விசை-விஞ்ஞானம்-வரலாறு #22 – கனிமமே கண்ணாயினார்

அமிலம் ஆதிபிரான்

ஜேம்ஸ் வாட்டிற்கு முதலில் உதவிய ஜான் ரோபக், 1740களில்  கந்தக அமிலத்தை (sulphuric acid) தயாரிக்கும் ஒரு ரசாயனச் சாலையை தொடங்கினார். மருத்துவம் கற்றாலும் மருத்துவத்தைவிட வேதியியலில் அவருக்கு அதிகமான ஆர்வம். எடின்பரா (Edinburgh) நகரில் ஜோசஃப் பிளாக் போன்ற பேராசிரியர்களின் உரைகளைக் கேட்டார். சாயம் பூசும் முன் ஆடைகளை வெளுக்க புளித்த பாலும் கந்தக அமிலமும் ஏதுவாக இருந்தன. கந்தக அமிலத்தை மண் சட்டிகளிலும் கண்ணாடி ஜாடிகளிலும் தயாரித்து வந்தனர். இவை எளிதாக உடைபவை. அதனால் கந்தக அமில தயாரிப்பு சிறு தொழிலாகவே இருந்தது. ரோபக், கந்தக அமிலத்தைத் தயாரிக்க காரீய ஜாடிகளை அறிமுகம் செய்தார். அன்று மலிவாக கிடைத்த ஒரே உலோகம் காரீயம் (lead) மட்டுமே. காரிய ஜாடிகள் எளிதில் உடையாது. அதனால் பெரும் அளவு கந்தக அமிலத்தை விற்று நன்றாகச் சம்பாதித்தார்.

கரிப்புரட்சிக்கு ஜேம்ஸ் வாட், பருத்தி புரட்சிக்கு ஜான் கே, மின்சாரப் புரட்சிக்கு எடிசன் போன்று, ரசாயன தொழில் புரட்சிக்கு வித்திட்டவர் ஜான் ரோபக் என்று சிலர் கருதுவார். ஐரோப்பாவில் தொழிற்சாலை முறையில் கந்தக அமிலத்தைத் தயாரித்த பெருமையை ரோபக் அடைந்தார். இன்றும் உலகில் மிக அதிக அளவில் தயாராகும் வேதிப் பொருள் கந்தக அமிலம். ஒரு நாட்டின் வளத்தை இன்று பங்குச் சந்தை, தேசிய உள்நாட்டு உற்பத்தி (Gross Domestic Product) போன்றவை அடையாளம் காட்டுகின்றன. 1850 முதல் 1930 வரை, கந்தக அமில உற்பத்தி ஒரு நாட்டின் தொழில் வளர்ச்சியையும், வணிகத்தின் அளவையும் குறித்தது.

உலோகம் உணர்ந்து வேதியியற்கு அறிவித்தவர் 

கோடைக் காலத்தின் நள்ளிரவிலும் சூரியன் மறையா நாடுகள், நார்வே ஸ்வீடன்.  பதினாங்காம் நூற்றாண்டில் இவை இரண்டும் டென்மார்கின் பிரதேசங்களாக. பதினாறாம் நூற்றாண்டில் பல கிறிஸ்தவ மத கலவரங்கள் இயங்கி ஸ்வீடன் சுயராஜ்ஜியம் ஆகியது. பதினேழாம் நூற்றாண்டில் பெரும் போர்கள் செய்து ரஷ்யா, போலந்து, லிதுவேனியா போன்ற நாடுகளைத் தாக்கி அடக்கி ஆண்டது. பதினெட்டாம் நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில் ரஷ்யா, போலந்து, டென்மார்க்-நார்வே ஆகியவை கூட்டணி சேர்த்து ஸ்வீடனைத் தாக்கி ராஜ்ஜியத்தை உடைத்தன. இதற்கு பின் ஸ்வீடன் அறிவொளி இயக்கத்தின் பாதையில் சென்று கலை வளர்ப்பதிலும் அறிவியல் ஆராய்ச்சியிலும் தீவிரமாக இறங்கியது.

வேதியியலில் ஸ்வீடன் நாட்டின் ஆராய்ச்சிகள் இன்றியமையாதவை. அப்படிப்பட்ட ஆராய்ச்சியாளர் ஆல்ஃப்ரட் நோபல் (Alfred Nobel), 1867இல் டைனமைட் எனும் புதியதொரு வெடிமருந்து கண்டுபிடித்து, அதன் தயாரிப்பில பெரும் செல்வம் பெற்று 1895இல் நோபல் பரிசுகளை நிறுவி அறிவியலில் ஸ்வீடனுக்குத் தனி அடையாளம் படைத்தார்.

1730களில் செப்பு சுரங்கங்கள் பிரபலம். செம்புடன் கலந்திருந்த பல்வேறு வேதிப்பொருட்களைப் பிரிக்க பல ரசாயன முயற்சிகள் பிரபலமாயிருந்தன. செப்பு மற்றும் வெள்ளி தாது என்று நினைத்து உருக்கும்போது பல சமயம் ஓரு நீல நிற பொடி மட்டும் கிடைக்கும். இம்மாதிரி தாதுவை கோபால்ட் (Cobalt) என்று பெயரிட்டனர். இதை ஒரு மட்டமான செம்பு தாது என்றே கருதினர். ஆனால் இதைக் கண்ணாடியில் ஜாடிகளும் கோப்பைகளும் செய்தவர்கள், நீல நிறம் சேர்க்க உதவப் பயன்படுத்தினர். நீலம் இயற்கையில் மிக அபூர்வமான நிறம்.

1735இல் ஸ்வீடன் தலைநகர் ஸ்டாக்ஹோமில் அப்சலா (Uppsala) கல்லூரி ஆய்வுகளில் பிரதானம். இதில் பணிபுரிந்த ஜியோர்ஜ் பிராண்ட் (Georg Brandt), கோபால்ட் மாசு அல்ல புதியதொரு அரை-உலோகம் என்று அறிவித்தார். அதென்ன அரை-உலோகம் ? தொல் நெடுங்காலமாக கொல்லர் அறிந்த தங்கம், வெள்ளி, செம்பு, இரும்பு, ஈயம், தகரம் உண்மை உலோகம் என்றும், துத்தநாகம், பாதரசம், பிஸ்மத், ஆண்டிமனி, ஆர்சனிக், கோபால்ட் உலோகம் போன்றவை, அதனால் அரை-உலோகம் என்றும் அவர் வகையறுத்தார்.

கோபால்ட் போலவே செம்பு போன்று தோன்றிய சிவப்பு நிற தாது கல் ஒன்றை ஜெர்மானியர் குப்ஃபர்நிக்கல் (Kupfernickel, குறும்பு செம்பு) என்று அழைத்தனர். குப்ஃபர் என்றால் செம்பு. ஆங்கிலத்தில் காப்பர். நிக் என்பது குறும்பு செய்யும் பூதம் என்பதின் செல்லப்பெயர். செம்பு தாது என்று தாங்கள் நினைக்கும்போது ஏமாற்றியது இந்த இம்சை செய்யும் குறும்பு பூதம் என்பதனால் இப்படி பெயர்வைத்தனர்.

ஜியோர்ஜ் பிராண்டின் உதவியாளராக 1746இல் சேர்ந்த அக்ஸெல் க்ரோண்ஸ்டெட் (Axel Cronstedt) குப்ஃபர்நிக்கல் தாதுவை நைட்ரிக் அமிலத்தில் கரைத்து, அதில் இரும்புத் துண்டுகளைக் கலந்தார். செப்பை நைட்ரிக் அமிலத்தில் கரைத்து, இரும்பு அந்த அமிலத்தோடு கலந்தால், செப்பு துண்டுகளை விடுவிக்கும். இது சுரங்கப் பணியாளர்கள் பலரும் அறிந்த ஒரு இயல்பு. ஆனால், குப்ஃபர்நிக்கலில் இப்படிக் கலந்தால் செம்பு கிடைக்கவில்லை. சில நாட்கள் சும்மா விட்டால், குப்ஃபர்நிக்கல் கற்களில் பச்சை பச்சையாய் புள்ளிகள் தோன்றின. புள்ளிகளைப் பெயர்த்து எடுத்து, கரியில் காய்ச்சினால் ஒரு வெள்ளை வஸ்து கிடைத்தது. இது புதியதொரு அரை-உலோகம் என்று க்ரோண்ஸ்டெட் கருதினார். இதற்கு நிக்கல் (nickel) என்று பெயர் வைத்தார். ஜியோர்ஜ் பிராண்ட் கோபால்ட்டை கண்டுபிடித்ததை அடுத்து, க்ரோண்ஸ்டெட் தான் ஏழாம் அரை உலோகம் கண்டுபித்துவிட்டதாகக் கருதினார்.

காரலஸ் லின்னேயஸ் (Carolus Linnaeus) என்னும் உயிரியல் வல்லுனர் செடிகளையும் விலங்குகளையும் வகையறுத்து ஓர் உயிரியல் நிகண்டை (Taxonomy = வகைப்பாட்டியல்) உருவாக்கினார். உருவம், நிறம், குணம், வினை ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் இதை வகுத்தார். இதேபோல் கனிமங்களுக்கும் ஒரு உருவம் நிறம் குணம் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் ஒரு பட்டியல் சமைத்தார். க்ரொண்ஸ்டெட், கனிமங்களுக்கு வடிவம், நிறம் ஆகியவை சரியான திணை குறிப்புகள் அல்ல, வேதியியல் பரிசோதனைகளின் அடிப்படையில் கனிமங்களுக்கு வகைப்பாடு உருவாக்கவேண்டும் என்று நவின்றார். அதற்கேற்ப, தயக்கத்தோடு, ‘கனிம வரிசைக்கு ஒரு முயற்சி’ (Swedish: Forsok till Mineralogiens, English: An Attempt at Mineralogy) என்ற தலைப்பில் ஒரு நூலையும் எழுதினார். லின்னேயஸ் இதை எதிர்ப்பார் என்று அஞ்சினாலும், க்ராண்ஸ்டெடின் புத்தகமும் கருத்தும் நல்ல வரவேற்பு பெற்றது. இதைப்போல் மிக கனமான ஒருவகை கனிமக்கல்லை டாங்க்ஸ்டென் (கனமான கல்) என்று பெயரிட்டு, அதிலும் ஒரு புதுவகை உலோகம் இருப்பதாக க்ரொண்ஸ்டெட் யூகித்தார். இது பிற்காலத்தில் டங்க்ஸடன் எனும் தனிமம் என்று கண்டுபிடிக்கப்பட்டது.

அப்சலா கல்லூரியின் மற்றுமொரு ஆராய்சியாளர் டோபர்ண் பெர்க்மான் (Torbern Bergman). க்ரோண்ஸ்டெட் இறந்து பத்தாண்டுகளுக்கு பின் நிக்கல் ஒரு உலோகம், அரை உலோகம், என்று அவர் காட்டினார். ஆனால் இதை மற்றவர்கள் ஏற்க முப்பது ஆண்டுகள் ஆயின.

பெர்க்மன் பதித்த பற்று

பெர்க்மான் அப்சலா கல்லூரியில் பேராசிரியராக நியமிக்கப்பட்டார். அவர் எந்த அறிவியல் புத்தகமும் அதுவரை எழுதாததால் ஆசிரியர் பதவிக்கு அவர் தகுதி இல்லை என்று சிலர் குற்றம் சாட்டினர். இதை மறுக்க, ‘தேர்தல் பற்று – ஓர் ஆய்வுகுறிப்பு’ (A Dissertation on elective Affinities) என்று ஒரு புத்தகத்தை பெர்க்மன் எழுதினார்.

சேருவது இனம் என்று ஔவையின் வாக்கை கனிமங்களுக்குப் பொருத்தி பரிசீலித்தார் பெர்க்மன். இரும்பு, செம்பு, வெள்ளி, ஈயம் போன்ற உலோகங்கள் எப்படி ஒன்றோடு சேர்ந்தே (homogenous) இருக்கின்றன என்பது ஒரு வினா. இதற்கு சேரும்பற்று (Attraction of aggregation) என்று பெயரிட்டார். இப்படி சேரும் பொருளின் கனம் மட்டும் அதிகரிக்கும். ஆனால் எல்லா பொருளும் அப்படி இல்லை; வெவ்வேறு இனத்து (heterogeneous) வேதிப்பொருட்களும் ஒன்றோடு ஒன்று சேரும். இப்படி சேரும் போது புதிய பொருளாய் அவை மாறும். இதற்கு சேரும் பற்று (Attraction of Composition) என்று பெயரிட்டார்.

அமிலத்தில் கரைந்த செம்பு, அதே அமிலத்தில் இரும்பு கலந்தால் அமிலத்திலிருந்து பிரிந்து வரும் அல்லவா? அதைப்போல வெள்ளியோ பாதரசமோ கலந்த அமிலத்தில் செம்பு கலந்தால், வெள்ளியும் பாதரசமும் பிரிந்து வரும். இதனால் அமிலத்தோடு வெள்ளியை விட செம்புக்கும் செம்பை விட காரீயத்திற்கும், காரீயத்தை விட இரும்புக்கும் பற்று அதிகம் என்பதால், இந்த உலோகங்களின் சேரும் பற்றை வரிசைப்படுத்தலாம் என்ற நவின்றார் பெர்க்மன். இதை ‘தேர்ந்து சேரும் பற்று’ (Elective attraction or Elective affinity) என்று பெயரிட்டார். பிற்காலத்தில், தனிம வரிசை உருவாகியபின், இந்த வரிசையை தாக்கத் தொடர் (reactivity series or metal activity series) என்று பெயர் பெற்றது.

உலோகங்களுக்கு  பற்று உள்ளதைப் போலவே அமிலங்களுக்கும் பற்று உள்ளது என்று கூறி, அமிலங்களின் பற்றையும் வரிசைப்படுத்தினார். இதில் மிகப் பற்றுடையது கந்தக அமிலம்.அடுத்து நைட்ரிக் அமிலம், அடுத்து முரியாடிக் அமிலம், என்று ஒரு வரிசையைத் தொகுத்தார்.

பல கார (க்ஷாரம், அல்கலி) வகையிலும் இதைக் காணலாம். இவ்வமில அடிசல்களில் இயங்கும் தேர்ந்து சேரும் பற்று, அக்கார அடிசலும் இயங்கும் என்றார். மொத்தமாக இந்தப் பற்று வரிசையில் அமிலங்கள் வரிசை, அதைத் தொடர்ந்து காரங்களின் வரிசை, அதைத் தொடர்ந்து ஃப்ளாகிஸ்டான், அதை தொடர்ந்து உலோகங்களின் வரிசை என்று முழுப் பற்று வரிசையை பெர்கமன் வகுத்தார். தான் அறிந்த வேதிப் பொருட்களுக்குத் தலா ஒரு புதிய சின்னம் இயற்றி, ஒரு பட்டியலாய் தந்தார்.

ஈர்ப்பு சக்தியால் (gravity) கிரகங்கள் சூரியனைச் சுற்றி வருகின்றன என்று ஐசக் நியூட்டன் சொன்னதுபோல், வேதிப் பொருட்களின் பற்றும் ஓர் இயற்கை சக்தி என்பது பெர்க்மனின் வாதம்.

அந்துவான் லவோய்சியே, ஃப்ளாகிஸ்டானையே (phlogiston) நிராகரித்து, புதிய தனிமக் கோட்பாட்டை அறிமுகம் செய்தபின், பெர்க்மனின் பற்று வரிசை காலாவதியானது. ஆனால் தற்காலிகமாக அதை பெர்தோலே மாற்றி அமைத்தார். அதைப் பின்னர் பார்ப்போம்.

தென் அமெரிக்க சுரங்கங்களில் வெள்ளி, தங்கம் எடுத்துவந்த ஐரோப்பியர்கள், பல தாதுகளில் வெள்ளிபோல தேசுடைய ஓர் உலோகமும் இருப்பதைக் கண்டனர். வெள்ளி, தங்கம் உருகும் வெப்பத்தில்கூட அந்த உலோகம் உருகவில்லை. தொல்லை மிகு மாசு பொருளாக அதைக் கருதி பிளாடினா (platina) என்று பெயரிட்டனர்.  அதாவது சின்ன வெள்ளி அல்லது மாசுடைய வெள்ளி என்று குறிக்கும் சொல்.

ஸ்வீடனில் 1720களில் ஆண்டர்ஸ் செல்சியஸின் கணிதம் பயின்றார் தியோஃபில் ஷெஃபர் (Theophil Scheffer). பின்னர் ஸ்டாக்ஹோம் சுரங்க கல்லூரியிலும் (Stockholm Mining College), அரசு நாணயப் பட்டறையில் (Mint) உலோகப் பரிசோதகராகவும் (assayer) பணி செய்தார். 1752இல் ‘வெள்ளை தங்கம் எனும் ஏழாவது உலோகம்’ என்று ஒரு கட்டுரை எழுதினார். பிளாடினா தங்கத்தைவிட கனமானது. அமிலத்தால் பாழாகாது. வளைக்கவும் (malleable) உடைக்கவும் (non-brittle) கடினம், தங்கம், வெள்ளிபோல் அபூர்வமானது என்று வர்ணித்தார். மேலும், தொலைநோக்கியில் கண்ணாடி போல் ஒளி சேர்க்க பிளாடினா பயன்படுத்தலாம் என்றும் நவின்றார். பிற்காலத்தில் தொல்லியல் வல்லுனர்கள் ஆய்வு செய்து, எக்பிதிலும் தென் அமெரிக்காவிலும் பிளாடினத்தை பல்லாயிரம் வருடம் பயன்படுத்தி வந்தனர் என்று தெரிவித்தினர். ஆனால் அவர்கள் அதை தனி உலோகமாக அடையாளம் காணவில்லை.

ஈராயிரம் ஆண்டுகளில் அறியப்படாத புது உலோகம் என்பதும், தங்கத்தை விட கிடைக்க அபூர்வமானது என்பதும், பல விஞ்ஞானிகளின் ஆர்வத்தையும் ஆச்சிரியத்தையும் தூண்டின. 1775இல் பெர்கமன் இதை பிளாடினம் என்று அழைக்கலாம் என்று கூறினார்.

இப்படியாக ஸ்வீடனில் கனிம ஆய்வாளர்களால் வேதியியல் பல்வேறு புதிய திசைகளில் பரிணமித்தன.

சிற்றஞ்சிறு நாட்டில் குற்றேவல் பல செய்து, மற்றை காமங்கள் மயங்காமல், வற்றி வடிக்கும் கனிமக் குலத்தொழிலால், பற்றெனும் புதுவிதி பார் ஏல பனுவல் இயற்றி, எற்றைக்கும் ஏழேழ் பிறவிக்கும், வற்றாத புதிய தகவல்கள் வடித்தோரை, போற்றிப் பொருள் சொல்வோம் இன்றுகாண் கோவிந்தா.

புகழ்த்துணையிலா நாயனார்

1774இல் பிரான்சில், அந்துவான் லவோசியே ஆக்சிஜனைக் கண்டுபிடித்து வேதியியலில் ஒரு புரட்சியை உருவாக்கியபோது, ஸ்வீடனில் கார்ள் வில்ஹெல்ம் ஷீல் (Carl Wilhelm Scheele) அதே ஆக்சிஜனைக் கண்டுபிடித்தார். நாட்டு மருந்து கடை (Apothecary) ஒன்றை நடத்தி வந்த ஷீல், அந்தக் கடையிலுள்ள வேதிப் பொருட்களைப் பல பரிசோதனைகள் செய்தார். தாவரப் பொருட்களையும் விதவிதமாய் காய்ச்சி, வடிகட்டி, உருக்கி, கரைத்து, நசுக்கி, பொசுக்கி புதிது புதிதாகப் பல அமிலங்களைக் கண்டுபிடித்தார். எலுமிச்சைப் பழத்திலிருந்து ஷீல் எடுத்த ஒரு அமிலம் சிட்ரிக் அமிலம் (citric acid).

1770இல் அப்சலா கல்லூரியில் பணி சேர்ந்தார் ஷீல். அங்கே டோபர்ண் பெர்க்மன் நண்பரானார். அவர் கேட்ட ஒரு பரிசோதனையைச் செய்யும்போது நெருப்பு வாயு (fire air) என்று புதியதொரு வாயுவை கண்டுபிடித்தார். ஷீலின் திறமையைக் கண்டு வியந்த பெர்க்மன், தன்னுடைய ஆராய்ச்சிச் சாலையில் எந்த வித ஆராய்ச்சியையும் செய்ய ஷீலுக்கு அனுமதி கொடுத்தார்.

அபாரமாக பணி செய்தார் ஷீல். சிட்ரிக் அமிலம் வரிசையில், புளித்த பாலைச் சோதித்து லாக்டிக் அமிலம் (lactic acid), திராட்சை ரசத்திலிருந்து டார்டாரிக் அமிலம் (tartaric acid), ஆப்பிள் சாற்றிலிருந்து மாலிக் அமிலம் (malic acid), விலங்கு கொழுப்பிலிருந்து கிளிசரால் (glycerol) என்று பற்பல அமிலங்களையும் வேதிகளையும் ஷீல் தாவரங்களிலிருந்தும் விலங்குகளிலிருந்தும் சுரந்தார்.

ஷீல் தன் கண்டுபிடிப்புகளைப் பிரசுரிக்கவில்லை. பரிசோதனைகளை எழுதி கட்டமைத்து பிரசுரிக்க நண்பர் ஒருவர் அறிவுரை கூறும் வரை, ஆர்வலராகவே விளங்கினார் ஷீல். அப்பொழுது நிலவிய ஃப்ளாஷிஸ்டான் (phlogiston) கருத்தின் அடிப்படையில் 1775இல் நெருப்பு வாயுவைப் பற்றி ஒரு கட்டுரை பிரசுரித்தார். அதற்குள் 1772 முதல் 1774இல் இதை ஃப்ளாஜிஸ்டான் அற்ற வாயு (Dephlogisticated air) என்று ஜோசஃப் பிரீஸ்டிலியும், ஆக்சிஜன் என்று லவோசியேவும் தங்கள் ஆய்வுகளை ஆவணம் செய்தனர்.

இவ்வாறு ஆக்சிஜன் கண்டுபிடிக்கும் புகழை தவறவிட்ட ஷீல், முரியாடிக் அமிலத்தை (muriatic acid) பைரோலுசைட் (pyrolusite) எனும் கனிம தாது மேல் செலுத்த, அது ஒரு பச்சை நிற வாயுவை ஈன்றது. இது நீராவி போல் காற்றில் கரைந்து விடாமல், மூடுபனி போல் கிழே இறங்க, ஒரு பாத்திரத்தில் பிடித்தார். ஃப்ளாஜிஸ்டானற்ற முரியாடிக் அமிலம் என்று பெயரிட்டார். பிற்காலத்தில் இதற்கு குளோரின் (chlorine) என்று ஹம்ஃப்ரீ டேவி பெயரிட்டார்.

அக்காலத்தில் அனைத்து புதிய வேதி பொருட்களின் நிறம், மணம், சுவை, என்று பல குணங்களை ஆய்வாளர்கள் பதிவிட்டனர். தான் கண்டுபிடித்த வேதிகளில் பிரஸ்ஸிக் அமிலத்தை (prussic acid) தவிர அனைத்தையும் சுவைத்தேன் என்று பெருமையாகப் பதிவிட்டார் ஷீல். ஆர்செனிக், காரீயம், பாதரசம் என்று பல்வேறு விஷப்பொருட்களை அபாயம் அறியாமல் சுவாசித்தும் சுவைத்தும் பரிசோதித்ததில் நோய்வாய்பட்டு நாற்பத்தி மூன்று வயதிலேயே உயிரிழந்தார் ஷீல். ஹைட்ரஜன் சயனைட் எனும் மிகக்கொடூர விஷமான பிரஸ்ஸிக் அமிலத்தை சுவைத்திருந்தால் ஓரிரு நிமிடத்திலேயே மாண்டிருப்பார். விஞ்ஞான ஆய்வு அவர் நடத்திய விஷப்பரிட்சை.

1980களில் தமிழ் ஈழ விடுதலைப் புலிகளும், அதற்கு முன் உலகெங்கும் பல தற்கொலை படையினரும், சயனைட் மாத்திரை அல்லது சிறுதுளி திரவியம் வைத்திருந்து, எதிரிகளிடம் பிடிபட்டால் அதை விழுங்கி உயிர் நீத்தது சமீப வரலாறு.

இதைத் தவிர 1772இல் பேரியம், 1774இல் மேங்கனீஸ், 1778இல் மாலிப்டினம், 1781இல் டங்க்ஸ்டன் என்று புதிய உலோகங்களையும் பைரோலுஸைட் முதலிய கனிமங்களை ஆய்ந்து ஷீல் கண்டுபிடித்தார்.

ஜெர்மனியில் பிறந்த ஷீல், ஸ்வீடனில் வாழ்நாள் முழுதும் வாழ்ந்தாலும் ஜெர்மன் மொழியிலேயே எழுதினார். தன் ஆய்வுகளையும் கண்டுபிடிப்புகளையும் தாமதாகவே எழுதி பதிவிட்டதாலும், அவர் வாழ்ந்த காலத்தில் ஸ்வீடனில் அறிவியலுக்கு, குறிப்பாக வேதியியலுக்குக் கௌரவம் அதிகம் இல்லாததாலும், தன் வாழ்நாளை புகழ் கிடைக்காமல் வாழ்ந்தார். ஆனால் அவர் இறந்த பின் அவர்களது பல்வேறு ஆராய்ச்சிகள் தொகுத்து வெளிவந்தன. அறிவியல் வரலாற்றில் தாமதமாக மதிப்பைப் பெற்றார்.

ஷீல் கண்டுபிடித்த குளோரின் பல்வேறு பொருட்களை வெளுக்கும். குறிப்பாக நூல், துணி, ஆகியவற்றை வெளுக்கச் சிறந்த வேதிப் பொருளாக பிரான்சில் யான் குளாட் பெர்தோலே (Claude Louis Berthollet), ஆய்வு செய்து அறிவித்தார். கந்தக அமிலம் போல், குளோரினும் தொழிற்சாலை அமைத்து பெருமளவில் தயாரித்து விற்கும் பொருளானது. லவோய்சியேவுடன் பணியாற்றி, அவர் வகுத்த புதிய வேதியியலை ஆரம்ப காலத்தில் ஆதரித்து, வேதிப் பொருட்களுக்குப் புதிய முறைக்கேற்ப பெயர் சூட்டும் முயற்சியில் பெர்தோலே ஈடுபட்டார். ராசியாக, லவோய்சியேவைபோல் பிரஞ்சு புரட்சியால் குற்றம் சாட்டப்பட்டு , தலை இழக்கவில்லை. லவோய்சியேவுக்கு ஆதரவாகக் குரல் கொடுக்காமல் துரோகம் செய்தவர் என்றே குற்றம் சாட்டப்பட்டார். எப்படியோ கடினமான அரசியல் சூழ்நிலையைச் சமாளித்து, நெப்போலியனின் ஆதரவு பெற்று, அவன் படையுடன் எகிப்திற்குச் சென்று, அங்கும் வேதியியல் ஆராய்சிகள் செய்தார். பிரஞ்சுப் புரட்சிக் காலத்தில் மங்கி வீழ்ந்த அறிவியல் சங்கங்களை, சைமன் லாப்லாஸ் (Simon Laplace), கேலூசாக் (Louis Joseph Gay-Lussac), போன்றவருடன் நெப்போலியனின் ஆட்சியில் மீண்டும் மேலோங்க வைத்தார்.

லவோய்சியேவின் புதிய தனிமக் கோட்பாட்டின் தரிசனத்தில் பெர்க்மனின் சேரும் பற்று விதியை பெர்தோலே பரிசோதித்து, புதிய சிந்தனைகளை முன்வைத்தார். பற்று, உலோகங்களின் குணமோ கனிமங்களின் குணமோ அல்ல, தனிமம் அமிலம் காரம் போன்ற வேதிப்பொருட்களின் குணம் என்பது அவரது புதிய கருத்துருவாக்கம்.

ஆனால் அதைச் சுதந்திர குணமாக அவர் கருதவில்லை. ஒரு தனிமத்தின் பற்றுச் சக்தியை அதன் அடர்த்தி(specific gravity), கனம்(weight), அளவு(volume), கரையும் திறன்(solubility), கரையா குணம்(insolubility), மற்றும் சேரும் வேதிப்பொருளின் கனம் அளவு அடர்த்தி யாவையும் பாதிக்கும் என்று பல்வேறு பரிசோதனைகள் செய்து விளக்கினார். சுண்ணாம்பு, பொடாஷ், மெக்னீசியா, போன்றவை அமிலங்களோடு சேரும்போது உருவாகும் புதிய வேதிப்பொருட்கள், பற்றியும் விரிவாக எழுதினார்.

இதற்கு எதிர்மறையாக ஜோசஃப் பிரௌஸ்ட் புதிய கோட்பாடுகளைப் பிறப்பித்தார்.

தனிம அளபடை

லவோய்சியேவின வேதியியல் புரட்சிக்குப் பின் தனிமம் (element) என்பதன் பொருளே மாறிவிட்டது. இந்தப் புதிய தரிசனத்தில் பரிசோதனைகளைச் செய்து அளவுகளை அளந்த ஜோசஃப் பிரௌஸ்ட் (Joseph Proust), பல தனிமங்கள் சேரும்போது, அறுதியிட்ட எண் அளவில் இணைகின்றன, வெவ்வேறு அளவுகளில் சேர்வதில்லை என்று கவனித்து அதை ஒரு விதியாக 1799இல் முன்வைத்தார் (Law of Definite Proportions).

செம்பை கந்தக அமிலத்திலோ நைட்ரிக் அமிலத்திலோ கலந்து, சோடியம் கார்பனேட்டில் கலந்து, கசடு (precipitate) எடுத்தால், நூறு கிலோ செம்பு ஒவ்வொரு முறையும் நூற்றியெண்பது கிலோ செம்பு கார்பனேட்டைத்தான் ஈன்றது. அதன் நிறம் பச்சை. அந்த 180 கிலோ செம்பு கார்பனேட்டை வடிகட்டினால் பத்து கிலோ தண்ணீரை ஈன்றது. இதை காஸ்டிக் பொடாஷில் காய்ச்சினால், கருப்பு ஆக்சைடை ஈன்றது.  இந்த ஆக்சைடை முரியாடிக் அமிலத்தில் கலந்தால்  பாலில் சக்கரைபோல கரைந்தது; குமிழிகளாக ஆக்சிஜன் வாயு பொங்கி வெளியே வந்தன. இதை அலசி ஆராய்ந்து, 180 கிலோ செம்பு கார்பனேட்டின் விகிதாச்சாரத்தைக் கீழ்வருமாறு பட்டியலிட்டார்:

100 கிலோ செம்பு
25 கிலோ ஆக்சிஜன்
46 கிலோ கார்பானிக் அமிலம்
10 கிலோ தண்ணீர்
—————
180 கிலோ மொத்தம்

—————

தனிமங்கள் சேர்ந்து புதிய வேதிப்பொருளாய், அதாவது சேர்மமாய் (compound), உருமாறும்போது, இதுபோன்ற விகிதாச்சார அளவில்தான் சேர்கின்றன என்று உணர்ந்தார். இதுபோன்று பல பரிசோதனைகளைச் செய்து பிரௌஸ்ட் தன் யூகத்தை உறுதி செய்தார்.  இயற்கையாகக் கிடைத்த செம்பு கார்பனேட்டிலும் செயற்கையாக உருவாக்கிய செம்பு கார்பனேட்டிலும், அதன் தனிம உருப்புகளான செம்பு, கரிமம் (Carbon), ஆக்சிஜன் மாறாத விகிதாச்சார அளவில்தான் சேர்கின்றன என்று விளக்கினார்.

பிரௌஸ்ட் முன்வைத்த விகிதாச்சார விதியை பெர்தோல்லே மறுத்தார். பெர்த்தோலேவின் புகழ் அவருக்குச்  சாதகமாக இருந்தது.

கனிம ஆராய்சியாளர் தாபுய்ஸான் (d’Aubuisson) எழுதிய கட்டுரையில் செம்பு தாது (copper ore) விகிதாச்சார விதிக்கு உட்படவில்லை, ஒவ்வொரு தாது கட்டியிலும் வெவ்வேறு அளவு செம்பு, கார்பன் போன்றவை உள்ளது என்று சுட்டிக் காட்டினார்.

தாபுய்ஸான் கருத்தை மறுத்து, செம்பு தாது போன்ற பொருட்களை சேர்மம் என்று கருதுவது தவறு என்று பிரௌஸ்ட் வாதிட்டார். வெள்ளி சல்ஃபைட், ஆண்டிமனி சல்ஃபைட், செம்பு சல்ஃபைட் போன்று இயற்கையால் விகிதாச்சார விதிப்படி கலப்பனவே சேர்மம் ஆகும். இது ஒவ்வொன்றுக்கும் தனிப்பட்ட பல வேதியியல் குணங்கள் இருக்கும்.

தாதுகட்டிகளில் பல சேர்மங்கள் கலந்திருக்கல்லாம்;  அது சேர்மம் இல்லை. அதைக் கலவை (mixture) என்று கருதலாம். கலவைகளுக்கு இந்த விகித்தாச்சார விதி பொருந்தாது என்று 1806இல் விளக்கினார். இதைப் புரிந்துகொள்ள மற்ற வேதியியல் ஆய்வாளர்களுக்குச் சில வருடங்கள் ஆனது.

ஈராயிரமாண்டுகள் நிலவிய பஞ்சபூத கருத்தை தவறு என்றாக்கி, தனிமம் எனும் புதிய பூதங்களை உருவாக்கிய லவோய்சியேவின் கொள்கையை ஏற்கவே பலரும் தயங்கினர். அதனால் பிரௌஸ்டின் சேர்மம் கலவை விளக்கங்கள் பரவலாகச் சில ஆண்டுகள் ஆயின. தனிமம் எனும் சொல்லுக்குப் புது விளக்கம் கொடுத்து, லவோய்சியே வேதியியலைப் புரட்டிபோட்டதுபோல், சேர்மம், கலவை என்று புது கருத்தியலை ப்ரௌஸ்ட் உருவாக்கியது, மிக அடிப்படையான முக்கியமான கருத்தாக்கம்.

இதற்கிடையே 1800இல் அலெசாந்த்ரோ வோல்டா வோல்டாயிக் குவியல் எனும் முதல் மின்கலனைக் கண்டுபிடித்தார். அதைப் பயன்படுத்தி வில்லியம் நிக்கோல்சன்  மற்றும் ஆண்டனி கார்லைல் மின்பகுப்பு (எலெக்ட்ராலிஸிஸ் Electrolysis) என்னும் மின்சாரச் சக்தியைக் கண்டறிந்தனர். தண்ணீரில் இரு உலோக கம்பிகளைச் செலுத்தி, மின்சாரம் பாய்ச்சினால், தண்ணீர் எனும் சேர்மத்தில் உள்ள ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்சிஜன் தனிமங்கள் பிரிந்து, வாயுக் குமிழிகளாய், தலா ஒரு கம்பியை சூழ்ந்தன.

நீருக்குப் பதில் லெட் அசிடேட், காப்பர் சல்ஃபேட், சில்வர் நைட்ரேட் போன்ற திரவியங்களைப் பயன்படுத்தி, வில்லியம் குருக்‌ஷாங்க் தூய்மையான உலோகங்களைப் பிரித்தார் என்று பார்த்தோம். இதைத் தொடர்ந்து, மின்பகுப்பு மூலம் ஹம்ஃப்ரீ டேவி 1807 முதல் 1809 வரை, சோடியம், பொடாசியம், பேரியம், கேல்சியம், ஸ்ட்ரான்ஷியம், மெக்னீசியம், போரான் ஆகிய ஏழு புதிய தனிமங்களை அடையாளம் கண்டார். வேதியியல் ஆராய்ச்சிக்கு இவ்வாறு மின்சாரம் புதியதொரு கருவியாகியது. நவீன வேதியியலின் அடிப்படை உண்மைகளைக் கண்டுபிடிக்கவும் இணையில்லா புதிய முறையாக மின்சாரம், குறிப்பாக மின்பகுப்பு அரங்கேறியது.

லவோய்சியே இருபது தனிமங்களையும், சில தனிமக்கூட்டுகளையும் (மூலிகம் –  radical) தன் புதிய வேதியியல் கோட்பாட்டில் அறிவித்தார். சல்ஃபேட், நைட்ரேட், கார்பனேட், பாஸ்ஃபேட் முதலியவை ஆக்ஸிஜனோடு கந்தகம் கலந்த நைட்ரஜன் கரிமம், பாஸ்ஃபரஸ் ஆகிய தனிமங்கள் கலந்த மூலிகம் என்று லவோய்சியே உணர்ந்தார். முரியாடிக் அமிலத்தில் (hydrochloric acid) என்ன தனிமம் என்று அப்போது யாருக்கும் தெரியாது – பின்னாளில் அது குளோரின் என்று டேவி அறிவித்தார். மின்பகுப்பு பல் வேறு புதிய தனிமங்களை அடையாளம் காட்டியது.

அடுத்து பத்து ஆண்டுகளில் ஜான் டால்டன், கேலுசாக், அமதேயோ அவகாட்ரோ, ஜேகப்ஸ் பெர்சீலியஸ் போன்றவர்கள் புதிய பரிசோதனைகள் செய்து பெர்கம்ன் பெர்தோலேவின் கொள்கைகளை காலாவதியாக்கி, அணு சார்ந்த புதிய வேதியியலுக்கு வழி வகுத்தனர்.

 

உதவிய புத்தகங்கள், வலைதளங்கள்

1. Rediscovery of Elements, Cronstedt and Nickel, James and Virigina Marshall, The Hexagon 2014
2. A Dissertation on elective Affinities by Tobern Bergman, 1775
3. Researches on Copper, by Joseph-Louis Proust, Annales de Chemies, 1800 ( https://web.lemoyne.edu )
4. Researches into the Law of Chemical Affinity by Claude Berthollet, 1804
5. Elementary Treatise of Chemistry (Traite elementaire de chimie) – Antoine Lavoisier