശബ്ദത്തോടെ നേരേ ചീറ്റുന്നു. സെക്കൻഡിന്റെ ഒരംശത്തിനുള്ളിലാണ് ഈ അതിവേഗ രാസപ്രവർത്തനം നടക്കുന്നത്.
ലൈറ്റ്സ്റ്റിക്കിലെ രാസദീപ്തിരാസപ്രവർത്തനഫലമായി കാര്യമായ അളവിൽ താപം ഉത്പാദിപ്പിക്കാതെയുള്ള പ്രകാശോത്സർജനത്തെയാണ് കെമിലുമിനസെൻസ് എന്നു പറയുന്നത്. കളിപ്പാട്ടമായും വിനോദത്തിനായും ഡാൻസ് ക്ലബ്ബുകളിലും വ്യവസായശാലകളിലും മിലിട്ടറി, പോലീസ് സർവീസിലുമൊക്കെ താത്കാലിക പ്രകാശ സ്രോതസിനായും ഉപയോഗിക്കുന്ന ഗ്ലോ സ്റ്റിക്കുകൾ അഥവാ ലൈറ്റ് സ്റ്റിക്കുകൾ ഈ പ്രതിഭാസമാണ് പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നത്.ഗ്ലോസ്റ്റിക്കിന്റെ പുറമേയുള്ള പ്ലാസ്റ്റിക് ട്യൂബിൽ ഓക്സലേറ്റ് എസ്റ്ററും ഉള്ളിലുള്ള നേർത്ത ഗ്ലാസ് ആന്പ്യൂളിൽ ഹൈഡ്രജൻ പെറോക്സൈഡും എടുത്തിരിക്കുന്നു. സ്റ്റിക്ക് വളയ്ക്കുന്പോൾ ഈ രാസവസ്തുക്കൾ തമ്മിൽ കൂടിക്കലരുന്നു. വലിയ അളവിൽ പുരത്തുവരുന്ന ഊർജത്തെ സ്റ്റിക്കിനുള്ളിലുള്ള ഫ്ലൂറസെന്റ് പദാർഥം ആഗിരണം ചെയ്തു ദൃശ്യപ്രകാശമാക്കി പുറത്തേക്കുവിടുന്നു. വളരെ വേഗത്തിൽ നടക്കുന്ന കെമിലുമിനസെൻസ് വഴിയാണ് ഇവിടെ രാസദീപ്തി ഉണ്ടാകുന്നത്.
Tags : chemistry science chemical changes