ഗന്ധകം

പ്രകൃതിയിൽ സുലഭമായി ലഭിക്കുന്നതും മണമോ രുചിയോ ഇല്ലാത്ത വിവിധ സംയോജകതകൾ പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന ഒരു അലോഹ പദാർത്ഥമാണ് ഗന്ധകം അഥവാ സൾഫർ. സ്വതന്ത്രരൂപത്തിൽ മഞ്ഞ നിറത്തിലുള്ള പരൽ‌രൂപമാണ് ഗന്ധകത്തിനുള്ളത്. ശുദ്ധരൂപത്തിലും, സൾഫൈഡ്, സൾഫേറ്റ് എന്നീ ധാതുരൂപങ്ങളിലും ഗന്ധകം പ്രകൃതിയിൽ കണ്ടുവരുന്നു. ജൈവശരീരത്തിലെ സിസ്റ്റീൻ, മെത്തിയോണിൻ എന്നീ സുപ്രധാന അമിനോ അമ്ലങ്ങളിലെ ഘടകമാണ് സൾഫർ. വളം നിർമ്മാണമാണ് ഗന്ധകത്തിന്റെ പ്രധാന വ്യാവസായിക ഉപയോഗം. ഇതിനു പുറമേ വെടിമരുന്ന്, തീപ്പെട്ടി, കീടനാശിനി‍, കുമിൾനാശിനി എന്നിവയുടെ നിർമ്മാണത്തിനും ഗന്ധകം ഉപയോഗിക്കുന്നു. ആശുപത്രികളും മറ്റും രോഗാണുവിമുക്തമാക്കാൻ ഗന്ധകം പുകക്കുന്നത് പണ്ടു മുതലേ ചെയ്തു വരുന്ന രീതിയാണ്.
ചരിത്രം

ഗന്ധകം പുരാതനകാലം മുതൽക്കേ മനുഷ്യനു പരിചിതമായ മൂലകമാണ്. ഗന്ധകത്തെക്കുറിച്ച് ബൈബിളിൽ വരെ പരാമർശമുണ്ട്. സൾഫർ എന്ന നാമം അറബി ഭാഷയിലെ സമാനരൂപമായ സഫ്ര (മഞ്ഞ നിറം എന്നാണിതിനർത്ഥം) എന്നതിൽ നിന്നോ സംസ്കൃതത്തിലെ പേരായ സൾവരി (ചെമ്പിന്റെ ശത്രു എന്നർത്ഥം) എന്ന പദത്തിൽ നിന്നോ ആണ് ഉടലെടുത്തതെന്നു കരുതുന്നു.

നരകത്തിന് സൾഫറിന്റെ ദുർഗന്ധമാണുള്ളതെന്നാണ് ബൈബിളിൽ പരാമർശിക്കുന്നത്. സൾഫറിന്റെ ഗന്ധം എന്നുദ്ദേശിക്കുന്നത് ഹൈഡ്രജൻ സൾഫൈഡിനുള്ള ചീഞ്ഞ മുട്ടയുടെ ദുർഗന്ധമായിരിക്കണം, സൾഫർ ഒരു മണമില്ലാത്ത പദാർത്ഥമാണ്. സൾഫർ കത്തുമ്പോൾ ഉണ്ടാകുന്ന സൾഫർ ഡയോക്സൈഡ് ഗന്ധമുള്ളതാണ്. തീപ്പെട്ടിക്കൊള്ളി കത്തുമ്പോൾ ഉണ്ടാകുന്ന ഗന്ധമിതിന്റെയാണ്.

ഗന്ധകത്തിന്റേയും കരിയുടേയും പൊട്ടാസ്യം നൈട്രേറ്റിന്റേയും (KNO3)മിശ്രിതമായ വെടിമരുന്ന് പന്ത്രണ്ടാം നൂറ്റാണ്ടിൽത്തന്നെ ചൈനക്കാർ കണ്ടെത്തിയിരുന്നു. കുരിശിനു മുകളിൽ ഒരു ത്രികോണം എന്നതാണ് സൾഫറിന് ആൽകെമിസ്റ്റുകൾ നൽകിയിരുന്ന ചിഹ്നം. സൾഫർ ഒരു സംയുക്തമല്ലെന്നും മറിച്ച് ഒരു മൂലകമാണെന്നും ആന്റൺ ലാവോസിയർ 1770 കളിൽ പ്രസ്താവിച്ചു.
ഗുണങ്ങൾ

thumb|left|ഉരുകിയ സൾഫറിന് ചുവന്ന നിറമാണുള്ളത്. സൾഫർ കത്തുന്നത് നീല ജ്വാലയോടു കൂടിയാണ്.

സൾഫറിന്റെ അണുസംഖ്യ 16-ഉം പ്രതീകം S എന്നുമാണ്. സാധാരണ അന്തരീക്ഷതാപനിലയിൽ തെളിഞ്ഞ മഞ്ഞ നിറത്തിലുള്ള ഖരപദാർത്ഥമാണ്. തീപ്പെട്ടിക്കൊള്ളിയുടെ നേരിയ ഗന്ധമാണ് മൂലകരൂപത്തിൽ ഇതിനുള്ളത്. ഇതിന്റെ സംയുക്തമായ ഹൈഡ്രജൻ സൾഫൈഡിനും (H2S) സൾഫറിന്റെ ജൈവ സംയുക്തങ്ങൾക്കും ചീഞ്ഞ മുട്ടയുടെ ദുർഗന്ധമാണുള്ളത്.

നീല ജ്വാലയോടു കൂടിയാണ് ഗന്ധകം കത്തുന്നത്. സൾഫർ കത്തുമ്പോൾ ശ്വാസം മുട്ടിക്കുന്ന സർഫർ ഡൈ ഓക്സൈഡ് (SO2) എന്ന വാതകം ഉണ്ടാകുന്നു. ഗന്ധകം ജലത്തിൽ ലയിക്കുന്നിലെങ്കിലും ഇത് കാർബൺ ഡൈസൾഫൈഡിൽ ലയിക്കുന്നു. ബെൻസീൻ പോലുള്ള ഓർഗാനിക് ലായനികളിൽ നേരിയ അളവിലും ലയിക്കുന്നു. സൾഫറിന്റെ ഓക്സീകരണ നിലകൾ -2, +2, +4, +6 എന്നിവയാണ്. ഉൽകൃഷ്ടവാതകങ്ങളൊഴികെ മറ്റെല്ലാ മൂലകങ്ങളുമായും സൾഫർ പ്രവർത്തിച്ച് സ്ഥിരതയുള്ള സംയുക്തങ്ങളായി മാറുന്നു.
200px|thumb|S8 തന്മാത്രയിലെ കിരീടരൂപത്തിലുള്ള വിന്യാസം
ഖരരൂപത്തിലുള്ള സൾഫർ പരലിൽ കിരീടരൂപത്തിൽ എട്ടു സൾഫർ അണുക്കളെ ക്രമീകരിച്ചിട്ടുള്ള S8 എന്ന തന്മാത്രാരൂപമാണ് ഉള്ളത്. ഇതു കൂടാതെ മറ്റനേകം തന്മാത്രാരൂപങ്ങളും ഗന്ധകത്തിനുണ്ട്. S8 -ൽ നിന്നും ഒരു അണുവിനെ നീക്കം ചെയ്താൽ S7 എന്ന തന്മാത്രയുണ്ടാകുന്നു. S12, S18 എന്നീ വലയതന്മാത്രാരൂപങ്ങളും സൾഫറിനുണ്ട്. ആവർത്തനപ്പട്ടികയിൽ സൾഫറിന്റെ ഗ്രൂപ്പിൽ മുകളിലുള്ള ഓക്സിജന് O2, O3 എന്നീ രണ്ടു തന്മാത്രാരൂപങ്ങൾ മാത്രമേയുള്ളൂ. താഴെയുള്ള സെലീനിയത്തിന് വലയരൂപത്തിലുള്ള തന്മാത്രകളായി രൂപം പ്രാപിക്കാൻ കഴിയുമെങ്കിലും പോളിമർ രൂപത്തിലാണ് അവ കാണപ്പെടുന്നത്. ഇവയിൽ നിന്നു വ്യത്യസ്തമായി സാഹചര്യങ്ങൾക്കനുസരിച്ച് വ്യത്യസ്തങ്ങളായ പരൽ‌രൂപങ്ങളിലുള്ള തന്മാത്രാരൂപങ്ങൾ സൾഫർ കൈക്കൊള്ളുന്നു. S8 തന്നെയാണ് ഇതിൽ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ടത്.

ഉരുകിയ നിലയിൽ സൾഫറിന്റെ പ്രധാനപ്പെട്ട ഒരു പ്രത്യേകത അതിന്റെ ശ്യാനതയാണ് (viscosity). മറ്റു ദ്രാവകങ്ങളിൽ നിന്നും വ്യത്യസ്തമായി താപനില 200 °C മുകളിലാകുമ്പോൾ‍ സൾഫറിന്റെ ശ്യാനത വർദ്ധിക്കുന്നു. പോളിമർ ചങ്ങലകളുടെ രൂപവത്കരണം മൂലമാണ് ഇത് സംഭവിക്കുന്നത്. ഈ താപനിലയിൽ ഉരുകിയ സൾഫറിന് കടും ചുവപ്പുനിറമായിരിക്കും. പോളിമർ ചങ്ങലകളിലെ അഗ്രഭാഗത്തുള്ള സ്വതന്ത്ര സംയോജകതയാണ് ഈ നിറത്തിന് നിദാനം. താപനില വീണ്ടും വർദ്ധിക്കുമ്പോൾ പോളിമർ ചങ്ങലകൾ വിഘടിക്കാനാവശ്യമായ ഊർജ്ജം ലഭിക്കുകയും ശ്യാനത കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഉരുകിയ സൾഫറിനെ പെട്ടെന്ന് തണുപ്പിച്ച് പരൽ‌രൂപമില്ലാത്ത (Amorphous or "plastic" sulfur) സൾഫർ നിർമ്മിക്കാം. ഇതിന് ഹെലിക്കൽ ഘടനയാണ് (അഥവാ സർപ്പിള ഘടന) ഉള്ളതെന്ന് എക്സ്-റേ ക്രിസ്റ്റലോഗ്രഫി വഴി മനസ്സിലാക്കിയിട്ടുണ്ട്. സാധാരണ അന്തരീക്ഷതാപനിലയിൽ ഇത് താരതമ്യേന സ്ഥിരതയുള്ള രൂപമാണെങ്കിലും (metastable) ക്രമേണ പരൽ‌രൂപമായി മാറുന്നു. ഈ പ്രക്രിയ ദിവസങ്ങളോളം നീളുന്നതാണെങ്കിലും ഉല്പ്രേരകങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് വേഗത്തിലാ‍ക്കാൻ സാധിക്കും.
ഉപയോഗങ്ങൾ

thumb|right|200px|ഗന്ധകം
* വ്യാവസായികമായി വളരെയധികം ഉപയോഗങ്ങളുള്ള ഒന്നാണ് സൾഫർ. വ്യാവസായിക രംഗത്ത് വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ട സൾഫ്യൂറിക് അമ്ലം നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള അസംസ്കൃതവസ്തുവായാണ് സൾഫർ ഏറ്റവുമധികം ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നത്. സൾഫ്യൂറിക് അമ്ലത്തിന്റെ ഉപയോഗത്തെ ഒരു രാജ്യത്തിന്റെ വ്യാവസായിക പുരോഗതി കണക്കാക്കുന്നതിനായുള്ള ഒരു മാനദണ്ഡമായി എടുക്കാവുന്നതാണ്. അമേരിക്കയിൽ ഏറ്റവുമധികം ഉല്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന രാസവസ്തുവും സൾഫ്യൂറിക് അമ്ലമാണ്.

* വളം, ബാറ്ററികൾ, ഡിറ്റർജന്റുകൾ, കുമിൾനാശിനികൾ എന്നിവയുടെ നിർമ്മാണത്തിനും റബ്ബറിന്റെ വൾക്കനൈസേഷനും സൾഫർ ഉപയോഗിക്കുന്നു. കടലാസ് ബ്ലീച്ച് ചെയ്യുന്നതിനും വീഞ്ഞിലും ഉണക്കിയ പഴങ്ങളിലും അവ കേടുകൂടാതെ നിൽക്കുന്നതിനുള്ള പ്രിസർവേറ്റീവ് ആയും സൾഫൈറ്റുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
* നാടൻ കീടനാശിനിയായ തുരിശ്, കോപ്പർ സൾഫേറ്റ് എന്ന സൾഫർ സംയുക്തമാണ്.
* പെട്ടെന്നു കത്തുന്ന സ്വഭാവം ഉള്ളതിനാൽ തീപ്പെട്ടിക്കൊള്ളി, കരിമരുന്ന്, വെടിമരുന്ന് എന്നിവയിലും ഗന്ധകം ഉപയോഗിക്കുന്നു.
* സോഡിയത്തിന്റേയോ അമോണിയത്തിന്റേയോ തയോസൾഫേറ്റ് ഛായാഗ്രഹണമേഖലയിൽ ഫിക്സിങ് ഏജന്റ് ആയി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
* ഗന്ധകം പുകക്കുന്നത് മുറികളെ രോഗാണു വിമുക്തമാക്കും
* എപ്സം സാൾട്ട് എന്നു പറയുന്ന മഗ്നീഷ്യം സൽഫേറ്റ് വയർ ഇളക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്. മലബന്ധത്തിനും കുളിക്കുന്ന വെള്ളത്തില് കലക്കാനും ചെടികൾക്ക് മഗ്നീഷ്യം വളമായും ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു
* സൾഫർ വിളക്കുകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്ന ദീപങ്ങളിൽ ഗന്ധകത്തിന്റെ സാന്നിധ്യം ആവശ്യമാണ്
* 1700-കളുടെ അവസാനപാദത്തിൽ ഗൃഹോപകരണങ്ങളിൽ അലങ്കാരപ്പണികൾക്കായി ഉരുക്കിയ സൾഫർ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. ഉരുക്കുമ്പോൾ ഇതിൽ നിന്നും സൾഫർ ഡയോക്സൈഡ് ഉണ്ടാകുന്നതിനാൽ ഈ രീതി വളരെ പെട്ടെന്നു തന്നെ ഉപേക്ഷിച്ചു.
ലഭ്യത

ഉഷ്ണനീരുറവകൾ അഗ്നിപർവതങ്ങൾ എന്നിവയുടെ സമീപത്തായി ലോകത്തിന്റെ പലഭാഗങ്ങളിലും മൂലകരൂപത്തിൽ സൾഫർ കണ്ടു വരുന്നു. പ്രത്യേകിച്ചും പസഫിക് അഗ്നി വലയത്തിനു (Pacific Ring of Fire) സമീപമായി. ഇന്തോനേഷ്യ, ചിലി, ജപ്പാൻ എന്നിവിടങ്ങളിലെ അഗ്നിപർവത ലാവാ നിക്ഷേപങ്ങൾ സൾഫർ ഖനനത്തിനായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

മെക്സിക്കൻ ഉൾക്കടലിലെ സാൾട്ട് ഡോമുകളിലും കിഴക്കൻ യുറോപ്പിലേയും പടിഞ്ഞാറൻ ഏഷ്യയിലും കാണുന്ന ഇവാപറൈറ്റ് എന്ന ധാതുവിലും‍ സൾഫർ അടങ്ങിയിട്ടുണ്ട്. ഇത്തരത്തിലുള്ള സൾഫർ നിക്ഷേപം, ജിപ്സം പോലുള്ള ധാതുക്കളിലെ അനേറൊബിക് ബാക്റ്റീരിയകളുടെ പ്രവർത്തനഫലമാണെന്ന് വിശ്വസിക്കപ്പെടുന്നു. ഇത്തരത്തിലുള്ള ഫോസിൽ അധിഷ്ഠിത സൾഫർ നിക്ഷേപമാണ് അമേരിക്ക, പോളണ്ട്, റഷ്യ, തുർക്മെനിസ്ഥാൻ, യുക്രെയിൻ എന്നിവിടങ്ങളിലെ സൾഫർ നിർമ്മാണത്തിന്റെ സ്രോതസ്.

എണ്ണ പ്രകൃതിവാതകം എന്നിവയുടെ ഹൈഡ്രോസൾഫറൈസേഷൻ വഴി സൾഫർ നീക്കം ചെയ്തെടുക്കുന്നു. ഇത്തരത്തിൽ കാനഡയിൽ വളരെയധികം സൾഫർ നിർമ്മിക്കുന്നുണ്ട്.

വ്യാഴത്തിന്റെ അഗ്നിപർവത പ്രവർത്തനപ്രവർത്തനങ്ങളുള്ള ഉപഗ്രഹമായ അയോയുടെ‍ (Io) പ്രത്യേക നിറത്തിനു കാരണം ഖര-ദ്രാവക-വാതക രൂപത്തിലുള്ള സൾഫറിന്റെ സാന്നിധ്യമാണ്. ചന്ദ്രനിലെ ഒരു ഗർത്തമായ അരിസ്റ്റാർക്കസിനടുത്തുള്ള ഒരു ഇരുണ്ട മേഖലയിലും സൾഫർ നിക്ഷേപം ഉള്ളതായി അനുമാനിക്കപ്പെടുന്നു. പലതരത്തിലുള്ള ഉൽക്കകളിലും സൾഫർ ധാരാളമായി അടങ്ങിയിട്ടുണ്ട്.
നിർമ്മാണം

പ്രധാനമായും സൾഫർ വേർതിരിക്കുന്നത് രണ്ടു രീതികളിലാണ്. സിസിലിയൻ പ്രക്രിയ, ഫ്രാസ് പ്രക്രിയ എന്നിവയാണ് അവ. സിസിലിയൻ പ്രക്രിയ ആദ്യമായി ഉപയോഗിച്ചത് സിസിലിയിലാണ്. അഗ്നിപർവതപ്രദേശത്തുള്ള പാറകളിൽ നിന്ന് സൾഫർ വേർതിരിക്കാൻ ഈ രീതി പുരാതനകാലം മുതൽക്കേ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. ഇഷ്ടികച്ചൂളയിൽ സൾഫർ കത്തിച്ചുതന്നെ ഉരുക്കിയാണ് ഇത്തരം പാറകളിൽ നിന്നും സൾഫർ വേർതിരിച്ചിരുന്നത്.

രണ്ടാമത്തെ രീതിയായ ഫ്രാസ് പ്രക്രിയ ഉപയോഗിച്ച് 99.5% ശുദ്ധമായ സൾഫർ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും. അതു കൊണ്ട് വീണ്ടും ശുദ്ധീകരിക്കേണ്ട ആവശ്യമില്ല. എന്നാൽ സിസിലിയൻ പ്രക്രിയ വഴി ഉണ്ടാക്കുന്ന സൾഫർ സ്വേദനം വഴി ശുദ്ധീകരിക്കണം.
സംയുക്തങ്ങൾ

* ഹൈഡ്രജൻ സൾഫൈഡ് - ചീഞ്ഞ മുട്ടയുടെ ഗന്ധമുള്ള ഇത് വെള്ളത്തിൽ അലിഞ്ഞാൽ അമ്ലഗുണമുണ്ടാകുന്നു. ലോഹങ്ങളുമായി പ്രവർത്തിച്ച് അതിന്റെ സൾഫൈഡുകൾ ഉണ്ടാകുന്നു.
* അയേൺ സൾഫൈഡ്-ഇത് പൈറൈറ്റ് എന്നാണറിയപ്പെടുന്നത്. വിഡ്ഢിയുടെ സ്വർണം എന്നും അറിയപ്പെടുന്ന ഇത് ഒരു അർദ്ധചാലകമാണ്.
* ലെഡ് സൾഫൈഡ് - ഗലിന എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഇത് ആദ്യമായി കണ്ടെത്തിയ അർദ്ധചാലകമാണ്. ആദ്യകാല ക്രിസ്റ്റൽ റേഡിയോകളിൽ സിഗ്നൽ റെക്റ്റിഫയർ ആയി ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു.

ജൈവവസ്തുക്കൾ ഉണ്ടാക്കുന്ന ദുർഗന്ധം സൾഫർ അടങ്ങിയ സംയുക്തങ്ങൾ മൂലമാണ്. സൾഫർ സംയുക്തങ്ങളായ ഈതൈൽ മെർകാപ്റ്റൻ, മീതൈൽ മെർകാപ്റ്റൻ എന്നിവ പ്രകൃതിവാതകത്തിൽ ഗന്ധം ഉണ്ടാക്കുന്നതിനായി ചേർക്കുന്നു. ചോർച്ചയുണ്ടെങ്കിൽ പെട്ടെന്ന് തിരിച്ചറിയാനായാണ് ഇങ്ങനെ ചെയ്യുന്നത്. സൾഫർ സംയുക്തങ്ങൾ മൂലമാണ് ഉള്ളിയുടേയും ചില ജീവികളുടേയും ഗന്ധത്തിനു കാരണം. സൾഫറിന്റെ എല്ലാ ജൈവസംയുക്തങ്ങൾക്കും ദുർഗന്ധമല്ല ഉള്ളത്. ഗ്രേപ് ഫ്രൂട്ട് എന്ന പഴത്തിന്റെ സുഗന്ധത്തിനു കാരണം ഗ്രേപ്ഫ്രൂട്ട് മെർകാപ്റ്റൻ എന്നറിയപ്പെടുന്ന എന്ന സൾഫറിന്റെ മോണോടെർപെനോയ്ഡ് സംയുക്തം മൂലമാണ്.

സൾഫർ നൈട്രൈഡിന്റെ പോളിമർ രൂപത്തിന് ലോഹങ്ങളുടെ ഗുണങ്ങൾ ഉണ്ട്. ഇതിൽ ലോഹ അണുക്കൾ അടങ്ങിയിട്ടില്ലെങ്കിലും അസാധാരണമായ വൈദ്യുത പ്രകാശിക ഗുണങ്ങൾ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു. ടെട്രാസൾഫർ ടെട്രാനൈട്രൈഡിൽ(S4N4) നിന്നുമാണ് ഈ പോളിമർ ഉണ്ടാക്കുന്നത്.
പരിസ്ഥിതി പ്രത്യാഘാതങ്ങൾ

കൽക്കരി,പെട്രോളിയം ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ മുതലായവ കത്തുമ്പോൾ വളരെയധികം സൾഫർ ഡയോക്സൈഡ് ഉണ്ടാകുന്നുണ്ട്. ഇത് അന്തരീക്ഷത്തിലെ ജലം, ഓക്സിജൻ എന്നിവയുമായി പ്രവർത്തിച്ച് സൾഫ്യൂറിക് അമ്ലം ഉണ്ടാകുന്നു. അമ്ലമഴയിലെ പ്രധാനഘടകമാണ് ഈ സൾഫ്യൂറിക് അമ്ലം. അമ്ലമഴ മണ്ണിന്റേയും ശുദ്ധജലതടാകങ്ങളുടേയും പി.എച്. കുറക്കുക വഴി പ്രകൃതിക്ക് ദോഷം വരുത്തുന്നു. അതുകൊണ്ട് ഫോസിൽ ഇന്ധനങ്ങളിൽ] നിന്നും സൾഫർ നീക്കം ചെയ്യേണ്ടത് അത്യാവശ്യമാണ്. ഇത്തരത്തിൽ നീക്കം ചെയ്യുന്ന സൾഫർ ലോകത്ത് ആകെ നിർമ്മിക്കുന്ന സൾഫറിന്റെ നല്ലൊരുഭാഗം വരും.
അവലംബം


വർഗ്ഗം:മൂലകങ്ങൾ
വർഗ്ഗം:ഗന്ധകം
വർഗ്ഗം:ജീവധാതുക്കൾ
വർഗ്ഗം:ഓക്സിജൻ കുടുംബം