Ozon er en gass. I motsetning til mange andre er den ikke gjennomsiktig, men har en karakteristisk farge og til og med en lukt. Den er tilstede i atmosfæren vår og er en av dens viktigste komponenter. Hva er tettheten til ozon, dets masse og andre egenskaper? Hva er dens rolle i planetens liv?
Blue Gas
I kjemi har ikke ozon en egen plass i det periodiske systemet. Dette er fordi det ikke er et element. Ozon er en allotrop modifikasjon eller variasjon av oksygen. Som i O2, består molekylet bare av oksygenatomer, men har ikke to, men tre. Derfor ser dens kjemiske formel ut som O3.
Ozon er en blå gass. Den har en tydelig skarp lukt som minner om klor hvis konsentrasjonen er for høy. Husker du lukten av friskhet i regnet? Dette er ozon. Takket være denne eiendommen har den fått navnet sitt, fordi fra det gamle greske språket er "ozon" "lukt".
Gassmolekylet er polart, atomene i det er forbundet i en vinkel på 116, 78°. Ozon dannes når et fritt oksygenatom er festet til et O2-molekyl. Det skjer itidspunktet for ulike reaksjoner, for eksempel oksidasjon av fosfor, en elektrisk utladning eller nedbryting av peroksider, hvor oksygenatomer frigjøres.
egenskapene til ozon
Under normale forhold eksisterer ozon som en gass med en molekylvekt på nesten 48 g/mol. Det er diamagnetisk, det vil si at det ikke er i stand til å bli tiltrukket av en magnet, akkurat som sølv, gull eller nitrogen. Tettheten av ozon er 2,1445 g/dm³.
I fast tilstand får ozon en blåsvart farge, i flytende tilstand en indigofarge nær fiolett. Kokepunktet er 111,8 grader Celsius. Ved en temperatur på null grader oppløses den i vann (bare i rent vann) ti ganger bedre enn oksygen. Den blandes godt med flytende metan, nitrogen, fluor, argon, og under visse forhold med oksygen.
Under påvirkning av en rekke katalysatorer oksideres den lett, og frigjør frie oksygenatomer. Når den kobles til, antennes den umiddelbart. Stoffet er i stand til å oksidere nesten alle metaller. Bare platina og gull er ikke mottagelig for handlingen. Det ødelegger ulike organiske og aromatiske forbindelser. Danner ammoniumnitritt ved kontakt med ammoniakk, ødelegger doble karbonbindinger.
Ozon brytes spontant ned i atmosfæren i høye konsentrasjoner. I dette tilfellet frigjøres varme og det dannes et O2-molekyl. Jo høyere konsentrasjonen er, desto sterkere er varmeavgivelsesreaksjonen. Når ozoninnholdet er mer enn 10 %, er det ledsaget av en eksplosjon. Ved å øke temperaturen og redusere trykket, eller ved kontakt medOrganiske stoffer bryter ned O3 raskere.
Oppdagelseshistorikk
I kjemi var ozon ikke kjent før på 1700-tallet. Den ble oppdaget i 1785 takket være lukten som fysikeren Van Marum hørte ved siden av en fungerende elektrostatisk maskin. Ytterligere 50 år etter det dukket ikke gassen opp i vitenskapelige eksperimenter og forskning.
Forsker Christian Schonbein studerte i 1840 oksidasjonen av hvitt fosfor. Under forsøkene klarte han å isolere et ukjent stoff, som han k alte «ozon». Kjemikeren tok tak i studiet av dens egenskaper og beskrev hvordan man skaffet en nyoppdaget gass.
Snart ble andre forskere med på forskningen av stoffet. Den berømte fysikeren Nikola Tesla bygde til og med tidenes første ozongenerator. Den industrielle bruken av O3 begynte på slutten av 1800-tallet med ankomsten av de første installasjonene for å levere drikkevann til hjemmene. Stoffet ble brukt til desinfeksjon.
Ozon i atmosfæren
Jorden vår er omgitt av et usynlig skall av luft - atmosfæren. Uten det ville livet på planeten vært umulig. Komponenter i atmosfærisk luft: oksygen, ozon, nitrogen, hydrogen, metan og andre gasser.
Ozon eksisterer ikke av seg selv og oppstår kun som et resultat av kjemiske reaksjoner. Nær jordoverflaten dannes den på grunn av elektriske utladninger av lyn under et tordenvær. Unaturlig ser det ut på grunn av eksosutslipp fra biler, fabrikker, bensindamp og termiske kraftverk.
Ozon i de nedre lagene av atmosfæren kalles overflate eller troposfærisk. Det er også en stratosfærisk. Det skjer under påvirkning av ultrafiolett stråling som kommer fra solen. Den dannes i en avstand på 19–20 kilometer over planetens overflate og strekker seg til en høyde på 25–30 kilometer.
Stratosfærisk O3 danner planetens ozonlag, som beskytter den mot kraftig solstråling. Den absorberer omtrent 98 % av ultrafiolett stråling med en bølgelengde som er tilstrekkelig til å forårsake kreft og brannskader.
Using a substans
Ozon er et utmerket oksidasjonsmiddel og ødelegger. Denne eiendommen har lenge vært brukt til å rense drikkevann. Stoffet har en skadelig effekt på bakterier og virus som er farlige for mennesker, og ved oksidering blir det til ufarlig oksygen.
Den kan drepe selv klorresistente organismer. I tillegg brukes det til å rense avløpsvann fra miljøskadelige oljeprodukter, sulfider, fenoler m.m. Slik praksis er vanlig hovedsakelig i USA og noen europeiske land.
Ozon brukes i medisin for å desinfisere instrumenter, i industrien brukes det til å bleke papir, rense oljer og skaffe ulike stoffer. Bruken av O3 til å rense luft, vann og lokaler kalles ozonering.
Ozon og menneske
Til tross for alle dets fordelaktige egenskaper, kan ozon være farlig for mennesker. Hvis det er mer gass i luften enn en person tåler, kan ikke forgiftning unngås. I Russland, dens tillatte normer 0,1 µg/L.
Når denne hastigheten overskrides, vises typiske tegn på kjemisk forgiftning, som hodepine, irritasjon av slimhinner, svimmelhet. Ozon reduserer kroppens motstand mot infeksjoner som overføres gjennom luftveiene, og reduserer også blodtrykket. Gasskonsentrasjoner over 8–9 µg/L kan føre til lungeødem og til og med død.
Samtidig er det ganske enkelt å gjenkjenne ozon i luften. Lukten av "friskhet", klor eller "kreps" (som Mendeleev hevdet) er tydelig hørbar selv med lavt innhold av stoffet.
