ऑक्सीजन तत्व
ऑक्सीजन, जिसे ‘O’ प्रतीक और परमाणु संख्या 8 से दर्शाया जाता है, एक अत्यधिक प्रतिक्रियाशील अधातु तत्व है। यह पृथ्वी पर जीवन के लिए एक महत्वपूर्ण घटक है और कई प्राकृतिक और औद्योगिक प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। मानक तापमान और दबाव पर, ऑक्सीजन एक द्विपरमाणुक गैस (O₂) के रूप में मौजूद होती है, जो रंगहीन, गंधहीन और स्वादहीन होती है।
ऑक्सीजन के रोज़मर्रा के अनुप्रयोग
ऑक्सीजन की व्यापक प्रकृति इसे कई दैनिक गतिविधियों और आवश्यक सेवाओं में शामिल करती है।
श्वसन
मनुष्यों और जानवरों सहित सभी वायवीय जीव, कोशिकीय श्वसन के लिए ऑक्सीजन पर निर्भर करते हैं। यह जैव रासायनिक प्रक्रिया जीवों को पोषक तत्वों को ऊर्जा में बदलने की अनुमति देती है, जिससे महत्वपूर्ण शारीरिक कार्यों को बनाए रखा जा सके। भारत और दुनिया भर के व्यक्तियों द्वारा साँस ली गई वायुमंडलीय ऑक्सीजन इस मूलभूत प्रक्रिया का अभिन्न अंग है।
दहन
ऑक्सीजन दहन के अधिकांश रूपों के लिए आवश्यक है, जो गर्मी और प्रकाश के रूप में ऊर्जा छोड़ता है। इस सिद्धांत का दैनिक रूप से विभिन्न तरीकों से उपयोग किया जाता है:
- भारतीय घरों में खाना पकाने वाली गैस (एलपीजी) का जलना।
- ग्रामीण क्षेत्रों में हीटिंग और खाना पकाने के लिए जलाऊ लकड़ी या कोयले का दहन।
- मुंबई, दिल्ली और चेन्नई जैसे शहरों में वाहनों में आंतरिक दहन इंजन।
चिकित्सा सहायता
स्वास्थ्य सेवा में, ऑक्सीजन थेरेपी एक महत्वपूर्ण हस्तक्षेप है। ऑक्सीजन सिलेंडर और कंसंट्रेटर का नियमित रूप से अस्पतालों और आपातकालीन सेटिंग्स में श्वसन संबंधी कठिनाइयों वाले रोगियों, जैसे अस्थमा, निमोनिया, या क्रॉनिक ऑब्सट्रक्टिव पल्मोनरी डिजीज (सीओपीडी) से पीड़ित लोगों का समर्थन करने के लिए उपयोग किया जाता है। स्वास्थ्य संकटों के दौरान, चिकित्सा ऑक्सीजन की मांग अक्सर पूरे भारत में सार्वजनिक स्वास्थ्य बुनियादी ढांचे में इसकी अपरिहार्य भूमिका को उजागर करती है।
जल उपचार
जल शोधन संयंत्रों में वातन प्रक्रियाएं अशुद्धियों को ऑक्सीकृत करने और लाभकारी सूक्ष्मजीवों के विकास का समर्थन करने के लिए ऑक्सीजन पर निर्भर करती हैं जो कार्बनिक पदार्थों को तोड़ते हैं। यह समुदायों के लिए स्वच्छ पेयजल की उपलब्धता सुनिश्चित करता है, जो भारतीय शहरों में जल आपूर्ति का प्रबंधन करने वाले नगर निगमों द्वारा नियोजित एक प्रथा है। इसके अलावा, मछली पालन और एक्वैरियम में स्वस्थ जलीय वातावरण बनाए रखने के लिए ऑक्सीजन का उपयोग किया जाता है।
अत्यधिक वातावरण में सहायता
पर्वतारोहण और स्कूबा डाइविंग जैसी गतिविधियों के लिए विशेष श्वास उपकरण में केंद्रित ऑक्सीजन होती है। यह उन वातावरणों में महत्वपूर्ण श्वास सहायता प्रदान करता है जहाँ वायुमंडलीय ऑक्सीजन दुर्लभ होती है, जैसे हिमालय में उच्च ऊंचाई या भारत के तटों से दूर गहरे समुद्र की खोज के दौरान पानी के नीचे। इसी तरह, गैर-दबाव वाले विमानों में पायलट उच्च ऊंचाई पर ऑक्सीजन मास्क का उपयोग करते हैं।
ऑक्सीजन की प्राकृतिक उपस्थिति
ऑक्सीजन पृथ्वी पर सबसे प्रचुर तत्वों में से एक है, जो विभिन्न क्षेत्रों में विभिन्न रूपों में पाया जाता है।
वायुमंडलीय ऑक्सीजन
पृथ्वी के वायुमंडल का लगभग 21% आयतन द्विपरमाणुक ऑक्सीजन (O₂) से बना है। यह वायुमंडलीय ऑक्सीजन पौधों और शैवाल द्वारा किए गए प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से लगातार फिर से भर दी जाती है।
जल और पृथ्वी की पपड़ी में ऑक्सीजन
पृथ्वी के जलमंडल में, ऑक्सीजन पानी (H₂O) का एक मूलभूत घटक है, जो इसके द्रव्यमान का लगभग 89% बनाता है। पृथ्वी के स्थलमंडल के भीतर, ऑक्सीजन द्रव्यमान के हिसाब से सबसे प्रचुर तत्व है, जो मुख्य रूप से खनिजों और चट्टानों के भीतर ऑक्साइड के रूप में पाया जाता है, जैसे कि सिलिकेट्स और कार्बोनेट, जो भारतीय उपमहाद्वीप की भूवैज्ञानिक संरचनाओं का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं।
भारत में औद्योगिक उत्पादन और उपयोगिता
औद्योगिक उत्पादन विधि
औद्योगिक पैमाने पर ऑक्सीजन मुख्य रूप से तरल हवा के भिन्नात्मक आसवन के माध्यम से उत्पादित की जाती है। हवा को पहले शुद्ध किया जाता है, संपीड़ित किया जाता है और अत्यधिक कम तापमान तक ठंडा किया जाता है, जिससे वह द्रवीभूत हो जाती है। उनके क्वथनांकों में अंतर के कारण, तरल नाइट्रोजन (क्वथनांक -196 °C) और तरल ऑक्सीजन (क्वथनांक -183 °C) को फिर आसवन के माध्यम से अलग किया जा सकता है। लिंडे इंडिया और आईनॉक्स एयर प्रोडक्ट्स जैसी कंपनियों द्वारा संचालित क्रायोजेनिक एयर सेपरेशन यूनिट (एएसयू) भारत के औद्योगिक केंद्रों में आम हैं।
भारतीय उद्योगों में अनुप्रयोग
ऑक्सीजन का भारत के भीतर कई उद्योगों में व्यापक उपयोग होता है:
- इस्पात निर्माण: बुनियादी ऑक्सीजन इस्पात निर्माण (बीओएस) प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण मात्रा में ऑक्सीजन का उपभोग किया जाता है, जो पिघले हुए पिग आयरन को डीकार्बनाइज करके इस्पात का उत्पादन करती है। भारत में प्रमुख इस्पात संयंत्र, जैसे कि भिलाई, दुर्गापुर, राउरकेला और बोकारो में स्टील अथॉरिटी ऑफ इंडिया लिमिटेड (सेल) द्वारा संचालित, दक्षता और गुणवत्ता बढ़ाने के लिए ऑक्सीजन का व्यापक रूप से उपयोग करते हैं।
- रासायनिक उद्योग: ऑक्सीजन विभिन्न रसायनों, जिनमें नाइट्रिक एसिड, एथिलीन ऑक्साइड और विनाइल क्लोराइड मोनोमर शामिल हैं, के उत्पादन में एक प्रमुख अभिकर्मक है। ये रसायन भारत के बढ़ते पेट्रोकेमिकल और उर्वरक क्षेत्रों के अभिन्न अंग हैं।
- वेल्डिंग और धातु काटना: ऑक्सी-ईंधन वेल्डिंग और कटिंग तकनीकें, विशेष रूप से ऑक्सी-एसिटिलीन, भारत भर में फैब्रिकेशन कार्यशालाओं, निर्माण स्थलों और विनिर्माण इकाइयों में धातुओं को काटने और जोड़ने के लिए व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं।
- लुगदी और कागज उद्योग: कागज उद्योग में ऑक्सीजन का उपयोग विरंजन एजेंट के रूप में किया जाता है, जो क्लोरीन-आधारित विरंजन विधियों का एक पर्यावरण के अनुकूल विकल्प प्रदान करता है।
- कांच निर्माण: उच्च तापमान प्राप्त करने और ऊर्जा दक्षता में सुधार के लिए कांच उत्पादन के दौरान भट्टियों में ऑक्सीजन डाली जाती है।