ഓക്സിജൻ

കണ്ടെത്തൽ 

വായു എന്നാൽ ഒരൊറ്റ വസ്തുവാണ് എന്നായിരുന്നു മുമ്പ് കരുതിയിരുന്നത്. എന്നാൽ ജീവന്റെ ഭക്ഷണം എന്നുവിളിക്കാവുന്ന ഒരു വാതകം അന്തരീക്ഷത്തിലുള്ളതായി 1604ൽ പോളിഷ് ആൽകെമിസ്റ്റായിരുന്ന മൈക്കിൾ സെൻഡിവോഷ്യസ് കണ്ടെത്തി. ജീവന്റെ നിലനിൽപ്പിനു ആധാരമായ ഈ വാതകത്തിന്റെ സാന്നിധ്യം അന്തരീക്ഷത്തിൽ ഉറപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒട്ടേറെ പരീക്ഷണങ്ങൾ അദ്ദേഹം നടത്തി. 1771-72 കാലഘട്ടത്തിൽ സ്വീഡിഷ് ഫാർമസിസ്റ്റായിരുന്ന കാൾ വിൽഹം ഷീൽ മെർക്കുറിക് ഓക്സൈഡ് ചൂടാക്കി സമാനമായ വാതകം നിർമിച്ചു. ജ്വാലാവായു എന്നാണ് അദ്ദേഹം അതിനെ വിളിച്ചത്. 

എന്നാൽ ഓക്സിജന്റെ കണ്ടുപിടിത്തത്തിലൂടെ പ്രശസ്തനായത് ബ്രിട്ടീഷ് പുരോഹിതനായിരുന്ന ജോസഫ് പ്രീസ്റ്റ്ലിയാണ്. സൂര്യപ്രകാശം ഉപയോഗിച്ച് മെർകുറിക് ഓക്‌സൈഡിനെ വിഘടിപ്പിച്ചാണ് അദ്ദേഹം ഈ വാതകം വേർതിരിച്ചെടുത്തത്. ഈ വാതകത്തിന്റെ സാനിധ്യത്തിൽ മെഴുകുതിരിനാളം കൂടുതൽ ശോഭയോടെ പ്രകാശിക്കുന്നതും പെട്ടിയിലടച്ച എലി കൂടുതൽ ഉത്സാഹത്തോടെ ഓടിക്കളിക്കുന്നതും അദ്ദേഹം ശ്രദ്ധിച്ചു. ഈ വാതകത്തിന്റെ കണ്ടെത്തൽ 1775-ൽ ആദ്യമായി പ്രസിദ്ധപ്പെടുത്തിയത് പ്രീസ്റ്റിലിയായതിനാലാണ് ഈ കണ്ടുപിടുത്തം അദ്ദേഹത്തിൻറെ പേരിൽ അറിയപ്പെടുന്നത്.അണഞ്ഞ അഗ്നിയിൽ നിന്നുള്ള വായു എന്ന് അർത്ഥം വരുന്ന ഡീ ഫ്‌ളോജിസ്റ്റിക്കേറ്റഡ് എയർ എന്നാണ് അദ്ദേഹം ഈ വാതകത്തെ വിളിച്ചത്. 

ഓക്സിജൻ എന്ന പേര് 

ഈ വാതകത്തിന് ഓക്സിജൻ എന്ന് പേരിട്ടത് ലാവോസിയെ എന്ന രസതന്ത്രജ്ഞനാണ്. അദ്ദേഹം സ്വതന്ത്ര പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ ഓക്സിജനെ വേർതിരിച്ചെടുക്കുകയും ഇത് ഒരു മൂലകമാണെന്ന് തിരിച്ചറിയുകയും ചെയ്തു. വസ്തുക്കളുടെ ജ്വലനത്തിനും ജീവജാലങ്ങളുടെ ശ്വസനത്തിനും ഒഴിച്ചുകൂടാനാകാത്ത ഈ മൂലകം വായുവിലെ പ്രധാന ഘടകമാണെന്നും അദ്ദേഹം കണ്ടെത്തി. ജീവവായു എന്നാണ് ആദ്യം പേരിട്ടത്. ആസിഡുകളുടെ പ്രധാന ഘടകമാണ് ജീവവായു എന്ന് അദ്ദേഹം തെറ്റിദ്ധരിച്ചതിനാൽ ആ മൂലകത്തെ അമ്ല ജനകം എന്ന അർഥത്തിൽ ഓക്സിജൻ എന്ന് പേരിടുകയായിരുന്നു (ഓക്‌സിസ് = ആസിഡ്, ജനിസ് = ജനിപ്പിക്കുന്നത്). 

പ്രകൃതിയിലെ ഓക്സിജൻ 

പ്രപഞ്ചത്തിൽ ഹൈഡ്രജനും ഹീലിയവും കഴിഞ്ഞാൽ ഏറ്റവും അധികം കാണപ്പെടുന്ന മൂന്നാമത് മൂലകമാണ് ഓക്സിജൻ. ഭൂമിയിലെ ഓക്സിജന്റെ 99 ശതമാനവും കാണപ്പെടുന്നത് ശിലകളിലാണ്. എന്നാൽ സ്വതന്ത്ര അവസ്ഥയിൽ ഏറ്റവുമധികം ഓക്സിജൻ ഉള്ളത് അന്തരീക്ഷത്തിലാണ്. മറ്റിടങ്ങളിലൊക്കെ സംയുക്താവസ്ഥയിലാണ് ഓക്സിജനെ കാണാൻ കഴിയുക. ഓക്സിജൻ അത്യന്തം രാസപ്രവർത്തനശേഷിയുള്ള ഒരു മൂലകമാണ്. അതിന് അധികസമയം സ്വതന്ത്രാവസ്ഥയിൽ നിലനിൽക്കാനാവില്ല. ചുറ്റുപാടുമുള്ള രാസപദാർഥങ്ങളുമായി നിരന്തരം ഇടപെട്ട് കുറഞ്ഞുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന അന്തരീക്ഷത്തിലെ സ്വതന്ത്ര ഓക്സിജന്റെ അളവ് സന്തുലിതമായി നിലനിർത്തുന്നത് ഹരിത സസ്യങ്ങളാണ്. ഹരിതസസ്യങ്ങൾ ജലവും കാർബൺ ഡയോക്സൈഡും ഉപയോഗിച്ച് സൂര്യപ്രകാശത്തിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ കാർബോഹൈഡ്രേറ്റ് നിർമിക്കുകയും ഓക്സിജനെ സ്വതന്ത്രമാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ പ്രക്രിയ പ്രകാശസംശ്ലേഷണം (Photosynthesis) എന്നറിയപ്പെടുന്നു. ഭൂമിയിലെത്തുന്ന അൾട്രാവയലറ്റ് വികിരണങ്ങളും ജലത്തെയും നൈട്രസ് ഓക്സൈഡിനെയും വിഘടിപ്പിച്ചു ഓക്സിജൻ സ്വതന്ത്രമാക്കുന്നുണ്ട്. ഈ പ്രക്രിയയാണ് ഫോട്ടോളിസിസ്. 

വ്യാവസായിക ഉത്പാദനം 

വ്യാവസായിക ആവശ്യങ്ങൾക്കും ചികിത്സാ ആവശ്യങ്ങൾക്കുമായി അന്തരീക്ഷത്തിൽ നിന്നാണ് ഓക്സിജൻ വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നത്. പ്രധാനമായും ആംശികസ്വേദനം എന്ന പ്രക്രിയയാണ് ഇതിന് ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നത്. ലളിതമായി പറഞ്ഞാൽ, വായുവിനെ അതിമർദത്തിൽ ദ്രവരൂപത്തിലാക്കുന്നു. ഒരു പ്രത്യേക മർദത്തിൽ ഓക്സിജൻ ദ്രാവകാവസ്ഥയിൽ എത്തുകയും നൈട്രജൻ വാതകമായി തുടരുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇതിൽ നിന്ന് ദ്രാവക ഓക്സിജനെ വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നു. ദ്രാവകാവസ്ഥയിലുള്ള ഓക്സിജനെ വലിയ ടാങ്കറുകളിലും സിലിണ്ടറുകളിലുമായി സൂക്ഷിക്കുന്നു. ഒരു ലിറ്റർ ദ്രാവക ഓക്സിജൻ ഉണ്ടാക്കുന്നതിന് 840 ലിറ്റർ വാതക ഓക്സിജൻ ആവശ്യമാണ്. ഇരുമ്പ് നിർമാണത്തിനാണ് വ്യാവസായിക ഓക്സിജന്റെ 55 ശതമാനവും ഉപയോഗിക്കുന്നത്. രാസവ്യവസായങ്ങൾക്കും ചികിത്സാ ആവശ്യങ്ങൾക്കും ഓക്സിജൻ ഒരു പ്രധാന ഘടകമാണ്. ശ്വാസതടസം നേരിടുന്ന രോഗികൾക്ക് കൃത്രിമ ശ്വാസം നൽകുന്നതിന് സാധാരണ ഓക്സിജനൊപ്പം നിശ്ചിത അനുപാതത്തിൽ നിഷ്ക്രിയ വാതകങ്ങൾ കൂടി കലർത്തിയാണ് ഓക്സിജൻ സിലിണ്ടറുകൾ തയ്യാറാക്കുന്നത്. ഇതിന് പുറമെ പർവ്വതാരോഹകരും മുങ്ങൽ വിദഗ്ധരുമൊക്കെ ഓക്സിജൻ സിലിണ്ടറുകൾ ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്. 

ഓക്സിജൻ ഉത്പാദനം ചൊവ്വയിലും !

ചൊവ്വയുടെ ഉപരിതലത്തിൽ പോലും ഓക്സിജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കാനുള്ള ശേഷി മനുഷ്യർ കൈവരിച്ചു കഴിഞ്ഞു ! നാസയുടെ ചൊവ്വാപര്യവേക്ഷണദൗത്യമായ പേഴ്‌സിവിയറൻസിന്റെ ഭാഗമായ MOXIE എന്ന ചെറു ഉപകരണമാണ് ചൊവ്വയുടെ അന്തരീക്ഷപാളിയിലെ കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡിൽ നിന്ന് ഓക്സിജൻ നിർമിച്ചത്. 2021 ഏപ്രിൽ 20നു നടത്തിയ പരീക്ഷണത്തിൽ 5.4 ഗ്രാം ഓക്സിജൻ ഉത്പാദിപ്പിച്ചു. ഒരു മനുഷ്യന് പത്തുമിനിറ്റ് ശ്വസിക്കാനുള്ള വായു !

ഓസോൺ 

മൂന്ന് ഓക്സിജൻ ആറ്റങ്ങൾ ചേർന്ന് രൂപപ്പെടുന്ന തന്മാത്രയാണ് ഓസോൺ. അന്തരീക്ഷത്തിലെ സ്ട്രാറ്റോസ്ഫിയർ എന്ന പാളിയിൽ അൾട്രാ വയലറ്റ് കിരണങ്ങൾ പതിക്കുമ്പോൾ രണ്ട് ഓക്സിജൻ ആറ്റങ്ങൾ അടങ്ങിയ ഓക്സിജൻ തന്മാത്ര വിഘടിക്കപ്പെടുകയും അതിലൊന്ന് മറ്റൊരു ഓക്സിജൻ തന്മാത്രയുമായി ചേർന്ന് ഓസോൺ രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ പ്രവർത്തനം വിനാശകരമായ അൾട്രാ വയലറ്റ് കിരണങ്ങളെ ഭൂമിയിൽ എത്താതെ തടയുകയും അതുവഴി ഭൂമിയിലെ ജീവന്റെ നിലനിൽപ്പ് സാധ്യമാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇങ്ങനെയൊക്കെയാണെങ്കിലും ഓസോൺ ഒരു വിഷവാതകമാണ്. അത് ശ്വസിക്കുന്നത് അപകടകരമാണ്.