डाइऑक्सीजन बनाने की विधि लिखिए। डाइऑक्सीजन के भौतिक और रासायनिक गुणों की व्याख्या कीजिए। डाइऑक्सीजन के उपयोग बताइए।

(N/A) $(i)$ प्रयोगशाला विधि :
$(1)$ क्लोरेट्स,नाइट्रेट्स और परमैंगनेट्स जैसे लवणों के तापीय अपघटन द्वारा।
$2 KClO_{3} \stackrel{\Delta}{\longrightarrow} 2 KCl + 3 O_{2}$
$2 NaNO_{3} \stackrel{\Delta}{\longrightarrow} 2 NaNO_{2} + O_{2}$
$2 KMnO_{4} \stackrel{\Delta}{\longrightarrow} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}$
$(2)$ विद्युत रासायनिक श्रेणी में नीचे स्थित धातुओं के ऑक्साइड और कुछ धातुओं के उच्च ऑक्साइड के तापीय अपघटन द्वारा।
$2 Ag_{2}O_{(s)} \stackrel{\Delta}{\longrightarrow} 4 Ag_{(s)} + O_{2(g)}$
$2 Pb_{3}O_{4(s)} \stackrel{\Delta}{\longrightarrow} 6 PbO_{(s)} + O_{2(g)}$
$2 HgO_{(s)} \stackrel{\Delta}{\longrightarrow} 2 Hg_{(l)} + O_{2(g)}$
$2 PbO_{2(s)} \stackrel{\Delta}{\longrightarrow} 2 PbO_{(s)} + O_{2(g)}$
$(3)$ सूक्ष्म विभाजित धातुओं और मैंगनीज डाइऑक्साइड की उपस्थिति में हाइड्रोजन पेरोक्साइड के अपघटन द्वारा।
$2 H_{2}O_{2(aq)} \xrightarrow{MnO_{2}} 2 H_{2}O_{(l)} + O_{2(g)}$ ($MnO_{2}$ उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है)
$(ii)$ व्यावसायिक उत्पादन : औद्योगिक रूप से,डाइऑक्सीजन हवा से कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प को हटाकर प्राप्त की जाती है और शेष गैसों को द्रवीभूत करके और प्रभाजी आसवन द्वारा डाइनाइट्रोजन और डाइऑक्सीजन प्राप्त की जाती है।
$(iii)$ बड़े पैमाने पर इसे अम्लीकृत जल के विद्युत अपघटन द्वारा तैयार किया जाता है जो कैथोड पर हाइड्रोजन और एनोड पर ऑक्सीजन मुक्त करता है।
$(A)$ भौतिक गुण : डाइऑक्सीजन एक रंगहीन और गंधहीन गैस है।
इसकी जल में घुलनशीलता $293 \ K$ पर $100 \ cm^{3}$ जल में $3.08 \ cm^{3}$ है जो समुद्री और जलीय जीवन के समर्थन के लिए पर्याप्त है।
इसके तीन स्थिर समस्थानिक हैं: $^{16}O, ^{17}O, ^{18}O$.
यह $90 \ K$ पर द्रवीभूत होती है और $55 \ K$ पर जम जाती है।
आणविक ऑक्सीजन,$(O_{2})$ $\pi^{*}$ कक्षकों में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण अनुचुंबकीय है।
$(B)$ रासायनिक गुण :
$(i)$ धातुओं के साथ अभिक्रिया : डाइऑक्सीजन लगभग सभी धातुओं के साथ सीधे अभिक्रिया करती है,$Au$ और $Pt$ को छोड़कर,ऑक्साइड बनाने के लिए।
उदाहरण के लिए :
$2 Ca + O_{2} \rightarrow 2 CaO$
$4 Al + 3 O_{2} \rightarrow 2 Al_{2}O_{3}$
$4 Fe + 3 O_{2} \rightarrow 2 Fe_{2}O_{3}$
$(ii)$ अधातुओं के साथ अभिक्रिया:
$C + O_{2} \rightarrow CO_{2}$
$P_{4} + 5 O_{2} \rightarrow P_{4}O_{10}$
$(iii)$ यौगिकों के साथ अभिक्रिया :
$2 ZnS + 3 O_{2} \rightarrow 2 ZnO + 2 SO_{2}$
$CH_{4} + 2 O_{2} \rightarrow CO_{2} + 2 H_{2}O$
$2 SO_{2} + O_{2} \xrightarrow{V_{2}O_{5}} 2 SO_{3}$ (उत्प्रेरकीय ऑक्सीकरण)
$4 HCl + O_{2} \xrightarrow{CuCl_{2}} 2 Cl_{2} + 2 H_{2}O$ (ऑक्सीकरण)
सामान्य श्वसन और दहन प्रक्रियाओं में इसके महत्व के अलावा,ऑक्सीजन का उपयोग ऑक्सीएसिटिलीन वेल्डिंग और स्टील के निर्माण में किया जाता है।
अस्पतालों में,अधिक ऊंचाई पर उड़ान भरने और पर्वतारोहण में ऑक्सीजन सिलेंडर का उपयोग किया जाता है।
ईंधन का दहन,जैसे,तरल ऑक्सीजन में हाइड्राज़ीन रॉकेट में जबरदस्त जोर प्रदान करता है।