【प्रतिदिन एक प्रश्न】रसायन विज्ञान के सिद्धांत 309: हाइड्रोजन एवं ऑक्सीजन के गुण (29 जनवरी)
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इस पोस्ट को अंतिम बार “ज़ाईहुई कांगकियाओ” द्वारा 2016-2-5, 17:06 पर संपादित किया गया। अब “रसायन विज्ञान सिद्धांत” विभाग में “प्रतिदिन एक प्रश्न” नामक गतिविधि शुरू की गई है; इसका उद्देश्य लोगों को रसायन विज्ञान संबंधी बुनियादी ज्ञान को मजबूत करने में मदद करना है। आगे भी “रसायन विज्ञान के सिद्धांत”, “पदार्थों का स्थानांतरण एवं पृथक्करण”, “रसायन विज्ञान में ऊष्मागतिकी” आदि विषयों पर भी ऐसी गतिविधियाँ शुरू की जाएँगी। हम आशा करते हैं कि सभी लोग इस गतिविधि का सक्रिय रूप से समर्थन करेंगे। सभी को क्रिसमस की शुभकामनाएँ! “प्रतिदिन एक प्रश्न” गतिविधि में दिए गए प्रश्नों के उत्तर सीधे ही देखे जा सकते हैं; 1 दिन बाद यह विषय बंद कर दिया जाएगा। ! इस वर्ष भी सभी को निरंतर भाग लेने हेतु प्रोत्साहित करने हेतु! भाग लेने पर ही 3 वेल्थ पुरस्कार मिलते हैं; सही उत्तर देने पर अतिरिक्त 4 वेल्थ भी मिलते हैं~~~ सरल प्रश्न: हाइड्रोजन एवं ऑक्सीजन के गुण/विशेषताएँ क्या हैं? उत्तर: हाइड्रोजन के रासायनिक गुण बहुत ही सक्रिय होते हैं। इसमें ऊष्मा स्थानांतरण की क्षमता अधिक होती है, ठंडा करने की क्षमता भी अच्छी होती है; साथ ही यह आसानी से फैल सकता है। ऑक्सीजन एक रंगहीन एवं बेस्वाद गैस है। यह स्वयं जल नहीं सकती, लेकिन अन्य ज्वलनशील पदार्थों के तीव्र रूप से जलने में सहायता करती है। यह ऑक्सीकरण-अपचयन अभिक्रियाओं में भी भाग लेती है।
उत्तर: हाइड्रोजन के रासायनिक गुण बहुत ही सक्रिय होते हैं। इसमें ऊष्मा स्थानांतरण की क्षमता अधिक होती है; इसकी शीतलन क्षमता भी उच्च होती है। इसकी पारगम्यता भी अधिक होती है, एवं यह आसानी से फैल सकता ह ऑक्सीजन एक रंगहीन एवं बेस्वाद गैस है। इसका गलनांक -218.4℃ एवं क्वथनांक -182.9℃ है। इसका घनत्व गैस अवस्था में 1.429 ग्राम/लीटर, तरल अवस्था में 1.419 ग्राम/सेमी³, एवं ठोस अवस्था में 1.426 ग्राम/सेमी³ है। यह पानी में आसानी से घुलती नहीं है।
हाइड्रोजन एवं ऑक्सीजन के गुण-लक्षण क्या हैं? उत्तर: हाइड्रोजन, दुनिया में ज्ञात सबसे हल्की गैस है। इसका घनत्व बहुत कम है; यह वायु के घनत्व का केवल 1/14 ही है। मानक परिस्थितियों (1 वायुदाब, 0℃) में, हाइड्रोजन का घनत्व 0.0899 ग्राम/लीटर होता है। इसलिए, हाइड्रोजन गैस से भरे गए गुब्बारों को हाथ से मजबूती से पकड़कर रखना आवश्यक है। वरना, जैसे ही हाथ से छोड़ दिया जाएगा, वह चमकते हुए आकाश में ऊपर उठ जाएगा। हाइड्रोजन से भरे गए गुब्बारे, अक्सर एक रात बाद ही उड़ने में असमर्थ हो जाते हैं। ऐसा इसलिए है, क्योंकि हाइड्रोजन, रबर पर मौजूद उन छोटे-छोटे छिद्रों से होकर बाहर निकल जाता है; जिन्हें मनुष्य की आँखें देख नहीं सकतीं इतना ही नहीं, उच्च तापमान एवं उच्च दबाव की स्थितियों में, हाइड्रोजन तो मोटी इस्पात शीटों के भी बीच से गुजर सकता है। ताकि गुब्बारा हवा में उड़ सके, उसमें मौजूद गैस का घनत्व कम होना आवश्यक है (हवा की तुलना में कम)। हाइड्रोजन के गुण: हाइड्रोजन का उपयोग हाइड्रोजन-ऑक्सीजन ज्वाला, हाइड्रोजन-ऑक्सीजन बैटरियों, गुब्बारों में हवा भरने, टंगस्टन एवं मोलिब्डेनम जैसी महत्वपूर्ण धातुओं के निर्माण, अमोनिया एवं खनिज अम्लों के उत्पादन में किया जाता है। तरल हाइड्रोजन का उपयोग रॉकेटों या मिसाइलों में उच्च ऊर्जा वाले ईंधन के रूप में किया जा सकता है। भविष्य में भी हाइड्रोजन एक उच्च ऊर्जा वाला ईंधन ही रहेगा। कार्बनिक संश्लेषण में हाइड्रोजन का उपयोग मेथनॉल, कृत्रिम तेल एवं असंतृप्त हाइड्रोकार्बनों के निर्माण में किया जाता है। हाइड्रोजन के कई उपयोग हैं। उदाहरण के लिए, इसका उपयोग गुब्बारों में हवा भर ； हाइड्रोजन, ऑक्सीजन में जलने पर बहुत अधिक ऊष्मा उत्पन्न करता है। हाइड्रोजन-ऑक्सीजन ज्वाला का तापमान 3000℃ तक होता है; इसका उपयोग धातुओं को वेल्ड करने या काटने हेतु किया जा सकता है। तरल हाइड्रोजन का उपयोग रॉकेटों या मिसाइलों के लिए उच्च-ऊर्जा ईंधन के रूप में क ईंधन के रूप में हाइड्रोजन में संसाधनों की प्रचुरता, उच्च दहन ऊर्जा, एवं कम प्रदूषण जैसी विशेषताएँ हैं। भविष्य में, यदि सौर ऊर्जा एवं पानी का उपयोग करके हाइड्रोजन उत्पन्न करने संबंधी तकनीकों में कोई बड़ी प्रगति होती है, तो हाइड्रोजन एक महत्वपूर्ण नए ईंधन के रूप में उपयोग में आएगा। हाइड्रोजन का उपयोग धातुकर्म, रसायन उद्योग आदि क्षेत्रों में भी व्यापक रूप से किया जाता है। उत्तर: ऑक्सीजन के भौतिक गुण:
① रंग, स्वाद, अवस्था: मानक परिस्थितियों में यह रंहीन एवं स्वादहीन गैस है।
② गलनांक: -218.4℃, क्वथनांक: -182.9℃
③ घनत्व: गैस के रूप में 1.429 ग्राम/लीटर; तरल रूप में 1.419 ग्राम/सेमी³; ठोस रूप में 1.426 ग्राम/सेमी³
④ जल में घुलनशीलता: जल में आसानी से नहीं घुलती।
⑤ भंडारण: नीले रंग की स्टील की बोतलों में।
रासायनिक गुण:
(1) ऑक्सीजन, धातुओं के साथ अभिक्रिया करती है:
2Mg + O₂ → 2MgO
इस अभिक्रिया में तेज आग लगती है, तेज प्रकाश उत्पन्न होता है, एवं बड़ी मात्रा में ऊष्मा निकलती है; परिणामस्वरूप सफ़ेद रंग का ठोस पदार्थ बनता है। 3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄, लाल गर्म लोहे की तारें तेज़ी से जलती हैं; इससे चिंगारियाँ निकलती हैं, एवं बहुत अधिक ऊष्मा उत्पन्न होती है। परिणामस्वरूप काला ठोस पदार्थ बनता है। 2Cu + O₂ → 2CuO; गर्म करने पर, चमकीले लाल रंग के तांबे के तारों की सतह पर एक काले रंग की परत बन जाती है। (2) ऑक्सीजन की अधातुओं के साथ अभिक्रिया: (कार्बन + ऑक्सीजन → कार्बन डाइऑक्साइड) C + O₂ → CO₂। इस प्रक्रिया में तीव्र दहन होता है; सफ़ेद रोशनी उत्पन्न होती है, ऊष्मा निकलती है, एवं ऐसी गैस उत्पन्न होती है जिसके कारण चूने का घोल गाढ़ा हो जाता है। S + O₂ → SO₂; इस प्रक्रिया में चमकीली नीले-बैंगनी रंग की आग उत्पन्न होती है, ऊष्मा भी निकलती है, एवं ऐसी गैसें बनती हैं जिनसे तीव्र गंध आती है। 4P + 5O₂ → 2P₂O₅। इस प्रक्रिया में तीव्र दहन होता है; चमकदार प्रकाश उत्पन्न होता है, ऊष्मा भी निकलती है, एवं सफ़ेद धुआँ भी बनता है। (3) ऑक्सीजन, मीथेन, एसिटिलीन, अल्कोहल, पारा आदि जैसे कुछ कार्बनिक पदार्थों के साथ अभिक्रिया करती है; इस प्रक्रिया में ये पदार्थ ऑक्सीजन में जलकर पानी एवं कार्बन डाइऑक्साइड उत्पन्न करते हैं। CH4 + 2O2 → 2CO2 + 2H2O
C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O
① रंग, स्वाद, अवस्था: मानक परिस्थितियों में यह रंहीन एवं स्वादहीन गैस है।
② गलनांक: -218.4℃, क्वथनांक: -182.9℃
③ घनत्व: गैस के रूप में 1.429 ग्राम/लीटर; तरल रूप में 1.419 ग्राम/सेमी³; ठोस रूप में 1.426 ग्राम/सेमी³
④ जल में घुलनशीलता: जल में आसानी से नहीं घुलती।
⑤ भंडारण: नीले रंग की स्टील की बोतलों में।
रासायनिक गुण:
(1) ऑक्सीजन, धातुओं के साथ अभिक्रिया करती है:
2Mg + O₂ → 2MgO
इस अभिक्रिया में तेज आग लगती है, तेज प्रकाश उत्पन्न होता है, एवं बड़ी मात्रा में ऊष्मा निकलती है; परिणामस्वरूप सफ़ेद रंग का ठोस पदार्थ बनता है। 3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄, लाल गर्म लोहे की तारें तेज़ी से जलती हैं; इससे चिंगारियाँ निकलती हैं, एवं बहुत अधिक ऊष्मा उत्पन्न होती है। परिणामस्वरूप काला ठोस पदार्थ बनता है। 2Cu + O₂ → 2CuO; गर्म करने पर, चमकीले लाल रंग के तांबे के तारों की सतह पर एक काले रंग की परत बन जाती है। (2) ऑक्सीजन की अधातुओं के साथ अभिक्रिया: (कार्बन + ऑक्सीजन → कार्बन डाइऑक्साइड) C + O₂ → CO₂। इस प्रक्रिया में तीव्र दहन होता है; सफ़ेद रोशनी उत्पन्न होती है, ऊष्मा निकलती है, एवं ऐसी गैस उत्पन्न होती है जिसके कारण चूने का घोल गाढ़ा हो जाता है। S + O₂ → SO₂; इस प्रक्रिया में चमकीली नीले-बैंगनी रंग की आग उत्पन्न होती है, ऊष्मा भी निकलती है, एवं ऐसी गैसें बनती हैं जिनसे तीव्र गंध आती है। 4P + 5O₂ → 2P₂O₅। इस प्रक्रिया में तीव्र दहन होता है; चमकदार प्रकाश उत्पन्न होता है, ऊष्मा भी निकलती है, एवं सफ़ेद धुआँ भी बनता है। (3) ऑक्सीजन, मीथेन, एसिटिलीन, अल्कोहल, पारा आदि जैसे कुछ कार्बनिक पदार्थों के साथ अभिक्रिया करती है; इस प्रक्रिया में ये पदार्थ ऑक्सीजन में जलकर पानी एवं कार्बन डाइऑक्साइड उत्पन्न करते हैं। CH4 + 2O2 → 2CO2 + 2H2O
C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O
हाइड्रोजन, दुनिया में ज्ञात सबसे हल्की घनत्व वाली गैस है। इसका घनत्व वायु की तुलना में कम है; यह सबसे हल्की गैस है। इसका सापेक्ष आणविक द्रव्यमान भी सबसे कम है। ब्रह्मांड में हाइड्रोजन सबसे अधिक मात्रा में पाया जाने वाला तत्व है। 0 ℃ पर, एक मानक वायुदाब पर हाइड्रोजन का घनत्व 0.0899 ग्राम/लीटर होता है। इसलिए, हाइड्रोजन का उपयोग फ्लाइंग बोटों एवं हाइड्रोजन गुब्बारों में भरने हेतु गैस के रूप में किया जा सकता है। (लेकिन चूँकि हाइड्रोजन ज्वलनशील होता है, इसलिए इसका उपयोग सुरक्षित नहीं माना जाता; इसी कारण आजकल फ्लाइंग बोटों में हाइड्रोजन का उपयोग मुख्य रूप से अपचयकारी पदार ऑक्सीजन के भौतिक गुण:
① रंग, स्वाद, अवस्था: रंगहीन एवं स्वादहीन गैस (मानक परिस्थितियों में)।
② गलनांक: -218.4℃, क्वथनांक: -182.9℃।
③ घनत्व: 1.429 ग्राम/लीटर (गैस के रूप में)।
④ जल में घुलनशीलता: जल में कम ही घुलती है।
⑤ भंडारण: आकाशीय नीले रंग की स्टील की बोतलों में। ； रासायनिक गुण: ऑक्सीजन एक ऐसी गैस है जिसके रासायनिक गुण काफी सक्रिय होते हैं। उच्च तापमान पर, यह कई पदार्थों के साथ तीव्र रासायनिक अभिक्रियाएँ कर सकती है। इसके रासायनिक गुणों को “ऑक्सीकरण क्षमता” के रूप में संक्षेपित किया जा सकता है।
① रंग, स्वाद, अवस्था: रंगहीन एवं स्वादहीन गैस (मानक परिस्थितियों में)।
② गलनांक: -218.4℃, क्वथनांक: -182.9℃।
③ घनत्व: 1.429 ग्राम/लीटर (गैस के रूप में)।
④ जल में घुलनशीलता: जल में कम ही घुलती है।
⑤ भंडारण: आकाशीय नीले रंग की स्टील की बोतलों में। ； रासायनिक गुण: ऑक्सीजन एक ऐसी गैस है जिसके रासायनिक गुण काफी सक्रिय होते हैं। उच्च तापमान पर, यह कई पदार्थों के साथ तीव्र रासायनिक अभिक्रियाएँ कर सकती है। इसके रासायनिक गुणों को “ऑक्सीकरण क्षमता” के रूप में संक्षेपित किया जा सकता है।
हाइड्रोजन के विस्फोट की सीमा 4 से 74 तक होती है। जब हाइड्रोजन में विस्फोट होता है, तो ऑक्सीजन की उपस्थिति में विस्फोट और भी भयानक हो जाता है। जब हाइड्रोजन एवं ऑक्सीजन मिल जाते हैं, तो विस्फोटक गैस बन जाती है। वास्तव में, मुझे नहीं पता कि यह उत्तर सही है या नहीं… कृपया मालिक जी, मुझे और मार्गदर्शन दें।
हाइड्रोजन के रासायनिक गुण बहुत ही सक्रिय होते हैं; इसमें ऊष्मा स्थानांतरण की क्षमता अधिक होती है, इसकी शीतलन क्षमता भी उच्च होती है, यह आसानी से अन्य पदार्थों में प्रवेश कर सकता है, एवं इसका विस ऑक्सीजन एक रंगहीन एवं बेस्वाद गैस है। यह स्वयं जल नहीं सकती, लेकिन अन्य ज्वलनशील पदार्थों के तीव्र रूप से जलने में सहायता करती है। यह ऑक्सीकरण-अपचयन अभिक्रियाओं में भी भाग लेती है।
हाइड्रोजन एवं ऑक्सीजन के गुण-लक्षण क्या हैं? ऑक्सीजन के भौतिक गुण:
① रंग, स्वाद, अवस्था: रंगहीन एवं स्वादहीन गैस (मानक परिस्थितियों में)।
② गलनांक: -218.4℃, क्वथनांक: -182.9℃।
③ घनत्व: 1.429 ग्राम/लीटर (गैस के रूप में)।
④ जल में घुलनशीलता: जल में कम ही घुलती है।
⑤ भंडारण: आकाशीय नीले रंग की स्टील की बोतलों में। ； रासायनिक गुण: ऑक्सीजन एक ऐसी गैस है जिसके रासायनिक गुण काफी सक्रिय होते हैं; उच्च तापमान पर यह कई पदार्थों के साथ तीव्र रासायनिक अभिक्रियाएँ कर सकती है। इसके रासायनिक गुणों को “ऑक्सीकरण क्षमता” के रूप में संक्षेपित किया जा सकता है।
हाइड्रोजन के भौतिक गुण:
① रंग, स्वाद, अवस्था: रंगहीन एवं बेस्वाद गैस (मानक परिस्थितियों में)
② गलनांक: -252.87℃, क्वथनांक: -259.1℃
③ घनत्व: 0.0899 ग्राम/लीटर (गैस के रूप में)
④ जल में घुलनशीलता: जल में कम घुलनशील। ； रासायनिक गुण: सामान्य तापमान पर, हाइड्रोजन के गुण बहुत ही स्थिर होते हैं; इसलिए यह अन्य पदार्थों के साथ आसानी से रासायनिक अभिक्रिया नहीं करता। लेकिन जब परिस्थितियाँ बदल जाती हैं (जैसे जलाना, गर्म करना, उत्प्रेरकों का उपयोग करना आदि), तो स्थिति अलग हो जाती है। हाइड्रोजन में मुख्य रूप से दहनशीलता एवं अपचयनीयता जैसे गुण होते हैं।
① रंग, स्वाद, अवस्था: रंगहीन एवं स्वादहीन गैस (मानक परिस्थितियों में)।
② गलनांक: -218.4℃, क्वथनांक: -182.9℃।
③ घनत्व: 1.429 ग्राम/लीटर (गैस के रूप में)।
④ जल में घुलनशीलता: जल में कम ही घुलती है।
⑤ भंडारण: आकाशीय नीले रंग की स्टील की बोतलों में। ； रासायनिक गुण: ऑक्सीजन एक ऐसी गैस है जिसके रासायनिक गुण काफी सक्रिय होते हैं; उच्च तापमान पर यह कई पदार्थों के साथ तीव्र रासायनिक अभिक्रियाएँ कर सकती है। इसके रासायनिक गुणों को “ऑक्सीकरण क्षमता” के रूप में संक्षेपित किया जा सकता है।
हाइड्रोजन के भौतिक गुण:
① रंग, स्वाद, अवस्था: रंगहीन एवं बेस्वाद गैस (मानक परिस्थितियों में)
② गलनांक: -252.87℃, क्वथनांक: -259.1℃
③ घनत्व: 0.0899 ग्राम/लीटर (गैस के रूप में)
④ जल में घुलनशीलता: जल में कम घुलनशील। ； रासायनिक गुण: सामान्य तापमान पर, हाइड्रोजन के गुण बहुत ही स्थिर होते हैं; इसलिए यह अन्य पदार्थों के साथ आसानी से रासायनिक अभिक्रिया नहीं करता। लेकिन जब परिस्थितियाँ बदल जाती हैं (जैसे जलाना, गर्म करना, उत्प्रेरकों का उपयोग करना आदि), तो स्थिति अलग हो जाती है। हाइड्रोजन में मुख्य रूप से दहनशीलता एवं अपचयनीयता जैसे गुण होते हैं।
एक हल्का, दूसरा भारी। हाइड्रोजन एक दहनशील पदार्थ है, जबकि ऑक्सीजन दहन को बढ़ावा देने वाला पदार्थ ह
हाइड्रोजन एवं ऑक्सीजन के गुण-लक्षण क्या हैं? उत्तर: हाइड्रोजन के रासायनिक गुण बहुत ही सक्रिय होते हैं। इसमें ऊष्मा स्थानांतरण की क्षमता अधिक होती है, ठंडा करने की क्षमता भी अच्छी होती है; साथ ही यह आसानी से फैल सकता है। ऑक्सीजन एक रंगहीन एवं बेस्वाद गैस है। यह स्वयं जल नहीं सकती, लेकिन अन्य ज्वलनशील पदार्थों के तीव्र रूप से जलने में सहायता करती है। यह ऑक्सीकरण-अपचयन अभिक्रियाओं में भी भाग लेती है।
हाइड्रोजन के रासायनिक गुण बहुत ही सक्रिय होते हैं; इसमें ऊष्मा स्थानांतरण की क्षमता अधिक होती है, इसकी शीतलन क्षमता भी उच्च होती है। इसकी पारगम्यता भी अच्छी होती है, एवं यह आसानी से फैल सकता है ऑक्सीजन एक रंगहीन एवं बेस्वाद गैस है। यह स्वयं जल नहीं सकती, लेकिन अन्य ज्वलनशील पदार्थों के तीव्र रूप से जलने में मदद करती है। यह ऑक्सीकरण-अपचयन अभिक्रियाओं में भी भाग लेती है।
हाइड्रोजन: (1) इसका घनत्व हवा की तुलना में कम है। हाइड्रोजन बेहद गैर-विषैला है, एवं यह आसानी से जल जाता है; ऐसे में बहुत अधिक ऊष्मा उत्पन्न होती है। इसकी लपटें हल्के नीले रंग की होती हैं। (2) यह सबसे स्वच्छ ईंधन है, एवं सबसे आदर्श ऊर्जा स्रोत भी है। जलने पर यह बहुत अधिक ऊष्मा उत्पन्न करता है, एवं इसका उत्पाद पानी ही होता है; इससे कोई प्रदूषण नहीं होता। यह व्यापक रूप से उपलब्ध ऊर्जा स्रोत है।
ऑक्सीजन: आम तौर पर यह रंगहीन एवं गंधहीन गैस है। यह दहन की प्रक्रिया में सहायता करती है; लेकिन खुद दहन नहीं होता। यह साँस लेने हेतु आवश्यक है। इसका घनत्व हवा की तुलना में अधिक है; कुछ विशेष परिस्थितियों में यह नीले रंग के तरल या ठोस रूप में भी परिवर्तित हो सकती है।； ऑक्सीजन के रासायनिक गुण काफी सक्रिय होते हैं; यह कई धातुओं एवं अधातुओं के साथ अभिक्रिया कर सकता है, एवं इसमें उच्च ऑक्सीकरण क्षमता होती है।
ऑक्सीजन: आम तौर पर यह रंगहीन एवं गंधहीन गैस है। यह दहन की प्रक्रिया में सहायता करती है; लेकिन खुद दहन नहीं होता। यह साँस लेने हेतु आवश्यक है। इसका घनत्व हवा की तुलना में अधिक है; कुछ विशेष परिस्थितियों में यह नीले रंग के तरल या ठोस रूप में भी परिवर्तित हो सकती है।； ऑक्सीजन के रासायनिक गुण काफी सक्रिय होते हैं; यह कई धातुओं एवं अधातुओं के साथ अभिक्रिया कर सकता है, एवं इसमें उच्च ऑक्सीकरण क्षमता होती है।
हाइड्रोजन: (1) हाइड्रोजन का घनत्व हवा की तुलना में कम होता है। यह बिल्कुल विषरहित है, एवं आसानी से जलकर बहुत अधिक ऊष्मा उत्पन्न करता है; इसकी लपटें हल्के नीले रंग की होती हैं। (2) यह सबसे स्वच्छ ईंधन है, एवं सबसे आदर्श ऊर्जा स्रोत भी है। जलने पर यह बहुत अधिक ऊष्मा उत्पन्न करता है, एवं इसका उत्पाद पानी ही होता है; इससे कोई प्रदूषण नहीं होता, एवं यह व्यापक रूप से उपलब्ध भी है।
ऑक्सीजन: आम तौर पर यह रंगहीन एवं गंधरहित गैस होती है। यह दहन की प्रक्रिया में सहायक होती है; खुद तो यह जलती नहीं, लेकिन सांस लेने हेतु आवश्यक है। इसका घनत्व हवा की तुलना में अधिक होता है; कुछ विशेष परिस्थितियों में यह नीले रंग के तरल या ठोस रूप में भी परिवर्तित हो सकती है।； ऑक्सीजन के रासायनिक गुण काफी सक्रिय होते हैं; यह कई धातुओं एवं अधातुओं के साथ अभिक्रिया कर सकता है, एवं इसमें उच्च ऑक्सीकरण क्षमता होती है।
ऑक्सीजन: आम तौर पर यह रंगहीन एवं गंधरहित गैस होती है। यह दहन की प्रक्रिया में सहायक होती है; खुद तो यह जलती नहीं, लेकिन सांस लेने हेतु आवश्यक है। इसका घनत्व हवा की तुलना में अधिक होता है; कुछ विशेष परिस्थितियों में यह नीले रंग के तरल या ठोस रूप में भी परिवर्तित हो सकती है।； ऑक्सीजन के रासायनिक गुण काफी सक्रिय होते हैं; यह कई धातुओं एवं अधातुओं के साथ अभिक्रिया कर सकता है, एवं इसमें उच्च ऑक्सीकरण क्षमता होती है।
हाइड्रोजन के रासायनिक गुण बहुत ही सक्रिय होते हैं; इसमें ऊष्मा स्थानांतरण की क्षमता अधिक होती है, ठंडा करने की क्षमता भी अच्छी होती है। इसके अलावा, यह आसानी से फैल सकता है। ऑक्सीजन एक रंगहीन एवं बेस्वाद गैस है। यह स्वयं जल नहीं सकती, लेकिन अन्य ज्वलनशील पदार्थों के तीव्र रूप से जलने में सहायता करती है। यह ऑक्सीकरण-अपचयन अभिक्रियाओं में भी भाग लेती है।
हाइड्रोजन: (1) इसका घनत्व हवा की तुलना में कम है। हाइड्रोजन बिल्कुल विषरहित है, एवं यह आसानी से जल जाता है; ऐसे में बहुत अधिक ऊष्मा उत्पन्न होती है। इसकी ज्वाला हल्के नीले रंग की होती (2) यह सबसे स्वच्छ ईंधन है। यह सबसे आदर्श ऊर्जा स्रोत है – इसके दहन से बहुत अधिक ऊष्मा उत्पन्न होती है, इसका उत्पाद पानी होता है; यह प्रदूषण रहित है, एवं यह व्यापक रूप से उपलब्ध भी ह ऑक्सीजन: आमतौर पर यह रंगहीन एवं गंधरहित गैस होती है। यह दहन की प्रक्रिया में सहायता करती है; खुद तो जलती नहीं है। यह साँस लेने हेतु आवश्यक है। इसका घनत्व हवा से अधिक होता है; निश्चित परिस्थितियों में यह नीले रंग के तरल रूप में या ठोस रूप में परिवर्तित हो सकता है। ； ऑक्सीजन के रासायनिक गुण काफी सक्रिय होते हैं; यह कई धातुओं एवं अधातुओं के साथ अभिक्रिया कर सकता है, एवं इसमें उच्च ऑक्सीकरण क्षमता होती है।
सभी गैसों में हाइड्रोजन सबसे हल्की गैस है, जबकि ऑक्सीजन भारी होती है। ऑक्सीजन दहन को बढ़ावा देने वाला पदार्थ है। हाइड्रोजन एवं ऑक्सीजन दोनों के रासायनिक गुण काफी सक्रिय होते हैं।
हाइड्रोजन रंगहीन एवं गंधहीन होता है; इसकी अपचयकारी क्षमता अधिक होती है, एवं यह आ ऑक्सीजन रंहीन एवं बेस्वाद होती है; इसकी ऑक्सीकरण क्षमता बह
हाइड्रोजन एक ज्वलनशील गैस है, जबकि ऑक्सीजन एक दहन-सहायक गैस है।
हाइड्रोजन का घनत्व हवा की तुलना में कम होता है; ऑक्सीजन का घनत्व हवा के बराबर होता है, एवं हवा में ऑक्सीजन की मात्रा 21% होती है। हाइड्रोजन एक ज्वलनशील गैस है, जबकि ऑक्सीजन एक ज्वलन-सहायक पदार्थ है। जब इन दोनों को आग से जलाया जाता है, तो वे तीव्र रूप से अभिक्रिया करते हैं, जिससे बहुत अधिक ऊष्मा उत
हाइड्रोजन: हाइड्रोजन, दुनिया में ज्ञात सबसे हल्की गैस है। इसका घनत्व बहुत कम है; यह वायु के घनत्व का केवल 1/14 ही है। मानक परिस्थितियों (1 वायुदाब, 0℃) में, हाइड्रोजन का घनत्व 0.0899 ग्राम/लीटर होता है। इसलिए, हाइड्रोजन गैस से भरे गए गुब्बारों को हाथ से मजबूती से पकड़कर रखना आवश्यक है। वरना, जैसे ही हाथ से छोड़ दिया जाएगा, वह चमकते हुए आकाश में ऊपर उठ जाएगा। हाइड्रोजन से भरे गए गुब्बारे, अक्सर एक रात बाद ही उड़ने में असमर्थ हो जाते हैं। ऐसा इसलिए है, क्योंकि हाइड्रोजन, रबर पर मौजूद उन छोटे-छोटे छिद्रों से होकर बाहर निकल जाता है; जिन्हें मनुष्य की आँखें देख नहीं सकतीं इतना ही नहीं, उच्च तापमान एवं उच्च दबाव की स्थितियों में, हाइड्रोजन तो मोटी इस्पात शीटों के भी बीच से गुजर सकता है। ताकि गुब्बारा हवा में उड़ सके, उसमें मौजूद गैस का घनत्व कम होना आवश्यक है (हवा की तुलना में कम)। हाइड्रोजन के उपयोग: ऑक्सीजन के रासायनिक गुण काफी सक्रिय होते हैं। जीवनरहित गैसों, एवं सोना, प्लैटिनम, चाँदी, पैलेडियम जैसे कम सक्रिय धातु तत्वों को छोड़कर, अधिकांश तत्व ऑक्सीजन के साथ अभिक्रिया कर सकते हैं। ऐसी अभिक्रियाओं को ऑक्सीकरण अभिक्रियाएँ कहा जाता है, एवं इन अभिक्रियाओं से बनने वाले यौगिकों को ऑक्साइड कहा जाता है। आम तौर पर, गैर-धात्विक ऑक्साइडों के जलीय घोल अम्लीय होते हैं, जबकि क्षारीय धातुओं या अल्कलीन धातुओं के ऑक्साइड क्षारीय होते हैं। इसके अलावा, लगभग सभी कार्बनिक यौगिक, ऑक्सीजन में जलकर कार्बन डाइऑक्साइड एवं पानी उत्पन्न करते हैं। उपयोग: 1. धातुकर्म उद्योग – इस्पात निर्माण की प्रक्रिया में उच्च शुद्धता वाली ऑक्सीजन का उपयोग किया जाता है। ऑक्सीजन, कार्बन, फॉस्फोरस, सल्फर, सिलिकॉन आदि के साथ ऑक्सीकरण अभिक्रिया करती है; इससे न केवल इस्पात में कार्बन की मात्रा कम होती है, बल्कि फॉस्फोरस, सल्फर, सिलिकॉन जैसे अशुद्धियाँ भी दूर हो जाती हैं। इसके अलावा, ऑक्सीकरण की प्रक्रिया में उत्पन्न होने वाली ऊष्मा, इस्पात निर्माण हेतु आवश्यक तापमान को बनाए रखने हेतु पर्याप्त होती है। इसलिए, ऑक्सीजन के उपयोग से न केवल इस्पात निर्माण का समय कम होता है, बल्कि इस्पात की गुणवत्ता भी बेहतर हो जाती है। ब्लास्ट फर्नेस में लोहा निर्माण के दौरान, ब्लोअर में मौजूद ऑक्सीजन की सांद्रता बढ़ाने से कोक की आवश्यकता कम हो जाती है, जिससे उत गैर-धातु खनिजों के शोधन में, ऑक्सीजन का उपयोग करने से शोधन प्रक्रिया में लगने वाला समय कम हो जाता है, एवं उत्पादन भी बढ़ जाता है। 2. रासायनिक उद्योग में, सिंथेटिक अमोनिया के उत्पादन हेतु ऑक्सीजन का उपयोग मुख्य रूप से कच्ची सामग्री को ऑक्सीकृत करने हेतु किया जाता है। उदाहरण के लिए, भारी तेल के उच्च तापमान पर विघटन, एवं कोयले के चूर्ण का वाष्पीकरण आदि। ऐसा करने से प्रक्रिया बेहतर होती है, एवं उर्वरकों का उत्पादन बढ़ जाता है। 3. रक्षा उद्योग: तरल ऑक्सीजन, आधुनिक रॉकेटों में ईंधन के रूप में उपयोग होने वाला सर्वोत्तम पदार्थ है। अतिध्वनिक विमानों में भी ऑक्सीकरण के लिए तरल ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है। जब कोई ज्वलनशील पदार्थ तरल ऑक्सीजन में डूब जाता है, तो उसमें भयंकर विस्फोटक गुण आ जाते हैं; इसका उपयोग विस्फोटक बनाने हेतु भी किया जा सकता है। 4. स्वास्थ्य देखभाल के क्षेत्र में: श्वसन हेतु उपयोग – ऑक्सीजन की कमी, कम स्तर वाले वातावरण, या बिना ऑक्सीजन वाले वातावरण में इसका उपयोग किया जाता है; जैसे – डाइविंग, पर्वतारोहण, ऊँचाई पर उड़ना, अंतरिक्ष यात्रा, चिकित्सा आपातकाल आदि। हाइड्रोजन के गुण: हाइड्रोजन का उपयोग हाइड्रोजन-ऑक्सीजन ज्वाला, हाइड्रोजन-ऑक्सीजन बैटरियों, गुब्बारों में हवा भरने, टंगस्टन एवं मोलिब्डेनम जैसी महत्वपूर्ण धातुओं के निर्माण, अमोनिया एवं खनिज अम्लों के उत्पादन में किया जाता है। तरल हाइड्रोजन का उपयोग रॉकेटों या मिसाइलों में उच्च-ऊर्जा ईंधन के रूप में किया जा सकता है। भविष्य में भी हाइड्रोजन एक उच्च-ऊर्जा ईंधन के रूप में उपयोग में आएगा। कार्बनिक संश्लेषण में हाइड्रोजन का उपयोग मेथनॉल, कृत्रिम तेल एवं असंतृप्त हाइड्रोकार्बनों के निर्माण में किया जाता ह हाइड्रोजन के कई उपयोग हैं। उदाहरण के लिए, इसका उपयोग गुब्बारों में हवा भर ； हाइड्रोजन, ऑक्सीजन में जलने पर बहुत अधिक ऊष्मा उत्पन्न करता है। हाइड्रोजन-ऑक्सीजन ज्वाला का तापमान 3000℃ तक होता है; इसका उपयोग धातुओं को वेल्ड करने या काटने हेतु किया जा सकता है। तरल हाइड्रोजन का उपयोग रॉकेटों या मिसाइलों के लिए उच्च-ऊर्जा ईंधन के रूप में क ईंधन के रूप में हाइड्रोजन में संसाधनों की प्रचुरता, उच्च दहन ऊर्जा, एवं कम प्रदूषण जैसी विशेषताएँ हैं। भविष्य में, यदि सौर ऊर्जा एवं पानी का उपयोग करके हाइड्रोजन उत्पन्न करने संबंधी तकनीकों में कोई बड़ी प्रगति होती है, तो हाइड्रोजन एक महत्वपूर्ण नए ईंधन के रूप में उपयोग में आएगा। हाइड्रोजन का उपयोग धातुकर्म, रसायन उद्योग आदि क्षेत्रों में भी व्यापक रूप से किया जाता है। ऑक्सीजन के भौतिक गुण:
① रंग, स्वाद, अवस्था: मानक परिस्थितियों में यह रंहीन एवं बेस्वाद गैस है।
② गलनांक: -218.4℃, क्वथनांक: -182.9℃
③ घनत्व: गैस के रूप में 1.429 ग्राम/लीटर; तरल रूप में 1.419 ग्राम/सेमी³; ठोस रूप में 1.426 ग्राम/सेमी³
④ जल में घुलनशीलता: जल में आसानी से नहीं घुलती।
⑤ भंडारण: नीले रंग की स्टील की बोतलों में।
रासायनिक गुण:
(1) ऑक्सीजन, धातुओं के साथ अभिक्रिया करती है:
2Mg + O₂ → 2MgO
इस अभिक्रिया में तेज आग लगती है, तेज प्रकाश उत्पन्न होता है, एवं बहुत अधिक ऊष्मा निकलती है; परिणामस्वरूप सफ़ेद रंग का ठोस पदार्थ बनता है। 3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄, लाल गर्म लोहे की तारें तेज़ी से जलती हैं; इससे चिंगारियाँ निकलती हैं, एवं बहुत अधिक ऊष्मा उत्पन्न होती है। परिणामस्वरूप काला ठोस पदार्थ बनता है। 2Cu + O₂ → 2CuO; गर्म करने पर, चमकीले लाल रंग के तांबे के तारों की सतह पर एक काले रंग की परत बन जाती है। (2) ऑक्सीजन की अधातुओं के साथ अभिक्रिया: (कार्बन + ऑक्सीजन → कार्बन डाइऑक्साइड) C + O₂ → CO₂। इस अभिक्रिया में तीव्र दहन होता है; सफ़ेद प्रकाश उत्पन्न होता है, ऊष्मा निकलती है, एवं ऐसी गैस उत्पन्न होती है जिसके कारण चूने का घोल गाढ़ा हो जाता है। S + O₂ → SO₂; इस प्रक्रिया में चमकीली नीले-बैंगनी रंग की आग उत्पन्न होती है, ऊष्मा भी निकलती है, एवं ऐसी गैसें बनती हैं जिनसे तीव्र गंध आती है। 4P + 5O₂ → 2P₂O₅। इस प्रक्रिया में तीव्र दहन होता है; चमकदार प्रकाश उत्पन्न होता है, ऊष्मा भी निकलती है, एवं सफ़ेद धुआँ भी बनता है। (3) ऑक्सीजन, मीथेन, एसिटिलीन, अल्कोहल, पारा आदि जैसे कुछ कार्बनिक पदार्थों के साथ अभिक्रिया करती है; इस प्रक्रिया में ये पदार्थ ऑक्सीजन में जलकर पानी एवं कार्बन डाइऑक्साइड उत्पन्न करते हैं। CH4 + 2O2 → 2CO2 + 2H2O
2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O
① रंग, स्वाद, अवस्था: मानक परिस्थितियों में यह रंहीन एवं बेस्वाद गैस है।
② गलनांक: -218.4℃, क्वथनांक: -182.9℃
③ घनत्व: गैस के रूप में 1.429 ग्राम/लीटर; तरल रूप में 1.419 ग्राम/सेमी³; ठोस रूप में 1.426 ग्राम/सेमी³
④ जल में घुलनशीलता: जल में आसानी से नहीं घुलती।
⑤ भंडारण: नीले रंग की स्टील की बोतलों में।
रासायनिक गुण:
(1) ऑक्सीजन, धातुओं के साथ अभिक्रिया करती है:
2Mg + O₂ → 2MgO
इस अभिक्रिया में तेज आग लगती है, तेज प्रकाश उत्पन्न होता है, एवं बहुत अधिक ऊष्मा निकलती है; परिणामस्वरूप सफ़ेद रंग का ठोस पदार्थ बनता है। 3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄, लाल गर्म लोहे की तारें तेज़ी से जलती हैं; इससे चिंगारियाँ निकलती हैं, एवं बहुत अधिक ऊष्मा उत्पन्न होती है। परिणामस्वरूप काला ठोस पदार्थ बनता है। 2Cu + O₂ → 2CuO; गर्म करने पर, चमकीले लाल रंग के तांबे के तारों की सतह पर एक काले रंग की परत बन जाती है। (2) ऑक्सीजन की अधातुओं के साथ अभिक्रिया: (कार्बन + ऑक्सीजन → कार्बन डाइऑक्साइड) C + O₂ → CO₂। इस अभिक्रिया में तीव्र दहन होता है; सफ़ेद प्रकाश उत्पन्न होता है, ऊष्मा निकलती है, एवं ऐसी गैस उत्पन्न होती है जिसके कारण चूने का घोल गाढ़ा हो जाता है। S + O₂ → SO₂; इस प्रक्रिया में चमकीली नीले-बैंगनी रंग की आग उत्पन्न होती है, ऊष्मा भी निकलती है, एवं ऐसी गैसें बनती हैं जिनसे तीव्र गंध आती है। 4P + 5O₂ → 2P₂O₅। इस प्रक्रिया में तीव्र दहन होता है; चमकदार प्रकाश उत्पन्न होता है, ऊष्मा भी निकलती है, एवं सफ़ेद धुआँ भी बनता है। (3) ऑक्सीजन, मीथेन, एसिटिलीन, अल्कोहल, पारा आदि जैसे कुछ कार्बनिक पदार्थों के साथ अभिक्रिया करती है; इस प्रक्रिया में ये पदार्थ ऑक्सीजन में जलकर पानी एवं कार्बन डाइऑक्साइड उत्पन्न करते हैं। CH4 + 2O2 → 2CO2 + 2H2O
2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O