ఇంటింటి రసాయనం, వంటింటి రసాయనం - 1

1. ఆదికి ముందు ఆధునిక రసాయనం

మార్చి 2009

సాధారణ శకం 1800 ప్రాంతాలలో, అనగా దరిదాపు రెండు వందల ఏళ్ళ క్రితం, స్వీడన్ దేశంలో జాన్ జేకబ్ బెర్‌జీలియస్ అనే శాస్త్రవేత్త ఒకాయన ఉండేవాడు. శైశవావస్థలో ఉన్న రసాయనశాస్త్రం విషయాలలో ఆ రోజులలో ఆయన మాటకి ఎదురు ఉండేది కాదు. అంతటి దిట్ట ఆయన. మానవమాత్రుడు కదా, ఆయనకీ మనందరికి మల్లే ఒక దౌర్బల్యం ఉండేది. ఉత్తరాదివాళ్ళు-దక్షిణాదివాళ్ళు, పాపం-పుణ్యం, మంచి-చెడ్డ, - - - అంటూ మన చుట్టూ ఉన్న ప్రపంచాన్ని వర్గాలుగా విడగొట్టి చూడటం మనకి ఎలా అలవాటో, అలాగే ఈ బెర్‌జీలియస్ కి కూడా తన చుట్టూ ఉన్న వస్తువులని రకరకాల వర్గాలుగా విడగొట్టి, వాటికి పేర్లు పెట్టి ఆనందించటం అలవాటు. “చాతుర్వర్ణ్యం మయాసృష్టం” అని భగవానుడు అన్నట్లే, “ద్వివర్గం రసాయనం” అని బెర్జీలియస్ అన్నారు – మూడొంతులు స్వీడిష్ భాషలో అనుంటారు.

రసాయనశాస్త్రంలో ఉన్న ఈ రెండు వర్గాలు ఏమిటి? “పాలు, పంచదార, పట్టుబట్ట, కాగితం, కర్పూరం, నూనె, నెయ్యి, వగైరాలన్నీ ఒక వర్గం, గాలి, నీళ్ళు, ఉప్పు, వెండి, బంగారం, వగైరాలన్నీ మరొక వర్గం” అని 1807 లో బెర్‌జీలియస్ ఉద్ఘాటించేరు. బెర్‌జీలియస్ దృష్టికి ప్రపంచం అంతా “ఎప్పుడో ఒకప్పుడు ప్రాణం ఉన్నవి”, “ఎప్పుడూ ప్రాణం లేనివి” అని రెండు స్థూలమైన వర్గాలుగా కనిపించింది. చెరకు మొక్కకి ఆత్మ లేకపోవచ్చునేమో కాని, ప్రాణం ఉంది. అటువంటి ప్రాణం ఉన్న చెరకు మొక్క నుండి చక్కెర పుట్టింది. అంతేకాని, ఏ గనిలోనైనా సరే, ఎంత లోతుగా తవ్వినా సరే చక్కెర దొరకదు. కనుక పంచదార కావాలంటే ఏ చెరకు మొక్క మీదో, బీటు దుంపల మీదో, మరేదైనా మొక్క మీదనో ఆధారపడ వలసినదే. పాలు, పెరుగు, వెన్న, నెయ్యి, గుడ్లు, పట్టు, ఉన్ని, కర్పూరం, మొదలయిన పదార్ధాలు కావాలంటే చెట్టుచేమల మీదనో, పశుపక్ష్యాదుల మీదనో, క్రిమికీటకాదుల మీదనో ఆధారపడవలసినదే. కాని ఉప్పు, ఇసక, బంగారం, మొదలయినవాటికి ఏ ప్రాణి మీదా ఆధారపడనక్కర లేదు. ఈ రెండవ కోవకి చెందిన పదార్ధాలు కొండల్లోనో, కోనల్లోనో, వాగుల్లోనో, గనుల్లోనో దొరుకుతాయి. మీరు కూడా ఆలోచించి చూడండి. కర్ర, కంప, పేడ, పిడక ఒక ఎత్తు; రాయీ, రప్పా మరొక ఎత్తు. అందుకనే సువర్ణయోగం సిద్ధించినదని మనమంతా భ్రమ పడుతూన్నా, యోగి వేమన “ఉప్పు కప్పురంబు నొక్క పోలిక నుండు, చూడ చూడ రుచుల జాడ వేరు” అని బెర్‌జీలియస్ చెప్పిన మాటనే పద్యంలా చెప్పేడు.

పైన నుడివిన విషయాలన్నీ బెర్‌జీలియస్ ముక్కు మూసుకుని, తపస్సు చేస్తే ఆయన మనోఫలకం మీద అకస్మాత్తుగా మెరవలేదు. ఆయన, ఆయన శిష్యబృందం చెమటోడ్చి, ప్రయోగాలు చేసి, కూపీలు లాగగా ఒకటీ, ఒకటీ బయటపడ్డ విషయాలివన్నీ. ఉదాహరణకి ఒక శిష్యుడు గాజు బుడ్డిలో రవంత ఉప్పు వేసి వేడి చేసేడు. వేడికి ఉప్పు చిటపటలాడింది. ఎర్రబడింది. చల్లార్చగానే ఉప్పు ఉప్పులాగే మిగిలింది. మరొకడు మంచు ముక్కని వేడి చేసి చూశాడు. అది కరిగి నీరయింది. మరిగి ఆవిరి అయింది. ఆ ఆవిరిని చల్లార్చితే నీరయింది, ఆ నీటిని ఇంకా చల్లబరిస్తే గడ్డకట్టి మంచు తిరిగి వచ్చేసింది.

ఇంకేముంది. శిష్యగణం వంట ఇంట్లో విజృంభించింది. కంటికి కనబడ్డ పదార్ధాలన్నిటిని వేడి చేసి చూస్తున్నారు. ఒకడు పంచదారని వేడి చేసేడు. ముందుగా ఆవిర్లు (vapors) వచ్చేయి. ఇంకా వేడి చేస్తే పంచదార కాస్తా మాడి బొగ్గయింది. ఇంకా వేడి చేస్తే బొగ్గు కాలి బూడిద అయింది – కాని, తిరిగి పంచదార రాలేదు. మరొకడు పాలని వేడి చేసేడు. పాలు చిక్కబడ్డాయి, పేరుకొని కోవాలా గట్టిబడింది. ఇంకా వేడి చేస్తే కోవా కాస్తా మాడి చచ్చింది. ప్రాప్తం లేకుండా పోయిన పాలకి, పంచదారకి తిలోదకాలు ఇచ్చేసి కోడి గుడ్డుని పగలగొట్టి దాని సొనని వేడి చేసేరు. సొన పేరుకుని, పొరటు అయింది. ఇంకా వేడి చేస్తే అది కాస్తా మాడి చచ్చింది.

ఇలా ప్రయోగాలు చేసి ఆ శిష్య పరమాణువులు కనుక్కున్నదేమిటంటే కొన్ని పదార్ధాలు వేడి చేసినప్పుడు రూపాంతరం చెంది, చల్లార్చగానే యధా రూపానికి వచ్చెస్తాయి. మరికొన్ని వస్తువులు వేడి చేసినప్పుడు మాడి, బొగ్గయి, ఇంకా వేడి చేస్తే బొగ్గు కాస్తా భస్మం అవుతోంది. ఇలా మాడి బొగ్గయి, భస్మం అయేవన్నీ జీవకోటి నుండి లభించే పదార్ధాలే. కొట్టొస్తూన్నట్లు కనిపిస్తూన్న ఈ నగ్న సత్యాన్ని విస్మరించటం ఎలా? అందుకని ప్రపంచంలో ఉన్న పదార్ధాలన్నీ జీవకోటి నుండి లభ్యం అయేవయినా అయుండాలి, లేదా ప్రాణం లేని జడపదార్ధాల నుండి అయినా అయుండాలి అని బెర్‌జీలియస్ తీర్మానించేరు. జీవకోటి నుండి లభ్యం అయే పదార్ధాల రసాయన ధర్మాలని విచారించే శాస్త్రాన్ని ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీ (organic chemistry) అనిన్నీ, ఈ వర్గానికి చెందని మిగిలిన భాగాన్ని ఇనార్గానిక్ కెమెస్ట్రీ (inorganic chemistry) అనమన్నారు, ఆయన.

కథలో పిట్ట కథ. ఈ "ఆర్గానిక్ కెమెస్ట్రీ" లో కెమెస్ట్రీ అంటే రసాయనశాస్త్రం. మరి "ఆర్గన్" అంటే? శరీరంలోని అంగాలని ఇంగ్లీషులో ఆర్గన్ అంటారు. గుండె, ఊపిరితిత్తులు, కాలేయం, పేగులు, ఇవన్నీ "ఆర్గన్" లే. "ఆర్గానిక్" అన్న మాటకి ఎన్నో సమానార్ధకమైన తెలుగు మాటలు ఉన్నాయి: ఆంగిక, ఇంద్రియ, అవయవ, భూత, చేతన, మొదలైనవన్నీ ఈ మాటకి సమానార్ధకాలుగా వాడొచ్చు. కనుక "ఆర్గానిక్ కెమెస్ట్రీ" ని తెలుగులో ఆంగిక రసాయనం, భూత రసాయనం, చేతన రసాయనం, సేంద్రియ రసాయనం, మొదలయిన పేర్లతో తెలిగించవచ్చు. రమారమి ఇంగ్లీషు మాటలో ఉన్న అర్ధమే స్పురిస్తుంది. అప్పుడు "ఇనార్గానిక్ కెమెస్ట్రీ" ని అనాంగిక రసాయనం, అభూత రసాయనం, అచేతన రసాయనం, మొదలయిన పేర్లతో తెలిగించవచ్చు. కృషితోనాస్తి దుర్భిక్షం.

అసలు నన్నడిగితే ఆధునిక విజ్ఞానం అంతా పేర్లు పెట్టటంలోనే ఉందంటాను. మన మెదడులో సరికొత్త ఊహ పుడుతుంది. ఆ ఊహని నిర్ద్వందంగా, సందిగ్ధతకి తావు లేకుండా వర్ణించి చెప్పినప్పుడే ఆ ఊహకి సార్ధకత చేకూరుతుంది. అలా వర్ణించటానికి ఒక పేరు కావలసి వస్తుంది. ఆ పేరు ప్రయోజనాత్మకంగా ఉండాలంటే ఆ పేరుకి, మన మనోభావానికీ గట్టి ముడి వెయ్యాలి. వైద్యుడు “జ్వరం వచ్చింది” అని చెబితే సరిపోతుందా? ఆది ఏ రకం జ్వరమో చెప్పగలగాలి. అప్పుడే ఆ వ్యాధి ఉపశమనానినికి వైద్యం చెయ్యగలం. అందుకనే శాస్త్రంలో (ప్రత్యేకించి, జీవ, వైద్య, రసాయన, శాస్త్రాదులలో పాఠ్యాంశాన్ని పేర్లు పెట్టి విభజించటం చాలా అవసరం.) పిట్టకథ ఇంతటితో సమాప్తం.

ఇలా తమ ఎదుట ఉన్న సమస్యని పేర్లు పెట్టి పరిష్కరించి, సంతృప్తిగా పడక కుర్చీలో నడుం వాల్చేరు బెర్‌జీలియస్. ఇంతలో ఆముదం తాగినట్లు ముఖం పెట్టి మరొక శిష్యుడు ఆయన విశ్రాంతిని భంగపరచేడు. ఆ శిష్యపుంగవుడి పేరు వోలర్ (Wohler). మిగిలిన శిష్యులలా "వంటింట్లో" కుదురుగా ప్రయోగాలు చేసుకోకుండా ఈ వోలరు పెద్ద బజారు మీద పడ్డాడు. పడి, కంటికి కనిపించినదాన్నల్లా వేడి చేసి చూడటం మొదలు పెట్టేడు. అకస్మాత్తుగా, ఒక రోజున, అనుకోకుండా, అమ్మోనియం సయనేట్ (ammonium cyanate) అనే రసాయనాన్ని గాజు నాళికలో వేసి వేడి చేసేడు. ఇది ఉప్పుని పోలిన స్పటికాకారపు లవణం. దీనిని ప్రాణి ప్రమేయం లేకుండా తయారు చెయ్యవచ్చు. కనుక ఇది అనాంగిక పదార్ధం. ఈ స్పటికాలని వేడి చేసేసరికి అవి వాటి స్పటికాకారాన్ని పోగొట్టుకొని, మెత్తటి చూర్ణంలా తయారయాయి. ఈ గుండ ఏమిటా అని విశ్లేషించి చూస్తే అది అమ్మోనియం సయనేటు కానే కాదు! మంత్రం వేసినట్లు, మేజిక్ చేసినట్లు మారిపోయింది. ఆ పదార్ధం ఏమిటా అని పరీక్షిస్తే అది - ఆశ్చర్యం! - "యూరియా" (urea) అనే మరొక రసాయనం. ఈ "యూరియా" జంతుకోటి విసర్జించే మూత్రం (urine) లో ఉంటుంది. ప్రతి రోజూ, ప్రతి మానవుడూ, దరిదాపు ఒక అవున్సు ప్రాప్తికి ఈ యూరియాని తన మూత్రం ద్వారా విసర్జిస్తాడు. కనుక ఈ యూరియా నిస్సంకోచంగా ఒక ఆంగిక రసాయన పదార్ధం; అంటే ఒక ప్రాణి యొక్క జీవన ప్రక్రియ ద్వారా తయారయిన పదార్ధం అనే కదా అర్ధం! కాని మన వోలర్ జంతువుల జరూరు లేకుండా, మూత్రం మాట ఎత్తకుండా, ఈ యూరియాని తన పరీక్ష నాళికలో తయారు చేసేడు. (ఉత్తరోత్తర్యా ఈ వోలర్ కి నోబెల్ బహుమానం వచ్చింది!) ఈ ప్రయోగంలో పొరపాటు లేక పోతే మన బెర్‌జీలియస్ తాత గారు ప్రతిపాదించిన సిద్ధాంతానికి ఆదిలోనే హంసపాదు వచ్చిందన్న మాట. బెర్‌జీలియస్ నిర్వచనానికి అతని శిష్యుడే నిప్పు పెట్టెసినా - పిల్ల చచ్చినా పురిటి వాసన పోలేదన్నట్లు - బెర్‌జీలియస్ పెట్టిన ఆంగిక (organic), అనాంగిక (inorganic) అన్న పేర్లు మాత్రం రసాయనశాస్త్రాన్ని బంకనక్కిరికాయల్లా పట్టుకుని ఉండిపోయాయి. దీనికి కారణం లేకపోలేదు. వ్రతం చెడ్డా ఫలం దక్కిందన్నట్లు ఆంగిక ద్రవ్యాలకీ, అనాంగిక ద్రవ్యాలకీ జీవకోటితో ఉన్న సంబంధం కేవలం బాదరాయణ సంబంధంలా అనిపించినప్పటికీ, నిలకడ మీద ఈ విభజన మరెన్నో విధాలుగా రసాయనశాస్త్రపు పురోభివృద్ధికి దోహదపడింది.

వ్రతం చెడ్డా ఫలం దక్కించుకోవాలి కదా. బెర్‌జీలియస్ ఇచ్చిన నిర్వచనంలో లొసుగు ఉందేమో కాని ఆయన ఉటంకించిన “ద్వివర్గం రసాయనం” అన్న వాక్కులో దోషం లేదు. ఏతావాతా మనకి తెలిసినది ఏమిటంటే బెర్‌జీలియస్ గుర్తించిన “ఆంగిక ద్రవ్యాలన్నీటిలోనూ “కర్బనం” (carbon) అనే మూలకపు అణువులు తప్పకుండా ఉండి తీరుతున్నాయి. కనుక “ఆంగిక రసాయనశాస్త్రం” అనటానికి బదులు “కర్బన రసాయనశాస్త్రం” అంటే సరిపోతుంది కదా అని కొందరు సూచన చేసేరు. అప్పటికే అలవాటు పడిపోయిన పేరుని మార్చటానికి చాల మంది ఇష్టపడలేదు. రసగంధాయంలో ఉన్న కథ మధ్యలో తర్కం కూడదని కాబోలు, ఈ రోజుల్లో “ఆంగిక రసాయనశాస్త్రం” (organic chemistry) అన్న పదబంధానికే చలామణీ ఎక్కువగా ఉంది.

పాఠకులకు చిన్న మనవి:
(1) రసాయనశాస్త్రంలో వచ్చే structural formulas ని ఈ బ్లాగులో చూపించగలిగే విధానం ఎలాగో ఎవ్వరయినా చెప్పండి. (2) అసలు ఈ రకం structural formulas నేనే గీసుకోవాలా? తయారు చేయబడ్డవి తస్కరించటానికి ఎక్కడైనా దొరుకుతాయా? ఈ విషయంలో ఎవ్వరైనా సహాయం చెయ్యగలిగితే రకరకాల బొమ్మలతో వ్యాసాలు రాయగలను.