ముఖ్యమైన మూలకాలు-అనువర్తనాలు

అన్ని పదార్థాల్లో.. అనేక రూపాల్లో!

పీల్చే గాలి, తాగే నీరు, నివసించే నేల, శరీరంలోని ప్రతి కండరం, రకరకాల రసాయనిక చర్యలన్నింటికీ మూలం మూలకమే. వంటలో వాడే ఉప్పు, పప్పు, అందరూ వినియోగించే ఎలక్ట్రానిక్‌ వస్తువులు, బ్యాటరీలూ మొదలైనవన్నీ మూలకాల ఉత్పత్తులే. అవి సాధారణ రసాయన ప్రక్రియలతో విభజించడానికి వీలుకాని ప్రాథమిక రూపాలు. అన్ని పదార్థాల్లో అనేక రూపాల్లో ఉంటాయి. ఘన, ద్రవ, వాయు స్థితుల్లో లభ్యమవుతాయి. అందుకే నిత్య జీవితంలో ముఖ్యమైన కొన్ని మూలకాల ఉపయోగాలు, వాటి ధర్మాల గురించి పోటీ పరీక్షల కోణంలో అభ్యర్థులు తెలుసుకోవాలి. 

హైడ్రోజన్‌(H): విశ్వంలో అత్యధికంగా లభించే మూలకం హైడ్రోజన్‌. దీన్ని హెన్రీ కావెండిష్‌ అనే శాస్త్రవేత్త కనుక్కున్నారు. హైడ్రోజన్‌ అంటే నీటిని ఏర్పరిచేది అని అర్థం. సూర్యుడు, నక్షత్రాల్లో సంలీనం చెందే వాయువు ఇదే. ఇందులో పరమాణు సంఖ్య,  పరమాణు భారం సమానంగా ఉంటాయి. న్యూట్రాన్‌లు ఉండవు. దీన్ని దహనశీల వాయువు అని పిలుస్తారు. నీలిరంగులో ఉండి మండుతున్న  అగ్గిపుల్లను పాప్‌ అనే శబ్దంతో ఆర్పివేస్తుంది.  అత్యధిక వ్యాపన రేటున్న వాయువు. నికెల్‌  ఉత్ప్రేరక సమక్షంలో, నూనెల హైడ్రోజనీకరణంలో, అమ్మోనియా తయారీలో హైడ్రోజన్‌ను వినియోగిస్తారు. దీని కెలోరిఫిక్‌ విలువ ఎక్కువ. అందుకే  రాకెట్లలో ద్రవ ఇంధనంగా ఉపయోగిస్తారు.

లిథియం(Li): ఇది లోహలన్నింటిలోకి తేలికైంది. బ్యాటరీలు, మిశ్రమ లోహాల తయారీలో, ఉష్ణకేంద్రక చర్యల్లో, రసాయన ఘటాల్లో వాడతారు. లిథియానికి, మెగ్నీషియంతో కర్ణ సంబంధం ఉంటుంది.

సోడియం(Na): దీనికి నీటితో అధిక చర్యాశీలత ఉంటుంది. అందుకే దీన్ని కిరోసిన్‌లో నిల్వ చేస్తారు. సోడియం, నీటితో చర్య జరిపి హైడ్రోజన్‌  వాయువును ఏర్పరుస్తుంది. దీన్ని కృత్రిమ రబ్బరు తయారీలో ఉత్ప్రేరకంగా ఉపయోగిస్తారు. ద్రవ  సోడియంను అణురియాక్టరుల్లో శీతలీకరణిగా  వినియోగిస్తారు. సోడియం క్లోరైడ్‌ జలద్రావణాన్ని బ్రైన్‌ ద్రావణం అంటారు.

పొటాషియం(K): ఈ మూలకం మొక్కల పెరుగుదలకు బాగా ఉపయోగపడుతుంది. ఇది సోడియం కంటే తేలికైంది. దీన్ని ఫొటోఎలక్ట్రిక్‌ ఘటాల్లో, అధిక ఉష్ణోగ్రతలను కొలిచే థర్మామీటర్లలో ఉపయోగిస్తారు. శరీర సబ్బుల తయారీ(KOH) లో కూడా వాడతారు.

బెరీలియం(Be): బెరీలియం ఆక్సైడ్‌ను అణురియాక్టర్‌లో మితకారిగా ఉపయోగిస్తారు. రేసింగ్‌ కార్ల డిస్కుల్లో వినియోగిస్తారు. ఈ మూలక మిశ్రమ లోహాన్ని అధిక బలం ఉండే స్ప్రింగ్‌ల తయారీలో వాడతారు. x వికిరణ గొట్టాల కిటికీల తయారీలోనూ ఉపయోగిస్తారు.

మెగ్నీషియం(Mg): తేలికగా ఉండే Mg-Al మిశ్రమ లోహాలను విమానాల నిర్మాణంలో వాడతారు. మొక్కల పత్రాల్లోని హరిత రేణువుల్లో మెగ్నీషియం ఉంటుంది. దీనివల్ల ఆకులు ఆకుపచ్చ రంగులో ఉంటాయి. మెగ్నీషియం హైడ్రాక్సైడ్‌ను యాంటాసిడ్‌గా, మెగ్నీషియం సిలికేట్‌ను పౌడర్‌గా ఉపయోగిస్తారు. మెగ్నీషియం పొడిని, రిబ్బన్‌లను ఫ్లాష్‌ పౌడర్‌లు, బల్బులు, సిగ్నల్స్‌లో ఉపయోగిస్తారు.MgCO₃ ను టూత్‌పేస్ట్‌లలో వాడతారు.

కాల్షియం(Ca): మానవ శరీరంలో అధికంగా ఉండే లోహం కాల్షియం.ఎముకలు, దంతాలు దృఢంగా ఉండటానికి ఇది ఉపయోగపడుతుంది. ఎముకల్లోని కాల్షియం, ఫాస్పరస్‌తో కలిసి కాల్షియం ఫాస్ఫేట్‌ రూపంలో ఉంటుంది. కాల్షియం ఫాస్ఫేట్‌ ఫార్ములాCa₃(PO₄)_2.

బోరాన్‌(B): అణురియాక్టర్‌లో నియంత్రణ కడ్డీలుగా బోరాన్‌ను ఉపయోగిస్తారు. బోరిక్‌ ఆమ్లాన్ని యాంటీసెప్టిక్‌గా వాడతారు. మిలిటరీ ట్యాంకుల తయారీలోనూ బోరాన్‌ కార్బైడ్‌ను వినియోగిస్తారు. యుద్ధ విమానాల కోసం, తేలికైన పదార్థాల తయారీకి కూడా ఈ మూలకం అవసరమవుతుంది. బోరాక్స్, బోరిక్‌ ఆమ్లాలను ఉష్ణనిరోధక గాజులు, గ్లాస్‌ ఊల్, ఫైబర్‌ గాజు తయారీలో ఉపయోగిస్తారు. లోహాలను అతికించడానికి ద్రవకారిగా వాడతారు.

అల్యూమినియం(Al): ఈ మూలకం భూమి పైపొరల నుంచి అత్యధికంగా లభిస్తుంది. సిల్వర్‌ పెయింట్‌ తయారీలో, దర్పణాలకు పూతగా ఉపయోగిస్తారు. అల్యూమినియం పొడి, అమ్మోనియం నైట్రేట్‌ల మిశ్రమాన్ని అమ్మోనాల్‌ అంటారు. దీన్ని పేలుడు పదార్థంగా ఉపయోగిస్తారు. ప్యాకింగ్‌ కవర్లు, పాత్రలు, విమానాల తయారీలో వాడతారు. విద్యుత్తు వాహక తీగలు, బేస్‌బాల్‌ బ్యాట్‌ల తయారీలోనూ వినియోగిస్తారు. అల్యూమినియం ధాతువు - బాక్సైట్‌ (Al₂O₃2H₂O)

కార్బన్‌(C): దీన్ని మూలకాల రారాజు అంటారు. ఇది మూలకాలన్నింటిలోకీ అధిక కాటనేషన్‌ స్వభావంతో ఉంటుంది. మిగతా మూలకాల కంటే అత్యధిక సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తుంది. కార్బన్‌ రూపాంతరమైన డైమండ్, పదార్థాలన్నింటిలోకెల్లా అత్యంత కఠినమైంది. కార్బన్‌ మరొక రూపాంతరమైన గ్రాఫైట్‌ అలోహం అయినప్పటికీ విద్యుత్తు వాహకతను ప్రదర్శిస్తుంది. దీన్ని పెన్సిళ్ల తయారీ, బ్యాటరీల్లో ఉపయోగిస్తారు. నీటిలోని కార్బనిక మాలిన్యాలను తొలగించే ప్రక్రియలో నీటి ఫిల్టరింగ్, గాలిని చల్లగా ఉంచే ఏసీల్లో దుర్వాసన నియంత్రణకు కార్బన్‌ను ఉపయోగిస్తారు.

సిలికాన్‌(Si): ఇది ప్రకృతిలో సిలికా, సిలికేట్‌ రూపాల్లో దొరుకుతుంది. పింగాణి, గాజు, సిమెంట్‌ల్లో ముఖ్యమైన అనుఘటకం. ఈ మూలకాన్ని ట్రాన్సిస్టర్లలో అర్ధలోహంగా ఉపయోగిస్తారు. కంప్యూటర్‌ యుగంలో దీని ప్రాధాన్యం ఎక్కువ. కంప్యూటర్‌ చిప్స్, మైక్రోప్రాసెసర్లు, సోలార్‌సెల్స్, సోలార్‌ ప్యానల్స్‌ తయారీలో వాడతారు. సిలికాజెల్‌ అనే పదార్థం తేమను త్వరగా గ్రహిస్తుంది.

నైట్రోజన్‌(N): గాలిలో అధికంగా ఉండే వాయువు నైట్రోజన్‌. మొక్కల పెరుగుదలకు కూడా ఉపయోగపడుతుంది. లెగ్యుమినినేసి మొక్కలు గాలి నుంచి నైట్రోజన్‌ను గ్రహించి, వాటి వేర్లలో నైట్రేట్ల రూపంలో నిల్వ చేస్తాయి. విద్యుత్తు బల్బుల్లో జడ వాతావరణం కోసం నైట్రోజన్‌ను ఉపయోగిస్తారు. చిప్స్‌ ప్యాకెట్లను నైట్రోజన్‌ వాయువుతో నింపుతారు. ద్రవ నైట్రోజన్‌ను శీతలీకరణిగా వాడతారు. రక్తం, శుక్రకణాల నిల్వకు వినియోగిస్తారు. నైట్రస్‌ ఆక్సైడ్‌(N₂O) ని లాఫింగ్‌ గ్యాస్‌ అని కూడా పిలుస్తారు.

ఫాస్ఫరస్‌(P): ఇందులో ఎర్ర, తెల్ల ఫాస్ఫరస్‌లు ఉంటాయి. తెల్ల ఫాస్ఫరస్‌కు గాలిలో అత్యధిక చర్యాశీలత ఉంటుంది. అందుకే దీన్ని నీటిలో నిల్వ చేస్తారు. ఎర్ర ఫాస్ఫరస్‌ను అగ్గిపెట్టెల పరిశ్రమలో ఉపయోగిస్తారు. తెల్ల ఫాస్ఫరస్‌ను జింక్‌ ఫాస్ఫేట్‌ రూపంలో ఎలుకలను చంపడానికి వాడతారు. అగ్గిపుల్ల తలలో యాంటీమెనియా ట్రై సల్ఫైడ్, పొటాషియం క్లోరేట్‌ ఉంటాయి అగ్గిపెట్టెకు రెండువైపులా ఎర్ర ఫాస్ఫరస్, గాజుముక్కల పొడి ఉంటుంది. ఫాస్ఫరస్‌ పరిశ్రమలో పనిచేసే వ్యక్తులకు పాసీజా అనే జబ్బు వస్తుంది. శీతల పానీయాల్లో ఫాస్ఫారిక్‌ ఆమ్లం ఉంటుంది. ఫాస్ఫరస్‌ను ల్యుకేమియా చికిత్సలో ఉపయోగిస్తారు.

ఆక్సిజన్‌(O): భూమి పొరల్లో అధికంగా ఉంటుంది. ఆక్సిజన్‌ అంటే ఆమ్లాన్ని ఏర్పరుస్తుందని అర్థం. దీన్ని విలియం షీలే గుర్తించగా, జోసెఫ్‌ ప్రిస్ట్లే మూలకంగా కనుక్కున్నారు. లెవోఇజర్‌ ఆక్సిజన్‌కు ఆ పేరు పెట్టారు. ఇది దహన దోహదకారి. ప్రాణులు శ్వాసించడానికి ఆక్సిజన్‌ అవసరం. గాజు బ్లోయింగ్‌ ప్రక్రియలో ఆక్సీఎసిటలీన్‌ జ్వాలను ఉపయోగిస్తారు. రోగులు, పర్వతారోహకులు, సముద్రంలో లోతుగా వెళ్లే నావికులు శ్వాస కోసం ఆక్సిజన్, హీలియం మిశ్రమాన్ని ఉపయోగిస్తారు. ద్రవ ఆక్సిజన్‌ రాకెట్‌ (GSLV) లలో ఆక్సీకరణిగా ఉపయోగిస్తారు.

సల్ఫర్‌(S):ఇది ప్రకృతిలో అనేక రూపాల్లో లభిస్తుంది. అన్ని రూపాల్లోకెల్లా రాంబిక్‌ సల్ఫర్‌ స్థిరమైంది. సల్ఫర్‌ అణువులు కిరీటం/పడవ ఆకారంలో ఉంటాయి. ఈ మూలకాన్ని రబ్బరు వల్కనైజేషన్‌ ప్రక్రియలో ఉపయోగిస్తారు. పొటాషియం నైట్రేట్, చార్‌కోల్‌ పొడి, సల్ఫర్‌ మిశ్రమాన్నీ గన్‌ పౌడర్‌లో వాడతారు. ఉల్లి, వెల్లుల్లి, గోళ్లు, వెంట్రుకల్లో సల్ఫర్‌ ఉంటుంది. డై మిథైల్‌ సల్ఫైడ్‌ వల్ల సముద్ర నీటికి వాసన ఉంటుంది. దీనికి బ్యాక్టీరియాను నిరోధించే గుణం ఉండటం వల్ల పెన్సిలిన్‌ తయారీలో ఉపయోగిస్తారు.

ఫ్లోరిన్‌ (F): దీన్ని సూపర్‌ హాలోజన్‌ అని పిలుస్తారు. అత్యధిక రుణవిద్యుదాత్మకత ఉన్న మూలకమిది. అత్యధిక చర్యాశీలత ఉన్న అలోహం. నీటిలో ఫ్లోరిన్‌ గాఢత 3 మిల్లీగ్రామ్‌/లీటర్‌ కంటే  ఎక్కువైతే ఫ్లోరోసిస్‌ వ్యాధి వస్తుంది. ఫ్లోరైడ్‌ నీటికి బ్లీచింగ్‌ పొడి, సున్నం, పటిక కలిపి ఫ్లోరైడ్‌ను తొలగిస్తారు. ప్రియాన్‌ రూపంలో శీతలీకరణిగా ఫ్లోరిన్‌ను ఉపయోగిస్తారు.

కోర్లిన్‌ (Cl): ఇది అత్యధిక ఎలక్ట్రాన్‌ ఎఫినిటీ కలిగి ఉండే మూలకం. దీనికి నీటిలోని బ్యాక్టీరియాలు, సూక్ష్మజీవులను చంపే గుణం ఉంటుంది. క్లోరిన్‌ వాయువు సున్నంతో చర్య జరిపితే బ్లీచింగ్‌ పౌడర్‌ వస్తుంది. బ్లీచింగ్‌ పౌడర్‌ను నీటిలో కరిగిస్తే క్లోరిన్‌ వాయువు ఏర్పడుతుంది. యుద్ధంలో ఉపయోగించే ఫాసజీన్, బాష్పవాయువు, మస్టర్డ్‌ గ్యాస్‌ల్లో క్లోరిన్‌ వాయువు ఉపయోగిస్తారు. కలప గుజ్జు, పత్తి,వస్త్రాలను విరంజనం చేయడానికి దీన్ని వినియోగిస్తారు. రంజనాలు, ఔషధాలు, శీతలీకరణ కారకాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి, తాగునీటిని స్టెరిలైజ్‌ చేయడానికి వాడతారు.

ఐరన్‌(Fe): మనుషులు అత్యధికంగా వాడే లోహం ఐరన్‌. ఇనుము, కర్బన మిశ్రమాన్ని స్టీల్‌ (ఉక్కు) అంటారు. భూమి అయస్కాంత స్వభావం కలిగి ఉండటానికి కారణం ఐరన్‌. టేప్‌ రికార్డర్‌ టేపుపై ధ్వనిని ముద్రించి, తిరిగి వినడం కోసం ఫెర్రిక్‌ ఆక్సైడ్‌ అనే పదార్థాన్ని పూస్తారు. రక్తంలోని  హిమోగ్లోబిన్‌లో ఐరన్‌ ఉంటుంది. కొన్ని నేలల్లో ఫెర్రిక్‌ ఆక్సైడ్‌ ఉండటం వల్ల అవి ఎర్రగా ఉంటాయి. 

మాదిరి ప్రశ్నలు

1. నికెల్‌ ఉత్ప్రేరక సమక్షంలో నూనెల హైడ్రోజనీకరణంలో ఉపయోగించే వాయువు?
1) నైట్రోజన్‌  2) ఆక్సిజన్‌   సి) హైడ్రోజన్‌   డి) హీలియం

2. ఫొటోఎలక్ట్రిక్‌ ఘటాల్లో అధిక ఉష్ణోగ్రతను కొలిచే థర్మామీటర్లలో ఉపయోగించే లోహం?
1) సోడియం  2) పొటాషియం  సి) మెగ్నీషియం   డి) కాల్షియం

3. రేసింగ్‌ కార్ల డిస్కుల్లో ఉపయోగించే మూలకం?
1) బెరీలియం  2) మెగ్నీషియం 3) బోరాన్‌  4) అల్యూమినియం

4. బేస్‌బాల్‌ బ్యాట్లు, సిల్వర్‌ పెయింటింగ్‌ తయారీలో ఉపయోగించే లోహం?
1) మెగ్నీషియం 2) అల్యూమినియం 3) కాల్షియం  4) పొటాషియం

5. మూలకాలన్నింట్లో అధిక కాటనేషన్‌ ధర్మం కలిగిన మూలకం?
1) బోరాన్‌  2) మెగ్నీషియం  3) కార్బన్‌  4) నైట్రోజన్‌

6. కంప్యూటర్‌ చిప్స్, మైక్రోప్రాసెసర్ల తయారీలో ఉపయోగించే మూలకం?
1) అల్యూమినియం  2) బోరాన్‌  3) జర్మేనియం  4) సిలికాన్‌  

7. ల్యుకేమియా వ్యాధి చికిత్సలో ఉపమోగించే మూలకం?
1) నైట్రోజన్‌   2) ఫాస్పరస్‌  3)  సల్ఫర్‌  4) కార్బన్‌  

8. సూపర్‌ హాలోజన్‌గా పిలిచే మూలకాన్ని గుర్తించండి.
1) సల్ఫర్‌   2)  క్లోరిన్‌  3) ఫ్లోరిన్‌ 4) ఫాస్పరస్‌

9. తాగేనీటిని స్టెరిలైజ్‌ చేయడానికి ఉపయోగించే మూలకం?
1) ఫోర్లిన్‌   2) ఫాస్పరస్‌  3) సల్ఫర్‌  4) క్లోరిన్‌ 

10. భూమి అయస్కాంత స్వభావాన్ని కలిగి ఉండటానికి కారణమైన లోహం?
1) అల్యూమినియం 2) ఐరన్‌  3) జింక్‌  4) సిలికాన్‌

సమాధానాలు: 1-3; 2-2; 3-1; 4-2; 5-3; 6-4; 7-2; 8-3; 9-4; 10-2.