वायु बनाम ऑक्सीजन: अंतर और तुलना

वायु मुख्य रूप से नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और अन्य तत्वों की थोड़ी मात्रा से बनी गैसों का मिश्रण है। दूसरी ओर, ऑक्सीजन श्वसन के माध्यम से जीवन को बनाए रखने के लिए आवश्यक एक शुद्ध रासायनिक तत्व है।

चाबी छीन लेना

1. वायु ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड सहित गैसों का मिश्रण है, जबकि ऑक्सीजन शुद्ध है।
2. ऑक्सीजन जीवन के लिए आवश्यक है और इसका उपयोग हमारे शरीर द्वारा ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए किया जाता है, जबकि हवा के अन्य महत्वपूर्ण कार्य हैं, जैसे तापमान को नियंत्रित करना और वायुमंडलीय दबाव प्रदान करना।
3. भिन्नात्मक आसवन या इलेक्ट्रोलिसिस जैसे विभिन्न तरीकों का उपयोग करके हवा से ऑक्सीजन निकाला जा सकता है।

वायु बनाम ऑक्सीजन

वायु एक गैस है जिसमें कई गैसें, छोटे पानी के कण और ऑक्सीजन शामिल हैं। यह वायुमंडल और पृथ्वी के बीच एक गद्दी का काम करता है और पृथ्वी को अत्यधिक तापमान और खतरनाक किरणों से बचाता है। ऑक्सीजन अत्यधिक महत्व की गैस है, जो सभी जीवित जीवों के श्वसन के लिए आवश्यक है। इसका कोई रंग, स्वाद और गंध नहीं है।

तुलना तालिका

Feature	वायु	ऑक्सीजन (O2)
रचना	गैसों का मिश्रण	शुद्ध तत्व (द्विपरमाणुक अणु)
प्रमुख तत्व	78% नाइट्रोजन (एन2), 21% ऑक्सीजन (ओ2), 1% आर्गन (एआर), अन्य ट्रेस गैसें	100% ऑक्सीजन (O2)
रासायनिक सूत्र	एन/ए (मिश्रण)	O2
कमरे के तापमान पर अवस्था	गैस	गैस
रंग	बेरंग	बेरंग
गंध	बिना गंध	बिना गंध
जीवन के लिए महत्व	श्वसन के लिए आवश्यक	श्वसन के लिए आवश्यक घटक
प्रकृति में उपलब्धता	पृथ्वी के वायुमंडल में प्रचुर मात्रा में	पृथ्वी के वायुमंडल का लगभग 21% भाग बनाता है
ज्वलनशीलता	ज्वलनशील नहीं	दहन का समर्थन करता है
अनुप्रयोगों	श्वास, मौसम प्रणाली, उड़ान	चिकित्सा उपयोग, औद्योगिक प्रक्रियाएं, धातु काटना

हवा क्या है?

वायु गैसों का एक जटिल मिश्रण है जो पृथ्वी की सतह को घेरता है, और वायुमंडल में बाहर की ओर फैलता है। मुख्य रूप से नाइट्रोजन और ऑक्सीजन से बनी, अन्य गैसों के अंश के साथ, हवा हमारे ग्रह पर जीवन को बनाए रखने और मौसम के पैटर्न को चलाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

वायु की संरचना

1. नाइट्रोजन (N2): पृथ्वी के वायुमंडल में सबसे प्रचुर मात्रा में गैस, जिसमें आयतन के हिसाब से लगभग 78% हवा शामिल है। नाइट्रोजन रासायनिक रूप से निष्क्रिय है और कुछ बैक्टीरिया द्वारा नाइट्रोजन स्थिरीकरण सहित विभिन्न जैविक प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
2. ऑक्सीजन (O2): वायुमंडल में दूसरी सबसे प्रचुर गैस, जो आयतन के हिसाब से हवा का लगभग 21% बनाती है। अधिकांश जीवों में श्वसन के लिए ऑक्सीजन आवश्यक है, जो ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए सेलुलर श्वसन में प्राथमिक अभिकारक के रूप में कार्य करता है।
3. ट्रेस गैसें: यद्यपि अपेक्षाकृत कम मात्रा में मौजूद होने के बावजूद, वायुमंडल में सूक्ष्म गैसें जलवायु, मौसम और वायुमंडलीय रसायन विज्ञान पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालती हैं। कुछ उदाहरणों में कार्बन डाइऑक्साइड (CO2), जल वाष्प (H2O), आर्गन (Ar), और मीथेन (CH4) शामिल हैं।

वायु के गुण

1. घनत्व: दबाव कम होने के कारण ऊंचाई के साथ वायु का घनत्व घटता जाता है। समुद्र तल पर वायु का घनत्व सबसे अधिक होता है, जो मानव श्वसन के लिए आवश्यक ऑक्सीजन प्रदान करता है। जैसे-जैसे ऊंचाई बढ़ती है, जैसे कि उच्च ऊंचाई वाले क्षेत्रों में, वायु घनत्व कम हो जाता है, जो श्वास और दहन प्रक्रियाओं को प्रभावित कर सकता है।
2. दबाव: वायु अपने वातावरण में वस्तुओं पर दबाव डालती है, जिसे वायुमंडलीय दबाव के रूप में जाना जाता है। यह दबाव किसी दिए गए बिंदु के ऊपर हवा के भार के कारण होता है और ऊंचाई के साथ घटता जाता है। वायुमंडलीय दबाव में परिवर्तन मौसम के पैटर्न को प्रभावित करते हैं और मौसम विज्ञान में मौलिक हैं।
3. नमी की मात्रा: Air can hold varying amounts of water vapor depending on temperature and pressure. Humidity levels affect weather phenomena such as precipitation, cloud formation, and humidity-related discomfort.
4. तापमान: भौगोलिक स्थिति, वर्ष के समय और ऊंचाई के आधार पर हवा का तापमान व्यापक रूप से भिन्न होता है। वायुमंडल में तापमान प्रवणता मौसम प्रणालियों और वायुमंडलीय परिसंचरण पैटर्न को संचालित करती है।

वायु का महत्व

1. श्वसन: हवा में मौजूद ऑक्सीजन मनुष्यों सहित जानवरों में एरोबिक श्वसन के लिए महत्वपूर्ण है। साँस लेने से जीवों को हवा से ऑक्सीजन निकालने और उपोत्पाद के रूप में कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ने की अनुमति मिलती है।
2. प्रकाश संश्लेषण: पौधे और कुछ सूक्ष्मजीव प्रकाश संश्लेषण के दौरान ऑक्सीजन और कार्बनिक यौगिकों का उत्पादन करने के लिए हवा से कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करते हैं। यह प्रक्रिया कार्बन चक्र और वायुमंडलीय ऑक्सीजन स्तर के रखरखाव में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।
3. मौसम प्रणाली: तापमान, दबाव और नमी की मात्रा सहित हवा के गुण, हवाओं, बादलों, वर्षा और तूफान जैसे मौसम के पैटर्न के निर्माण को प्रभावित करते हैं। मौसम की भविष्यवाणी और जलवायु अध्ययन के लिए वायु की गतिशीलता को समझना आवश्यक है।
4. मानवीय गतिविधियाँ: वायु परिवहन, संचार और औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए एक माध्यम के रूप में कार्य करती है। हालाँकि, जीवाश्म ईंधन जलाने और वनों की कटाई जैसी मानवीय गतिविधियाँ हवा में प्रदूषकों को ला सकती हैं, जिससे वायु गुणवत्ता में गिरावट और पर्यावरणीय स्वास्थ्य खतरे हो सकते हैं।

ऑक्सीजन क्या है?

ऑक्सीजन एक रासायनिक तत्व है जिसका प्रतीक O और परमाणु संख्या 8 है। यह एक रंगहीन, गंधहीन और स्वादहीन गैस है जो पृथ्वी पर अधिकांश जीवित जीवों के अस्तित्व के लिए आवश्यक है। ऑक्सीजन विभिन्न जैविक, रासायनिक और औद्योगिक प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

ऑक्सीजन के गुण

1. भौतिक गुण:
   • राज्य: ऑक्सीजन कमरे के तापमान और दबाव पर गैसीय अवस्था में पाई जाती है।
   • घनत्व: ऑक्सीजन गैस हवा से सघन होती है, मानक स्थितियों में इसका घनत्व लगभग 1.429 ग्राम प्रति लीटर होता है।
   • क्वथनांक और गलनांक: ऑक्सीजन -183 डिग्री सेल्सियस (-297 डिग्री फ़ारेनहाइट) पर उबलती है और -218.79 डिग्री सेल्सियस (-361.82 डिग्री फ़ारेनहाइट) पर जम जाती है।
2. रासायनिक गुण:
   • जेट: ऑक्सीजन अत्यधिक प्रतिक्रियाशील है और आसानी से कई तत्वों के साथ मिलकर ऑक्साइड बनाती है। यह प्रतिक्रियाशीलता दहन और विभिन्न रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए आवश्यक है।
   • ऑक्सीकरण: ऑक्सीजन एक शक्तिशाली ऑक्सीकरण एजेंट है, जिसका अर्थ है कि यह रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान अन्य पदार्थों से इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार कर सकता है। यह गुण सेलुलर श्वसन के लिए महत्वपूर्ण है, जहां ऑक्सीजन इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता के रूप में कार्य करता है।
   • कामबस्टबीलिटी: ऑक्सीजन दहन का समर्थन करती है, जिससे गर्मी की उपस्थिति में ईंधन और कार्बनिक पदार्थों को जलाने में मदद मिलती है।

ऑक्सीजन की घटना और उत्पादन

1. प्राकृतिक घटना:
   • ऑक्सीजन ब्रह्मांड में तीसरा सबसे प्रचुर तत्व है, जो मुख्य रूप से तारों में परमाणु संलयन प्रक्रियाओं के माध्यम से बनता है।
   • पृथ्वी पर, वायुमंडल में ऑक्सीजन प्रचुर मात्रा में है, जिसमें मात्रा के हिसाब से हवा का लगभग 21% शामिल है। यह जलमंडल और स्थलमंडल में भी पाया जाता है, जो पानी (H2O) और खनिजों जैसे यौगिकों में बंधा होता है।
2. उत्पादन विधियां:
   • तरल वायु का भिन्नात्मक आसवन: आंशिक आसवन का उपयोग करके ऑक्सीजन को हवा से अलग किया जा सकता है, एक ऐसी प्रक्रिया जो इसके घटकों के क्वथनांक में अंतर का फायदा उठाती है।
   • पानी की इलेक्ट्रोलिसिस: इलेक्ट्रोलिसिस पानी के माध्यम से विद्युत प्रवाह प्रवाहित करके ऑक्सीजन का उत्पादन कर सकता है, जिससे यह ऑक्सीजन गैस (O2) और हाइड्रोजन गैस (H2) में विघटित हो जाता है।
   • रसायनिक प्रतिक्रिया: कुछ रासायनिक प्रतिक्रियाएं, जैसे हाइड्रोजन पेरोक्साइड (H2O2) का अपघटन, उपोत्पाद के रूप में ऑक्सीजन गैस जारी कर सकता है।

ऑक्सीजन का महत्व

1. श्वसन:
   • एरोबिक श्वसन के लिए ऑक्सीजन आवश्यक है, वह प्रक्रिया जिसके द्वारा जीव इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता के रूप में ऑक्सीजन का उपयोग करके ग्लूकोज अणुओं से ऊर्जा उत्पन्न करते हैं। यह प्रक्रिया कोशिकाओं के माइटोकॉन्ड्रिया में होती है और मनुष्यों सहित अधिकांश एरोबिक जीवों के अस्तित्व के लिए महत्वपूर्ण है।
2. प्रकाश संश्लेषण:
   • ऑक्सीजन का उत्पादन प्रकाश संश्लेषण के उपोत्पाद के रूप में होता है, वह प्रक्रिया जिसके द्वारा हरे पौधे, शैवाल और कुछ बैक्टीरिया ऊर्जा स्रोत के रूप में सूर्य के प्रकाश का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) और पानी (H2O) को ग्लूकोज और ऑक्सीजन में परिवर्तित करते हैं। प्रकाश संश्लेषण वायुमंडलीय ऑक्सीजन की पूर्ति करता है और वायुमंडल में गैसों के संतुलन को बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है।
3. औद्योगिक और चिकित्सा अनुप्रयोग:
   • धातु गलाने, रासायनिक संश्लेषण और अपशिष्ट जल उपचार सहित विभिन्न औद्योगिक प्रक्रियाओं में ऑक्सीजन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यह सांस लेने में कठिनाई वाले रोगियों में श्वसन सहायता के लिए चिकित्सा सेटिंग्स के साथ-साथ श्वसन रोगों वाले व्यक्तियों के लिए ऑक्सीजन थेरेपी में भी आवश्यक है।

वायु और ऑक्सीजन के बीच मुख्य अंतर

• रचना:
  • वायु मुख्य रूप से नाइट्रोजन (लगभग 78%) और ऑक्सीजन (लगभग 21%), साथ ही कार्बन डाइऑक्साइड और आर्गन जैसी सूक्ष्म गैसों से बनी गैसों का मिश्रण है।
  • दूसरी ओर, ऑक्सीजन एक शुद्ध रासायनिक तत्व है जिसे प्रतीक O द्वारा दर्शाया जाता है और यह वायुमंडल में द्विपरमाणुक अणुओं (O2) के रूप में मौजूद है।
• समारोह:
  • वायु विभिन्न कार्य करती है, जिसमें श्वसन के लिए आवश्यक गैसें प्रदान करना, दहन का समर्थन करना और मौसम के मिजाज को नियंत्रित करना शामिल है।
  • ऑक्सीजन विशेष रूप से अधिकांश एरोबिक जीवों के श्वसन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, जो ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए सेलुलर श्वसन में प्राथमिक अभिकारक के रूप में कार्य करती है।
• प्रचुरता:
  • पृथ्वी के वायुमंडल में हवा प्रचुर मात्रा में है, जो ग्रह की सतह को कवर करती है और बाहर अंतरिक्ष में फैली हुई है।
  • ऑक्सीजन हवा का एक घटक है लेकिन यह मौजूद एकमात्र गैस नहीं है। यह आयतन के हिसाब से पृथ्वी के वायुमंडल का लगभग 21% हिस्सा है, जिससे यह नाइट्रोजन के बाद दूसरी सबसे प्रचुर गैस है।
• भौतिक अवस्था:
  • कमरे के तापमान और दबाव पर हवा गैसीय अवस्था में मौजूद होती है।
  • ऑक्सीजन भी सामान्य परिस्थितियों में गैस के रूप में मौजूद होती है, लेकिन इसे कम तापमान और दबाव पर द्रवीकृत किया जा सकता है।
• जीवन प्रक्रियाओं में भूमिका:
  • वायु जीवित जीवों में श्वसन, प्रकाश संश्लेषण और अन्य चयापचय प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक गैसें प्रदान करती है।
  • ऑक्सीजन विशेष रूप से एरोबिक श्वसन के लिए आवश्यक है, जो जीवों को पोषक तत्वों से ऊर्जा निकालने में सक्षम बनाता है।
• रासायनिक प्रतिक्रियाशीलता:
  • वायु में विभिन्न रासायनिक गुणों वाली विभिन्न गैसें होती हैं, जबकि ऑक्सीजन एक अत्यधिक प्रतिक्रियाशील तत्व है।
  • ऑक्सीजन आसानी से ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं में भाग लेती है, दहन और विभिन्न रासायनिक प्रक्रियाओं का समर्थन करती है।

संदर्भ

1. https://science.sciencemag.org/content/259/5097/920.abstract
2. https://journals.physiology.org/doi/full/10.1152/ajpheart.01293.2007
3. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0140673697103415

अंतिम अद्यतन: 01 मार्च, 2024