अंतर्राष्ट्रीय शर्करा मापक
SI से बाहर की इकाई · राशि: ध्रुवण तल के घूर्णन कोण के अनुसार सुक्रोज की मात्रा
चीनी का विलयन प्रकाश के ध्रुवण तल को घुमा सकता है, और यह घूर्णन घुली हुई सुक्रोज की मात्रा के समानुपाती है, इतना कि एक नली के आर-पार प्रकाश डालना और यह देखना ही पर्याप्त है कि विश्लेषक को कितने अंश घुमाना पड़ा। यह खोज बियो की है और 1815 में हुई, और व्यापार ने इसे इसलिए पकड़ा कि प्रकाशिकी उस प्रश्न का उत्तर देती है जिसका उत्तर कोई घनत्वमापी नहीं देता: चाशनी में ठीक कितनी सुक्रोज है, न कि घुले पदार्थ सामान्य रूप से।
यहीं से ब्रिक्स अंश के साथ वह सुंदर जोड़ी भी बनती है, जिससे वही नमूना घनत्व के द्वारा मापा जाता है। ब्रिक्स हर घुली वस्तु देखता है — सुक्रोज, प्रतिलोमित शर्करा, लवण, रंजक — जबकि ध्रुवण लगभग केवल सुक्रोज पर उत्तर देता है, और इसीलिए दोनों संख्याओं का अंतर वही मिलावट है जिसके लिए क्रेता मूल्य देना नहीं चाहता। इन संख्याओं के अनुपात को कारखाने में शुद्धता कहते हैं, और वही, न कि मिठास स्वयं, खेप का मूल्य तय करता है।
01 · परिभाषा
अंतर्राष्ट्रीय शर्करा मापक के सौ अंश मानक तौल को दिए गए हैं: शुद्ध सुक्रोज के 26.000 ग्राम, घोलकर सौ मिलीलीटर तक पूरे किए गए और बीस अंश सेल्सियस पर दो सौ मिलीमीटर लंबी नली से प्रकाशित। ऐसा नमूना ध्रुवण तल को 34.626 अंश घुमाता है यदि सोडियम की पीली रेखा से प्रकाश डाला जाए, और सारा मापक इसी कोण के सिवा कुछ नहीं, जिसे सौ मानकर सौ बराबर भागों में बाँटा गया है।
ध्रुवण को घुमाने की क्षमता को प्रकाशिक सक्रियता कहते हैं, और वह इस पर टिकी है कि सुक्रोज का अणु अपने ही दर्पण प्रतिबिंब से नहीं मिलता। घूर्णन सांद्रता के भी समानुपाती है और विलयन में मार्ग की लंबाई के भी, और समानुपात के गुणांक को विशिष्ट घूर्णन कहते हैं; सुक्रोज में यह धन छियासठ और आधा है, और धन का अर्थ है दाएँ घूर्णन, किरण की ओर देखने वाले प्रेक्षक के लिए घड़ी की दिशा में।
यहाँ आपत्तियाँ ठीक उतनी ही हैं जितनी किसी भी सांवैधिक मापक में। विशिष्ट घूर्णन तरंगदैर्घ्य पर निर्भर है, और इसीलिए संकेत में अक्षर D खड़ा है — सोडियम की पीली रेखा — यद्यपि आज के शर्करामापी पारे की हरी रेखा से प्रकाश डालते हैं, जहाँ सौ अंशों के उत्तर में पहले ही 40.777 अंश घूर्णन आता है। यह तापमान पर भी निर्भर है और स्वयं नमूने की सांद्रता पर भी, इसलिए ICUMSA की सारणियाँ संशोधन अलग से देती हैं और नली को तापस्थापी में रखा जाता है।
एक अलग सूक्ष्मता यह है कि यंत्र सुक्रोज नहीं गिनता, बल्कि विलयन में जो कुछ है उन सबके घूर्णनों का योग। जब तक मिलावटें प्रकाशिक रूप से निष्क्रिय हैं, पाठ्यांक ईमानदार है, पर ज्यों ही सुक्रोज ग्लूकोज और फ्रुक्टोज में टूटे, घूर्णन गिरता है और चिह्न तक बदल देता है, क्योंकि फ्रुक्टोज बाएँ उतना प्रबल घुमाता है जितना ग्लूकोज दाएँ नहीं। इस परिघटना को प्रतिलोमन कहते हैं, और उसी पर दो मापों के अंतर से सुक्रोज ज्ञात करने की पूरी विधि खड़ी है।
सरकनी बताती है कि नमूने में कुल कितना घुला है, और बटन चुनते हैं कि वहाँ ठीक क्या घुला है। घनत्वमापी और अपवर्तनमापी सब कुछ बारी-बारी गिनते हैं और ब्रिक्स अंश देते हैं, ध्रुवणमापी लगभग केवल सुक्रोज पर उत्तर देता है और शर्करा मापक के अंश देता है, इसलिए दोनों पट्टियों के बीच का अंतराल वही अशर्कराएँ हैं जिनके लिए कोई मूल्य न देगा।
जब तक सुक्रोज साबुत है, घूर्णन उसकी मात्रा के साथ दाएँ बढ़ता है। पर यदि वह टूट जाए, तो एक पदार्थ से दो बनते हैं जो भिन्न दिशाओं में घुमाते हैं: ग्लूकोज दाएँ तिरपन, फ्रुक्टोज बाएँ बानवे, इसलिए योग ऋण में चला जाता है। इसी चिह्न परिवर्तन के कारण इस परिघटना का नाम प्रतिलोमन पड़ा, और उससे पहले तथा बाद के घूर्णनों के अंतर पर क्लेरजे की विधि खड़ी है।
02 · रूपांतरण
जो यंत्र ने दिखाया वही भरें
प्रकाशिकी के भीतर रूपांतरण यथार्थ हैं, क्योंकि मापक का अंश स्थिर संख्या से भाग दिया गया कोण मात्र है। सन्निकटन वहाँ आरंभ होता है जहाँ प्रकाशिकी से द्रव्यमान की ओर जाते हैं: सांद्रता कोण से ग्राम प्रति मिलीलीटर में मिलती है, पर द्रव्यमान प्रतिशत विलयन का घनत्व माँगते हैं, जो सारणियों से लिया जाता है।
नली की लंबाई पत्रक की सूक्ष्म सेटिंग्स में बदली जा सकती है: सामान्य दो सौ मिलीमीटर है, पर गहरी चाशनियों के लिए सौ लेते हैं और बहुत तनु विलयनों के लिए चार सौ।
स्फटिक की जाँच पट्टिका ही वह वस्तु है जो वास्तव में इस मापक को सँभालती है। सुक्रोज मानक के काम नहीं आती, क्योंकि वह जल खींचती है, धुँधली होती है और धीरे-धीरे स्वयं प्रतिलोमित हो जाती है, जबकि स्फटिक प्रकाश को अपनी ही संरचना के बल पर घुमाता है और यह काम वर्षों बिना बदले करता है, इसलिए शर्करामापी को चीनी से नहीं बल्कि उसी मापक के अंशों में प्रमाणित पट्टिका से जाँचा जाता है।
| मान | टिप्पणी | ||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · परिमाण की कोटियाँ
विशिष्ट घूर्णन: बाएँ और दाएँ04 · मापक यंत्र
चीनी किससे मापी जाती है
यंत्र चतुराई से बना है: कोण को सीधे मापने के बजाय वह विलयन के घूर्णन को स्फटिक की फन्नी के विपरीत घूर्णन से रद्द करता है, और फन्नी को तब तक सरकाते हैं जब तक क्षेत्र एकसमान न हो जाए। मापक तब सीधे शर्करा मापक के अंशों में बँटा होता है, और इसीलिए चलाने वाले को न गिनना पड़ता है न सारणियाँ देखनी पड़ती हैं।
रसायनज्ञ का सर्वसामान्य यंत्र, जिसका मापक ईमानदारी से कोणीय अंशों में बँटा है और जिसका स्रोत उसी D रेखा वाला सोडियम दीप है। इससे किसी भी प्रकाशिक रूप से सक्रिय पदार्थ का घूर्णन मापा जाता है, केवल चीनी का नहीं, और इसीलिए विशिष्ट घूर्णन के सारे सारणीबद्ध मान ठीक उसी पर प्राप्त हुए हैं।
पड़ोसी मापक के यंत्र: एक किरण के अपवर्तन को प्रिज्म के फलक पर पकड़ता है, दूसरा बस एक ज्ञात आयतन तौलता है, और दोनों ब्रिक्स अंश देते हैं, अर्थात हर घुली वस्तु का योग। उनके बिना ध्रुवण हर की बिना संख्या रह जाता है, क्योंकि खेप की शुद्धता एक पाठ्यांक का दूसरे से अनुपात मानकर गिनी जाती है।
एकमात्र यंत्र जो हर शर्करा को अलग-अलग गिनता है: नमूना स्तंभ पर अलग किया जाता है और सुक्रोज, ग्लूकोज तथा फ्रुक्टोज की अलग चोटियाँ मिलती हैं। विवादित खेपों में और प्रयोगशाला की मध्यस्थता में उसी पर विश्वास किया जाता है, जबकि ध्रुवण व्यापार में इसलिए बना रहता है कि वह एक मिनट में उत्तर देता है और न अभिकर्मक माँगता है न स्तंभ।
05 · लेखन नियम
घूर्णन का चिह्न उसकी मात्रा से भारी है
मापक का अंश बड़े लातीनी अक्षर के साथ सटाकर लिखा जाता है, और मान को एक रिक्त स्थान से अलग किया जाता है। विशिष्ट घूर्णन में चिह्न अनिवार्य है, क्योंकि उसके बिना पता नहीं चलता कि तल किधर घूमता है, और संकेत में तरंगदैर्घ्य तथा तापमान बताए जाते हैं: अक्षर D सोडियम की पीली रेखा के लिए है और ऊपरी सूचकांक बीस अंश सेल्सियस के लिए। शर्करा मापक के अंशों को शुद्ध विलयन के लिए भी ब्रिक्स अंशों के बराबर नहीं रखा जा सकता: संख्याएँ मिल सकती हैं, पर वे भिन्न वस्तुएँ मापती हैं।
दूसरा लेखन चिह्न छोड़ गया, और उसके बिना राशि अपने अर्थ का आधा खो देती है: सुक्रोज और फ्रुक्टोज संख्या से कम और दिशा से अधिक भिन्न हैं। तीसरा ध्रुवण और घनत्व के बीच समता का चिह्न रखता है, जबकि संख्याओं का मिलना केवल शुद्ध सुक्रोज में संभव है और कुछ सिद्ध नहीं करता। चौथा सामान्य रूप से «चीनी» की बात करता है, यद्यपि ध्रुवणमापी केवल सुक्रोज देखता है और प्रतिलोमित शर्करा को उलटे चिह्न से गिनता है, अर्थात घटा देता है।
06 · पड़ोसी इकाइयाँ
निकटतम संबंधी ब्रिक्स अंश है, जिससे वही नमूना घनत्व के द्वारा पढ़ा जाता है, और प्लाटो अंश, जो उसी प्रकार बना है, केवल बीयर के पौ के लिए। दोनों मापक इस प्रश्न का उत्तर देते हैं कि «कुल कितना घुला है», जबकि शर्करा मापक इस प्रश्न का उत्तर देता है कि «उसमें से कितनी सुक्रोज है», और इसीलिए कारखाने में उन्हें सदा साथ रखा जाता है।
केवल सुक्रोज
सारा शुष्क पदार्थ
खेप की शुद्धता
Simetrium के पत्रकों में से पास खड़े हैं डिग्री Brix और डिग्री Plato, घनत्वमापी के मापक °Bé / °Tw / °API, जहाँ वही घनत्व तेल वालों की रीति से पढ़ा जाता है, मद्यसार की तीव्रता, जहाँ शर्करा किण्वन के बाद जाती है, और kg/m³ में घनत्व इन सब मापकों के साझा आधार के रूप में।
07 · ऐतिहासिक भाग
प्रकाश के घूर्णन से खेप के मूल्य तक
ज्याँ-बातिस्त बियो ने पाया कि ध्रुवण तल को केवल क्रिस्टल ही नहीं बल्कि विलयन भी घुमाते हैं, और घूर्णन की मात्रा सांद्रता के साथ बढ़ती है। रासायनिक व्याख्या तब नहीं थी, पर तत्काल स्पष्ट हो गया कि प्रकाशिकी नमूने को नष्ट किए बिना पदार्थ के भीतर देख सकती है, और यह स्वयं सिद्धांत से अधिक महत्वपूर्ण निकला।
कार्ल वेंट्सके को यह सूझा कि यंत्र को कोणीय अंशों में नहीं बल्कि सीधे चीनी के प्रतिशतों में बाँटा जाए, और एक निश्चित तौल के घूर्णन को सौ माना। चलाने वाले को तब से न गिनना पड़ता था न प्रकाशिकी जाननी पड़ती थी: वह एक संख्या पढ़ता था जिसे बिल्टी में उतारा जा सकता था, और चीनी के कारखाने को अपना पहला सच्चा मापक यंत्र मिल गया।
क्लेरजे ने समझा कि सुक्रोज के विघटन पर चिह्न का बदलना बाधा नहीं बल्कि औजार है: यदि नमूना प्रतिलोमन से पहले और बाद मापा जाए, तो घूर्णनों का अंतर केवल सुक्रोज पर निर्भर रहता है, जबकि विलयन में शेष सब रद्द हो जाता है। दोहरे ध्रुवण की विधि ने पाठ्यांक को एक ही वार में विश्वसनीय बना दिया, कारखाने की धुँधली चाशनियों के लिए भी।
राष्ट्रीय मापक सदियों तक तीसरे अंक पर अलग रहे, और शर्करा विश्लेषण की एकरूप विधियों के अंतर्राष्ट्रीय आयोग ने उन्हें एक में समेटा, सौ को मानक तौल और पारे की हरी रेखा से बाँधकर। तब से कच्ची चीनी का वायदा अनुबंध इन्हीं अंशों में लिखा जाता है, और अंश के दसवें भाग का अधिभार लंदन और साओ पाउलो में एक ही अर्थ रखता है।
शर्करा मापक को स्फटिक सँभालता है, चीनी नहीं
लगता है कि ऐसे मापक का मानक स्वयं सुक्रोज होना चाहिए, पर इस भूमिका के लिए वह बिलकुल उपयुक्त नहीं: सुक्रोज वायु से जल खींचती है, तनिक-सी मिलावट से धुँधली होती है और स्वयं ही विघटित होती है, और उसका विलयन गिने-चुने दिन जीता है। स्फटिक इसके विपरीत ध्रुवण तल को अपनी ही संरचना के बल पर घुमाता है, यह काम वर्षों बिना बदले करता है और न तौल माँगता है न फ्लास्क, इसीलिए शर्करामापियों को उसी मापक के अंशों में प्रमाणित स्फटिक पट्टिका से जाँचा जाता है।
तो यह निकलता है कि चीनी के नाम पर पुकारी गई और चीनी के व्यापार के लिए सोची गई राशि एक खनिज से, एक तरंगदैर्घ्य से और एक नली के आकार से बँधी है, जबकि स्वयं चीनी इस शृंखला में केवल अंत में प्रकट होती है, जब यंत्र नमूने को देखता है। यही रचना उसे सांवैधिक मापक बनाती है, न कि प्रकृति का स्थिरांक: यहाँ जो पुनरुत्पादित होता है वह चीनी नहीं बल्कि यंत्रों के बीच की सहमति है, और इसीलिए ICUMSA प्रकृति को नहीं बल्कि एक विधान को फिर से लिखता है।
सूची · माप की इकाइयाँ
हर राशि के लिए एक पत्रक
SI की सात मूल इकाइयाँ, अपने नाम वाली बाईस व्युत्पन्न, और प्रणाली के बाहर की वे राशियाँ जिनके बिना न तकनीक चलती है न पंचांग।