Ozon är en gas. Till skillnad från många andra är den inte genomskinlig, men har en karakteristisk färg och till och med en lukt. Det finns i vår atmosfär och är en av dess viktigaste komponenter. Vilken är ozonets densitet, dess massa och andra egenskaper? Vad är dess roll i planetens liv?
Blue Gas
Inom kemi har ozon ingen separat plats i det periodiska systemet. Detta beror på att det inte är ett element. Ozon är en allotrop modifiering eller variation av syre. Liksom i O2 består dess molekyl bara av syreatomer, men har inte två utan tre. Därför ser dess kemiska formel ut som O3.
Ozon är en blå gas. Den har en distinkt stickande lukt som påminner om klor om koncentrationen är för hög. Kommer du ihåg lukten av friskhet i regnet? Detta är ozon. Tack vare den här egenskapen fick den sitt namn, för från det antika grekiska språket är "ozon" "lukt".
Gasmolekylen är polär, atomerna i den är sammankopplade i en vinkel på 116, 78°. Ozon bildas när en fri syreatom binds till en O2-molekyl. Det händer itiden för olika reaktioner, till exempel oxidation av fosfor, en elektrisk urladdning eller sönderdelning av peroxider, under vilka syreatomer frigörs.
Ozonegenskaper
Under normala förhållanden existerar ozon som en gas med en molekylvikt på nästan 48 g/mol. Den är diamagnetisk, det vill säga att den inte kan attraheras av en magnet, precis som silver, guld eller kväve. Ozondensiteten är 2,1445 g/dm³.
I fast tillstånd får ozon en blåsvart färg, i flytande tillstånd en indigofärg nära violett. Kokpunkten är 111,8 grader Celsius. Vid en temperatur på noll grader löser det sig i vatten (endast i rent vatten) tio gånger bättre än syre. Det blandas väl med flytande metan, kväve, fluor, argon och under vissa förhållanden med syre.
Under inverkan av ett antal katalysatorer oxideras den lätt och frigör fria syreatomer. Förbinder den med den, tänds den omedelbart. Ämnet kan oxidera nästan alla metaller. Endast platina och guld är inte mottagliga för dess verkan. Det förstör olika organiska och aromatiska föreningar. Bildar ammoniumnitrit vid kontakt med ammoniak, förstör dubbla kolbindningar.
Ozon sönderdelas spontant i atmosfären i höga koncentrationer. I detta fall frigörs värme och en O2-molekyl bildas. Ju högre koncentrationen är, desto starkare blir värmeavgivningsreaktionen. När ozonh alten är mer än 10 % åtföljs det av en explosion. Genom att öka temperaturen och minska trycket, eller genom kontakt medOrganiska ämnen bryts ner O3 snabbare.
Upptäcktshistorik
Inom kemin var ozon inte känt förrän på 1700-talet. Den upptäcktes 1785 tack vare lukten som fysikern Van Marum hörde bredvid en fungerande elektrostatisk maskin. Ytterligare 50 år efter det syntes inte gasen i vetenskapliga experiment och forskning.
Forskaren Christian Schonbein studerade 1840 oxidationen av vit fosfor. Under experimenten lyckades han isolera ett okänt ämne, som han kallade "ozon". Kemisten tog tag i studien av dess egenskaper och beskrev hur man skaffar en nyupptäckt gas.
Snart gick andra forskare med i forskningen om ämnet. Den berömda fysikern Nikola Tesla byggde till och med den första ozongeneratorn någonsin. Den industriella användningen av O3 började i slutet av 1800-talet med tillkomsten av de första installationerna för dricksvattenförsörjning till bostäder. Ämnet användes för desinfektion.
Ozon i atmosfären
Vår jord är omgiven av ett osynligt skal av luft - atmosfären. Utan det skulle livet på planeten vara omöjligt. Komponenter i atmosfärisk luft: syre, ozon, kväve, väte, metan och andra gaser.
Ozon existerar inte av sig självt och uppstår endast som ett resultat av kemiska reaktioner. Nära jordens yta bildas den på grund av elektriska urladdningar av blixtar under ett åskväder. Det verkar onaturligt på grund av avgasutsläpp från bilar, fabriker, bensinångor och värmekraftverk.
Ozon i de lägre skikten av atmosfären kallas yta eller troposfär. Det finns också en stratosfärisk. Det sker under påverkan av ultraviolett strålning som kommer från solen. Den bildas på ett avstånd av 19-20 kilometer över planetens yta och sträcker sig till en höjd av 25-30 kilometer.
Stratosfärisk O3 bildar planetens ozonskikt, som skyddar den från kraftig solstrålning. Den absorberar cirka 98 % av ultraviolett strålning med en våglängd som är tillräcklig för att orsaka cancer och brännskador.
Att använda ett ämne
Ozon är ett utmärkt oxidationsmedel och förstörare. Denna fastighet har länge använts för att rena dricksvatten. Ämnet har en skadlig effekt på bakterier och virus som är farliga för människor, och när det oxideras förvandlas det till ofarligt syre.
Den kan döda även klorresistenta organismer. Dessutom används den för att rena avloppsvatten från miljöfarliga oljeprodukter, sulfider, fenoler m.m. Sådana metoder är vanliga främst i USA och vissa europeiska länder.
Ozon används inom medicin för att desinficera instrument, inom industrin används det för att bleka papper, rena oljor och få fram olika ämnen. Användningen av O3 för att rena luft, vatten och lokaler kallas ozonering.
Ozon och människan
Trots alla dess fördelaktiga egenskaper kan ozon vara farligt för människor. Om det finns mer gas i luften än vad en person kan tolerera kan förgiftning inte undvikas. I Ryssland, dess tillåtna normär 0,1 µg/L.
När denna frekvens överskrids visas typiska tecken på kemisk förgiftning, såsom huvudvärk, irritation av slemhinnor, yrsel. Ozon minskar kroppens motståndskraft mot infektioner som överförs genom luftvägarna och sänker även blodtrycket. Gaskoncentrationer över 8–9 µg/L kan leda till lungödem och till och med dödsfall.
Samtidigt är det ganska lätt att känna igen ozon i luften. Lukten av "friskhet", klor eller "kräftor" (som Mendeleev hävdade) är tydligt hörbar även med en låg h alt av ämnet.
