हाइड्रोजन का परिचय
हाइड्रोजन (Hydrogen) आवर्त सारणी का पहला और सबसे सरल तत्व है, जिसका प्रतीक ‘H’ और परमाणु संख्या 1 है। यह ब्रह्मांड में सबसे प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला तत्व है, जो तारों और सूर्य का मुख्य घटक है। अपनी अनूठी स्थिति और गुणों के कारण, इसे कभी-कभी ‘आवारा तत्व’ (Rogue Element) भी कहा जाता है।
हाइड्रोजन के समस्थानिक (Isotopes of Hydrogen)
हाइड्रोजन एकमात्र ऐसा तत्व है जिसके समस्थानिकों के अलग-अलग नाम हैं:
- प्रोटियम (Protium, 1H): यह हाइड्रोजन का सबसे आम समस्थानिक है, जिसके नाभिक में केवल एक प्रोटॉन होता है और कोई न्यूट्रॉन नहीं होता।
- ड्यूटेरियम (Deuterium, 2H or D): इसे ‘भारी हाइड्रोजन’ भी कहते हैं। इसके नाभिक में एक प्रोटॉन और एक न्यूट्रॉन होता है। ड्यूटेरियम ऑक्साइड (D2O) को भारी जल (Heavy Water) कहा जाता है, जिसका उपयोग परमाणु रिएक्टरों में मंदक के रूप में किया जाता है।
- ट्राइटियम (Tritium, 3H or T): इसके नाभिक में एक प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन होते हैं। यह एक रेडियोधर्मी (radioactive) समस्थानिक है।
हाइड्रोजन के गुण
भौतिक गुण
- यह एक रंगहीन, गंधहीन और स्वादहीन गैस है।
- यह सभी तत्वों में सबसे हल्का है।
- यह जल में बहुत कम घुलनशील है।
रासायनिक गुण
- यह एक अत्यधिक ज्वलनशील गैस है और हवा में नीली लौ के साथ जलकर पानी (H2O) बनाती है।
- यह एक अच्छा अपचायक (reducing agent) है और कई धातु ऑक्साइड को धातु में अपचयित कर सकता है।
- यह हैलोजन के साथ अभिक्रिया करके हाइड्रोजन हैलाइड (जैसे HCl) बनाता है।
हाइड्रोजन के उपयोग
- अमोनिया का निर्माण: हेबर प्रक्रिया (Haber’s Process) में नाइट्रोजन के साथ अभिक्रिया करके अमोनिया (NH3) बनाने के लिए, जो उर्वरकों के उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण है।
- वनस्पति घी का उत्पादन: वनस्पति तेलों के हाइड्रोजनीकरण (Hydrogenation) द्वारा वनस्पति घी (डालडा) बनाने में।
- रॉकेट ईंधन: द्रव हाइड्रोजन का उपयोग रॉकेट में एक उच्च-ऊर्जा, प्रदूषण रहित ईंधन के रूप में किया जाता है।
- वेल्डिंग: ऑक्सी-हाइड्रोजन ज्वाला का उपयोग धातुओं को काटने और वेल्डिंग करने के लिए किया जाता है।
- मेथेनॉल का उत्पादन: कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ अभिक्रिया करके मेथेनॉल (CH3OH) बनाने में।
- भविष्य का ईंधन: इसे ‘भविष्य का ईंधन’ माना जाता है क्योंकि इसके दहन से केवल जल बनता है, जो प्रदूषण रहित है, और इसका ऊष्मीय मान बहुत अधिक होता है।
अभ्यास प्रश्न (MCQs)
1. ब्रह्मांड में सबसे प्रचुर मात्रा में कौन सा तत्व पाया जाता है?
2. परमाणु रिएक्टरों में ‘भारी जल’ (Heavy Water) का उपयोग किस रूप में किया जाता है?
3. हाइड्रोजन का कौन सा समस्थानिक रेडियोधर्मी है?
4. वनस्पति तेलों से वनस्पति घी बनाने की प्रक्रिया को क्या कहते हैं?
5. निम्नलिखित में से किसे ‘भविष्य का ईंधन’ कहा जाता है?
6. ‘जल गैस’ (Water Gas) किसका मिश्रण है?
7. हाइड्रोजन के किस समस्थानिक के नाभिक में कोई न्यूट्रॉन नहीं होता है?
8. सूर्य और तारों की ऊर्जा का मुख्य स्रोत क्या है?