ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ६० - चांदी

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ६०

बहुपयोगी ‘चांदी’!

नाण्यांच्या जगतात मात्र आजही चांदी मोठय़ा प्रमाणात वापरली जाते.

दागिन्यांच्या विश्वात सोन्यानंतर चांदीचा क्रमांक असला तरी नाण्यांच्या जगतात मात्र आजही चांदी मोठय़ा प्रमाणात वापरली जाते. फार पूर्वीपासून, आपल्या देशात ‘चांदी’चा उपयोग चलन म्हणून केला जात असे. आयुर्वेदाच्या काळात तर कौटिल्य या बुद्धिवंताने, धातूच्या वस्तू तयार करणाऱ्या व्यापाऱ्यांना अनेक मोलाच्या सूचना केल्या होत्या. त्या काळी तांब्याची नाणी तयार केली जात असत. पण तांब्याची नाणी तयार करताना त्यात चार भाग चांदी, अकरा भाग तांबं आणि एक भाग लोखंड किंवा अन्य काही धातू घालावा असं नाणं तयार करण्याचं सूत्रच त्याने घालून दिलं होत; जेणेकरून नाणी उत्तम प्रकारे वापरता येण्यासाठीचे सारे गुणधर्म त्यात सामावले जातील.

चांदीवर नैसर्गिक आम्लांचा फारसा परिणाम होत नाही. हवेत जर गंधक किंवा गंधकाची संयुगे असतील तर मात्र चांदीचे सल्फाईड होते व चांदी काळवंडते. चांदी हा एवढा लवचीक धातू आहे की त्याची पातळ अशी फिल्मही तयार करता येते. चांदीला कोणतीही चव किंवा स्वाद नसतो, पण चांदी खायला काही हरकत नसते. त्यामुळे अन्नपदार्थ ठेवण्यासाठी आणि कधी अन्नपदार्थ सुशोभित करण्यासाठी, आपल्या देशातच नव्हे तर इतर अनेक देशांमध्ये, चांदीचा उपयोग करतात. ०.२ मायक्रॉन एवढी कमी जाडी असलेली ही पातळ चांदीची फिल्म खाद्यपदार्थाला चिकटून राहते आणि ती इतकी ठिसूळ असते की आपल्या हाताने बाजूलाही करता येत नाही.

पूर्वी कृष्णधवल फोटो असायचे. या फोटोग्राफीमध्ये तर चांदीचं आयोडाईड असल्याखेरीज कामच होत नाही. पाणी शुद्धीकरणासाठी चांदीचं ऑक्साइड तर आरसे, काचा, तर कधी चक्क काही प्रकारची शाई तयार करण्यासाठी चांदीच्या नायट्रेटचा वापर करतात. कृत्रिम पाऊस पडण्यासाठीही चांदीच्या आयोडाईडचा उपयोग केला जातो.

चांदी हा मौल्यवान धातू उत्तम विद्युतवाहक असल्याने त्याची इतर धातूंबरोबरची संमिश्रं विद्युत उपकरणांमध्ये वापरतात. चांदी उत्तम उष्णतावाहकही आहे. त्यामुळेच तर स्विचगिअर्स, थर्मोस्टॅट्स, सॉल्डर्स अशा तद्दन विद्युत आणि उष्णतेसंबंधित उपकरणांमध्ये चांदीच्या अनेक संमिश्रांचा वापर होतो.

डॉ. मानसी राजाध्यक्ष

मराठी विज्ञान परिषद, वि. ना. पुरव मार्ग,  चुनाभट्टी,  मुंबई २२ 

office@mavipamumbai.org

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ५९ - हिरण्य

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ५९

हिरण्य!

काही दिवसांपूर्वीच एका मासिकात, ‘सोने मोडून चांदी खरेदी करावी काय?’

काही दिवसांपूर्वीच एका मासिकात, ‘सोने मोडून चांदी खरेदी करावी काय?’ अशा मथळ्याखाली चांदीच्या प्रचंड भाववाढीनिमित्ताने एक लेख प्रसिद्ध झाला होता. चांदीचे दिवसेंदिवस वाढणारे भाव आणि तरीही वाढत जाणारी मागणी यांचा आढावा घेणारा तो लेख अतिशय माहितीपूर्ण होता. त्या लेखाच्या निमित्ताने एकंदरीतच आपल्या आयुष्यात मोलाचं स्थान असलेल्या या ‘मौल्यवान’ धातूंच महत्त्व डोळ्यांसमोर तरळून गेलं.

दुर्मीळ खनिज असलेले अनेक धातू जगात आहेत पण त्या सर्वानाच मौल्यवान म्हटलं जात नाही. मग मौल्यवान धातू नेमके कोणते, त्यांची नावं काय आणि त्यांना ‘मौल्यवान’ का म्हणतात?

मौल्यवान हे बिरुद मिरवण्यासाठी धातूंमध्ये काही खास गुणधर्म असावे लागतात. धातू दिसायला चकचकीत देखणे असावेत हा गुणधर्म तर हवाच, त्याशिवाय धातू लवचीक हवा. एखाद्या धातूची जेवढी बारीक तार काढता येईल तेवढा तो महत्त्वाचा ठरतो. धातू तापवला की ठरावीक तापमानाला वितळतो. द्रवरूपातल्या धातूला अधिक उष्णता दिली की तो ठरावीक तापमानाला उकळतो. त्या तापमानाला धातूचा उत्कलनबिंदू म्हणतात. मौल्यवान धातूंचे उत्कलनबिंदू इतर धातूंपेक्षा खूप जास्त असतात. सर्वात महत्त्वाची गोष्ट म्हणजे मौल्यवान धातू इतर धातूंच्या तुलनेत कमी क्रियाशील असतात. दमट हवेशी जरासा संपर्क आला की लोखंड गंजून जातं, म्हणजेच त्याचं ऑक्साईड तयार होतं. ही रासायनिक अभिक्रिया जलद आणि सहजपणे होते. पण मौल्यवान धातू इतक्या सहजपणे रासायनिक अभिक्रिया करत नाहीत. आणि हे सर्व गुणधर्म असलेला चांदी हा मौल्यवान धातू तर आपल्या नेहमीच्या परिचयाचा आहे.

आवर्त सारणीतील पाचव्या आवर्तनात आणि अकराव्या गणातील, अणुक्रमांक ४७ असलेल्या चांदी या मूलद्रव्याचा शोध नक्की कधी आणि कोणाला लागला माहीत नाही. कारण अगदी इसवी सनपूर्व काळापासून चांदी वापरात असल्याचे उल्लेख आपल्या प्राचीन ग्रंथात आढळतात. हिरण्य म्हणून आज आपण सोन्याला संबोधत असलो तरी काही ग्रंथांमध्ये चांदीचा उल्लेख ‘हिरण्य’ या नावाने केलेला  दिसतो.

– डॉ. मानसी राजाध्यक्ष (मुंबई)

मराठी विज्ञान परिषद,

वि. ना. पुरव मार्ग,  चुनाभट्टी,  मुंबई २२ 

office@mavipamumbai.org

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ५८ - पॅलॅडीअम

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ५८

पॅलॅडिअम

पॅलॅडिअमचा उपयोग रसायनशास्त्रात उत्प्रेरक म्हणून केला जातो.

पॅलॅडिअम हे फार क्वचित चच्रेत असलेले मूलद्रव्य असून त्याची ज्ञाती जनसामान्यात विशेष नाही. पॅलॅडिअम या मूलद्रव्याचा शोध १८०३ साली लंडनमध्ये इंग्रज संशोधक विल्यम वॉलस्टन यांनी लावला. पॅलॅडिअम हे नाव त्या काळी नुकत्याच शोध लागलेल्या लघू ग्रह पल्लास यावरून ठेवले गेले. त्याआधी इ. स. १७०० मध्ये ब्राझीलच्या खाणीत एक धातू सापडला होता, त्याला ‘ओरो पोड्रे’ हे नाव दिले होते. या पोर्तुगीज भाषेतील शब्दाचा अर्थ निरुपयोगी सोने असा होतो. हा धातू म्हणजे सोने आणि पॅलॅडिअमचे संमिश्र होते. सध्या व्हाइट गोल्ड (सफेद सोने) वापरण्याकडे लोकांचा कल वाढत आहे. व्हाइट गोल्ड हे संमिश्र करताना काही वेळा सोन्याबरोबर पॅलॅडिअम मिसळतात.

पॅलॅडिअम हा धातू प्लॅटिनमसारखा मऊ व चांदीसारखा चमकणारा आहे. याचा वितळणिबदू १५५५ अंश सेल्सिअस व घनता पाण्यापेक्षा बारा पट जास्त आहे. हा धातू बहुतांश सोन्याच्या खाणीत मिश्रधातू रूपात सापडतो. पॅलॅडिअमची नैसर्गिक उपलब्धता रशिया, दक्षिण आफ्रिका, कॅनडा आणि उत्तर अमेरिका या देशांमध्ये आहे. या मौल्यवान धातूची आंतरराष्ट्रीय बाजारपेठेतील किंमत प्रत्येक किलोग्रॅमला ३६००० डॉलर म्हणजे जवळपास किलोचे २२ लाख रुपये इतकी आहे. त्याचा चमकदारपणा, तन्यता, वर्धनीयता यांचा उपयोग १९३० पासून दागिने बनविण्यासाठी होऊ लागला. पॅलॅडिअम शल्यचिकित्सेची अवजारे तसेच दंतवैद्यकशास्त्रात; जसे दातातील पोकळी भरणे यासाठी वापरला जातो. अर्ध्याहून अधिक पॅलॅडिअम हा वाहनांच्या उत्प्रेरक परिवर्तकामध्ये वापरला जातो. उत्प्रेरक परिवर्तकामध्ये विषारी वायूंवर नियंत्रण ठेवता येते.

पॅलॅडिअमचा उपयोग रसायनशास्त्रात उत्प्रेरक म्हणून केला जातो. रंग व औषधे बनवण्याच्या प्रक्रियेत निर्माण होणारी उप-उत्पादने ही पर्यावरणाला हानीकारक आहेत. याला पर्याय म्हणून पॅलॅडिअम हा उत्प्रेरक वापरला जाऊ लागला. या प्रक्रियेत ०.१ ते ०.५ टक्के पॅलॅडिअम कार्बनमध्ये मिसळून अभिक्रिया केल्या जातात. तेच उत्प्रेरक १०-२० वेळा वापरले जाऊ शकते व त्यानंतर या उत्प्रेरकावर प्रक्रिया करून ते परत मिळवले जाऊ शकते. या प्रक्रियेत फक्त १० टक्के पॅलॅडिअम वाया जाते. अशा रीतीने पॅलॅडिअम हे आर्थिकदृष्टय़ा किफायतशीर आहे आणि त्याच्या वापरामुळे पर्यावरणाला आपण ऱ्हास होण्यापासून वाचवू शकतो. संगणक, मोबाइलमध्ये वापरण्यात येणाऱ्या सिरॅमिक कपॅसिटर्समध्ये (संधारित्रामध्ये) पॅलॅडिअमचा वापर केला जातो.

क्रांती आठल्ये

मराठी विज्ञान परिषद, वि. ना. पुरव मार्ग,  चुनाभट्टी,  मुंबई २२ 

office@mavipamumbai.org

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ५७ - -होडीअम

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ५७

देखणे र्होडीअम!

अनेक नक्षीदार सोन्याच्या दागिन्यांवर ऱ्होडिअमचा थर चढवून ते अधिक देखणे आणि मौल्यवान केले जातात.

ऱ्होडिअम हे मूलद्रव्य साधारणपणे दोन हजार अंश सेल्शियस तापमानाला वितळतं आणि द्रवरूपातलं ऱ्होडिअम आणखी तापवलं तर साधारणपणे चार हजार पाचशे अंश सेल्सिअसला उकळायला सुरुवात होते. पाण्याच्या बारा पट जास्त घनता असलेलं हे मूलद्रव्य अत्यंत उत्तम उष्णतावाहक आणि विद्युतवाहक आहे.

ऱ्होडिअम हे मूलद्रव्य जरी प्लॅटिनमच्या कुटुंबातलं असलं आणि म्हणून त्याचे गुणधर्म प्लॅटिनम किंवा पॅलॅडिअमसारखेच असले तरी बऱ्याच वेळा प्लॅटिनम किंवा पॅलॅडिअममध्ये थोडय़ा प्रमाणात ऱ्होडिअम मिसळून त्यांचं संमिश्र तयार केलं जातं. असं केल्याने प्लॅटिनम किंवा पॅलॅडिअमचा कठीणपणा वाढतो आणि एवढंच नव्हे तर असं संमिश्र लवकर गंजत नाही किंवा त्यावर आम्लांचा फारसा परिणाम होत नाही.

याच गुणधर्मामुळे, अनेक विद्युत उपकरणांमध्ये ऱ्होडिअमच्या समिश्रांचा उपयोग केला जातो. ऱ्होडिअमच्या पृष्ठभागावरून प्रकाशाचं पूर्ण परावर्तन होत असल्यामुळे, या समिश्रांचा समावेश अनेक प्रकाशीय उपकरणांमध्ये केला जातो. त्याचबरोबर अनेक वैद्यकीय उपकरणांमध्येही ऱ्होडिअम संमिश्रे वापरली जातात.

दागिन्यांच्या दुनियेत तर ऱ्होडिअमला खूपच मोठा मान आहे. ऱ्होडिअम खूप लवचीक आहे आणि काही ठरावीक रासायनिक पद्धतीने दुसऱ्या धातूंवर ऱ्होडिअमचा पातळ मुलामा- पातळसा थर- चढवता येतो. अनेक नक्षीदार सोन्याच्या दागिन्यांवर ऱ्होडिअमचा थर चढवून ते अधिक देखणे आणि मौल्यवान केले जातात. हिऱ्यांच्या दागिन्यांची कोंदणं करताना ती जर ऱ्होडिअम प्लेटेड असतील म्हणजेच ऱ्होडिअमचा थर चढवून केलेली असतील तर ते दागिने अत्यंत आकर्षक दिसतात.

ऱ्होडिअम हा एक उत्कृष्ट ‘उत्प्रेरक’देखील आहे. म्हणजेच बऱ्याच रासायनिक अभिक्रिया कमी तापमानाला घडून येण्यासाठी उत्प्रेरकाची मदत होते. उत्प्रेरक फक्त रासायनिक अभिक्रिया घडायला मदत करतो, पण स्वत: मात्र अभिक्रियेत भाग घेत नाही. गाडय़ांच्या एग्झॉस्ट पाइपमधून (निष्कास नलिकेतून) नायट्रोजन ऑक्साइडसारखे प्रदूषण करणारे वायू बाहेर पडतात. या वायूंपासून वातावरणाला त्रासदायक न ठरणारे पदार्थ तयार करण्याच्या कामगिरीत ऱ्होडिअमचा उत्प्रेरक म्हणून मोठाच उपयोग होतो.

-डॉ. मानसी राजाध्यक्ष 

मराठी विज्ञान परिषद, वि. ना. पुरव मार्ग,  चुनाभट्टी,  मुंबई २२ 

office@mavipamumbai.org

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ५६ - प्लॅटिनम

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ५६

ग्रीक भाषेतला ‘गुलाब’!

प्लॅटिनमच्या कुटुंबात प्लॅटिनम धरून एकूण सहा मंडळी!

इसवी सन १८००च्या सुमारास, विल्यम हाइड वॉलस्टन नावाचा रसायनशास्त्रज्ञ आपल्या प्रयोगशाळेत प्लॅटिनमच्या खनिजांवर संशोधन करत होता. अनेक रासायनिक अभिक्रिया करून बघत होता. आणि अचानक सुरेख गुलाबी- गुलाबाच्या रंगाचं, पण चकाकणारं एक संयुग तयार झालं. वॉलस्टनने या संयुगाचा सखोल अभ्यास केला आणि १८०३ साली त्याला एका नवीन मूलद्रव्याचा शोध लागला. ग्रीक भाषेत गुलाबाला ‘ऱ्होडॉन’ म्हणतात, म्हणून या मुलद्रव्याला ‘ऱ्होडिअम’ असं नाव दिल गेलं. प्लॅटिनमच्या कुटुंबातलं हे आणखी एक मूलद्रव्य!

प्लॅटिनमच्या कुटुंबात प्लॅटिनम धरून एकूण सहा मंडळी! रुथेनिअम, पॅलॅडिअम, ऑस्मिअम आणि इरिडीअम हे प्लॅटिनमच्या कुटुंबातले आणखी इतर चार जण! या सर्वाचे रासायनिक आणि भौतिक दोनही गुणधर्म बरेचसे सारखे! सारे जण चकचकीत चांदीसारखे पांढरे! सुरुवातीला आढळलेलं ‘ऱ्होडिअम’चं संयुग जरी गुलाबी रंगाचं असलं तरी शुद्ध ‘ऱ्होडिअम’ चकचकीत शुभ्रच! आणि ‘ऱ्होडिअम’चं संयुग जरी सापडलं असलं तरी ‘ऱ्होडिअम’ हे मूलद्रव्य सहसा कुठलीही रासायनिक अभिक्रिया ‘न’ करणारं! ‘ऱ्होडिअम’वर कोणत्याही तीव्र आम्लाची क्रिया होत नाही. खूप तापवलं तर ते हळूहळू ऑक्सिजनबरोबर अभिक्रिया करतं. खूप जास्त तापमानाला क्लोरीन किंवा ब्रोमिनबरोबर रासायनिक अभिक्रिया करणार ‘ऱ्होडिअम’, फ्लुओरिनबरोबर मात्र अजिबात क्रिया करत नाही. पृथ्वीच्या पाठीवर ‘ऱ्होडिअम’चा आढळही खूप कमी म्हणजे अगदी अतिदुर्मीळ म्हणावा एवढा! प्रति दशलक्ष भागात ०.०००१ भाग एवढय़ा कमी प्रमाणात ‘ऱ्होडिअम’ सापडतं!

‘ऱ्होडिअम’चं आवर्तसारणीतलं स्थानही खास आहे. अणुक्रमांक ४५ असलेलं हे मूलद्रव्य आवर्तसारणीच्या अगदी मध्यभागी (पाचव्या आवर्तनात आणि नवव्या गणात) आहे. प्लॅटिनमच्या कुटुंबातलं ‘ऱ्होडिअम’ तसं बघायला गेलं तर चांदी, सोनं यांसारख्या ‘मौल्यवान’ धातूंच्याही यादीतलं! किंबहुना ‘ऱ्होडिअम’ हे चांदी आणि सोनं यापेक्षाही मौल्यवान आहे. म्हणूनच तर एखाद्याच्या असामान्य कर्तृत्वाचा गौरव करायला जेव्हा चांदी, सोनंही कमी वाटायला लागतात; तेव्हा ‘ऱ्होडिअम’चं मानचिन्ह देऊ केलं जातं.

– डॉ. मानसी राजाध्यक्ष

मराठी विज्ञान परिषद,

वि. ना. पुरव मार्ग,  चुनाभट्टी,  मुंबई २२ 

office@mavipamumbai.org

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ५५ - रुथेनिअम

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ५५

इजा – बिजा – तिजा !

पृथ्वीवरच्या मूलद्रव्यांमध्ये ४४व्या क्रमांकावर असलेलं रुथेनिअम!

पृथ्वीवरच्या मूलद्रव्यांमध्ये ४४व्या क्रमांकावर असलेलं रुथेनिअम! हे मूलद्रव्य तसं देखणं, चकचकीत पांढऱ्या शुभ्र रंगाचं! प्लॅटिनम या मौल्यवान धातूच्या गटातलं!

या मूलद्रव्याचा शोध एकदा नाही, दोनदा नाही तर चक्क तीनदा लागला. १८०८ साली दक्षिण अमेरिकेत, प्लॅटिनम या मूलद्रव्यावर संशोधन करणाऱ्या, स्नियाडेक्की या वैज्ञानिकाला प्लॅटिनमच्या खनिजामध्ये अगदी थोडय़ा प्रमाणात हे नवीन मूलद्रव्य आढळलं. त्याने नवीन मूलद्रव्य आढळल्याचं जाहीर करत, त्याचं ‘व्हेस्टीअम’ असं नामकरणही केलं. त्यानंतर अनेक वैज्ञानिकांनी प्लॅटिनमच्या खनिजामध्ये ‘व्हेस्टीअम’ शोधण्याचे अयशस्वी प्रयत्न केले. स्वत: स्नियाडेक्कीलाही परत ते मूलद्रव्य मिळवता आलं नाही आणि शेवटी त्याने नवीन मूलद्रव्य शोधल्याचा दावा मागे घेतला.

या घटनेनंतर साधारण वीस वर्षांनी, ओसान या रशियन वैज्ञानिकाला, पुन्हा एकदा अणुक्रमांक ४४ या मूलद्रव्याच्या अस्तित्वाची कुणकुण लागली. त्याने तसं घोषितही केलं. पण इतिहासाची पुनरावृत्ती झाली. इतर संशोधकांनाही हे मूलद्रव्य परत मिळू शकलं नाही आणि त्यामुळे या शोधाबद्दल प्रश्नचिन्ह निर्माण झालं.

अखेरीस कार्ल क्लोस या रशियन वैज्ञानिकाला, प्लॅटिनमच्या खनिजावर काम करताना परत हे मूलद्रव्य आढळलं. त्याने यशस्वीरीत्या ते खनिजापासून वेगळं केलं आणि ते नवीन मूलद्रव्य असल्याचं प्रयोगांती सिद्धही केलं. प्राचीन काळी रशियाचं नाव ‘रुथेनिया’ असं होतं. तेव्हा देशाभिमानी कार्लने या नवीन मूलद्रव्याचं नाव ‘रुथेनिअम’ असं ठेवलं. अशा प्रकारे इजा-बिजा-तिजा झाला! ‘रुथेनिअम’ मूलद्रव्य पहिल्या दोन वैज्ञानिकांना नुसतं दर्शन देऊन गेलं आणि तिसऱ्या वेळेला मात्र कार्लने या मूलद्रव्याला प्रगट व्हायला भाग पाडलं.

पण या सगळ्यामागचं महत्त्वाचं कारण म्हणजे एक तर रुथेनिअम हे प्लॅटिनमच्या कुटुंबातल! त्याचे सगळे गुणधर्म प्लॅटिनमशी मिळते-जुळते असल्यामुळे त्याला प्लॅटिनमच्या खनिजापासून वेगळं करणं खूप जिकिरीचं काम असतं. त्यामुळेच तर पहिल्या दोन वैज्ञानिकांना रुथेनिअमच्या अस्तित्वाची झलक दिसूनही ते परत मिळवू शकले नाहीत.

– डॉ. मानसी राजाध्यक्ष

मराठी विज्ञान परिषद,

वि. ना. पुरव मार्ग,  चुनाभट्टी,  मुंबई २२ 

office@mavipamumbai.org

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ५४ - टेक्निशिअम

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ५४

टेक्निशिअम : अस्थिर मूलद्रव्य

एकोणिसाव्या शतकात नवनव्या मूलद्रव्यांच्या शोधासाठी शास्त्रज्ञांचे बरेच प्रयत्न चालू होते.

एकोणिसाव्या शतकात नवनव्या मूलद्रव्यांच्या शोधासाठी शास्त्रज्ञांचे बरेच प्रयत्न चालू होते. कार्लो पेरिर आणि एमेलिओ नसेग्रे या इटलीतील पालेर्मो विद्यापीठातील संशोधकांनी सायक्लोट्रॉनच्या टाकाऊ भागापासून या मूलद्रव्याची निर्मिती केली. कृत्रिम या अर्थाच्या टेक्नेटोज या ग्रीक शब्दावरून या मूलद्रव्याला टेक्निशिअम हे नाव देण्यात आले. टेक्निशिअम हे ४३ अणुक्रमांकाचे पाचव्या आवर्तनातील सातव्या श्रेणीतील सर्वात हलके आणि किरणोत्सारी मूलद्रव्य! पृथ्वीच्या पृष्ठभागात ते अत्यंत कमी प्रमाणात असते. युरेनिअम व थोरिअम यांच्या विघटनातून निर्माण होणारे हे मूलद्रव्य स्वत: किरणोत्सारी असल्यामुळे कुठल्याही वेळी पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर ते जास्तीत जास्त १८ हजार टन एवढेच सापडते.

प्लॅटिनमसदृश रूप असलेल्या या मूलद्रव्याची अणुरचना षटकोनी, काहीशी ग्रॅफाइटसारखी आहे. फारसे क्रियाशील नसलेले टेक्निशिअम हे आम्लराज (अ‍ॅक्वा रेजिया) व गंधकाम्लात विरघळते. त्याची पावडर ऑक्सिजनच्या सान्निध्यात पेट घेते.

टेक्निशिअम ऑरगॅनिक अणूंबरोबर संयोग करून जी जटिल संयुगे बनवते ती न्यूक्लिअर मेडिसिनमध्ये अत्यंत उपयोगी ठरली आहेत. टेक्निशिअमचे सर्वात स्थिर समस्थानिक आहे Tc-98 ज्याचे अर्धे आयुष्यकाळ ४२ लाख वर्षे आहे. Tc-93, Tc-94, Tc-95, Tc-96, Tc-99m यांचे अर्धे आयुष्यकाळ अनुक्रमे २.७३ तास, ४.८८ तास, २० तास, ४.३ दिवस व ६.०१ तास असल्याने त्याचा उपयोग न्यूक्लियर मेडिसिनमध्ये पुष्कळ होतो. मेंदू, हृदय थायरॉइड, फुप्फुसे, यकृत, पित्ताशय,  मूत्रिपडे, अस्थी रचना, रक्त व टय़ूमर्स यांच्या अभ्यासाकरिता Tc-99m म्हणजे मेटास्टेबल) रेडिओ ट्रेसर म्हणून वापरला जातो. महत्त्वाचा भाग हा की, निदानासाठी टेक्निशिअम वापरण्याचा फायदा म्हणजे हे मानवी शरीरातून पटकन बाहेरही टाकले जाते.

Tc-95 या समस्थानिकाचा उपयोग वनस्पती व प्राण्यांच्या अभ्यासाकरिता केला जातो. Tc-99 चे अर्धे आयुष्यकाळ मात्र २१.१ लाख वर्षे आहे. हा रेणू कमी शक्तीचे बीटा किरण सोडते, त्याचा वापर कॅलिब्रेशन (मात्रांकन), उत्प्रेरक, गंजरोधक घटक म्हणून होतो.

असे हे टेक्निशिअम व त्याचे समस्थानिक प्रयोगशाळेतच प्रामुख्याने तयार होतात. वैज्ञानिक ज्या तऱ्हेने प्रत्येक मूलद्रव्याचे गुण जाणून त्यांना मनुष्याच्या सेवेकरिता वापरतात त्याने अचंबित व्हायला होते.

– डॉ. कविता रेगे

मराठी विज्ञान परिषद,

वि. ना. पुरव मार्ग,  चुनाभट्टी,  मुंबई २२ 

office@mavipamumbai.org

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ५३ - मॉलिब्डेनम

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ५३

लोखंडाचा सच्चा मित्र – मॉलिब्डेनम

फार वर्षांपूर्वी सेम्फिरोपल या गावच्या रस्त्यावर मोटारींच्या चाचण्या घेतल्या जात होत्या.

फार वर्षांपूर्वी सेम्फिरोपल या गावच्या रस्त्यावर मोटारींच्या चाचण्या घेतल्या जात होत्या, तपासणारे एकेक मोटार चालवून बघत होते. सर्व काम व्यवस्थित चालले होते. इतक्यात एक मोटार सपाट, गुळगुळीत रस्त्यावर चालत असतानाही उलटीपालटी झाली. निरीक्षणाअंती समजले की मोटारीचे चाक पोलादी नलिकेत मुक्तपणे फिरण्याऐवजी घट्ट अडकले होते. असे अपघात टाळण्यासाठी वंगण वापरणे महत्त्वाचे असते, मॉलिब्डेनम त्यासाठी वापरले जाते. मॉलिब्डेनम हे ग्रॅफाइटसारखे पदर असणारे आणि शिसे या धातूसारखे दिसणारे मूलद्रव्य आहे.

खरं तर अनेक मूलद्रव्यांच्या नावाप्रमाणे याच्याही नावाचं मूळ उगम ग्रीक भाषेत आहे. मॉलिब्डेस या ग्रीक शब्दाचा अर्थ शिसे. ‘गॅलेना मॉलिब्डॉस’ आणि ‘मॉलिब्डेनाइट’ या खनिजांमधून दोन मूलद्रव्ये मिळाली होती. मॉलिब्डेनमच्या शिसेसदृश दिसण्यामुळे याला शिसे समजण्यात आले होते. १७७८ मध्ये कार्ल शीलने मॉलिब्डेनमचा शोध लावला, पण शिसे आणि हे मूलद्रव्य एकच आहे असा त्याचाही समज झाला. पुढे १७८१मध्ये पीटर जेकब जेम याने मॉलिब्डेनम हे मूलद्रव्य वेगळे करण्यात यश मिळविले.

मॉलिब्डेनम हा लोखंडाचा सच्चा मित्र म्हणायला हरकत नाही. पॅरिसमधील सुप्रसिद्ध लोवर वस्तुसंग्रहालयाचे बांधकाम मॉली स्टील या पोलाद आणि मॉलिब्डेनमच्या संमिश्राने केले आहे. पोलादाची गुणवत्ता वाढवण्यासाठी त्यात मॉलिब्डेनम मिसळतात. पोलादाची वर्धनीयता (पत्रा करण्याची क्षमता) आणि तन्यता (तार तयार करण्याची क्षमता) वाढवण्याचे काम मॉलिब्डेनम करते. तसेच पोलादाची मजबुतीही वाढवते. शस्त्रास्त्रे, चिलखते तयार करताना मॉलिब्डेनम आणि पोलादाचे संमिश्र वापरले जाते. सुप्रसिद्ध सामुराई तलवारींच्या धारदारपणाचे रहस्यही हेच संमिश्र आहे.

आज आपण ग्रॅफाइटच्या पेन्सिल वापरतो. कित्येक शतकांपूर्वी मॉलिब्डेनम या मूलद्रव्याचा वापर मॉलिब्डेनाइट या खनिजाच्या स्वरूपात पेन्सिल म्हणून केला जात असे. या खनिजामुळे हिरवट-भुऱ्या रंगाच्या रेषा कागदावर उमटतात. द्रवरूप नायट्रोजनचा साठा करण्यासाठी थंडतारोधक पोलादाच्या टाक्या तयार केल्या जातात. या टाक्यांच्या जोडकामास भेगा पडत असत, मॉलिब्डेनमने सच्च्या मित्रासारखा पोलादाचा हाही प्रश्न सोडवला.

काही वर्षांपूर्वी अमेरिकन संशोधकांनी रंग बदलणाऱ्या काचेचा प्रकार शोधला होता. या काचेच्या मिश्रणात मॉलिब्डेनम मिसळले जायचे किंवा काचेच्या दोन थरांमध्ये मॉलिब्डेनमचा थर असायचा. ही काच सूर्यप्रकाशात निळसर तर रात्री पारदर्शक होत असे.

– अनघा अमोल वक्टे

मराठी विज्ञान परिषद,

वि. ना. पुरव मार्ग,  चुनाभट्टी,  मुंबई २२ 

office@mavipamumbai.org

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ५२ - निओबिअम

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ५२

निओबिअम – जुळ्यांचे दुखणे

१८०२मध्ये एकबर्ग या स्वीडनच्या शास्त्रज्ञास स्कँडेनेव्हियात सापडलेल्या खनिजांमध्ये एक नवीन मूलद्रव्य सापडले.

सतराव्या शतकाच्या मध्यावर कोलंबिया नदीच्या पात्रात काळसर रंगाचे सोनेरी छटा असणारे वजनदार असे एक खनिज मिळाले. इतर नमुन्यांबरोबर लोहयुक्त खनिज म्हणून ते ब्रिटिश वस्तुसंग्रहालयाकडे पाठवण्यात आले. हे खनिज कोलंबाइट म्हणून ओळखले जाऊ लागले. तब्बल १५० वर्षांनंतर १८०१मध्ये चार्ल्स हँचेटचे या खनिजाकडे लक्ष गेले. याचा अभ्यास करताना लोहाबरोबर यात मँगनिज आणि ऑक्सिजनही सापडले. याशिवाय एक अज्ञात मूलद्रव्यही या खनिजात असल्याचे हँचेटला आढळले. या मूलद्रव्याचे नाव हँचेटने कोलंबिअम असे केले.१८०२मध्ये एकबर्ग या स्वीडनच्या शास्त्रज्ञास स्कँडेनेव्हियात सापडलेल्या खनिजांमध्ये एक नवीन मूलद्रव्य सापडले. ग्रीक पुराणकथेचा आधार घेऊन त्याला टँटॅलम हे नाव देण्यात आले. या टँटॅलमचे आणि कोलंबिअमचे बरेच गुणधर्म सारखे होते. बर्झेलिअससह अनेक रसायनशास्त्रज्ञांना वाटले एकाच मूलद्रव्यावर दोन ठिकाणी संशोधन चालू आहे. काही काळानंतर बर्झेलिअसला आपल्या निष्कर्षांबद्दल शंका आली आणि त्यांनी आपल्या शिष्याला, फ्रेडरिक वोलरला पत्राद्वारे आपली शंका कळविली आणि पुढील संशोधन करण्यास सांगितले. वोलरलाही या दोन मूलद्रव्यांचे नाते कळले नाही.अखेर १८४४मध्ये हेंरिक रोझ या जर्मन रसायनशास्त्रज्ञाला हा उलगडा झाला. कोलंबाइट या खनिजात टँटॅलम आणि कोलंबिअम ही दोन मूलद्रव्ये असल्याचे त्याने सिद्ध केले. ग्रीक पुराणाचा आधार घेत कोलंबिअमला निओबिअम हे नाव देण्यात आले. टँटॅलम आणि कोलंबिअम या जुळ्यांचे गुणधर्म सारखे असल्यामुळे यांचे औद्योगिक उत्पादन दीर्घकाळ लांबले. १८६६मध्ये स्विस रसायनशास्त्रज्ञ जे. सी. गॅलिअर्ड द मेरिग्नॅक याला या जुळ्यांना वेगळं करण्याची औद्योगिक रीत मिळाली. निओबिअम धातूस्वरूपात मिळविण्यासाठी असलेली प्रक्रिया थोडी किचकट स्वरूपाची आहे. पोलादात निओबिअम मिसळल्यास त्याची तन्यता आणि गंजरोधकता वाढते. अणुभट्टीत झिर्कोनिअमबरोबर त्याचा वापर होतो. झिर्कोनिअमचे न्युट्रॉन शोषकता, उच्च वितळणिबदू तसेच उष्णता रोधकता हे सारे गुणधर्म निओबिअममध्ये आहेत. याशिवाय एक महत्त्वाचा गुणधर्म म्हणजे निओबिअम हा वायू शोषक आहे. निर्वात इलेक्ट्रॉन नळ्या करताना या गुणधर्माचा उपयोग होतो. नळ्या निर्वात करताना काही वायू शिल्लक राहिला तरी नळ्यांवर अल्पसे निओबिअमचे आवरण असले तरी ते उरलासुरला वायू शोषून घेऊन नळ्या निर्वात करतो.

– अनघा अमोल वक्टे

मराठी विज्ञान परिषद, वि. ना. पुरव मार्ग,  चुनाभट्टी,  मुंबई २२ 

office@mavipamumbai.org

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ५१ - झिर्कोनिअम

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ५१

झिर्कोनिअम

हिरा, माणिक याप्रमाणेच झिरकॉन या खनिजालाही अलेक्झांडरच्या काळापासून मौल्यवान खडय़ाचा मान होता.

हिरा, माणिक याप्रमाणेच झिरकॉन या खनिजालाही अलेक्झांडरच्या काळापासून मौल्यवान खडय़ाचा मान होता. त्याच्या सोनेरी, नारिंगी आणि गुलाबी छटेमुळे तो मौल्यवान समजला जात असे. प्रसिद्ध जर्मन रसायनशास्त्रज्ञ मार्टनि हेन्रिक क्लॅपरॉथ यांना १७८९ मध्ये झिरकॉन खनिजाचे पृथक्करण करताना झिरकॉनिअम या मूलद्रव्याचा शोध लागला. अरबी शब्द झरकन म्हणजे सोनेरी या शब्दावरून या मूलद्रव्याचे नामकरण झाले. १८२४ मध्ये जॉन्स बर्झिलिअसने प्रथमच धातुरूप झिर्कोनिअम मिळविण्यात यश मिळविले. मात्र उपयोगात आणण्यासाठी या धातूला अनेक दशके वाट पाहावी लागली.झिर्कोनिअम नेहमीच हाफ्निअम या त्याच्या जोडीदाराबरोबर सापडतो. या जोडगोळीत बऱ्याचदा हाफ्निअमचेच प्रमाण जास्त आढळते. पोलादाप्रमाणे दिसणारा झिर्कोनिअम, पोलादापेक्षा मजबूत आणि अधिक तन्यता असणारा तसेच न गंजणारा धातू आहे. दाहक रसायनांचा झिर्कोनिअमवर परिणाम होत नाही. पोलादात मिसळल्याने या संमिश्राच्या गुणधर्मात वाढ होते. झिर्कोनिअमच्या या गुणधर्मामुळे मेंदूच्या शस्त्रक्रियेत वापरला जाणारा दोरा आणि शस्त्रक्रियेची हत्यारे यासाठी झिर्कोनिअमची संमिश्रे वापरली जातात.१७८९ मध्ये क्लॅपरॉथने आणखी एका महत्त्वाच्या मूलद्रव्याचा शोध लावला होता, ते मूलद्रव्य होतं युरेनिअम. सुमारे १५० वर्षांनंतर क्लॅपरॉथने शोधलेली युरेनिअम आणि झिरकोनिअम ही दोन मूलद्रव्ये एकत्र आली ती अणुभट्टीमध्ये. अणुभट्टीमध्ये इंधन म्हणून वापरत असलेल्या युरेनिअमच्या कांडय़ावरील आवरण म्हणून झिर्कोनिअमचा वापर होतो. झिर्कोनिअममधून न्यूट्रॉन अगदी सहजरीत्या जाऊ शकतात. याशिवाय झिर्कोनिअमचा वितळणांक उच्च म्हणजेच १८५० अंश सेल्सिअस असून ते अणुभट्टीतील तापमान रोखणारे (उष्णतारोधक) आहे. फक्त समस्या एवढीच की, यासाठी शुद्ध झिर्कोनिअम वापरावे लागते. जरा जरी हाफ्निअम यात असले तर ते झिरकोनिअमच्या विरुद्ध गुणधर्म दाखवत न्यूट्रॉन्सला अडवण्याचे काम करते.झिर्कोनिअमची संयुगे रेनकोटांवर दिल्या जाणाऱ्या थरांमध्ये वापरली जातात, ज्यामुळे रेनकोट जलरोधक बनतात. छपाईची रंगीत शाई, वॉर्निश यामध्येही झिर्कोनिअमची संयुगे वापरली जातात.झिर्कोनिअमची उपयुक्तता लक्षात आल्यावर १९४९-१९५९ या काळात झिर्कोनिअमचे उत्पादन वाढले. इतर खनिजे काढताना निघणारा कचरा आणि झिरकॉनयुक्त वाळूचा वापर करून झिर्कोनिअम मिळविण्यात आले. कॅलिफोíनयाच्या नदीपात्रातील गाळ उपसण्यात आला आणि यातूनही झिर्कोनिअम मिळविण्यात आले. युद्धकाळात भूमध्य समुद्राच्या किनारी प्रदेशात क्रोमाइटसाठी केलेल्या उत्खननात मिळालेले झिरकॉन तसेच पडून होते. झिर्कोनिअमची उपयुक्तता कळल्यावर मात्र या ढिगाऱ्याला सोन्याचे दिवस आले.

– अनघा अमोल वक्टे

मराठी विज्ञान परिषद,

वि. ना. पुरव मार्ग,  चुनाभट्टी,  मुंबई २२ 

office@mavipamumbai.org

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ५० - इट्रिअम

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ५०

इट्रिअम

जॉन गॅडोलीनला १७८९मध्ये गाडोलीनाइट खनिजाचे विश्लेषण करताना इट्रिअमचा शोध लागला.

 

जॉन गॅडोलीनला १७८९मध्ये गाडोलीनाइट खनिजाचे विश्लेषण करताना इट्रिअमचा शोध लागला. स्विडनच्या इटर्बीनामक छोटय़ा नगरीवरून चार मूलद्रव्यांना नावे मिळाली त्यापकीच एक, संक्रमण धातूंच्या दुसऱ्या श्रेणीतील पहिले मूलद्रव्य – इट्रिअम! चंदेरी रंगाचे हे मूलद्रव्य रासायनिकदृष्टय़ा मात्र लँथेनाइड गणातील मूलद्रव्यांशी साधम्र्य दाखवते. इट्रिअम निसर्गात मुक्त स्वरूपात आढळत नसून नेहमी इतर दुर्मीळ मृदा खनिजांबरोबर आढळते. अपोलो अभियानाच्या मोहिमेत चंद्रावरील खडकात इट्रिअम विपुल प्रमाणात आढळले होते.इट्रिअमवर ऑक्सिडेशनमुळे एक संरक्षक थर तयार होतो, ज्यामुळे सामान्य तापमानाला त्याच्यावर हवेचा परिणाम होत नाही, परंतु उच्च तापमानाला मात्र त्याचे ऑक्सिडीकरण होऊ शकते. ४०० अंश सेल्सिअस तापमानाला चुऱ्याच्या स्वरूपातील इट्रिअम पेट घेऊ शकते.इट्रिअम ऑक्साइड या संयुगाचे अनेक उपयोग आहेत. रंगीत दूरचित्रवाणी संचाच्या टय़ूबसाठी लागणाऱ्या लाल फॉस्फरसच्या निर्मितीमध्ये त्याचा उपयोग केला जातो. अ‍ॅल्युमिनिअम व मॅग्नेशिअमच्या संमिश्रात मजबुतीकरणासाठी इट्रिअम मिसळतात. धातू हे उष्णतेचे उत्तम वाहक असतात, परंतु अ‍ॅल्युमिनिअम, इट्रिअम व क्रोमिअम यांचे संमिश्र मात्र उष्णतेचे रोधक म्हणून कार्य करते. काचेला उष्णता व शॉक रोधक करण्यासाठी याचा उपयोग केला जातो. अशी काच कॅमेराच्या लेन्समध्ये वापरतात. सुपरकंडक्टर्समधील वाहकात, उत्प्रेरकाच्या निर्मितीसाठी व काचेला पॉलिश करण्यासाठी इट्रिअम योग्य असल्याचे आढळले आहे. मायक्रोवेव्ह फिल्टर्समध्ये इट्रिअम व लोह यांचे गान्रेट तर विविध प्रकारच्या कृत्रिम व हिरा सदृश रत्नांसाठी इट्रिअम व अ‍ॅल्युमिनिअम गान्रेट वापरले जाते, तसेच दागिन्यातील झिर्कोनियाचा घन आकार अबाधित राहावा म्हणूनही इट्रिअम वापरतात.पर्यावरणातील इट्रिअमच्या वाढीव प्रमाणास मुख्यत: पेट्रोल शुद्धीकरणाचे उद्योगधंदे कारणीभूत असले तरी इतर कारणांचा प्रभाव दिसून येतो. घरगुती वापराच्या अनेक वस्तूत इट्रिअम असते उदा. रंगीत दूरचित्रवाणी संच, विजेची बचत करणारे दिवे, फ्लोरोसेंट दिवे इत्यादी. दिवसेंदिवस त्याचे नवनवीन उपयोग प्रकाशात येत आहेत. याचा गंभीर परिणाम पर्यावरणावर होताना दिसतो. निकामी झालेल्या या वस्तूंची विल्हेवाट शास्त्रोक्त पद्धतीने न करता कचऱ्यात टाकून देण्याच्या प्रवृत्तीमुळे पाण्याचे स्रोत, जमीन व हवेच्या प्रदूषणात वाढ होताना दिसते. वेळीच पाऊल न उचलल्यास भविष्यात मानवाला आणि प्राण्यांना दुष्परिणाम भोगावे लागतील.

– श्रीमती मीनल टिपणीस

मराठी विज्ञान परिषद,

वि. ना. पुरव मार्ग,  चुनाभट्टी,  मुंबई २२ 

office@mavipamumbai.org

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ४८ - स्ट्रॉन्शिअम

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ४८

स्ट्रॉन्शिअम

ध्वनिप्रदूषणामुळे आवाज करणाऱ्या फटाक्यांचा वापर कमी झाला

ध्वनिप्रदूषणामुळे आवाज करणाऱ्या फटाक्यांचा वापर कमी झाला असला तरी उत्सवप्रसंगी होणाऱ्या फटाक्यांच्या आतषबाजीमध्ये आकाशात विविध रंगांची उधळण होते. या रंगांमध्ये किरमिजी लाल रंगाची जी उधळण होते ती स्ट्रॉन्शिअममुळे! प्रयोगशाळेत धातूंच्या विश्लेषणात ओळख पटवण्यासाठी वापरण्यात येणारी अत्यंत सोपी पण खात्रीलायक पद्धत म्हणजे फ्लेम टेस्ट (ज्योतीचा रंग तपासणे). यात वैशिष्टय़पूर्ण म्हणजे, धातूला उष्णता दिली असता मिळणाऱ्या ज्योतीला विशिष्ट रंग असतो.अडेर क्रॉफर्ड व विल्यम क्रुकशांक यांना १७९०मध्ये स्कॉटलंडमधील स्ट्रॉनरिन खेडय़ातील शिशाच्या खाणीत; विदराईट खनिजात नवीन मूलद्रव्य असल्याचे जाणवले व त्याचे नामकरण त्यांनी स्ट्रॉन्शिअम असे केले. तोपर्यंत त्याला बेरियम समजण्यात येई. विद्युतविघटनाने स्ट्रॉन्शिअम क्लोराइड व मक्र्युरिक ऑक्साईडच्या मिश्रणातून स्ट्रॉन्शिअमला वेगळे करण्याचे श्रेय हंफ्री डेव्हीला जाते, मात्र त्यासाठी १८०८पर्यंत थांबावे लागले.मऊ, चंदेरी रंगाचा स्ट्रॉन्शिअम, अल्कली मृदा धातू प्रकारातील असून त्याची मुख्य खनिजे सेलेस्टाईन व स्ट्रॉन्शिअनाईट (celestine U strontianite) आहेत. अत्यंत क्रियाशील असल्याने निसर्गात तो मुक्त स्वरूपांत आढळत नाही. हवेशी संपर्क येताच ऑक्सिडेशनमुळे त्याच्या पृष्ठभागावर पिवळ्या रंगाची झाक येते.क्ष-किरण उत्सर्जनातील रोधक गुणधर्मामुळे स्ट्रॉन्शिअम दूरचित्रवाणी संचातील टय़ूबच्या (कॅथोड-रे टय़ूब) काचेसाठी वापरतात. एकूण उत्पादनाच्या ७५ टक्के भाग पूर्वी वापरला जात असे मात्र आता त्याला पर्याय उपलब्ध झाल्याने स्ट्रॉन्शिअमची मागणी उतरणीला लागली असून त्याचा परिणाम स्ट्रॉन्शिअमच्या उत्पादनावर झाला आहे.स्ट्रॉन्शिअममुळे निर्माण होणारा किरमिजी लाल रंग ही त्याची खासियत असल्याकारणाने एकूण उत्पादनाच्या ५ ते १० टक्के भागाचा वापर पायरोटेक्निक क्षेत्रात होतो उदा. शोभेचे फटाके, लक्ष वेधण्यासाठी अथवा आपात्कालीन परिस्थितीचा इशारा देण्यासाठी असलेली संकेत प्रणाली (signaling flares) आणि मागोवा घेणाऱ्या शस्त्रसामग्रीसाठी.वैद्यकीय क्षेत्रातही स्ट्रॉन्शिअमचा वापर केला जातो. स्ट्रॉन्शिअमचे रासायनिक गुणधर्म कॅल्शिअमशी संलग्न असल्याकारणाने कॅल्शिअमप्रमाणेच स्ट्रॉन्शिअम आपल्या शरीरातील हाडांमध्ये शोषले जाते. लहान मुलांमध्ये हे प्रमाण वाढल्यास हाडांच्या वाढीवर विपरीत परिणाम होतो. हाडांच्या कर्करोगामध्ये वापरल्या जाणाऱ्या किरणोत्सारी औषधात र१-89 महत्त्वाचा घटक आहे. संवेदनशील दातांसाठीच्या टूथपेस्टमध्ये स्ट्रॉन्शिअम क्लोराईड वापरले जाते.

– श्रीमती मीनल टिपणीस

मराठी विज्ञान परिषद,

वि. ना. पुरव मार्ग,  चुनाभट्टी,  मुंबई २२ 

office@mavipamumbai.org

ओळ्ख मूलद्रव्यांची भाग - ४७ - रुबिडीयम

ओळ्ख मूलद्रव्यांची भाग - ४७

रुबिडिअम

मऊ चंदेरी पांढरट रंगाचा रुबिडिअम अल्कली धातू कुटुंबातील सदस्य असून इतर अल्कली धातूंप्रमाणेच अत्यंत क्रियाशील आहे.

 

रुबिडिअमचा शोध १८६१ला नव्याने अवगत झालेल्या ज्वालोत्सर्जी वर्णपंक्तिदर्शन (फ्लेम स्पेक्ट्रोप्स्कोपी) तंत्रज्ञानामुळे लागला. तत्पूर्वी याच तंत्रज्ञानामुळे सिझियमचा शोध लागला होता. रॉबर्ट बन्सन व गुस्ताव किचरेफ या द्वयीला स्पेक्ट्रोस्कोपीच्या शोधानंतर वर्षभरातच लेपिडोलाइट या खनिजाचा वर्णपट अभ्यासताना दोन गडद लाल रंगाच्या रेषा दिसल्या, त्यावरून त्यांनी या खनिजात नवीन मूलद्रव्य असल्याचे अनुमान काढले व लॅटिन शब्द रुबिडसवरून नामकरण केले रुबिडिअम. कालांतराने बन्सनला रुबिडिअम वेगळे करण्यात यश आले. या खनिजात रुबिडिअमचे प्रमाण कमी असल्यामुळे १५० किलो खनिजातून केवळ ९.२ ग्रॅम रुबिडिअम प्राप्त झाले.मऊ चंदेरी पांढरट रंगाचा रुबिडिअम अल्कली धातू कुटुंबातील सदस्य असून इतर अल्कली धातूंप्रमाणेच अत्यंत क्रियाशील आहे. म्हणूनच निसर्गात तो मुक्त स्वरूपात आढळत नाही. याचा पाण्याशी संपर्क येताच अत्यंत स्फोटक क्रियेद्वारे हायड्रोजन मुक्त होतो, ज्याची क्षमता पोटॅशिअम आणि पाणी या अभिक्रियेपेक्षा अधिक असते. सोडिअमप्रमाणे रुबिडिअमलाही तेलात बुडवून ठेवावे लागते. सामान्य तापमानाला घन असलेला हा धातू ३९ अंश सेल्सिअसला वितळून द्रवात रूपांतरित होतो.लेपिडोलाइट, पोल्युसाइट व कार्नालाइट ही रुबिडिअमची मुख्य खनिजे. समुद्राच्या पाण्यात व भूगर्भातील झऱ्यांत त्याचे प्रमाण सापडते. परंतु अनिश्चितता व मिळणारे अत्यल्प प्रमाण यामुळे रुबिडिअमचे उत्पादन आर्थिकदृष्टय़ा परवडत नाही. लिथियमच्या उत्पादनात शुद्धीकरण करताना उपउत्पादन म्हणून रुबिडिअम मिळते.पूर्वी रुबिडिअमचा उपयोग फक्त संशोधन क्षेत्रात केला जाई परंतु हल्लीच्या तंत्रयुगात रुबिडिअमचा वापर अनेक क्षेत्रांत होतो. मुख्यत: रुबिडिअमचा वापर आण्विक घडय़ाळात उच्चकोटीच्या अचूकतेसाठी तसेच फोटो इलेक्ट्रिक सेलमध्ये सौर ऊर्जेचे रूपांतर विद्युत ऊर्जेत करण्यासाठी व व्हॅक्यूम टय़ूबमध्ये अल्प प्रमाणातील वायूंचे उच्चाटन करण्यासाठी केला जातो. शोभेच्या फटाक्यांत जांभळ्या रंगासाठी रुबिडिअम वापरतात तर वैद्यकीय क्षेत्रात रक्ताभिसरणातील इस्चेमिक (अल्प रक्त) अवस्थेचे सर्वेक्षण करण्यासाठी वापरतात.रुबिडिअमची किरणोत्सारी समस्थानिकांचा उपयोग कर्करोगग्रस्त पेशी तसेच टय़ूमर शोधण्यासाठी केला जातो. त्याचप्रमाणे जुन्या खडकाचे वय मोजण्यासाठी रुबिडिअमच्या समस्थानिकाचा उपयोग होतो.

– श्रीमती मीनल टिपणीस

मराठी विज्ञान परिषद, वि. ना. पुरव मार्ग, चुनाभट्टी, मुंबई २२

office@mavipamumbai.org

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ४६ - क्रिप्टॉन

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ४६

क्रिप्टॉन

आवर्त सारणीमध्ये अणुक्रमांक ३५ असलेला अठराव्या गणात आणि चौथ्या आवर्तनात शेवटचे मूलद्रव्य म्हणजे क्रिप्टॉन.

आवर्त सारणीमध्ये अणुक्रमांक ३५ असलेला अठराव्या गणात आणि चौथ्या आवर्तनात शेवटचे मूलद्रव्य म्हणजे क्रिप्टॉन. स्कॉटिश रसायन शास्त्रज्ञ सर विल्यम रॅम्झी आणि मॉरिस एम ट्रॅव्हर यांनी ३० मे १९१८ रोजी क्रिप्टॉनचा शोध लावला. हा क्रिप्टॉन द्रवरूप वायूचे बाष्पीभवन करून मिळवला. हवेत मात्र त्याचे प्रमाण खूपच कमी आहे; समुद्राच्या प्रति किलो पाण्यामागे साधारणत: २.१ ७ १०-४ मिलिग्रॅम इतकेच! त्याचे अत्यंत अल्प प्रमाणात असलेले अस्तित्व यावरून (ग्रीक शब्द क्रिप्टॉज म्हणजे लपलेला) त्याचे नाव क्रिप्टॉन असे ठेवण्यात आले. हा रंगहीन तसेच गंधहीन वायू आहे. क्रिप्टॉनच्या बाहेरच्या कक्षेतील इलेक्ट्रॉनचे अष्टक पूर्ण असल्याने अठराव्या गणातील इतर मूलद्रव्यांप्रमाणे क्रिप्टॉनसुद्धा स्थिर आणि निष्क्रिय वायू म्हणून ओळखला जातो.अत्यंत कमी प्रमाणातील उपलब्धता आणि हवेतून क्रिप्टॉन मिळविण्याच्या खूप खर्चीक पद्धतीमुळे त्याच्या वापरावर खऱ्या अर्थाने पुष्कळ मर्यादा आल्या आहेत. पण तरीही जिथे जिथे हा वायू वापरला जातो, त्या सर्व ठिकाणी त्याचे खूप महत्त्व आहे. क्रिप्टॉनची ३३ ज्ञात समस्थानिके आहेत आणि त्यांतील पाच समस्थानिके स्थिर आहेत. हिरव्या, पिवळ्या प्रकाश किरणांनी चमकणाऱ्या चिन्हांसाठी वापरण्यात येणाऱ्या वायूंच्या मिश्रणात क्रिप्टॉन हा महत्त्वाचा घटक आहे.सर्वात महत्त्वाचा उपयोग म्हणजे लांबी मोजण्याचे एकक हे क्रिप्टॉन-८६ या समस्थानिकापासून प्रमाणित करण्यात आले. क्रिप्टॉन-८६च्या १६,५०,७६३ तरंगलांबी म्हणजे एक मीटर होय! ही पद्धत १९८३ पर्यंत वापरली जात होती. फुप्फुसाच्या रोगाचे अचूक निदान करण्यासाठी विकसित केलेल्या नवीन एम.आर.आय. स्कॅन तंत्रज्ञानामध्ये क्रिप्टॉनचा यशस्वीपणे वापर केला गेला आहे. क्रिप्टॉन-८५ हे किरणोत्सर्गी समस्थानिक मुख्यत्वे उच्च तीव्रतेचे डिस्चार्ज दिवे तयार करण्यात एक घटक म्हणून उपयोगी ठरले आहे. विमानाचे भाग, अर्धवाहक तसेच पाइपिंगची चाचणी करण्यासाठी क्रिप्टॉन-८५ वापरले जाते. मानवी शरीरात रक्ताचा प्रवाह अभ्यासण्यासाठीही क्रिप्टॉन-८५ वापरले जाते. हा वायू रक्तात मिसळल्यावर त्याच्या प्रवाहाची दिशा यंत्राच्या साहाय्याने निरीक्षण केली जाते. यावरून रक्तप्रवाह सुरळीत चालू आहे की नाही ते ठरविण्यास सोपे जाते.

–डॉ. सुधीर कृष्णा लिंगायत

मराठी विज्ञान परिषद, वि. ना. पुरव मार्ग,  चुनाभट्टी,  मुंबई २२ 

office@mavipamumbai.org  

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ४५ - ब्रोमिन

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ४५

ब्रोमिन

साधारण तापमानात हे मूलद्रव्य द्रव स्वरूपात असते.

आधुनिक आवर्तसारणीतील चौथ्या आवर्तनातील सतराव्या श्रेणीत ३५ अणूक्रमांक असलेले ब्रोमिन हे गडद नारिंगी वा तपकिरी रंगाचे मूलद्रव्य. साधारण तापमानात हे मूलद्रव्य द्रव स्वरूपात असते. १८२५ मध्ये हिडेल बर्ग येथे राहणाऱ्या कार्ल लोविग नावाच्या रसायनशास्त्राच्या विद्यार्थ्यांला कारंज्यातून उडणाऱ्या पाण्याचे निरीक्षण करताना नारिंगी रंगाचा द्रवपदार्थ आढळून आला. त्याने उत्सुकतेने त्याचे शिक्षक लिओपाल्ड मेलीन यांना तो दाखवला. त्यांची खात्री पटली की, क्लोरिनसारखा वास असलेला हा द्रवपदार्थ म्हणजे सामान्य रासायनिक पदार्थ नसून काही तरी वेगळेच आहे. त्याचे सर्व गुणधर्म तपासण्यासाठी त्यांनी कार्ल लोविगला अजून द्रवपदार्थ गोळा करून आणण्यास सांगितले. मात्र हिवाळी परीक्षा व त्यानंतरची सुट्टी यामुळे कार्ल लोविगला तसे करण्यास विलंब झाला.याच अवधीत मॉटपिलर (फ्रान्स) येथे अँटोनी जेरोम बलार्ड यांना असे आढळून आले की, समुद्राच्या पाण्यातून सोडिअम क्लोराइड व सोडिअम सल्फेट यांसारखे क्षार वेगळे केल्यानंतरही त्यामध्ये अजून काही तरी शिल्लक आहे. रासायनिक प्रक्रियेनंतर बलार्डने नारिंगी रंगाचा द्रव शोधला व या मूलद्रव्याला म्युराइड हे नाव दिले. मात्र त्याच्या उग्र दर्पास ग्रीक भाषेतील ब्रोमोस (दरुगधी) यावरून ब्रोमिन हे नाव कायम करण्यात आले, आणि ब्रोमिनच्या शोधाचा जनक म्हणून बलार्ड यांचे नाव प्रसिद्ध झाले.मुख्यत: ब्रोमिन हे समुद्राच्या पाण्यात आढळते. त्याचे प्रमाण ६५ पीपीएम (प्रतिदशलक्ष) इतके असते आणि खोलवर मात्र ते वाढत जाते.ब्रोमिन हे पूर्वीपासूनच उपयुक्त मूलद्रव्य आहे. पूर्वी छायाचित्रणाच्या फिल्म बनवण्यासाठी सिल्व्हर ब्रोमाइड वापरले जायचे. ज्या वेळी शिसेयुक्त पेट्रोल इंधन म्हणून वापरले जायचे त्या वेळी डायब्रोमो इथेन पेट्रोलमधील शिसे काढण्यासाठी वापरले जात असे.तरणतलावातील जलशुद्धीकरणासाठी क्लोरिनला पर्याय म्हणून तसेच कीटकनाशक म्हणून ब्रोमिनची संयुगे खूप प्रभावशाली आहेत. अग्निप्रतिबंधक म्हणूनसुद्धा ब्रोमिनची संयुगे वापरली जातात. वेदनाशामक, न्यूमोनिया तसेच निद्रानाशक औषधांमध्येसुद्धा ब्रोमिनची संयुगे वापरली जात असत. अगदी हल्लीच अत्याधुनिक इलेक्ट्रिक कार बॅटरीमध्ये ब्रोमिनच्या संयुगाची चाचणी घेण्यात येत असून त्याचा उपयोग विद्युत संचयन उपकरण म्हणून होऊ शकतो.

– डॉ. सुधीर कृष्णा लिंगायत

मराठी विज्ञान परिषद,

वि. ना. पुरव मार्ग,  चुनाभट्टी,  मुंबई २२ 

office@mavipamumbai.org

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ४४ - सेलेनिअम

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ४४ 

सेलेनिअम

सेलेनिअमचा अभिलाक्षणिक गुणधर्म म्हणजे त्याची विद्युतवाहकता. ते एक अर्धवाहक आहे

 

सन १८१७ साली प्रख्यात स्वीडिश रसायनशास्त्रज्ञ जॉन्स जेकब बर्झिलियस हे आपल्या सल्फ्युरिक आम्ल बनवण्याच्या कारखान्यात काम करीत असताना, त्यांचे लक्ष आम्ल-कक्षात तळाला उरलेल्या लाल-तपकिरी गाळाकडे वेधले गेले. सुरुवातीला त्यांना ते टेल्युरिअम (Tellurium) हे मूलद्रव्य वाटले. पण मग त्यांच्या लक्षात आले की ते एक अज्ञात मूलद्रव्य आहे. अधिक शोध घेता त्यांना हेदेखील जाणवले; हा पदार्थ बराचसा सल्फरसारखा आहे आणि त्याचे गुणधर्म सल्फर आणि टेल्युरिअमसारखे आहेत. त्या नवीन पदार्थाला त्यांनी नाव दिले ‘सेलेनिअम’, ज्याचा ग्रीक भाषेत अर्थ होतो, ‘चंद्र’. सेलेनिअमचे रासायनिक चिन्ह री आणि ३४ त्याचा अणुक्रमांक! करडय़ा रंगाचे हे मूलद्रव्य धातुसदृश आहे आणि म्हणून त्यामध्ये धातू आणि अधातू यांची अभिलक्षणे दिसून येतात. सेलेनिअमची बहुविध अपरूपे आहेत, जी तापमानाच्या बदलानुसार एकमेकात परिवर्तनीय आहेत. सेलेनिअमची 74 Se (०.८७%), 76री (९.०२%), 77 Se (७.५८%), 78 Se (२३.५३%), 80 Se (४९.८२%) 82 Se (९.१९%) ही सहा निसर्गत: आढळणारी समस्थानिके आहेत. सेलेनिअम हे अतिशय दुर्मीळ मूलद्रव्य आहे. सेलेनिअम शक्यतो अपद्रव्य (impurity) स्वरूपात, अनेक धातूंच्या (उदा. तांबे, पारा, शिसे, रौप्य) सल्फाइड धातुक स्वरूपात आढळते. सेलेनिअमची निर्मिती ही धातू शुद्धीकरणातील उपउत्पादन म्हणून होते. सेलेनिअमचा अभिलाक्षणिक गुणधर्म म्हणजे त्याची विद्युतवाहकता. ते एक अर्धवाहक आहे. त्यामुळे त्याचा उपयोग इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणांमध्ये केला जातो. उदा. संगणकातले ट्रान्झिस्टर्स, सेल फोन्स, इलेक्ट्रॉनिक खेळ इत्यादी. तसेच सेलेनिअम प्रकाश ऊर्जेचे रूपांतर विद्युत ऊर्जेत करते. प्रकाशाच्या तीव्रतेनुसार त्याची विद्युत संवाहकता बदलते आणि म्हणून त्याचा उपयोग छायांकन यंत्रणा, लेझर मुद्रण, सौर-घट, छायाचित्रीय प्रकाशमापक यांमध्ये केला जातो. तसेच छायाचित्रीय मुद्रणामध्ये टोनर म्हणून सेलेनिअमचा वापर होतो. सेलेनिअमचा सर्वात महत्त्वाचा उपयोग काच उद्योगात समावेशक म्हणून होतो. काचेला लाल रंग देण्यासाठी त्याचा वापर होतो. तसेच काचेतील अनावश्यक रंग घालवण्यासाठी सेलेनिअमचा वापर होतो. संमिश्र धातू उत्पादनात तसेच पोलाद उद्योगात सेलेनिअमचा उपयोग होतो. अनेक रासायनिक अभिक्रियांमध्ये उत्प्रेरक म्हणून त्याचा वापर होतो.

– डॉ. तनुजा प्र. परुळेकर

मराठी विज्ञान परिषद, वि. ना. पुरव मार्ग,  चुनाभट्टी,  मुंबई २२  office@mavipamumbai.org

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ४३ - आर्सेनिक

ओळख मूलद्रव्यांची भाग - ४३

विषारी मूलद्रव्य – आर्सेनिक

इजिप्त, ग्रीक तसेच चिनी लोकांना आस्रेनिक ज्ञात असल्याची नोंद आढळते.

अणुक्रमांक ३३ असलेले आवर्त सारणीतील चौथ्या आवर्तनातील, १५व्या गणातील हे मूलद्रव्य – आस्रेनिक. आस्रेनिक विषारी मूलद्रव्य म्हणून ओळखले जाते. धातूसदृश असलेल्या या मूलद्रव्याची अनेक अपरूपे आहेत, त्यातील राखाडी रंगाचे अपरूप औद्योगिक क्षेत्रात वापरले जाते. आस्रेनिक पूर्वीपासून म्हणजे अगदी ५००० वर्षांपूर्वीपासून मानवाला ज्ञात असलेले मूलद्रव्य आहे. इजिप्त, ग्रीक तसेच चिनी लोकांना आस्रेनिक ज्ञात असल्याची नोंद आढळते. चीनमध्ये भातशेतीमध्ये कीटकनाशक म्हणून आस्रेनिक उपयुक्त असल्याची नोंद आहे. कास्ययुगात कासे या संमिश्राला कठीणपणा आणण्यासाठी आस्रेनिक वापरत असत. व्हिक्टोरिया राणीच्या काळात आस्रेनिकचा वापर रंग गोरा करण्यासाठी केला गेला. अन्नामध्ये भेसळ म्हणून मिसळल्याने विषबाधा झाल्याची नोंदही या काळात आढळते. आस्रेनिक विषारी आहे हे सिद्ध होण्यापूर्वी रंगद्रव्य म्हणून तसेच डी.डी.टी.चा शोध लागेपर्यंत कीटकनाशक म्हणून त्याचा उपयोग होत असे. पॅरिस- ग्रीन आणि शील्स-ग्रीन ही आस्रेनिकची रंगद्रव्य मोठय़ा प्रमाणात वापरात होती. शिसे या धातूबरोबर संमिश्र म्हणून आस्रेनिक वापरले जाते. वाहनांमधील बॅटरीमध्ये मजबुतीसाठी शिसे आणि आस्रेनिकचे संमिश्र वापरतात. वाळवीपासून बचाव करण्यासाठी लाकडावर आस्रेनिकचा संरक्षक थर लावला जात असे.आस्रेनिकचा वापर अर्धवाहक म्हणून तसेच एलसीडी स्क्रीनच्या काचेमध्ये केला जातो. याचप्रमाणे रंगहीन काच आणि विद्युत उपकरणांमध्येही आस्रेनिकचे ऑक्साइड वापरले जाते.प्राचीन काळापासून वापरात असले तरी मूलद्रव्य म्हणून आस्रेनिकचा शोध इ.स. १२००मध्ये जर्मनीच्या ‘अ‍ॅलबर्ट्स मॅग्नस’ या शास्त्रज्ञाने लावला. आश्चर्याची गोष्ट म्हणजे विषारी असलेले हे मूलद्रव्य काही जिवाणू चयापचय क्रियेमध्ये वापरतात. योग्य प्रमाणात वापर केला तरच औषधाचा फायदा होतो नाही तर तेही शरीराला घातक ठरू शकते. त्याचप्रमाणे विषारी असले तरी हेच आस्रेनिक योग्य प्रमाणात वापरल्यास मानवाला ते उपयोगी आहे. कर्करोगाच्या उपचारात आस्रेनिक वापरले जाते. शरीरातील विकरे (एंझाइम्स) सक्रिय करण्यासाठी आस्रेनिकचा उपयोग केला जातो. आस्रेनिक सेंद्रिय स्वरूपात कुक्कुटपालन व्यवसायात, पक्ष्यांच्या अन्नामध्ये रोगप्रतिबंधक आणि वजन वाढविण्यासाठी वापरले जाते.वनस्पती पाण्यातून आस्रेनिक शोषतात. जमिनीतील पाण्यात आस्रेनिकचे प्रमाण जास्त असेल तर पाण्यातून विषबाधा होऊ शकते.

– अनघा अमोल वक्टे

मराठी विज्ञान परिषद, वि. ना. पुरव मार्ग, चुनाभट्टी, मुंबई २२ 

rajeevsane@gmail.com