വെളുത്തീയം

കറുത്തീയത്തെക്കുറിച്ചറിയാൻ ഈ താൾ കാണുക

വെള്ളി നിറത്തിലുള്ളതും മൃദുവായതും എളുപ്പത്തിൽ രൂപഭേദം വരുത്താവുന്ന ഒരു ലോഹമാണ്‌ വെളുത്തീയം (ഇംഗ്ലീഷ്:Tin). തകരം എന്ന  പേരിലും അറിയപ്പെടുന്നു.  വായുവിൽ നിന്നുള്ള ഓക്സീകരണത്തെ ഫലപ്രദമായി തടയാൻ കഴിവുള്ള ഒരു മൂലകമാണിത്. അതു കൊണ്ട് നിരവധി ലോഹസങ്കരങ്ങളിലും മറ്റു ലോഹങ്ങളെ തുരുമ്പിക്കുന്നതിൽ നിന്നും തടയുന്നതിന്‌ അവയുടെ പുറത്ത് പൂശുന്നതിനായും ഈ ലോഹം ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു. ഇതും ചെന്പും തമ്മിൽ ഉരുക്കിക്കലർത്തി വെങ്കലം (ഓട്) പോലുള്ള പല സങ്കരലോഹങ്ങളും ഉണ്ടാക്കുന്നുണ്ട്.

 ഗുണങ്ങൾ 
അണുസംഖ്യ 50 ആയ ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ ഒരു മൂലകമാണ്‌ വെളുത്തീയം. ഇതിന്റെ രാസപ്രതീകമായ Sn, ലത്തീൻ നാമമായ സ്റ്റാനും എന്ന വാക്കിൽ നിന്നും ഉടലെടുത്തതാണ്‌. 

കാലങ്ങളായി മനുഷ്യൻ ഉപയോഗിച്ചു വരുന്ന ഓട് എന്ന സങ്കരം നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള പ്രധാന ചേരുവയാണ്‌ വെളുത്തീയം.

വലിച്ചു നീട്ടുന്നതിനും അടിച്ചു പരത്തുന്നതിനുമൊക്കെ വളരെ യോജിച്ച വെള്ളിനിറത്തിലുള്ള ലോഹമായ വെളുത്തീയത്തിന്റെ ആന്തരികപരൽഘടനയും സവിശേഷമാണ്‌. ഇതിന്റെ ദണ്ഡ് വളച്ചൊടിച്ചാൽ‍ പ്രത്യേക തരത്തിലുള്ള ശബ്ദത്തിൽ അത് പൊട്ടുന്നു ടിൻ ക്രൈ എന്നാണ്‌ ഈ ശബ്ദം അറിയപ്പെടുന്നത്. ലൊഹത്തിന്റെ പരൽഘടനക്ക് ഛിദ്രം സംഭവിക്കുമ്പോഴുണ്ടാകുന്ന ശബ്ദമാണിത്. ശുദ്ധജലം, കടൽ‌ജല‍ം എന്നിവയിൽ നിന്നുള്ള തുരുമ്പെടുക്കലിനെ ഈ ലോഹം കാര്യമായി പ്രതിരോധിക്കുന്നു. എന്നാൽ ഗാഢ അമ്ലങ്ങൾ, ക്ഷാരങ്ങൾ, അമ്ലജന്യ ലവണങ്ങൾ എന്നിവ മൂലം ഇതിന് നാശം സംഭവിക്കുന്നു. 

വെളുത്തീയം വായുവിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ ചൂടാക്കിയാൽ ടിൻ ഡയോക്സൈഡ് (SnO2 ) ആയി മാറുന്നു. വീര്യം കുറഞ്ഞ അമ്ലമാണിത്. ക്ഷാര ഓക്സൈഡുകളുമായി പ്രവർത്തിച്ച് ടിൻ ഡയോക്സൈഡ്, സ്റ്റാനേറ്റ് (SnO3 -2) ലവണങ്ങളായും മാറുന്നു.

മറ്റു ലോഹങ്ങളെ തുരുമ്പെടുക്കുന്നതിൽ നിന്നും മറ്റു രാസപ്രവർത്തനങ്ങളിൽ നിന്നും തടയുന്നതിന് ടിൻ ആ ലോഹത്തിനു മുകളിൽ സംരക്ഷണകവചമായി പൂശാറുണ്ട്. ക്ലോറിനുമായും ഓക്സിജനുമായും നേരിട്ട് രാസപ്രവർത്തനത്തിലേർപ്പെടുന്ന ടിൻ, നേർത്ത അമ്ലങ്ങളുമായി പ്രവർത്തിച്ച് ഹൈഡ്രജനെ ആദേശം ചെയ്യുന്നു. 

ഇരുമ്പ് പോലെയുള്ള ലോഹങ്ങളിൽ നിന്നും വ്യത്യസ്തമായി സാധാരണ താപനിലയിൽ രൂപഭേദം വരുത്താവുന്ന രീതിയിൽ മുദുവായ (malleable) വെളുത്തീയം ഉയർന്നതാപനിലയിൽ പെട്ടെന്നു പൊട്ടുന്ന രീതിയിൽ കടുത്തതായി (brittle) മാറുന്നു. 
 ലഭ്യത 
വെളുത്തീയം പ്രധാനമായും ലഭിക്കുന്നത് ധാതുവായ കാസിറ്റെറൈറ്റിൽ നിന്നാണ്‌. ഓക്സൈഡ് രൂപത്തിലാണ്‌ ഈ ധാതുവിൽ വെളുത്തീയം അടങ്ങിയിരിക്കുന്നത്. 
 അലോട്രോപ്പുകൾ 
അർദ്ധചാലകങ്ങളായ സിലിക്കണിനോടും ജെർമേനിയത്തിനോടും സമാനമായി വെളുത്തീയത്തിന്റെ രാസഗുണങ്ങൾ ലോഹങ്ങളുടേതിനും അലോഹങ്ങളുടേതിനും ഇടയിലാണ്. സാധാരണ അന്തരീക്ഷമർദ്ധത്തിൽ  ടിൻ രണ്ടു രൂപത്തിൽ പ്രകൃതിയിൽ കാണപ്പെടുന്നു. ഗ്രേ ടിൻ, വൈറ്റ് ടിൻ എന്നിവയാണവ.
 ഗ്രേ ടിൻ 
13.2 °C താപനിലക്കു താഴെ വെളുത്തീയം ഗ്രേ ടിൻ അഥവാ ആൽഫാ ടിൻ എന്ന രൂപത്തിൽ കാണപ്പെടുന്നു. സിലിക്കൺ, ജെർമേനിയം എന്നിവയെപ്പോലെ ഇതിനും ക്യൂബിക് പരൽഘടനയാണുള്ളത്. ചാരനിറത്തിലുള്ള പൊടിയായി കാണപ്പെടുന്ന ഈ വസ്തുവിന് ലോഹങ്ങളുടെ ഗുണങ്ങളൊന്നുമില്ല. അർദ്ധചാലകങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ചില പ്രത്യേക ഉപയോഗങ്ങളൊഴികെ ഗ്രേ ടിന്നിന് പ്രായോഗിക ഉപയോഗങ്ങളൊന്നുമില്ല.
 വൈറ്റ് ടിൻ 
ഗ്രേ ടിൻ ചൂടാക്കി താപനില 13.2 °C നു മുകളിലെത്തിച്ചാൽ അത് വൈറ്റ് ടിൻ അഥവാ ബീറ്റാ ടിൻ ആയി മാറുന്നു. ലോഹങ്ങളുടെ സ്വഭാവങ്ങൾ പ്രദർശിപ്പിക്കുന്ന വൈറ്റ് ടിന്നിന് ടെട്രഗണൽ പരൽഘടനയാണ് ഉള്ളത്. ഗ്രേ ടിന്നിനെ പതുക്കെ ചൂടാക്കി വൈറ്റ് ടിൻ ആക്കി മാറ്റിയാൽ പൊടി രൂപത്തിലുള്ള വൈറ്റ് ടിൻ ആണ് ലഭിക്കുക, ഖരരൂപത്തിലുള്ള വൈറ്റ് ടിൻ ലഭിക്കണമെങ്കിൽ താപനില ടിന്നിന്റെ ദ്രവണാങ്കം വരെ ഉയർത്തണം. 

വൈറ്റ് ടിൻ, 13.2 °C താപനിലക്കു താഴെ ദീർഘനേരം വച്ചാൽ അത് ഗ്രേ ടിൻ ആയി മാറുന്നു.  അതിന്റെ ലോഹപ്രതലം കാലക്രമേണ, പെട്ടെന്ന് ഇളകിപ്പോകുന്ന ചാരനിറത്തിലുള്ള പൊടിയായി മാറുന്നു. അങ്ങനെ വസ്തുവിലെ ടിൻ ലോഹം മുഴുവൻ ഗ്രേ ടിൻ പൊടി ആകുന്നിടത്തോളം ഈ പ്രക്രിയ തുടരുകയും വസ്തുവിന്റെ ബലം നശിച്ച് കഷണങ്ങളായി പൊട്ടുന്നു. ടിൻ ഡിസീസ്, അല്ലെങ്കിൽ ടിൻ പെസ്റ്റ് എന്നാണ് ഈ പ്രശ്നത്തെ പറയുന്നത്.

1812-ൽ നെപ്പോളിയൻ റഷ്യയെ ആക്രമിച്ചപ്പോൾ അദ്ദേഹത്തിന്റെ പടയാളികളുടെ ഉടുപ്പിലെ ടിൻ കുടുക്കുകൾ ഇത്തരത്തിൽ നശിച്ചു എന്നും അത് തോൽ‌വിക്ക് ഒരു കാരണമായെന്നും കഥകളുണ്ട്. എന്നാൽ നെപ്പോളിയൻ ഇത് മുൻ‌കൂട്ടി കണ്ടിട്ടുണ്ടാകാമെന്നും, ടിൻ ഇത്തരത്തിൽ നാശത്തിനു വിധേയമാകാൻ ദീർഘസമയം ആവശ്യമാണെന്നതും കൊണ്ടും ഇത് ഒരു കെട്ടുകഥയാകാനാണ് വഴി.

ടിന്നിൽ ബിസ്മത്തോ ആന്റിമണിയോ ചേർത്ത് വൈറ്റ് ടിൻ, ഗ്രേ ടിൻ ആയി മാറുന്ന ഈ പരിവർത്തനത്തെ തടയാനാകും.
 ഉപയോഗങ്ങൾ 
 ഇരുമ്പ് പോലെയുള്ള ലോഹങ്ങളേയും ഉരുക്കിനേയും തുരുമ്പെടുക്കലിൽ നിന്നും സംരക്ഷിക്കുന്നതിന് വെളുത്തീയം പൂശുന്നു.
 വെളുത്തീയം പൂശിയ തകരപ്പാട്ടകൾ, ഭക്ഷണം കേടുകൂടാതെ സൂക്ഷിക്കുന്നതിനും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ബ്രിട്ടീഷ് ഇംഗ്ലീഷ് ഉപയോഗിക്കുന്നവർ ഇത്തരം പാട്ടകളെ ടിൻ എന്നു മാത്രം വിളിക്കുമ്പോൾ അമേരിക്കൻ ഇംഗ്ലീഷ് ഉപയോഗിക്കുന്നവർ ഇതിനെ ടിൻ ക്യാൻ എന്നു വിളിക്കുന്നു.
 വിവിധ ലോഹസങ്കരങ്ങളുണ്ടാക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പ്രധാന ചേരുവയാണ് വെളുത്തീയം. വെളുത്തീയം ചേർത്തുണ്ടാക്കുന്ന ചില പ്രധാന ലോഹസങ്കരങ്ങളാണ് ഓട്, ബെൽ മെറ്റൽ, ബാബിറ്റ് മെറ്റൽ, ഡൈ കാസ്റ്റിങ് അലോയ്, പ്യൂട്ടർ, ഫോസ്ഫർ ബ്രോൺസ്, വൈറ്റ് മെറ്റൽ എന്നിവ.
 സ്റ്റാനസ് ക്ലോറൈഡ് എന്ന വെളുത്തീയത്തിന്റെ ഒരു ലവണം നിരോക്സീകാരിയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
 പരന്ന പ്രതലം ലഭിക്കുന്നതിന് ഉരുകിയ വെളുത്തീയത്തിനു മുകളിൽ ഉരുകിയ സ്ഫടികം ഒഴിച്ച് വാർത്താണ് ജന്നൽ ഗ്ലാസ് (ഫ്ലോട്ട് ഗ്ലാസ്) ഉണ്ടാക്കുന്നത്. ഈ പ്രക്രിയയെ പിൽകിങ്ടൺ പ്രക്രിയ എന്നാണ് അറിയപ്പെടുന്നത്.
 കറുത്തീയവും വെളുത്തീയവും ചേർത്തുണ്ടാക്കുന്ന സോൾഡർ ഇലക്ട്രോണിക് പരിപഥങ്ങളും, കുഴലുകളും‍ വിളക്കിച്ചേർക്കുന്നതിനും മറ്റും വിളക്കു ലോഹമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. 
 മുൻ‌കാലങ്ങളിൽ ഭക്ഷണവും മരുന്നും പൊതിയാനായി വെളുത്തീയത്തിന്റെ ഫോയിൽ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ ആദ്യപാദത്തിൽ അലൂമിനിയം ഫോയിൽ ഇതിനുപയോഗിക്കാൻ തുടങ്ങി. 
 3.72 കെൽ‌വിൻ താപനിലക്കും താഴെ വെളുത്തീയം അതിചാലകത ദൃശ്യമാക്കുന്നു. പഠനത്തിനു വിധേയമാക്കിയ ആദ്യ അതിചാലകങ്ങളിലൊന്നാണ് വെളുത്തീയം. അതിചാലകങ്ങളുടെ ഒരു സവിശേഷതയായ മെയ്സ്നർ പ്രഭാവം ആദ്യമായി കണ്ടെത്തിയത് വെളുത്തീയത്തിന്റെ പരലുകളിലാണ്. അതിചാലക കാന്തങ്ങളിൽ വൈദ്യുതവാഹികളായി വ്യാവസായികാടിസ്ഥാനത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നത് നിയോബിയം വെളുത്തീയം സംയുക്തമായ Nb3Sn ആണ്. ഈ വസ്തുവിന്റെ ഉയർന്ന ക്രിട്ടിക്കൽ താപനിലയും (18 കെല്വിൻ), ക്രിട്ടിക്കൽ മാഗ്നെറ്റിക് ഫീൽഡും (25 ടെസ്ല) ആണ് ഇക്കാര്യത്തിനനുയോജ്യമാക്കുന്നത്. 2 കിലോഗ്രാം ഭാരമുള്ള അതിചാലകകാന്തത്തിന് ആയിരക്കണക്കിനു കിലോ ഭാരമുള്ള വൈദ്യുതകാന്തത്തിനു തുല്യമായ കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിക്കാൻ സാധിക്കും.
 ചരിത്രം 
പുരാതന കാലം മുതലേ അറിയപ്പെട്ടിരുന്നതും ഓട് നിർമ്മാണത്തിന് ഉപയോഗിച്ചിരുന്നതുമായ ലോഹമാണ് വെളുത്തീയം. (Old English: tin, Old Latin: plumbum candidum, Old German: tsin, Late Latin: stannum) ചെമ്പിനോടു ചേർക്കുമ്പോൾ അതിന്റെ കടുപ്പം വർദ്ധിക്കുന്നതിനാൽ ഓടു നിർമ്മാണത്തിന് ഏകദേശം ബി.സി.ഇ. 3500 മുതലേ തന്നെ വെളുത്തീയം ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. എങ്കിലും ഈ ലോഹം തനിയേ ഉപയോഗിക്കാൻ തുടങ്ങിയത് ബി.സി.ഇ. 600 മുതൽ മാത്രമാണ്‌. ടിൻ എന്ന നാമ ഉരുത്തിരിഞ്ഞത് ജെർമ്മൻ സെൽറ്റിക് ഭാഷകളിൽ നിന്നാണ്‌.
 ലഭ്യത 
ബ്രിട്ടീഷ് ജിയോളജിക്കൽ സർവേയുടെ കണക്കു പ്രകാരം 2005-ൽ ചൈനയായിരുന്നു ലോകത്തെ ഏറ്റവും വലിയ വെളുത്തീയനിർമ്മാണരാജ്യം. ലോകത്താകമാനമുള്ള ഉൽപ്പാദനത്തിന്റെ മൂന്നിലൊന്ന് ചൈന നിർമ്മിക്കുന്നു. ഇന്തോനേഷ്യയും ദക്ഷിണ അമേരിക്കയും ചൈനക്കു തൊട്ടു പുറകിൽ നിൽക്കുന്നു.

അയിരിൽ കൽക്കരി ചേർത്ത് റിവെർബെറേറ്ററി ചൂളയിൽ നിരോക്സീകരണം നടത്തിയാണ് വെളുത്തീയം നിർമ്മിക്കുന്നത്. താരതമ്യേന അപൂർവ്വമായി കാണപ്പെടുന്ന ഈ ലോഹം ഭൂവൽക്കത്തിൽ ഏകദേശം 2 പി.പി.എം. അളവിൽ കാണപ്പെടുന്നു. മണൽ നിക്ഷേപങ്ങളിൽ (placer deposits) നിന്നാണ് ലോകത്ത് വെളുത്തീയം കൂടുതലായും നിർമ്മിക്കുന്നത്. ടിൻ അടങ്ങിയ വ്യാവസായികപ്രാധാന്യമുള്ള ഒരേയൊരു ധാതുവാണ് കാസിറ്ററൈറ്റ് (SnO2). സ്റ്റാനൈറ്റ്, സിലിണ്ഡ്രൈറ്റ്, ഫ്രാൻ‌ക്കൈറ്റ്, കാൻഫീൽഡൈറ്റ്, ടീലൈറ്റ് എന്നിവ പോലെയുള്ള സങ്കീർണ്ണമായ സൾഫൈഡ് സംയുക്തങ്ങളിൽ നിന്നും ചെറിയ അളവിൽ വെളുത്തീയം വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നുണ്ട്. പുനർ‌നിമ്മാണം നടത്തുന്ന ടിന്നും ഈ ലോഹത്തിന്റെ ഒരു പ്രധാന ഉറവിടമാണ്.

 ഐസോട്ടോപ്പുകൾ 
സ്ഥിരതയുള്ള ഏറ്റവുമധികം ഐസോട്ടോപ്പുകളുള്ള മൂലകമാണ് വെളുത്തീയം. ഇത്തരം പത്ത് ഐസോട്ടോപ്പുകൾ ഈ മൂലകത്തിനുണ്ട്. ഇവ കൂടാതെ 28 അസ്ഥിര ഐസോട്ടോപ്പുകളും ടിന്നിനുണ്ട്. ഇവയിൽ തന്നെ 1994-ൽ കണ്ടെത്തിയ 50 വീതം പ്രോട്ടോണുകളും ന്യൂട്രോണുകളുമുൾല ടിൻ-100 (100Sn)  പ്രത്യേകശ്രദ്ധയർഹിക്കുന്നു.

 ജീവശാസ്ത്രം 
ടിൻ മനുഷ്യശരീരത്തിന് ആവശ്യമില്ലാത്ത ഒരു മൂലകമാണ് എന്നിരിക്കലും മൂലകാവസ്ഥയിൽ ദോഷകരമല്ല എന്നു കരുതപ്പെടുന്നു. പക്ഷെ അതിന്റെ സംയുക്തങ്ങൾ പലതും വിഷാംശമുള്ളവയാണ്. ഓർഗാനോട്ടിൻ എന്നറിയപ്പെടുന്ന  ടിന്നിന്റെ ചില ഓർഗാനിക് സംയുക്തങ്ങൾ വിഷമാണ്. കുമിൾ നാശിനിയായും ബാക്റ്റീരിയക്കെതിരേയും ഇവ പ്രയോഗിക്കുന്നു. ട്രയോർഗാനോട്ടിൻസ് ഇത്തരം സംയുക്തങ്ങൾക്കൊരുദാഹരണമാണ്.