கேள்வி: வினைவேக மாற்றம் - பின்னணி என்பது என்ன?
பதில்: தொழிலகம் சார்ந்த வேதிப் பொருள் உற்பத்தியில் வினைவேக மாற்றம் முதன்மைப் பங்கு வகிக்கிறது. அதேபோல அதிக உயிர்வேதி முக்கியத்துவம் வாய்ந்த பல வினைகளும் வினைவேக மாற்ற வினைகளேயாகும். வினைவேக மாற்றம் பயன்பாட்டு அறிவியலில் முதன்மையான ஒரு பிரிவாகும். மேலும் கரிம உலோகவியலிலும் பொருள் அறிவியலிலும் இது குறிப்பிடத்தக்க ஒரு பிரிவாகும். சூழல் அறிவியலில் பல நிகழ்வுகளுக்கு வினைவேக மாற்றம் காரணமானதாகும். எ.கா. தானுந்துகளில் உள்ள வினைவேகமாற்ற மாற்றி (Catalytic converter), ஓசோன் குறைபாடு இயக்கவியல். மிகக் குறைந்த அளவு கழிவு உற்பத்தியாவதால் பல நேரங்களில் வினைவேக மாற்ற வினைகள் சூழல் பாதுகாப்பானதாகவும் உள்ளன. ஒத்த வடிவமைப்புச் சேர்மங்களில் நடைபெறும் வினைகள் அனைத்திலும் முழு வினைபடு பொருள்களும் எடுத்துக் கொள்ளப்பட்டு அதிக அளவிலான துணை விளைபொருட்கள் உருவாகின்றன. மிகவும் பொதுவான ஒரு வினைவேகமாற்றி நேர்மின்னி (Proton, H+) ஆகும். பல இடைநிலை தனிமங்களும் அவற்றின் சேர்மங்களும் வினைவேகமாற்றிகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. நொதியம் (Enzymes) என்றழைக்கப்படும் வினைவேகமாற்றிகள் உயிரியல் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தவை. ஒரு வினைவேகமாற்றியானது வினைவிளை பொருள் உருவாதலுக்கு ஒரு மாற்று வினைப்பாதையை உண்டாக்குகிறது. இந்த மாற்று வினைப்பாதை குறைந்த கிளர்வுறு ஆற்றலைக் கொண்டிருப்பதால், வினைவேகமாற்றியால் வழிப்படுத்தப்படாத வினையைக் காட்டிலும் இவ்வினையின் வினைப்படி அதிகரிக்கிறது. ஹைட்ரஜன் பெராக்ஸைடு சரிவிகிதமின்மையால் நீர் ஆக்சிசன் கீழ்க்காணும் வினையானது முற்றிலும் வினைவேக மாற்றத்தால் நடப்பதேயாகும். :2 H2O2 → 2 H2O + O2 இவ்வினையில் உருவாகும் வினைவிளை பொருள்கள் வினைபடு பொருள்களை விட அதிக நிலைப்புத் தன்மையுடையவை. எவ்வாறாயினும் வினைவேகமாற்றியில்லா வினையானது மெதுவானதேயாகும். விற்பனைக்குக் கிடைக்கும் ஐட்ரசன் பெராக்சைடு கரைசல்களில் நடைபெறும் சிதைவு வினைகள் மிகவும் மெதுவானவையேயாகும். மேற்கண்ட வினையில் சிறிதளவு மாங்கனீசு டை ஆக்சைடு சேர்ப்பதன் மூலம் ஐட்ரசன் பெராக்சைடு விரைவாக வினையுறுகிறது. இவ்விளைவானது ஆக்சிசனின் நுரைத்துப் பொங்குதல் மூலம் அறியப்படுகிறது. மாங்கனீசு டை ஆக்சைடானது எவ்வித மாற்றமுமடையாமல் திரும்பக் கிடைத்து விடுகிறது மேலும் அதனை மீண்டும் மீண்டும் மறுபயன்பாட்டுக்கும் பயன்படுத்தலாம். ஏனெனில் அது இவ்வினையில் சிறிதளவு கூட எடுத்துக் கொள்ளப்படவில்லை.
கேள்வி: வினைவேக மாற்றம் - மாதிரி வினைவழிமுறை பற்றி தகவல் சொல்.
பதில்: வினைவேகமாற்றிகள் பொதுவாக ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட வினைபடு பொருள்களுடன் வினைபுரிந்து இடைநிலை அணைவுகளைத் (சேர்மங்களை) தருகின்றன. அவை உடனடியாக சிதைவுற்று இறுதி விளைபொருள்களைத் தருகின்றன. இச்செயலில் பயன்படுத்தப்பட்ட வினைவேகமாற்றியானது திரும்பக் கிடைத்து விடுகிறது. பின்வரும் மாதிரி வினைவழிமுறையக் காண்க. இதில் C என்பது வினைவேகமாற்றியைக் குறிக்கிறது. X, Y என்பன வெவ்வேறு வினைபடு பொருள்களைக் குறிக்கின்றன. Z என்பது X-உம் Y-யும் வினைபுரிந்து கிடைக்கும் வினைவிளை பொருளாகும். ::X + C → XC (படி 1) ::Y + XC → XYC (படி 2) ::XYC → CZ (படி 3) ::CZ → C + Z (படி 4) (படி 1)-இல் வினைவேகமாற்றியானது எடுத்துக் கொள்ளப்படினும் அது உடனடியாக (படி 4)-இல் திரும்பக் கிடைத்து விடுகிறது. எனவே முழுமையான வினையானது: ::X + Y → Z வினைவேகமாற்றியானது திரும்பப் பெறப்படினும், வினையின் வேகத்தை மாற்ற குறைந்த அளவு வினைவேகமாற்றியே தேவைப்படுகிறது. நடைமுறையில் வினைவேகமாற்றிகள் சிலநேரங்களில் துணை வினைகளில் எடுத்துக் கொள்ளப்படுகின்றன. இச்செயற்பாட்டை எடுத்துக்காட்டாகக் கொண்டே 2008ஆம் ஆண்டில் டென்மார்க் ஆய்வாளர்கள் டைட்டானியம் டை ஆக்சைடின் (தைத்தானியம் ஈரொட்சைட்டின்) புறப்பரப்பில் ஆக்சிசனும் ஹைட்ரஜன் இணைந்து நடத்தும் தொடர் செயல்முறைகளின் விளைவாக நீர் உருவாவதைக் கண்டறிந்தனர். வருடு ஊடுருவு நுண்ணோக்கியின் தொடர் படங்களைக் கொண்டு இச்செயன்முறையில் மூலக்கூறுகள் பரப்புக் கவர்ச்சி, சிதைதல், விரவுதல் ஆகியவற்றில் ஈடுபட்ட பின்னரே வினைபுரிகின்றன என்றும் கண்டறிந்தனர். இவ்வினையில் இடைநிலை பொருள்களாக HO2, H2O2, H3O2 போன்றவையும் இறுதி விளைபொருளாக நீர் மூலக்கூறு இருபடிகளும் கிடைத்தன. இதன் பின்னர் நீர் மூலக்கூறுகள் வினைவேகமாற்றியின் புறப்பரப்பில் இருந்து பரப்பு விடுகை அடைகின்றன.