विनोद आणि विज्ञान : भाग ३ : रसायनशास्त्र-केमिकल झोल
त्या दोघांची केमिस्ट्री मस्त जुळते, शाहरुख-काजोलची, अमिताभ-रेखाची, स्वप्निल जोशी-मुक्ता बर्वेची. आपली सुद्धा हो, आपापल्या हीरो/हीरॉईनशी. त्यावेळेस छत्तीस गुण जुळले होते की नाही देव जाणे. दोन अणू (atom) किंवा परस्परविरोधी विद्युतभारीत कण (ion) यांच्यामधील आकर्षणामुळे केमिकल बॉन्ड तयार होतो. अगदी तस्साच रेशीमबंध, आपला, पार्टनरसोबत असला, की सुखी आयुष्याचा फॉर्म्युला गवसला, म्हणून समजावे. प्रेम आणि लग्न केमिकल बॉन्ड प्रमाणे असतात. काही वेळेस, इलेक्ट्रॉनची (ऋण भारीत कण) देवाणघेवाण होऊन बॉन्ड तयार होतो, त्याला आयनिक बॉन्ड म्हणतात. आजकाल नाही का, ते लाल बदाम, बदामवाले स्मायली, बदामातून बाण, हळुवार चुंबने एका टिचकीने या हृदयीचे त्या हृदयीला जातात, आणि मग ऑनलाइन, धागा प्रेमाचा तयार होतो. तो या आयनिक बॉन्डसारखा कमजोर असू शकतो. ब्रेकअप झालं की तुटला. मात्र लग्न झाले की फक्त देवाणघेवाण न राहता प्रत्यक्ष शेयरिंग सुरू होते तेव्हा प्रेमाचे बंध घट्ट होतात. ते कोव्हॅलंट बॉन्ड प्रमाणे असतात. जेव्हा इलेक्ट्रॉन दोन अणूंमध्ये सामायिकरीत्या (share) वापरला जातो, तेव्हा कोव्हॅलंट बॉन्ड तयार होतो, तो जास्त स्ट्रॉंग असतो. केमिस्ट्री असं आपलं आयुष्य व्यापून राहिली आहे, हजारो वर्षे जुन्या अश्मयुगापासून, ताम्रयुगापासून ते आत्ताच्या डिजिटल क्रांतीपर्यन्त. हॅप्पी बॉण्डिंग!
औरंगजेबाला जळी, स्थळी, काष्ठी, पाषाणी शिवाजी महाराज दिसत होते, तसे प्रत्येक क्षणाला रसायनशास्त्र आपल्या बरोबर आहे. सकाळी उठल्यापासून, दिवस सुरू झाल्यावर विविध रसायनं आपण तोंडात कोंबतो, अंगाला चोळतो, हवेत फवारतो. आपण जे पाहतो, ऐकतो, ज्याला स्पर्श करतो, ज्याचा वास घेतो, ज्याची चव घेतो, त्या सगळ्यात रसायनशास्त्र आहे. आकाश निळे का आहे, अन्नपदार्थावर केलेल्या प्रक्रियेमुळे त्याची चव कशी बदलते, मानव आणि प्राणी यांना ऐकू येणारे आवाज वेगळे का असतात, चहा, कॉफी सारखी पेये उत्तेजक का आहेत, शीणसुस्तीमहानिद्रा क्षणात पळवी चहा! चहा स्तोत्रात म्हटलंच आहे. बर्फ पाण्यावर का तरंगतो, फळे आणि भाज्या रंगीत का असतात, कांदा कापताना रडू का येतं या सर्व प्रश्नांची उत्तरे आहेत रसायनशास्त्रात! प्रेम, तिरस्कार, राग, द्वेष, माया, अहंकार या मानवी भावना मेंदूत होणार्‍या रासायनिक बदलांमुळे निर्माण होतात. स्वयंपाकघर ही तर अनेक रासायनिक क्रियांची मोठ्ठी प्रयोगशाळा आहे. स्वयंपाकघरातील जिन्नस जसे रसायनशास्त्राशी निगडीत आहेत, तशी आपली पंचेंद्रिये समोर आलेले अन्न पारखून मेंदूत रासायनिक क्रिया घडवून आणतात. बंदुकीचा चाप दाबावा, खटका उडावा, तसा मेंदूला संदेश मिळतो. अन्नातील रसायने मेंदूतील रसायनांशी जणू बोलतात, त्यांना जागं करतात. पाकशास्त्रातील गमतीजमतीबद्दल लेख पुढे लिहिणार आहे.
मला आठवतंय शाळेत असताना आमच्या बाईंनी सांगितले होते, संयुग आणि मिश्रण कसे ओळखाल? त्यात फरक काय? भेळ हे मिश्रण आहे, सरबत हे मिश्रण आहे. मिश्रणातील घटक पदार्थ आपली चव म्हणजेच गुणधर्म कायम राखतात. भेळीत नाही का कुरमुरे, फरसाण, खजूर-चिंचेची चटणी, कैरी यांची वेगळी चव लागते? सरबतात लिंबू, साखर यांची वेगळी चव लागते? भेळ म्हटल्यावर आम्हा मुलींच्या तोंडाला पाणी सुटायचं. आपसात नेत्रपल्लवी व्हायची आणि येत्या रविवारी समुद्रावर ‘अनंता’ची भेळ खायला जायचे मनसुबे रचले जायचे. बाई पुढे सांगत असायच्या – मिश्रणामध्ये दोन किंवा अधिक मूलद्रव्ये मिसळली जातात, ती अलग करू शकतो आणि ती त्यांचे गुणधर्म टिकवून ठेवतात. संयुगामध्ये रासायनिक प्रक्रिया होते, मूलद्रव्ये वेगळी करू शकत नाही, त्यांचे गुणधर्मही बदलतात. उदा. पाणी, मीठ इत्यादी. मिठातून सोडीयम वेगळे नाही करता आले तर आम्हाला कुठे फरक पडत होता? आम्ही कधीच ‘भेळ खायची’ या स्वर्गसुखाला पोचलेलो असायचो. भे(स)ळ पण मिश्रण आहे, खाद्यपदार्थात केली जाणारी. ते निराळे करायला आपण काही पद्धती वापरतो, जसे गाळणे, निवडणे, चाळणे, वेचणे, पाखडणे इत्यादी. कॉलेजमध्ये गेल्यावर एक सर केमिस्ट्री शिकवायचे, पुस्तक समोर ठेवायचं आणि सांगायचे – चला आपण आता क्लोरीन या मूलद्रव्याची माहिती करून घेऊ. संज्ञा दिली आहे बघा पुस्तकात cl, भौतिक गुणधर्म दिले आहेत, रासायनिक गुणधर्म दिले आहेत, त्यानंतर त्याचे उपयोग दिले आहेत, एकदम सोप्पे आहे, वाचा बरे! झाला धडा शिकवून! असं शिकल्यावर पाया पक्का झाला नाही, आणि मेंदूत पण काहीच पोचलं नाही; शाळेत असताना केमिस्ट्रीशी असलेला छत्तीसचा आकडा तसाच राहीला.
मी लहान असताना आमच्या न्हाणीघरात एक आरसा होता. त्याच्या खणात टुथपेस्ट असायची; आणि बरंच काही असायचं. पाहुणा आलेल्या माझ्या भावाने सकाळी उठून अर्धवट झोपेत, खणातील विको टरमेरिक ब्रशवर घेऊन दात घासले होते. नंतर म्हणाला – कोणती टुथपेस्ट आहे तुमच्याकडे? फेसच नाही येत तिला. ( फेस आला तरच स्वच्छता झाली असे काही लोकांना वाटते. क्रिया तीच होते, मळ काढून टाकण्याची, पण हे मानसिक आहे; त्यामुळे फेस येण्यासाठी फोमिंग एजेंट मिसळला जातो. SLS हा एक फोमिंग एजेंट टुथपेस्ट, शांपू, शेविंग क्रीम मध्ये मिसळला जातो. ) आमचे सर्वांचे हसून हसून पोट दुखले होते. आज कित्येक वर्षांनंतर जरी हा किस्सा आठवला, तरी आम्हाला हसू येते. अजून एक गोष्ट आठवते – पूर्वी कडूनिंब, बाभळीची साल, राख, मीठ यांचा वापर दात स्वच्छ करण्यासाठी होत असे. टुथपेस्ट वापरात आल्यावर ती सोयीची पडू लागली. पण त्यात जनावरांच्या हाडांचा चुरा, डुकराची चरबी, शिंपल्याचा चुरा आणि थोड्या प्रमाणात साबण वापरला जात असे. शाकाहारी लोकांच्या ते लक्षात आल्याने एका कंपनीने हाडांचा चुरा न वापरता टुथपेस्ट तयार केली होती व त्याची जबरदस्त जाहिरात केली होती – अमुकतमुक कंपनीची १०० % शाकाहारी टुथपेस्ट! ( लिपस्टिक बनवताना माशाचे खवले वापरतात. शाकाहारी बायकांना सांगू नका हं कुणी )
दैनंदिन वापराच्या प्रत्येक वस्तूमध्ये काही न काही केमिकल्स आहेत. टुथपेस्टमध्ये फ्लोराईड, कॅल्शियम, मीठ, कोळसा मिसळले जाते. स्वच्छतेसाठी वापरल्या जाणार्‍या साबण, कपडे धुण्याचा साबण, लिक्विड साबण, शांपू, कोरोनामुळे सुप्रसिद्ध झालेला सॅनिटायझर, फरशी पुसणे, बाथरूम साफ करणे, काच साफ करणे यासाठी वेगवेगळी सफाई द्रव्ये किंवा पावडरी आहेत. सौंदर्य प्रसाधनांमध्ये टाल्कम पावडर, काजळ, लिपस्टिक, मेकअपचे साहित्य, फाऊंडेशन, गोरेपणाचे क्रीम, उजळपणाचे क्रीम, नितळ त्वचेसाठी क्रीम, लंबे, घने बालोंके लिये…. ही यादी कधी संपणारच नाही. आमच्या ऑफिसमध्ये मुली मेकअप करून आल्या, की मुलं म्हणत असत, आत्ता सुरी घेऊन खरवडलं तर केकसारखं क्रीम निघेल चेहर्‍यावरून! आपल्या त्वचेला खरवडणार म्हटल्यावर मुलींना ती कल्पना असह्य होत असे.
कोविड काळात जिथे जाऊ तिथे आपल्या शरीराचे तापमान मोजले जाते, नंतर आत जाण्याची परवानगी मिळते. हे तापमान ९८.५° सेल्सियस किंवा सेंटीग्रेड. अमेरिकेत तापमान फॅरनहाइट मध्ये सांगतात. तापमान मोजण्यासाठी ३ प्रकारचे मोजमाप आपण वापरतो. सेल्सियस, फॅरनहाइट आणि केल्विन. यातले पहिले दोन ओळखीचे आहेत. शास्त्रज्ञांनी प्रयोग करताना तापमान कमी, अजून कमी केले, थंडपणाची कमीत कमी पायरी गाठण्याचा प्रयत्न केला, तेव्हा ‘केल्विन’ मोजमाप जन्माला आले. 0° केल्विन = -२७३.१५° सेल्सियस आणि -४५९.६७° फॅरनहाइट. 0° केल्विन म्हणजे ‘absolute zero’. ते कधीच गाठता येत नाही. पण त्याच्या जवळपास जाणे शास्त्रज्ञांना प्रयोगशाळेत शक्य झाले आहे. एवढ्या कमी तापमानाला पदार्थ ‘सुपरकंडक्टिव्हिटी’ आणि ‘सुपरफ्लुइडिटी’ असे अद्भुत गुणधर्म बाळगतात. आता तुम्ही म्हणाल, यात काय विशेष? पूर्वीच्या काळी पुरुष खूप तापट होते, मग बायकांना ‘अतिथंडपणा’ अंगी बाणवावा लागत असे, त्यामुळे जणू ‘सुपर सहनशील’ असण्याचा गुणधर्म आपोआप येत असे. आता झालंय उलटं – बायकांचा पारा चढला की पुरुष ‘अतिथंड’ होऊन चप्पल सरकवून बाहेरचा रस्ता धरतात आणि ‘सुपर फ्लुइड’च्या आधीन होतात. कधीकधी बायकांना खुश करण्याकरता ‘सुपर कंडक्टर’ होतात, म्हणजेच चांगली वर्तणूक करतात.
अगदी खरं सांगायचं तर आपण स्वत: सोडून इतर ‘absolute zero’ असतात. आपल्याला फक्त पगाराच्या रकमेपुढे किती ‘absolute zero’ आहेत त्यात इंटरेस्ट असतो.
‘हीरा है सदा के लिये’ – केमिस्ट्री मधला ‘हीरा’ आहे कार्बन! हिरा कार्बनचे अतिशय शुद्ध स्वरूप आहे. हिरा अत्युच्च प्रेमाचे आणि संपत्तीचे प्रतीक आहे. एखाद्या सुंदर तरुणीला हिरा भेट देण्याचा अर्थ आहे, तिला आयुष्यभर साथ देण्याचे वचन, तिची स्वप्ने पूर्ण करण्याचे वचन. बहुतकरून साखरपुडा, रोका, साक्षगंध, विवाहप्रसंग, वाढदिवस या प्रसंगी हिरा भेट म्हणून दिला जातो. हिर्‍यापेक्षा जास्त योग्य भेट असूच शकत नाही. हिर्‍यामध्ये आठवणी असतात. हिरा हा खानदानी कौटुंबिक वारसा आहे, जो प्रत्येक सासू आपल्या सुनेला देते. हिर्‍यापेक्षा मौल्यवान (?) मुलगाही देते. तेजस्वी आणि शुद्ध हिरा नैसर्गिक पदार्थांमध्ये सर्वात कठीण पदार्थ आहे. म्हणून काच कापण्यासाठी आणि खडकांना छिद्र पाडण्याच्या यंत्रांमध्ये हिर्‍याचा वापर होतो. याच तेजस्वी हिर्‍याप्रमाणे कार्बनचे दुसरे शुद्ध रूप आहे – ग्राफाईट, म्हणजेच आपली पेन्सिल. ते मात्र मऊ, ठिसूळ असते. कार्बन मुंबईप्रमाणे आहे, जसं मुंबईत अति श्रीमंत आणि अति गरीब असे दोन टोकाचे वर्ग राहतात. तसे कार्बनचे एक रूप आहे – मोहक हिरा आणि दुसरे काळे रूप – पेन्सिलमधले शिसे. नारदाचा संचार सर्वत्र कसा असे, त्याप्रमाणे कार्बन हा रसायनशास्त्रात आणि आपल्या आयुष्यात वावरतो. सध्या ब्रिटीशांच्या ताब्यात असलेल्या ‘कोहिनूर’ हिर्‍याच्या मालकीसाठी भारताबरोबर पाकिस्तान, इराण आणि अफगाणिस्तान यांचाही दावा आहे. बायकाच हिर्‍यासाठी वेड्या आहेत का, अपना देश भी कुछ कम नही |
कोणताही पदार्थ तापवला की प्रसरण पावतो, थंड केला की आकुंचन पावतो. पण पाणी अपवाद आहे. पाण्याचा बर्फ होताना आकारमान वाढते. पाण्याचा रेणु ‘मिकी माऊस’ सारखा दिसतो. मध्यभागी ऑक्सिजनचा अणू, जणू मिकीचा चेहरा, दोन बाजूला कानासारखे दोन हायड्रोजन अणू. दोन उभे डोळे, पिटुकलं बोंडूक नाक, तोंड फाकवून हसतोय असं वाटतं.
काच ही घन वा द्रव पदार्थ नाही, तो त्यांच्या काहीतरी मधला आहे. वाळू आणि चुनखडीपासून काच तयार करता येते. पण काचेपासून पुन्हा वाळू किंवा चुनखडी मिळत नाही. पदार्थाच्या स्थितीला इतके महत्त्व आहे, की विचार करा – खिळे प्लॅस्टिकचे बनविले, पातेले रबराचे बनविले, घंटा लाकडाची बनवली, दागिने मेणाचे बनविले तर किती गोंधळ होईल.
आपल्या जीन्स मध्ये जे डीएनए असतं, त्याचा रेणू भलताच बळकट आणि अग्निरोधक असतो. भविष्यात डीएनएचे आवरण असलेले कापड बनविण्याचे प्रयत्न चालू आहेत. आपणही हीरो प्रमाणे आग लागलेल्या हवेलीत जाऊन कुणाला तरी वाचवू शकू. अग्निशामक दल याचा उपयोग करू शकेल.
आवर्तसारणी ( Periodic Table ) रसायनशास्त्राचा आत्मा आहे. रसायनशास्त्ररूपी शरीराचा डोलारा गुणधर्मानुसार वर्गवारी केलेल्या ज्ञात मूलद्रव्यांची पद्धतशीर मांडणी पेलत आहे. पिरियोडिक टेबलची सुडोकू आहेत. CHEMISTRY मध्ये ९ अक्षरे आहेत. त्याची पण सुडोकू आहेत.
रसायनशास्त्रात रस निर्माण होईल अशा विविध शाखा आहेत. त्यात मादक द्रव्यांचा अभ्यास आहे, सुगंध व सुवासाचा अभ्यास आहे, स्फोटक पदार्थांचा अभ्यास आहे, रंग, सौंदर्यप्रसाधने, औषधे, विषारी पदार्थ, रोजचे अन्न, गुन्ह्याचा मागोवा घेणारे शास्त्र आहे. खेळांशी संबधित शास्त्र आहे.
रोजच्या आयुष्यात मानवाला घातक ठरू शकेल, इतका रसायनांचा वापर आपण करत आहोत. सेलेब्रिटी, क्रिकेटपटू नको त्या ठिकाणी टॅटू काढून घेतात, पण ते दाखवायचाही अट्टाहास असतो. टॅटू असला की कूऽऽल वाटतं. नुकत्याच झालेल्या आयपीएल स्पर्धेत बघितलं – एका क्रिकेटपटूने पूर्ण हातभर टॅटू काढला होता. दुरून त्याचा एक हात गोरा आणि एक हात काळा दिसत होता. विचित्र दिसत होतं ते. टॅटूची शाई, रंग त्वचेसाठी घातक आहे.
सध्याच्या कोविड काळात सॅनिटायझरला अतोनात महत्त्व आले आहे. घरात प्रवेशद्वारापाशी त्याची जागा निश्चित आहे. शिवाय गाडीत, पिशवीत, खिशात छोटी बाटली असते. तुकोबारायांनी म्हटलंय ना – नाही निर्मळ मन, काय करील साबण. सॅनिटायझरने हात स्वच्छ होतील हो, पण आपल्या मनाला जर व्हायरसने ग्रासले तर? मनाचा सॅनिटायझर आहे का या रसायनशास्त्रात?
क्रमश :
वैज्ञानिक संदर्भ :
https://www.compoundchem.com/infographics/ http://offthewallchemistry.blogspot.com/2012/
https://www.zmescience.com/science/chemistry/amazing-chemistry-facts/
Image by Pete Linforth from Pixabay
- कोई जब राह दिखाये….भाग १ - December 15, 2021
- Operation Vijay - August 19, 2021
- विनोद आणि विज्ञान : भाग ३ : रसायनशास्त्र-केमिकल झोल - June 22, 2021
