कार्बन एक रासायनिक तत्व है जिसका प्रतीक C और परमाणु संख्या 6 है। यह एक अधातु है और हाइड्रोजन, हीलियम और ऑक्सीजन के बाद ब्रह्मांड में द्रव्यमान के हिसाब से चौथा सबसे अधिक पाया जाने वाला तत्व है। कार्बन कोयले, हीरे और ग्रेफाइट सहित कई अलग-अलग रूपों में पाया जाता है और यह सभी जीवित जीवों का एक महत्वपूर्ण घटक है।
कार्बन के गुण
कार्बन में कई अद्वितीय गुण हैं जो इसे पृथ्वी पर जीवन के लिए आवश्यक बनाते हैं। यह एक अधातु है, और आमतौर पर तीन अपररूपों में पाया जाता है: ग्रेफाइट, हीरा और फुलरीन। इनमें से प्रत्येक रूप में अलग-अलग गुण हैं, लेकिन सभी एक षटकोण शेप में व्यवस्थित कार्बन परमाणुओं से बने हैं।
कार्बन के तीन अपररूप हैं, जो तत्व के अलग-अलग भौतिक रूप हैं जिनके अलग-अलग गुण हैं। कार्बन के तीन अपररूप हैं:
- ग्रेफाइट: ग्रेफाइट एक नरम, फिसलन भरा ठोस होता है जो काले रंग का होता है। यह हेक्सागोनल जाली में व्यवस्थित कार्बन परमाणुओं की परतों से बना है। ग्रेफाइट का उपयोग पेंसिल, स्नेहक और बैटरी में किया जाता है।
- हीरा: हीरा सबसे कठोर ज्ञात प्राकृतिक पदार्थ है और पारदर्शी होता है। हीरा टेट्राहेड्रल जाली में व्यवस्थित कार्बन परमाणुओं से बना होता है। हीरे का उपयोग अन्य सामग्रियों को काटने और चमकाने के लिए किया जाता है, और रत्न के रूप में भी इसका उपयोग किया जाता है।
- फुलरीन: फुलरीन एक बंद पिंजरे जैसी संरचना में व्यवस्थित कार्बन परमाणुओं से बना एक गोलाकार या बेलनाकार अणु है। सबसे आम फुलरीन बकमिन्स्टरफुलरीन (C60) और कार्बन नैनोट्यूब हैं। फुलरीन में अद्वितीय इलेक्ट्रॉनिक और रासायनिक गुण होते हैं, और इलेक्ट्रॉनिक्स, चिकित्सा और सामग्री विज्ञान जैसे क्षेत्रों में उपयोग के लिए इसकी खोज की जा रही है।
कार्बन के तीनों अपररूपों में अलग-अलग गुण होते हैं, जो उन्हें विभिन्न औद्योगिक और वैज्ञानिक अनुप्रयोगों में उपयोगी बनाता है। वे अपने अद्वितीय इलेक्ट्रॉनिक और रासायनिक गुणों के कारण अध्ययन करना भी दिलचस्प हैं।
जीवित जीवों में कार्बन
कार्बन पृथ्वी पर जीवन के लिए एक आवश्यक तत्व है। यह कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड सहित सभी कार्बनिक अणुओं का मूल निर्माण खंड है। कार्बन यौगिक पौधों की कोशिका भित्ति और कीड़ों के बहिःकंकाल में भी पाए जाते हैं।
कार्बन की सबसे महत्वपूर्ण जैविक भूमिका प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में है, जिसमें पौधे कार्बन डाइऑक्साइड और पानी को कार्बनिक यौगिकों में परिवर्तित करने के लिए सूर्य से ऊर्जा का उपयोग करते हैं। यह प्रक्रिया पृथ्वी पर लगभग सभी जीवन के लिए आधार प्रदान करती है, क्योंकि यह जानवरों को सांस लेने के लिए आवश्यक ऑक्सीजन और सभी जीवों पर निर्भर भोजन का उत्पादन करती है।
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उद्योग में कार्बन का उपयोग
स्टील के उत्पादन, मिश्र धातुओं के निर्माण और कुछ प्रकार की बैटरियों के निर्माण सहित कार्बन के कई औद्योगिक उपयोग हैं। कार्बन फाइबर का उपयोग हवाई जहाज, अंतरिक्ष यान और खेल उपकरण के निर्माण में भी किया जाता है।
कार्बन ब्लैक का उत्पादन कार्बन ब्लैक के उत्पादन में भी किया जाता है, जिसका उपयोग रबर उत्पादों में एक मजबूत एजेंट के रूप में और स्याही, पेंट और प्लास्टिक में वर्णक के रूप में किया जाता है। सक्रिय कार्बन, कार्बन का अत्यधिक झरझरा रूप, जल शोधन और वायु शोधन में उपयोग किया जाता है।
कार्बन उत्सर्जन और जलवायु परिवर्तन
कार्बन से संबंधित सबसे महत्वपूर्ण मुद्दों में से एक जलवायु परिवर्तन में इसकी भूमिका है। कोयला, तेल और प्राकृतिक गैस जैसे जीवाश्म ईंधन के जलने से बड़ी मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड वातावरण में निकलता है। यह अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड ग्रीनहाउस गैस के रूप में कार्य करता है, सूर्य से गर्मी को अपनी ओर खींचता है और पृथ्वी की सतह को गर्म करता है।
जीवाश्म ईंधन का जलना कार्बन उत्सर्जन का प्राथमिक स्रोत है, और इन उत्सर्जनों को कम करना जलवायु परिवर्तन की दर को धीमा करने के लिए आवश्यक है। यह पवन और सौर ऊर्जा जैसे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के उपयोग और ऊर्जा कुशल प्रौद्योगिकियों और प्रथाओं के कार्यान्वयन के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है।
संक्षेप में, कार्बन एक रासायनिक तत्व है जो पृथ्वी पर जीवन के लिए आवश्यक है और इसके कई औद्योगिक उपयोग हैं। हालांकि, जीवाश्म ईंधन के जलने से कार्बन डाइऑक्साइड का निकलना जलवायु परिवर्तन में एक प्रमुख योगदानकर्ता है और ग्लोबल वार्मिंग की दर को धीमा करने के लिए कार्बन उत्सर्जन को कम करना महत्वपूर्ण है।
अक्सर पूछे जाने वाले सवाल -
प्रश्न: कार्बन का शुद्ध पदार्थ कौन है?
उत्तर - हीरा कार्बन का सबसे शुद्ध रूप है जिसमें कार्बन परमाणु एक क्रिस्टल जालक संरचना में व्यवस्थित होते हैं। यह प्राकृतिक रूप से ज्ञात सबसे कठोर पदार्थ है और व्यापक रूप से गहनों के साथ-साथ औद्योगिक उद्देश्यों जैसे काटने, पीसने और चमकाने के लिए उपयोग किया जाता है।
प्रश्न: कार्बन हमारे शरीर में कैसे आता है?
उत्तर - हमारे द्वारा खाए जाने वाले कई खाद्य पदार्थों में कार्बन मौजूद होता है, जैसे कि फल, सब्जियां, मीट और अनाज। इन खाद्य पदार्थों में कार्बोहाइड्रेट, लिपिड और प्रोटीन जैसे कार्बन यौगिक होते हैं, इसके अलावा पानी से लेकर वायु तक में कार्बन मौजूद होता है जिसके जरिये हमें कार्बन मिलता है।
प्रश्न: कार्बन कैसे बनता है?
उत्तर - कार्बन कई तरीकों से बनाया जाता है जिसमें सबसे ज्यादा कार्बन प्रकाश संश्लेषण की क्रिया के द्वारा बनाया जाता है जिसमें पौधे कार्बन डाई ऑक्साइड को ग्रहण करके ग्लूकोस और ऑक्सीजन का निर्माण किया जाता है। ज्वालामुखी गतिविधि से भी कार्बन बनाया जाता है, इसके अलावा जीवाश्म ईंधन जैसे कई हजारों साल पहले मर चुके पेड़ पौधों, जानवर के अवशेषों को कोयला, प्राकृतिक गैस और तेल जैसे जीवाश्म ईंधनों में परिवर्तित किया जाता है। मानव गतिविधियों जैसे पेड़ों को काटने, जीवाश्म ईंधनों को जलना और औद्योगिक प्रक्रियाओं से भी कार्बन का निर्माण होता है।
प्रश्न: कार्बन कौन सा धातु है?
उत्तर - कार्बन धातु नहीं है। यह एक अधातु है जो ग्रेफाइट और हीरे सहित कई अलग-अलग रूपों में हो सकता है।
प्रश्न: मानव शरीर में कार्बन की मात्रा कितनी होती है?
उत्तर - मानव शरीर में वजन के हिसाब से लगभग 18.5% कार्बन होता है। यह लगभग 150 पाउंड वजन वाले व्यक्ति के लिए लगभग 27 ग्राम कार्बन के बराबर है। कार्बन सभी जीवित जीवों का एक मूलभूत निर्माण खंड है और कई अणुओं में मौजूद है जो मानव शरीर को बनाते हैं, जैसे कि कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन और वसा।
प्रश्न: कार्बन के कुल कितने समस्थानिक होते हैं?
उत्तर - कार्बन के कुल तीन प्राकृतिक समस्थानिक होते है जो क्रमशः इस प्रकार है - 6C12, 6C13,6C14