ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿನ ಹೋಲಿ ಗ್ರೇಲ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಬಗ್ಗೆ ನಿಮಗೆ ತಿಳಿದಿದೆಯೇ?
April 22, 2024
ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅನಿಲದ ವಿಷಯಕ್ಕೆ ಬಂದರೆ, ನಿಮಗೆ ಅದರ ಬಗ್ಗೆ ಪರಿಚಯವಿರಬಾರದು, ಮತ್ತು ಇತ್ತೀಚಿನ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಮನೆಯವರು ಅದು ಇಲ್ಲದೆ ಬೇಯಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅನಿಲದ ಮುಖ್ಯ ಅಂಶವೆಂದರೆ ಮೀಥೇನ್, ಇದು ಸರಳವಾದ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ ಸಂಯುಕ್ತಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಉದ್ಯಮದ ಹಸಿರು ಮತ್ತು ಸುಸ್ಥಿರ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಲು ಮೀಥೇನ್ನ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಮತ್ತು ಬಳಕೆಯನ್ನು ವೇಗಗೊಳಿಸುವುದು ಪ್ರಮುಖವಾಗಿದೆ. ಇಂಧನವಾಗಿ ಅದರ ನೇರ ಬಳಕೆಯ ಜೊತೆಗೆ, ಮೀಥೇನ್ ಅನ್ನು ಸಿ 1 ಸಂಪನ್ಮೂಲವಾಗಿಯೂ ಬಳಸಬಹುದು, ಅಂದರೆ, ಇಂಗಾಲದ ಪರಮಾಣುವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಅಣು ಮತ್ತು ಮೆಥನಾಲ್, ಫಾರ್ಮಿಕ್ ನಂತಹ ಹೆಚ್ಚಿನ-ಮೌಲ್ಯವರ್ಧಿತ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಪರಿವರ್ತನೆಗೊಳ್ಳಬಹುದು ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಹೀಗೆ. ನೀರು ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಮೀಥೇನ್ ಅನ್ನು ಆಮ್ಲಜನಕದಲ್ಲಿ ಸುಡಬಹುದು. ದಹನವಿಲ್ಲದೆ, ಸೌಮ್ಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಮೀಥೇನ್ ಅಣುಗಳ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ ಬಂಧಗಳನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲು ಮತ್ತು ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವೇ? ಉತ್ತರ ಹೌದು! ಇದು ವೇಗವರ್ಧನೆ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ "ಹೋಲಿ ಗ್ರೇಲ್" ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ. "ಹೋಲಿ ಗ್ರೇಲ್" ಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಆಗಾಗ್ಗೆ ಅತ್ಯಂತ ಸವಾಲಿನವು, ಏಕೆಂದರೆ ಅವುಗಳನ್ನು ಅತ್ಯಂತ ಕಠಿಣ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಕೈಗೊಳ್ಳಬೇಕಾಗಬಹುದು, ಅಥವಾ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯ ಅಂತರ್ಗತ ತೊಂದರೆಗಳನ್ನು ಅವರು ಜಯಿಸಬೇಕಾಗಬಹುದು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿರವಾದ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವಿಕೆ, ಕಡಿಮೆ ಇಳುವರಿ, ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಆಯ್ಕೆ. ಈ ಸವಾಲುಗಳು ಈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳುವುದು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಅವುಗಳನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಸಾಧಿಸಬಹುದಾದರೆ, ಅವು ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ಪ್ರಗತಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತವೆ.
1. ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಮೀಥೇನ್ ಅನ್ನು ಪರಿವರ್ತಿಸುವಲ್ಲಿ ಚೇಲೆಂಜ್ಗಳು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಅಥವಾ ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ಅಗ್ಗದ ಆಮ್ಲಜನಕದೊಂದಿಗೆ ಮೀಥೇನ್ ಅನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಇತರ ಉಪಯುಕ್ತ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದು ತುಂಬಾ ಕಷ್ಟ, ಅದು ಏಕೆ? ಮೀಥೇನ್ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಸ್ವರೂಪವನ್ನು ನೋಡೋಣ. ಮೀಥೇನ್ನ ರಾಸಾಯನಿಕ ರಚನೆಯು ನಾಲ್ಕು ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ಕಾರ್ಬನ್-ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧಗಳನ್ನು (ಸಿಎಚ್) ಹೊಂದಿದೆ, ಅದು ಹೆಚ್ಚು ಸಮ್ಮಿತೀಯ ಆರ್ಥೊಟೆಟ್ರಾಹೆಡ್ರಲ್ ಕಾನ್ಫಿಗರೇಶನ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಮೀಥೇನ್ನ ಪ್ರತಿ ಸಿಎಚ್ 3-ಬಾಂಡ್ 435 ಕಿ.ಜೆ./ಮೋಲ್ ವರೆಗೆ ಬಾಂಡ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಮೀಥೇನ್ನ ಚ ಬಂಧವನ್ನು ನಾವು ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಬಲವಾದ ವಸಂತವೆಂದು ಯೋಚಿಸಬಹುದು. ಈ ವಸಂತವು ತುಂಬಾ ಬಿಗಿಯಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹಿಗ್ಗಿಸಲು ಸಾಕಷ್ಟು ಬಲದ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ, ಈ "ಫೋರ್ಸ್" ಎಂಬುದು ಚ ಬಂಧವನ್ನು ಮುರಿಯಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿದೆ. ಈ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಂಧದ ಶಕ್ತಿಯು ಮೀಥೇನ್ನ ಚ ಬಂಧಗಳನ್ನು ಥರ್ಮೋಡೈನಮಿಕ್ ಸ್ಥಿರವಾಗಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಾಮಾನ್ಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಒಡೆಯಲು ಅಥವಾ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಲು ತುಂಬಾ ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ, ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಗುಂಪುಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಧ್ರುವೀಯ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ (ಧ್ರುವೀಯ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯು ಒಂದು ತುದಿಯನ್ನು ಸಕಾರಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದು negative ಣಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಚಾರ್ಜ್ ಆಗುವ ವಿದ್ಯಮಾನವಾಗಿದೆ), ಆದರೆ ಮೀಥೇನ್ ಅಣುವಿನ ಸಮ್ಮಿತೀಯ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಮೀಥೇನ್ ಅಣುವಿನ ಸ್ವರೂಪವನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ ಅಂತಹ ಧ್ರುವೀಯತೆಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದರಿಂದ (ಆಣ್ವಿಕ ಸಂರಚನೆಯ ಪ್ರಕಾರ, ಸಮ್ಮಿತಿ ಸಮತಲ ಹೊಂದಿರುವ ಅಣುವಿಗೆ ಧ್ರುವೀಯತೆಯಿಲ್ಲ) ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಗುಂಪುಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಮೀಥೇನ್ನ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಪರಿವರ್ತನೆ ತುಂಬಾ ಸವಾಲಿನದು ಮತ್ತು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನ (600-1100 ° C) ಅಥವಾ ಮೀಥೇನ್ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವಿಕೆಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡಲು ಸೂಪರ್-ಸ್ಟ್ರಾಂಗ್ ಆಮ್ಲಗಳು ಮತ್ತು ಸ್ವತಂತ್ರ ರಾಡಿಕಲ್ಗಳಂತಹ ಕೆಲವು "ಎಕ್ಸ್ಟ್ರಾಫೈಲ್ಗಳು" ನಂತಹ ಕಠಿಣ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಮೀಥೇನ್ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳುವಲ್ಲಿನ ಮುಖ್ಯ ತೊಂದರೆ ಎಂದರೆ ಮೀಥೇನ್ನ ಚ ಬಂಧವನ್ನು ಹೇಗೆ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವುದು, ಅಂದರೆ, ಚ ಬಂಧದಲ್ಲಿ "ಸ್ಪ್ರಿಂಗ್" ಅನ್ನು ಹೇಗೆ ವಿಸ್ತರಿಸುವುದು. 2. ವೇಗವರ್ಧಕದ ಪವಾಡ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಈ ಸಮಸ್ಯೆಗೆ ಉತ್ತಮ ಪರಿಹಾರವನ್ನು ನೀಡಿದರು, ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಮೀಥೇನ್ ಅನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡಲು ವೇಗವರ್ಧಕವನ್ನು ಬಳಸಲು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಿಕೊಂಡರು (ವೇಗವರ್ಧಕವು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಮೊದಲು ಅಥವಾ ನಂತರ ಬದಲಾಗದ ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ಕನಿಷ್ಠ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ವೇಗಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ನಡೆಯಲು ಚುಚ್ಚಬೇಕಾದ ಶಕ್ತಿಯ). 2023 ರಲ್ಲಿ, ನೇಚರ್ ಕ್ಯಾಟಲಿಸಿಸ್ ಜರ್ನಲ್, ಮೀಥೇನ್ ಅನ್ನು ಆಮ್ಲಜನಕದೊಂದಿಗೆ ಸಿ 1 ಆಕ್ಸೈಡ್ಗಳಿಗೆ (ಮೆಥನಾಲ್ (ಸಿಎಚ್ 3 ಒಹೆಚ್), ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಸಿಡ್ (ಎಚ್ಸಿಒಒಹೆಚ್), ಮತ್ತು ಮೀಥಿಲೀನ್ ಗ್ಲೈಕೋಲ್ (ಹೊಚ್ 2 ಒ)) ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮಾಲಿಬ್ಡಿನಮ್ ಡೈಸಲ್ಫೈಡ್ (ಎಂಒಎಸ್ 2) ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಬಳಸಿದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಬಗ್ಗೆ ವರದಿ ಮಾಡಿದೆ 25 ° C ನಲ್ಲಿ ವೇಗವರ್ಧಕ. ಮೀಥೇನ್ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಸುತ್ತುವರಿದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಅಮೂಲ್ಯವಾದ ಸಿ 1 ಆಮ್ಲಜನಕಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಮೂಲಕ 4.2% ಮತ್ತು ಸುಮಾರು 100% ಸಿ 1 ಆಮ್ಲಜನಕಗಳ ಮೀಥೇನ್ ಪರಿವರ್ತನೆ ಸಾಧಿಸಲಾಗಿದೆ. ಈ MOS2 ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ ವರದಿಯಾದ ಏಕೈಕ ವೇಗವರ್ಧಕವಾಗಿದ್ದು, ಮೀಥೇನ್ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಬಹುದು. MOS2 ನ ಅಂಚಿನಲ್ಲಿರುವ MO ಸೈಟ್ನ ವಿಶಿಷ್ಟ ಜ್ಯಾಮಿತಿ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ರಚನೆಯಿಂದಾಗಿ ಇದು ಸಂಭವಿಸಿದೆ. ಈ MO ಸೈಟ್ ಜಲೀಯ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಕಡೆಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದು ಮಾಂತ್ರಿಕ o = mo = o* ಪ್ರಭೇದಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. . ಈ ಆವಿಷ್ಕಾರವು ಭವಿಷ್ಯದ ಇಂಧನ ಬಳಕೆ ಮತ್ತು ಪರಿಸರ ಸಂರಕ್ಷಣೆಗಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳನ್ನು ತರುತ್ತದೆ, ಜೊತೆಗೆ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು ಮತ್ತು ಸಹಾಯಕಗಳ ಅದ್ಭುತ ಪಾತ್ರದ ಬಗ್ಗೆ ನಮಗೆ ಆಳವಾದ ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.
3. ಮೀಥೇನ್ನ ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವಿಕೆಯ ಗಮನಾರ್ಹ ಕಾರ್ಯತಂತ್ರದ ಮಹತ್ವ ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ಮೀಥೇನ್ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕದ ನೇರ ವೇಗವರ್ಧಕ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳುವುದು ಮತ್ತು ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅನಿಲದಲ್ಲಿ ಮೀಥೇನ್ ಅನ್ನು ಇತರ ಉಪಯುಕ್ತ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದು, ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅನಿಲದ ಬಳಕೆಯ ದರವನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು, ತ್ಯಾಜ್ಯವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು ಮತ್ತು ಪರಿಸರವನ್ನು ಉತ್ತಮವಾಗಿ ರಕ್ಷಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯ ಸುಸ್ಥಿರ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಬಹುದು . ಎರಡನೆಯದಾಗಿ, ಹಸಿರುಮನೆ ಅನಿಲವಾಗಿ, ಜಾಗತಿಕ ತಾಪಮಾನ ಏರಿಕೆಯ ಕೊಡುಗೆಯಲ್ಲಿ ಮೀಥೇನ್ ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ಗೆ ಎರಡನೆಯದು. ಮೀಥೇನ್ ಅನ್ನು ಇತರ ಪದಾರ್ಥಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಬಹುದಾದರೆ, ವಾಯು ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಇದು ನಮಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ (ಉದಾ.