آکسیجن

آکسیجن (oxygen) ایک کیمیائی عنصر ہے جس کا جوہری عدد 8 ہے اور اِسے انگریزی حروف تہجی کے حرف O سے ظاہر کیا جاتا ہے۔ عام طور پر ہم آکسیجن کو نہیں دیکھ سکتے ہیں کیونکہ یہ ایک بیرنگ، بیسواد اور بے گند گیس ہے۔ اس کی تلاش، حصول یا ابتدائی تعلیم میں جے پريسٹلے اور سی ڈبلیو شے لے نے اہم کام کیا ہے۔ یہ ایک طبعی عناصر ہے۔ 1772 میں کارل شيلے نے اشنانصر نطرید (potassium nitrate) کو گرم کر کے آكسيجن گیس تیار کی، لیکن ان کا یہ کام سن 1777 میں شائع ہوا۔ 1774 میں جوزف پرسٹلے نے پاری اکسید (mercuric oxide) کو گرم کر کے آكسيجن گیس تیار کیا۔ اے نٹونی لے ووجير نے اس گیس کے خصوصیات کو بیان کیا اور اس کا نام آكسيجن رکھا، جس کا مطلب ہے "تیزاب پیدا کرنے یا بنانے والا".

آکسیجن,  ₈O

آکسیجن کے طیفی لائنیں
General properties
Pronunciation	/ˈɒksdʒn/ OK-si-jin
Appearance	بے رنگ گیس; گہرہ نیلا مائع۔ اس تصویر میں مائع آکسیجن کے ببل اڑتے ہیں۔
آکسیجن in the دوری جدول
- ↑ O ↓ S نطرساز ← آکسیجن → سیلانیہ
جوہری عدد (Z)	8
Group, period	group 16 (chalcogens), period 2
Block	p-block
Standard atomic weight (Ar)	15.9994(3)
برقی تشکیل	1s2 2s2 2p4
Electrons per shell	2, 6
Physical properties
بے رنگ
Phase	گیس
نقطۂ انجماد	54.36 کیلون ​(-218.79 °C, ​-361.82 °F)
نقطہ کھولاؤ	90.20 K ​(-182.95 °C, ​-297.31 °F)
کثافت at stp (0 °C and 101.325 kPa)	1.429 g/L
when liquid, at b.p.	1.141 g/cm3
Critical point	154.59 K, 5.043 MPa
سخانۂ ائتلاف	(O2) 0.444 جول فی مول
Heat of	(O2) 6.82 kJ/mol
Molar heat capacity	(O2) 29.378 J/(mol·K)
بخاری دباؤ پ (پاسکل) 1 10 100 1 کے 10 کے 100 کے  دح پر (کیلون)       61 73 90
Atomic properties
تکسیدی عددs	2, 1, −1, −2
برقی منفیت	Pauling scale: 3.44
تائین توانائی	(more)
Covalent radius	66±2 پیکومیٹر
وانڈروال رداس	152 pm
Miscellanea
قلمی ساخت	​cubic
آواز کی رفتار	(gas, 27 °C) 330 میٹر فی سیکنڈ
حر ایصالیت	26.58x10-3  W/(m·K)
مقناطیسیت	paramagnetic
کیمیائی شعبۂ اخلاص اندراجی عدد	7782-44-7
Main isotopes of آکسیجن
ہم جا Abun­dance ہاف لائف (t1/2) اشعاعی تنزل Pro­duct 16O 99.76% 8 تعدیلوں کیساتھ O مستحکم ہے|- 17O 0.039% 9 تعدیلوں کیساتھ O مستحکم ہے|- 18O 0.201% 10 تعدیلوں کیساتھ O مستحکم ہے

موجودگی

آكسيجن زمین کے مختلف مادوں میں ہوتا ہے اور اصل میں دیگر عناصر کے مقابلے میں اس کی مقدار سب سے زیادہ ہے۔ آكسيجن ہوا میں آزاد طور پر ملتا ہے اور تجربوں کے مطابق یہ کرۂ ہوا کا تقریباً پانچواں حصہ ہے۔ مرکبات جیسے پانی اور دوسری معدنیات کا بھی آکسیجن اہم حصہ ہے۔ اس کے علاوہ آکسیجن پودوں اور جانورں کے لیے بھی ضروری ہے۔

تیاری

کئی قسم کے اكسائڈوں (جیسے پارہ، چاندی وغیرہ کے) یا (سیسہ، مینگنیوی (manganese)، واصر (barium)) اور آكسيجن والے بہت سے نمک (جیسے اشنانصر نطرید (potassium nitrate)، كلوریٹ، پرمیگنیٹ اور دو لونید (dichromate)) کو گرم کرنے سے آكسيجن حاصل ہو سکتا ہے۔ جب کچھ پراکسید (peroxide) پانی کے ساتھ عمل کرتے ہیں تب بھی آكسيجن پیدا ہوتا ہے۔ اس کے علاوہ صوداصر پراکسید (sodium peroxide) اور مینگنیوی دو اکسید (manganese dioxide) یا صوداصر سبزداد (sodium chloride) کا مرکب (یا اسی طرح کے دیگر مرکب بھی) آكسيجن کی پیداوار کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ ہائپوكلورائڈ یا ہائپوبرومائٹ (جیسے بليچنگ پاؤڈر) سے بھی آكسيجن ملتا ہے۔ اس کے علاوہ صنعتی پیمانے پر پانی کی برق پاشی کرکے بھی آکسیجن حاصل کی جاتی ہے۔

خصوصیات

خصوصیات اور سالماتی ساخت

معیاری درجہ حرارت و دباؤ پر آکسیجن کا کوئی رنگ، بو اور ذائقہ نہیں ہوتا۔ یہ ایک گیس (gas) ہے جسے دو آکسیجن (dioxygen) کہتے ہے اور جس کا کیمیائی صیغہ O2 ہے۔

دو آکسیجن (یا صرف آکسیجن گیس) کے طور پر، دو آکسیجن کے جواہر (atoms) کیمیائی طور پر ایک دوسرے سے جڑے ہوئے ہیں۔ اس بند (bond) کو بہت سے چیزیں کو کہا جا سکتا ہے، لیکن محض ہم آہنگی دوگنا بند (covalent double bond) کہا جاتا ہے۔ آکسیجن گیس بہت رد عمل شدہ ہے اور بہت سے عناصر کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے۔ اکسید (oxides) اس وقت بنتے ہیں جب دھاتی عناصر آکسیجن کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتے ہیں، جیسے لوہا اکسید (iron oxide)، جسے مورچا بھی کہا جاتا ہے۔ زمین پر اکسید مرکبات کی تعداد بڑی ہے۔

ایلوٹروپ

زمین پر آکسیجن کے عام ایلوٹروپ کو دو آکسیجن (dioxygen) کہا جاتا ہے۔ دو نطرساز (N2) کے بعد یہ زمین کے ماحول کا دوسرا بڑا حصہ ہے۔ O2 کی بند لمبائی (bond length) 121 pm ہے اور بند توانائی (bond energy) 498 kJ/mol ہے۔ اپنی توانائی کی وجہ سے O2 جانوروں کی طرح پیچیدہ زندگی استعمال کرتے ہیں۔

اوزون (O3) بہت رد عمل شدہ ہے اور سانس لینے پر پھیپھڑوں پر نقصان پہنچاتا ہے۔ اوزون اوپری فضاء میں اس وقت بنتا یے جب O2 خالص آکسیجن کے ساتھ مل جاتا ہے جب O2 بالائے بنفشی تابکاری سے تقسیم ہوتا ہے۔ اوزون برقناطیسی طیف کے بالائے بنفشی کے حصے میں بہت زیادہ تابکاری جذب کرتا ہے اور اس لیے اوپری فضاء میں اوزون کی تہ زمین کو تابکاری سے بچاتا ہے۔

زمین کی تہے کے اوپر، (زمین کے نچلے مدار میں) جوہری آکسیجن سب سے عام شکل بن جاتا ہے۔

چہار آکسیجن (tetraoxygen)، جس کا کیمیائی صیغہ O4 ہے، 2001 میں دریافت ہوا تھا۔ یہ صرف انتہائی حالات میں موجود ہے جب O2 پر بہت زیادہ دباؤ ڈالا جاتا ہے۔

طبیعی خصوصیات

آکسیجن ہوا سے پانی میں نطرساز (nitrogen) کے مقابلے میں زیادہ آسانی سے گھل جاتی ہے۔ جب ہوا اور پانی کی مقدار یکساں ہوتی ہے تو N2 کے ہر دو سالمے (molecules) کے لیے O2 کا ایک سالمہ (molecule) ہوتا ہے (1:2 کی تناسب)۔ یہ ہوا سے مختلف ہے، جہاں آکسیجن اور نطرساز کا تناسب 1:4 ہے۔ O2 کے لیے سمندری پانی کے مقابلے میٹھے پانی میں تحلیل ہونا آسان ہے۔ آکسیجن 90.20 کیلون (182.95- ڈگری سیلسیئس، 297.31- ڈگری فارنہائٹ) پر کم ہوتی ہے اور 54.36 کیلون (218.79- ڈگری سیلسیئس، 361.82- ڈگری فارنہائٹ) پر جم جاتی ہے۔ مائع اور ٹھوس O2 دونوں ہلکے نیلے رنگ کے ساتھ نظر آتے ہیں۔

آکسیجن بہت رد عمل شدہ ہے اور اسے کسی بھی چیز سے دور رکھنا چاہیے جو جل سکتا ہے۔

ہم جا

فطرت میں آکسیجن کے تین مستحکم ہمجے (isotopes) ہیں۔ وہ آکسیجن-16، آکسیجن-17 اور آکسیجن-18 ہیں۔ تقریبا 99.7 فیصد آکسیجن وہ آکسیجن-16 ہم جا ہے۔

واقعہ

آکسیجن کائنات میں ہائیڈروجن (hydrogen) اور شمصر (helium) کے بعد تیسرا عام عنصر ہے۔ سورج کی کمیت تقریبا 0.9 فیصد آکسیجن ہے۔

آکاشگنگا کہکشان میں پانچ سب سے عام عناصر کا تخمینہ طیفیاتی طور پر لگایا گیا ہے:

• ہائیڈروجن (739،000 کمیت حصہ فی ملین حصوں میں)
• شمصر (240،000 کمیت حصہ فی ملین حصون میں)
• آکسیجن (10،400 کمیت حصہ فی ملین حصوں میں)
• فحم (4600 کمیت حصہ فی ملین حصوں میں)
• نوین (1340 کمیت حصہ فی ملین حصوں میں)

لوہے کے علاوہ، آکسیجن زمین پر سب سے عام عنصر ہے (سطح کے لحاظ سے)۔ یہ اکسید مرکبات جیسے چقمین دو اکسید (silicon dioxide) اور فحمید (carbonates) جیسے دیگر مرکبات کے حصے کے طور پر زمین کی پرت کا تقریبا نصف (46 سے 49.2 فیصد) بناتا ہے۔ یہ زمین کے سمندروں کا اہم حصہ بھی ہے، جو کمیت 88.8 فیصد بنتا ہے۔ آکسیجن گیس فضاء کا دوسرا عام حصہ ہے، جو اس کے حجم کا 20.95 فیصد بناتا ہے۔ زمین دوسرے سیاروں کے مقابلے میں عجیب ہے، کیونکہ اس کے ماحول کی ایک بڑی مقدار آکسیجن گیس ہے۔ مریخ میں حجم کے لحاظ سے صرف 0.1 فیصد آکسیجن ہے، باقی سیاروں میں اس سے کم ہے۔

زمین کے ماحول میں آکسیجن گیس کی بہت زیادہ مقدار آکسیجن چکر (oxygen cycle) کی وجہ سے ہے۔ ضیائی تالیف (photosynthesis) سورج کی روشنی سے توانائی کا استعمال کرتے ہوئے پانی سے ہائیڈروجن لیتا ہے۔ اس سے آکسیجن گیس نکلتا ہے۔ کچھ ہائیڈروجن فحم دو اکسید (carbon dioxide) کے ساتھ مل کر فحمی آبید (carbohydrates) بناتے ہیں۔ عمل تنفس پھر آکسیجن فارغے کو ماحول یا پانی سے باہر لے جاتی ہے اور اسے فحم دو اکسید یا پانی میں بدل دیتی ہے۔

استعمال

طبی

O2 عمل تنفس کا ایک بہت اہم حصہ ہے۔ اس کی وجہ سے اسے دوا میں استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ کسی شخص کے خون میں آکسیجن کی مقدار بھڑانے کے لیے استعمال ہوتا ہے تاکہ زیادہ سانس کے سکے۔ اس سے وہ جلدی صحت مند ہو سکتے ہیں اگر وہ بیمار ہیں۔ آکسیجن علاج (oxygen therapy) کا استعمال نفخ (emphysema)، نمونیے (pneumonia)، دل کے کچھ مسائل اور کسی بھی بیماری کے لیے کیا جاتا ہے جو کسی شخص کے لیے آکسیجن لینا مشکل بناتی ہے۔

زندگی کی حمایت

کم دباؤ O2 خلائی سوٹ میں استعمال ہوتا ہے، جسم کو فارغے سے گھیر لیا جاتا ہے۔ خالص آکسیجن استعمال کیا جاتا ہے لیکن بہت کم دباؤ پر۔ اگر دباؤ زیادہ ہوتا تو یہ زہریلا ہوتا ہے۔

صنعتی

فولاد میں لوہے کو گلانے میں انسانوں کی بنائی ہوئی آکسیجن کا تقریبا 55 فیصد استعمال ہوتا ہے۔ ایسا کرنے کے لیے O2 فارغے کو زیادہ دباؤ پر لانس (lance) کے ذریعے ایسک میں داخل کیا جاتا ہے۔ یہ ایسک سے کسی بھی گندھک اور فحم کو ہٹا دیتا ہے جو مطلوب نہیں ہوگا۔ انھیں گندھک اکسید (sulfur oxide) اور فحم دو اکسید (carbon dioxide) کے طور پر دیا جاتا ہے۔ درجہ حرارت 1700 ڈگری سیلسیئس تک جا سکتا ہے کیونکہ یہ ایک حرارت زا تعامل (exothermic reaction) ہے۔

انسانوں کی بنائی ہوئی آکسیجن تقریبا 25 فیصد کیمیادان استعمال کرتے ہیں۔ ایتھیلین (ethylene) کو ایتھیلین اکسید (ethylene oxide) بنانے کے لیے O2 کے ساتھ رد عمل دیا جاتا ہے۔ اس کے بعد اسے ایتھیلین گلائکول (ethylene glycol) میں تبدیل کیا جاتا ہے، جس کا استعمال بہت سے مصنوعات جیسے ضد منجمد (antifreeze) اور پالی ایسٹر (polyester) بنانے کے لیے کیا جاتا ہے (ان کو پھر لدائن (plastics) اور منسوج (fabrics) میں تبدیل کیا جا سکتا ہے)۔

انسانوں کے ذریعہ تیار کردہ دیگر 20 فیصد آکسیجن دوائیوں، دھاتوں کی کٹائی اور ویلڈنگ، راکٹی ایندھن اور پانی کی صفائی کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

صنعتی پیداوار

صنعتی استعمال کے لیے ہر سال دس کڑور ٹن O2 ہوا سے حاصل کیا جاتا ہے۔ صنعتیں آکسیجن بنانے کے لیے دو اہم طریقے استعمال کرتے ہیں۔ سب سے عام طریقہ مائع ہوا کی جزوی کشید ہے۔ N2 بخارات بن جاتا ہے جبکہ O2 مائع کے طور پر رہ جاتا ہے۔ O2 دوسرا اہم صنعتی گیس ہے۔ چونکہ یہ زیادہ اقتصادی ہے، آکسیجن عام طور پر مائع کے طور پر ذخیرہ اور منتقل کیا جاتا ہے۔ 139 بار (2،015 psi) کے کام کرنے والے دباؤ کے ساتھ 16 لیٹر پانی کی گنجائش کا ایک چھوٹا فولاد (steel) ٹینک تقریبا 2150 لیٹر گیس رکھتا ہے اور اس کا وزن 28 کلوگرام (62 پونڈ) خالی ہے۔ 2150 لیٹر کا آکسیجن کی وزن تقریبا 3 کلوگرام (6.6 پونڈ) ہے۔

آکسیجن بنانے کا دوسرا اہم طریقہ زیولائٹ سالماتی چھلنی (zeolite molecular sieves) کے جوڑے کے ذریعے صاف، خشک ہوا کا ایک دھارا گذرنا ہے۔ زیولائٹ سالماتی چھلنی نطرساز کو بھگو دیتی ہے۔ یہ فارغے کی ایک ندی دیتا ہے جو 90 سے 93 فیصد آکسیجن ہے۔

آکسیجن فارغے کو پانی کے برق پاشیدگی کے ذریعے سالماتی آکسیجن اور ہائیڈروجن میں بھی بنایا جا سکتا ہے۔

خطرات

آکسیجن کا NFPA 704 کہتا ہے کہ کمپریس شدہ آکسیجن گیس صحت کے لیے خطرناک نہیں ہے اور نہ آتش گیر ہے۔

زہر

زیادہ دباؤ پر، آکسیجن گیس (O2) انسانوں سمیت جانوروں کے لیے خطرناک ہو سکتا ہے۔ یہ آکشیپ اور دیگر صحت کے مسائل کا سبب بن سکتا ہے۔ آکسیجن کی زہر عام طور پر 50 کلوپاسکل (kPa) سے زیادہ دباؤ پر ہونا شروع ہوتا ہے جو معیاری دباؤ پر ہوا میں تقریبا 50 فیصد آکسیجن کے برابر ہوتا ہے (زمین پر ہوا تقریبا 20 فیصد آکسیجن ہے)۔

قبل از وقت پیدا ہونے والے بچوں کو O2 کے زیادہ مقدار کے ساتھ ہوا والے ڈبوں میں رکھا جاتا تھا۔ یہ اس وقت بند ہو گیا جب کچھ بچے آکسیجن سے اندھے ہو گئے تھے۔

خلائی سوٹ میں خالص O2 سانس لینے سے کوئی نقصان نہیں ہوتا کیونکہ کم دباؤ استعمال ہوتا ہے۔

دہن اور دیگر خطرات

خالص O2 کی مرتکز مقدار فوری آگ کا سبب بن سکتا ہے۔ جب مرتکز آکسیجن اور ایندھن کو ایک ساتھ لایا جاتا ہے تو تھوڑی سی اگنیشن بڑی آگ کا سبب بن سکتا ہے۔ 1967 میں اپالو 1 کے عملے آگ لگنے سے سارے جاں بحق ہو گئے تھے کیونکہ کیپسول کی ہوا میں آکسیجن کی مقدار بہت زیادہ تھی۔

اگر مائع آکسیجن لکڑی کے طرح نامیاتی مرکبات پر پھیل جائے تو یہ پھٹ سکتا ہے۔

مزید دیکھیے

• فحم دو اکسید