அன்றாட வாழ்வில் வேதியியல்: ஒரு மதிப்பெண் வினாக்கள், புத்தக வினா விடைகள் மற்றும் குறிப்புகள்

அன்றாட வாழ்வில் வேதியியல் பற்றி

நடுத்தரம் ~120 நிமிடப் படிப்பு

தலைவலிக்கு நீங்கள் எடுக்கும் மாத்திரை, ஊறுகாய் பாட்டிலில் உள்ள பதப்படுத்தி, குளியலறையில் உள்ள சோப்பு, அதன் அருகில் உள்ள நெகிழி வாளி ஆகிய அனைத்தும் வேதியியலின் விளைபொருள்கள். முந்தைய அலகுகளில் நீங்கள் படித்த கரிம வேதியியலைக் கொண்டு, இந்தப் பொருள்கள் எப்படித் தயாரிக்கப்படுகின்றன, ஏன் செயல்படுகின்றன என்பதை இந்த அலகு பார்க்கிறது.

அலகு மிகச் சிறியதிலிருந்து பெரியதை நோக்கிச் செல்கிறது. ஒரு மருந்து மூலக்கூறு நொதி அல்லது ஏற்பி புரதத்துடன் பிணைவதில் தொடங்கி, ஆயிரக்கணக்கான அலகுகள் நீளமுள்ள பலபடிச் சங்கிலிகளில் முடிகிறது. இவை அனைத்தையும் இணைக்கும் கருத்து: அமைப்பே நடத்தையைத் தீர்மானிக்கிறது. ஒரு மருந்து தான் இலக்கு வைக்கும் செயல்படு மையம் அல்லது ஏற்பியில் அதன் வடிவம் பொருந்தினால் மட்டுமே செயல்படுகிறது. கிளைத்த ஹைட்ரோகார்பன் வால் கொண்ட சலவைத்தூளை, நேரான சங்கிலி கொண்டதை விட பாக்டீரியா மிக மெதுவாகவே சிதைக்கின்றன.

இந்த அலகின் வினாக்கள் பெரும்பாலும் வகைப்பாடு மற்றும் எடுத்துக்காட்டுகள் பற்றியவை. ஒரு அமில நீக்கி அல்லது மன அமைதிப்படுத்தியின் பெயர், கடின நீரில் சோப்பு ஏன் நுரைப்பதில்லை, நைலான்-6,6, டெரிலீன் அல்லது பியூனா-S இன் ஒருபடிகள், உயிரி சிதைவுறும் பலபடிக்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு ஆகியவை கேட்கப்படலாம். ஒவ்வொரு வகைக்கும் இரண்டு பாடநூல் எடுத்துக்காட்டுகளுடன் ஒரு அட்டவணை தயாரியுங்கள்.

நீங்கள் கற்பவை

• சிகிச்சை விளைவைக் கொண்டு மருந்துகளை வகைப்படுத்தி, ஒவ்வொரு வகைக்கும் எடுத்துக்காட்டுகள் தருதல்.
• மருந்துகள் நொதிகளுடனும் ஏற்பிகளுடனும் எப்படி இடைவினை புரிகின்றன என்று விளக்குதல்.
• பொதுவான உணவுச் சேர்க்கைப் பொருள்களைப் பெயரிட்டு, ஒவ்வொன்றும் என்ன செய்கிறது என்று கூறுதல்.
• அமைப்பு மற்றும் கடின நீரில் நடத்தையைக் கொண்டு சோப்புகளையும் செயற்கைச் சலவைத்தூள்களையும் வேறுபடுத்துதல்.
• பொதுவான சேர்க்கை மற்றும் குறுக்க பலபடிகளுக்கு ஒருபடிகளையும் வினைகளையும் எழுதுதல்.
• PHBV போன்ற உயிரி சிதைவுறும் பலபடிகள் சுற்றுச்சூழல் கழிவை ஏன் குறைக்கின்றன என்று விளக்குதல்.

தொடங்குவதற்கு முன்

• கரிம வினைச்செயல் தொகுதிகளும் எளிய மூலக்கூறுகளின் அமைப்புகளும்.
• ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு, வாண்டர் வால்ஸ் விசைகள் போன்ற மூலக்கூறு இடைக்கவர்ச்சி விசைகள்.
• உயிருள்ள செல்களில் உள்ள நொதிகள், ஏற்பிகள் பற்றிய அடிப்படைக் கருத்து.

அன்றாட வாழ்வில் வேதியியல் — விரிவான விளக்கம்

மருந்துகள், உணவுச் சேர்க்கைப் பொருள்கள், தூய்மையாக்கிகள், பலபடிகள்

மருந்துகள் எப்படிச் செயல்படுகின்றன

உடலில் உள்ள பெரு மூலக்கூறுகளுடன் இடைவினை புரிந்து ஒரு உயிரியல் விளைவை உருவாக்கும் வேதிப்பொருள்களே மருந்துகள் (drugs). நோயைக் குணப்படுத்தப் பயன்படுபவை மருந்துப் பொருள்கள் (medicines). பெரும்பாலான மருந்து இலக்குகள் புரதங்கள், முக்கியமாக நொதிகளும் ஏற்பிகளும். நொதித் தடுப்பான் செயல்படு மையத்தை அடைத்து, வினைபடு பொருள் பிணைய முடியாமல் செய்யலாம். இது போட்டித் தடை. அல்லது நொதியின் வேறொரு இடத்தில், அதாவது அலோஸ்டெரிக் தளத்தில், பிணையலாம். அது செயல்படு மையத்தின் வடிவத்தை மாற்றுவதால் வினைபடு பொருள் இனிப் பொருந்துவதில்லை. ஏற்பிகள் (receptors) வேதித் தூதுவர்களைப் பெறும் செல் சவ்வுப் புரதங்கள். ஏற்பியை அடைத்து இயற்கைச் செய்தியைத் தடுக்கும் மருந்து எதிர் இயக்கி (antagonist). இயற்கைத் தூதுவரைப் போலச் செயல்பட்டு ஏற்பியை இயக்கும் மருந்து இயக்கி (agonist). உடலில் அந்தத் தூதுவர் குறைவாக இருக்கும்போது இது பயன்படுகிறது. சரியான இலக்கைத் தேர்ந்தெடுப்பது பக்க விளைவுகளைக் குறைவாக வைக்க உதவுகிறது.

மருந்துகளின் வகைப்பாடு

மருந்துகளை நான்கு வழிகளில் வகைப்படுத்தலாம்: மருந்தியல் விளைவு, ஒரு குறிப்பிட்ட உயிர்வேதிச் செயல்முறையின் மீதான செயல், வேதி அமைப்பு, மூலக்கூறு இலக்கு. விளைவைக் கொண்டு பிரித்தால், வலியைப் போக்கும் எல்லா வலி நிவாரணிகளும் (analgesics), உயிருள்ள திசுக்களில் நுண்ணுயிரிகளைக் கொல்லும் அல்லது வளர்ச்சியைத் தடுக்கும் எல்லா நோய்த்தொற்று நீக்கிகளும் (antiseptics) ஒரே குழுவில் வருகின்றன. ஒத்த அமைப்புகள் பெரும்பாலும் ஒத்த முறையில் செயல்படுவதால் அமைப்பைக் கொண்டு பிரிப்பது பயனுள்ளது. எ.கா. சல்பா மருந்துகள். இந்த அலகு அமில நீக்கிகள் (வயிற்றில் உள்ள மிகுதியான அமிலத்தை நடுநிலையாக்குபவை), ஒவ்வாமை எதிர்ப்பிகள் (ஒவ்வாமை வினைகளில் ஹிஸ்டமினின் செயலைத் தடுப்பவை), மன அமைதிப்படுத்திகள் (பதற்றத்தையும் மன அழுத்தத்தையும் குறைப்பவை) ஆகியவற்றைப் பற்றிப் பேசுகிறது. சில மன அமைதிப்படுத்திகள் அதிக அளவில் தூக்கத்தைத் தூண்டும் மருந்துகளாகச் செயல்படுகின்றன.

உணவுச் சேர்க்கைப் பொருள்கள்

உணவை நீண்ட நாள் கெடாமல் வைக்க, அதன் தோற்றத்தையும் சுவையையும் மேம்படுத்த, அல்லது ஊட்டச்சத்தைச் சேர்க்க உணவில் வேதிப்பொருள்கள் சேர்க்கப்படுகின்றன. பதப்படுத்திகள் நுண்ணுயிரிகளின் வளர்ச்சியைத் தடுக்கின்றன. சமையல் உப்பு, சர்க்கரை, தாவர எண்ணெய், சோடியம் பென்சோயேட் ஆகியவை பொதுவானவை. சாக்கரின், அஸ்பார்டேம், சுக்ரலோஸ் போன்ற செயற்கை இனிப்பூட்டிகள் சுக்ரோஸை விடப் பலமடங்கு இனிப்பானவை. எனவே மிகச் சிறிய அளவே தேவை. அவை ஏறக்குறைய கலோரி எதையும் சேர்ப்பதில்லை. இது நீரிழிவு நோயாளிகளுக்கு ஏற்றது. அஸ்பார்டேம் வெப்பத்தில் சிதைவதால் குளிர்ந்த உணவுகளிலும் பானங்களிலும் மட்டுமே பயன்படுகிறது. BHT, BHA போன்ற ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்ப்பிகள் கொழுப்புகளும் எண்ணெய்களும் ஆக்சிஜனேற்றம் அடைவதை மெதுவாக்குகின்றன. அதனால் உணவு கெட்ட நாற்றம் அடைவதில்லை.

சோப்புகளும் செயற்கைச் சலவைத்தூள்களும்

சோப்புகள் ஸ்டியரிக், பால்மிடிக், ஒலியிக் அமிலம் போன்ற நீண்ட சங்கிலி கொழுப்பு அமிலங்களின் சோடியம் அல்லது பொட்டாசியம் உப்புகள். எண்ணெய் அல்லது கொழுப்பை சோடியம் ஹைட்ராக்சைடுடன் வெப்பப்படுத்தும் சோப்பாக்கல் (saponification) மூலம் அவை தயாரிக்கப்படுகின்றன. கடின நீரில் Ca²⁺, Mg²⁺ அயனிகள் சோப்புடன் கரையாத படலத்தை உருவாக்குகின்றன. எனவே சோப்பு வீணாகிறது, நுரை வருவதில்லை. சோடியம் ஆல்கைல் பென்சீன் சல்போனேட்டுகள், சோடியம் ஆல்கைல் சல்பேட்டுகள் போன்ற செயற்கைச் சலவைத்தூள்கள் இந்த அயனிகளுடன் கரையாத உப்புகளை உருவாக்குவதில்லை. எனவே கடின நீரிலும் செயல்படுகின்றன. சோப்புகள், சலவைத்தூள்கள் இரண்டிலும் நீண்ட நீர் வெறுக்கும் வாலும் நீர் விரும்பும் தலையும் உள்ளன. நீரில் அவை மைசெல்களை உருவாக்குகின்றன. வால்கள் எண்ணெய்த் துளியில் கரைந்திருக்கும், தலைகள் வெளியே நீரை நோக்கி இருக்கும். இதனால் எண்ணெய்ப் பசை பிரிந்து கழுவி நீக்கப்படுகிறது.

பலபடிகள்

ஒருபடிகள் (monomers) எனப்படும் பல சிறிய மீண்டும் வரும் அலகுகளால் ஆன பெரிய மூலக்கூறுகளே பலபடிகள் (polymers). சேர்க்கை பலபடியாக்கலில், ஈத்தீன், ஸ்டைரீன், குளோரோ ஈத்தீன் போன்ற நிறைவுறாத ஒருபடிகள் தொடர் வினையில் இணைகின்றன. இந்த வினை பெரும்பாலும் தனி உறுப்புகளால் தொடங்கப்படுகிறது. எதுவும் இழக்கப்படுவதில்லை. பாலிதீன், PVC, பியூட்டா-1,3-டையீன் மற்றும் ஸ்டைரீனிலிருந்து கிடைக்கும் செயற்கை ரப்பர் பியூனா-S ஆகியவை இவ்வாறு தயாரிக்கப்படுகின்றன. குறுக்க பலபடியாக்கலில், இரண்டு வினைச்செயல் தொகுதிகள் கொண்ட ஒருபடிகள் இணைகின்றன. ஒவ்வொரு முறையும் நீர் அல்லது மெத்தனால் போன்ற ஒரு சிறிய மூலக்கூறு நீக்கப்படுகிறது. டெரிலீன் எத்திலீன் கிளைக்கால் மற்றும் டெரிப்தாலிக் அமிலத்திலிருந்து தயாரிக்கப்படுகிறது. நைலான்-6,6 ஹெக்சா மெத்திலீன் டையமீன் மற்றும் அடிபிக் அமிலத்திலிருந்து தயாரிக்கப்படுகிறது. இவை ஆடைகளுக்கும் கயிறுகளுக்கும் பயன்படும் வலிமையான இழைகள்.

உயிரி சிதைவுறும் பலபடிகள்

பெரும்பாலான செயற்கைப் பலபடிகளை நுண்ணுயிரிகள் சிதைப்பதில்லை. எனவே அவை சுற்றுச்சூழலில் கழிவாகக் குவிகின்றன. உயிரி சிதைவுறும் பலபடிகளில் இயற்கைப் பலபடிகளில் உள்ளது போன்ற எஸ்டர், அமைடு இணைப்புகள் போன்ற வினைச்செயல் தொகுதிகள் உள்ளன. பாக்டீரியாக்கள் அவற்றைச் சிதைக்க முடியும். PHBV என்பது 3-ஹைட்ராக்ஸி பியூட்டனாயிக் அமிலம் மற்றும் 3-ஹைட்ராக்ஸி பென்டனாயிக் அமிலத்தின் இணை பலபடி. இது பொதிப்பொருள்களிலும் எலும்பியல் சாதனங்களிலும் பயன்படுகிறது. நைலான்-2-நைலான்-6 என்பது கிளைசின் மற்றும் அமினோ கேப்ராயிக் அமிலத்திலிருந்து தயாரிக்கப்படும் பாலிஅமைடு. நுண்ணுயிரிகள் இவற்றைச் செரிக்க முடிவதால், பாலிதீன் போல இவை மண்ணில் குவிவதில்லை.

தவிர்க்க வேண்டிய பொதுவான தவறுகள்

• வலி நிவாரணிகளையும் மன அமைதிப்படுத்திகளையும் குழப்புதல். ஆஸ்பிரின் போன்ற வலி நிவாரணிகள் வலியைப் போக்குகின்றன. ஈக்வானில் போன்ற மன அமைதிப்படுத்திகள் பதற்றத்தையும் மன இறுக்கத்தையும் குறைக்கின்றன.
• எல்லா சலவைத்தூள்களும் உயிரி சிதைவுறுபவை என்று நினைத்தல். கிளைத்த ஹைட்ரோகார்பன் சங்கிலிகள் கொண்ட சலவைத்தூள்கள் மெதுவாகச் சிதைந்து நீரை மாசுபடுத்துகின்றன. நேரான சங்கிலி கொண்டவை எளிதில் சிதைகின்றன.
• குறுக்க பலபடிக்குத் தவறான ஒருபடி இணையை எழுதுதல். டெரிலீனுக்கு ஒரு டைஆலும் ஒரு டைகார்பாக்சிலிக் அமிலமும் தேவை. ஆனால் நைலான்-6,6-க்கு ஒரு டையமீனும் (ஹெக்சா மெத்திலீன் டையமீன்) ஒரு டைகார்பாக்சிலிக் அமிலமும் (அடிபிக் அமிலம்) தேவை.
• நோய்த்தொற்று நீக்கிகளையும் கிருமி நாசினிகளையும் ஒன்றாகக் கருதுதல். நோய்த்தொற்று நீக்கிகள் உயிருள்ள திசுக்களில் பாதுகாப்பானவை. கிருமி நாசினிகள் தரைகளிலும் வடிகால்களிலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஒரே சேர்மம் இரண்டாகவும் இருக்கலாம்: 0.2% பீனால் நோய்த்தொற்று நீக்கி, 1% பீனால் கிருமி நாசினி.

இவற்றை பயிற்சித் தேர்வு மூலம் சோதித்துப் பாருங்கள்; பிறகு விடையுடன் கூடிய வினாக்கள் பகுதியில் விரிவான விளக்கத்தைப் படியுங்கள்.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

இயக்கிக்கும் எதிர் இயக்கிக்கும் என்ன வேறுபாடு?

இரண்டும் ஏற்பியுடன் பிணைகின்றன. எதிர் இயக்கி ஏற்பியை அடைப்பதால் இயற்கை வேதித் தூதுவர் செயல்பட முடியாது. அந்தச் செய்தியே தீங்கு விளைவிக்கும்போது இது உதவுகிறது. இயக்கி இயற்கைத் தூதுவரைப் போலச் செயல்பட்டு ஏற்பியை இயக்குகிறது. உடல் அந்தத் தூதுவரைப் போதுமான அளவு உற்பத்தி செய்யாதபோது இது உதவுகிறது.

அமில நீக்கிகள் அமிலத்தன்மையை எப்படிப் போக்குகின்றன?

மெக்னீசியம் ஹைட்ராக்சைடு, அலுமினியம் ஹைட்ராக்சைடு போன்ற அமில நீக்கிகள் வலிமை குறைந்த காரங்கள். அவை வயிற்றில் உள்ள மிகுதியான ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலத்தை நடுநிலையாக்குகின்றன. அவை அறிகுறியைக் குணப்படுத்துகின்றன, காரணத்தை அல்ல. சிமெட்டிடின், ரானிட்டிடின் போன்ற மருந்துகள் வேறு விதமாகச் செயல்படுகின்றன: வயிற்றுச் சுவரில் உள்ள ஏற்பிகளுடன் ஹிஸ்டமின் பிணைவதை அவை தடுக்கின்றன. எனவே தொடக்கத்திலேயே குறைவான அமிலம் உற்பத்தியாகிறது.

சில உணவு முறைகளில் சர்க்கரைக்குப் பதிலாகச் செயற்கை இனிப்பூட்டிகள் ஏன் பயன்படுகின்றன?

சாக்கரின், சுக்ரலோஸ் போன்ற இனிப்பூட்டிகள் சுக்ரோஸை விட நூற்றுக்கணக்கான மடங்கு இனிப்பானவை. எனவே மிகச் சிறிதளவே தேவை; நடைமுறையில் அவை கலோரி எதையும் சேர்ப்பதில்லை. சாக்கரின் மாற்றமின்றி சிறுநீரில் உடலை விட்டு வெளியேறுகிறது. இதனால் நீரிழிவு நோயாளிகளுக்கும் உடல் எடையைக் கட்டுப்படுத்துபவர்களுக்கும் இவை ஏற்றவை.

ஒரு பலபடியை உயிரி சிதைவுறும் தன்மை கொண்டதாக்குவது எது?

உயிரி சிதைவுறும் பலபடியில் எஸ்டர் அல்லது அமைடு இணைப்புகள் போன்ற தொகுதிகள் உள்ளன. இயற்கைப் பலபடிகளை உடைப்பது போலவே, நுண்ணுயிரிகளின் நொதிகள் இவற்றையும் உடைக்க முடியும். PHBV, நைலான்-2-நைலான்-6 ஆகியவை பாடநூல் எடுத்துக்காட்டுகள். இவை கழிவாகக் குவியாமல் மண்ணிலும் நீரிலும் சிதைக்கப்படுகின்றன.

சேர்க்கை பலபடியாக்கலுக்கும் குறுக்க பலபடியாக்கலுக்கும் என்ன வேறுபாடு?

சேர்க்கை பலபடியாக்கலில் நிறைவுறாத ஒருபடிகள் ஒன்றன்பின் ஒன்றாக இணைகின்றன. எந்த அணுவும் இழக்கப்படுவதில்லை. எனவே பலபடிக்கும் ஒருபடிக்கும் ஒரே எளிய வாய்ப்பாடு. ஈத்தீனிலிருந்து பாலிதீன் ஒரு எடுத்துக்காட்டு. குறுக்க பலபடியாக்கலில் இரண்டு வினைச்செயல் தொகுதிகள் கொண்ட ஒருபடிகள் வினைபுரிகின்றன. ஒவ்வொரு படியிலும் நீர், மெத்தனால் அல்லது HCl போன்ற ஒரு சிறிய மூலக்கூறு நீக்கப்படுகிறது. நைலான்-6,6, டெரிலீன் இதற்கு எடுத்துக்காட்டுகள்.

சலவைத்தூள் சோப்பிலிருந்து எப்படி வேறுபடுகிறது?

சோப்புகள் நீண்ட சங்கிலி கொழுப்பு அமிலங்களின் சோடியம் அல்லது பொட்டாசியம் உப்புகள். அவற்றின் தலை –COO– தொகுதி. அவை கால்சியம், மெக்னீசியம் அயனிகளுடன் கரையாத படலத்தை உருவாக்குவதால் கடின நீரில் நன்றாகச் செயல்படுவதில்லை. எதிர் அயனிச் சலவைத்தூள்கள் நீண்ட சங்கிலி ஆல்கைல் ஹைட்ரஜன் சல்பேட்டுகள் அல்லது ஆல்கைல் பென்சீன் சல்போனேட்டுகளின் சோடியம் உப்புகள். அவற்றின் கால்சியம், மெக்னீசியம் உப்புகள் கரையக்கூடியவை. எனவே கடின நீரிலும் அவை செயல்படுகின்றன.