സൾഫർ – ഒരു ദിവസം ഒരു മൂലകം

ജയകൃഷ്ണന്‍ ഇ

പി എച്ച് ഡി റിസർച്ച് സ്കോളർ, സ്മാർട്ട് ഓർഗാനിക് മെറ്റീരിയൽസ് ലബോറട്ടറി,  ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് കെമിസ്ട്രി അക്കാഡമിയ സിനിക്ക, തായ് വാൻ

ലൂക്ക – ആവര്‍ത്തനപ്പട്ടികയുടെ 150ാംവാര്‍ഷികത്തിന്റെ ഭാഗമായുള്ള ഒരു ദിവസം ഒരു മൂലകം (One day One Element) പംക്തി തുടരുന്നു. പതിനാറാം ദിവസമായ ഇന്ന് സൾഫറിനെ പരിചയപ്പെടാം

നമ്മൾ എല്ലാവരും ഒരിക്കലെങ്കിലും ഉള്ളി മുറിച്ച് കരഞ്ഞിട്ടുള്ളവരാണ്. മൂക്കുപൊത്തി ഓവ് ചാലുകൾക്കടുത്തു കൂടെ നടന്നിട്ടുള്ളവരാണ്. ചീഞ്ഞ മുട്ടയുടെയുടേയും സോക്സിന്റേയുമൊക്കെ ദുർഗന്ധം കാരണം ദേഷ്യം പിടിച്ചവരാണ്. ആരാണ് ഇതിനൊക്കെ കാരണക്കാരൻ എന്ന് ചിന്തിച്ചിട്ടുണ്ടോ?

സൾഫർ ആണ് ആ ‘ കൊടും ഭീകരനെന്ന്’ അറിയുമ്പോൾ കുറച്ചൊക്കെ ദേഷ്യം തോന്നുന്നത് സ്വാഭാവികമാണ്. എന്നാൽ തിരക്കിട്ട് വീട്ടിൽ നിന്നും എങ്ങോട്ട് എങ്കിലും പോകാൻ നേരം വീട്ടിനുള്ളിൽ ഒരു പ്രത്യേക ഗന്ധം തോന്നിയിട്ട്, നിങ്ങൾ അടുക്കളയിലേക്ക് ഓടിച്ചെന്ന് നോക്കുമ്പോൾ അതാ ഗ്യാസ് സിലിണ്ടർ ഓഫ് ചെയ്യാൻ മറന്നിരിക്കുന്നു! നിങ്ങളെ ഈ കാര്യം അറിയിച്ചതും മുകളിൽ പറഞ്ഞ ആൾ തന്നെയാണ്– സൾഫർ..!

അപ്പോൾ സൾഫർ ചില്ലറക്കാരനല്ല എന്ന് മനസ്സിലായില്ലേ..?

ആധുനിക പീരിയോഡിക് ടേബിളിലെ 3-ാം പീരിയഡിൽ 16-ാം ഗ്രൂപ്പിൽ വരുന്ന മൂലകമാണ് സൾഫർ (Symbol- S). പ്രകൃതിയിൽ ധാരാളമായി കാണുന്ന മെറ്റൽ അല്ലാത്ത സൾഫറിനെ ആധുനിക പീരിയോഡിക് ടേബിളിലെ P- ഗ്രൂപ്പിലാണ് ചേർത്തിട്ടുള്ളത്. സാധാരണ പരിതസ്ഥിതിയിൽ, എട്ട് സൾഫർ ആറ്റങ്ങൾ കൈകോർത്ത് പിടിച്ചുള്ള S₈ എന്ന ‘സൈക്ലിക്’ രൂപത്തിലാണ് സൾഫർ പ്രകൃതിയിൽ കാണപ്പെടുന്നത്.

സാധാരണ അന്തരീക്ഷ ഊഷ്മാവിൽ സൾഫർ എന്ന മൂലകം തെളിഞ്ഞ മഞ്ഞ നിറത്തിൽ സ്ഥടിക രൂപത്തിലാണ് കാണപ്പെടുന്നത്. 16 ഇലക്ട്രോണുകളും 16 പ്രോട്ടാണുകളും ഉൾക്കൊണ്ടിട്ടുള്ള സൾഫറിന്റെ ഇലക്ട്രോൺ വിന്യാസം 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴  എന്നതാണ്.

ചരിത്രം

സൾഫറിന് ആ പേര് എങ്ങനെ ലഭിച്ചു എന്നതിന് രസകരമായ ചരിത്രമുണ്ട്.. മഞ്ഞ എന്നർത്ഥം വരുന്ന അറബിക്ക് വാക്കായ ‘ സഫ്ര’   എന്ന വാക്കിൽ നിന്നോ, കോപ്പറിന്റെ (സംസ്കൃതത്തിൽ ശൽബ) ശത്രു ( സംസ്കൃതത്തിൽ അരി)  എന്ന് അർത്ഥമുള്ള ‘ ശൽബാരി’ എന്ന സംസ്കൃത വാക്കിൽ നിന്നോ എന്ന് ഉത്സവിച്ചതാകാം എന്നാണ് വിശ്വസിക്കുന്നത്.

1669 ൽ ഹെന്നിഗ് ബ്രാൻഡ് എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ സൾഫറിനെ തിരിച്ചറിഞ്ഞുവെങ്കിലും, 1789 ൽ അന്റോയിൻ ലവോയ്സിയെ ആണ് സൾഫറിനെ ഒരു മൂലകം എന്ന നിലയിൽ കണ്ടുപിടിച്ചത്. എന്നിരുന്നാലും, സൾഫറിന്റെ ഗുണങ്ങളും ഉപയോഗങ്ങളും നൂറ് കണക്കിന് വർഷങ്ങൾക്ക് മുൻപേ ആൽക്കെമിസ്റ്റുകൾ ഉൾപ്പെടെയുളളവർക്ക് അറിയാമായിരുന്നു എന്നും ചരിത്രം രേഖപ്പെടുത്തുന്നുണ്ട്.

പുരാതന കാലത്ത് തന്റെ കലാപരമായ കഴിവുകളെ പരമാവധി പുറത്തെടുക്കാൻ പ്രാചീന മനുഷ്യർ സൾഫർ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. ഗുഹകൾക്കുള്ളിൽ സൾഫർ ഉപയോഗിച്ച് ചിത്രം വരച്ചിരുന്ന അവർക്ക്, ഇരുട്ടിൽ സൾഫറിന് പ്രകാശം പരത്താൻ കഴിവുണ്ടെന്ന് അന്നേ മനസ്സിലാക്കിയിരുന്നു. (ശാസ്ത്ര ഭാഷയിൽ ലൂമിനസെൻസ് എന്ന് പറയും). സൾഫർ കത്തിക്കുമ്പോഴുണ്ടാകുന്ന നീല പ്രകാശം റോമാക്കാരേയും ഗ്രീക്ക് കാരേയും വളരെയധികം ആകർഷിക്കുകയും, അവരുടെ സർക്കസ്, ഉത്സവ ആഘോഷങ്ങളിൽ പുരാതന കാലത്ത് തന്നെ ധാരാളമായി ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്തിരുന്നു.

സൾഫറിന്റെ കണ്ടെത്തൽ..

പുരാതന കാലത്ത് തന്നെ മനുഷ്യർ സൾഫർ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു എന്ന് പറഞ്ഞുവല്ലോ… എന്നാൽ വ്യാവസായിക വിപ്ലവത്തിന് ശേഷം സൾഫറിന്റെ ആവശ്യം ക്രമാതീതമായി വർദ്ധിച്ചു. സൾഫറിന്റെ അയിര് സ്വതന്ത്ര രൂപത്തിൽ ലഭിക്കാനുള്ള സാധ്യത വളരെ കുറവ് ആയതിനാൽ, മറ്റു സൾഫർ സംയുക്തങ്ങളായ സൾഫൈഡുകളുടേയും സൾഫേറ്റുകളുടേയും അയിരിൽ നിന്നും സൾഫറിനെ വേർതിരിച്ച് എടുക്കാൻ തുടങ്ങി. സൾഫറിന്റെ പ്രാകൃതികരൂപം ലോകത്ത് ചില സ്ഥലങ്ങളിൽ മാത്രമേ കാണപ്പെടുന്നുള്ളൂ. സൾഫറിന്റെ പ്രധാനപ്പെട്ട ഉറവിടങ്ങളിൽ ഏറ്റവും കൂടുതൽ കണ്ടെത്തിയിട്ടുള്ളത് ഉൽക്കാശിലകളിൽ (meteorites) നിന്നും അഗ്നിപർവതങ്ങളിൽ (volcanoes)   നിന്നുമാണ്. ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിന് മുൻപ് വലിയ സൾഫർ ഖനികളിൽ നിന്നും മനുഷ്യർ നേരിട്ട് സൾഫർ കുഴിച്ചെടുക്കുന്ന പതിവുണ്ടായിരുന്നു (mining).എന്നാൽ അങ്ങനെ ചെയ്യുമ്പോഴുണ്ടാക്കുന്ന വലിയ വിഷവാതകങ്ങളും , സുരക്ഷാ ഉപകരണങ്ങളുടെ അഭാവവും കാരണം നിരവധി ജീവനുകൾ ഖനികൾക്കുള്ളിൽ അസ്തമിച്ചിട്ടുണ്ട്.

ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ തുടക്കം മുതൽ അവസാനം വരെ സൾഫറിനെ വേർതിരിച്ചെടുക്കാൻ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നത് ‘ഫ്രാഷ് പ്രോസസ്സ്’ (Frasch Process) എന്ന ശാസ്ത്രീയരീതിയായിരുന്നു. വളരെ ചൂടേറിയ വെള്ളം സൾഫർ കാണപ്പെടുന്ന സ്ഥലങ്ങളിൽ ശക്തിയേറിയ പമ്പുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഉയർന്ന മർദ്ദത്തിൽ കടത്തിവിടുകയും, തൽഫലമായി സൾഫർ ഉരുകി വേർതിരിച്ച് എടുക്കുന്ന രീതിയുമാണിത്. എന്നാലിന്ന് സൾഫറിനെ വേർതിരിച്ച് എടുക്കുന്നത് പെട്രോളിയം ഉൽപ്പന്നങ്ങളിൽ നിന്നും പ്രകൃതി വാതകങ്ങളിൽ നിന്നും ആണ്. ക്ലോസ് പ്രോസസ്സ്(Claus Process) എന്നാണ് ഇതറിയപ്പെടുന്നത്. സൾഫറിന് പ്രധാനമായും നാല് സ്ഥിരതയാർന്ന ഐസോടോപ്പുകളാണ് ഉള്ളത്. കൂടാതെ ഏറ്റവും കൂടുതൽ അലോട്രോപ്പ്സുകൾ (30 ഖരരൂപത്തിലുള്ള) സൾഫറിന്റെ മാത്രം പ്രത്യേകത ആണ്. അലോട്രോപ്പുകൾ എന്നാൽ, ഒരു മൂലകത്തിന്റെ ഒരേ ഭൗതിക നിലയിൽ വ്യത്യസ്ത രൂപത്തിൽ കാണുന്ന പദാർത്ഥങ്ങളാണ്.

വ്യാവസായിക പ്രാധാന്യവും ഉപയോഗങ്ങളും

സൾഫർ പല തരത്തിലുള്ള മറ്റു രാസവസ്തുക്കളുടെ നിർമ്മാണത്തിന് വലിയ പങ്ക് വഹിക്കുന്നുണ്ട്. ഏകദേശം 85% ത്തോളം സൾഫറിനെ ഉപയോഗിച്ചിരിക്കുന്നത് സൾഫ്യൂരിക് ആസിഡിന്റെ വ്യാവസായിക നിർമ്മാണത്തിനാണ്. 2010 ൽ അമേരിക്കയിൽ വ്യാവസായികമായി ഏറ്റവുമധികം നിർമ്മിച്ച അകാർബണിക (Inorganic) രാസ വസ്തുവാണ് സൾഫ്യൂരിക് ആസിഡ്. വളം നിർമ്മാണം, പെട്രോളിയം ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ, മലിന ജലം ശുദ്ധീകരിക്കൽ, ഖനികളുടെ പ്രവർത്തനം തുടങ്ങി നിരവധി ആവശ്യങ്ങൾക്ക് സൾഫ്യൂരിക് ആസിഡ് അത്യാവശ്യമാണ്. മറ്റൊരു പ്രധാനപ്പെട്ട ഉപയോഗമാണ് റബ്ബറിന്റെ ദൃഢത വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ സൾഫർ ചേർത്ത് ചൂടാക്കുന്ന പ്രക്രിയ. വൾക്കനൈസേഷൻ എന്നതാണ് ഈ ശാസ്ത്ര രീതി.

വാഹനങ്ങളുടെ ടയറുകളിൽ ‘ Good Year’ എന്ന് എഴുതിയിരിക്കുന്നത് കണ്ടിട്ടില്ലേ? അമേരിക്കൻ രസതന്ത്രജ്‌ഞനായ ചാൾസ് ഗുഡ് ഇയർ നോടുള്ള ബഹുമാനത്തിനാണ് ആ പേര്. രസകരമായ ആ കഥ ഇങ്ങനെയാണ്.

വർഷങ്ങൾക്ക് മുൻപ് റബ്ബറിന്റെ ദൃഢത കൂട്ടാനുള്ള പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തുകയായിരുന്നു ചാൾസ് ഗുഡ് ഇയർ. പല വസ്തുക്കൾ നാച്ചുറൽ റബ്ബറിനോട് ചേർത്ത് നോക്കിയെങ്കിലും അതൊക്കെ പരാജയപ്പെട്ടു. അവസാന ശ്രമമെന്നോണം സൾഫർ ചേർത്ത് നോക്കി. അതും പരാജയപ്പെട്ടപ്പോൾ ദേഷ്യം സഹിക്കാൻ പറ്റാതെ അദ്ദേഹം തന്റെ വീട്ടിലുള്ള അടുപ്പിലേക്ക് അത് വലിച്ചെറിഞ്ഞ് ഇറങ്ങി പോയി. രണ്ട് ദിവസം കഴിഞ്ഞ് വന്ന് നോക്കിയ ഗുഡ് ഇയർ അദ്ഭുതപ്പെട്ടു പോയി. ദൃഢത കൂടിയ റബ്ബർ ഉണ്ടാക്കാൻ സൾഫർ ചേർത്ത് ചൂടാക്കണമെന്ന ‘ സെറൻണ്ടിപ്പെറ്റസ് ഡിസ്കവറി’ (Serendipitous Discovery ) സംഭവിച്ചത് അങ്ങനെയാണ്.

സൾഫൈറ്റുകൾ പേപ്പർ ബ്ലീച്ച് ചെയ്യാനും പഴങ്ങളെ സംരക്ഷിക്കാനും ഉപയോഗിക്കുന്നു. നമ്മൾ നിത്യേന ഉപയോഗിക്കുന്ന ടൂത്ത് പേസ്റ്റിലും ഡിറ്റർജന്റുകളിലും നോക്കിയാൽ കാണുന്ന ‘Sodium lauryl sulfate’ സർഫറിന്റെ സംയുക്തമാണ്. പോർട്‍ലാന്റ് സിമന്റുകളിലും വളങ്ങളിലുമൊക്കെ സൾഫറിന്റെ സംയുക്തങ്ങളായ കാത്സ്യം സൾഫേറ്റ്, ജിപ്സം തുടങ്ങിയവയയുണ്ട്., ഫോട്ടോഗ്രാഫിയിലും (പഴയകാലത്തെ) ഗൺ പൗഡറിലുമൊക്കെ സൾഫർ ഒഴിച്ച് കൂടാൻ പറ്റാത്തതാണ്. കളനാശിനികളിലും കീടനാശിനികളിലുമൊക്കെ പ്രധാനപ്പെട്ട  മൂലകം സൾഫർ ആണ്.

ചരിത്രം തിരുത്തിയ കണ്ടുപിടിത്തമായ പെനിസിലിൻ, നമുക്കൊക്കെ സുപരിചിതമായ അമോക്സിസിലിൻ തുടങ്ങിയ നിരവധി മരുന്നുകൾക്കുള്ളിലെ പ്രധാനപ്പെട്ട ഘടകം  സൾഫോണമയിഡ് എന്ന ഓർഗാനിക് ഗ്രൂപ്പുകളാണ്.

മനുഷ്യ ശരീരത്തിലും സൾഫറിന്റെ സാന്നിധ്യം ഉണ്ട്. നിരവധി ഉപാപചയ പ്രവർത്തനങ്ങൾക്കും (homeostasis) , നാഡികളുടേയും മുടിയുടേയുമൊക്കെ വളർച്ചയ്ക്കും കൃത്യമായ അളവിലുള്ള സൾഫർ അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്. നിരവധി അമിനോ ആസിഡുകളും, പ്രോട്ടീനുകളും സൾഫർ അടങ്ങിയവയാണ്.

ചില നിത്യജീവിത സൾഫർ രസതന്ത്രം..

ഉള്ളി മുറിക്കുമ്പോൾ കണ്ണുനീർ വരുന്ന കാര്യം പറഞ്ഞുവല്ലോ? ഉള്ളിയിൽ സൾഫീനിക് ആസിഡ് എന്ന കെമിക്കൽ ഉണ്ട്. ഉള്ളി മുറിക്കുമ്പോൾ, ഈ ആസിഡ് ഉള്ളിയിലുള്ള മറ്റ് എൻസൈമുകളുമായി പ്രവർത്തിച്ച് Pro panethial-S- Oxide എന്ന അസ്ഥിരമായ രാസവസ്തു ഉണ്ടാകുകയും, അത് കണ്ണിലെ വെള്ളവുമായി ചേർന്ന് സൾഫ്യൂരിക് ആസിഡ് ഉണ്ടാക്കുന്നതുമാണ് കണ്ണിൽ എരിച്ചിൽ വരാനും കണ്ണീർ വരാനും കാരണം. 

ഓവ് ചാലുകളിലെയും ചീഞ്ഞ മുട്ടയുടെയും ദുർഗന്ധം ഉണ്ടാക്കുന്നത് ഹൈഡ്രജൻ സൾഫൈഡുകൾ പോലുള്ള സൾഫറിന്റെ സംയുക്തങ്ങളാണ്. ഈഥൈൽ മെർകാപ്റ്റൻ എന്ന മറ്റൊരു സൾഫർ സംയുക്തമാണ് ഗ്യാസ് സിലിണ്ടറുകളിൽ നിന്നും വരുന്ന പാചക വാതകത്തിന് മണം നൽകുന്നത്.

മാനവരാശിക്ക് സൾഫർ നൽകിയ സംഭാവന വളരെ വലുതാണ്.നിത്യജീവിതത്തിൽ നാം എന്നും സൾഫറുമായി ചങ്ങാത്തത്തിലാണ് എന്നതിൽ തർക്കമില്ല..

Refrences:

1. G. Eggert, M. Weichert, H. Euler, B. Barbier, Some news about Black Spots., 2004, Proceedings of Metal, p142 
2. Wkipedia
3. Rick Briggs, Knowledge Representation in Sanskrit and Artificial Intelligence., AI Magazine Volume 6 Number 1, 1985, p32.
4. Cyrus Edson, Disinfection of Dwellings by Means of Sulphur Dioxide., Public Health Pap Rep., 1889, 15: p65-68.
5. Thomas F. Glick, Steven John Livesey, Faith Wallis, Dioxide, Medieval Science, Technology, and Medicine: An Encyclopedia., 2005, p211, Routelidge.
6. Homer, The Odyssey, p270.
7. Charles Stephenson, The Admiral’s Secret Weapon: Lord Dundonald and the Origins of Chemical Warfare., p93, Boydell Press.
8. Eric Croddy, Chemical and Biological Warfare., p128, Copernicus Books
9. Antoine Lavoisier, Elements of Chemistry at Project Gutenberg 1790, Translation of the original 1789 French by Robert Kerr.
10. Hans-Werner Schütt, Eilhard Mitscherlich, Prince of Prussian Chemistry., p98, Chemical Heritage Foundation.
11. William B. Jensen, The Origin of the Term Allotrope., J. Chem. Educ., 2006, 83 (6), p838.
12. Justus Freiherr von Liebig, Familiar Letters on Chemistry., 1843.
13. Sulfur Dioxide in Workplace Atmospheres Occupational Safety & Health Administration
14. Why does chopping an onion make you cry?, Library of Congress.
15. Toxicity of hydrogen sulfide gas.
16. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Penicillin-g

Happy

2 67 %

Sad

0 0 %

Excited

1 33 %

Sleepy

0 0 %

Angry

0 0 %

Surprise

0 0 %