वाक्यांश "ओजोन परत", जो 70 के दशक में प्रसिद्ध हुआ। पिछली सदी, लंबे समय से किनारे पर स्थापित है। साथ ही, कम ही लोग वास्तव में समझते हैं कि इस अवधारणा का क्या अर्थ है और ओजोन परत का विनाश खतरनाक क्यों है। कई लोगों के लिए एक बड़ा रहस्य ओजोन अणु की संरचना है, और फिर भी यह सीधे ओजोन परत की समस्याओं से संबंधित है। आइए ओजोन, इसकी संरचना और औद्योगिक अनुप्रयोगों के बारे में अधिक जानें।
ओजोन क्या है
ओजोन, या, जैसा कि इसे सक्रिय ऑक्सीजन भी कहा जाता है, एक तीखी धात्विक गंध वाली नीला गैस है।
यह पदार्थ एकत्रीकरण की तीनों अवस्थाओं में मौजूद हो सकता है: गैसीय, ठोस और तरल।
साथ ही प्रकृति में ओजोन गैस के रूप में ही होती है, जिससे तथाकथित ओजोन परत बनती है। अपने नीले रंग के कारण ही आकाश नीला दिखाई देता है।
ओजोन अणु कैसा दिखता है
आपका उपनाम "सक्रिय" हैऑक्सीजन" ओजोन को ऑक्सीजन के समान होने के कारण प्राप्त हुआ। तो इन पदार्थों में मुख्य सक्रिय रासायनिक तत्व ऑक्सीजन (O) है। हालाँकि, यदि किसी ऑक्सीजन अणु में उसके 2 परमाणु होते हैं, तो ओजोन अणु (सूत्र - O3) में इस तत्व के 3 परमाणु होते हैं।
इस संरचना के कारण, ओजोन के गुण ऑक्सीजन के समान हैं, लेकिन अधिक स्पष्ट हैं। विशेष रूप से, जैसे O2, O3सबसे मजबूत ऑक्सीकारक है।
इन "संबंधित" पदार्थों के बीच सबसे महत्वपूर्ण अंतर, जो हर किसी के लिए याद रखना महत्वपूर्ण है, निम्नलिखित है: ओजोन को सांस नहीं लिया जा सकता है, यह विषाक्त है और अगर साँस ली जाती है, तो यह फेफड़ों को नुकसान पहुंचा सकता है या किसी व्यक्ति को भी मार सकता है।. वहीं, O3 जहरीली अशुद्धियों से हवा को साफ करने के लिए एकदम सही है। वैसे, यह ठीक इसी वजह से है कि बारिश के बाद सांस लेना इतना आसान है: ओजोन हवा में निहित हानिकारक पदार्थों का ऑक्सीकरण करता है, और इसे शुद्ध किया जाता है।
ओजोन अणु का मॉडल (3 ऑक्सीजन परमाणुओं से मिलकर) एक कोण की छवि जैसा दिखता है, और इसका आकार 117° है। इस अणु में कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं है और इसलिए यह प्रतिचुंबकीय है। इसके अलावा, इसमें ध्रुवता होती है, हालांकि इसमें एक ही तत्व के परमाणु होते हैं।
किसी दिए गए अणु के दो परमाणु एक दूसरे से मजबूती से बंधे होते हैं। लेकिन तीसरे के साथ संबंध कम विश्वसनीय है। इस कारण से, ओजोन अणु (मॉडल का फोटो नीचे देखा जा सकता है) बहुत नाजुक होता है और बनने के तुरंत बाद यह टूट जाता है। एक नियम के रूप में, किसी भी अपघटन प्रतिक्रिया में O3 ऑक्सीजन निकलती है।
ओजोन की अस्थिरता के कारण इसका उत्पादन नहीं किया जा सकताफसल और भंडारण, साथ ही परिवहन, अन्य पदार्थों की तरह। इस कारण इसका उत्पादन अन्य पदार्थों की तुलना में अधिक महंगा होता है।
साथ ही, अणुओं की उच्च गतिविधि O3इस पदार्थ को सबसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट बनने की अनुमति देता है, इससे अधिक शक्तिशाली ऑक्सीजन, और क्लोरीन से अधिक सुरक्षित।
यदि एक ओजोन अणु टूट कर O2 रिलीज करता है, तो यह प्रतिक्रिया हमेशा ऊर्जा के रिलीज के साथ होती है। उसी समय, रिवर्स प्रक्रिया होने के लिए (O3 का गठन O2 से), खर्च करना आवश्यक है यह कम नहीं है।
गैसीय अवस्था में ओजोन अणु 70°C के तापमान पर विघटित हो जाता है। यदि इसे बढ़ाकर 100 डिग्री या उससे अधिक कर दिया जाता है, तो प्रतिक्रिया में काफी तेजी आएगी। अशुद्धियों की उपस्थिति ओजोन अणुओं की क्षय अवधि को भी तेज करती है।
O3 गुण
कोई फर्क नहीं पड़ता कि ओजोन तीन राज्यों में से किस में है, यह अपना नीला रंग बरकरार रखता है। पदार्थ जितना कठोर होगा, यह छाया उतना ही समृद्ध और गहरा होगा।
प्रत्येक ओजोन अणु का वजन 48 ग्राम/मोल होता है। यह हवा से भारी है, जो इन पदार्थों को अलग करने में मदद करती है।
O3 लगभग सभी धातुओं और अधातुओं (सोने, इरिडियम और प्लेटिनम को छोड़कर) को ऑक्सीकृत करने में सक्षम।
इसके अलावा, यह पदार्थ दहन प्रतिक्रिया में भाग ले सकता है, लेकिन इसके लिए O2 की तुलना में अधिक तापमान की आवश्यकता होती है।
ओजोन H2O और freons में घुलने में सक्षम है। तरल अवस्था में, यह तरल ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, मीथेन, आर्गन,कार्बन टेट्राक्लोराइड और कार्बन डाइऑक्साइड।
ओजोन अणु कैसे बनता है
O3 अणु ऑक्सीजन के अणुओं को मुक्त ऑक्सीजन परमाणुओं से जोड़कर बनते हैं। बदले में, वे विद्युत निर्वहन, पराबैंगनी किरणों, तेज इलेक्ट्रॉनों और अन्य उच्च-ऊर्जा कणों के प्रभाव के कारण अन्य अणुओं O2 के विभाजन के कारण दिखाई देते हैं। इस कारण से, ओजोन की विशिष्ट गंध को बिजली के उपकरणों या लैंप जो पराबैंगनी प्रकाश उत्सर्जित करते हैं, के पास महसूस किया जा सकता है।
औद्योगिक पैमाने पर, O3 विद्युत ओजोन जनरेटर या ओजोनाइज़र का उपयोग करके पृथक किया जाता है। इन उपकरणों में, O2 युक्त गैस धारा के माध्यम से एक उच्च-वोल्टेज विद्युत प्रवाह पारित किया जाता है, जिसके परमाणु ओजोन के लिए "निर्माण सामग्री" के रूप में कार्य करते हैं।
कभी-कभी इन मशीनों में शुद्ध ऑक्सीजन या साधारण हवा का इंजेक्शन लगाया जाता है। परिणामी ओजोन की गुणवत्ता प्रारंभिक उत्पाद की शुद्धता पर निर्भर करती है। तो, घावों के इलाज के लिए चिकित्सा O3, केवल रासायनिक रूप से शुद्ध O2 से निकाला जाता है।
ओजोन की खोज का इतिहास
यह पता लगाने के बाद कि ओजोन अणु कैसा दिखता है और यह कैसे बनता है, यह इस पदार्थ के इतिहास से परिचित होने लायक है।
इसे पहली बार 18वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में डच शोधकर्ता मार्टिन वैन मारुम द्वारा संश्लेषित किया गया था। वैज्ञानिक ने देखा कि हवा के साथ एक कंटेनर के माध्यम से बिजली की चिंगारी गुजरने के बाद, उसमें मौजूद गैस ने अपने गुणों को बदल दिया। उसी समय, वैन मारम को यह समझ में नहीं आया कि उन्होंने एक नए के अणुओं को अलग कर दिया हैपदार्थ।
लेकिन शीनबीन नाम के उनके जर्मन सहयोगी ने बिजली की मदद से H2O को H और O2 में विघटित करने की कोशिश करते हुए देखा, एक तीखी गंध के साथ नई गैस छोड़ने के लिए। बहुत शोध के बाद, वैज्ञानिक ने अपने द्वारा खोजे गए पदार्थ का वर्णन किया और "गंध" के लिए ग्रीक शब्द के सम्मान में इसे "ओजोन" नाम दिया।
कवक और बैक्टीरिया को मारने की क्षमता, साथ ही हानिकारक यौगिकों की विषाक्तता को कम करने की क्षमता, जो खुले पदार्थ के पास थी, ने कई वैज्ञानिकों को दिलचस्पी दी। O3 की आधिकारिक खोज के 17 साल बाद, वर्नर वॉन सीमेंस ने ओजोन को किसी भी मात्रा में संश्लेषित करने के लिए पहला उपकरण तैयार किया। और 39 साल बाद, शानदार निकोला टेस्ला ने दुनिया के पहले ओजोन जनरेटर का आविष्कार और पेटेंट कराया।
यह वह उपकरण था जिसका उपयोग फ्रांस में 2 साल बाद पहली बार पेयजल उपचार संयंत्रों में किया गया था। XX सदी की शुरुआत के बाद से। यूरोप अपने शुद्धिकरण के लिए पीने के पानी के ओजोनेशन पर स्विच करना शुरू कर रहा है।
रूसी साम्राज्य ने पहली बार 1911 में इस तकनीक का इस्तेमाल किया था और 5 साल बाद देश में ओजोन का उपयोग करके पेयजल शोधन के लिए लगभग 4 दर्जन प्रतिष्ठानों को सुसज्जित किया गया था।
आज पानी का ओजोनेशन धीरे-धीरे क्लोरीनेशन की जगह ले रहा है। इस प्रकार, यूरोप में कुल पीने के पानी का 95% O3 का उपयोग करके शुद्ध किया जाता है। यह तकनीक यूएसए में भी बहुत लोकप्रिय है। सीआईएस में, यह अभी भी अध्ययन के अधीन है, क्योंकि हालांकि यह प्रक्रिया अधिक सुरक्षित और अधिक सुविधाजनक है, यह क्लोरीनीकरण की तुलना में अधिक महंगा है।
ओजोन अनुप्रयोग
जल उपचार के अलावा, O3 के कई अन्य उपयोग भी हैं।
- ओजोन का उपयोग कागज और वस्त्रों के निर्माण में ब्लीच के रूप में किया जाता है।
- वाइन कीटाणुरहित करने के साथ-साथ कॉन्यैक की उम्र बढ़ने की प्रक्रिया को तेज करने के लिए सक्रिय ऑक्सीजन का उपयोग किया जाता है।
- विभिन्न वनस्पति तेलों को O3 का उपयोग करके परिष्कृत किया जाता है।
- अक्सर इस पदार्थ का उपयोग मांस, अंडे, फल और सब्जियों जैसे खराब होने वाले उत्पादों को संसाधित करने के लिए किया जाता है। यह प्रक्रिया रासायनिक निशान नहीं छोड़ती है, जैसे क्लोरीन या फॉर्मलाडेहाइड के साथ, और उत्पादों को अधिक समय तक संग्रहीत किया जा सकता है।
- ओजोन चिकित्सा उपकरणों और कपड़ों की नसबंदी करता है।
- शुद्ध किए गए O3 का उपयोग विभिन्न चिकित्सा और कॉस्मेटिक प्रक्रियाओं के लिए किया जाता है। विशेष रूप से, दंत चिकित्सा में इसकी मदद से, वे मौखिक गुहा और मसूड़ों को कीटाणुरहित करते हैं, और विभिन्न रोगों (स्टामाटाइटिस, दाद, मौखिक कैंडिडिआसिस) का भी इलाज करते हैं। यूरोपीय देशों में O3 घाव कीटाणुशोधन के लिए बहुत लोकप्रिय है।
- हाल के वर्षों में, ओजोन का उपयोग करके हवा और पानी को छानने के लिए पोर्टेबल घरेलू उपकरण बहुत लोकप्रिय हो गए हैं।
ओजोन परत - यह क्या है?
पृथ्वी की सतह से 15-35 किमी की दूरी पर ओजोन परत है, या, जैसा कि इसे ओजोनोस्फीयर भी कहा जाता है। इस स्थान पर सांद्रित O3 हानिकारक सौर विकिरण के लिए एक प्रकार के फिल्टर का काम करता है।
किसी पदार्थ के अणु अस्थिर होने पर इतनी मात्रा कहाँ से आती है? इस सवाल का जवाब देना मुश्किल नहीं है, अगर हम ओजोन अणु के मॉडल और इसके गठन की विधि को याद करें। तो, ऑक्सीजन, 2. से मिलकर बनता हैसमताप मंडल में प्रवेश करने वाले ऑक्सीजन के अणु वहां सूर्य की किरणों से गर्म होते हैं। यह ऊर्जा O2 को परमाणुओं में विभाजित करने के लिए पर्याप्त है, जिससे O3 बनता है। वहीं, ओजोन परत न केवल सौर ऊर्जा के हिस्से का उपयोग करती है, बल्कि इसे फिल्टर भी करती है, खतरनाक पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करती है।
ऊपर कहा गया था कि ओजोन फ्रीऑन द्वारा भंग किया जाता है। ये गैसीय पदार्थ (डिओडोरेंट्स, अग्निशामक और रेफ्रिजरेटर के निर्माण में प्रयुक्त), एक बार वातावरण में छोड़े जाने के बाद, ओजोन को प्रभावित करते हैं और इसके अपघटन में योगदान करते हैं। नतीजतन, ओजोनोस्फीयर में छेद दिखाई देते हैं जिसके माध्यम से अनफ़िल्टर्ड सौर किरणें ग्रह में प्रवेश करती हैं, जो जीवों पर विनाशकारी प्रभाव डालती हैं।
ओजोन अणुओं की विशेषताओं और संरचना पर विचार करने के बाद, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि यह पदार्थ खतरनाक होते हुए भी मानवता के लिए बहुत उपयोगी है अगर सही तरीके से उपयोग किया जाए।
