આયોનિક એનર્જી એ એક નવીન સ્ત્રોત છે, જે તાજેતરના વર્ષોમાં દર્શાવે છે કે તે ઘણી વૈજ્ઞાનિક તપાસ અને પ્રોજેક્ટ્સના સ્તંભોમાંથી એકનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. જો તમે ઊર્જાના આ સ્વરૂપ વિશે વધુ જાણવા માંગતા હોવ જે અણુઓના ઉપયોગ પર આધારિત છે, તેમજ તેના ગુણદોષ, તો અમે તમને આ લેખ વાંચવાનું ચાલુ રાખવા માટે આમંત્રિત કરીએ છીએ.
આયોનિક ઉર્જા શું છે?
આયનીય ઊર્જા એ અણુના ભાગોને જોડવા માટે જરૂરી ઊર્જાનો જથ્થો છે. જો તમે અણુમાંથી નકારાત્મક કણને વિભાજિત કરવા માંગતા હો, તો તમારે કથિત અણુની આયનીય ઊર્જાની સમકક્ષ ઉર્જા આપવી પડશે. દરેક ઈલેક્ટ્રોનમાં આયનીય અથવા આયનીકરણ ઉર્જાનો સંલગ્ન જથ્થો હોય છે, જે તે કયા ભ્રમણકક્ષામાં છે તેના પર નિર્ભર રહેશે. ભ્રમણકક્ષા એ અવકાશનો વિસ્તાર છે જ્યાં ઈલેક્ટ્રોન મળવાની સૌથી વધુ શક્યતા છે. આયનીકરણ પ્રક્રિયાઓમાં, સૌથી બહારની ભ્રમણકક્ષામાં ઈલેક્ટ્રોન હંમેશા કૂદવા માટે બનાવવામાં આવે છે, કારણ કે તે સૌથી ઓછી આયનીય ઉર્જા ધરાવતું હોય છે.
રાસાયણિક તત્વની આયનીય ઊર્જા માપવા માટે વપરાતી પદ્ધતિ ખૂબ જ મૂળભૂત છે. સામાન્ય રીતે ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેમાં નિર્ધારિત કરવા માટેના તત્વના વાયુયુક્ત અણુ સાથે વિદ્યુત પ્રવાહ દ્વારા ઉત્પન્ન થતો ઝડપી ગતિશીલ ઇલેક્ટ્રોન અથડાય છે. ભ્રમણકક્ષામાં એક જ ઇલેક્ટ્રોન સાથેના અણુ, ઉદાહરણ તરીકે, હાઇડ્રોજન, આયનીકરણ પ્રક્રિયામાંથી પસાર થવા માટે, એટલે કે, નીચલા અથવા નીચલા ઊર્જાના ભ્રમણકક્ષામાંથી ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે, 16,6 ઇલેક્ટ્રોન વોલ્ટની આયનીય ઊર્જાની જરૂર છે.
જે અણુના ન્યુક્લિયસ અને ઇલેક્ટ્રોનને એકસાથે રાખે છે તે ન્યુક્લિયસ પરના વિદ્યુત ચાર્જની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ, અણુનું ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી અને તેનું કદ છે. આ તત્વોની અસરો અણુમાં આયનીય ઊર્જાનું પ્રમાણ નક્કી કરે છે. રાસાયણિક તત્વોમાં ઉર્જાનું સ્તર તેમની પ્રકૃતિ પર આધાર રાખે છે, તેથી આયનીકરણની મુશ્કેલી તમે સામયિક કોષ્ટકમાં ક્યાં છો તેના આધારે બદલાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઉમદા ગેસ કરતાં આલ્કલી ધાતુનું આયનીકરણ કરવું સરળ છે.
અણુ જેટલા વધુ ઈલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે, તેને આયનીકરણ કરવા માટે તે વધુ ઊર્જા લે છે, એટલે કે વધુ આયનીય ઊર્જાની જરૂર પડે છે. ન્યુક્લિયસમાં સકારાત્મક ચાર્જ અને તટસ્થ ચાર્જ હોય છે, હકારાત્મક ચાર્જ આયનીકરણ પ્રક્રિયાઓ દ્વારા બદલાતો નથી. કારણ કે ન્યુક્લિયસ સંયોજિત રહે છે, દરેક વખતે જ્યારે આપણે ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરીએ છીએ, ત્યારે તે ન્યુક્લિયસ સંતુલન જાળવવા માટે વધુ ચુસ્તપણે જોડાય છે. જો તમે આ માહિતીના આધારે આયનીકરણ ઊર્જાને વ્યાખ્યાયિત કરવા માંગો છો, તો તે એક મોલમાં હાજર પરમાણુઓ અથવા અણુઓની કુલ સંખ્યાને અલગ કરવા માટે જરૂરી આ ઊર્જા હશે.
વધુમાં, છછુંદર એ એવોગાડ્રોની સંખ્યાને અનુરૂપ પરમાણુઓ અથવા અણુઓની સંખ્યામાં આપેલ પદાર્થમાં સમાયેલ પદાર્થ છે. હાઇડ્રોજનમાં, તેના પરમાણુના એક મોલમાં 1.312 KJ/mol ની આયનીય ઊર્જા અને 1 ગ્રામનું અણુ વજન હોય છે. તેથી, રાસાયણિક રીતે પ્રતિક્રિયા કરવાની તત્વની ક્ષમતા તેની આયનીય ઊર્જા સાથે સંબંધિત છે. આ તેની ઇલેક્ટ્રોનનું દાન અને આયનીકરણ કરવાની ક્ષમતા છે. તે આ પ્રક્રિયાઓ દ્વારા રચાયેલા તત્વોના પ્રકાર પર પણ આધાર રાખે છે.
https://www.youtube.com/watch?v=6C6OAwrQlc4
આયન ઉર્જાનો ઉપયોગ
દરેક વખતે જ્યારે માણસ ઊર્જાના સ્વરૂપોની હેરફેર કરવામાં સફળ થાય છે, ત્યારે તે વિવિધ ક્ષેત્રોમાં તેમના ઉપયોગ માટે જગ્યાઓ ખોલે છે: ઉદ્યોગ, દવા, ટૂંકમાં, વ્યવહારિક રીતે રોજિંદા જીવનના તમામ ક્ષેત્રોને વિકાસ માટે ઊર્જાના સ્વરૂપોની જરૂર છે. ઊર્જાના અન્ય સ્વરૂપોની તુલનામાં આયન ઊર્જા મોટી છે અને તેથી સંશોધકો, પ્રક્રિયા ડિઝાઇનરો અને ઉદ્યોગપતિઓ માટે ખૂબ જ રસ ધરાવે છે. અણુની આવી હેરફેરથી લશ્કરી વિકાસને પણ ફાયદો થયો છે. આગળ, અમે તેમાંના કેટલાકનો ઉલ્લેખ કરીશું:
જોખમ શોધ
તમામ પ્રકારની રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા કરવા માટે એક પરમાણુમાંથી બીજા પરમાણુમાં ઇલેક્ટ્રોનના પસાર થવા સાથે સંબંધિત છે. ચોક્કસ આયનીય ઊર્જાના જ્ઞાન, જે ચોક્કસ પ્રક્રિયાઓમાં ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, તેણે કોઈપણ હાનિકારક ઑબ્જેક્ટને શોધવા માટે સક્ષમ પદ્ધતિઓની રચનાને મંજૂરી આપી છે. આ શોધ ઇલેક્ટ્રોસ્પ્રે આયનીકરણ દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે. કણોનું આયનીકરણ કર્યા પછી, તેઓ માસ સ્પેક્ટ્રોમીટરમાંથી પસાર થાય છે અને જે આયન દેખાય છે તેના આધારે તે દવાઓ અથવા વિસ્ફોટકોની હાજરી માટે તપાસે છે.
ફ્લોરોસન્ટ ટ્યુબ અને ટેલિવિઝન
તેનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઊર્જાના સ્વરૂપોના ઉત્પાદન માટે પણ થાય છે. તેમાંથી એક દૃશ્યમાન પ્રકાશ છે, જે ઇલેક્ટ્રોનના ઉત્સર્જન સિવાય બીજું કંઈ નથી, અણુઓની છૂટછાટ પ્રક્રિયાનું ઉત્પાદન છે, જે આયનીય ઊર્જાની યોગ્ય માત્રા ઉમેરીને મેળવવામાં આવે છે. આ સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ ફ્લોરોસન્ટ ટ્યુબમાં થાય છે. ઉપરાંત, પ્રક્રિયા ટેલિવિઝનમાં થાય છે, આ એવા પદાર્થ સાથે બનાવવામાં આવે છે જે ચોક્કસ પ્રકારના ફોટોનનું ઉત્સર્જન કરી શકે છે. તે જ રીતે, તેને પર્યાપ્ત ઉર્જા સ્તર પ્રદાન કરીને, ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત થવાનું શરૂ કરશે અને તે ફોટોન હશે જે આપણને છબી જોવાની મંજૂરી આપે છે.
લાઈટનિંગ પ્રભુત્વ
લાઈટનિંગ એ ઈલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશનના મોટા જથ્થા સિવાય બીજું કંઈ નથી, તેથી જ જ્યારે તે થાય છે ત્યારે આપણે પ્રકાશ જોઈએ છીએ. પ્રકાશનું કોઈપણ સ્વરૂપ ફોટોનના ઉત્સર્જન સાથે સંકળાયેલું છે, જે આયનીકરણ પ્રક્રિયા દરમિયાન દેખાય છે. વીજળીના ચોક્કસ કિસ્સામાં, હવાના અણુઓ આયનોઈઝ્ડ હોય છે. આ ઉર્જાનું માપન કરીને, આપેલ સ્થાન પર પ્રહાર કરી શકે તેવી વીજળીની ઘનતાની આગાહી કરી શકાય છે. આ માહિતી વડે, તમે તેમને આકર્ષવા અને તેમને ગમે ત્યાં પડતા અટકાવવા માટે કંઈક ડિઝાઇન અને બનાવી શકો છો, કારણ કે તેમના ઉચ્ચ ઉર્જા સ્તરો સામાન્ય રીતે ખૂબ જ વિનાશક હોય છે.
જંતુમુક્ત
ઇલેક્ટ્રોન બીમ દ્વારા આયનાઇઝ કરવાની એક રીત છે. તેમાં ઉચ્ચ ડોઝિંગ આવર્તન અને ઓછી શક્તિ શામેલ છે. ઇલેક્ટ્રોનના આ પ્રવાહને હાંસલ કરવા માટે, મોટી માત્રામાં આયનીય ઊર્જાનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે, જે આ માટે ખાસ રચાયેલ એક્સિલરેટર્સ દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે. જ્યારે વંધ્યીકૃત કરવા માટેનો ભાગ અથવા ઉત્પાદન ઇલેક્ટ્રોનના આ પ્રવાહ અથવા બીમમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે તે ઊર્જા શોષણની પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે, જે ઊર્જા આ ઇલેક્ટ્રોન આયનીકરણ દ્વારા પ્રદાન કરે છે. આ ઉર્જાનું શોષણ કરીને, રૂમની રાસાયણિક ગોઠવણી, પ્રજનન ક્ષમતા અને હાજર સૂક્ષ્મજીવોના ડીએનએમાં ફેરફાર થાય છે.
ટુકડાઓમાં ફેરફાર હોવા છતાં, તે અન્ય વંધ્યીકરણ પદ્ધતિઓ કરતાં ઓછી આક્રમક છે. લગભગ તમામ અન્ય પદ્ધતિઓમાં, તત્વનું ઉપયોગી જીવન ઘટે છે, જ્યારે ટૂંકા એક્સપોઝર સમયને કારણે આ પદ્ધતિ સાથે ફેરફાર મોટી અસરનું પ્રતિનિધિત્વ કરતું નથી. વધુમાં, અન્ય એક ફાયદો દર્શાવી શકાય છે, જે એ છે કે મોટા જથ્થામાં લેખો એક જ સમયે વંધ્યીકૃત કરી શકાય છે, જે ઔદ્યોગિક દૃષ્ટિકોણથી સૌથી વધુ આર્થિક પદ્ધતિઓમાંની એકનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.
બાયોટેકનોલોજી
આયનીય ઊર્જાના અભ્યાસથી ઘણી પ્રક્રિયાઓને પૂર્ણ કરવાનું શક્ય બન્યું છે. ઈલેક્ટ્રોનના ઉત્સર્જન અથવા શોષણની પ્રક્રિયાઓમાં સામેલ ઊર્જાને માપવામાં સક્ષમ હોવાને કારણે તે કયા પદાર્થની હાજરીમાં છે તે નક્કી કરવા દે છે. એવી પદ્ધતિઓ છે જેનો ઉપયોગ રાસાયણિક તત્વોની શ્રેણી નક્કી કરવા માટે થઈ શકે છે જેમ કે પ્રોટીન કે જે દૃશ્યમાન પ્રકાશના સ્વરૂપમાં આયનીય ઊર્જાના ઉત્સર્જન અથવા શોષણ પર આધારિત છે. આ પ્રક્રિયાઓ ઉદ્યોગ અને આરોગ્યસંભાળ બંનેમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.
અવકાશ સંશોધન
તેને આપવામાં આવેલ સૌથી રસપ્રદ ઉપયોગોમાંનો એક છે વહાણોનું પ્રોપલ્શન. આયન એન્જિન પોતાને આગળ વધારવા માટે આયનોના જેટનો ઉપયોગ કરે છે. આયનોનું પ્રવેગક શક્તિ-દળના ગુણોત્તરનો લાભ લઈને કરવામાં આવે છે, અને આમ તેમને ખૂબ જ ઊંચી ઝડપે વેગ આપે છે. આયન થ્રસ્ટર્સ ખૂબ જ ઊંચી કઠોળ ઉત્પન્ન કરે છે, જેને પરંપરાગત રોકેટ કરતાં ઘણી ઓછી ઇંધણની જરૂર પડે છે. ઉપરાંત, સ્પેસ સ્ટેશનો મોટાભાગની સિસ્ટમોને ચાલુ રાખવા, ઓછો કચરો પેદા કરવા, સાઉન્ડપ્રૂફ અને સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં સરળ રાખવા માટે આયનીય ઊર્જાનો ઉપયોગ કરે છે.
ફાર્માસિયા
એ નોંધવું જોઇએ કે આ પ્રકારના ઉર્જા સ્ત્રોત, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન સાથે સંકળાયેલા હોવાથી, ફાર્માસ્યુટિકલ વિશ્લેષણમાં ઘણી એપ્લિકેશનો ઓફર કરી શકે છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સ્પેક્ટ્રમના સ્વરૂપમાં આ ઊર્જાના વિવિધતાનું માપન રક્તમાં કોઈપણ રાસાયણિક પદાર્થની હાજરી અથવા વ્યક્તિ દ્વારા ચયાપચયની દવાઓની માત્રા નક્કી કરવાનું શક્ય બનાવે છે. તેનો ઉપયોગ દવાની સાંદ્રતા નક્કી કરવા માટે પણ થાય છે. હકીકતમાં, ફાર્માસ્યુટિકલ ઉદ્યોગને આયનીય ઊર્જાનો સૌથી વધુ ઉપયોગી ઉપયોગ જોવા મળ્યો છે.
આયનીય ઊર્જાના ફાયદા
આયનીય ઊર્જાનો સૌથી મોટો ફાયદો એ છે કે તે નાણાકીય દૃષ્ટિકોણથી સસ્તી છે. એકવાર ઇન્સ્ટોલેશન માટે પ્રારંભિક રોકાણ કરવામાં આવે તે પછી, ખર્ચમાં નાટ્યાત્મક ઘટાડો થાય છે. ઊર્જાના દૃષ્ટિકોણથી, ઓછી ઉર્જા વપરાશ સાથે હાથ ધરવામાં આવતી પ્રક્રિયાઓ જરૂરી છે. તે સંપૂર્ણપણે સાઉન્ડપ્રૂફ છે, તેથી તે કોઈપણ અવાજનું ઉત્સર્જન કરતું નથી, તેને ઊર્જાનું ટકાઉ અને પર્યાવરણીય સ્વરૂપ બનાવે છે. તે અણુઓ અને ઈલેક્ટ્રોનમાંથી બનાવેલ શુદ્ધ ઊર્જા છે, જે કોઈપણ પ્રકારના અવશેષો છોડતી નથી.
આયનીય ઊર્જાના ગેરફાયદા
તેને ઉત્પન્ન કરવા માટે પ્રક્રિયાના ભાગ રૂપે કોઈપણ અન્ય ઉર્જા સ્ત્રોતનો ઉપયોગ કરવો ખરેખર જરૂરી નથી. આનો અર્થ એ છે કે ઉત્પાદનને ટેકો આપવા માટે કોઈ સ્થિર શક્તિ નથી, જે તેને અવિશ્વસનીય શક્તિ સ્ત્રોત બનાવે છે. આ કારણોસર, ઊર્જાના આ સ્વરૂપનો વ્યાપક ઉપયોગ હજુ ઘણો દૂર છે. લાંબા ગાળાની બચત હોવા છતાં, પ્રારંભિક ઇન્સ્ટોલેશન ખૂબ ખર્ચાળ છે. સૈદ્ધાંતિક રીતે, આનાથી વીજ ઉત્પાદન ખૂબ જ મુશ્કેલ બને છે, જે ઊંચા સ્થાપન ખર્ચ તરફ દોરી જાય છે.
જો તમને આયન એનર્જી શું છે તે વિશેનો આ લેખ ગમ્યો હોય અને અન્ય રસપ્રદ વિષયો વિશે વધુ જાણવા માંગતા હો, તો તમે નીચેની લિંક્સ જોઈ શકો છો: