సారస్వతం

నిత్యజీవితంలో రసాయనశాస్త్రం

- రచన :  వేమూరి వేంకటేశ్వరరావు   


 

6. ఉదకర్బనాలలో జంట బంధాలు

 
 

ఇంతవరకు కర్బనపు గొలుసులలో కర్బనపు అణువుల మధ్య ఒకే ఒక బంధం ఉన్నవాటినే పరిశీలించేం. ఇప్పుడు ఈ నిబంధనని సడలించి కర్బనపు అణువుల మధ్య రెండు కాని, మూడు కాని బంధాలు ఉన్న పదార్థాలని పరిశీలిద్దాం

మచ్చుకి, ఒక కర్బనం అణువు తన పక్కనున్న మరొక కర్బనం అణువు యొక్క చేతులలో రెండింటిని తన చేతులలో రెండింటితో పట్టుకుందనుకుందాం. అప్పుడు ఒకొక్క కర్బనానికి రెండేసి చేతులు చొప్పున నాలుగు ఖాళీ చేతులు మిగులుతాయి కదా. ఈ నాలుగు చేతులకి నాలుగు ఉదజని అణువులని తగిలిద్దాం. ఇలా వచ్చిన పదార్థం సాంఖ్యక్రమం సి2ఎచ్4 (C2H4). ఈ రసాయనం పేరు ఎతిలీను. దీని నిర్మాణక్రమం ఈ దిగువ బొమ్మ 6.1 . లో చూపుతున్నాను.

 

బొమ్మ 6.1 . గత అధ్యాయంలో చూపిన ఎతేను నిర్మాణక్రమం.

 

 

బొమ్మ 6.1 . ఇక్కడ ప్రస్తావిస్తూన్న ఎతిలీను నిర్మాణక్రమం.

 

గతంలో పరిచయమైన ఎతేను (ethane) సాంఖ్యక్రమం సి2ఎచ్6  (C2H6), ఇక్కడ ప్రస్తావిస్తూన్న ఎతిలీను సాంఖ్యక్రమం సి2ఎచ్4 (C2H4). వీటి నిర్మాణక్రమాలు కూడ పోల్చి చూడాలంటే గత అధ్యాయంలో చూసిన ఎతేను బొమ్మతో ఇక్కడ చెబుతూన్న ఎతిలీను బొమ్మని సరిపోల్చి చూడాలి. అందుకని ఈ రెండు బొమ్మలని పక్కపక్క చూపిస్తున్నాను, ఇక్కడ. వీటి రెండింటిలో కొట్టొచ్చినట్లు కనబడే విషయం ఏమిటంటే ఎతేను లో అన్నీ ఏక బంధాలే, కాని ఇక్కడ ఎతిలీను లో ఒక జంట బంధం (డబుల్ బాండ్, double bond) ఉంది.  

ఇదే విషయాన్ని మరొక కోణం గుండా చూద్దాం. ఎతేను లో ఉన్న రెండు కర్బనం అణువులు తమకి ఉన్న ఖాళీ చేతులతో ఆరు ఉదజని అణువులని పట్టుకున్నాయి. అంటే, ఎతేను చేతులన్నీ ఉదజనితో నిండుగా ఉన్నాయి. ఎతిలీను విషయంలో ఇలా జరగలేదు. ఇక్కడా రెండు కర్బనపు అణువులు ఉన్నాయి. కాని ఇవి నాలుగు ఉదజని అణువులని పట్టుకోగా మిగిలిన ఖాళీ చేతులతో పట్టుకోటానికి మరేమీ లేక పక్క నున్న కర్బనపు అణువునే, రెండు చేతులతో, పట్టుకున్నాయి. (చేతులేవీ ఖాళీగా ఉండకూడదనే నిబంధనకి తల ఒగ్గుతూ.) ఈ పరిస్థితిని ఉపయోగించుకుని మనం రకరకాల ఆటలు ఆడవచ్చు. ఉదాహరణకి, ఎతిలీను లో ఉన్న కర్బనం అణువులు మధ్య ఉన్న జట్టాపట్టాలని విడగొట్టగా వచ్చిన ఖాళీ చేతులలో ఒక జతని ఒకరినొకరు పట్టుకోటానికి వాడి, మిగిలిన  రెండు ఖాళీ చేతులకీ చెరొక ఉదజని అణువుని తగిలించవచ్చు. అప్పుడు ఎతిలీను కాస్తా మళ్లా ఎతేనుగా మారిపోతుంది

ఇదే విషయాన్ని మరొక విధంగా చెప్పవచ్చు. ఎతేను సంతుష్టిగా భోజనం చేసిన వ్యక్తి వంటిది. దానికి ఇహ ఉదజని అణువులని తినటానికి చేతులు ఖాళీగా లేవు. అందుకని ఎతేను ని "సంతుష్ట ఉదకర్బనం" (సేత్యురేటెడ్ హైడ్రోకార్బన్, saturated hydrocarbon) అంటారు. ఈ ఉపమానం ప్రకారం ఎతిలీను కి మరో రెండు ఉదజని అణువులని మొయ్యగలిగే (లేదా "తినగలిగే") స్థోమత ఉంది అందువల్ల జంట బంధాలు, త్రిపుట బంధాలు (లేదా, బహు బంధాలు) ఉన్న ఉదకర్బనాలని అసంతృప్త ఉదకర్బనాలు (అన్‌సేత్యురేటెడ్ హైడ్రోకార్బన్‌స్, unsaturated hydrocarbons) అంటారు అసంతృప్త ఉదకర్బనాల గుండా ఉదజని వాయువుని పంపి వాటిని సంతృప్తి పరచటాన్ని ఉదజనీకరణ (హైడ్రాజినేషన్, hydrogenation) అంటారు

పైన ఉదహరించిన ఉదజనీకరణ అనే ప్రక్రియ మరీ మనకి తెలియనిది కాదు. నువ్వుల నూనె, వేరుశెనగ నూనె, పత్తి నూనె, సూర్యకాంతపు నూనె (సన్‌ఫ్లవర్ ఆయిల్, sunflower oil) మొదలైన నూనెల గుండా ఉదజని వాయువుని పంపితే ఆ నూనె కాస్తా వనస్పతి అవుతుంది. ఈ ప్రక్రియ వల్ల నూనెలలో ఉన్న అసంతృప్త గోరోజనామ్లాలు (ఫేటీ ఏసిడ్స్, fatty acids) సంతృప్త గోరోజనామ్లాలుగా మారతాయి. ఇలా మారినప్పుడు గది ఉష్ణోగ్రత దగ్గర ద్రవ రూపంలో ఉన్న నూనెలు వెన్నలా ఘన రూపంలోకి మారతాయి. ఇలా ఘన రూపంలో ఉన్న కొవ్వు పదార్థాలని నిల్వ చెయ్యటం తేలిక, రవాణా చెయ్యటం తేలిక. అంతే కాదు. కొన్ని రకాల వంటకాల తయారీలో ఘన రూపంలో ఉన్న కొవ్వులని వాడితేనే అవి గుల్లబారి, విచ్చుకుని, తినటానికి బాగుంటాయి. మరొక వ్యాపార రహశ్యం ఏమిటంటే ముడి పదార్ధాలుగా ఏ చవకబారు నూనెని వాడినా వనస్పతీకరణ అయిన తరువాత తేడాని పోల్తి పట్టలేము. అందుకనే వనస్పతులని తయారు చెయ్యటానికి చవక రకం నూనెలని వాడటం సర్వసాధారణంగా జరుగుతుంది. భారతదేశంలో మనకి చిరపరిచితమయిన వనస్పతి వ్యాపారనామం డాల్డా. అమెరికాలో ఈ వనస్పతులని మార్జరీన్ (margarine) అనిన్నీ షార్టెనింగ్ (shortening) అనిన్నీ అంటారు.  

వనస్పతీకరణ వల్ల ఆరోగ్యానికి (ప్రత్యేకించి గుండె ఆరోగ్యానికి) ఏమైనా నష్టం ఉందేమోనని ఈ మధ్య కొందరు అనుమాన పడుతున్నారు. వనస్పతీకరణ ద్వారా కొవ్వు పదార్ధాల సహజ లక్షణాలని కృత్రిమంగా మార్చటం వల్ల ట్రాన్స్ ఫేట్స్ (trans fats) అనే కొవ్వులు తయారవుతున్నాయనిన్నీ ఈ ట్రాన్స్ ఫేట్స్ గుండె ఆరోగ్యానికి మంచిది కాదనిన్నీ కొందరు వైద్యులు ఆరాట పడుతున్నారు. ఈ ఆరోగ్య సంబంధమైన విషయాలన్నీ కూలంకషంగా చర్చించటానికి ఇది అనువైన సమయమూ కాదు, స్థలమూ కాదు. అవసరం వెంబడి మరొక చోట చర్చిస్తాను.

 

6.1 దండించబడ్డ ఉదకర్బనాలు, పోలీతేను సంచులు

 

ఇంతకీ చెప్పొచ్చేదేమిటంటే బహుబంధాలున్న ఉదకర్బనాలు ఉమ్మడి కుటుంబాలలాంటివి. ఉమ్మడి కుటుంబాలలో ఉన్న సంసారాలకి ఎలా మనశ్శాంతి ఉండదో అలాగే బహుబంధాలు ఉన్న బణువులకి "మనశ్శాంతి" ఉండదు. ఉమ్మడి కుటుంబాలలో ఉన్న సభ్యుల మధ్య కలతలు పెట్టి విడగొట్టటం ఎంత తేలికో అలాగే బహుబంధాలు ఉన్న బణువుల మధ్య బంధాలని విడగొట్టటం తేలిక

మరొక కోణం గుండా చెప్పాలంటే బహుబంధాలు ఉన్న బణువులకి నిశ్చలత (స్టెబిలిటీ, stability) తక్కువ. అంటే చురుకుదనం ఎక్కువ. రెండు బంధాలు కన్న మూడు బంధాలు ఉన్న బణువులకి ఈ చురుకుదనం ఇంకా ఎక్కువ. ఈ చురుకుదనాన్ని మన ఉపయోగాలకి ఎలా వినియోగించుకోవచ్చో చెబుతాను

ఉదాహరణకి ఎతిలీనుని గట్టిగా మూత ఉన్న గిన్నెలో వేసి వేడి చేస్తే ఆ వేడికి ఈ బణువుల చైతన్యం పెరుగుతుంది. మూత ఉన్నది కనుక బయటకి పోలేవు. చైతన్యం ఉంది కనుక వాటిలో అవే ఢీకొట్టుకుంటూ ఉంటాయి. అప్పుడు కొన్ని జంట బంధాలు తెగిపోయి పక్కనున్న బణువులతో కలిసి ఇంకా పెద్ద బణువులుగా తయారవుతాయి. (గతంలో ఒక సారి ఉదకర్బనాలని గొలుసులతో పోల్చేము కదా.) కనుక చిన్న చిన్న గొలుసులుగా ఉన్న ఎతిలీను బణువులు బాగా పొడుగాటి బణువులుగా మారతాయన్నమాట. ఈ పొడుగాటి గొలుసులలో ఒకొక్క లంకె (లింక్, link) ఒకొక్క ఎతిలీను బణువు అన్నమాట. గొలుసులో "ఎన్నో" ఎతిలీను బణువులు ఉన్నాయన్నమాట. "ఎన్నో" లేదా "చాలా" అన్న విశేషణం గ్రీకు భాషలో "పోలీ" కి సరితూగుతుంది. ఇదే ఇంగ్లీషులో పోలీ అన్న మాటకి మూలం. "పోలీటెక్నిక్" లో "పోలీ" అర్థం కూడా ఇదే. ఎన్నో "టెక్నిక్కులు" నేర్పే పాఠశాలని "పోలీటెక్నిక్ కాలేజీ" అంటాం. అదే విధంగా ఎన్నో ఎతిలీను లంకెలు ఉన్న గొలుసుని ఏమంటాం? "పోలీ ఎతిలీను". దీనిని మనం "బహు ఎతిలీను" అందాం - సరదాకి.  

సగం తెలుగు, సగం ఇంగ్లీషుతో దుష్టసంధి చేస్తూ "బహు ఎతిలీను" ఏమిటని మీరు కోపగించుకోకండి. కర్బన రసాయనశాస్త్రం ఇంకా శైసవావస్థలో ఉన్నప్పుడు, ఇప్పటిలా అప్పుడు వార్తా సౌకర్యాలు గట్రా లేవు గనుక, రసాయనాలకి ఎవరికి తోచిన పేర్లు వాళ్ళు పెట్టెస్తూ ఉండేవారు - ఇప్పుడు నేను బహు ఎతిలీను అని పెట్టినట్లు. ఈ వేలం వెర్రిలో రసాయనశాస్త్రం రసాభాసు అయినంత పని అయింది. అప్పుడు, అంటే సా. . 1892 లో, పెద్దలంతా జినీవా, స్విట్జర్లండులో సమావేశమయి ఒక ఒప్పందానికి వచ్చేరు. ఈ ఒప్పందాన్ని .యు.పి. .సి. (IUPAC) ఒప్పందం అందాం. సంతృప్త (అంటే, ఏక బంధాలు మాత్రమే ఉన్న) ఉదకర్బనాల పేర్లు అన్నీ "-ఏను" (-ane) శబ్దంతో అంతం అవాలనీ, జంట బంధాలున్న ఉదకర్బనాలన్నీ "-ఈను" (-ene) శబ్దంతో అంతం అవాలనీ, త్రిపుట బంధాలున్న ఉదకర్బనాలన్నీ "-ఐను" (-yne) శబ్దంతో అంతం అవాలనీ ఈ ఒప్పందం యొక్క సారాంశం. "ఒప్పందాలన్నీ ఉల్లంఘించటానికే" అనే నానుడి ఇక్కడా నిజం అయింది. కొత్తగా కనిబెట్టబడ్డ పదార్థాలకి ఈ ఒప్పందం ప్రకారం పేర్లు పెట్టటం మొదలు పెట్టేరు, అవి అతుక్కున్నాయి కూడా. కాని అప్పటికే స్థిరపడిపోయిన పాత పేర్లని అలవాటుపడ్డ ప్రాణాలు మార్చలేకపోయాయి.  

ఏది ఏమైతేనేమి, మెతేను, ఎతేను, బ్యుటేను అన్న పాత పేర్లు ఈ ఒప్పందానికి అనుకూలంగానే ఉన్నాయి కనుక ఇబ్బంది లేకపోయింది. కాని జంటబంధం ఉన్న "ఎతిలీను" అన్న పేరు ఈ జినీవా ఒప్పందానికి విరుద్ధంగా ఉంది. అందుకని ఈ పేరుని "ఎతీను" అని మార్చమని పెద్దలంతా సెలవిచ్చేరు. విన్నవాళ్లు విన్నారు. మొండికేసిన ఘటాలు మొండికేసేయి. ఇంత రాద్ధాంతం చేసిన తరువాత పాఠకలోకాన్ని పూర్తిగా పోగొట్టుకుంటే వ్రతమూ చెడుతుంది, ఫలమూ దక్కదు. అందుకని పాత పేర్లనీ, కొత్త పేర్లనీ  ఇక్కడ ఒక సారి పరామర్శ చేద్దాం. బొమ్మ 6.2 లో వీటి నిర్మాణక్రమాలు కూడ చూపిస్తున్నాను.

 

పాత పేరు: ఎతేను (ethane)

కొత్త పేరు: ఎతేను (ethane);  ఇక్కడ పేరులో మార్పు లేదు

సాంఖ్య క్రమం: C2H6

నిర్మాణ క్రమం: H3C-CH3

 

పాత పేరు: ఎతిలీను (ethylene)

కొత్త పేరు: ఎతీను (ethene)

సాంఖ్య క్రమం: C2H4

నిర్మాణ క్రమం: H2C=CH2

 

పాత పేరు: ఎసిటిలీను (acetylene)

కొత్త పేరు: ఎతైను (ethyne)

సాంఖ్య క్రమం: C2H2

నిర్మాణ క్రమం: HC CH; ఇక్కడ C కి C కి మధ్య మూడు గీతలు ఉంటాయి.

 

 

బొమ్మ 6.2 ఎతేన్, ఎతీన్, ఎతైన్ ల నిర్మాణక్రమాలు 

 

దుష్టసంధి చెయ్యవచ్చా కూడదా అని మీమాంస పడుతూ పెడదారి పట్టేం. ఇదంతా ఎందుకు ఏకరువు పెడుతున్నానంటే ఇంగ్లీషులో పేర్లు పెట్టటం కూడ ఏమీ తేలిక పని కాదు. ఇలా ప్రయాస పడితే పేర్లు పెట్టటం సంగతి అటుంచి పాఠ్యాంశం కొంచెం బాగా అర్థం అవుతుంది కదా. కనుక అప్పుడప్పుడు ప్రయోగం పేరిట కొత్త కొత్త పేర్లు పెడుతూ ఉంటాను. పక్కన ఇంగ్లీషు పేరు ఎలాగూ ఉంటూ ఉంటుంది కనుక తెలుగు వారికి అర్థం అవటంలో ఇబ్బంది ఉండదు.  

ఇప్పుడు ఎతిలీను (లేదా, ఎతీను) కి తెలుగు పేరు పెడదాం - కేవలం సరదాకి మాత్రమే సుమా పాడ్యమి, విదియ అన్న తిధులని గుర్తు చేసుకుంటూ మెతేనుకి పాడేను అనీ, ఎతేనుని విదేను అనీ గతంలో ఒకసారి ప్రయోగించి చూశాం. ఈ లెక్కన జంట బంధాలు ఉన్న ఎతిలీను (లేదా, కొత్త పేరు, ఎతీను) విదిలీను (లేదా, విదీను) అవుతుంది. ఇప్పుడు "పోలీఎతిలీను" అన్నది "బహువిదిలీను" అవుతుంది. పోలీఎతిలీను కి బదులు కొత్త పేరు పోలీఎతీను వాడితే దానితో సరితూగే తెలుగు పేరు బహువిదీను. పోలీఎతిలీను అన్నా పోలీతేను అన్నా ఒకటే. ఈ రెండింటిని మనం "బహువిదీను" అని కొత్త పేరుతోటే పిలుద్దాం

ఈ బహువిదీను (లేదా పోలీతేను) బణువు మైనం (వేక్స్, wax) బణువుని పోలి ఉంటుంది. కాని మైనం బణువు కంటె బహువిదీను బణువుల పొడుగు చాల ఎక్కువ. మైనం లాగే ఇది కూడా దేనితోటీ రసాయన సంయోగం చెందదు. ఈ పదార్థం మసక తెలుపు (క్లౌడీ హ్వైట్, cloudy white) రంగులో ఉండి, తాకితే జారుగా ఉంటుంది. ఒంచితే ఒంగుతుంది. సాగదీస్తే సాగుతుంది. పల్చటి పొరలులా చేయనిస్తుంది. మైనం చేతి వేడికి కరుగుతుంది కాని ఇది అలా కరిగిపోదు. ఈ బహువిదీను వేడినీళ్ళల్లో వేస్తే మెత్తబడుతుంది. వేడినీళ్ళల్లో వేసి, మెత్తబరచిన తరువాత మనకి కావలసిన రీతిలో వంచ వచ్చు. ఇలా కుమ్మరిమట్టిలా ఎలా పెడితే అలా వంగే లక్షణం ఉన్న పదార్థాలన్నిటిని గుత్తగుచ్చి ప్లేస్టిక్ (plastic) పదార్థాలు అంటారు. కనుక పోలీతేను (లేదా బహువిదీను) ప్లేస్టిక్ జాతికి చెందిన పదార్థం అన్నమ్నాట. కుమ్మరిమట్టి కూడా ఒక విధంగా ప్లేస్టిక్ జాతి పదార్ధమే. ప్లేస్టిక్ అనే మాట నామవాచకం రూపంలో తెలుగువారింట ముద్దరాలై కూర్చుంది. నామవాచకం రూపంలో ఈ మాట తెలుగులో ఇమిడిపోయినా విశేషణం రూపంలో ఇమడలేదు. కనుక మనకి ఈ మాటతో సరితూగే దేశవాళీ మాట ఒకటి కావాలి. ఆలోచించండి!

 ఎతీనుతో మొదలుపెట్టి పోలీతేను చేసినట్టే, అనేక రకాల బణువులని దండలుగా గుచ్చి బహుబణువులు చెయ్యవచ్చు. మచ్చుకి, స్టైరీను (styrene) బణువులు ఉన్నాయి. వీటిని దండలుగా గుచ్చితే వచ్చే పదార్ధం పేరు చెప్పుకోండి, చూద్దాం? ఆహః. పోలీస్టైరీను. అలాగని మన కంటికి కనిపించిన పదార్ధాలన్నిటిని ఇలా దండలులా గుచ్చలేము. కాని దండలుగా గుచ్చగలిగే సందర్భాలలో ఈ పద్దతిని పొలిమరైజేషన్ అంటారు. పోలిమర్ అంటే బహుభాగి. కనుక పొలిమరైజేషన్ (polymerization) అంటే బహుభాగించటం, బహుభాగిగా చెయ్యటం, లేదా దండలా గుచ్చటం, లేదా దండించటం. ఈ మాటలన్నిటిలోకీ దండించటం అన్న మాట నాకు నచ్చింది. కనుక దండించుట అన్నది పొలిమైరైజేషన్ కి పర్యాయపదంగా వాడుదాం. ఇప్పుడు పోలీతేను దండించబడ్డ ఎతేను.

ఇలా దండించబడ్డ  పోలీతేనుతో చేసిన సంచులు ఇప్పుడు విరివిగా వాడుకలో ఉన్నాయి. ఈ సంచులలో ఏదైనా పోసి మూతిని వేడి చేసి అతికెయ్యవచ్చు. సంచీని విప్పాలంటే కత్తెర తోనో గోళ్ళతోనో చింపెయ్యవచ్చు. ఇలాంటి సంచులే కాకుండా ఈ బహువిదీనుతో రకరకాల రంగుల సంచులు, బుట్టలు, సజ్జలు, డబ్బాలు, మొదలైన గృహోపకరణాలు ఎన్నో చెయ్యవచ్చు. అలాగే పోలీస్టైరీనుకి కూడ రకరకాల ఉపయోగాలు ఉన్నాయి. గురివింజగింజ చూట్టానికి ఎంత ఎర్రగా, బుర్రగా ఉన్నా దాని వెనక ఒక నలుపు మచ్చ ఉన్నట్లే ఈ దండించబడ్డ ఉదకర్బనాలతో తయారయే గృహోపకరణాల వాడుకలో ఒక వెలితి ఉంది. పోలీతేను సంచులనే తీసుకుందాం. వీటిని ఒకసారి వాడిన తరువాత చెత్తలో పారేస్తాం. కాని ఈ సంచుల తయారీలో వాడిన రసాయనం దేనితోనూ సంయోగం చెందదు (అందుకనే మనం ఇళ్ళల్లో వాడటానికి భయపడం కూడ). కొన్నాళ్ళకి ఈ చెత్త పేరుకుపోతుంది; గోనె సంచుల మాదిరి చివికి, శిధిలమై, మట్టిలో కలిసిపోదు. దీని పర్యవసానం పర్యావరణ కాలుష్యం. సంధాన రసాయనాలని విశృంఖలంగా వాడటం అంత శ్రేయోదాయకం కాదేమో! ఇది ఆలోచించవలసిన విషయం.

 

 
     

మీ అభిప్రాయాలు, సలహాలు మాకెంతో అవసరం. దయచేసి మీ అభిప్రాయం ఈ క్రింది పెట్టెలో తెలపండి.
(Please leave your opinion here)


పేరు
ఇమెయిల్
ప్రదేశం 
సందేశం
 
 

సుజనరంజని మాసపత్రిక ఉచితంగా మీ ఇమెయిల్ కి పంపాలంటే వివరాలు కింది బాక్స్‌లో టైపు చేసి
సబ్‍స్క్రైబ్ బటన్ నొక్కగలరు.
 


గమనిక: మీ విద్యుల్లేఖా చిరునామా ఎవరితోనూ పంచుకోము; అనవసర టపాలతో మిమ్మలను వేధించము. 
   మీ అభిప్రాయాలను క్లుప్తంగానూ, సందర్భోచితంగానూ తెలుపవలసినది.
 

 

(Note: Emails will not be shared to outsiders or used for any unsolicited purposes. Please keep comments relevant.)