ओज़ोन

ओज़ोन (अंग्रेज़ी: Ozone) ऑक्सीजन के तीन परमाणुओं से मिलकर बनने वाली एक गैस है जो कि वातावरण में बहुत कम मात्रा में पाई जाती है। जहाँ निचले वातावरण में पृथ्वी के निकट इसकी उपस्थिति प्रदूषण को बढ़ाने वाली और मानव ऊतक के लिए नुकसानदेह है, वहीं ऊपरी वायुमंडल में इसकी उपस्थिति परमावश्यक है। इसकी सघनता 10 लाख में 10वां हिस्सा है। यह गैस प्राकृतिक रूप से बनती है। जब सूर्य की किरणें वायुमंडल से ऊपरी सतह पर ऑक्सीजन से टकराती हैं तो उच्च ऊर्जा विकरण से इसका कुछ हिस्सा ओज़ोन में परिवर्तित हो जाता है। साथ ही विद्युत विकास क्रिया, बादल, आकाशीय विद्युत एवं मोटरों के विद्युत स्पार्क से भी ऑक्सीजन ओज़ोन में बदल जाती है। पृथ्वी के धरातल से 20-30 किमी की ऊंचाई पर वायुमण्डल के समताप मंडल क्षेत्र में ओज़ोन गैस का एक झीना-सा आवरण है, जिसे ओज़ोन परत कहते हैं। वायुमंडल के आयतन कें संदर्भ में ओज़ोन परत की सांद्रता लगभग 10 पीपीएम है। यह ओज़ोन परत पर्यावरण की रक्षक है। ओज़ोन परत हानिकारक पराबैंगनी किरणों को पृथ्वी पर आने से रोकती है।

ओज़ोन विशेष प्रकार की गंधयुक्त गैस है। अल्प मात्रा में ओज़ोन हवा में पाया जाता है। समुद्र की सतह पर की हवा में धरती की अपेक्षा यह कुछ अधिक रहता है, यद्यपि सदैव नहीं। साधारणत: धरातल से ऊँचाई पर इसकी मात्रा अधिक होती है। कहीं-कहीं झरनों के पानी में ओज़ोन का पता लगा है।

एम. फ्ऱान मारम ने 1785 में ज्ञात किया कि क्रियाशील विद्युत्‌ मशीनों के आसपास एक विशेष गंध पाई जाती है। अम्लीय पानी के विद्युद्विश्लेषण के समय धनाग्र (ऐनोड) के समीप भी कुछ ऐसी ही गंध का डब्ल्यू. क्रुकशैंक ने पता लगाया। 1839 में सी.एफ़. शेनबाइन ने बताया कि यह गंध एक निश्चित वस्तु के बनने के कारण ही होती है जिसका नाम उन्होंने ओज़ोन रखा। बिजली गिरने पर तथा तर हवा में फ़ास्फ़रस के समीप भी ऐसी गंध आती है, जो ओज़ोन के कारण ही रहती है।

इन क्रियाओं में आक्सिजन के संमिलन से ओज़ोन प्राप्त होता है, 3O2=2O3 –O8.2 कलरी। अत: ओज़ोन के निर्माण में शक्ति की आवश्यकता पड़ती है। जिन विधियों से ओज़ोन प्राप्त होता है उन्हें दो भागों में विभक्त किया जा सकता है : पहली भौतिक तथा दूसरी रासयनिक।

गर्मी का प्रभाव–ओज़ोन साधारण ताप पर बहुत कुद स्थायी है, परंतु गरम करने या देर तक रखने पर आक्सिजन में विघटित हो जाता है। वैसे तो अधिक ताप ओज़ोन के निर्माण के लिए अनुकूल होता है, परंतु विघटन से बचाने के लिए तुरंत ही इसे ठंढा करना पड़ता है। गरम प्लैटिनम के तार को द्रव हवा में डुबाने से भी थोड़ा ओज़ोन प्राप्त होता है।

रेडियम, पोलोनियम आदि के ऐल्फ़ा किरण के प्रभाव से भी आक्सिजन से ओज़ोन बनता है। आक्सिजन से भरे बर्तन में, जिसमें कुछ रेडियम भी रखा हो, थोड़ा भाग ओज़ोन का प्राप्त होता है। इसी प्रकार पराबैंगनी किरणें भी ओज़ोन बनाने में उपयोगी होती हैं।

पानी के विद्युद्विश्लेषण में धनाग्र (ऐनोड) पर आक्सिजन प्राप्त होता है, जिसमें कुछ भाग ओज़ोन का रहता है। इस गैसीय मिश्रण में ओज़ोन का अनुपात कई बातों पर निर्भर रहता है, जैसे विद्युदग्र (इलेक्ट्रोड) की प्रकृति तथा उसका विस्तार, विद्युद्विश्लेष्य (इलेक्ट्रोलाइट) की प्रकृति और विद्युद्द्धारा की मात्रा। पतला प्लैटिनम विद्युदग्र (इलेक्ट्रोड) का प्रयोग करके, जो भीतर से बर्फ जमानेवाले हिम-लवण-मिश्रण के प्रवाह द्वारा ठंढा भी होता रहे, और पर्याप्त विद्युत्‌ घनत्व लगाकर गंधक का अम्ल मिले पानी का विद्युद्विश्लेषण करने पर, अधिक ओज़ोन मिलता है। यह विधि वैसे तो खर्चीली है, परंतु ऐसा प्राप्त ओज़ोन नाइट्रोजन से अपेक्षाकृत दूषित नहीं होता तथा हाइड्रोजन भी उपजात के रूप में प्राप्त होता है।

आक्सिजन गैस में विद्युद्विसर्जन (डिस्चार्ज) करने से ओज़ोन बनता है। ओज़ोन बनाने के उपयुक्त इस प्रकार के उपकरण को ओज़ोनाइज़र कहते हैं, जैसे सीमेंस या ब्राडी का ओज़ोनाइज़र। यह एक शीशे की नली होती है जिसमें दो विद्युदग्र (इलेक्ट्रोड) लगे रहते हैं। इन विद्युदग्रों के बीच इंडक्शन क्वायल या ट्रान्सफार्मर (ट्रैंसफ़ॉर्मर) की सहायता से उच्च वारंवारता की प्रत्यावर्ती (ए.सी.) विद्युद्धारा प्रवाहित की जाती है। साथ ही शुद्ध आक्सिजन गैस ओज़ोनाइज़र की नली में धीरे-धीरे प्रवाहित की जाती है। ओज़ोनाइज़र या तो हवा में ही ठंढा होता रहता है या इसे ठंढे में डुबाकर रखते हैं। बाहर निकलती हुई गैस में ओज़ोन की पर्याप्त मात्रा रहती है। साधारणतया ओज़ोन प्राप्त करने के लिए इसी विधि का उपयोग होता है।

बहुत सी ऐसी उष्माक्षेपक (एक्सोथर्मिक) रासायनिक क्रियाओं में, जो कम ताप पर होती हैं, अथवा आक्सीकरण की ऐसी क्रियाओं में, जो धीरे-धीरे होती हैं, कुछ ओज़ोन, आक्सिजन के साथ, प्राप्त होता है। अम्ल की उपस्थिति में हाइड्रोजन पराक्साइड के विघटन से तथा इसी प्रकार कई आक्साइड (जैसे BaO2, Na2O2 इत्यादि) पर अम्ल की क्रिया से कुछ ओज़ोन मिलता है। परसल्फ़्यूरिक अम्ल, परकारबोनिक अम्ल अथवा परसल्फ़ेट तथा परबोरेट भी इस संबंध में उपयोगी हैं। फ़्लोरीन गैस पर पानी की क्रिया से, अथवा हाइड्रोफ़्लोरिक अम्ल के विलयन के विशेषत: कम ताप पर विद्युद्विश्लेषण (इलेक्ट्रोलिसिस) द्वारा आक्सिजन के साथ ओज़ोन प्राप्त होता है। फ़ास्फ़रस के आक्सीकरण में ओज़ोन भी बनता है।

साधारण ताप पर ओज़ोन हल्के नीले रंग की गैस है, जो हवा में बहुत अल्प मात्रा में रहने पर भी अपनी विशेष गंध से पहचानी जा सकती है। अधिक मात्रा में रहने पर भी अपनी विशेष गंध से पहचानी जा सकती है। अधिक मात्रावाली ओज़ोन की हवा को सूँघने से सिर दर्द होता है; यदि मात्रा अधिक हो, या देर तक गैस में रहें तो मृत्यु भी हो सकती है। ओज़ोन गैस का घनत्व (O° सें., 750 मिलीमीटर दाब पर), 2.144 ग्राम/ लिटर है। गाढ़े नीले रंग के द्रव ओज़ोन का घनत्व (183° सें.पर)1.71 ग्राम/ सेंटीमीटर3 है।

ओज़ोन द्रव आक्सिजन तथा द्रव नाइट्रोजन में विलेय है। पानी में इसकी बहुत कम मात्रा घुलती है; गंधक के अम्ल के विलयन में इसकी घुलनेवाली मात्रा अम्ल की शक्ति पर निर्भर है। उदासीन लवण के विलयन में ओज़ोन का विलयन अधिक स्थायी होता है, परंतु क्षारीय विलयन में इसकी विलेयता कम होती है। कई प्रकार के तेल, जैसे तारपीन, दारचीनी या कुछ वसाएँ ओज़ोन की पर्याप्त मात्रा सोख लेती हैं। ऐसीटिक अम्ल, एथिल ऐसीटेट, क्लोरोफ़ार्म तथा कार्बन टेट्रा-क्लोराइड में ओज़ोन का विलयन नीले रंग का होता है।

साधारण ताप पर ओज़ोन धीरे-धीरे विघटित होता है। गरम करने पर या बहुत सी वस्तुओं (जैसे लोहा, चाँदी, मैंगनीज़, सीसा, निकल तथा पारा के आक्साइड अथवा चाँदी, प्लैटिनम आदि धातु) की उपस्थिति में ओज़ोन का विघटन शीघ्र होता है। इस क्रिया में आक्सिजन प्राप्त होता है। अधिक ताप पर विघटन में कुछ प्रकाश भी निकलता है। यह अवदीप्ति (ल्यूमिनिसेंस) टोंटी के पानी में या ऐल्कोहल, बेंजीन इत्यादि कार्बनिक यौगिकों में ओज़ोन तथा आक्सिजन का गैसीय मिश्रण प्रवाहित करने पर भी प्राप्त होता है।

ओज़ोन अति शक्तिशाली आक्सीकारक है। यह पोटैसियम आयोडाइड से आयोडीन को स्वतंत्र कर देता है। इसीलिए गीले पोटैसियम आयोडाइड तथा स्टार्च के कागज का रंग ओज़ोन में नीला हो जाता है। इस प्रकार का आक्सीकरण कई दूसरी वस्तुएँ भी करती हैं। ओज़ोन में बहुत सी धातुओं, जैसे चाँदी, ताँबा, निकेल, राँगा, सीसा आदि, का आक्सीकरण होता है। कुछ में तो अधिक उष्मा की आवश्यकता पड़ती है, परंतु अन्य में यह क्रिया सरलता से होती है। इन क्रियाओं में पानी की उपस्थिति, चाहे थोड़ी मात्रा में हो, आवश्यक है।

ओज़ोन के संपर्क में पारा के गुणों में बहुत अंतर आ जाता है और वह काच की सतह पर चिपकने लगता है। इसमें पानी डालने से पुन: पारा का मूल रूप प्राप्त हो जाता है। ओज़ोन द्वारा बहुत से लवणों का आक्सीकरण होता है, जैसे मरक्यूरस, फ़ेरिक तथा स्टैनिक क्लोराइड प्राप्त होते हैं। इसी प्रकार लेड तथा मैंगनस लवण से तत्संबंधी आक्साइड प्राप्त होते हैं। काले लेड सल्फ़ाइड से सफेद लेड सल्फ़ेट मिलता है। सल्फ़र डाइआक्साइड तथा कार्बन मॉनोक्साइड से क्रमानुसार गंधक ट्राइआक्साइड तथा कार्बन डाइआक्साइड प्राप्त होते हैं।

अधातुओं से भी ओज़ोन संयोग करता है। आयोडीन से अयोडीन के ऊँचे आक्साइड तथा फ़ास्फ़रस से फ़ास्फ़रिक पेंटॉक्साइड बनते हैं। ओज़ोन से हाइड्रोजन क्लोराइड तथा हाइड्रोजन आयोडाइड का विघटन होता है। बेरियम पराक्साइड तथा हाइड्रोजन पराक्साइड से क्रमश: बेरियम आक्साइड तथा पानी प्राप्त होते हैं; इन क्रियाओं में ओज़ोन अवकारक रहता है।

रबर तथा बहुत से कार्बनिक यौगिकों से ओज़ोन क्रिया करता है। यदि ओज़ोन की मात्रा अधिक हो तो रबर की नली या डाट को यह खा जाता है। ओज़ोन की क्रिया द्वारा मिथेन से फारमैल्डिहाइड और फ़ारमिक अम्ल तथा एथिल ऐल्कोहल से ऐल्डिहाइड और ऐसीटिक अम्ल बनते हैं। नाइट्रोग्लिसरोल, नाइट्रोजन क्लोराइड तथा आयोडाइड ओज़ोन में विस्फोटक हैं। बहुत से वानस्पतिक रंग ओज़ोन के संयोग से नष्ट हो जाते हैं, जैसे नील तथा रुधिर का रंग।

ओज़ोन से कीटाणुओं का तथा अन्य गंदी कार्बनिक वस्तुओं का आक्सीकरण होता है। इसलिए पीने का पानी शुद्ध करने तथा उससे दुर्गध दूर करने के लिए ओज़ोन का उपयोग होता है। कागज, तेल अथवा ऐसी ही अन्य औद्योगिक वस्तुओं को रंगहीन बनाने में ओज़ोन उपयोगी है।

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