லு ஷாடலியெ கோட்பாடு

Le_Chatelier Principle_Equilibrium_Pressure_NH3_Color_Change

அகத்தியர் படம் பார்த்திருக்கிறீர்களா? அதில் சீர்காழியாரின் குரலில் ‘உலகம் சமநிலை பெறவேண்டும். உயர்வு தாழ்வில்லா நிலைவேண்டும்’ என்னும் அழகான பாடல் வரும். அந்தப் பாடல் படத்தில் வரும் இடம் நமக்குத் தெரியும்தானே. கயிலையில் சிவனுக்கும் பார்வதிக்கும் திருமணம் நடக்கையில் எல்லாரும் வடபகுதிக்குப் போய்விட வடக்கு தாழ்ந்து, தெற்கு உயர்கிறது. அந்தச் சமநிலையை மீட்க அகத்தியரை, நானே பொதியை மலைக்கு ஹனிமூன் வருகையில் காட்சி தருகிறேன் எனத் தாஜா செய்து அனுப்பி வைக்கிறார். அவரும் பொதியைக்கு வந்து சமநிலையை மீட்கிறார். ஆக ஒரு சமநிலையில் ஒரு மாற்றம் உருவாகும்போது, அந்தச் சமநிலையானது, மாற்றத்தை எதிர்த்து நகர்கிறது, தன் சமநிலைத்தன்மையை மீட்டெடுக்க முயல்கிறது. இதைத்தான் வேதியியலில் லு ஷாடலியெ கொள்கை என்கிறார்கள்.
வேதியியல் என்றதும் தெறித்து ஓடாமல் கொஞ்சம் ஊன்றினோமானால், இந்தக் கொள்கைதான் உயிரின் மூச்சு. உவமையாகச் சொல்லவில்லை. மூச்சு விடுதலினால் நடக்கும் வளிப் பரிமாற்றத்தை இந்தக் கொள்கை அழகாக விளக்குகிறது. அதற்குமுன் நாம் கொஞ்சம் கொள்கை என்ன என்று பார்த்துவிடலாம். கொள்கை தெரியாமல் படித்தல் அறிவியல் கட்டுரை அல்ல அரசியல் கட்டுரை.
ஒரு வேதிவினையில் இரண்டு பொருட்கள் வினைபுரிந்து வேறுபொருட்களாக மாறும் அல்லவா? ஆனால் சில வினைகளில் புதிதாக உருவானதற்கு அப்படியே எதிர்வினையும் நடக்கும். இரண்டு திசை வினைகளின் வேகமும் ஒரு சமநிலைக்கு வரும். இதை வேதிச் சமநிலை என்பார்கள். பொதுவாக வேதிவினைகள் அழுத்தம், வெப்பநிலை, கொள்ளளவு, வினைபொருளின் திறன் (pressure, temperature, volume and concentration) இவற்றைச் சார்ந்து வேறுபடும். வேதிச் சமநிலை வினைகளில் ஒரு வினை வெப்பம் உமிழ்ந்தால், மற்றொன்று வெப்பம் உறிஞ்சும். ஒருபக்கம் அழுத்தம் குறைந்தால் மற்றதில் அழுத்தம் அதிகமாகும். ஒருபக்கம் கொள்ளளவு குறைந்தால், மறுபக்கம் கொள்ளளவு அதிகமாகும். இப்படி இருக்கிற ஒரு சமநிலையில் நீங்கள் எதையாவது மாற்றுகிறீர்கள் என வைத்துக்கொள்வோம். அந்த வினை, ஏதோ தூக்கத்தில் அதன் தலையணையை நாம் திருடினாற்போல் செயல்பட்டு அந்த மாற்றத்தை எதிர்த்து நகரும். வெப்பத்தைக் குறைத்தால் வெப்பம் அதிகரிக்கும் பக்கம் நகரும். அழுத்தத்தை அதிகரித்தால் அழுத்தம் குறையும் பக்கம் நகரும். ஒரு வினைபொருளின் அளவு அதிகரித்தால், அதன் அளவைக் குறைக்கும் வினையின் பக்கம் நகரும். கபாலி படம் மாதிரி நீ என் வால்யூமக் கொறச்சா நான் வால்யூம அதிகமா ஆக்குவேண்டா என வசனம் பேசும். இப்போது கொள்கை விளங்கியிருக்கும் என நினைக்கிறேன். அப்டியே இன்னும் கொஞ்சம் பார்த்து விடலாம்.
இந்தக் கொள்கையை முதலில் உருவாக்கிய ஹான்ரி லூயிஸ் லு ஷாடலியெ (Henry Louis Le Châtelier) என்ற ஃப்ரெஞ்சு அறிவியலாளர், தளவாடங்கள் செய்ய, முக்கியமாக வெடிப்பொருட்கள் செய்ய, முக்கியமான மூலப் பொருளான அம்மோனியாவை(NH3) அதன் தனிமங்களான நைட்ரஜன் மற்றும் ஹைட்ரஜனைக் கொண்டு தயார் செய்ய முயல, அதில் ஏதோ கோளாறாகி வெடித்துப் பின் அந்த முயற்சியைக் கைவிட்டார். அதன்பின் பின் ஹேபர் (Haber) என்பவர் இதை உந்துதலாக எடுத்துக் கொண்டு அம்மோனியா தயாரிப்பை வெற்றிகரமாகச் செய்தார். அம்மோனியா உருவாகும் வினை ஒரு சமநிலை வினை. அதிகமாக அம்மோனியாவைப் பெற நாம் அந்த வினையில் சில சித்துவேலைகள் பார்க்க வேண்டும். அம்மோனியா உருவாகும் பக்கம் வினையைத் தள்ளுவதற்கு நாம் லு ஷாடலியெ கொள்கையைத்தான் நம்ப வேண்டியிருக்கிறது. அம்மோனியா இல்லையெனில் உலகப் போர் இல்லை, ரசாயன உரங்கள் இல்லை. இந்தக் கொள்கையைப் பயன்படுத்தாமல், தொழிற்சாலைகளில் அதிகமாக உபயோகிக்கப்படும் கந்தக அமிலம் உற்பத்தி கிடையாது. தொழிற்புரட்சியின் உயிர்நாடி இது.

வேதிச் சமநிலைக்காகச் சொல்லப்பட்ட இந்தக் கொள்கையை எல்லாச் சமநிலைகளுக்கும் நாம் பொருத்திப் பார்க்க முடியும். இயற்கை ஒரு சமநிலை. தன்பால் சிறு மாற்றம் ஏற்படுகையில் இயற்கை அதைச் சரிசெய்ய முற்படுகிறது. இரண்டாம் உலகப்போரின் முடிவில், ஜெர்மனியில் ஆண்களின் எண்ணிக்கை மிகப்பெரும் சரிவைச் சந்திக்க, அதன் பின்னான வருடங்களில் ஆண்குழந்தைகள் அதிகம் பிறந்ததாக எங்கேயோ படித்த ஞாபகம். புவி வெப்பமயமாதல் என்னும் சமநிலை மாற்றத்திற்கு புவி எதிர்வினையாற்றலை ஆராய்ந்திருக்கிறார்கள். ஐரிஸ் விளைவு (iris effect) என்று அதற்குப் பெயர்.
முன்னம் ஓரிடத்தில் லு ஷாடலியெ கொள்கையை மூச்சு எனச் சொன்னேன் அல்லவா. அதைப் பார்த்துவிடுவோம். ஒவ்வொரு செல்லும் மாவுச்சத்தை ஆக்ஸிஜனோடு கலந்து எரித்து கரியமில வாயுவை வைத்திருக்கும். இரத்தத்தில் இருக்கும் ஹீமோக்ளோபின் உடன் கரியமில வாயு இணையக் கூடியது. கரியமில வாயு மிகுதியாய் இருப்பதால், லு ஷாடலியெ சொன்னதுபோல் அது ஹீமோக்ளோபின் உடன் இணையும். அதை அலேக்காகத் தூக்கிக்கொண்டு போய் நுரையீரலில் விடுகையில், நுரையீரலில் கரியமில வாயு இல்லாததால் அங்கு கரியமில வாயு விடுபட்டு நாம் வெளிவிடும் காற்று வழியாகப் போய்விடும். ஆக்ஸிஜனுடன் ஹீமோக்ளோபின் இணைவதையும் இதைப்போல் விளக்க முடியும். அது நுரையீரலில் ஹீமோக்ளோபின் முதுகில் தொற்றிக்கொண்டு செல்களில் இறங்கிக் கொள்ளும். இதுமட்டும் அல்ல. தானியங்கி நரம்பு மண்டலத்தால் உடலின் பல்வேறு கூறுகளின் அளவைக் கட்டுக்குள் வைத்திருக்கும் homeostasis என்னும் அக நிலைப்புடைமையைக் கூட லு ஷாடலியெ கொள்கையால் விளக்க முடியும். உயிரி வினைகள் எல்லாமே சமநிலை வேதிவினைகள் தானே.
ஆக இனிமே பிள்ளைகள் சொல்வதற்கு அப்படியே எதிராக நடந்துகொண்டால் வையாதீர்கள். அதுவும் லு ஷாடலியெ விளைவாக இருக்கக் கூடும்.