Ozón je plyn modrej farby. Vlastnosti a aplikácia plynu. Ozón v atmosfére

Ozón je plyn. Na rozdiel od mnohých iných, nie je transparentný, ale má charakteristickú farbu a dokonca aj vôňu. Je prítomná v našej atmosfére a je jednou z jej najdôležitejších zložiek. Aká je hustota ozónu, jeho hmotnosť a iné vlastnosti? Aká je jeho úloha v živote planéty?

Modrý plyn

V chémii nemá ozón v periodickej tabuľke samostatné miesto. Všetko preto, že nie je prvkom. Ozón je alotropická modifikácia alebo zmena kyslíka. Rovnako ako v O2, jeho molekula pozostáva len z atómov kyslíka, ale nemá dve, ale tri. Preto jeho chemický vzorec vyzerá ako O3.

Ozón je plyn modrej farby. Má výrazný pach podobný chlóru, ak je koncentrácia príliš vysoká. Spomínate si na zápach sviežosti v daždi? Toto je ozón. Vďaka tejto vlastnosti dostal svoje meno, pretože z starovekého gréckeho jazyka "ozón" - to "voní".

Molekula plynu je polárna, atómy v nej sú spojené v uhle 116,78 °. Ozón vzniká, keď sa k molekule O2 pridá voľný atóm kyslíka. K tomu dochádza počas rôznych reakcií, napríklad oxidácia fosforu, elektrický výboj alebo rozklad peroxidov, počas ktorého sa uvoľňujú atómy kyslíka.

Vlastnosti ozónu

Za normálnych podmienok ozón existuje ako plyn s molekulovou hmotnosťou takmer 48 g / mol. Je to diamagnet, to znamená, že nemôže priťahovať k magnetu, rovnako ako striebro, zlato alebo dusík. Hustota ozónu je 2,1445 g / dm3.

V tuhom stave dosiahne ozón modročernú farbu, v kvapalnom stave je indigo, blízky fialovej. Teplota varu je 111,8 stupňov Celzia. Pri teplote nula stupňov sa rozpúšťa vo vode (iba v čistej vode) desaťkrát lepšie ako kyslík. Dokonale sa zmieša s kvapalným metánom, dusíkom, fluórom, argónom a za určitých podmienok s kyslíkom.

Pod pôsobením viacerých katalyzátorov sa ľahko oxiduje a uvoľňuje voľné atómy kyslíka. Spojenie s ním okamžite zapálilo. Látka je schopná oxidovať takmer všetky kovy. Iba platina a zlato sa nedajú použiť. Zničí rôzne organické a aromatické zlúčeniny. Po kontakte s amoniakom tvorí dusitan amónny, zničí dvojité uhlíkaté väzby.

Prítomný v atmosfére vo vysokých koncentráciách sa ozón spontánne rozkladá. V tomto prípade sa uvoľňuje teplo a vytvorí sa molekula O2. Čím vyššia je jeho koncentrácia, tým silnejšia je reakcia uvoľňovania tepla. Pri obsahu ozónu viac ako 10% je sprevádzaný výbuchom. So zvyšujúcou sa teplotou a klesajúcim tlakom alebo kontaktom s organickými látkami je rozklad O3 rýchlejší.

História objavu

V chemii ozón nebol známy až do 18. storočia. To bolo objavené v roku 1785 vďaka vône, ktorú fyzik Van Marum počul vedľa pracovného elektrostatického stroja. Po ďalších 50 rokoch sa plyn vo vedeckých experimentoch a výskume neobjavil.

Vedci Christian Schoenbane v roku 1840 študovali oxidáciu bieleho fosforu. Počas pokusov sa podarilo identifikovať neznámu látku, ktorú nazval "ozónom". Chemik začal skúmať jeho vlastnosti a opísal spôsob získavania novo objaveného plynu.

Čoskoro sa k vedeckému výskumu pridali aj ďalší vedci. Slávny fyzik Nikola Tesla dokonca postavil prvý ozónový generátor. Priemyselné využitie O3 sa začalo na konci 19. storočia s príchodom prvých zariadení na zásobovanie pitnou vodou domácimi. Látka sa použila na dezinfekciu.

Ozón v atmosfére

Naša Zem je obklopená neviditeľnou škrupinou zo vzduchu - atmosférou. Bez nej by bol život na planéte nemožný. Komponenty okolitého ovzdušia: kyslík, ozón, dusík, vodík, metán a ďalšie plyny.

Samotný ozón neexistuje a prejavuje sa len v dôsledku chemických reakcií. V blízkosti povrchu Zeme sa vytvára kvôli elektrickým výbojom bleskov počas búrky. Nepríjemný spôsob, ako to vyplýva z emisií automobilových výfukov, rastlín, výparov benzínu, prevádzky tepelných elektrární.

Ozón nižších vrstiev atmosféry sa nazýva povrch alebo troposféra. K dispozícii je tiež stratosferický. Vzniká pri pôsobení ultrafialového žiarenia prichádzajúceho zo Slnka. Vzniká vo vzdialenosti 19-20 kilometrov nad povrchom planéty a dosahuje výšku 25-30 kilometrov.

Stratospheric O3 tvorí ozónovú vrstvu planéty, ktorá ju chráni pred silným slnečným žiarením. Absorbuje približne 98% ultrafialového žiarenia s vlnovou dĺžkou dostatočnou na nástup rakoviny a popálenín.

Použitie látky

Ozón je vynikajúci oxidačný a ničiaci prostriedok. Táto vlastnosť sa už dlho používa na čistenie pitnej vody. Látka má škodlivý účinok na nebezpečné baktérie a vírusy pre ľudí a sama sa počas oxidácie mení na neškodný kyslík.

Dokáže zabíjať aj organizmy odolné voči chlóru. Okrem toho sa používa na čistenie odpadových vôd z environmentálne škodlivých ropných produktov, sulfidov, fenolov atď. Takéto praktiky prevažujú najmä v USA a niektorých európskych krajinách.

Ozón sa používa v medicíne na dezinfekciu náradia, v priemysle s jeho pomocou, bieliaci papier, čisté oleje, získanie rôznych látok. Použitie O3 na čistenie vzduchu, vody a miestnosti sa nazýva ozonácia.

Ozón a človek

Napriek všetkým svojim užitočným vlastnostiam môže byť ozón nebezpečný pre ľudí. Ak je vo vzduchu viac plynu, než môže človek tolerovať, nedá sa vyhnúť otravám. V Rusku je prípustná norma 0,1 μg / l.

Pri prekročení tohto limitu sa objavujú typické príznaky chemickej otravy, ako je bolesť hlavy, podráždenie slizníc, závrat. Ozón znižuje odolnosť tela voči infekciám prenášaným cez dýchacie cesty a tiež znižuje krvný tlak. Ak je koncentrácia plynu vyššia ako 8-9 μg / l, je možné pľúcny edém a dokonca aj smrť.

V tomto prípade je pomerne ľahké rozpoznať ozón vo vzduchu. Vôňa "sviežosti", chlóru alebo "raka" (ako tvrdil Mendeleev) je jasne počuť aj pri malom obsahu hmoty.