COMPETITIVE GUIDANCE - GS
రసాయన శాస్త్రం
ఇంధనాలు - హైడ్రోకార్బన్లు
మండించినప్పుడు శక్తినిచ్చే పదార్థాన్ని ఇంధనం అంటారు. ఇవి మూడు రకాలు. అవి:
* ఘన ఇంధనాలు: వంట చెరకు, పిడకలు, బొగ్గు (కోల్), వంట బొగ్గు (కోక్).
* ద్రవ ఇంధనాలు: కిరోసిన్, పెట్రోల్, డీజిల్, ఆల్కహాల్.
వాయు ఇంధనాలు: హైడ్రోజన్, ఎల్పీజీ, సహజవాయువు (సీఎన్‌జీ), వాటర్ గ్యాస్, ప్రొడ్యూసర్ గ్యాస్ మొదలైనవి.
వీటన్నింటిలో వాయు ఇంధనాలు శ్రేష్టమైనవి. వీటిని నిల్వ, రవాణాలో కొన్ని ఇబ్బందులుంటాయి. సాధారణంగా ఇంధన సామర్థ్యాన్ని కెలోరిఫిక్ విలువల్లో వ్యక్తం చేస్తారు. ఒక గ్రామ్ ఇంధనాన్ని పూర్తిగా మండించినప్పుడు విడుదలయ్యే శక్తి (జౌల్‌లలో)నే దాని కెలోరిఫిక్ విలువగా పేర్కొంటారు. సాధారణంగా వీటిని బాంబ్ కెలోరీ మీటర్ సహాయంతో నిర్ధారిస్తారు. కెలోరిఫిక్ విలువ ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే ఆ ఇంధన సామర్థ్యం అంత ఎక్కువ. కొన్ని ఇంధనాల కెలో రిఫిక్ విలువలను పట్టికలో గమనించవచ్చు.
వాయు ఇంధనమైన హైడ్రోజన్ అత్యంత శ్రేష్టమైంది, పర్యావరణ హితమైంది. దీని కెలోరిఫిక్ విలువ అధికంగా ఉండటమే కాకుండా, మండించినప్పుడు కేవలం నీటి ఆవిరి మాత్రమే విడుదలవుతుంది. దీని తయారీకి ఖర్చు ఎక్కువవుతుంది. నీటిని విద్యుద్విశ్లేషణ చేసినప్పుడు దాని నుంచి హైడ్రోజన్ విడిపో తుంది. ఇతర ఇంధనాలను మండించినప్పుడు కార్బన్ డై ఆక్సైడ్‌తోపాటు సల్ఫర్ డై ఆక్సైడ్ లాంటి కాలుష్యకారకాలు కూడా వాతావరణంలోకి విడుదలవుతాయి. ఎందుకంటే వాటన్నింటిలోనూ కార్బన్ తప్పనిసరిగా ఉంటుంది.
బొగ్గు
కొన్ని మిలియన్ సంవత్సరాలకు పూర్వం వృక్షాలు, జంతువులు భూమి అట్టడుగు పొరల్లో నిక్షిప్తమై, వాయురహిత స్థితిలో అనేక వియోగ చర్యలకు గురవడం వల్ల బొగ్గు ఏర్పడింది. వృక్షాలు వాటి పెరుగుదలకు సూర్యశక్తిని వినియోగించుకుంటాయి. అందువల్ల బొగ్గులో ఉష్ణశక్తి నిక్షిప్తమై ఉంటుంది. అందుకే బొగ్గు నిక్షేపాలను ‘సూర్యశక్తి గిడ్డంగులు’ అంటారు. బొగ్గు అనేది కార్బన్ రూపాంతరం (అల్లోట్రోప్). ఒకే రసాయన, విభిన్న భౌతిక ధర్మాలున్న పదార్థాలనే రూపాంతరాలు అంటారు. గ్రాఫైట్, డైమండ్, జాంతవాంగరం (ఎముకబొగ్గు), కోక్ మొదలైనవి కార్బన్ ఇతర రూపాంతరాలు. బొగ్గులో నాలుగు ప్రధాన రకాలున్నాయి.
అవి: ఆంథ్రసైట్, బిట్యుమినస్, లిగ్నైట్, పీట్. వీటిలో ఆంథ్రసైట్ అత్యంత పురాతనమైంది, శ్రేష్టమైంది. దీనిలో అత్యధిక శాతం (95%) కార్బన్ ఉంటుంది. బిట్యుమినస్ లేదా రాతిబొగ్గులో 82% కార్బన్ ఉంటుంది. కార్బన్ శాతం ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే అంత తక్కువ బూడిద వస్తుంది. బొగ్గును గాలి తగలకుండా 5000ఇ-10000ఇ వరకు వేడి చేస్తే అనేక రకాల వాయు, ద్రవ, ఘన కర్బన పదార్థాలుగా మార్పు చెందుతుంది. ఈ ప్రక్రియనే బొగ్గు స్వేదనం లేదా ఉష్ణ విశ్లేషణం (కార్బొనైజేషన్) అంటారు.
ఈ ప్రక్రియలో కోక్, కోల్ తార్, లైట్ ఆయిల్, కోల్ గ్యాస్ లభిస్తాయి. కోక్, కోల్ గ్యాస్ ఇంధనాలు. కోల్ తార్ నుంచి ఫినాల్, పిరిడీన్, నాఫ్తలీన్, రోడ్డు వేసే తారు లాంటి పదార్థాలు లభిస్తాయి. తేలిక నూనె నుంచి బెంజీన్, టోలీన్ లాంటి రసాయనాలు లభిస్తాయి. వీటిని అద్దకం రంగులు, ఔషధాలు, పేలుడు పదార్థాలు, క్రిమి సంహారక మందుల తయారీలో ఉపయోగిస్తారు.
ముడిచమురు
చిన్న మొక్కలు, సముద్ర జంతువుల అవశేషాలు భూ పొరల్లో నిక్షిప్తమై వియోగానికి గురవడం వల్ల ఏర్పడిన వివిధ కర్బన పదార్థాల మిశ్రమమే ‘పెట్రోలియం’ లేదా ‘ముడి చమురు’. దీన్ని వెలికి తీసిన తర్వాత, రిఫైనరీల్లో ‘పాక్షిక అంశిక స్వేదనం’ ప్రక్రియ ద్వారా అనుఘటకాలను వేరు చేస్తారు. వేర్వేరు ఉష్ణోగ్రతల వద్ద వేర్వేరు పదార్థాలు వస్తాయి. (పట్టికలో గమనించవచ్చు)
* పెట్రోకెమికల్స్: పెట్రోలియం నుంచి లభించే వివిధ పదార్థాలనే పెట్రోకెమికల్స్ అంటారు.
* హైడ్రోకార్బన్లు: కేవలం హైడ్రోజన్, కార్బన్ మాత్రమే ఉన్న సమ్మేళనాలను హైడ్రోకార్బన్లు అంటారు. కార్బన్ల సంఖ్య పరమాణు భారం పెరిగే క్రమంలో వరుసగా మీథేన్, ఈథేన్, ప్రొపేన్, బ్యూటేన్, పెంటేన్, హెక్సేన్, ... క్రమంలో ఉంటాయి. వీటిలో మొదటి ఐదు వాయువులు. హెక్సేన్ నుంచి ద్రవాలు. కార్బన్ల సంఖ్య 16 దాటితే ఘన పదార్థాలు. ఇథిలీన్, ఎసిటలీన్ అసంతృప్త హైడ్రోకార్బన్లు.
ఎల్పీజీ: ద్రవీకృత పెట్రోలియం గ్యాస్ (లిక్విఫైడ్ పెట్రోలియం గ్యాస్)లో ప్రధాన వాయువు బ్యుటేన్ (-బ్యుటేన్, ఐసో బ్యుటేన్). కొద్ది పరిమాణంలో ప్రొపేన్, ఈథేన్ కూడా ఉంటాయి. ఎల్పీజీని ప్రధానం గా వంటగ్యాస్‌గా ఉపయోగిస్తారు. వాహనా ల్లోనూ ఇంధనంగా వినియోగిస్తున్నారు.
మీథేన్: ఇది చిత్తడి నేలల్లో, పంట పొలాల్లో లభిస్తుంది. అందువల్ల దీన్ని ‘మార్‌‌ష గ్యాస్’ అంటారు. ఇది బొగ్గు గనుల్లో గాలితో కలిసి పేలుడు స్వభావమున్న మిశ్రమాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. కాబట్టి దీన్ని ‘ఫైర్ డాంప్’ అని కూడా అంటారు. గనుల్లో దీన్ని డేవీ ల్యాంప్ ద్వారా గుర్తిస్తారు. బయోగ్యాస్, గోబర్ గ్యాస్ (పేడ నుంచి తయారు చేసేది)లో ప్రధాన అనుఘటకం మీథేన్. కోల్‌గ్యాస్, సహజవాయువు (సీఎన్‌జీ)లోనూ మీథేన్ ప్రధానమైంది. దీన్ని ఇంధనంగానే కాకుండా కార్బన్ బ్లాక్, ప్రింటింగ్ ఇంక్‌ల తయారీలోనూ వాడతారు.
అసంతృప్త హైడ్రోకార్బన్ అయిన ఇథిలీన్‌ను ఉపయోగించి పండ్లను కృత్రిమంగా పక్వానికి వచ్చేలా చేస్తారు. ప్రాచీన కా లంలో దీన్ని మత్తు తెప్పించడానికి కూడా వాడేవారు.కాల్షియం కార్బైడ్‌ను జలవిశ్లేషణ చేస్తే ఎసిటలీన్ వస్తుంది. దీన్ని కూడా పండ్లను కృత్రిమంగా పక్వానికి వచ్చేలా చేయడానికి విరివిగా (అనుమతి లేకుండా) విని యోగిస్తున్నారు. ఇది హానికరమైంది. ఎ క్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద వెల్డింగ్ చేయడానికి ‘ఆక్సీ-ఎసిటలీన్’ను టార్చి రూపంలో వా డతారు. ఎసిటలీన్ కూడా ఒక అసంతృప్త హైడ్రోకార్బన్.ప్లాస్టిక్ పరిశ్రమకు ఆధారం పెట్రోలియం ఉత్పత్తులే.
* పారిశ్రామిక ఇంధన వాయువులు: వాటర్ గ్యాస్, ప్రొడ్యూసర్ గ్యాస్ ప్రధాన పారిశ్రామిక ఇంధన వాయువులు.
* కార్బన్ మోనాక్సైడ్, హైడ్రోజన్ వాయువుల మిశ్రమాన్నే ‘వాటర్ గ్యాస్’ అంటా రు. ఇది నీలిమంటను ఇస్తుంది. కాబట్టి దీన్ని ‘నీలిగ్యాస్’ అంటారు. పారిశ్రామిక సంశ్లేషణ (సింథసిస్)లోనూ ఉపయోగించడం వల్ల దీన్ని ‘సిన్‌గ్యాస్’ అంటారు.
* కార్బన్‌మోనాక్సైడ్, నైట్రోజన్‌ల మిశ్రమాన్ని ‘ప్రొడ్యూసర్ గ్యాస్’ అంటారు.
* ఫిషర్-ట్రాప్ పద్ధతిలో వాటర్ గ్యాస్ నుంచి, బెర్జియస్ పద్ధతిలో కోల్ నుంచి కృత్రిమంగా పెట్రోల్ (గ్యాసోలిన్)ను తయారు చేస్తారు.
* పెట్రోల్, ఆల్కహాల్‌ల మిశ్రమాన్ని ‘గ్యాసోహాల్’ అంటారు.
* ద్రవ హైడ్రోజన్, హైడ్రజీన్‌లను రాకెట్ ప్రొ పెల్లెంట్‌లుగా ఉపయోగిస్తారు. ద్రవ ఆక్సీజన్, ద్రవీకృత నైట్రోజన్ టెట్రాక్సైడ్ లేదా నైట్రికామ్లాలను ఆక్సీకరణులుగా వాడతారు.
కాంపిటీటివ్ కౌన్సెలింగ్
నేను డీఎస్సీకి సన్నద్ధమవుతున్నాను. మెథడాలజీ విభాగానికి ఏవిధంగా ప్రిపేరవ్వాలో సూచనలివ్వండి.
- పి. మేఘన, మూసాపేట
డీఎస్సీ/ టెట్‌లో విజయాన్ని నిర్ణయించే కీలక విభాగం మెథడాలజీ. ఈ విభాగంలో ప్రతి ప్రశ్నకు ఇచ్చే నాలుగు ఆప్షన్లు చాలా దగ్గరగా ఉంటాయి. అభ్యర్థులు సరిగా సన్నద్ధమవకపోతే చాలా రకాల తప్పులు చేయడానికి ఆస్కారముంది. మెథడాలజీలోని కీలకాంశాలు.. బోధనా లక్ష్యాలు, అభ్యసనానుభవాలు, మూల్యాంకనం, బోధనా పద్ధతులు, బోధనోపకరణాలు. ఇందులో ప్రశ్నలు విశ్లేషణాత్మకంగా, అనువర్తనాలతో కూడినవై ఉంటాయి.
ఈ విభాగంలోని అంశాలను కంటెంట్‌లోని పాఠ్యాంశాలకు అన్వయించుకుని ప్రిపరేషన్ సాగించాలి. భావనలను తరగతి, ఉపాధ్యాయుడు, విద్యార్థికి అనుప్రయుక్తం చేసుకుని అధ్యయనం చేయాలి. బోధనా పద్ధతుల విషయంలో కొంత అయోమయం ఉంటుంది. క్షుణ్నంగా అధ్యయనం చేయడం ద్వారా దీన్ని అధిగమించవచ్చు.
ఏయే సబ్జెక్ట్‌కు ఏ పద్ధతి సరిపోతుందనే అంశంపై అవగాహన పెంచుకోవాలి. రోజులో కనీసం 2 గంటలు మెథడాలజీ కోసం కేటాయించాలి. గత ప్రశ్నపత్రాలను, మోడల్ టెస్ట్‌లను ఎక్కువగా ప్రాక్టీస్ చేయాలి. ఈ విభాగానికి సంబంధించినంతవరకూ వివిధ రకాల మెటీరియల్‌పై కాకుండా తెలుగు అకాడమీ పుస్తకాలపై ఆధారపడటమే శ్రేయస్కరం.
- జంపాన సుధాకర్, సీనియర్ ఫ్యాకల్టీ.
మాదిరి ప్రశ్నలు
1. మంచి ఇంధనం లక్షణాన్ని గుర్తించండి.
ఎ) తేలికగా నిల్వ చేయగలగాలి
బి) అధిక కెలోరిఫిక్ విలువ ఉండాలి
సి) తేలికగా రవాణా చేయగలగాలి
డి) కెలోరిఫిక్ విలువ తక్కువగా ఉండాలి
1) ఎ, బి మాత్రమే 2) ఎ, సి, డి
3) ఎ, బి, సి 4) బి, డి
2. పరిశ్రమలు ప్రాధాన్యమిచ్చే ఇంధనం రకం ఏది?
1) ద్రవ 2) ఘన 3) వాయు 4) జెల్
3. గ్యాసోహాల్‌లో పెట్రోల్‌తో కలిపే పదార్థం?
1) మీథెల్ ఆల్కహాల్ 2) ఇథైల్ ఆల్కహాల్
3) ఎసిటోన్ 4) ఫార్మలిన్
4. గోబర్ గ్యాస్‌లో ప్రధాన అనుఘటకం ఏది? (గ్రూప్-1, 2008)
1) మీథేన్ 2) ఈథేన్
3) ప్రొపేన్ 4) బ్యుటేన్
5. కిందివాటిలో మీథేన్ ఎందులో ప్రధాన అనుఘటకం కాదు?
1) సంపీడ్య సహజ వాయువు (సీఎన్‌జీ)
2) బయోగ్యాస్ 3) ప్రొడ్యూసర్ గ్యాస్
4) మార్‌‌ష గ్యాస్
6. కోల్ గ్యాస్ వేటి మిశ్రమం?
ఎ) హైడ్రోజన్ బి) మీథేన్
సి) కార్బన్ మోనాక్సైడ్
డి) బ్యుటేన్
1) ఎ, బి 2) బి, సి
3) ఎ, బి, సి 4) ఎ, డి మాత్రమే
7. గనుల్లో పేలుడుకు కారణమైన వాయు మిశ్రమం ఏది? (సివిల్స్, 2008)
1) హైడ్రోజన్, ఆక్సిజన్
2) ఆక్సిజన్, ఎసిటలీన్
3) మీథేన్, గాలి
4) కార్బన్ డై ఆక్సైడ్, మీథేన్
