नोबल वायू अभ्यास प्रक्रिया आणि उद्योगांमधील त्यांची भूमिका

रसायनशास्त्रामध्ये असे असंख्य घटक आहेत जे एकमेकांशी संबंधित किंवा नसू शकतात. तेथे धातू, नॉनमेटल्स, लॅन्थेनाइड्स आणि अ‍ॅक्टिनाइड्स, संक्रमण धातू आणि क्षारीय पृथ्वी आहेत; आणि नक्कीच आपल्याकडे आहे एक रासायनिक घटक रसायनशास्त्राच्या वर्गात आम्ही ज्यांच्याकडे थोडेसे लक्ष दिले आहे आणि जेव्हा आपल्या आयुष्यासह पुढे जाण्याची वेळ येते तेव्हा त्याकडे बरेच कमी आहे. मी अर्थातच उदात्त वायूविषयी बोलत आहे.

हे घटक जे वातावरणात अत्यंत दुर्मिळ असल्याने आपण जास्त विश्लेषण करू शकत नाही. येथे आपण उदात्त वायूंचा इतिहास, त्यांचा वापर आणि गुणधर्म तसेच इतर कुतूहल याबद्दल शिकू. येथेच रहा आणि उदात्त वायूंबद्दल चांगल्या गोष्टी शिका.

चला वायू जाणून घेऊया

ते एकमेकाशी एकसारखेच गुणधर्म असलेले रासायनिक संयुगे आहेत. उदाहरणार्थ, सामान्य परिस्थितीत ते रंगहीन, गंधरहित, एकेश्वरित वायू असतात आणि त्यांची रासायनिक प्रतिक्रिया खूप कमी असते. हे नियतकालिक सारणीच्या गट क्रमांक 18 मध्ये स्थित आहेत आणि म्हणून ओळखले जातात: हीलियम, निऑन, झेनॉन, आर्गन, क्रिप्टन, किरणोत्सर्गी: रॅडॉन आणि सिंथेटिक: ओगनेसन.

अणू रचनेवरील विद्यमान आधुनिक सिद्धांताद्वारे त्याचे गुणधर्म समजावून सांगितले जाऊ शकतात. त्यांचे व्हॅलेंट इलेक्ट्रॉनचे शेल पूर्ण मानले जातात, जे त्यांना रासायनिक अभिक्रियामध्ये भाग घेण्यास मर्यादित प्रवृत्ती देते आणि ते कमी समजण्यामागील कारणांपैकी एक आहे. खरं तर, आजपर्यंत फारच थोर गॅस संयुगे तयार आहेत.

उदात्त वायू कोठे मिळतील?

फ्रॅक्शनल डिस्टिलेशन आणि द्रवीकरण पद्धतींचा वापर करून आम्हाला हवेतून निऑन, आर्गॉन, झेनॉन आणि क्रिप्टन मिळतात. हेलियम नैसर्गिक वायूमध्ये आढळते, जिथे ते सामान्यतः वेगळे केले जावे. आणि रेडियम रेडियममध्ये विलीन होणार्‍या संयुगेच्या किरणोत्सर्गी क्षय द्वारे प्राप्त केले जाते.

आणि ओगेनसन २००२ मध्ये तयार केलेला एक सिंथेटिक घटक आहे आणि ज्याने त्याचे आययूएपीएसी नामकरण २०१ n मध्ये प्राप्त केले. हे बर्‍याच प्रतिक्रियात्मक आणि अस्थिर म्हणून देखील ओळखले जाते, म्हणून त्यासह फारसे काम केले गेले नाही.

या वायूंचा प्रकाश, वेल्डिंग आणि अवकाश शोध या क्षेत्रात खूप महत्त्वाचा उपयोग झाला आहे. ट्रिलिक्स, जो हीलियम-ऑक्सिजन-नायट्रोजनचा उपाय आहे, वापरला जातो जेणेकरून गोताखोरांना खोलीत नायट्रोजनचा अंमली पदार्थांचा त्रास होऊ नये. आणखी काय, हायड्रोजनच्या ज्वलनशीलतेचे धोके जाणून घेतल्यानंतर, हे एअरशिप आणि हॉट एअर बलून तयार करताना हेलियमने बदलले.

या वायूंचे गुणधर्म

नोबल वायूंना त्यांचे नाव जर्मन भाषांतरातून प्राप्त झाले एडेलगास, रसायनशास्त्रज्ञ ह्यूगो एर्डमॅन यांनी 1898 मध्ये प्रथमच नाव वापरले. या नावासह कमी प्रतिक्रियेच्या दराचा संदर्भ घेण्याचा प्रयत्न केला या घटकांची. खरं तर, हे ज्ञात किमान प्रतिक्रियाशील घटक आहेत, जेणेकरून ते व्यावहारिकरित्या निष्क्रिय किंवा अ-प्रतिक्रियाशील असतात.

हे त्यांच्याकडे संपूर्ण व्हॅलेंस शेल आहे या वस्तुस्थितीमुळे आहे जे त्यांच्याकडे इलेक्ट्रॉन सोडण्याची क्षमता कमी ठेवते आणि त्यांचे वर्तन आदर्श वायूच्या जवळ करते.

सर्वसाधारणपणे थोर वायू वेगवेगळे गुणधर्म सामायिक करतात.

• ते धातू नसलेले घटक आहेत: वायू असल्याने त्याच्या संरचनेत धातूचा कण नसतो. त्याच वेळी ते इतर धातूंवर प्रतिक्रिया करण्यास सक्षम नाहीत.
• ते रंगहीन आणि गंधहीन आहेत: जरी ते दिले जाऊ शकतात बल्ब आणि दिवे रंग या गॅसद्वारे विजेचा वापर करून तयार केलेले, ते मूलत: रंगहीन आणि गंधहीन आहेत.
• त्यांच्याकडे पूर्ण व्हॅलेन्स लेयर आहे: निऑन, क्सीनन, आर्गॉन, क्रिप्टन आणि रेडॉनच्या शेवटच्या शेलमध्ये आठ इलेक्ट्रॉन आहेत. त्याच्या भागासाठी, हीलियमला ​​दोन इलेक्ट्रॉन आहेत. अशा प्रकारे, नोबल गॅसेसमध्ये संपूर्ण व्हॅलेन्स शेल असते. म्हणूनच, सामान्य परिस्थितीत, हे घटक दुवे तयार करत नाहीत.
• ते मोनेटोमिक वायू म्हणून अस्तित्वात आहेत: समजल्याप्रमाणे, या घटकांमध्ये, अगदी सर्वात मोठे अणू देखील केवळ एक अणू असते.

• ते प्रत्यक्ष व्यवहारात नसतात: त्यांच्या पूर्णत: अस्थिरतेमुळे आणि इलेक्ट्रॉन वितरीत करण्यात अडचणी आल्यामुळे ते व्यावहारिकदृष्ट्या जड मानले जातात.

• ते वीज घेतात आणि फ्लूरोसन्स तयार करतात: अगदी कमी असूनही, या वायू विद्युत चालविण्यास सक्षम आहेत आणि असे केल्याने ते फॉस्फोरसेंट चमकतात.

• त्यांच्यात वितळण्याचे आणि उकळण्याचे तापमान कमी आहेया उदात्त वायूंमध्ये वितळणारे आणि उकळण्याचे गुण खूप कमी आहेत.

• त्यांच्याकडे विद्युतदाबक्षमता कमी आहे: हे घटक खूप कमी इलेक्ट्रोनॅगेटिव्ह आहेत

• त्यांच्यात उच्च आयनीकरण ऊर्जा आहे: आपली आयनीकरण ऊर्जा आपल्या कालावधीत सर्वात जास्त आहे.
• ते ज्वलनशील नसतात: हायड्रोजनच्या ज्वलनशील कपमुळेसुद्धा, हेरीअमने एअरशिप्स आणि बलून तयार करण्याच्या जागी त्याची जागा घेतली.

प्रतिक्रियाशीलतेप्रमाणेच, त्यांचे इंट्राटॉमिक शक्ती देखील खूप कमकुवत आहेत, म्हणूनच त्यांचे वितळणे आणि उकळणे कमी तापमानात आहे आणि ते सर्व सामान्य परिस्थितीत मोनॅटॉमिक वायू आहेत ज्यात उच्च अणू द्रव्य असलेल्या वायूंचा समावेश आहे.

हेलियममध्ये बर्‍याच गुणधर्म आहेत ज्यात इतर नोबल गॅस किंवा नियतकालिक सारणीवरील इतर कोणत्याही घटकाची नसते. त्याचा वितळण्याचा बिंदू सर्वात कमी आहे सर्व ज्ञात लोकांमध्ये अनावश्यक अवस्थेचे एकमेव घटक असण्याशिवाय; अशी स्थिती ज्यामध्ये द्रव द्रव स्थितीत असते परंतु गतीशील उर्जा गमावल्याशिवाय चालू शकते. हेलियमला ​​मजबूत करण्यासाठी सक्षम करण्यासाठी 25atm चे दाब आणि -272 डिग्री सेल्सियस तपमान आवश्यक आहे.

त्यांचे संपूर्ण व्हॅलेंस शेल देखील उच्च आयनीकरण क्षमता असलेल्या (या नियतकालिक सारणीतील सर्वोच्च) गॅसेससाठी जबाबदार आहे. आणि सहजपणे आयन तयार करू शकत नाहीत, जे त्याच्या इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फिगरेशनमध्ये स्थिरता दर्शवते.

गट कमी होताना आयनीकरण ऊर्जा कमी होते, कारण अणू त्रिज्या वाढतात आणि व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन आणखी नाभिकपासून दूर असतात आणि म्हणूनच त्याकडे कमी आकर्षित होते. यामुळे कारणीभूत आहे, जरी त्याचा कालावधी सर्वात जास्त आहे, परंतु काही थोर वायू आहेत एक तुलना आयनीकरण ऊर्जा इतर घटक त्या. उदाहरणार्थ, क्सीनॉनची आयनीकरण ऊर्जा ऑक्सिजनच्या आयनीकरण उर्जेशी तुलना करता येते.

या वायूंचा वापर

कमी उकळत्या आणि वितळण्याचे गुण मिळवून, ते विशेषत: रेफ्रिजरेशन उपकरणांच्या उत्पादनात उपयुक्त आहेत, आणि त्यांना क्रायोजेनिक रेफ्रिजंट म्हणून देखील उपयुक्त बनवते.

लिक्विड हेलियम, जे 4,2 के (-268,93 डिग्री सेल्सियस) वर उकळते याचा उपयोग सुपरकंडक्टिंग मॅग्नेटच्या निर्मितीमध्ये केला जातो, जसे की चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग आणि विभक्त चुंबकीय अनुनाद यासाठी वापरला जातो.

लिक्विड निऑन, जरी ते द्रव हेलियमच्या कमी तापमानात पोहोचत नाही, क्रायोजेनिक्समध्ये जास्त अनुप्रयोग आहेत, कारण त्याची क्षमता आहे. द्रव हेलियमपेक्षा 40 पट अधिक थंड आणि द्रव हायड्रोजनपेक्षा 3 पट जास्त.

नायट्रोजनची जागा घेण्याकरिता श्वास घेण्यायोग्य वायूंचा घटक म्हणून हेलियम वापरला जातो, धन्यवाद द्रवपदार्थ कमी विद्राव्यताविशेषत: लिपिडमध्ये जेव्हा दबाव असतो तेव्हा वायू रक्तात आणि शरीराच्या ऊतींमध्ये शोषल्या जातात, जसे स्कूबा डायविंग, ज्यामुळे डेथ सिकनेस नावाचा estनेस्थेटिक प्रभाव होतो. कमी विद्राव्यतेमुळे, लहान हीलियम पेशींच्या पडद्यामध्ये प्रवेश करते, जे अंमली पदार्थांच्या परिणामास आळा घालण्यास मदत करते.

कमी दहनशीलता आणि हलकीपणामुळे आणि 1937 च्या हिंदेनबर्ग आपत्तीनंतर, हीलियमने इंधन उत्पादनात हायड्रोजनची जागा घेतली, जरी 8,6% च्या उधळपट्टीचा तोटा झाला.

या वायू प्रकाशात वापरल्या जातात कारण त्यांची चालकता कमी होते. इनकॅन्डेसेंट बल्बच्या निर्मितीमध्ये आर्गॉन आणि नायट्रोजनचे मिश्रण भरण्यासाठी वापरले जाते. क्रिप्टन उच्च कामगिरी बल्ब मध्ये वापरलेजसे की हलोजन दिवे, ज्यांचे रंगाचे तपमान आणि उच्च कार्यक्षमता असते.

क्सीनॉनचा वापर सामान्यत: झेनॉन हेडलाइट्समध्ये केला जातो, जो दिवसाच्या प्रकाशासारखाच प्रकाश स्पेक्ट्रम मिळवून चित्रपट प्रोजेक्टर तसेच कार हेडलाईटमध्ये वापरला जातो.

औषधामध्ये, दम्याच्या रुग्णांमध्ये श्वासोच्छ्वास सुलभ करण्यासाठी हीलियमचा वापर केला जातो. क्सीनन anनेस्थेटिक म्हणून वापरला जाऊ शकतो लिपिडमध्ये उच्च विद्रव्यतेमुळे, जे नेहमीच्या नायट्रस ऑक्साईडपेक्षा अधिक प्रभावी बनवते आणि शरीराद्वारे सहजपणे काढून टाकल्यामुळे ते वेगवान पुनर्प्राप्ती करण्यास परवानगी देते.

विभक्त चुंबकीय अनुनादांच्या माध्यमाने काढलेल्या प्रतिमांचे कॅप्चर, इतर गॅससह क्सीनॉन एकत्र केले गेले आहे. रेडॉन, जो अत्यंत किरणोत्सर्गी करणारा आहे आणि केवळ ट्रेस प्रमाणात उपलब्ध आहे, रेडिएशन थेरपी उपचारात वापरला जातो.

उत्पादन आणि विपुलता

उदात्त वायू मिळू शकतील इतके विपुलता आणि सहजता त्यांच्या अणुसंख्येच्या उलट प्रमाण आहे. म्हणूनच, या वायूंचे विपुल प्रमाण कमी होते कारण त्यांची अणूंची संख्या वाढत जाते.

विश्वात, हेलियम मिळवणारा दुसरा सर्वात सोपा घटक आहेहायड्रोजन नंतर, अंदाजे 24% च्या वस्तुमान टक्केवारीसह. विश्वातील हिलियमचे बहुतेक प्रमाण आदिम न्यूक्लियोसिंथेसिसद्वारे तयार केले गेले होते, परंतु तारकीय उत्क्रांती प्रक्रियेदरम्यान विभक्त प्रतिक्रियांमुळे उद्भवणारी प्रक्रिया हायड्रोजनच्या सहभागामुळे त्याची मात्रा वाढत आहे.

उर्वरित वायू मिळवण्याइतके मुबलक किंवा साधे नसतात. उदाहरणार्थ, रॅडन असू शकतो लिथोस्फियरमध्ये तयार होते रेडियमच्या अल्फा किडणेद्वारे; दरम्यान तो क्सीनॉनने "गहाळ झेनॉन थियरी" म्हणून ओळखला जाणारा सिद्धांत विकसित केला आहे वातावरणात तुलनेने कमी प्रमाणात असल्यामुळे.

चला प्रत्येकाबद्दल थोडेसे बोलूया

• हेलिओ: कमी दहनशीलतेमुळे आणि हे मिळविणे हे दुसरे सर्वात सोपा घटक असल्याने, ते बलून आणि झेपेलिन भरण्यासाठी संभाव्य घटक म्हणून हायड्रोजनची जागा घेण्यास सक्षम आहेत, कारण जेव्हा ते आगीच्या संपर्कात येतात तेव्हा ते फुटत नाहीत.
• निऑन: हा गॅस, फ्लूरोसीन्समुळे आणि लाल-केशरी रंगामुळे विजेच्या संपर्कात येतो तेव्हा तो जाहिरातीच्या उद्देशाने वापरला जातो. निऑन लाइटमध्ये सहज सापडतात. आपण निऑन ट्यूब आणि इतर रंग असलेले दिवे देखील मिळवू शकता, जरी त्यांच्यात खरोखरच इतर वायू आहेत.
• अर्गोन: हा गॅस तापदायक दिवे म्हणून वापरला जातो कारण ते उच्च तापमान आणि दबाव परिस्थितीत फिलामेंटवर प्रतिक्रिया देत नाही. फ्लोरोसंट ट्यूबमध्ये तो हिरवा निळा रंग निर्माण करतो. याचा उपयोग औद्योगिक क्षेत्रात अवांछित रासायनिक प्रतिक्रिया टाळण्यासाठी देखील केला जातो.
• क्रिप्टन: दिवे तयार आणि तयार करण्यात इतर वायूंबरोबर याचा उपयोग केला जातो विमानतळ प्रकाश, उत्सर्जित लाल दिवे तीव्रतेमुळे; सिनेमा प्रोजेक्टरमध्येही याचा उपयोग केला जाऊ शकतो. लेसर रेटिनल शस्त्रक्रियेमध्ये क्रिप्टनचा उपयोग देखील उपयुक्त आहे.
• झेनॉन: झेनॉनचा मुख्य उपयोग बॅक्टेरियाच्या नाशक वैशिष्ट्यांसह प्रकाश उत्सर्जकांचे विस्तार आहे; रुबी लेसरला उत्तेजित करण्याची क्षमता असलेल्या चमकदार नळ्या, फोटोग्राफिक चमक आणि फ्लूरोसंट ट्यूबमध्ये देखील.
• रॅडॉन: हा वायू युरेनियम ते रेडिओच्या किरणोत्सर्गी क्षय द्वारे तयार होतो. यामुळे आणि ते खूप किरणोत्सर्गी असल्याने, दैनंदिन जीवनात त्याचे अनुप्रयोग फार कमी आहेत.

विचार करणे 

जरी ते काहीसे बनलेले आहेत नैसर्गिक राज्यात प्राप्त करणे कठीण (कदाचित हीलियम वगळता) आणि त्यांच्याद्वारे काही प्रतिक्रिया निर्माण झाल्यास किंवा अनुमती दिल्यामुळे नोबेल वायू आपण शोधू शकणारे महत्त्वाचे संयुगे आहेत आणि दररोज देखील वापरतात.

कदाचित त्यांचा वापर विशिष्ट क्षेत्रात मर्यादित असेल परंतु याचा अर्थ असा नाही की ते पूर्णपणे निरुपयोगी आहेत. आमच्या घराला हलके बल्ब आणि दिवे लावण्यापासून ते रेफ्रिजरेटरमध्ये जेवताना आमचे अन्न ठेवणे औषधात वापरल्यास प्राण वाचवाया वायू नैसर्गिक किंवा कृत्रिम असूनही ते आपल्यासाठी करू शकतील असे अद्याप दर्शविलेले नाही. आणि हे निश्चित आहे की, जसजसे संशोधन पुढे जाईल तसतसे त्याचा वापर जास्त होईल.