1-qism. Haroratni kamaytiramiz. Qizdirish va muqobil jarayonlar yondirishdan ko‘ra yaxshiroq ekani haqida to’liq malumot oling

Olov odamlarning zamonaviy tus olishiga, Yer sayyorasini oʻzlashtirishiga va misli koʻrilmagan texnologik taraqqiyotga erishishga yordam berdi. Yonish jarayoni 21-asrda haligacha ishlab chiqarishning katta qismini taʼminlaydi. Shu bilan birga tabiat va inson salomatligiga zarar yetkazadi. Dunyo yashil muqobillarga muhtoj. Ulardan biri qizdirish boʻlishi mumkin. Ushbu maqola orqali yonish jarayonida qanday xavfli birikmalar hosil boʻlishi, qizdirishning undan qanday farq qilishi va haqiqatan ham yonishdan xavfsizroq ekanini tahlil qilamiz.

Ushbu maqola tamaki chekish, nikotin, chekish amaliyotining axloqiy, biokimyoviy va antropologik va boshqa koʻplab jihatlaridan kelib chiquvchi zararlarni kamaytirish gʻoyasiga bagʻishlangan “Tutun tarqaganda” loyihasining davomi hisoblanadi. Loyiha “Philip Morris International” korxonasining Rossiyadagi filiallari koʻmagida tayyorlangan. Maqola mualliflarining fikri korxona qarashlariga mos kelmasligi mumkin.

Abadiy tomosha qilish mumkin emas

Zamonaviy odamlarning ajdodlari 2,5 million yil avval ovqat pishirish uchun olovdan foydalana boshladi va tez orada nima uchun pishirilgan taom xom taomdan koʻra mazaliroq ekanini tushunib yetishdi. Issiqlik bilan ishlov berish ovqatni yanada toʻyimli va yumshoq qilgandi. Natijada ularning jismoniy holati yaxshilandi va umr koʻrish davomiyligi oshdi, tishlar qattiq ovqatni uzoqroq chaynagani uchun yetarli darajada sogʻlomligicha qoldi.

Shu bilan birga tadqiqotchilarning fikriga koʻra, odamlarda ijtimoiylashuvga ehtiyoj paydo boʻldi. Ajdodlar olovni birgalikda saqlash, vazifalarni taqsimlash va ovqat paytida muloqot qilishlari kerak edi. Shunday qilib, olov yordamida gominidlar oxir-oqibat Homo erectus – tik yuruvchi odamga aylandi. Olimlarning taʼkidlashicha, olov atrofida toʻplanish odati tufayli ijtimoiy koʻnikmalar individual gominid hayotida katta rol oʻynay boshladi va ota-bobolarimiz olovni koʻrganda tinchlanish reaksiyasini rivojlantirdi hamda ushbu reaksiya zamonaviy odamlarga oʻtdi.

Taxminan 1,8 million yil avval olov qadimgi odamlarga Afrikadan tashqariga chiqishga va iqlimi u yerdan farq qiladigan hududlarni rivojlantirishga yordam berdi. Neolit davrida, miloddan avvalgi 10 ming yil oldin birinchi qishloq xoʻjaligi inqilobi amalga oshirildi. Odamlar koʻp yillik oʻsimliklar oʻsgan hududlarni yoqib tozalashdi, boʻshagan yerlarga bir yillik oʻsimliklar ekishdi. Shunday qilib, olov xoʻjalikning ajralmas boʻlagiga aylandi.

Keyinchalik, ichki yonuv dvigatellarining ixtiro qilinishi, yoqilgʻi sifatida neftning topilishi va koʻmirning metallga ishlov berish sanoatida qoʻllanishi 19-asr sanoat inqilobiga olib keldi. Yonish ommaviy ishlab chiqarishning bir qismiga aylandi va yana bir bor insoniyat rivojlanishiga turtki berdi.

Insoniyat olov energiyasi bilan taʼminlangan texnologik taraqqiyot uchun tovon toʻlashi kerak boʻldi. Bugungi kunda sayyoramiz kelajagiga tahdid soladigan eng dolzarb muammolardan biri global iqlim isishidir. Issiqlik elektr stansiyalari, avtomobil dvigatellari va foydali qazilmalarni qayta ishlash zavodlarining chiqindilari sifatida shakllanadigan karbonat angidrid gazi Yer yuzasidagi haroratning oshishiga asosiy omil boʻlib xizmat qiladi. Chiqindi havo sifatining yomonlashishiga ham hissa qoʻshadi. Masalan, 2013-yilga kelib Pekindagi PM2.5 (mayda zarralar – nafas olish kasalliklarini keltirib chiqaradigan havoni ifloslantiruvchi moddalar) darajasi tavsiya etilganidan 30-40 baravar yuqori edi. Osmon kul rangga aylangan va odamlar tashqariga chiqqanda niqob kiyishga majbur boʻlishardi. Nafas olish muammosi bilan kasalxonaga yotqizilganlar soni 20 foizga oshgandi.

Ota-bobolarimizning uzoq umr koʻrishiga yordam bergan olovda pishirilgan taomlar bugungi kunda saratonning koʻplab turlari paydo boʻlishining asosiy sabablaridan biri sanalmoqda. Bularning barchasi politsiklik aromatik uglevodorodlar (PAU)dir. PAU organik birikmalar boʻlib, ularning aksariyati kuchli kanserogen xususiyatga ega. Baʼzi PAU tabiiy ravishda goʻshtda uchraydi, boshqalari esa olovda, koʻmirda yoki yogʻda qovurilganda hosil boʻladi. Eng keng tarqalgan PAU, MeIQx va PhIP boʻlib, ular jigar, oshqozon, buyrak va yoʻgʻon ichak saratoni paydo boʻlish xavfini oshiradi.

Xitoy va ingliz olimlari olovda va koʻmirda ovqat tayyorlash eng xavfsiz pishirish usuli emasligini aniqladi. Tadqiqotda chekmaydigan va surunkali kasalliklari boʻlmagan 280 ming nafar xitoylik ishtirok etdi. Maʼlum boʻlishicha, gaz yoki elektr pechlarini ishlatadigan odamlarga nisbatan oʻtinli pechda ovqat pishirganda nafas yoʻllari kasalliklariga chalinish ehtimoli 7 foizga, koʻmir yoqilgʻisidan foydalanganda esa 6 foizga oshadi. Mualliflarning fikriga koʻra, “toza” yoqilgʻiga oʻtish nafas olish kasalliklarining oldini olish uchun foydali va bu xuddi yoshi kattalarning sogʻligʻini yaxshilash uchun chekishni tashlash kabi ijobiy taʼsirga ega.

Biroq barcha yonish turlari ham zararli emas. Masalan, kislorodda vodorodni yoqish orqali suv olish mumkin. Qanday sharoitlarda va nima uchun zaharli yoki zararli moddalar, masalan, karbonat angidrid paydo boʻladi? Bu savolga javob berish uchun yonish oʻzi nima ekanini tushunib olish kerak.

Yorqinroq yon

Fizika nuqtai nazaridan, yonish oʻz-oʻzini taʼminlaydigan jarayon boʻlib, moddalarning oʻzgarishi va energiyaning jadal ravishda ajrab chiqishi bilan birga kechadi. Ushbu taʼrifga termoyadroviy sintez va oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarining tez zanjirlari (OVR) ham kiradi. Ammo Yerdagi yonish jarayonlarining aksariyati aynan ikkinchi mexanizm orqali sodir boʻladi va termoyadroviy sintez faqat tokamaklardagina uchraydi.

Nima uchun kimyoviy reaksiyalarning boshqa turlari emas, aynan OVR? Yonish aniq oʻz-oʻzini taʼminlaydigan jarayondir, yaʼni uning paydo boʻlishi uchun tashqi tomondan issiqlikni doimiy ravishda yetkazib berish shart emas. Bu shuni anglatadiki, yonish jarayonida moddalarning oʻzgarishi sodir boʻlib, energiya ajralib chiqishiga olib keladi. Hamma reaksiyalar ushbu ssenariy boʻyicha davom etmaydi, lekin koʻpchiligiga OVR sabab boʻladi.

Taʼrifga koʻra, OVR reaktivlarni tashkil etuvchi atomlarning oksidlanish darajasini oʻzgartiradi. Oksidlanish darajasi elementning birikmadagi elektronlarni oʻziga qanchalik tortib olishini aks ettiruvchi shartli koʻrsatkich hisoblanadi. Albatta bu kuch bilan sodir boʻlmaydi, lekin elektron uchun bir atomning elektron qobigʻi darajalari boshqasiga qaraganda qulayroqdir.

Koʻproq bilishni istaganlar uchun

Molekulalar tashqi elektron qobiqlarning elektronlari bir yoki bir nechta atomlar uchun “umumiy”ga aylanib qolishi sababli hosil boʻladi. Umumiy elektronlar doimiy ravishda atomlar qobigʻi orasida harakat qiladi va kimyoviy bogʻlanishlar hosil boʻladi. Agar atomlar turli xil kimyoviy elementlarga (kislorod va vodorod, natriy va xlor va boshqalar) tegishli boʻlsa, elektronlar maʼlum bir atomning yonida tez-tez va boshqasining oldida kamroq “boʻlishi” energiya nuqtai nazaridan foydali. Shu sababli zaryad goʻyo yadrolar orasida “sochilgan” holatda boʻlsa ham koʻproq elektr-negativlarga tomon “yon bosadi”. Agar faqatgina zaryadning maʼlum bir qismini tortib olmasdan butun holida oʻtkazish imkoni boʻlganda, oksidlanish darajasi butun sonlar bilan koʻrsatilar va atom bergan (“+” deb yoziladi) yoki olib qoʻygan (“-” deb yoziladi) elektronlar sonini anglatardi.

OVR jarayonida molekulalar uchrashganda elektronlarni bir elementdan (qaytaruvchi) ikkinchisiga (oksidlovchi) oʻtkazish, baʼzi bogʻlanishlarni butunlay uzib, yangilarini hosil qilish foydaliroq ekani maʼlum boʻladi. Shunday qilib, elektronlar aralashadi va energiya jihatidan eng qulay, fizik jihatdan odatda energiya eng kam boʻlgan joylarni egallashadi. Tizim energiya yuqori boʻlgan nuqtadan boshlanib, pastroq boʻlgan nuqtaga kelgandan soʻng tashqariga chiqariladigan va boshqa ehtiyojlar uchun ishlatilishi mumkin boʻlgan “qoʻshimcha” energiya hosil qiladi. Masalan, bu energiya boshqa reaksiyalarni boshlash uchun qoʻllanishi mumkin.

Elektron zichlikning vodoroddan manfiyroq ftorga oʻtishi orqali molekulada bogʻlanish hosil boʻlishi.

Xoʻsh, yonish tabiatan qulayroq holatga intilishdan iborat boʻlsa, nega unda hamma olov koʻk rangda yonmaydi? Birinchidan, maʼlum sharoitlarda barcha reagentlar OVR tomonidan hosil qilinmaydi. Ikkinchidan, boshlanish va tugash nuqtalari oʻrtasida oraliq bosqich – beqaror holat mavjud boʻlib, uni bartaraf etish uchun qoʻshimcha energiya talab qilinadi.

Kimyoviy reaksiya jarayonida tizim energiyasining oʻzgarishi. E a – faollashtirish energiyasi (oʻtish holatidagi ortiqcha energiya. Buning natijasida tizim yengib oʻtishi kerak boʻlgan boshlangʻich va oxirgi nuqtalar oʻrtasida energiya toʻsigʻi hosil boʻladi).

Yonish jarayonini boshlash uchun energiya tashqi tomondan berilishi kerak. Masalan, etan kislorodda yaxshi yonadi, lekin gugurt chaqilmaguncha alangalanmaydi. Faqat birmuncha vaqt oʻtgach, ichki oʻzgarishlar oʻz-oʻzidan yonishni qoʻllab-quvvatlay boshlaydi. Nihoyat, barcha OVRlar yonish bilan birga kechmaydi. Murakkab organik birikmalarning biologik oksidlanishi har lahza ichimizda sodir boʻladi, lekin bu biz doimo ichimizdan yonamiz degani emas.

Yonish jarayonida oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarining zanjirlari paydo boʻladi, bu esa energiya chiqarilishi bilan OVR reaksiyalarining keyingi toʻlqinlarini qoʻzgʻatadi. Estafetaning asosiy tashuvchilari erkin radikallar – bir yoki bir nechta juftlashtirilmagan elektronni oʻz ichiga olgan zarralar hisoblanadi. Ular kimyoviy jihatdan oʻta faol (va shuning uchun ham tirik organizmlar uchun xavflidir), chunki elektron juftlarning shakllanishi bitta elektron tarkibdan farqli oʻlaroq tizim uchun energiya jihatidan foydalidir. Ularning yuqori faolligi tufayli radikallar yetarli darajada reaksiya tezligini taʼminlaydi. Shuning uchun tizimdagi energiya butunlay soʻnib qolishga vaqt boʻlmaydi va hatto toʻplanishda ham davom etmaydi. Ular yonilgʻi molekulalari bilan tezda reaksiyaga kirishadi, natijada reaksiya mahsulotlari va yangi radikallar hosil boʻladi hamda zanjirning yana bir davriyligi boshlanadi. Shu sababli yonish jarayonida mana shunday OVR kuzatiladi. Ular keyingi OVR va radikallarning paydo boʻlishi uchun yetarli energiya hosil qiladi.

Maqolaning 2-qismini bu yerda o‘qing → sinaps.uz/maqola/16696/

Muallif: Yelena Truxan. Ushbu maqola nplus1.ru saytidagi “Игра на понижение. Когда нагревание и альтернативные процессы оказываются лучше горения” nomli maqolaning tarjimasi.
Muqova surat: freepik.com