அடடே அறிவியல்: யானையின் பற்பசை!

குழந்தைகளே, நீங்கள் பற்பசையைக் கொண்டு பல் துலக்கும்போது வாயிலிருந்து கொஞ்சம் நுரை வரும் அல்லவா? யானை பல் தேய்த்தால் எவ்வளவு நுரை வரும்? பற்பசையைக் கொண்டு பல் துலக்குவதில் உள்ள அறிவியல் என்ன? இந்தக் கேள்விகளுக்கு விடை தெரிய வேண்டுமா? ஒரு சோதனை செய்து பார்ப்போமா?

தேவையான பொருட்கள்

உலர் பனிக்கட்டி, உயரமான ஜாடிகள் அல்லது பாட்டில்கள், பாத்திரம் கழுவப் பயன்படும் திரவச் சோப்பு, தண்ணீர், இடுக்கி.

எச்சரிக்கை

திட நிலையில் உள்ள உறைய வைக்கப்பட்ட கார்பன் டை ஆக்ஸைடுதான் உலர் பனிக்கட்டி. நீரைக் குளிர்வித்தால் பனிக்கட்டியாகவும் கொதிக்க வைத்தால் நீராவியாகவும் மாறும். நீர் திட நிலையில் பனிக்கட்டியாகவும், திரவ நிலையில் நீராகவும், வாயு நிலையில் நீராவியாகவும் இருக்கும்.

கார்பன் டை ஆக்ஸைட் வாயுவைக் குளிர வைத்தால் திட நிலை கார்பன் டை ஆக்ஸைடாக மாறும். திட நிலையில் உள்ள உலர் பனிக்கட்டி திரவ நிலைக்கு வராமலேயே நேரடியாக வாயுவாக மாறுகிறது. இதுவே பதங்கமாதல் (Sublimation).

சாதாரண நீர் பனிக்கட்டியைப்போல் இது உருகாது. எனவேதான் இது உலர் பனிக்கட்டி என அழைக்கப்படுகிறது.

இதன் வெப்ப நிலை -78.5 டிகிரி செல்சியஸ். இதன் குளிரவைக்கும் திறன் சாதாரணப் பனிக்கட்டியைப் போல மூன்று மடங்கு அதிகம். சோதனை செய்யும்போது கைகளால் தொடாமலும் உடம்பில் பட்டுவிடாமலும் பார்த்துக்கொள்ள வேண்டும்.

இதைக் கையாளும்போது கண்டிப்பாகத் தோல் கையுறைகளை அணிந்துகொள்ள வேண்டும்.

சோதனை

1. உயரமான கண்ணாடி அல்லது பிளாஸ்டிக் பாட்டிலை எடுத்துக்கொள்ளுங்கள்.

2. பாட்டிலில் பாதியளவு தண்ணீர் ஊற்றுங்கள். இடுக்கியைக் கொண்டு உலர் பனிக்கட்டித் துண்டுகளை அதில் போடுங்கள். நீருக்குள்ளே குமிழ்கள் வருவதையும், மேகக்கூட்டம் போல ஆவதையும் காணலாம்.

3. நீருள்ள பாட்டிலில் கார்பன் டை ஆக்ஸைடு வெளிவரும்போது திரவ சோப்பைச் சிறிதளவு ஊற்றுங்கள். இப்போது என்ன நடக்கிறது எனப் பாருங்கள். நுரைநுரையாக சோப்புக் குமிழ்கள் ஒன்றோடொன்று ஒட்டிக்கொண்டு வெளியே வருவதைப் பார்க்கலாம்.

இந்தச் சோதனையை யானையின் பற்பசை என்று வேடிக்கையாகக் கூறுவார்கள். ஏன் தெரியுமா? நீங்கள் பற்பசை கொண்டு பல் துலக்கினால் கொஞ்சமாக நுரை வரும்.

ஒருவேளை யானை பல் துலக்கினால்? பாட்டிலிலிருந்து சோப்பு நுரை அதிகமாக வந்ததுபோல மிக அதிகமாக வரும். அது சரி, மிக அதிக அளவில் சோப்பு நுரை வர என்ன காரணம்?

நடப்பது என்ன?

கண்ணாடி பாட்டிலில் உள்ள நீரில் உலர் பனிக்கட்டிகளைப் போடும்போது கார்பன் டை ஆக்ஸைடு வாயுவாக மாறிக் குமிழ்களாக வெளி வருகின்றன.

கார்பன் டை ஆக்ஸைடு குமிழ்கள் சோப்பு கரைசலோடு சேரும்போது அவை சோப்புக் குமிழ்களாக மாறுகின்றன. நீரின் பரப்பு இழுவிசையின் காரணமாகக் குமிழ்கள் உருவாகி, அவை ஒன்றாகச் சேர்ந்து வெளிவருகின்றன.

ஒரு நீர் மூலக்கூறில் உள்ள ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் மற்ற நீர் மூலக்கூறுகளில் உள்ள ஆக்ஸிஜன் அணுக்களை நோக்கி ஈர்க்கப்படுகின்றன. இதனால் அவை ஒன்றாக ஒட்டிக்கொள்வதில்லை.

நீரில் சோப்பு கரையும்போது நீரின் பரப்பு இழுவிசை குறையும். சோப்புக் கரைசலில் பரப்பு இழுவிசை குறைவதால் சோப்புப் படலம் அதிகப் பரப்பளவில் பரவுகிறது.

அதேசமயத்தில் கார்பன் டை ஆக்ஸைடு வாயுவும் வெளிவருவதால் சின்ன சின்ன சோப்புக் குமிழ்கள் ஒன்றாக ஒட்டிக்கொண்டு நுரைநுரையாக வெளிவருகின்றன.

சோப்புக் குமிழ்களைக் கைகளில் அள்ளிக்கொண்டு அவற்றை அழுத்திப் பாருங்களேன். அவற்றில் அடைபட்டிருக்கும் கார்பன் டை ஆக்ஸைடு வாயு வெளிவரும்.

பயன்பாடு

தினமும் காலையில் பல் துலக்குவோம். பொதுவாகப் பற்பசையில் சார்பிடால், சிலிகா, சோடியம் லாரில் சல்பேட், டைட்டானியம் டை ஆக்ஸைடு, சாக்கரின் போன்ற வேதி பொருள்கள் கலந்திருக்கும். பற்பசையில் நறுமணத்துக்காகவும் சுவைக்காகவும் ஈறுகளைச் சுத்தம் செய்யவும் வெவ்வேறு வேதிப்பொருட்கள் சேர்க்கப்படுகின்றன.

பற்பசையில் உள்ள சோடியம் லாரில் சல்பேட் (lauryl sulphate) பற்களைச் சுத்தம் செய்வதற்கும் நுரையை உருவாக்கவும் பயன்படுகிறது.

சோதனையில் பயன்படுத்திய சோப்புக் கரைசலைப் பற்பசையாகவும், கார்பன் டை ஆக்ஸைடு வாயுவைக் கொண்ட சோப்புக் குமிழ்களைப் பற்பசை நுரையாகவும் கற்பனை செய்துகொள்கிறீர்களா? நீரில் சோப்பு கரையும்போது பரப்பு இழுவிசை குறைவதால் அதிகப் பரப்பளவில் சோப்புக் குமிழ்கள் உருவாகி நுரைநுரையாக வெளி வந்தன அல்லவா? அதைப் போலவே பரப்பு இழுவிசை குறைவதால் பற்பசையில் உள்ள தூய்மையாக்கும் வேதிப்பொருள் மிக எளிதாக அதிகப் பரப்பளவில் பரவிப் பற்களையும் வாயையும் சுத்தம் செய்கிறது.

இனி, பற்பசையைக்கொண்டு பல் துலக்கும்போது அதிலுள்ள அறிவியலையும் புரிந்துகொள்ள முயற்சியுங்களேன்.

கட்டுரையாளர் - இயற்பியல் பேராசிரியர், அறிவியல் எழுத்தாளர்
தொடர்புக்கு: aspandian59@gmail.com