ओजोन एक गैस है। कई अन्य के विपरीत, यह पारदर्शी नहीं है, लेकिन इसमें एक विशिष्ट रंग और यहां तक कि एक गंध भी है। यह हमारे वायुमंडल में मौजूद है और इसके सबसे महत्वपूर्ण घटकों में से एक है। ओजोन का घनत्व, उसका द्रव्यमान और अन्य गुण क्या हैं? ग्रह के जीवन में इसकी क्या भूमिका है?
नीली गैस
रसायन शास्त्र में ओजोन का आवर्त सारणी में अलग स्थान नहीं है। ऐसा इसलिए है क्योंकि यह एक तत्व नहीं है। ओजोन एक एलोट्रोपिक संशोधन या ऑक्सीजन की भिन्नता है। O2 की तरह, इसके अणु में केवल ऑक्सीजन परमाणु होते हैं, लेकिन इसमें दो नहीं, बल्कि तीन होते हैं। अतः इसका रासायनिक सूत्र O3 जैसा दिखता है।
ओजोन एक नीली गैस है। यदि सांद्रता बहुत अधिक है तो इसमें क्लोरीन की याद ताजा तीखी गंध होती है। क्या आपको बारिश में ताजगी की महक याद है? यह ओजोन है। इस संपत्ति के लिए धन्यवाद, इसे इसका नाम मिला, क्योंकि प्राचीन ग्रीक भाषा से "ओजोन" "गंध" है।
गैस का अणु ध्रुवीय होता है, इसमें परमाणु 116, 78° के कोण पर जुड़े होते हैं। ओजोन तब बनता है जब एक मुक्त ऑक्सीजन परमाणु एक O2 अणु से जुड़ा होता है। में होता हैविभिन्न प्रतिक्रियाओं का समय, उदाहरण के लिए, फास्फोरस का ऑक्सीकरण, एक विद्युत निर्वहन, या पेरोक्साइड का अपघटन, जिसके दौरान ऑक्सीजन परमाणु निकलते हैं।
ओजोन के गुण
सामान्य परिस्थितियों में, ओजोन एक गैस के रूप में मौजूद है जिसका आणविक भार लगभग 48 g/mol है। यह प्रतिचुंबकीय है, अर्थात यह चांदी, सोना या नाइट्रोजन की तरह किसी चुंबक की ओर आकर्षित नहीं हो पाता है। ओजोन का घनत्व 2.1445 g/dm³ है।
ठोस अवस्था में, ओजोन नीले-काले रंग का हो जाता है, तरल अवस्था में, बैंगनी रंग के करीब नील रंग का हो जाता है। क्वथनांक 111.8 डिग्री सेल्सियस है। शून्य डिग्री के तापमान पर, यह ऑक्सीजन से दस गुना बेहतर पानी में (केवल शुद्ध पानी में) घुल जाता है। यह तरल मीथेन, नाइट्रोजन, फ्लोरीन, आर्गन और कुछ शर्तों के तहत ऑक्सीजन के साथ अच्छी तरह से मिश्रित होता है।
कई उत्प्रेरकों की क्रिया के तहत, यह आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है, मुक्त ऑक्सीजन परमाणुओं को मुक्त करता है। इसके साथ जुड़कर यह तुरंत प्रज्वलित हो जाता है। पदार्थ लगभग सभी धातुओं को ऑक्सीकरण करने में सक्षम है। केवल प्लेटिनम और सोना ही इसकी कार्रवाई के लिए उत्तरदायी नहीं हैं। यह विभिन्न कार्बनिक और सुगंधित यौगिकों को नष्ट कर देता है। अमोनिया के संपर्क में आने पर अमोनियम नाइट्राइट बनाता है, दोहरे कार्बन बांड को नष्ट करता है।
वायुमंडल में उच्च सांद्रता में उपस्थित ओजोन स्वतः ही विघटित हो जाता है। इस मामले में, गर्मी निकलती है और एक O2 अणु बनता है। इसकी सांद्रता जितनी अधिक होगी, ऊष्मा विमोचन प्रतिक्रिया उतनी ही मजबूत होगी। जब ओजोन की मात्रा 10% से अधिक होती है, तो यह एक विस्फोट के साथ होता है। तापमान में वृद्धि और दबाव कम करके, या के संपर्क सेकार्बनिक पदार्थ O3 को तेजी से विघटित करते हैं।
खोज इतिहास
रसायन शास्त्र में ओजोन की जानकारी 18वीं शताब्दी तक नहीं थी। यह 1785 में उस गंध के कारण खोजा गया था जिसे भौतिक विज्ञानी वैन मारम ने एक काम कर रहे इलेक्ट्रोस्टैटिक मशीन के बगल में सुना था। उसके 50 साल बाद, वैज्ञानिक प्रयोगों और शोध में गैस दिखाई नहीं दी।
वैज्ञानिक क्रिश्चियन शॉनबीन ने 1840 में सफेद फास्फोरस के ऑक्सीकरण का अध्ययन किया। प्रयोगों के दौरान, वह एक अज्ञात पदार्थ को अलग करने में कामयाब रहे, जिसे उन्होंने "ओजोन" कहा। रसायनज्ञ ने इसके गुणों का अध्ययन किया और बताया कि एक नई खोजी गई गैस कैसे प्राप्त करें।
जल्द ही अन्य वैज्ञानिक पदार्थ के शोध में शामिल हो गए। प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी निकोला टेस्ला ने पहले ओजोन जनरेटर का निर्माण भी किया था। O3 का औद्योगिक उपयोग 19वीं शताब्दी के अंत में घरों में पीने के पानी की आपूर्ति के लिए पहली स्थापना के आगमन के साथ शुरू हुआ। पदार्थ का उपयोग कीटाणुशोधन के लिए किया गया था।
वायुमंडल में ओजोन
हमारी पृथ्वी वायु के एक अदृश्य खोल - वायुमण्डल से घिरी हुई है। इसके बिना, ग्रह पर जीवन असंभव होगा। वायुमंडलीय वायु के घटक: ऑक्सीजन, ओजोन, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन, मीथेन और अन्य गैसें।
ओजोन अपने आप में मौजूद नहीं है और केवल रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप होता है। पृथ्वी की सतह के करीब, यह गरज के साथ बिजली के निर्वहन के कारण बनता है। अस्वाभाविक रूप से, यह कारों, कारखानों, गैसोलीन के धुएं और ताप विद्युत संयंत्रों से निकलने वाले उत्सर्जन के कारण प्रतीत होता है।
वायुमंडल की निचली परतों के ओजोन को सतही या क्षोभमंडल कहते हैं। एक समताप मंडल भी है। यह सूर्य से आने वाली पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में होता है। यह ग्रह की सतह से 19-20 किलोमीटर की दूरी पर बनता है और 25-30 किलोमीटर की ऊंचाई तक फैला है।
समताप मंडल O3 ग्रह की ओजोन परत बनाता है, जो इसे शक्तिशाली सौर विकिरण से बचाता है। यह कैंसर और जलन पैदा करने के लिए पर्याप्त तरंग दैर्ध्य के साथ लगभग 98% पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करता है।
पदार्थ का प्रयोग
ओजोन एक उत्कृष्ट आक्सीकारक और संहारक है। इस संपत्ति का उपयोग लंबे समय से पीने के पानी को शुद्ध करने के लिए किया जाता रहा है। पदार्थ का बैक्टीरिया और वायरस पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है जो मनुष्यों के लिए खतरनाक होते हैं, और जब ऑक्सीकरण होता है, तो यह हानिरहित ऑक्सीजन में बदल जाता है।
यह क्लोरीन प्रतिरोधी जीवों को भी मार सकता है। इसके अलावा, इसका उपयोग पर्यावरणीय रूप से हानिकारक तेल उत्पादों, सल्फाइड, फिनोल आदि से अपशिष्ट जल को शुद्ध करने के लिए किया जाता है। इस तरह की प्रथाएं मुख्य रूप से संयुक्त राज्य अमेरिका और कुछ यूरोपीय देशों में आम हैं।
ओजोन का उपयोग चिकित्सा में उपकरणों कीटाणुरहित करने के लिए किया जाता है, उद्योग में इसका उपयोग कागज को ब्लीच करने, तेलों को शुद्ध करने और विभिन्न पदार्थों को प्राप्त करने के लिए किया जाता है। हवा, पानी और परिसर को शुद्ध करने के लिए O3 के उपयोग को ओजोनेशन कहा जाता है।
ओजोन और मनुष्य
अपने सभी लाभकारी गुणों के बावजूद, ओजोन मनुष्यों के लिए खतरनाक हो सकता है। यदि हवा में अधिक गैस है जो एक व्यक्ति सहन कर सकता है, तो विषाक्तता से बचा नहीं जा सकता है। रूस में, इसका अनुमेय मानदंड0.1 माइक्रोग्राम प्रति लीटर है।
जब यह दर पार हो जाती है, तो रासायनिक विषाक्तता के विशिष्ट लक्षण दिखाई देते हैं, जैसे सिरदर्द, श्लेष्मा झिल्ली में जलन, चक्कर आना। ओजोन श्वसन पथ के माध्यम से संचरित संक्रमणों के लिए शरीर के प्रतिरोध को कम करता है, और रक्तचाप को भी कम करता है। 8-9 माइक्रोग्राम/ली से ऊपर गैस सांद्रता फुफ्फुसीय एडिमा और यहां तक कि मृत्यु का कारण बन सकती है।
साथ ही हवा में ओजोन को पहचानना काफी आसान है। "ताजगी", क्लोरीन या "क्रेफ़िश" (जैसा कि मेंडेलीव ने दावा किया) की गंध पदार्थ की कम सामग्री के साथ भी स्पष्ट रूप से श्रव्य है।
