This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
ഓസ്‌മോസനം
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
ഓസ്‌മോസനം
Osmosis
സാന്ദ്രതാവ്യത്യാസമുള്ള രണ്ടു ലായനികളെ ഒരു അര്‍ധപാരഗമ്യ(semipermeable) പടലംകൊണ്ട്‌ വേര്‍തിരിക്കുമ്പോള്‍ നേര്‍ത്ത ലായനിയില്‍നിന്നു സാന്ദ്രലായനിയിലേക്ക്‌ പടലത്തില്‍ക്കൂടി ലായകം (solvent) കടന്നുപോകുന്ന പ്രക്രിയ, ലായനി(solution)യിലെ ലായക തന്മാത്രകള്‍ക്ക്‌ പാരഗമ്യവും ലേയ(solute)തന്മാത്രകള്‍ക്ക്‌ പാരഗമ്യമല്ലാത്തതുമായ പടലങ്ങളെ അര്‍ധപാരഗമ്യ പടലങ്ങള്‍ എന്നുപറയുന്നു. സെലോഫേന്‍ പേപ്പര്‍, കോപ്പര്‍ ഫെറോസയനൈഡ്‌, ചര്‍മപത്രം (parchment paper) എന്നിവയാണ്‌ സാധാരണ ഉപയോഗിക്കാറുള്ള അര്‍ധപാരഗമ്യ പടലങ്ങള്‍. ഉണങ്ങിയ മുന്തിരി വെള്ളത്തില്‍ കുറച്ചുനേരം വയ്‌ക്കുമ്പോള്‍ വെള്ളം വലിച്ചെടുത്തു വീര്‍ക്കുന്നത്‌ ഓസ്‌മോസനത്തിനുള്ള ഒരു ഉദാഹരണമാണ്‌.
ജീവതന്ത്രത്തിലെ സുപ്ര ധാനമായ ഈ പ്രതിഭാസം കണ്ടുപിടിച്ചത്‌ എബ്‌നോളേറ്റ്‌ ആണ്‌. എന്നാല്‍ ഓസ്‌മോസനത്തെക്കുറിച്ച്‌ അവഗാഢമായി ആദ്യം പഠിച്ചത്‌ ജര്‍മന്‍ സസ്യശാസ്‌ത്രജ്ഞനായ വില്‍ഹെം ഫെഫര്‍ (Wilhem Pfeffer) ആണ്‌. ആദ്യകാലങ്ങളില്‍ മൃഗവസ്‌തികളാണ്‌ അര്‍ധപാരഗമ്യപടലങ്ങളായി ഉപയോഗിച്ചിരുന്നത്‌. ഈ സ്‌തരങ്ങളുടെ ഇരുവശത്തേക്കുമുള്ള ജലപ്രവാഹത്തെ ബഹിഃപരാസരണം(exosmose)എന്നും അന്തഃപരാസരണം (endosmos)എന്നും പറയുന്നു. 1854-ല്‍ ബ്രിട്ടീഷുകാരനായ തോമസ്‌ ഗ്രഹാം ആണ്‌ ഈ പ്രതിഭാസത്തിന്‌ ഓസ്‌മോസിസ്‌ എന്ന പേര്‍ നല്‌കിയത്‌.
ഓസ്‌മോസനം മൂന്നുതരമുണ്ട്‌: ലായനികളുടെ സാന്ദ്രതാവ്യത്യാസം കൊണ്ടുണ്ടാവുന്ന രാസികപരാസരണം(chemical osmosis), അര്‍ധപരാഗമ്യ പടലത്തിലെ പൊട്ടന്‍ഷ്യല്‍ വ്യത്യാസം കൊണ്ടുണ്ടാകുന്ന വൈദ്യുതോസ്‌മോസനം(electro osmosis), സ്രത്തിന്റെ ഇരുവശങ്ങളിലുമുള്ള താപവ്യത്യാസം കൊണ്ടുണ്ടാകുന്ന താപീയപരാസരണം(thermo osmosis). ഇവ ഒറ്റയ്‌ക്കോ കൂട്ടായോ ഓസ്‌മോസനത്തിനു കാരണമാവാം.
പരാസരണമര്‍ദം (Osmotic Pressure). ചിത്രത്തില്‍ കാണിച്ചപോലെ ഒരു തിസില്‍ഫണലിന്റെ വായ്‌ ഒരു അര്‍ധപാരഗമ്യചര്‍മംകൊണ്ടു വേര്‍തിരിച്ച്‌ ഒരുഭാഗത്ത്‌ ലായകവും മറുഭാഗത്ത്‌ ലായനിയും നിറയ്‌ക്കുക. പ്രാരംഭത്തില്‍ ഇരുഭാഗത്തെയും ജലവിതാനങ്ങള്‍ തുല്യമായിരിക്കണം. അല്‌പനേരത്തിനുശേഷം, ഓസ്‌മോസനംമൂലം ലായകം ലായനിയിലേക്കു പ്രവേശിച്ചതായി കാണാം. ഈ പ്രതിഭാസത്തെ ഓസ്‌മോസനം എന്നുപറയുന്നു. ലായനിയിലേക്കുള്ള ലായകത്തിന്റെ ഈ പ്രവാഹം തടയാന്‍ ലായനിയുടെ ഭാഗത്ത്‌ ഒരു മര്‍ദം പ്രയോഗിക്കേണ്ടതായിവരും. ഈ മര്‍ദം ഓസ്‌മോസികമര്‍ദത്തിനു തുല്യമായിരിക്കും. അതായത്‌ ഒരു ലായനിയെയും ലായകത്തെയും ഒരു അര്‍ധപാരഗമ്യപടലംകൊണ്ട്‌ വേര്‍തിരിക്കുമ്പോള്‍ ലായനിയിലേക്കുള്ള ലായകത്തിന്റെ പ്രവാഹത്തെ തടയാന്‍ ലായനിയില്‍ പ്രയോഗിക്കേണ്ട മര്‍ദത്തെ ഓസ്‌മോസികമര്‍ദം അഥവാ പരാസരണമര്‍ദം എന്നു പറയുന്നു.
പ്രവര്‍ത്തനതത്ത്വം. ഓസ്‌മോസനത്തിന്റെ ഉദ്‌ഭവത്തെക്കുറിച്ച്‌ മൂന്നു സിദ്ധാന്തങ്ങളുണ്ട്‌-ഗതികസിദ്ധാന്തം, ഹൈഡ്രാസ്റ്റാറ്റിക്‌ സിദ്ധാന്തം, ബാഷ്‌പമര്‍ദസിദ്ധാന്തം, ലായനികള്‍ക്കും അവോഗാഡ്രാനിയമം ബാധകമാണെന്ന അടിസ്ഥാനത്തിലാണ്‌, വാതകങ്ങള്‍ക്കു ബാധകമായ ഗതികസിദ്ധാന്തം ലായനിയുടെ ഓസ്‌മോസനം വിശദീകരിക്കുവാനുപയോഗിക്കുന്നത്‌. ലായകത്തിന്റെ ഭാഗത്ത്‌ ലായകതന്മാത്രകള്‍ മാത്രം അര്‍ധപാരഗമ്യപടലവുമായി കൂട്ടിമുട്ടുമ്പോള്‍, ലായനിയുടെ ഭാഗത്ത്‌ ലായക-ലേയ തന്മാത്രകള്‍ കൂട്ടിമുട്ടുന്നുണ്ട്‌. ലേയതന്മാത്രകള്‍കൂടി വന്നുമുട്ടുന്നതുകൊണ്ട്‌ അര്‍ധപാരഗമ്യപടലം സ്വാഭാവികമായും മുമ്പോട്ടു നീങ്ങുന്നു; ഫലത്തില്‍ ലായകം ലായനിയിലേക്കു പ്രവേശിക്കും. ജലസ്ഥിതി മര്‍ദസിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച്‌ (hydrostatic pressure theory) ലായനിയുടെ ഭാഗത്ത്‌ സ്‌തരത്തില്‍ വന്നടിക്കുന്ന ലായക തന്മാത്രകളുടെ എണ്ണം മറുഭാഗത്തിടിക്കുന്നതിനെക്കാള്‍ കുറവായതുകൊണ്ട്‌, ആ ഭാഗത്ത്‌ ജലമര്‍ദം കുറവായിരിക്കും. ഇരുവശത്തും ജലമര്‍ദം ഏകീകരിക്കുന്നതിനുവേണ്ടി ലായകം ലായനിയിലേക്കു കടക്കുന്നു. ലായനിയുടെ ഭാഗത്ത്‌ ബാഷ്‌പമര്‍ദം കുറവായതിനാല്‍ അത്‌ തുലനം ചെയ്യാന്‍വേണ്ടി ലായകം ലായനിയിലേക്കു കടക്കുന്നു എന്നതാണ്‌ ബാഷ്‌പമര്‍ദസിദ്ധാന്തം (vapour pressure theory). ഇതില്‍ ഏതെങ്കിലും ഒന്ന്‌ ശരിയാണെന്നോ മറ്റൊന്നു തെറ്റാണെന്നോ പറയാന്‍ കഴിയാത്തവിധം മൂന്നിനും അനുകൂലമായും പ്രതികൂലമായും വാദമുഖങ്ങളുണ്ട്‌.
ഉത്‌ക്രമ ഓസ്‌മോസനം (Reverse Osmosis). ഓസ്‌മോസിക മര്‍ദത്തെക്കാള്‍ അധികം മര്‍ദം ലായനിയുടെ ഭാഗത്ത്‌ ചെലുത്തിയാല്‍ ലായനിയില്‍ നിന്ന് ലായകം ശുദ്ധലായകത്തില്‍ പ്രവേശിക്കും. ഇതാണ്‌ ഉത്‌ക്രമ ഓസ്‌മോസനം. ലായനികളെ ഈ പ്രക്രിയയിലൂടെ സാന്ദ്രീകരിക്കാം. സാന്ദ്രീകരിക്കേണ്ട ലായനി, ഉയര്‍ന്ന മര്‍ദത്തിനു വിധേയമാക്കിയാല്‍, ലായകം മാത്രം അര്‍ധപാരഗമ്യപടലത്തില്‍ക്കൂടി കടന്നുപോകുന്നു; അതായത്‌ ലായനി സാന്ദ്രീകരിക്കപ്പെടുന്നു. കടല്‍വെള്ളം ശുദ്ധീകരിക്കുവാന്‍ ഈ തത്ത്വം ഉപയോഗപ്പെടുത്താം. ഉയര്‍ന്നമര്‍ദത്തില്‍, ലീനമാലിന്യങ്ങള്‍ സ്‌തരത്തിനുപിന്നില്‍ അവശേഷിക്കുമ്പോള്‍, ശുദ്ധജലം മാത്രം സ്‌തരത്തില്‍ക്കൂടി കടന്നുപോകുന്നു. പക്ഷേ ഉയര്‍ന്ന മര്‍ദത്തെ ചെറുത്തുനില്‌ക്കുവാന്‍ കഴിവുള്ള സ്‌തരം ഉണ്ടാക്കുക എന്ന ശ്രമകരമായ ജോലി ഇതിന്റെ ഉപയോഗസാധ്യതയെ കുറയ്‌ക്കുന്നു.
അനാദര്‍ശ ലായനികളും ഓസ്‌മോസനവും. ഇലക്‌ട്രാലൈറ്റ്‌ ലായനികളില്‍ ലീനം വിയോജിച്ച്‌ അയോണുകളായി സ്ഥിതിചെയ്യുന്നതുകൊണ്ട്‌, ഓസ്‌മോസിക മര്‍ദം കൂടുതലായിരിക്കും. അതുപോലെ ചില ഓര്‍ഗാനിക ലായനികളില്‍ ലീനം സംയോജനംമൂലം വലിയ (സാധാരണ ഇരട്ട) തന്മാത്രകളായി മാറുന്നതുകൊണ്ട്‌ ഓസ്‌മോസികമര്‍ദം കുറവായിരിക്കും. ഇപ്രകാരം പ്രതീക്ഷിക്കുന്ന ഓസ്‌മോസികമര്‍ദവും നിര്‍ണയിക്കപ്പെടുന്ന മര്‍ദവും തമ്മില്‍ വ്യത്യാസമുണ്ടെങ്കില്‍ ലായനി അനാദര്‍ശമാണ്‌. ഇതുപയോഗിച്ചു വിയോജന-സംയോജന തോതുകള്‍ നിര്‍ണയിക്കാം.
പ്രയോജനങ്ങള്‍.
(1) ഓസ്‌മോസികമര്‍ദം, തന്മാത്രകളുടെ എണ്ണത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നതിനാല്‍ ഓസ്‌മോസികമര്‍ദമാപനങ്ങളില്‍നിന്നും ബാഷ്‌പീകരിക്കാത്ത ലീനങ്ങളുടെ തന്മാത്രാഭാരം നിര്‍ണയിക്കാം.g ലേയത്തിന്റെ തന്മാത്രാഭാരം m ആണെങ്കില്‍ PV = [g/m]RT] എന്ന വാന്റ്‌ഹോഫ്‌ സമീകരണമുപയോഗിച്ച്‌ ലേയത്തിന്റെ തന്മാത്രാഭാരം നിര്‍ണയിക്കാം. വലിയ പോളിമര്‍തന്മാത്രകളുടെ ഭാരം നിര്‍ണയിക്കാന്‍ ഈ രീതി പ്രത്യേകിച്ചും സഹായകമാണ്‌. പോളിമറുകളുടെ തന്മാത്രാഭാരം വളരെ വലുതായതുകൊണ്ട്‌ സാമാന്യം സാന്ദ്രതയുള്ള ഒരു ലായനിയില്‍പ്പോലും ലീനതന്മാത്രകളുടെ എണ്ണം താരതമ്യേന കുറവായിരിക്കും; തന്മൂലം ലായനിയുടെ ഓസ്‌മോസികമര്‍ദം വളരെ കുറവായിരിക്കും. എന്നിരുന്നാലും 10,00,000 വരെയുള്ള തന്മാത്രാഭാരം ഈ തത്ത്വമുപയോഗിച്ച്‌ നിര്‍ണയിച്ചിട്ടുണ്ട്‌.
(2) ഭൂമിയിലെ ചിലതരം പാറകള്‍ (ചക്കരപ്പാറ-shale) അര്‍ധപാരഗമ്യപടലമായി പ്രവര്‍ത്തിക്കാറുണ്ട്‌. അയോണുകളെപ്പോലെ ചാര്‍ജുള്ള തന്മാത്രകളെ തടഞ്ഞുനിറുത്തുകയും ചാര്‍ജില്ലാത്ത ജലംപോലെയുള്ളവയെ കടത്തിവിടുകയും ചെയ്യുന്നു. പാറകള്‍ക്കുള്ളില്‍ കാണപ്പെടുന്ന ശുദ്ധജലം ഇപ്രകാരമുണ്ടാവുന്നതാണെന്ന്‌ അനുമാനിക്കപ്പെടുന്നു.
(3) ജൈവപ്രക്രിയകളില്‍ ഓസ്‌മോസനം ഒരു പ്രധാനപങ്കുവഹിക്കുന്നുണ്ട്‌. സസ്യങ്ങള്‍ തങ്ങള്‍ക്കാവശ്യമുള്ള ജലത്തിന്റെ ഒരു നല്ല പങ്ക്‌ ഓസ്‌മോസനം മൂലമാണ്‌ വലിച്ചെടുക്കുന്നത്‌. ഉപ്പ്‌, പഞ്ചസാര എന്നീ പദാര്‍ഥങ്ങള്‍ ലയിച്ചുചേര്‍ന്ന ലായനിയാണ്‌ വേരിനുള്ളത്‌; പുറത്ത്‌ വേരിനുചുറ്റും താരതമ്യേന ശുദ്ധമായ ജലവും വേരിന്റെ കോശഭിത്തികള്‍ അര്‍ധപാരഗമ്യപടലത്താല്‍ നിര്‍മിതമായതുകൊണ്ട്‌, പുറമേനിന്ന്‌ ഓസ്‌മോസനം മൂലം ജലം ഉള്ളിലേക്കു കയറുന്നു. ഇപ്രകാരം വളരെ ഉയരമുള്ള വൃക്ഷങ്ങളുടെ ശിഖരങ്ങള്‍വരെ ജലം എത്തിച്ചേരുന്നുണ്ട്‌.
(4) ഇലകളില്‍ സംശ്ലേഷണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന പഞ്ചസാര, ജലത്തില്‍ ലയിക്കുന്നതാകയാല്‍ ഓസ്‌മോസനംവഴി ഇലകള്‍ കൂടുതല്‍ ജലം വലിച്ചെടുക്കുന്നു. ഈ പ്രക്രിയ തുടരെ നടന്നാല്‍ ഇലകളിലെ കോശഭിത്തികള്‍ ക്രമാതീതമായി വികസിച്ച്‌ ഇലകള്‍ പൊട്ടിപ്പോകുവാനിടയുണ്ട്‌. എന്നാല്‍ പഞ്ചസാര മുഴുവന്‍ അലേയമായ അന്നജം ആയി മാറ്റപ്പെടുന്നതിനാല്‍ ഇത്‌ സംഭവിക്കുന്നില്ല. സസ്യങ്ങളില്‍ നടക്കുന്ന ഒരു നൈസര്‍ഗിക കരുതല്‍നടപടിയാണിത്‌.
(5) വളങ്ങളുടെ ആധിക്യം ചെടികളെ ഉണക്കിക്കളയുന്നതിനും കാരണം ഓസ്‌മോസനം തന്നെ. വളം കൂടുതലാകുമ്പോള്‍ വേരിനുചുറ്റുമുള്ള ലായനിയുടെ സാന്ദ്രത, ഉള്ളിലുള്ളതിനെക്കാള്‍ കൂടുകയും, വേരിനുള്ളില്‍നിന്നും ജലം പുറത്തേക്ക്‌ പ്രവഹിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. തത്‌ഫലമായി സസ്യത്തിനാവശ്യമുള്ള ജലം കിട്ടാതെ സസ്യം ഉണങ്ങിപ്പോകുന്നു.
(6) സസ്യ-ജന്തുകോശങ്ങളിലേക്കു ജലം പ്രവേശിക്കുന്നതും ഓസ്‌മോസനംമൂലമാണ്‌. സസ്യങ്ങളിലെന്നപോലെ ജീവജാലങ്ങളുടെ ദഹനേന്ദ്രിയങ്ങള്‍ ജലം വലിച്ചെടുക്കുന്നതും മനുഷ്യരില്‍ ശരീരത്തിലെ ജലത്തിന്റെ അളവ്‌ നിയന്ത്രിക്കുന്ന കിഡ്‌നിയുടെ പ്രവര്‍ത്തനതത്ത്വവും കോശങ്ങളിലെ ജലവിനിമയത്തെ നിയന്ത്രിക്കുന്നതും ഓസ്‌മോസനംമൂലമാണ്‌.
(7) വൈദ്യശാസ്‌ത്രത്തില്‍, കുത്തിവയ്‌ക്കുവാന്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഔഷധങ്ങള്‍ രക്തപ്ലാസ്‌മയുമായി സമഓസ്‌മോസികങ്ങളായ ലായനികളായിരിക്കണം.
(എ. സലാഹുദീന്‍കുഞ്ഞ്‌; സ.പ.)
