प्रयोगशाला में ओजोन गैस बनाने का सचित्र वर्णन करें। ओजोन के दो ऑक्सीकारक गुण भी लिखिए।

Explanation

ओजोन बनाने की विधि
प्रयोगशाला में ओजोन ऑक्सीजन के नीरव विद्युत विसर्जन (silent electric discharge) विधि द्वारा प्राप्त की जाती है।
`3O_2 overset("नीरव विद्युत विसर्जन")(to) 2O_3 uarr`
नीरव विद्युत विसर्जन के लिए सीमेन्स का ओजोनाइजर या ब्रॉडी का ओजोनाइजर प्रयोग किया जाता है।
(i) सीमेन्स का ओजोनाइजर-दो विभिन्न समकेन्द्रीय शीशे की नलियाँ, जिनका एक सिरा बन्द होता है और उनकी बाहरी नली की बाहरी तथा भीतरी नली की भीतरी सतह पर टीन का पत्तर लगा होता है, ओजोनाइजर का कार्य करती हैं। टीन के पत्तर प्रेरण कुण्डली के दोनों ध्रुवों से जुड़े होते हैं। इन नलियों में `0^@C` पर धीरे-धीरे शुष्क ऑक्सीजन भेजने पर ऑक्सीजन नीरव विद्युत विसर्जन से ओजोन में बदल जाती है। इस प्रकार प्राप्त गैस में 15% ओजोन होती है और शेष अपरिवर्तित ऑक्सीजन होती है।

(ii) ब्रॉडी ओजोनाइजर—यह एक U-आकार की नली का बना । होता है जिसका एक सिरा काफी चौड़ा होता है। इस सिरे में एक पतली परखनली को डालकर ऊपर वाले भाग को बन्द कर दिया जाता है। परखनली में तनु `H_2SO_4` भरा होता है और उसमें एक प्लैटिनम का तार लटका देते हैं। सारे उपकरण को तनु `H_2SO_4` में रखते हैं। इस बर्तन में भी एक प्लैटिनम का तार लटका देते हैं। प्लैटिनम के दोनों इलेक्ट्रोडों को चित्रानुसार प्रेरण कुण्डली से जोड़ देते हैं। नली में शुष्क ऑक्सीजन प्रवाहित करते हैं जिससे 25% ओजोन प्राप्त होती है।

शुद्ध ओजोन प्राप्त करना-उपर्युक्त विधि से प्राप्त ओजोन में ऑक्सीजन मिली होती है, अतः शुद्ध ओजोन प्राप्त करने के लिए इसका शोधन अति आवश्यक है। ओजोन और ऑक्सीजन के मिश्रण को द्रव ऑक्सीजन में डूबी हुई एक नली में प्रवाहित करते हैं जिससे एक गहरे नीले रंग का द्रव प्राप्त हो जाता है। इस गहरे नीले रंग के द्रव को वाष्पित करने पर ऑक्सीजन (क्वथनांक `-183^@C` ) जो ओजोन से अधिक वाष्पशील होती है, पहले निकल जाती है और ओजोन (क्वथनांक `-112^@C` ) बच जाती है। इसे वाष्पित करके गहरे नीले रंग की शुद्ध गैसीय ओजोन प्राप्त की जाती है।
रासायनिक गुण -
1. ऑक्सीकरण गुण-ओजोन एक प्रबल ऑक्सीकारक है क्योंकि यह आसानी से अपघटित होकर ऑक्सीजन देती है।
`O_3 to O_2 uarr + [O]`
अपघटन से प्राप्त नवजात ऑक्सीजन अनेक अभिक्रियाओं में ऑक्सीकारक का कार्य करती है। उदाहरणार्थ -
(i) KI विलयन में प्रवाहित करने पर `I_2` ऑक्सीकृत कर देती है।
`2KI + H_2O +O_3 to 2KOH + I_2uarr + O_2 uarr `
आयोडीन अम्लीय KI से भी `I_2` मुक्त होती है।
`2KI + H_2SO_4 +O_3 +K_2SO_4 + H_2O +O_2 uarr +I_2 uarr `
(ii) यह अम्लीय फेरस सल्फेट को फेरिक सल्फेट में ऑक्सीकृत कर देती है।
`2FeSO_4 + H_2SO_4 +O_8 to Fe2(SO_4)_3 + H_2O +O_2 uarr`
(iii) यह स्टैनस क्लोराइड को तनु HCl की उपस्थिति में स्टैनिक क्लोराइड में ऑक्सीकृत कर देती है।
`3SnCl_2 + 6HCl +O_3 to 3SnCl_4 + 3H_2O `
(iv) यह पोटैशियम फेरोसायनाइड को पोटैशियम फेरीसायनाइड में ऑक्सीकृत कर देती है।
`2K_4 [Fe(CN)_6] + H_2O +O_3 to 2K_3 [Fe(CN)_6] + 2KOH + O_2 uarr `
(v) यह मर्करी को मर्पूरस ऑक्साइड में ऑक्सीकृत कर देती है।
` 2Hg + O_3 to Hg_2O darr + O_2 darr`
(vi) यह शुष्क आयोडीन को आयोडीन आयोडेट में ऑक्सीकृत कर देती है।
`underset("शुष्क")(2I_2 ) + 9O_3 to underset("आयोडीन आयोडेट")(I_4O_9) + 9O_2 uarr`
2. अपचायक गुण-ओजोन ऑक्सीजन मुक्त कर अपचायक का कार्य भी करती है। यह स्वयं भी अपचयित हो जाती है। उदाहरणार्थ - हाइड्रोजन परॉक्साइड को जल में अपचयित करती है।
`H_2O + O_3 to H_2O + 2O_2 uarr`
ओजोन के रासायनिक परीक्षण -
(i) यह स्टार्च-आयोडाइड से भीगे हुए कागज को नीला कर देती है। (ii) यह मर्करी के तल को नष्ट कर देती है और मर्करी इसकी उपस्थिति में काँच से चिपकने लगता है।