റെയർ എർത്ത് മൂലകങ്ങൾ

ലാന്തനൈഡുകളിലെ പതിനഞ്ച് മൂലകങ്ങളെക്കൂടാതെ സ്കാൻഡിയം, യിട്രിയം എന്നിവചേർന്ന പതിനേഴ് മൂലകങ്ങളെയാണ് റെയർ എർത്ത് മൂലകങ്ങൾ (rare-earth element) എന്നുവിളിക്കുന്നത്.

എർബിയം, ഥുലിയം, യിറ്റർബിയം, ലുട്ടീഷ്യം എന്നിവയാണ് ഈ ലോഹങ്ങൾ. ഓക്സൈഡിന്റെ സാമാന്യ ഫോർമുല, R2 O8 (R = ലോഹ അണു) എന്നാണെങ്കിലും മറ്റ് ഒക്സൈഡുകളും (ഉദാ. Ce O2, PrO2, Pr4 O7, Tb4 O7) വിരളമല്ല. ഈ ലോഹങ്ങളുടെ ബേസിക് ഓക്സൈഡുകൾക്കു (R2 O8) മാത്രമേ അപൂർവമൃത്തുകൾ എന്ന പേര് നിഷ്കൃഷ്ടമായി ഉപയോഗിക്കുവാൻ പാടുള്ളു എങ്കിലും ചിലപ്പോൾ ഈ 17 മൂലകങ്ങൾക്കും അവയുടെ യൌഗികങ്ങൾക്കും സാമാന്യമായി അപൂർവമൃത്തുകൾ എന്നു പറയാറുണ്ട്. ഇവയിൽ സ്കാൻഡിയം, യിട്രിയം എന്നിവയൊഴികെയുള്ള മൂലകങ്ങൾ ഒന്നിച്ച് ലാന്ഥനൈഡുകൾ (Lanthanides) എന്നും പേരുണ്ട്.

വിതരണം

അപൂർവമൃത്തുകൾ ഭൂവല്കത്തിൽ പല ഖനിജങ്ങളിലും വ്യാപകമായി വിതരണം ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. ബാഹുല്യത്തിൽ ഇവ അത്രതന്നെ പിന്നിലല്ല. ഭൂവല്കത്തിൽ ഇവയുടെ മൊത്തം ശതമാനം ഏകദേശം 0.04 ആണ്. ഇതു വളരെ കുറവാണെന്നു തോന്നാമെങ്കിലും കോപ്പർ (ചെമ്പ്), ലെഡ് (കാരീയം), സിങ്ക് (തുത്തനാകം), ടിൻ (വെളുത്തീയം), മെർക്കുറി (രസം), അയഡിൻ, ഗോൾഡ് (സ്വർണം) എന്നിങ്ങനെയുള്ള അനേകം പരിചിതമൂലകങ്ങളുടെ ശതമാനം ഇതിലും കുറവാണെന്ന് അറിയുമ്പോൾ അപൂർവമൃത്തുകൾ എന്ന പേര് ഉചിതമാണോ എന്നു തോന്നിയേക്കാം. അളവിൽ കൂടുതലാണെങ്കിലും ഇവ ലഭ്യതയിൽ തികച്ചും അപൂർവങ്ങളാണ്. ഇരുനൂറോളം അപൂർവമൃത്-ഖനിജങ്ങളുണ്ടെങ്കിലും അവയിൽ പ്രധാനം താഴെപറയുന്നവയാണ്:

• മോണാസൈറ്റ്
• പോളിക്രേസ്
• സമർസ്കൈറ്റ്
• ഗഡൊലിനൈറ്റ്
• സീറൈറ്റ്
• ഫെർഗൂസണൈറ്റ്
• യൂസറൈറ്റ് (euxerite)
• അല്ലനൈറ്റ്

എന്നിവയാണ്. മോണാസൈറ്റിൽ തോറിയവും അടങ്ങിയിട്ടുണ്ട്. ഈ ഖനിജം കേരളത്തിൽ സമൃദ്ധമാണ്. ഇന്ത്യ, ബ്രസീൽ‍, നോർവേ, ആസ്ട്രേലിയ എന്നിവിടങ്ങളിലാണ് അപൂർവമൃത്ഖനിജങ്ങൾ താരതമ്യേന കൂടുതലായിട്ടുള്ളത്. ചന്ദ്രന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ഇവയുടെ ഉപസ്ഥിതി ഭൂമിയിലുള്ളതിന്റെ 2-14 മടങ്ങു കൂടുതലാണത്രേ.

ശാസ്ത്രചരിത്രം

ശാസ്ത്രചരിത്രത്തിൽ അപൂർവമൃത്തുകളുടെ കഥ ആരംഭിക്കുന്നത് 1751-ൽ പുതിയ ചില ഗുണധർമങ്ങളോടുകൂടിയ ഒരു നൂതനഖനിജം വിവരിക്കപ്പെട്ടതോടുകൂടിയാണ്. ബെർസേലിയസ്സും ഹിസിംഗറും (Berzelius,Hisinger) കൂടി 1803-ൽ ഈ ഖനിജം പുനഃപരിശോധിക്കുകയും, അതിനെ സീറൈറ്റ് (Cerite) എന്നു വിളിക്കുകയും ചെയ്തു. ഇതിൽ നിന്ന് അശുദ്ധരൂപത്തിൽ സീറിയം ഓക്സൈഡ് അവർക്കു ലഭിച്ചു. ആ കൊല്ലം തന്നെ ക്ലാപ്റോത്ത് എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞനും ഇതേ പദാർഥം ലഭിക്കുകയുണ്ടായി. 1794-ൽ സ്വീഡിഷ് രസതന്ത്രജ്ഞനായ ഗഡോലിൻ (Gadolin), യിറ്റർബി എന്ന സ്ഥലത്തിനടുത്തുനിന്ന് കിട്ടിയ ഒരു ഖനിജം വിവരിക്കുകയും അതിൽ ഒരു പുതിയമൃത്ത് ഉണ്ടെന്ന് ഊഹിക്കുകയും ചെയ്തിരുന്നു. എക്ബെർഗ് (Ekeberg), എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ഇതിൽനിന്ന് 1797-ൽ അശുദ്ധമായ യിട്രിയ (യിട്രിയം ഓക്സൈഡ്) നിർമിച്ചു. ഇത്തരം ഖനിജങ്ങളുടെ സങ്കീർണസ്വഭാവം മനസ്സിലായത് 1839 മുതൽ മൊസാൻഡർ നടത്തിയ സീറൈറ്റ്-ഗവേഷണത്തിൽ നിന്നാണ്. അദ്ദേഹവും കൂട്ടുകാരും അനേകം പുതിയ മൃത്തുകൾ വേർതിരിച്ചു. പ്രൊമീഥിയം ഒഴികെയുള്ള ലോഹങ്ങളുടെ ഓക്സൈഡുകൾ അങ്ങനെ ഓരോന്നായി പൃഥക്കൃതങ്ങളായി. ഇവയിൽ അവസാനത്തേതാണ് 1908-ൽ കണ്ടുപിടിക്കപ്പെട്ട ലുട്ടീഷ്യം ഒക്സൈഡ്. അവസാനമായി കണ്ടുപിടിക്കപ്പെട്ട അപൂർവമൃൺമൂലകം പ്രൊമീഥിയം ആണ്. 1948-ൽ മാറിന്സ്കി, ഗ്ലൻഡനിൻ എന്നിവരാണ് യുറേനിയം 235-ന്റെ അപഘടന-ഉത്പന്നങ്ങളിൽ ഈ ലോഹമൂലകം കണ്ടെത്തിയത്.

രാസികവും ഭൗതികവുമായ ഗുണധർമങ്ങൾ

അപൂർവമൃത്തുകളും അവയുടെ ഇതരയൌഗികങ്ങളും തമ്മിൽ രാസികവും ഭൌതികവും ആയ ഗുണധർമങ്ങളിൽ വിസ്മയാവഹമായ സാദൃശ്യമുണ്ട്. കൂടാതെ, ഖനിജങ്ങളിൽ ഇവയുടെ മിശ്രിതമാണ് പ്രായേണ കാണപ്പെടുന്നത്. ഗുണധർമസാദൃശ്യത്താൽ ഇവയുടെ പൃഥക്കരണം അടുത്തകാലം വരെ അതീവ ദുഷ്കരമായിരുന്നു. എന്നാൽ അയോൺ-വിനിമയം (ion exchange), ലായകനിഷ്കർഷണം (solvent extraction) മുതലായ നൂതനവിശ്ലേഷണതന്ത്രങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ഈ യൌഗികങ്ങളെ അനായാസേന പരസ്പരം വേർതിരിച്ചെടുക്കാം എന്നായിട്ടുണ്ട്. ഈ 17 മൂലകങ്ങളുടേയും അണുക്കളുടെ ഇലക്ട്രോൺ വിന്യാസത്തിൽ കാണുന്ന ഒരു സവിശേഷത, അവയുടെ ഏറ്റവും പുറമേയുള്ള ഷെല്ലിൽ 2-ഉം തൊട്ടു പിന്നിലുള്ള ഷെല്ലിൽ 9-ഉം ഇലക്ട്രോണുകൾ വീതം ഉണ്ട് എന്നുള്ളതാണ്.അപൂർവമൃത്തുകളുടെ പരസ്പരസാദൃശ്യം ഇത്ര വർധിക്കുവാൻ കാരണവും ഇതുതന്നെയാണ്. അപൂർവമൃത്തുകളുടെ ക്ലോറൈഡുകളെ വിദ്യുദപഘടനത്തിന് (electrolysis) വിധേയമാക്കിയും, ആൽക്കലി ലോഹങ്ങൾ ചേർത്തു ചൂടാക്കിയും അതതു മൂലകങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാം.

വ്യാവസായിക പ്രയോജനങ്ങൾ

അപൂർവമൃത്തുകളുടെ യൌഗികങ്ങൾക്കും മൂലകങ്ങൾക്കും അനേകം വ്യാവസായിക പ്രയോജനങ്ങൾ ഉണ്ട്. സീറിയം, ഇരുമ്പ് എന്നിവയുടെ മിശ്രലോഹം, ഉരസുമ്പോൾ തീപ്പൊരി ഉണ്ടാക്കുന്നതിനാൽ, സിഗരറ്റ് ലൈറ്ററുകളിൽ ഫ്ലിന്റ്-ലോക്ക് ആയി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഗ്ലാസ്-കളിമൺ വ്യവസായങ്ങളിൽ പാത്രങ്ങൾക്കും മററും ചില പ്രത്യേകനിറം ഉണ്ടാക്കുന്നതിനും അക്ഷരങ്ങളും ചിത്രങ്ങളും പതിപ്പിക്കാനുള്ള പ്രത്യേക രാസമിശ്രിതങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനും അപൂർവമൃത്തുകൾ ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നുണ്ട്. ടെലിവിഷൻ‍, ലേസർ മുതലായ ആധുനികയന്ത്രങ്ങളിൽ ഇവ അത്യന്താപേക്ഷിതങ്ങളാണ്. കണ്ണടകൾക്കുപയോഗിക്കുന്ന ക്രൂക്സ് ഗ്ളാസ്സിൽ അപൂർവമൃത്തുകൾ ചേർക്കപ്പെടുന്നു. ഇവ അൾട്രാ വയലറ്റ് രശ്മികളെ അവശോഷണം ചെയ്യുകയും ദൃശ്യരശ്മികളെ കടത്തിവിടുകയും ചെയ്യും. പ്രസിയോഡൈമിയവും നിയോഡൈമിയവും ഇതിന് വിശേഷിച്ചും ഉപകരിക്കുന്നു. മൈക്രൊവേവ് കുഴലുകൾ, വൈദ്യുതമോട്ടോറുകൾ, ഉച്ചഭാഷിണികൾ എന്നിങ്ങനെയുള്ള ഉപകരണങ്ങളിൽ അപൂർവമൃത്‌ലോഹങ്ങളും കോബാൾടും അടങ്ങിയ പ്രത്യേകതരം കാന്തങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. പ്രവർത്തനശേഷിയും ആയുർദൈർഘ്യവുമുള്ള ഉത്കൃഷ്ടങ്ങളായ അനേകം ഉത്പ്രേരകങ്ങൾ അപൂർവമൃത്തുകളിൽനിന്ന് ഉണ്ടാക്കപ്പെടുന്നു.

കേരളത്തിൽ

അപൂർവമൃത് വ്യവസായത്തിൽ കേരളത്തിന് സമുന്നതമായ സ്ഥാനമുണ്ട്. നീണ്ടകരയിലും കായംകുളത്തും മറ്റുമായി അനേക ലക്ഷം ടൺ മോണസൈറ്റ്-മണൽ നിക്ഷേപം ഉണ്ട്. ഇതിന്റെ സംസ്കരണം ആലുവായിലെ റെയർ-എർത്ത് ഫാക്ടറിയിൽ നടക്കുന്നു. ഈ ഖനിജത്തിൽ നിന്ന് അണുശക്തി ഉത്പാദനത്തിനുതകുന്ന തോറിയവും ലഭ്യമാക്കുന്നു. ഭാരതത്തിന്റെ കയറ്റുമതി വസ്തുക്കളിൽ അപൂർവമൃത്തുകൾക്കു പ്രധാനമായ സ്ഥാനമുണ്ട്.

അപൂർവമൃത്തുകളെ സീറൈറ്റ് മൃത്തുകൾ (Cerite earths) എന്നും ഗഡൊലിനൈറ്റ് മൃത്തുകൾ (Gadolinite earths) എന്നും തരംതിരിക്കാറുണ്ട്. ലാന്ഥനം, സീറിയം, പ്രസിയോഡൈമിയം, നിയോഡൈമിയം, പ്രൊമീഥിയം, സമേരിയം, യൂറോപിയം എന്നിവയുടെ ഓക്സൈഡുകളാണ് സീറൈറ്റ് മൃത്തുകൾ. ഇവയുടെ സൾഫേറ്റുകൾ പൂരിതവും ശീതളവും ആയ പൊട്ടാസിയം (അഥവാ സോഡിയം) സൾഫേറ്റ് ലായനിയിൽ അലേയങ്ങളാണ്. ഗഡൊലിനൈറ്റ് മൃത്തുകളുടെ സൾഫേറ്റുകൾ ഈ ലായനിയിൽ ലേയങ്ങളാണ്. ലേയത്വത്തിൽ മധ്യവർത്തികളായ യൂറോപിയം, ഗഡൊലിനിയം, ടെർബിയം എന്നിവയുടെ ഓക്സൈഡുകളെ ചിലപ്പോൾ ടെർബിയം മൃത്തുകൾ എന്നു പ്രത്യേകമായി വിഭജിച്ചുകാണുന്നതുമുണ്ട്. ചിലർ ഗഡൊലിനൈറ്റ് മൃത്തുകളെ യിട്രിയം മൃത്തുകൾ എന്നും പറയുന്നു.

പുറംകണ്ണികൾ

• http://www.irel.gov.in/ Archived 2014-07-14 at the Wayback Machine.
• http://online.wsj.com/article/SB10001424053111904563904576584792373714246.html
• http://www.mining.com/tag/rare-earth/ Archived 2011-10-19 at the Wayback Machine.
• http://chemistry.about.com/od/elementgroups/a/rareearths.htm

കടപ്പാട്: കേരള സർക്കാർ ഗ്നൂ സ്വതന്ത്ര പ്രസിദ്ധീകരണാനുമതി പ്രകാരം ഓൺലൈനിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച മലയാളം സർ‌വ്വവിജ്ഞാനകോശത്തിലെ അപൂർവമൃത്തുകൾ എന്ന ലേഖനത്തിന്റെ ഉള്ളടക്കം ഈ ലേഖനത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്. വിക്കിപീഡിയയിലേക്ക് പകർത്തിയതിന് ശേഷം പ്രസ്തുത ഉള്ളടക്കത്തിന് സാരമായ മാറ്റങ്ങൾ വന്നിട്ടുണ്ടാകാം.