कक्षा 11 रसायन विज्ञान अध्याय 14: पर्यावरणीय रसायन NCERT समाधान

Solution: पर्यावरणीय रसायन शास्त्र वह वैज्ञानिक अध्ययन है जो पर्यावरण में मौजूद विभिन्न रासायनिक प्रजातियों के परिवहन, रासायनिक अभिक्रियाओं, उनके प्रभावों और उनसे संबंधित तथ्यों से संबंधित है। यह वायु, जल और मृदा में होने वाली रासायनिक प्रक्रियाओं और मानव गतिविधियों के पर्यावरणीय परिणामों को समझने में मदद करता है।

Solution: क्षोभमंडलीय प्रदूषण वायुमंडल की सबसे निचली परत, क्षोभमंडल में अवांछनीय पदार्थों की उपस्थिति के कारण होता है। ये पदार्थ गैसीय या कणिकीय रूप में हो सकते हैं।

गैसीय प्रदूषकों में सल्फर के ऑक्साइड (जैसे SO₂), नाइट्रोजन के ऑक्साइड (जैसे NO, NO₂), कार्बन के ऑक्साइड (CO, CO₂), हाइड्रोजन सल्फाइड (H₂S), हाइड्रोकार्बन और ओजोन (O₃) शामिल हैं। ये जीवाश्म ईंधन के जलने, औद्योगिक प्रक्रियाओं और वाहनों से उत्सर्जित होते हैं।

कणिकीय प्रदूषकों में धूल, धुआँ, कोहरा, और स्प्रे कण शामिल हैं। ये विभिन्न औद्योगिक गतिविधियों और दहन प्रक्रियाओं से उत्पन्न होते हैं। ये प्रदूषक मानव स्वास्थ्य, पौधों और जंतुओं के लिए हानिकारक हो सकते हैं, तथा अम्लीय वर्षा और स्मॉग जैसी घटनाओं में योगदान करते हैं।

उदाहरण के लिए, सल्फर डाइऑक्साइड (SO₂) श्वसन संबंधी समस्याओं का कारण बनती है, जबकि नाइट्रोजन के ऑक्साइड ओजोन परत को नुकसान पहुँचा सकते हैं और अम्लीय वर्षा में योगदान करते हैं।

नाइट्रोजन के ऑक्साइड के निर्माण से संबंधित कुछ रासायनिक अभिक्रियाएँ इस प्रकार हैं:

$$N\_2(g)\; +\; O\_2(g)\; \backslash xrightarrow\{1483K\}\; 2NO(g)$$

$$2NO(g)\; +\; O\_2(g)\; \backslash longrightarrow\; 2NO\_2(g)$$

ओजोन के साथ नाइट्रोजन मोनोऑक्साइड की अभिक्रिया:

$$NO(g)\; +\; O\_3(g)\; \backslash longrightarrow\; NO\_2(g)\; +\; O\_2(g)$$

Solution: कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) की तुलना में बहुत अधिक खतरनाक है क्योंकि यह रक्त में हीमोग्लोबिन (Hb) के साथ अत्यधिक प्रबलता से जुड़ जाता है। CO की हीमोग्लोबिन के प्रति आत्मीयता (affinity) CO₂ की तुलना में लगभग 300 गुना अधिक होती है। जब CO हीमोग्लोबिन से जुड़ता है, तो यह कार्बोक्सीहीमोग्लोबिन (HbCO) बनाता है:

$$CO\; +\; Hb\; \backslash longrightarrow\; HbCO$$

यह कार्बोक्सीहीमोग्लोबिन ऑक्सीजन को हीमोग्लोबिन से जुड़ने से रोकता है, जिससे शरीर के ऊतकों तक ऑक्सीजन का परिवहन गंभीर रूप से बाधित होता है। इसके परिणामस्वरूप शरीर में ऑक्सीजन की कमी (हाइपोक्सिया) हो जाती है, जो घातक हो सकती है। लगभग 1300 पी.पी.एम. (parts per million) की सांद्रता में CO का आधा घंटे का संपर्क भी प्राणघातक हो सकता है। CO₂ भी हानिकारक है, लेकिन इसकी हीमोग्लोबिन से जुड़ने की क्षमता बहुत कम होती है और यह मुख्य रूप से श्वसन दर को प्रभावित करती है।

Solution: ग्रीनहाउस प्रभाव के लिए मुख्य रूप से निम्नलिखित गैसें उत्तरदायी हैं:

• कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂)
• मीथेन (CH₄)
• ओजोन (O₃)
• क्लोरो-फ्लोरो-कार्बन (CFCs)
• नाइट्रोजन के ऑक्साइड (जैसे N₂O)
• जल वाष्प (H₂O)

ये गैसें पृथ्वी से उत्सर्जित अवरक्त विकिरण (infrared radiation) को अवशोषित करती हैं और पुनः पृथ्वी की ओर विकिरित करती हैं, जिससे पृथ्वी के वायुमंडल का तापमान बढ़ जाता है।

Solution: अम्ल वर्षा में मुख्य रूप से सल्फ्यूरिक अम्ल (H₂SO₄) और नाइट्रिक अम्ल (HNO₃) होते हैं, और कभी-कभी थोड़ी मात्रा में हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (HCl) भी हो सकता है। इन अम्लों के कारण अम्ल वर्षा का pH मान सामान्यतः 4 से 5 के बीच होता है।

जब अम्ल वर्षा संगमरमर (मुख्य रूप से कैल्शियम कार्बोनेट, CaCO₃) से बनी मूर्तियों और स्मारकों पर पड़ती है, तो यह रासायनिक अभिक्रिया करती है और उन्हें धीरे-धीरे नष्ट कर देती है। उदाहरण के लिए, सल्फ्यूरिक अम्ल के साथ संगमरमर की अभिक्रिया इस प्रकार होती है:

$$CaCO\_3(s)\; +\; H\_2SO\_4(aq)\; \backslash longrightarrow\; CaSO\_4(aq)\; +\; CO\_2(g)\; +\; H\_2O(l)$$

इस अभिक्रिया में, कैल्शियम कार्बोनेट कैल्शियम सल्फेट में परिवर्तित हो जाता है, जो पानी में घुलनशील होता है या सतह पर एक परत बना लेता है जो क्षरण का कारण बनती है। इसी प्रकार, नाइट्रिक अम्ल भी संगमरमर को प्रभावित करता है। इस प्रक्रिया के कारण मूर्तियाँ और ऐतिहासिक स्मारक अपनी चमक और संरचना खो देते हैं, जिससे उनका क्षरण होता है। ताजमहल जैसे संगमरमर से बने स्मारक अम्ल वर्षा से विशेष रूप से प्रभावित होते हैं।