जलीय विच्छेदन

जलीय विच्छेदन : ज्या रासायनिक विक्रियेत पाण्याचा रेणू H व OH यांच्या रूपाने विक्रिया घडवून एखाद्या संयुगाचे विच्छेदन करतो (विभाग पाडतो) तिला ही संज्ञा लावतात.

दुर्बल अम्ल व प्रबल क्षारक (अम्लाशी विक्रिया झाल्यास लवण देणारे संयुग, बेस) किंवा प्रबल अम्ल व दुर्बल क्षारक यांपासून बनलेली लवणे पाण्यात विरघळविली म्हणजे त्यांचे विद्राव अनुक्रमे अम्लीय व क्षारकीय गुणधर्म दाखवितात. याचे कारण त्यांचे जलीय विच्छेदन होते हे होय (स्पष्टीकरण शेवटी दिले आहे). काही ⇨कार्बनी-धातु संयुगांचेही जलीय विच्छेदन केवळ पाण्याने सहज घडून येते [उदा., ग्रीन्यार विक्रियाकारके, → ग्रीन्यार विक्रिया]. काही ठिकाणी उष्णता आणि दाब वापरावा लागतो. तथापि बहुसंख्य ठिकाणी पाण्याबरोबर अम्ले, क्षारके व एंझाइमे (जीवरासायनिक विक्रिया घडविण्यास मदत करणारे पदार्थ) यांचा उपयोग विक्रिया त्वरेने व्हावी म्हणून करावा लागतो.

संयुग क्षाराबरोबर (अल्कलीबरोबर) वितळवून (या वेळी पाणी नाममात्रच असते) काही जलीय विच्छेदन क्रिया घडवून आणता येतात. अर्थात या पद्धतीने मिळणाऱ्या संयुगात वापरलेल्या क्षारानुसार सोडियम अथवा पोटॅशियम यांच्या अणूंचा अंतर्भाव झालेला असतो.

कित्येक औद्योगिक उत्पादनाच्या प्रक्रिया जलीय विच्छेदनावर आधारलेल्या आहेत. उदा., (१) मेदाम्ले (तेले आणि चरब्या यांमध्ये असणारी अम्ले) मिळविण्यासाठी तेले व चरब्या यांचे जलीय विच्छेदन विरल सल्फ्यूरिक अम्ल व टि्‌वचेल विक्रियाकारक (ओलेइक अम्ल व नॅप्थॅलीन यांवर सल्फ्यूरिक अम्लाशी विक्रिया करून बनविलेले एक संयुग) ह्या उत्प्रेरकांच्या (विक्रियेची गती वाढविणाऱ्या किंवा अन्य तऱ्हेने ती सुलभ करणाऱ्या परंतु अंती शिल्लक राहणाऱ्या पदार्थाच्या) उपस्थितीत घडवून आणतात. याच विक्रियेत ग्लिसरीन उपपदार्थ म्हणून मिळते.

तेले आणि चरब्या यांचे जलीय विच्छेदन दाहक (कॉस्टिक) सोड्याचा जलीय विद्राव (पाण्यात दाहक सोडा विरघळवून केलेले मिश्रण) वापरून केले, तर मेदाम्लांची सोडियम लवणे मिळतात. साबण अशा सोडियम लवणांचेच बनलेले असतात [⟶ साबणीकरण]. या प्रक्रियेतही ग्लिसरीन हा उपयुक्त पदार्थ मिळतो.

(२) अम्लांच्या उपस्थितीत लाकडाचे (सेल्युलोजाचे) जलीय विच्छेदन करून ग्लुकोज व झायलोज मिळविता येते. या ग्लुकोजाचा उपयोग अल्कोहॉल बनविण्यासाठी करता येतो.

(३) सेल्युलाजावर सोडियम हायड्रॉक्साइड व कार्बन डायसल्फाइड यांची विक्रिया केली म्हणजे सोडियम झँथेट हे विद्राव्य (विरघळणारे) संयुग बनते. अम्लाच्या विक्रियेने त्याचे जलीय विच्छेदन करून त्यापासून सेल्युलोज व कार्बन डायसल्फाइड तयार करता येते. या गुणधर्मांचा उपयोग व्हिस्कोज तंतू (एक प्रकारचा कृत्रिम तंतू) बनविण्याच्या कृतीत करण्यात येतो. या कृतीत सेल्युलोज झँथेटाचा विद्राव सूक्ष्म छिद्रांतून अम्ल विद्रावात सोडतात. त्या योगाने सेल्युलोजाचा तो तंतू बनतो, तोच व्हिस्कोज तंतू होय.

(४) एखादे बहुवारिक (एकच अणुसमुच्चय पुनःपुन्हा जोडला जाऊन तयार झालेले संयुग) बनवावयाचे झाले, तर त्याचे एकवारिक (बहुवारिक बनविण्यासाठी लागणारा एक अणुसमुच्चय ज्यामध्ये आहे असे संयुग) घेऊन त्याचे बहुवारिकीकरण (बहुवारिक तयार करण्याची क्रिया) करणे ही सामान्य पद्धत आहे परंतु पॉलिव्हिनिल अल्कोहॉल बनविण्याकरिता ती उपयोगी पडत नाही कारण त्याचे एकवारिक म्हणजे व्हिनिल अल्कोहॉल हे संयुग अस्थिर आहे. म्हणून पॉलिव्हिनिल ॲसिटेट घेऊन आणि त्याचे जलीय विच्छेदन करून पॉलिव्हिनिल अल्कोहॉल बनवितात.

(५) सेल्युलोज ॲसिटेटाचा तंतुद्रव्य इत्यादींकरिता उपयोग करावयाचा असेल, तर त्यातील ॲसिटिल गटांचे प्रमाण काही विशिष्ट मर्यादेत व माफक असावे लागते पण सेल्युलोजापासून सुरुवात केल्यास ते प्रमाण असलेला पदार्थ मिळविता येत नाही. म्हणून सेल्युलोजाचे प्रथम ट्रायॲसिटेट बनवितात. यामध्ये या गटांचे प्रमाण अधिक अधिक असते. नंतर ट्रायॲसिटेटाचे जलीय विच्छेदन करून ॲसिटिल गटांचे प्रमाण इष्ट तितके कमी करतात व योग्य त्या प्रकारचे सेल्युलोज ॲसिटेट मिळवितात.

(६) एंझाइमांच्या उपयोगाने जलीय विच्छेदन करण्याच्या काही प्रक्रियाही प्रचलित आहेत. उदा., स्टार्चाचे डायास्टेज एंझाइमाने जलीय विच्छेदन केल्यास ग्लुकोज व डेक्स्ट्रीन मिळतात. अमायलेज वापरल्यास ग्लुकोज व माल्टोज या शर्करा मिळतात.

यांशिवाय खनिज तेलाच्या शुद्धीकरणात मिळणाऱ्या एथिलिनापासून एथिल अल्कोहॉल, एथिलीन ग्लायकॉल, पेंटेन व आयसोपेंटेनापासून ॲमिल अल्कोहॉल त्याचप्रमाणे बेंझिनापासून फिनॉल आणि गव्हातील ग्लुटेनापासून सोडियम ग्लुटामेट बनविण्याच्या कृतीत जलीय विच्छेदन ही विक्रिया उपयोगी पडते.

दुर्बल अम्ल व प्रबल क्षारक यांपासून बनलेले लवण (उदा., सोडियम ॲसिटेट) पाण्यात विरघळविले म्हणजे बनणारा विद्राव क्षारीय गुणधर्म दाखवितो. याचे कारण असे की, पाण्यात विरघळविल्यावर त्या लवणाचे विगमन (रेणूतील घटक आयन रूपात म्हणजे विद्युत् भारित अणू, रेणू वा अणुगट यांच्या रूपांत वेगळे होणे) होऊन CH₃·COO^– आणि Na⁺ हे आयन बनतात. पाण्याचे विगमन H⁺ व OH^– या आयनांच्या रूपाने ठराविक प्रमाणात नेहमीच झालेले असते. सोडियम ॲसिटेट हे ज्या ॲसिटिक अम्लापासून बनते ते दुर्बल आहे. याचा अर्थ त्याचे विगमन CH₃·COO^– व H⁺ या आयनांत फारसे होऊ शकत नाही. म्हणून पाण्यात विद्राव झाला की, CH₃·COO^– आयन H⁺ आयनांशी संयोग पावून विगमन न पावणारे CH₃·COOH  बनविते. याचा परिणाम असा होतो की, विद्रावात OH^– आयन जास्त होतात. त्यांच्या अस्तित्वामुळे विद्रावास क्षारीय गुणधर्म येतो.

याच्या उलट फेरिक क्लोराइडासारखे लवण जलीय विद्रावाला अम्लधर्म देते. याचे कारण त्याचे विगमन होऊन Fe⁺⁺⁺ व Cl^– असे आयन होतात. हे लवण Fe(OH)₃ या क्षारकापासून बनलेले आहे. हे क्षारक Fe⁺⁺⁺ व OH^– अशा मुक्त आयनांच्या रूपाने फारसे राहू शकत नाही म्हणून ते पाण्याच्या विगमनाने झालेल्या H⁺ व OH^– या आयनांपैकी OH^– आयन घेऊन Fe(OH₃) हे फारसे विगमन न होणारे क्षारक बनविते. यामुळे विद्रावात H⁺ आयन जास्त होतात व त्यामुळे विद्राव अम्लधर्म दाखवितो.

लवण प्रबल अम्ल आणि प्रबल क्षारक यांपासून बनलेले असले, तर अशी परिस्थिती उद्‌भवत नाही कारण त्या दोहोंचे पूर्ण विगमन होऊ शकते.

पहा : जलसंयोग साबणीकरण.

संदर्भ : 1. Fieser, L. Fieser N. Organic Chemistry, Bombay, 1962.

  2. Groggins, P. H. Unit Processes in Organic Synthesis, Tokyo, 1958.

  3. Shreve, R. N. The Chemical Process Industries, Tokyo, 1945.

कारेकर, न.वि. दीक्षित, व. चिं.

“