శాస్త్ర విజ్ఞానము ఇప్పుడు మిగతా భారతీయ భాషల్లో కూడా... ఇక్కడ నొక్కి చూడండి. For Science in other Indian Languages. Please Click here.

కాంతి రసాయన శాస్త్రంలో (photochemistry) తొలి పరిమాణాలు

Posted by శ్రీనివాస చక్రవర్తి Saturday, March 28, 2015

1890  లలో గిబ్స్ యొక్క ఘనతని గుర్తించిన వాడు ఓస్వాల్డ్ ఒక్కడే కాడు. డచ్ భౌతిక రసాయన శాస్త్రవేత్త హెండ్రిక్ విలెమ్ బఖ్వి రోజెబూమ్ (1854-1907)  యూరప్ అంతటా గిబ్స్ ‘దశా నియమాన్ని’ (phase rule) బాగా ప్రచారం చేశాడు.

అలాగే  1899  లో ఫ్రాన్స్ కి చెందిన హెన్రీ లూయీ ల షాట్లియే (1850-1936)   గిబ్స్ పరిశోధనలని ఫ్రెంచ్ లోకి అనువదించాడు. భౌతిక రసాయన శాస్త్రవేత్త అయిన ‘ల షాట్లియే’ (Le Chatlier) పేరు మనకి ఇప్పుడు అతడి పేరుతో ఉన్న ‘ల షాట్లియే సూత్రం’ వల్ల తెలుసు. 1888 ఇతగాడు ప్రతిపాదించిన సూత్రానికి ‘ల షాట్లియే సూత్రం’ అని పేరు వచ్చింది. ఆ సూత్రాన్ని ఇలా నిర్వచించవచ్చు. ‘సమతా స్థితి వద్ద వ్యవస్థలో, ఆ స్థితికి కారణమైన ఏ ఒక్క కారణాంకాన్ని అయిన కొద్దిగా మార్చినప్పుడు, దాని ఫలితంగా వ్యవస్థలో వచ్చే పరిణామాలు మొదటి మార్పుని వీలైనంత వరకు తగ్గించే దిశలో ఉంటాయి.’

ఉదాహరణకి సమతాస్థితిలో ఉన్న వ్యవస్థ యొక్క పీడనాన్ని పెంచితే ఆ వ్యవస్థ వీలైనంత తక్కువ చోటుని ఆక్రమించే విధంగా పరిణామం చెందొచ్చు. ఆ కారణం చేత పీడనం కొద్దిగా పడుతుంది.
అలాగే సమతాస్థితిలో వ్యవస్థ ఉన్నప్పుడు ఉష్ణోగ్రత పెంచితే, ఆ పెంపుని తగ్గించే విధంగా వ్యవస్థలో మార్పులు వస్తాయి. ఈ రకమైన పరిణామాలు అన్నిటిని గిబ్స్  రూపొందించిన రసయన ఉష్ణగతి శాస్త్రం వివరించగలిగింది.

యూరొపియన్లు గిబ్స్ ని ఆలస్యంగా గుర్తించినా కూడా  భౌతిక రసాయన శాస్త్ర పురోగతి అనుకున్నంతగా నెమ్మదించలేదు. ఎందుకంటే గిబ్స్ కనుక్కున్న ఎన్నో విషయాలని 1880  లలో వాంట్ హాఫ్ స్వచ్ఛందంగా కనుక్కున్నాడు. (టెట్రహెడ్రల్ కార్బన్ పరమాణు నమూనాని ప్రతిపాదించిన వాడిగా వాంట్ హాఫ్ గురించి లోగడ చెప్పుకున్నాం.)

భౌతిక రసాయన శాస్త్ర రంగంలో ఓస్వాల్డ్ తరువాత వాంట్ హాఫ్ పేరే చెప్పుకోవాల్సి వుంటుంది. అతడు ప్రత్యేకించి ద్రావణాలు (solutions)  కి సంబంధించిన సమస్యల మీద పని చేశాడు. 1886 కల్లా  ఇతడు ద్రావణాల అవగాహనలో ఎంతో పురోగమించాడు. ద్రావణంలో కరిగిన పదార్థానికి (solvent, ద్రావణి)  చెందిన అణువులు ద్రావణం అంతటా వ్యాపించి ఉన్నందు వల్ల అవి  వాయువులోని అణువులు అనుసరించే ధర్మాలని పోలిన ధర్మాలని అనుసరిస్తాయని వాంట్ హాఫ్ కనుక్కున్నాడు.

ఈ కొత్త భౌతిక రసాయన శాస్త్రం రసాయన చర్యల మీద కేవలం ఉష్ణం యొక్క ప్రభావాన్ని మాత్రమే అధ్యయనం చెయ్యలేదు. మరింత సామాన్యంగా  శక్తికి రసాయన చర్యలకి మధ్య సంబంధాన్ని అధ్యయనం చేసింది. ఉదాహరణకి ఉష్ణం లాగానే రసాయన చర్యల నుండి విద్యుత్తు కూడా పుట్టొచ్చు. అలాగే విద్యుత్తు వల్ల రసాయన చర్యలు ఏర్పడవచ్చు కూడా.

వాల్టర్ హర్మన్ నెర్న్‍స్ట్ (1864-1941) అనే జర్మన్ శాస్త్రవేత్త ఉష్ణగతి శాస్త్ర ధర్మాలని బ్యాటరీలో జరిగే రసాయన చర్యల అధ్యయనంలో వర్తింపజేశాడు. ఈ అధ్యయనాల వల్ల 1889  లో ముఖ్యమైన విషయం బయట పడింది. బ్యాటరీలో పుట్టే కరెంటు లక్షణాల బట్టి ఆ కరెంటుని పుట్టించే రసాయన చర్య యొక్క స్వేచ్ఛా శక్తిని అంచనా వేయొచ్చని నెర్న్‍స్ట్ తెలుసుకున్నాడు.
రసాయన చర్యల లోంచి పుట్టే మరో ముఖ్యమైన శక్తిస్వరూపం కాంతి. కాంతి వల్ల రసాయన చర్యలు సంభవించగలవు కూడా. ఈ విషయాలు పందొమ్మిదవ శతాబ్దానికి ముందే తెలుసు. ముఖ్యంగా కాంతి కొన్ని రకాల సిల్వర్ సమ్మేళనాలని విచ్ఛిన్నం చెయ్యగలదు. అలా విచ్ఛిన్నమైన పదార్థం నుండి నల్లని వెండి రజను పుడుతుంది. ఈ విధంగా కాంతి ప్రభావం మీద నడిచే రసాయన చర్యల అధ్యయనాన్ని కాంతిరసాయన శాస్త్రం (photochemistry) అంటారు.

1830  లలో వెండి సమ్మేళనాల మీద కాంతి ప్రభావాన్ని ఆధారంగా చేసుకుని సూర్యకాంతిని వాడి చిత్రాలు గీసే ఓ పద్ధతిని కనిపెట్టారు. ఒక గాజు ఫలకం మీద ఆ వెండి సమ్మేళనాన్ని సన్నని పూతగా పూస్తారు. ఆ ఫలకం మీద కటకం (lens)  సహాయంతో సూర్య కాంతిని కేంద్రీకరించి దాని మీద ఓ దృశ్యం పడేలా చేస్తారు. ఫలకం మీద వివిధ స్థానాలలో కాంతి వివిధ తీక్షణతల వద్ద పడుతుంది. కాంతి ఎక్కువ పడ్డ చోట సిల్వర్ సమ్మేళనంలో నల్లని వెండి రజనుగా విచ్ఛిన్నం అయ్యే ప్రవృత్తి ఎక్కువ అవుతుంది. తక్కువ పడ్డ చోట ఆ ప్రవృత్తి మరింత తక్కువగానే ఉంటుంది.

ఇప్పుడా సిల్వర్ సమ్మేళనాన్ని లోహపు సిల్వర్ గా విచ్ఛిన్నం చేసే రసాయనాలతో చర్య జరుపుతారు. ఫలకం మీద తీక్షణమైన కాంతి పడ్డ ప్రాంతాలలో మరింత సులభంగా నల్లని వెండి రజను ఏర్పడుతుంది. వెండి సమ్మేళనంలో ఈ వికాసాన్ని (development) సరైన దశలో ఆపేస్తే తెలుపు (మారని వెండి సమ్మేళనం ఉన్న చోట), నలుపు (నల్లని వెండి రజను ఏర్పడ్డ చోట) చారలు ఏర్పడతాయి.  ఆ చారలు బాహ్య దృశ్యానికి చక్కగా అద్దం పడతాయి.

అలా ఏర్పడ్డ చారలని మరిన్ని విస్తారమైన రసాయన చర్యలకి గురి చేస్తే (ఆ వివరాలు ఈ పుస్తకంలో అప్రస్తుతం) అలాంటి ప్రక్రియ వల్ల బాహ్య దృశ్యాల యొక్క కచ్చితమైన చిత్తరువులని తయారు చెయ్యడానికి వీలవుతుంది. ఈ ప్రక్రియనే ఫోటోగ్రఫీ (photography)  అంటాం. ఈ కొత్త విధానానికి ఊపిరి పోసిన వ్యక్తులు ఎంతో  మంది వున్నారు. వారిలో కొందరు – ఫ్రెంచ్ రసాయన శాస్త్రవేత్త జోసెఫ్ నైసెఫోర్ నీస్ (1765-1833), ఫ్రెంచ్ చిత్రకారుడు లూయీ జాక్ మాందే దాగెర్ (1789-1851) , ఇంగ్లీష్ ఆవిష్కర్త విలియమ్ హెన్రీ ఫాక్స్ టాల్బట్ (1800-1877).

పై ప్రక్రియలలో కాంతి ఓ ఉత్‍ప్రేరకంలా ప్రవర్తించడం చాలా విశేషం. హైడ్రోజన్, క్లోరిన్ వాయువుల మిశ్రమం మీద కాస్తంత కాంతి ప్రసరిస్తే విస్ఫోటాత్మకమైన చర్య జరుగుతుంది గాని, చీకట్లో అసలు చర్యే జరగదు.

ఇలా ఎందుకు జరుగుతుంది అనే ప్రశ్నకి వివరణ 1918  లో నెర్న్‍స్ట్ ఇచ్చాడు. కాస్తంత కాంతి ఒక క్లోరిన్ అణువుని, రెండు క్లోరిన్ పరమాణువులుగా భేదించగలదు. క్లోరిన్ అణువులో ఉన్నప్పటి కన్నా విడివడ్డ క్లోరిన్ పరమాణువు మరింత సక్రియంగా ఉంటుంది. అలా విడివడ్డ  క్లోరిన్ పరమాణువు హైడ్రోజన్ అణువు లోంచి ఓ హైడ్రోజన్ పరమాణువుని వేరు చేసి, దాంతో చర్య జరిపి హైడ్రోజన్ క్లోరైడ్ అణువుని ఏర్పరుస్తుంది. అప్పుడు ఒంటరిగా మిగిలిన  రెండవ క్లోరిన్ పరమాణువు అలాగే ఒంటరిగా మిగిలిన రెండవ హైడ్రోజన్ పరమాణువుతో చర్య జరిపి మరో హైడ్రోజన్ క్లోరైడ్ అణువుగా ఏర్పరుస్తుంది.


ఆ విధంగా మొదట ప్రసరించిన ఆ కాస్తంత కాంతి వల్ల ఇలా వరుసగా చర్యలు జరిగి హైడ్రోజన్ క్లోరైడ్ ఏర్పడుతుంది. ఇది ఒక విధమైన కాంతి రసాయనిక గొలుసుకట్టు చర్య (chain reaction). దీని వల్ల అధిక సంఖ్యలో హైడ్రోజన్ క్లోరైడ్ అణువులు విస్ఫోటాత్మకంగా ఏర్పడతాయి.

(ఇంకా వుంది)

4 comments

  1. హైడ్రోజెన్ క్లోరైడ్ అంటే HCl అవుతుంది కదా? అది హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం కదా?

     
  2. Anonymous Says:
  3. ఏదో ఒకటి అడగాలని అడిగితే మాస్టారు గారికి చికాకు, డస్టర్ విసరగలరు. ఆమ్లము కాదని ఇక్కడ ఎవరన్నారు? మీ కాలంలో గుర్తుండాలని ప్రతిసారి ఆమ్లము ఆమ్లము అని గుర్తుచేయడం రివాజయ్యుంటుంది. ఇది 2015. ఇక అందరికీ గుర్తుండిపోయింది, ఆమ్లము అనే తోక తీసేయబడింది. :)

     
  4. శ్రీనివాస చక్రవర్తి గారు,
    తొలి పరిమాణాలు అని హెడ్డింగ్ పెట్టారు, అది కరెక్టేనా? లేక అది "తొలి పరిణామాలు"? లేక అది "తొలి పరమాణువులు", కొంచం అనుమానం వచ్చింది. పరిమాణాలు అంటే ఒక కొలిచే విధానంలో వచ్చే అర్ధం ?
    దయచేసి వివరించగలరు.

     
  5. అయ్యా శ్రీవత్సవ చీమకుర్తి గారు
    మీరు చెప్పింది నిజమే. పరిణామాలు అని ఉండాలి. క్షమించాలి :-)

     

Post a Comment

postlink

సైన్సు పుస్తకాలు ఇక్కడ నుంచి కొనవచ్చు.. click on image

అంతరిక్షం చూసొద్దాం రండి

"తారావళీ సూపర్ ట్రావెల్స్" తరపున స్వాగతం... సుస్వాగతం!" "తారావళీ సూపర్ ట్రావెల్స్" గురించి ప్రత్యేకించి మీకు చెప్పనవసరం లేదు. తారాంతర యాత్రా సేవలు అందించడంలో మాకు 120 ఏళ్ల అనుభవం ఉంది. మా హెడ్ క్వార్టర్స్ భూమి మీదే ఉన్నా, సౌరమండలం బయట మాకు చాలా బ్రాంచీలు ఉన్నాయని మీకు బాగా తెలుసు. అంతరిక్షానికి వెళ్ళడానికి ఇక్కడ నొక్కండి

Printer-friendly gadget

Print

ఈ బ్లాగులోని పోస్ట్ లు ఆటోమేటిక్ గా మీ మెయిల్ ఇన్బాక్స్ లోకి చేరడానికి మీ ఈ-మెయిల్ ఐడీని ఎంటర్ చేసి చందాదారులు కండి Enter your email address:

Delivered by FeedBurner

Total

Blogumulus by Roy Tanck and Amanda FazaniInstalled by CahayaBiru.com

Label Category

Followers

archive

Total Pageviews

There was an error in this gadget
There was an error in this gadget

విజ్ఞానులు

GuestBooker 2.5

Recent Posts

Popular Posts

Follow by Email