ముఖ్యమైన వాయువులు - ధర్మాలు - అనువర్తనాలు

హైడ్రోజన్‌ వాయువు

* రసాయన ఫార్ములా - H2

* విశ్వంలో అత్యంత సమృద్ధిగా లభించే వాయువు హైడ్రోజన్‌.

* ఇది అత్యంత తేలికైన వాయువు (గాలి కంటే తేలికైంది)

* బృహస్పతి, శని గ్రహాలు అధికంగా హైడ్రోజన్‌ను కలిగి ఉన్నాయి.

* ఆమ్లీకృత లేదా క్షారయుత జలాన్ని విద్యుద్విశ్లేషణ చేస్తే హైడ్రోజన్‌ను తయారు చేయవచ్చు. 

* హైడ్రోజన్‌ రంగు, రుచి, వాసన లేని దహనశీల వాయువు.

* గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద అధిక H - H బంధశక్తి కారణంగా హైడ్రోజన్‌ సాపేక్షంగా జడ స్వభావాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది.

* పత్తి, సోయాబీన్‌ నూనె లాంటి వృక్షజనితమైన నూనెలను హైడ్రోజనీకరణం చేసి వనస్పతి లాంటి కొవ్వులను తయారు చేస్తారు.

*  యూరియా లాంటి నత్రజని ఎరువుల తయారీలో ఉపయోగించే అమ్మోనియా సంశ్లేషణలో హైడ్రోజన్‌ను వాడతారు.

* హైడ్రోజన్‌ క్లోరైడ్‌ (HCl), మిథనోల్‌ లాంటి రసాయనాల తయారీలో హైడ్రోజన్‌ను ఉపయోగిస్తారు.

* రాకెట్‌ ఇంధనంగానూ హైడ్రోజన్‌ను వాడతారు.

* లోహ సంగ్రహణ పద్ధతుల్లో హైడ్రోజన్‌ను ఉపయోగించి లోహ-ఆక్సైడ్‌లను లోహాలుగా క్షయకరణం చెందిస్తారు.

* లోహలను వెల్డింగ్‌ చేయడానికి పరమాణు హైడ్రోజన్‌ టార్చ్‌ లేదా ఆక్సీ - హైడ్రోజన్‌ టార్చ్‌లను వాడతారు. 

*  ఇంధన ఘటాల్లో (Fuel Cells) హైడ్రోజన్‌ వాయువును విద్యుత్‌ శక్తి ఉత్పాదనకి ఉపయోగిస్తారు.

నైట్రోజన్‌ వాయువు 

* నైట్రోజన్‌ వాయువు రసాయన ఫార్ములా-N2

* వాతావరణంలో అత్యంత సమృద్ధిగా లభించే వాయువు నైట్రోజన్‌

* వాతావరణంలో ఈ వాయువు ఘన పరిమాణాత్మక శాతం 78%

* గాలిని ద్రవీకరించి, అంశిక స్వేదనం ద్వారా నైట్రోజన్‌ వాయువును తయారు చేస్తారు.

*నైట్రోజన్‌ రంగు, రుచి, వాసన, విష స్వభావం లేని వాయువు.

* గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద నైట్రోజన్‌ జడత్వాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది. దీనికి కారణం, N = N  బంధానికి అధిక బంధశక్తి విలువ ఉండటంతో నైట్రోజన్‌ సమ్మేళనాలు ఏర్పరిచేందుకు అధిక శక్తి అవసరం. 

* అమ్మోనియా లాంటి నైట్రోజన్‌ ఉన్న పారిశ్రామిక రసాయనాల తయారీలో దీన్ని ఉపయోగిస్తారు. 

* ద్రవ నైట్రోజన్‌కు −195.8°C ఉష్ణోగ్రత ఉంటుంది. అందుకే దీన్ని అత్యల్ప ఉష్ణోగ్రతల వద్ద జీవ, ఆహార పదార్థాలను నిల్వ చేయడానికి శీతలీకరిణిగా ఉపయోగిస్తారు.

* సంకరీకరణం కోసం ఉపయోగించే పశువుల వీర్యాన్ని నిల్వ చేయడానికి ద్రవ నైట్రోజన్‌ను వినియోగిస్తారు.

* నైట్రోజన్‌కు జడ స్వభావం ఉంటుంది. అందుకే దీన్ని ఆహార పదార్థాల ప్యాకింగ్‌లో ఆక్సిజన్, తేమను తొలగించడానికి నింపుతారు. ఇది ఆహార పదార్థాల ప్యాకేజీల్లో బ్యాక్టీరియా పెరుగుదలను తగ్గించి ఆహారాన్ని చెడిపోకుండా, తాజాగా ఉంచుతుంది.

* లోహ సంగ్రహణ పద్ధతుల్లో, చర్యాశీల రసాయనాల్లో, జడవాతావరణం అవసరమయ్యే ఇతర సందర్భాల్లోనూ నైట్రోజన్‌ వాయువు జడ స్వభావం ఉన్న విలీనకారిగా ఉపయోగపడుతుంది.

* మొక్కల పెరుగుదలలో నైట్రోజన్‌ అత్యంత క్రియాశీలతను పోషిస్తుంది. లెగ్యుమినేసి మొక్కలైన బఠాణి, వేరుశెనగ, బీన్స్‌ మొదలైన వాటి వేర్లలో వేరు బుడిపెలు ఉంటాయి. వీటిలో రైజోబియం అనే బ్యాక్టీరియా వాతా వరణంలోని నైట్రోజన్‌ను గ్రహించి నైట్రోజన్‌ సమ్మేళనంగా మారుస్తుంది. దీన్నే ‘నత్రజని స్థాపన (Nitrogen Fixation) అంటారు. 

ఆక్సిజన్‌ వాయువు

* ఆక్సిజన్‌ వాయువు రసాయన ఫార్ములా - O2

* వాతావరణంలో (పొడి గాలిలో) ఆక్సిజన్‌ ఘనపరిమాణాత్మక శాతం 20.946%

* ఆక్సిజన్‌ రంగు, వాసన లేని వాయువు. ఇది దహనదోహదకారిగా పనిచేస్తుంది.

* పారిశ్రామికంగా గాలిని ద్రవీకరించి, అంశిక స్వేదనం ద్వారా ఆక్సిజన్‌ను తయారుచేస్తారు.

* ఆక్సిజన్‌ పారాఅయస్కాంత స్వభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

* ఇది జీవుల శ్వాసక్రియకు, వివిధ పదార్థాల దహన క్రియలకు అవసరం.

* ఆక్సిజన్‌ బంగారం, ప్లాటినం లాంటి లోహలతో మినహా చాలా వరకు లోహాలు, అలోహాలతో నేరుగా చర్య జరుపుతుంది.

* ఆక్సీ - ఎసిటలీన్‌ టార్చ్‌గా లోహాలను వెల్డింగ్‌ చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు.

* ఆక్సిజన్‌ సిలిండర్లను వైద్యశాలల్లో, పర్వత అధిరోహణల్లో ఉపయోగిస్తారు. 

* సముద్రజీవులు, జలచరాల మనుగడకు నీటిలో కరిగిన ఆక్సిజన్‌ అవసరం. చల్లని, శుద్ధమైన నీటిలో కరిగి ఉన్న ఆక్సిజన్‌ గాఢత 6.5 - 9 ppm గా ఉంటుంది.

* నీటిలో కరిగి ఉన్న ఆక్సిజన్‌ గాఢత 6 ppm కంటే తగ్గినప్పుడు ఆ నీటిలో చేపలు జీవించలేవు.

సల్ఫర్‌ డైఆక్సైడ్‌

* సల్ఫర్‌ డైఆక్సైడ్‌ రసాయన ఫార్ములా - SO2

* దీనికి ఘాటైన వాసన ఉంటుంది. ఇది రంగు లేని వాయువు.

* ఇది నీటిలో పూర్తిగా కరుగుతుంది

* సల్ఫర్‌ను గాలి లేదా ఆక్సిజన్‌ సమక్షంలో మండించినప్పుడు సల్ఫర్‌ డైఆక్సైడ్‌ ఏర్పడుతుంది.

* దీని అణువు ఆకృతి - కోణీయం

* చక్కెర, పెట్రోలియంను శుద్ధిచేసే ప్రక్రియలో దీన్ని ఉపయోగిస్తారు.

* SO2 ను యాంటీక్లోర్, ఆహార పరిరక్షకంగా వాడతారు.

* సల్ఫ్యూరిక్‌ ఆమ్లం తయారీలోనూ దీన్ని వినియోగిస్తారు.

* సల్ఫర్‌ డైఆక్సెడ్‌ను ప్రయోగశాల్లో కారకం, ద్రావణిగా ఉపయోగిస్తారు.

అమ్మోనియా

* అమ్మోనియా వాయువు రసాయన ఫార్ములా - NH3

* అమ్మోనియాను హేబర్‌ పద్ధతిలో తయారు చేస్తారు

* ఇది ఒక ఉష్ణమోచక చర్య. ఈ చర్యలో ఇనుమును (Fe) ఉత్ప్రేరకంగా ఉపయోగిస్తారు.

* అమ్మోనియా రంగులేని, ఘాటైన వాసన గల వాయువు.

* ఇది నీటిలో సులభంగా, అత్యధిక స్థాయిలో కరుగుతుంది.

* అమ్మోనియా అణువు నిర్మాణం: త్రికోణీయ పిరమిడ్‌ (Trigonal Pyramidal)

* దీన్ని వివిధ రకాల నత్రజని ఎరువుల తయారీలో ఉపయోగిస్తారు.

* ద్రవ అమ్మోనియాను శీతలీకరణిగా వాడతారు.

* దీన్ని TNT, RDX లాంటి నైట్రో - ఆధారిత పేలుడు పదార్థాల తయారీలో వినియోగిస్తారు.

* అమ్మోనియాను నైట్రిక్‌ ఆమ్లం (HNO3) లాంటి నైట్రోజన్‌ మూలక రసాయన సమ్మేళనాల తయారీలో వాడతారు.

మాదిరి ప్రశ్నలు

1. పొటాషియం క్లోరేట్‌ను వేడిచేసినప్పుడు వెలువడే వాయువు?

1) హైడ్రోజన్‌    2) ఆక్సిజన్‌    4) క్లోరిన్‌    4) ఫ్లోరిన్‌

2. కింది వాటిలో సరైంది?

ఎ) శుద్ధనీటిలో కరిగి ఉన్న ఆక్సిజన్‌ పరిమాణం 6.5 - 9 ppm గా ఉంటుంది.

బి) శుద్ధనీటిలో జీవరసాయన ఆక్సిజన్‌ అవసరం విలువ 5 ppm కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.

1) ఎ మాత్రమే     2) బి మాత్రమే     3) ఎ, బి     4) ఏదీకాదు

3. కింది ఏ వాయువుల మిశ్రమాన్ని కార్బొజెన్‌ అంటారు?

1) O2, CO2    2) O2, N2      3) N2, CO2      4) CO, CO2

4. నీటిలో కార్బన్‌ డైఆక్సైడ్‌ కరిగినప్పుడు ఏర్పడే ఆమ్లం?

1) కార్బోనిక్‌ ఆమ్లం - బలమైన ఆమ్లం

2) కార్బోనిక్‌ ఆమ్లం - బలహీన ఆమ్లం

3) ఎసిటిక్‌ ఆమ్లం - బలమైన ఆమ్లం

4) ఎసిటిక్‌ ఆమ్లం - బలహీన ఆమ్లం

కార్బన్‌ డైఆక్సైడ్‌

* కార్బన్‌ డైఆక్సైడ్‌ రసాయన ఫార్ములా - CO2

*  వాతావరణంలో కార్బన్‌ డైఆక్సైడ్‌ ఘనపరిమాణాత్మక శాతం 0.03%

*  బొగ్గు, పెట్రోల్, సహజ వాయువు లాంటి కార్బన్‌ కలిగిన శిలాజ ఇంధనాలను అధిక పరిమాణంలో గాలిలో సంపూర్ణంగా దహనం చెందినప్పుడు కార్బన్‌ డైఆక్సైడ్‌ విడుదలవుతుంది.

*  ఇది రంగు, వాసన, విష స్వభావం లేని వాయువు.

*  నీటిలో కార్బన్‌ డైఆక్సైడ్‌ కరిగి బలహీన కార్బోనిక్‌ ఆమ్లాన్ని (H2CO3) ఇస్తుంది.

*  ఇది ఆమ్ల గుణం కలిగిన ఆక్సైడ్‌

* నీటిలో దీని అల్ప ద్రావణీయత CO2 కు అపరితమైన జీవరసాయన ప్రాముఖ్యతను తెచ్చింది.

* కార్బోనేట్‌/బైకార్బోనేట్‌ బఫర్‌ వ్యవస్థ రక్తంలో pH విలువను 7.3  7.4ల మధ్య ఉండేట్లు చేస్తుంది.

* CO2 క్షార లోహాలతో సంయోగం చెంది లోహ కార్బోనేట్‌లను ఏర్పరుస్తుంది. 

* మొక్కలు కిరణజన్య సంయోగ క్రియ ద్వారా వాతావరణంలోని CO2 ను గ్లూకోజ్‌ (C6H12O6) లాంటి కార్బోహైడ్రేట్‌లుగా మారుస్తాయి.

* ఘన కార్బన్‌ డైఆక్సైడ్‌ను పొడి మంచు (Dry Ice) అని పిలుస్తారు. పొడి మంచును ఐస్‌క్రీమ్, ఫ్రోజెన్‌ ఫుడ్‌ (Frozen Food) ల కోసం శీతలీకరణిగా వాడతారు.

* CO2వాయువును నీటిలో కరిగించి సోడా, మృదు పానీయాల తయారీలో ఉపయోగిస్తారు.

*  కార్బన్‌ డైఆక్సైడ్‌ గాలి కంటే బరువైంది. దీన్ని మంటలు ఆర్పడానికి వినియోగిస్తారు. 

*  శిలాజ ఇంధనాల దహనం పెరగడం, సిమెంట్‌ తయారీలో సున్నపురాయి వినియోగం బాగా పెరగడంతో వాతావరణంలో CO2 శాతం పెరుగుతోంది. దీంతో హరితగృహ ప్రభావం, వాతావరణ ఉష్ణోగ్రత పెరిగి అనేక రకాల దుష్ఫలితాలకు దారితీస్తుంది.