ऑक्सिजन

ऑक्सिजन हे एक अधातू मूलद्रव्य आहे. हे रासायनिक घटक आहे. प्राणिमात्रांच्या जीवनासाठी अत्यावश्यक असल्यामुळे यास प्राणवायू असे सुद्धा म्हटले जाते. हा वायू सामान्य तापमानास वायुरूपात असतो. पृथ्वीच्या वातावरणात ऑक्सिजनचे प्रमाण सुमारे २१% आहे. त्याची त्याची रासायनिक संज्ञा ओ (O) आणि अणू क्रमांक ८ आहे. प्राणवायूच्या एका अणूमध्ये ८ प्रोटॉन , ८ विजाणू आणि ८ न्यूट्रॉन असतात. हवेमध्ये ऑक्सिजन नेहमी रेणूच्या स्वरूपात आढळतो. याच्या एका रेणूमध्ये २ अणू असतात. त्यामुळे त्याचे रासायनिक सूत्र O2 असे लिहितात. ऑक्सिजन चॉकोजेन ग्रुपचा सदस्य आहे. वस्तुमानानुसार, ऑक्सिजन हा हायड्रोजन आणि हेलियमनंतर विश्वातील तिसरे सर्वाधिक आढळणारे मूलद्रव्य आहे. पृथ्वीच्या पिकाच्या अर्धा भाग हा घटक बनवतो.

जीवन जगण्यासाठी बहुतांश वस्तुमध्ये ऑक्सिजन हे महत्त्वाचा घटक म्हणून वापरला जातो. याची सर्व सजीवां श्वसनक्रियेत महत्त्वाची भूमिका आहे. ऑक्सिजन हा प्रकाश संश्लेषणासाठी  वापरला जातो. पाणी आणि कार्बन डायऑक्साईड यांच्यापासून ऑक्सिजन तयार करण्यासाठी सूर्यप्रकाश उर्जा वापरली जाते. पाण्यात  प्राणवायु हायड्रोजन बरोबर ८:१ या प्रमाणात असतो.

ऑक्सीजनचा शोध जोसेफ प्रिस्टलेनी लावला

इतिहास:-

प्रारंभिक प्रयोग: 
ज्वलन व हवा यांच्यातील संबंधांवरील प्रथम ज्ञात प्रयोगांपैकी एक प्रयोग बीसीईने आयोजित केला होता. बीसीईचे  यांत्रिकीकरणाचे  लेखक, बीजान्टियमच्या फिलो यांनी केला. न्युमॅटिक यांनी ऑक्सिजन संदर्भात काही प्रयोग केले.फिलोने असे निरीक्षण केले की जळजळलेल्या मेणबत्त्यावर आणि वाहनांच्या भोवती असलेल्या भांडीच्या भोवती एक भांडे टाकल्याने नारामध्ये काही पाणी उमटत होते. फिलीओने चुकीच्या पद्धतीने असे अंदाज लावले की वाहिनीतील हवेचा भाग शास्त्रीय घटकांमध्ये रूपांतरित झाला आणि अशा प्रकारे बचावणे शक्य झाले. अनेक शतकांनंतर लियोनार्डो दा विंची यांनी दहन आणि श्वासोच्छवासादरम्यान ग्लासमध्ये छिद्रांद्वारे. अनेक शतकांनंतर लियोनार्डो दा विंची यांनी ज्वलन आणि श्वासोच्छवासादरम्यान हवेचा काही भाग खाऊन पाहिल्यास फिलोच्या कार्यावर बांधले. हवेचा काही भाग खाऊन पाहिल्यास फिलोच्या कार्यावर बांधले. १७ व्या शतकाच्या उत्तरार्धात, रॉबर्ट बॉईल यांनी ज्वलन करण्यासाठी हवा आवश्यक असल्याचे सिद्ध केले. इंग्रजी रसायनशास्त्रज्ञ जॉन माया (१६४१ - १६७९ ) यांनी  हे कार्य शुद्ध करून  दाखवले. अग्निला केवळ हवाचा एक भाग आवश्यक आहे.  त्या भागाला  स्पिरिटस नायट्रोरेयस म्हणतात.

फ्लालिस्टिस्ट सिद्धांत: 
१७व्या आणि १८व्या शतकात रॉबर्ट हुक, ओले बोरच, मिखाइल लोमोनोसोव्ह आणि पियरे बायन यांनी प्रयोगांमध्ये ऑक्सिजन तयार केले. परंतु त्यापैकी कोणीही रासायनिक घटक म्हणून ओळखले नाही. हे कदाचित दंश आणि फॉग्लिस्टिस्ट सिद्धांत म्हटल्या जाणाऱ्या क्षुद्र तत्त्वज्ञानाच्या प्रभावामुळे होते, जे नंतर त्या प्रक्रियेचे अनुकूल स्पष्टीकरण होते. जर्मन अल्केमिस्ट जे. जे. बेचर यांनी १६६७ मध्ये स्थापित केले. १७३१ पर्यंत केमिस्ट जॉर्ज अर्न्स्ट स्टाहल यांनी संशोधित केले. फ्लोगिस्टिस्टन सिद्धांताने सांगितले की सर्व दहनशील पदार्थ दोन भागांनी बनलेले होते. फ्लीजिस्टोन नावाचा एक भाग, त्यातील पदार्थ जळून गेला होता.  तर डीफ्लिस्टिस्टिकेटेड भाग त्याचे खरे स्वरूप किंवा कॅल्क्स मानले गेले होते.

लाकूड किंवा कोळशासारखे थोडे अवशेष सोडणारी अत्यंत ज्वलनीय सामग्री बहुतेक फ्लीजिस्टोनची बनविली जात असे. लोखंडासारख्या गळती नसलेल्या पदार्थांमध्ये फारच कमी प्रमाणात घनता आढळते. फ्लाईजिस्टॉनच्या सिद्धांतामध्ये वायुने भूमिका बजावली नाही. कल्पनांची चाचणी घेण्यासाठी प्रारंभिक मात्रात्मक प्रयोगही केले नाहीत. त्याऐवजी, काहीतरी जळते तेव्हा काय घडते याचे निरीक्षण केले जाते.

शोध:  
पोलिश अल्केमिस्ट, दार्शनिक आणि चिकित्सक मायकेल सेंडिविगियस यांनी त्यांच्या कार्यामध्ये डी लॅपाइड फिलॉसॉफोरम ट्रॅक्टॅटस डुओडेसीम ई नट्युरे फोंट आणि मॅन्युअली अनुभवी डेम्रोटी (१६०४) यांनी हवेमध्ये असलेल्या पदार्थाचे वर्णन केले आहे. याचा अर्थ 'सिबस विटा' (जीवनाचे अन्न म्हणून संदर्भित आहे) , आणि हे पदार्थ ऑक्सिजन सारखेच आहे. सेंडिविजिअस, १५९८ आणि १६०४ च्या दरम्यान केलेल्या प्रयोगांदरम्यान, पोटॅशियम नायट्रेटच्या थर्मल डिमपॉझिशनने प्रकाशीत केलेल्या  वायू उपकरणाचे हे पदार्थ योग्यरित्या ओळखले गेले. बगजच्या दृश्यात, ऑक्सिजनचे पृथक्करण आणि जीवनासाठी हवेच्या त्या भागाच्या पदार्थाचा उचित संघटना, सेंडिविजिअसद्वारे ऑक्सिजनच्या शोधास पुरेसा वजन देतो. सेंडिविजिअसची ही शोध वारंवार नाकारण्यात आलेली. शास्त्रज्ञ आणि रसायनशास्त्रज्ञांच्या पिढीने ती नाकारली. स्वीडिश फार्मासिस्ट कार्ल विल्हेम शेले यांनी ऑक्सिजनचा प्रथम शोध लावला होता. त्यांनी १७७१ -२ रिक ऑक्साईड आणि विविध नाइट्रेट्स गरम करून ऑक्सिजन वायू तयार केला होता. शेले गॅस हे "अग्नि हवा" म्हणतात; कारण तो दहन समर्थन करण्यासाठी फक्त ज्ञात एजंट म्हणून कार्य करतो. त्यांनी या शोधाचा एक लेख लिखित स्वरूपात लिहिला आहे. त्या लेखात ट्रिटिझ ऑन एर अँड फायर नावाचा एक हस्तलिखित आहे, जे त्यांनी १७७५ मध्ये आपल्या प्रकाशकांना पाठवले. ते कागदपत्र  १७७७ मध्ये प्रकाशित झाले. दरम्यान, १ ऑगस्ट १७७४ रोजी ब्रिटीश पाळक जोसेफ प्रिस्टली यांनी केलेल्या प्रयोगाने काचेच्या नळ्यामध्ये असलेल्या मर्क्युरिक ऑक्साईड (एचजीओ) वर सूर्यप्रकाश केंद्रित केला, ज्याने "डिफ्लिस्टिस्टिकेटेड एर" नावाचा गॅस सोडला.त्याने नोंद केले की गॅसमध्ये मेणबत्त्या अधिक उजळतात आणि की उंदीर अधिक सक्रिय होतो आणि श्वास घेताना तो जास्त काळ जगला. स्वतः गॅस श्वास घेतल्यानंतर प्रीस्टली यांनी लिहिले: "माझ्या फुफ्फुसांना याची भावना सामान्य वायुपेक्षा वेगळी नव्हती, परंतु मला वाटले की माझ्या छातीत अस्खलितपणे प्रकाश आणि नंतर काही काळ सहज वाटले." प्रिस्टलीने १७७५मध्ये "ऍन ऍट्वेट ऑफ फॉर डिस्कव्हरी इन इन एयर" नावाच्या पेपरमध्ये त्याचे निष्कर्ष प्रकाशित केले. या पुस्तकाचे प्रयोग त्यांच्या पुस्तकाच्या दुसऱ्या व्हॉल्यूममध्ये एक्सपर्टिम्स अँड ऑब्जर्व्हेशन्स ऑन डिफरन्स किंड्स ऑफ एर असे करण्यात आले. त्याने आपले संशोधन प्रथम प्रकाशित केले असल्याने, प्रिस्टलीला नेहमीच प्राधान्य दिले जाते.

नंतर फ्रेंच रसायनशास्त्रज्ञ एंटोनी लॉरेन लेवोइसियर यांनी नवीन पदार्थ स्वतंत्रपणे शोधून काढण्याचा दावा केला. प्रिस्टली ऑक्टोबर  १७७४ मध्ये लेवोसीयरला भेट दिली. त्यांनी त्यांच्या प्रयोगाबद्दल आणि नवीन गॅसपासून मुक्त कसे व्हावे याबद्दल त्यांना सांगितले. शेलेने ३० सप्टेंबर १७७४ इझियरला पत्र पाठवले जे पूर्वी अज्ञात पदार्थाच्या शोधाचे वर्णन करते परंतु लेव्होजीरने कधीही ते स्वीकारले नाही (पत्रांची एक प्रत शिलेच्या मालकीच्या मृत्यूनंतर  सापडली होती).

लेवोसिअर योगदान: 

लेवोसिअरने ऑक्सिडेशनवर प्रथम पुरेसे मात्रात्मक प्रयोग केले आणि ज्वलन कसे कार्य करते याचे प्रथम स्पष्टीकरण दिले. १७७४ मध्ये त्यांनी या आणि अशाच प्रयोगांचा उपयोग केला. जे फ्लीजिस्टोन सिद्धांत नाकारले आणि हे सिद्ध करण्यासाठी की प्रिस्टली आणि शेले यांनी शोधलेला पदार्थ रासायनिक घटक होता. एका प्रयोगात, लेवोइझियरने असे निरीक्षण केले की, बंद होणाऱ्या कंटेनरमध्ये टिन आणि हवा गरम केल्यावर वजन वाढले जात  नाही. त्याने कंटेनर उघडले तेव्हा हवा निघाली, ज्याने अडकलेल्या वायुचा भाग खाऊन टाकला असा उल्लेख केला. त्यांनी हे देखील लक्षात घेतले की टिनचे वजन वाढला आहे आणि हवा वाढलेल्या हवाचे वजन जितके वाढले होते. १७७७ मध्ये प्रकाशित झालेल्या या पुस्तकात सुरला दहन आणि एन द जनेरल या पुस्तकात दहन आणि इतर प्रयोगांचे दस्तऐवजीकरण करण्यात आले. त्या कार्यामध्ये, त्याने सिद्ध केले की वायु दोन वायूंचे मिश्रण आहे; 'महत्त्वपूर्ण वायु', जो ज्वलन आणि श्वसनक्रियेसाठी आवश्यक आहे आणि अझोटे (जी. ἄζωτον "निर्जीव"), जे एकतर समर्थन देत नाही. नंतर अझोटे इंग्रजीत नायट्रोजन बनले, जरी त्याने पूर्वीचे नाव फ्रेंच आणि इतर काही युरोपियन भाषेत ठेवले. लेव्हिसियरने १७७७ मध्ये ग्रीक मुळे ὀξύो (ऑक्सिस) (ॲसिडच्या स्वाद पासून, "अक्षरशः" तीक्ष्ण "अम्लच्या चव पासून)" आणि -γενής (-जेजेनेज) (उत्पादक, शाब्दिक अर्थक्षम) पासून ऑक्सिगेने पुनर्नामित केले कारण त्याने चुकून विश्वास ठेवला ऑक्सिजन सर्व ऍसिडचे घटक होते. केमिस्ट्स (जसे की १८१२ मध्ये सर हम्फ्री डेव्ही) यांनी शेवटी असे ठरवले की या संदर्भात लेवोसीयर चुकीचे होते (हाइड्रोजन ऍसिड रसायनशास्त्रासाठी आधार बनतो), परंतु त्यानंतर ते नाव अगदी सुस्थापित झाले. इंग्रजी शास्त्रज्ञांनी विरोध केला असून ऑक्सिजनने इंग्रजी भाषेमध्ये प्रवेश केला आहे आणि इंग्लंडच्या प्रिस्टलीने गॅस वेगळे केले आणि त्याविषयी लिहून ठेवले होते. चार्ल्स डार्विन यांचे आजोबा इरास्मस डार्विन यांनी प्रसिद्ध केलेल्या द बोटॅनिक गार्डन (१७९१) या पुस्तकात "ऑक्सिजन" नावाच्या गॅसचे आभार मानण्याचे हे आंशिक कारण आहे.

नंतरचा इतिहास: 

जॉन डाल्टन यांच्या मूळ आण्विक परिकल्पनाने असे मानले की सर्व घटक मोनोटेमिक आहेत आणि त्यातील परमाणुंमध्ये सामान्यत: सर्वात वेगळ्या परमाणु प्रमाणांचे एकमेकांशी संबंध असेल.उदाहरणार्थ, डाल्टनने असे मानले की पाण्याचे सूत्र एच2ओ( H2O) होते, हा निष्कर्ष पुढे आला की १६ च्या आधुनिक मूल्याऐवजी ऑक्सिजन हाइड्रोजनच्या ८ पट होता. १८०५ मध्ये, जोसेफ लुई गे-लुसाक आणि अलेक्झांडर वॉन हंबोल्ट यांनी असे दर्शविले की, हायड्रोजनचे दोन खंड आणि ऑक्सिजनचे एक खंड तयार होते. १८११ पर्यंत अमेदेओ एवोगद्रो आता अव्होगॅद्रोच्या कायद्यावर आणि त्या वायूतील डायमैमिक मूलभूत रेणूंच्या आधारावर पाण्याच्या रचनांच्या अचूक व्याख्याने आले होते.

१९व्या शतकाच्या उत्तरार्धात शास्त्रज्ञांना हे जाणवले की वायुला द्रवपदार्थ आणि त्याचे घटक संकुचित आणि थंड करून वेगळे केले जाऊ शकतात. कॅस्केड पद्धतीचा वापर करून, स्विस केमिस्ट आणि भौतिकशास्त्री राउल पियरे पिक्केटने कार्बन डाय ऑक्साईडचे द्रव तयार करण्यासाठी द्रव सल्फर डायऑक्साइड बाष्पीकृत केला.

वैशिष्ट्ये 
प्रमाणित तापमान आणि दाबावर ऑक्सिजन हा रंगहीन, गंधहीन आणि चव नसलेला वायू आहे.रासायनिक सूत्र O2 सह, डायऑक्सिजन म्हणून संदर्भित आहे. डायऑक्सिजन म्हणून, दोन ऑक्सिजन अणू रासायनिकरित्या एकमेकांना बांधलेले असतात.

संदर्भ

मूलद्रव्ये