एक नज़र में
याद रखने योग्य चार तथ्य।
अधिशोषण (Adsorption)
अणु छिद्रों की सतह पर चिपकते हैं। वे भीतर सोखे नहीं जाते।
विशाल सतह
प्रति ग्राम 500 से 1,500 वर्ग मीटर।
सस्ता कच्चा माल
नारियल के खोल, धान की भूसी, लकड़ी और कोयले से बनता है।
UPSC 2025
कथन II और III, दोनों कथन I की व्याख्या करते थे।
इस पाठ में
सक्रिय कार्बन कैसे काम करता है
अधिशोषण, अवशोषण नहीं
- सक्रिय कार्बन प्रदूषकों को हटाने के लिए जिस प्रक्रिया का उपयोग करता है, वह है अधिशोषण.
- दूषित करने वाले पदार्थों के अणु इसके छिद्रों की सतह पर चिपकते हैं। वे स्पंज में पानी की तरह भीतर नहीं सोखे जाते।
- “सक्रियण” से कार्बन के भीतर सूक्ष्मछिद्रों का एक विशाल जाल खुलता है।
- इससे मिलने वाला सतही क्षेत्रफल है प्रति ग्राम 500 से 1,500 वर्ग मीटर.
कचरे से बना, प्रदूषकों को प्रभावी ढंग से पकड़ने वाला पदार्थ
- विशाल सतह के कारण यह अपशिष्ट जल से भारी धातुओं, कार्बनिक रसायनों और अन्य दूषित पदार्थों का अधिशोषण कर सकता है।
- प्रदूषित पानी और हवा को साफ करने में इसका व्यापक उपयोग होता है।
- इसे कार्बन से भरपूर कचरे से आसानी से और कम लागत में बनाया जा सकता है।
- आम कच्चे माल में नारियल के खोल, धान की भूसी, लकड़ी और कोयला शामिल हैं।
सही या गलत: सक्रिय कार्बन प्रदूषकों को अवशोषण के बजाय अधिशोषण से हटाता है, जिसमें अणु इसके छिद्रों की सतह पर चिपकते हैं।
इसे कैसे बनाया जाता है
दो चरणों वाली प्रक्रिया और छिद्रों के आकार
- कार्बनीकरण करें: कार्बन से भरपूर पदार्थ को कम ऑक्सीजन में गर्म करें।
- सक्रिय करें: इसे भाप, गर्म हवा या रसायनों से उपचारित करें। इससे छिद्र खुलते हैं और सतही क्षेत्रफल बढ़ता है।
- सूक्ष्मछिद्र, जिनका आकार 2 नैनोमीटर से कम होता है, अधिकांश अधिशोषण करते हैं।
- बड़े मध्यमछिद्र (Mesopores) और स्थूलछिद्र (Macropores) रास्तों का काम करते हैं। वे प्रदूषकों के अणुओं को सूक्ष्मछिद्रों तक पहुँचाते हैं।
दानेदार या पाउडर के रूप में
- GAC (दाने): घरेलू और औद्योगिक फिल्टरों में उपयोग होता है।
- PAC (बारीक पाउडर): जल शोधन के दौरान अक्सर इसे सीधे पानी में मिलाया जाता है।
सही या गलत: सक्रिय कार्बन में बड़े मध्यमछिद्र और स्थूलछिद्र अधिकांश अधिशोषण करते हैं, जबकि सूक्ष्मछिद्र केवल रास्तों का काम करते हैं।
पिछले वर्षों के प्रश्न
UPSC ने 2025 में इस विषय पर प्रश्न पूछा था।
- UPSC 2025सक्रिय कार्बन पर कथन-कारण का एक प्रश्न। कथन II (बड़ा सतह क्षेत्रफल और भारी धातुओं का प्रभावी अधिशोषण) और कथन III (कार्बन से भरपूर कचरे से आसानी से बनाया जाना), दोनों सही थे। दोनों कथन I की व्याख्या करते हैं। यहाँ भ्रम की बात: तथ्य सही हो सकते हैं, फिर भी वे निष्कर्ष की व्याख्या नहीं करते। इसलिए तार्किक संबंध भी जाँचें। यह प्रश्न 2025 के पूरे प्रश्नपत्र में देखें.
सोचिए: केवल यह जाँचना पर्याप्त क्यों नहीं है कि कथन II और III सही हैं?
कथन-कारण का प्रश्न एक साथ दो बातें पूछता है। क्या कथन सही हैं? क्या वे सच में मुख्य दावे की व्याख्या करते हैं? अभ्यर्थी दोनों तथ्यों की पुष्टि करने के बाद भी गलत उत्तर दे सकता है, यदि तथ्यों और मुख्य दावे के बीच संबंध नहीं है। यहाँ दोनों तथ्य सही हैं और दोनों मुख्य कथन की व्याख्या करते हैं। अलग शब्दों में पूछे गए किसी प्रश्न में दो सही तथ्य हो सकते हैं, जो मुख्य कथन की व्याख्या न करते हों।
सही या गलत: UPSC 2025 के प्रश्न में कथन II और कथन III, दोनों तथ्य सही थे और दोनों वास्तव में कथन I की व्याख्या करते थे।
सक्रिय कार्बन का उपयोग कहाँ होता है
पानी, हवा और चिकित्सा
- कार्बन फिल्टर का उपयोग शहरों और घरों की पेयजल प्रणालियों तथा औद्योगिक अपशिष्ट जल के उपचार में होता है।
- वायु शोधक और HVAC प्रणालियाँ गैसीय प्रदूषकों और दुर्गंध को रोकने के लिए इसका उपयोग करती हैं।
- औषधीय गुणवत्ता वाला सक्रिय चारकोल (activated charcoal) कुछ प्रकार की विषाक्तता और दवाओं की अधिक मात्रा लेने के मामलों के उपचार में काम आता है। यह विषैले पदार्थों को रक्त में पहुँचने से पहले आँत में बाँध लेता है।
- यह विश्व स्वास्थ्य संगठन (WHO) की आवश्यक दवाओं की सूची में शामिल है।
उद्योगों और वाहनों में उपयोग
- गैस मास्क।
- कारों में ईंधन की वाष्प को पकड़ने वाले कनस्तर।
- खनन में सोना अलग करना।
सही या गलत: औषधीय गुणवत्ता वाला सक्रिय चारकोल विश्व स्वास्थ्य संगठन की आवश्यक दवाओं की सूची में शामिल है।
सही या गलत: खनन में सोना अलग करने या वाहनों में ईंधन की वाष्प को पकड़ने वाले कनस्तरों में सक्रिय कार्बन की कोई भूमिका नहीं होती।
झटपट सवाल-जवाब
अधिशोषण या अवशोषण?
अधिशोषण। अणु सतह पर चिपकते हैं।
सतह का क्षेत्रफल कितना होता है?
प्रति ग्राम 500 से 1,500 वर्ग मीटर।
कौन-से छिद्र सबसे अधिक अधिशोषण करते हैं?
2 नैनोमीटर से छोटे सूक्ष्म छिद्र।
GAC और PAC क्या हैं?
दानेदार और चूर्ण के रूप में सक्रिय कार्बन।
चिकित्सा में इसका एक उपयोग बताइए।
कुछ प्रकार की विषाक्तता और दवाओं की अधिक मात्रा लेने के मामलों का उपचार।
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