Ozone là một chất khí. Không giống như nhiều loại khác, nó không trong suốt, nhưng có màu đặc trưng và thậm chí có mùi. Nó hiện diện trong bầu khí quyển của chúng ta và là một trong những thành phần quan trọng nhất của nó. Khối lượng riêng của ozon, khối lượng và các tính chất khác của nó là gì? Vai trò của nó đối với sự sống của hành tinh là gì?
Khí xanh
Trong hóa học, ozon không có một vị trí riêng trong bảng tuần hoàn. Điều này là do nó không phải là một phần tử. Ôzôn là một biến đổi hoặc biến đổi dị hướng của ôxy. Như trong O2, phân tử của nó chỉ bao gồm các nguyên tử oxy, nhưng không có hai mà là ba. Do đó, công thức hóa học của nó trông giống như O3.
Ozone là một chất khí màu xanh lam. Nó có mùi hăng đặc biệt gợi nhớ đến clo nếu nồng độ quá cao. Bạn có nhớ mùi tươi mát trong mưa? Đây là ozone. Nhờ đặc tính này mà nó có tên như vậy, bởi vì từ tiếng Hy Lạp cổ đại "ozone" là "mùi".
Phân tử khí có cực, các nguyên tử trong nó liên kết với nhau một góc 116, 78 °. Ozone được hình thành khi một nguyên tử oxy tự do được gắn vào một phân tử O2. Nó xảy ra trongthời gian của các phản ứng khác nhau, ví dụ, quá trình oxy hóa phốt pho, phóng điện hoặc sự phân hủy peroxit, trong đó các nguyên tử oxy được giải phóng.
Tính chất của ozone
Ở điều kiện thường, ozon tồn tại dưới dạng khí có khối lượng phân tử gần 48 g / mol. Nó nghịch từ, tức là nó không thể bị nam châm hút, giống như bạc, vàng hoặc nitơ. Mật độ của ozon là 2,1445 g / dm³.
Ở trạng thái rắn, ozon có màu xanh đen, ở trạng thái lỏng, màu chàm gần với màu tím. Nhiệt độ sôi là 111,8 độ C. Ở nhiệt độ 0 độ, nó hòa tan trong nước (chỉ trong nước tinh khiết) tốt hơn 10 lần so với oxy. Nó kết hợp tốt với mêtan lỏng, nitơ, flo, argon và trong một số điều kiện nhất định với ôxy.
Dưới tác dụng của một số chất xúc tác, nó dễ bị oxy hóa, giải phóng các nguyên tử oxy tự do. Kết nối với nó, nó ngay lập tức bốc cháy. Chất có khả năng oxi hóa hầu hết các kim loại. Chỉ bạch kim và vàng là không thể chịu được tác động của nó. Nó phá hủy các hợp chất hữu cơ và thơm khác nhau. Hình thành amoni nitrit khi tiếp xúc với amoniac, phá hủy liên kết cacbon kép.
Có mặt trong khí quyển với nồng độ cao, ozon phân hủy một cách tự nhiên. Trong trường hợp này, nhiệt được giải phóng và một phân tử O2 được hình thành. Nồng độ của nó càng cao thì phản ứng toả nhiệt càng mạnh. Khi hàm lượng ôzôn hơn 10% sẽ kèm theo hiện tượng nổ. Bằng cách tăng nhiệt độ và giảm áp suất, hoặc bằng cách tiếp xúc vớiCác chất hữu cơ phân hủy O3 nhanh hơn.
Lịch sử khám phá
Trong hóa học, ôzôn vẫn chưa được biết đến cho đến thế kỷ 18. Nó được phát hiện vào năm 1785 nhờ mùi mà nhà vật lý Van Marum nghe thấy bên cạnh một cỗ máy tĩnh điện đang hoạt động. 50 năm nữa sau đó, khí không xuất hiện trong các thí nghiệm và nghiên cứu khoa học.
Nhà khoa học Christian Schonbein vào năm 1840 đã nghiên cứu quá trình oxy hóa của phốt pho trắng. Trong các thí nghiệm, ông đã phân lập được một chất không xác định, mà ông gọi là "ozone". Nhà hóa học đã bắt đầu nghiên cứu các đặc tính của nó và mô tả cách thu được một loại khí mới được phát hiện.
Ngay sau đó, các nhà khoa học khác đã tham gia nghiên cứu chất này. Nhà vật lý nổi tiếng Nikola Tesla thậm chí còn chế tạo máy tạo ozone đầu tiên. Việc sử dụng O3 trong công nghiệp bắt đầu vào cuối thế kỷ 19 với sự ra đời của các hệ thống lắp đặt đầu tiên để cung cấp nước uống cho các hộ gia đình. Chất này được sử dụng để khử trùng.
Ozone trong bầu khí quyển
Trái đất của chúng ta được bao quanh bởi một lớp vỏ không khí vô hình - bầu khí quyển. Nếu không có nó, sự sống trên hành tinh này sẽ không thể xảy ra. Các thành phần của không khí trong khí quyển: oxy, ozon, nitơ, hydro, metan và các khí khác.
Ozone không tự tồn tại và chỉ xảy ra do kết quả của các phản ứng hóa học. Gần bề mặt Trái đất, nó được hình thành do sự phóng điện của tia sét trong một cơn giông. Một cách bất thường, nó xuất hiện do khí thải từ ô tô, nhà máy, khói xăng và nhà máy nhiệt điện.
Ozone của các lớp thấp hơn của khí quyển được gọi là bề mặt hoặc tầng đối lưu. Ngoài ra còn có một tầng bình lưu. Nó xảy ra dưới ảnh hưởng của bức xạ tia cực tím đến từ mặt trời. Nó hình thành ở khoảng cách 19-20 km trên bề mặt hành tinh và trải dài đến độ cao 25-30 km.
Tầng bình lưu O3 tạo thành tầng ôzôn của hành tinh, bảo vệ nó khỏi bức xạ mặt trời mạnh mẽ. Nó hấp thụ khoảng 98% bức xạ tia cực tím có bước sóng đủ để gây ung thư và bỏng.
Sử dụng chất
Ozone là một chất oxy hóa và hủy diệt tuyệt vời. Tính chất này từ lâu đã được sử dụng để làm sạch nước uống. Chất có tác dụng bất lợi đối với vi khuẩn và vi rút nguy hiểm cho con người, khi bị oxy hóa sẽ biến thành oxy vô hại.
Nó có thể giết chết cả những sinh vật kháng clo. Ngoài ra, nó được sử dụng để làm sạch nước thải từ các sản phẩm dầu độc hại với môi trường, sulfua, phenol, v.v. Những cách làm như vậy chủ yếu phổ biến ở Hoa Kỳ và một số nước Châu Âu.
Ozone được sử dụng trong y tế để khử trùng dụng cụ, trong công nghiệp, nó được sử dụng để tẩy trắng giấy, làm sạch dầu và thu được các chất khác nhau. Việc sử dụng O3 để làm sạch không khí, nước và cơ sở được gọi là quá trình ozon hóa.
Ôzôn và con người
Mặc dù tất cả các đặc tính có lợi của nó, ozone có thể gây nguy hiểm cho con người. Nếu có nhiều khí trong không khí hơn một người có thể chịu đựng được thì không thể tránh khỏi ngộ độc. Ở Nga, định mức cho phép của nólà 0,1 µg / L.
Khi vượt quá tỷ lệ này, các dấu hiệu điển hình của ngộ độc hóa chất sẽ xuất hiện như nhức đầu, kích ứng màng nhầy, chóng mặt. Ozone làm giảm sức đề kháng của cơ thể đối với các bệnh nhiễm trùng lây truyền qua đường hô hấp, đồng thời cũng làm giảm huyết áp. Nồng độ khí trên 8-9 µg / L có thể dẫn đến phù phổi và thậm chí tử vong.
Đồng thời, khá dễ dàng để nhận ra ozone trong không khí. Mùi "tươi", clo hoặc "tôm càng" (như Mendeleev đã tuyên bố) có thể nghe thấy rõ ràng ngay cả khi hàm lượng chất này thấp.
