रसायनांची वर्गवारी

महाविद्यालयीन प्रयोगशाळेपासून, कोणत्याही प्रकारच्या प्रयोगशाळेशी संबंधित असणाऱ्यांना विविध प्रकारची रसायने वापरावी लागतात. या रसायनांची शुद्धता वेगवेगळ्या प्रकारची असते. ती शुद्धता कोणकोणत्या दर्जाची असू शकते, हे माहीत असणे महत्त्वाचे आहे. तेव्हा विविध प्रकारच्या रसायनांची त्यांच्या दर्जानुसार कशी वर्गवारी केली जाते, याची ओळख करून देणारा हा लेख…

---

बाजारात उपलब्ध असणाऱ्या रसायनांची शुद्धता वेगवेगळी असते. जे रसायन वापरायचे आहे, ते किती शुद्ध असावे हे, तेरसायन कशासाठी वापरायचे आहे त्यावर ठरते. खाद्यपदार्थांच्या निर्मितीसाठी वापरली जाणारी रसायने, औषध म्हणून किंवा औषध निर्मितीसाठी वापरली जाणारी रसायने, रासायनिक पृथक्करणासाठी वापरली जाणारी रसायने, इतर रसायनांची निर्मिती करण्यासाठी वापरली जाणारी रसायने, अशा अनेक कारणांसाठी रसायनांचा वापर होतो. ही सर्व रसायने जरी शुद्ध स्वरूपात अपेक्षित असली, तरी या शुद्धतेचे प्रमाण सगळ्या बाबतीत सारखेच अपेक्षित नसते. उदाहरणार्थ, एखादे रसायन जेव्हा खाद्यपदार्थ किंवा औषध बनवण्यासाठी वापरले जाते, तेव्हा त्याची शुद्धता अखाद्य पदार्थ बनवण्यासाठी लागणाऱ्या शुद्धतेपेक्षा अधिक असावी लागते. जर तेच रसायन एखाद्या ढोबळ कामासाठी वापरायचे, तर त्याची शुद्धता कमी असली तरी चालते. अगदी साधे उदाहरण द्यायचे, तर आपण खाण्यात वापरत असलेल्या मिठाचे देता येईल. मीठ म्हणजे सोडियम क्लोराइड या सोडियम क्लोराइडचे खाण्यातील वापराव्यतिरिक्त अनेक उपयोग आहेत अगदी वस्त्रनिर्मिती, रबरनिर्मिती, रस्तेबांधणीपासून ते औषध-निर्मितीपर्यंत… सलाइनसारखे शरीरात द्रावणाच्या स्वरूपात सोडण्याचे सोडियम क्लोराइड हे वस्त्रोद्योगात वापरल्या जाणाऱ्या सोडियम क्लोराइडच्या तुलनेत खूपच शुद्ध असावे लागते.

रसायनाची शुद्धता ही अनेक वेळा टक्केवारीच्या स्वरूपात दर्शवली जाते. एखाद्या रसायनाची शुद्धता अठ्याण्णव टक्के असल्याचे म्हटले जाते, तेव्हा त्यात वस्तुमानाच्या स्वरूपात अठ्याण्णव टक्के मुख्य रसायन असते, तर दोन टक्के इतर पदार्थ असतात. कोणत्याही रसायनाची शुद्धता वाढवण्यासाठी त्यावर अधिकाधिक गुंतागुतीच्या प्रक्रिया कराव्या लागतात. एखाद्या पदार्थाची शुद्धता जितकी जास्त, तितकी त्याची किंमत जास्त असते. त्यामुळे एखाद्या रसायनाची मागणी नोंदवताना, आवश्यक नसल्यास अतिशुद्ध रसायनाची मागणी केली जात नाही. आवश्यकता नसताना अशी रसायने वापरल्यास, त्या रसायनांपासून केल्या जाणाऱ्या उत्पादनाची किंमत कारण नसताना वाढत जाते. मात्र, जेव्हा आवश्यक असेल, तेव्हा अत्यंत शुद्ध दर्जाची रसायने वापरण्याला पर्याय नसतो. अशी शुद्ध दर्जाची रसायने वापरून तयार केलेली उत्पादने महाग असतात.

अनेक वेळा रसायनाच्या वर्गानुसार त्यांच्या उत्पादनक्रियाही बदलतात. एखादे विशिष्ट रसायन वेगवेगळ्या प्रक्रियेद्वारे तयार करणे शक्य असते. काही प्रक्रिया या कमी खर्चाच्या असतात, परंतु या प्रक्रियेत तयार झालेले रसायनसुद्धा कमी दर्जाचे असू शकते. रसायन तयार झाल्यावर त्याच्या शुद्धीकरणासाठी त्यावर अनेक प्रक्रिया केल्या जातात. या प्रक्रियासुद्धा जी शुद्धता अपेक्षित असते, त्यानुसार ठरतात. काही वेळा एखादे रसायन अधिक शुद्ध करण्यासाठी, त्यावर वेगळी व अधिक खर्चिक प्रक्रियाही करावी लागते. तसेच, काही वेळा रसायन शुद्ध करण्यासाठी, एखादी ठरावीक प्रक्रिया पुनः पुनः करावी लागते. रसायन शुद्ध करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या प्रक्रिया रसायनाच्या स्वरूपाप्रमाणे, गुणधर्मांप्रमाणे बदलतात. उदाहरणार्थ, हे रसायन द्रवरूप आहे की घनरूप आहे, ते सेंद्रिय आहे की असेंद्रिय आहे, ते आम्लधर्मिय आहे की अल्कधर्मिय आहे, ते आयनीभूत होऊ शकते का, अशा अनेक बाबी रसायने शुद्ध करण्यासाठी प्रक्रिया निवडताना विचारात घेतल्या जातात.

रसायनाच्या शुद्धीकरणासाठी ऊर्ध्वपातन, स्फटिकीभवन, वर्णलेखन (क्रोमॅटोग्राफी) द्रावक निष्कर्षण (सॉल्व्हंट एक्स्ट्रॅक्शन) अशा विविध प्रक्रियांचा वापर केला जातो. ऊर्ध्वपातनाचा उपयोग हा द्रवरूपी रसायनांच्या शुद्धीकरणासाठी केला जातो. रसायनाचा उत्कलनबिंदू आणि त्यातील अशुद्ध घटकांचा उत्कलनबिंदू, यांतील फरकाचा वापर करून ऊर्ध्वपातनाद्वारे मुख्य रसायन अशुद्ध घटकांपासून वेगळे केले जाते. स्फटिकीभवनाच्या क्रियेत, योग्य अशा द्रावणात हव्या असलेल्या रसायनाचे स्फटिकीभवन करून त्या रसायनाचे शुद्ध स्वरूपातील स्फटिक मिळवता येतात. वर्णलेखनाच्या क्रियांत अशुद्ध रसायन विशिष्ट पदार्थांच्या स्तंभातून पाठवले जाते. स्तंभातील पदार्थाशी असणाऱ्या वेगवेगळ्या रासायनिक आकर्षणांमुळे, मुख्य रसायनाला त्यातील अशुद्ध रसायनांपासून वेगळे करणे शक्य होते. द्रावक निष्कर्षणात मुख्य रसायन आणि त्यातील अशुद्ध पदार्थ यांच्या, द्रावणांत विरघळण्याच्या क्षमतेतील फरकाचा वापर करून ते शुद्ध करणे शक्य होते. रसायनांची शुद्धता काढण्यासाठीही विविध रासायनिक उपकरणांचा वापर केला जातो. या उपकरणांची निवड करताना, उपकरणाची संवेदनशीलता आणि रसायनाची अपेक्षित शुद्धता, या दोन्ही गोष्टी लक्षात घ्याव्या लागतात. ही उपकरणे वर्णलेखनशास्त्रे, वर्णपटशास्त्रे (स्पेक्ट्रोस्कोपी), अशा विविध पद्धतींवर आधारलेली असतात.

रसायनांची शुद्धता दर्शवणारे अनेक वर्ग अस्तित्वात आहेत. यांतला एक महत्त्वाचा वर्ग आहे तो, विविध प्रमाणित रसायनांचा यात काही संस्थांनी प्रमाणित केलेल्या दर्जानुसार असणाऱ्या रसायनांचा समावेश होतो. हे प्रमाणीकरण करणारी एक संस्था म्हणजे अमेरिकन केमिकल सोसायटी (एसीएस). याशिवाय अमेरिकेतील युनायटेड स्टेट्स फार्माकोपिया (यूएसपी) आणि नॅशनल फॉर्म्युलरी (एनएफ), इंग्लंडमधील ब्रिटिश फार्माकोपिआ (बीपी), भारतातील नॅशलन फॉर्म्युलरी ऑफ इंडिया (एनएफआय) आणि इंडियन फार्माकोपिआ (आयपी) ही रसायनांची इतर प्रमाणीकरणेही अस्तित्वात आहेत. ही इतर प्रमाणीकरणे मुख्यतः औषधांशी संबंधित आहेत. या सर्व प्रमाणित वर्गातील रसायनांच्या बाबतीत तसा उल्लेख या प्रमाणित रसायनांचा वर्ग दर्शवताना केला जातो. उदाहरणार्थ, एसीएस ग्रेडची रसायने किंवा आयपी ग्रेडची रसायने. या प्रमाणित वर्गांव्यतिरिक्त, सर्वसाधारण वापरातील प्रमुख वर्ग मानता येतील असे वर्ग वाढत्या शुद्धतेनुसार कमर्शिअल ग्रेड, लॅबोरेटरी ग्रेड आणि रीएजंट ग्रेड – असे आहेत.

कमर्शिअल ग्रेड या वर्गातील रसायनांची शुद्धता साधारणपणे ९५ टक्के ते ९९ टक्के या दरम्यान असते. हा वर्ग टेक्निकल ग्रेड (टीजी) किंवा सिंथेटिक ग्रेड या नावेही ओळखला जातो. या रसायनांच्या शुद्धीकरणासाठी विशेष प्रक्रिया वापरली जात नसल्याने, तसेच विश्लेषण सोप्या पद्धतीने केले जात असल्याने, ही रसायने कमी किमतीची असतात. ही रसायने इतर रसायनांच्या निर्मितीसाठी कच्चा माल म्हणून वापरली जातात. त्यामुळे या रसायनांची खरेदी विविध रसायन उद्योगांत एकेका वेळी मोठ्या प्रमाणात केली जाते. ही रसायने पुरेशी शुद्ध नसल्याने ती इतर रसायनांच्या विश्लेषणासाठी वापरता येत नाहीत, तसेच खाद्यपदार्थांच्या निर्मितीसाठी किंवा औषधनिर्मितीसाठीही ती वापरता येत नाहीत.,

कमर्शिअल ग्रेड वर्गातील रसायनांपेक्षा अधिक शुद्ध असलेली रसायने म्हणजे लॅबोरेटरी ग्रेड (एलआर) रसायने. हा वर्ग विविध कंपन्यांनी स्वतःच दिलेल्या, केमिकली प्युअर (सीपी), एक्स्ट्रा प्युअर (इपी) इत्यादी नावांनीही ओळखला जातो. या वर्गातील रसायनांची शुद्धता जवळपास ९९ टक्के असून, ती अनेक वेळा प्रमाणित वर्गातील रसायनांच्या आसपासही असू शकते. तरीही त्यांतील अशुद्ध पदार्थांच्या प्रमाणांच्या अनिश्चिततेमुळे ही रसायने विश्लेषणात्मक कामासाठी वापरली जात नाहीत. ही रसायने मुख्यतः औद्योगिक प्रयोगशाळांतील सर्वसाधारण कामांसाठी, ज्यासाठी अत्यंत शुद्ध रसायनांची गरज नसते तिथे, वापरली जातात. तसेच, यांचा वापर शैक्षणिक प्रयोगशाळांत मोठ्या प्रमाणात होतो. ही रसायनेसुद्धा औषधे म्हणून वापरता येत नाहीत. या रसायनांच्या निर्मितीसाठी काही विशेष प्रक्रिया राबवल्या जात असल्याने, या रसायनांच्या किंमती कमर्शिअल रसायनांच्या किमतींच्या तुलनेत दीडपट असू असतात.

रसायनांचा तिसरा महत्त्वाचा वर्ग आहे तो, रीएजंट ग्रेड या वर्गातील रसायनांचा. हा वर्ग अॅनॅलिटकल ग्रेड (एजी), अॅनॅलआर किंवा अॅनॅलिटिकल रीएजंट (एआर) या नावेही ओळखला जातो. या वर्गातील रसायनांची शुद्धता ९९ टक्क्यांपेक्षा अधिक असते. ही रसायने जिथेजिथे अत्यंत शुद्ध रसायनांचा वापर अत्यावश्यक असतो, अशा सर्व ठिकाणी होऊ शकतो. या रसायनांची शुद्धता औषधाच्या बाबतीत वापरल्या जाणाऱ्या बीपी ग्रेड या प्रमाणित दर्जाच्या रसायनांइतकी तरी किमान असतेच असते. काही वेळा ती अधिकही असू शकते. या रसायनांच्या शुद्धीकरणासाठी विशेष प्रक्रियांचा वापर करावा लागत असल्याने त्यांची किंमत कमर्शिअल ग्रेडच्या रसायनांच्या तुलनेत दुप्पटीपर्यंत असू शकते. या वर्गातील रसायनांच्या वेष्टणावर, त्यांतील अशुद्ध पदार्थांच्या प्रमाणासकट संपूर्ण रासायनिक विश्लेषण छापलेले असते. या रसायनांना त्यामुळे गॅरंटेड रीएजंट (जीआर) या नावेही ओळखले जाते.

रसायनांच्या या मुख्य वर्गांव्यतिरिक्त इतर वर्गही अस्तित्वात आहेत. उदाहरणार्थ, एचपीएलसी ग्रेड, इलेक्ट्रॉनिक ग्रेड, स्पेक्ट्रोस्कोपी ग्रेड, न्यूक्लिअर ग्रेड, मॉलिक्युलर बायोलॉजी ग्रेड, इत्यादी. ही रसायने त्या-त्या विशिष्ट कामांसाठी वापरली जातात. उदाहरणार्थ, एचपीएलसी ग्रेड रसायने ही हाय प्रेशर लिक्विड क्रोमॅटोग्राफी या वर्णलेखनशास्त्रासाठी वापरली जातात, तर इलेक्ट्रॉनिक ग्रेड रसायने इलेक्ट्रॉनिक व्यवसायात अर्धवाहक (सेमिकंडक्टर) किंवा तत्सम साधनांच्या निर्मितीसाठी वापरली जातात. स्पेक्ट्रोस्कोपी ग्रेड रसायने ही वर्णशास्त्रातील कामासाठी तर न्यूक्लिअर ग्रेड रसायने ही अणुशास्त्रातील कामासाठी वापरली जातात. या विशिष्ट वर्गांतील पदार्थांची शुद्धता त्या-त्या कामाच्या गरजेनुसार ठरवली जाते. शुद्धतेबरोबरच, या रसायनांत सदर कामात ढवळाढवळ करणारे विशिष्ट अशुद्ध पदार्थ असता कामा नयेत, हा या रसायनांच्या बाबतीतला महत्त्वाचा निकष असतो. अशा रसायनांवर विशिष्ट प्रकारच्या शुद्धीकरण प्रक्रिया कराव्या लागत असल्याने, त्यांच्या किमतीही बऱ्याच जास्त असू शकतात.

रसायने तयार झाली की ती वेष्टणांत बांधली जातात व त्यावर रसायनाचा वर्ग, उत्पादनाचा दिनांक, उत्पादनाचा संच (तुकडी), धोक्याच्या सूचना, वापराच्या दृष्टीने जरूर त्या सूचना, इत्यादींचा उल्लेख केला जातो. सर्वसाधारण रसायनांच्या बाबतीत, ते वापरण्याच्या मुदतसमाप्तीचा उल्लेख करण्याची गरज नसते. कारण सर्वसाधारण रसायनांच्या बाबतीत त्यांचे ‘शेल्फ लाइफ’ हे किमान पाच वर्षे तरी असतेच. औषध आणि तत्सम रसायनांच्या बाबतीत मात्र, ते कालबाह्य होण्याच्या मुदतीचा उल्लेख करावा लागतो. कारण, ही रसायने रासायनिकदृष्ट्या अस्थिर असून जसा काळ जातो, तसा त्यांच्या गुणवत्तेवर परिणाम होऊ लागतो. रसायनांचा संच पूर्ण बांधून ठेवण्याच्या अगोदर त्या रसायनांचा प्रातिनिधिक स्वरूपाचा नमुना राखून ठेवला जातो. जर कधी ग्राहकाची तक्रार आलीच, तर पुनर्तपासणीसाठी हा नमुना वापरता येतो.

अशी ही रसायनांची वर्गवारी रसायनाच्या दर्जाबद्दल महत्त्वाची माहिती देते. एखादे रसायन कोणत्या दर्जाचे आहे हे कळल्यास, वापराच्या दृष्टीने त्या रसायनाच्या मर्यादा वा फायदे स्पष्ट होतात. त्यामुळे आपल्या कामासाठी योग्य त्या दर्जाचे रसायन निवडणे, हे या वर्गवारीवरून शक्य होते. अशा योग्य निवडीमुळे कामाचा खर्च विनाकारण वाढत नाही व त्याचबरोबर कामात अपेक्षित असलेली अचूकताही राखली जाते.

— उदय पंडित

मराठी विज्ञान परिषदेच्या पत्रिका या मासिकातून साभार