This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
ആർക്ക്‌ പ്രക്രിയ
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
ആർക്ക്‌ പ്രക്രിയ
Arc Process
അന്തരീക്ഷത്തിലെ നൈട്രജനും ഓക്‌സിജനും തമ്മില്‍ നേരിട്ടു രാസസംയോജനം നടത്തുന്നതിനുള്ള വൈദ്യുതപ്രക്രിയ (electrical process). വ്യാപ്‌തപരമായി നോക്കിയാല്‍ വായുവില്‍ നൈട്രജനും ഓക്‌സിജനും 4:1 എന്ന അനുപാതത്തിലാണ്‌ ഉപസ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത്‌. സാധാരണ പരിതഃസ്ഥിതിയില്‍ ഈ രണ്ടു വാതകങ്ങള്‍ പരസ്‌പരം അഭിപ്രവര്‍ത്തിക്കാത്തതിനാല്‍ അന്തരീക്ഷത്തില്‍ ഇവ നിലകൊള്ളുന്നത്‌ സ്വതന്ത്രങ്ങളായ മൂലകങ്ങള്‍ ആയിട്ടാണ്‌; എന്നാല്‍ നൈട്രജന്‍-ഓക്‌സിജന്‍ മിശ്രിതം ഉയര്‍ന്ന താപനിലയിലേക്ക്‌ എത്തിക്കുന്നതായാല്‍ അതിന്റെ ചെറിയ ഒരംശം രാസപരമായി പ്രവര്‍ത്തിച്ച്‌ നൈട്രിക്‌ ഓക്‌സൈഡ്‌ (nitric oxide) എന്ന വാതകയൗഗികം ലഭ്യമാകുന്നു. യൗഗികം അടങ്ങിയ മിശ്രിതം സാവധാനം തണുപ്പിച്ചാല്‍ നൈട്രിക്‌ ഓക്‌സൈഡ്‌ മിക്കവാറും വിഘടിച്ച്‌ വീണ്ടും മൂലകരൂപത്തിലുള്ള നൈട്രജനും ഓക്‌സിജനും ആയി മാറും. യഥാര്‍ഥത്തില്‍ നൈട്രജന്‍-ഓക്‌സിജന്‍ മിശ്രിതം ഏതു താപനിലയില്‍ എടുത്താലും അതില്‍ ഗതിശീലമുള്ള (dynamic) ഒരു സന്തുലിതാവസ്ഥ ദൃശ്യമാണ്‌. ഈ വസ്‌തുതയെ താഴെ പറയുന്ന സമവാക്യം (equation) വഴി പ്രതിനിധാനം ചെയ്യാം.
N2 + O2 2 NO - 43,200 കാലറി. പരിതഃസ്ഥിതികള്‍ക്കനുസരിച്ച്‌ ഈ രാസപ്രവര്‍ത്തനം മുമ്പോട്ടും പിമ്പോട്ടും നടക്കാം എന്നാണ്‌ ഇരുദിശകളിലേക്കും ഇട്ടിരിക്കുന്ന ശരങ്ങള്‍ സൂചിപ്പിക്കുന്നത്‌. സൈദ്ധാന്തികമായി ചിന്തിച്ചാല്‍ എല്ലാ രാസപ്രവര്‍ത്തനങ്ങളും ഇങ്ങനെതന്നെയാണ്‌; എങ്കിലും പ്രവര്‍ത്തനം മിക്കവാറും ഒരു ദിശയില്‍ നടക്കുന്നതിനുപറ്റിയ സാഹചര്യങ്ങളാണ്‌ അധികവും കാണാറുള്ളത്‌. പ്രസ്‌തുത ദൃഷ്‌ടാന്തത്തില്‍ രണ്ടു ദിശകളിലുള്ള രാസപ്രവര്‍ത്തനവും പരിഗണനീയങ്ങളാകുന്നു. വാതകമിശ്രിതത്തില്‍ മര്‍ദത്തിനു വ്യത്യാസം വരുത്തിയതുകൊണ്ട്‌ ഒരു പ്രയോജനവും നേടാനില്ല; നേരേ മറിച്ച്‌, താപനില വ്യത്യാസപ്പെടുത്തിയാല്‍ സ്ഥിതിഗതികള്‍ക്കു കാര്യമായ വ്യത്യാസമുണ്ടുതാനും. നൈട്രിക്‌ ഓക്‌സൈഡ്‌ ധാരാളമായി ഉണ്ടാകുവാന്‍ അതു കാരണമായിത്തീരുന്നു എന്നു സാരം. ഇതാണ്‌ ആര്‍ക്ക്‌പദ്ധതിയുടെ ആധാരതത്ത്വം.
ചരിത്രം. ആര്‍ക്ക്‌പദ്ധതിയുടെ ചരിത്രം ആരംഭിക്കുന്നത്‌ ബ്രിട്ടിഷ്‌ ശാസ്‌ത്രജ്ഞനായ ജോസഫ്‌ പ്രീസ്റ്റ്‌ലിയുടെ ചെറിയ ഒരു പരീക്ഷണത്തില്‍നിന്നാണ്‌ (1772). ജലത്തിനുമുകളില്‍ സംഭരിക്കപ്പെട്ട വായുവില്‍ വൈദ്യുതസ്‌ഫുലിംഗങ്ങള്‍ (electric sparks) സെൃഷ്‌ടിക്കപ്പെട്ടപ്പോള്‍ ആ വായുവിന്റെ വ്യാപ്‌തം ചുരുങ്ങുന്നതായി അദ്ദേഹം കണ്ടു; ഈ പ്രതിഭാസത്തിന്‌ ശരിയായ ഒരു വ്യാഖ്യാനം നല്‌കുവാന്‍ അദ്ദേഹത്തിനു കഴിഞ്ഞില്ല. രണ്ടുകൊല്ലത്തിനുശേഷം ഹെന്‌റി കാവന്‍ഡിഷ്‌ എന്ന മറ്റൊരു ഇംഗ്ലീഷ്‌ ശാസ്‌ത്രജ്ഞന്‍ ഈ പരീക്ഷണം ആവര്‍ത്തിക്കുകയും പ്രസ്‌തുത പ്രതിഭാസത്തിന്റെ കാര്യകാരണങ്ങള്‍ മനസ്സിലാക്കുകയും ചെയ്‌തു. ആര്‍ക്ക്‌ പദ്ധതിയുടെ വികാസചരിത്രത്തിന്റെ ആദ്യത്തെ ഘട്ടം ഇതായിരുന്നു.
വിദ്യുച്ഛക്തി ദുര്‍ലഭമായിരുന്നതുമൂലം ആര്‍ക്ക്‌പദ്ധതിയെ പ്രായോഗികരൂപത്തില്‍ വികസിപ്പിച്ച്‌ എടുക്കുവാന്‍ അന്നു ശാസ്‌ത്രജ്ഞന്മാര്‍ക്കു സാധിച്ചില്ല. എന്നാല്‍ 19-ാം ശ.-ത്തിന്റെ അവസാനത്തില്‍ വൈദ്യുത ജനറേറ്ററുകള്‍ ഉപയോഗിച്ച്‌ കുറഞ്ഞചെലവില്‍ ഉത്‌പാദിപ്പിക്കുവാന്‍ കഴിഞ്ഞതോടെ ഈ പദ്ധതി പ്രായോഗികമാക്കാമെന്നു വന്നു. 1904-ല്‍ ക്രിസ്റ്റ്യന്‍ ബര്‍ക്‌ലന്‍ഡ്‌, സാമുവല്‍ ഐഡ്‌ എന്നിവര്‍ ചേര്‍ന്ന്‌ ഈ പദ്ധതി വിജയിപ്പിക്കുന്നതിനു പറ്റിയ ഒരു പ്ലാന്റ്‌ സ്ഥാപിക്കുകയുണ്ടായി. പിന്നീട്‌ വന്‍തോതില്‍ പ്രാവര്‍ത്തികമാക്കപ്പെട്ട ഈ പദ്ധതിയുടെ മുന്നോടിയായിരുന്നു അവരുടെ ഈ ശ്രമം; ആകയാല്‍ ഇതിന്‌ ബര്‍ക്‌ലന്‍ഡ്‌-ഐഡ്‌ പദ്ധതി എന്നും പേരുണ്ട്‌.
പരിഷ്‌കൃതമായ ആര്‍ക്ക്‌പദ്ധതിയില്‍ ഒരു വൈദ്യുത ചാപമോ പല ചെറിയ ചാപങ്ങളുടെ ഒരു ശ്രണി(series)യോ ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്‌. ശക്തമായ കാന്തിക ക്ഷേത്രത്തിന്റെ സഹായത്തോടെ വൈദ്യുതചാപത്തെ വികസിപ്പിച്ച്‌ തളികാകൃതിയില്‍ (disc)ആക്കുന്നു. ഈ തളികയ്‌ക്ക്‌ 5,000°C ചൂടുണ്ടായിരിക്കും. ഈര്‍പ്പവും കാര്‍ബണ്‍ഡൈഓക്‌സൈഡും നീക്കം ചെയ്‌ത വായുവിനെ ഈ തളികകളിലൂടെ പ്രവഹിപ്പിക്കുമ്പോള്‍ ഓക്‌സിജനും നൈട്രജനും ചേര്‍ന്ന്‌, മുമ്പുകൊടുത്തിട്ടുള്ള സമവാക്യം അനുസരിച്ച്‌ നൈട്രിക്‌ ഓക്‌സൈഡ്‌ ഉണ്ടാകുന്നു. വാതകമിശ്രിതം തളികയ്‌ക്കു പുറത്തേക്കു കടന്ന ഉടനെ പെട്ടെന്നു തണുപ്പിക്കപ്പെടുമ്പോള്‍ നൈട്രിക്‌ ഓക്‌സൈഡും അന്തരീക്ഷ-ഓക്‌സിജനും ചേര്‍ന്ന്‌ ചഛ2 അല്ലെങ്കില്‍ ച2ഛ4 ഉണ്ടാകും. ചഛ2 എന്നത്‌ നൈട്രജന്‍ പെര്‍ ഓക്‌സൈഡും ച2ഛ4 എന്നത്‌ അതിന്റെ പോളിമറീകൃത (Polymerised)-രൂപവുമാണ്‌. ഇതിനെ പിന്നീട്‌ ജലത്തില്‍ അലിയിച്ച്‌ നൈട്രിക്‌ ആസിഡ്‌ നിര്‍മിക്കുന്നു. ആര്‍ക്ക്‌ പദ്ധതിയുടെ ലക്ഷ്യംതന്നെ നൈട്രിക്‌ ആസിഡ്‌ നിര്‍മാണമാണ്‌.
നൈട്രജനും ഓക്‌സിജനും നേരിട്ടുസംയോജിപ്പിക്കുന്ന പ്രസ്‌തുത പദ്ധതിക്ക്‌ ഒന്നാം ലോകയുദ്ധത്തിനുശേഷം പ്രാധാന്യം കുറഞ്ഞു. ചെലവുചുരുങ്ങിയ മറ്റു നൈട്രജന്‍-ബന്ധനമാര്‍ഗങ്ങള്‍ കണ്ടുപിടിക്കപ്പെട്ടതാണ്‌ അതിനു കാരണം. അമോണിയാനിര്‍മാണത്തിനുള്ള ഹേബര്‍ പദ്ധതി ആര്‍ക്ക്‌ പ്രക്രിയക്കു ഒരു ദൃഷ്‌ടാന്തമത്ര. ഇന്ന്‌ ആര്‍ക്ക്‌ പദ്ധതിക്ക്‌ ചരിത്രപരമായ പ്രാധാന്യം മാത്രമേ ഉള്ളൂ എങ്കിലും ജീവജാലങ്ങളുടെ (സസ്യങ്ങളുടെയും മൃഗങ്ങളുടെയും) ജൈവയൗഗികങ്ങളില്‍ (Organic compound) നിന്നു മാത്രമേ നൈട്രജന്‍-ബന്ധനം സാധ്യമാകു എന്ന്‌ വിശ്വസിച്ചിരുന്ന ഒരു കാലത്ത്‌ അന്തരിക്ഷനൈട്രജനെ നേരിട്ട്‌ ഓക്‌സിജനുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിന്‌ ഒരു പുതിയ മാര്‍ഗം കാണിച്ചുതന്ന ഈ പദ്ധതി രസതന്ത്രത്തിലെ ഒരു അവിസ്‌മരണീയസംഭവമാണ്‌. നോ: നൈട്രജന്‍
(ജെ.വി. വിളനിലം; സ.പ.)
