Pisikal na estado ng simpleng sangkap na ozone. Ozone: mga epekto sa mga tao at mga aksyon sa kaso ng pagkalason

Ano ang formula para sa ozone? Subukan nating kilalanin nang sama-sama mga natatanging katangian ng kemikal na ito.

Allotropic na pagbabago ng oxygen

Molecular formula ng ozone sa chemistry O 3. Ang kamag-anak na molekular na timbang nito ay 48. Ang tambalan ay naglalaman ng tatlong O atomo. Dahil ang mga formula ng oxygen at ozone ay kinabibilangan ng parehong elemento ng kemikal, sa kimika ang mga ito ay tinatawag na allotropic modifications.

Mga katangiang pisikal

Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang chemical formula ng ozone ay isang gaseous substance na may isang tiyak na amoy at isang mapusyaw na asul na kulay. Sa kalikasan, ang kemikal na tambalang ito ay mararamdaman habang naglalakad pagkatapos ng bagyo. kagubatan ng pino. Dahil ang formula ng ozone ay O 3, ito ay 1.5 beses na mas mabigat kaysa sa oxygen. Kung ikukumpara sa O2, ang solubility ng ozone ay mas mataas. Sa zero temperature, 49 volume nito ay madaling matunaw sa 100 volume ng tubig. Sa maliliit na konsentrasyon ang sangkap ay hindi nakakalason; ang ozone ay lason lamang sa malalaking dami. Ang maximum na pinapayagang konsentrasyon ay itinuturing na 5% ng halaga ng O 3 sa hangin. Sa kaso ng malakas na paglamig, madali itong natunaw, at kapag bumaba ang temperatura sa -192 degrees ito ay nagiging solid.

Sa kalikasan

Ang molekula ng ozone, ang pormula na ipinakita sa itaas, ay nabuo sa kalikasan sa panahon ng paglabas ng kidlat mula sa oxygen. Bilang karagdagan, ang O 3 ay nabuo sa panahon ng oksihenasyon ng coniferous resin; sinisira nito ang mga nakakapinsalang microorganism at itinuturing na kapaki-pakinabang para sa mga tao.

Nakuha sa laboratoryo

Paano ka makakakuha ng ozone? Ang isang sangkap na ang formula ay O 3 ay nabuo sa pamamagitan ng pagpasa ng isang electric discharge sa pamamagitan ng dry oxygen. Ang proseso ay isinasagawa sa isang espesyal na aparato - isang ozonizer. Ito ay batay sa dalawang glass tubes, na ipinasok sa isa't isa. May metal rod sa loob at spiral sa labas. Sa sandaling nakakonekta sa mataas na boltahe na coil, ang isang discharge ay nangyayari sa pagitan ng panlabas at panloob na mga tubo at ang oxygen ay na-convert sa ozone. Ang isang elemento na ang formula ay ipinakita bilang isang tambalan na may isang polar covalent bond ay nagpapatunay sa allotropy ng oxygen.

Ang proseso ng pag-convert ng oxygen sa ozone ay isang endothermic na reaksyon na nangangailangan ng makabuluhang paggasta ng enerhiya. Dahil sa reversibility ng pagbabagong ito, ang ozone decomposition ay sinusunod, na sinamahan ng pagbawas sa enerhiya ng system.

Mga katangian ng kemikal

Ipinapaliwanag ng pormula ng ozone ang lakas ng pag-oxidizing nito. Nagagawa nitong makipag-ugnayan sa iba't ibang mga sangkap, nawawala ang isang atom ng oxygen sa proseso. Halimbawa, sa isang reaksyon sa potassium iodide sa isang may tubig na kapaligiran, ang oxygen ay inilabas at ang libreng yodo ay nabuo.

Ang molecular formula ng ozone ay nagpapaliwanag sa kakayahang tumugon sa halos lahat ng mga metal. Ang mga pagbubukod ay ginto at platinum. Halimbawa, pagkatapos ipasa ang metal na pilak sa pamamagitan ng ozone, ang pag-itim nito ay sinusunod (isang oksido ay nabuo). Sa ilalim ng impluwensya ng malakas na ahente ng oxidizing na ito, ang pagkasira ng goma ay sinusunod.

Sa stratosphere, ang ozone ay nabuo dahil sa pagkilos ng UV irradiation mula sa Araw, na bumubuo ng ozone layer. Pinoprotektahan ng shell na ito ang ibabaw ng planeta mula sa negatibong epekto solar radiation.

Biological na epekto sa katawan

Ang tumaas na kapasidad ng oxidative ng gaseous substance na ito at ang pagbuo ng mga free oxygen radical ay nagpapahiwatig ng panganib nito sa katawan ng tao. Anong pinsala ang maaaring idulot ng ozone sa mga tao? Sinisira at iniirita nito ang mga tisyu ng mga organ ng paghinga.

Ang ozone ay kumikilos sa kolesterol na nasa dugo, na nagiging sanhi ng atherosclerosis. Kapag ang isang tao ay gumugugol ng mahabang panahon sa isang kapaligiran na naglalaman ng mataas na konsentrasyon ng ozone, nagkakaroon ng kawalan ng katabaan ng lalaki.

Sa ating bansa, ang ahente ng oxidizing na ito ay inuri bilang ang unang (mapanganib) na klase ng mga nakakapinsalang sangkap. Ang average na pang-araw-araw na MPC nito ay hindi dapat lumampas sa 0.03 mg bawat metro kubiko.

Ang toxicity ng ozone, ang posibilidad ng paggamit nito upang sirain ang bakterya at amag, ay aktibong ginagamit para sa pagdidisimpekta. Ang Stratospheric ozone ay isang mahusay na proteksiyon na screen para sa makalupang buhay mula sa ultraviolet radiation.

Tungkol sa mga benepisyo at pinsala ng ozone

Ang sangkap na ito ay matatagpuan sa dalawang layer ng atmospera ng daigdig. Ang tropospheric ozone ay mapanganib para sa mga nabubuhay na nilalang, may negatibong epekto sa mga pananim at puno, at isang bahagi ng urban smog. Ang stratospheric ozone ay nagdudulot ng ilang partikular na benepisyo sa mga tao. Ang pagkabulok nito sa isang may tubig na solusyon ay depende sa pH, temperatura, at kalidad ng kapaligiran. Sa medikal na kasanayan, ginagamit ang ozonized na tubig na may iba't ibang konsentrasyon. Ang ozone therapy ay nagsasangkot ng direktang pakikipag-ugnay ng sangkap na ito sa katawan ng tao. Ang pamamaraan na ito ay unang ginamit noong ikalabinsiyam na siglo. Sinuri ng mga Amerikanong mananaliksik ang kakayahan ng ozone na mag-oxidize ng mga nakakapinsalang mikroorganismo at inirerekomenda na gamitin ng mga doktor ang sangkap na ito sa paggamot ng mga sipon.

Sa ating bansa, ang ozone therapy ay nagsimulang gamitin lamang sa pagtatapos ng huling siglo. Para sa mga layuning panterapeutika, ang ahente ng oxidizing na ito ay nagpapakita ng mga katangian ng isang malakas na bioregulator, na maaaring mapataas ang pagiging epektibo ng mga tradisyonal na pamamaraan, at mapatunayan din ang sarili bilang isang epektibong independiyenteng lunas. Matapos ang pagbuo ng teknolohiya ng ozone therapy, ang mga doktor ay may pagkakataon na epektibong labanan ang maraming sakit. Sa neurology, dentistry, gynecology, therapy, ginagamit ng mga espesyalista ang sangkap na ito upang labanan ang iba't ibang mga impeksiyon. Ang ozone therapy ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagiging simple ng pamamaraan, ang pagiging epektibo nito, mahusay na pagpapaubaya, kakulangan ng side effects, sa mababang halaga.

Konklusyon

Ang Ozone ay isang malakas na ahente ng oxidizing na maaaring labanan ang mga nakakapinsalang mikrobyo. Ang ari-arian na ito ay malawakang ginagamit sa modernong gamot. Sa domestic therapy, ang ozone ay ginagamit bilang isang anti-inflammatory, immunomodulatory, antiviral, bactericidal, anti-stress, at cytostatic agent. Salamat sa kakayahang ibalik ang mga kaguluhan sa metabolismo ng oxygen, nagbibigay ito magagandang pagkakataon para sa therapeutic at preventive na gamot.

Kabilang sa mga makabagong pamamaraan batay sa oxidative na kakayahan ng tambalang ito, itinatampok namin ang intramuscular, intravenous, at subcutaneous na pangangasiwa ng sangkap na ito. Halimbawa, ang paggamot sa mga bedsores, impeksyon sa fungal na balat, paso na may pinaghalong oxygen at ozone ay kinikilala bilang isang epektibong pamamaraan.

Sa mataas na konsentrasyon, ang ozone ay maaaring gamitin bilang isang hemostatic agent. Sa mababang konsentrasyon, nagtataguyod ito ng pagkumpuni, pagpapagaling, at epithelization. Ang sangkap na ito, na natunaw sa asin, ay isang mahusay na tool para sa kalinisan ng panga. Sa modernong gamot sa Europa, ang menor de edad at pangunahing autohemotherapy ay naging laganap. Ang parehong mga pamamaraan ay nagsasangkot ng pagpapakilala ng ozone sa katawan at ang paggamit ng kakayahang mag-oxidizing nito.

Sa kaso ng major autohemotherapy, ang isang ozone solution ng isang naibigay na konsentrasyon ay iniksyon sa ugat ng pasyente. Ang menor de edad na autohemotherapy ay nailalarawan sa pamamagitan ng intramuscular injection ng ozonized na dugo. Bilang karagdagan sa gamot, ang malakas na ahente ng oxidizing na ito ay hinihiling sa paggawa ng kemikal.

MOSCOW, Setyembre 16 – RIA Novosti. Ang International Day for the Preservation of the Ozone Layer, isang manipis na "shield" na nagpoprotekta sa lahat ng buhay sa Earth mula sa nakakapinsalang ultraviolet radiation ng Araw, ay ipinagdiriwang noong Lunes, Setyembre 16 - sa araw na ito ang sikat na Montreal Protocol ay nilagdaan noong 1987.

Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang ozone, o O3, ay isang maputlang asul na gas na nagiging madilim na asul na likido at pagkatapos ay nagiging asul-itim na kristal habang ito ay lumalamig. Sa kabuuan, ang ozone sa atmospera ng planeta ay humigit-kumulang 0.6 bahagi bawat milyon ayon sa dami: nangangahulugan ito, halimbawa, na mayroon lamang 0.6 cubic centimeter ng ozone sa bawat cubic meter ng atmospera. Para sa paghahambing, ang carbon dioxide sa atmospera ay humigit-kumulang 400 bahagi bawat milyon - iyon ay, higit sa dalawang baso para sa parehong cubic meter ng hangin.

Sa katunayan, ang gayong maliit na konsentrasyon ng ozone ay maaaring tawaging isang pagpapala para sa Earth: ang gas na ito, na bumubuo ng nagliligtas-buhay na ozone layer sa taas na 15-30 kilometro, ay hindi gaanong "marangal" sa malapit na paligid ng mga tao. . Ayon sa pag-uuri ng Russia, ang ozone ay kabilang sa mga sangkap ng pinakamataas, unang klase ng peligro - ito ay isang napakalakas na ahente ng oxidizing na labis na nakakalason sa mga tao.

Natulungan ang RIA Novosti na maunawaan ang iba't ibang katangian ng kumplikadong ozone ni Vadim Samoilovich, isang senior researcher sa Laboratory of Catalysis and Gas Electrochemistry ng Faculty of Chemistry ng Lomonosov Moscow State University.

Ozone shield

"Ito ay isang medyo mahusay na pinag-aralan na gas, halos lahat ay pinag-aralan - lahat ay hindi nangyayari, ngunit ang pangunahing bagay (ay kilala) ... Ang Ozone ay may maraming iba't ibang mga aplikasyon. Ngunit huwag kalimutan na, sa pangkalahatan, ang buhay ay bumangon salamat sa ozone layer - ito ay malamang pangunahing punto", sabi ni Samoilovich.

Sa stratosphere, ang ozone ay nabuo mula sa oxygen bilang isang resulta ng mga reaksyon ng photochemical - ang mga naturang reaksyon ay nagsisimula sa ilalim ng impluwensya ng solar radiation. Doon ay mas mataas na ang konsentrasyon ng ozone - mga 8 mililitro kada metro kubiko. Ang gas ay nasisira kapag ito ay "nakasalubong" sa ilang partikular na compound, halimbawa, atomic chlorine at bromine - ito ang mga sangkap na bahagi ng mapanganib na chlorofluorocarbons, na mas kilala bilang freon. Bago ang Montreal Protocol, ginamit ang mga ito, bukod sa iba pang mga bagay, sa industriya ng pagpapalamig at bilang mga propellant sa mga cartridge ng gas.

Noong 2012, nang ipagdiwang ng Montreal Protocol ang ika-25 anibersaryo nito, pinangalanan ng mga eksperto mula sa United Nations Environment Programme (UNEP) ang pagprotekta sa ozone layer bilang isa sa apat na susi. Problemang pangkalikasan, sa solusyon na nagawang makamit ng sangkatauhan makabuluhang tagumpay. Kasabay nito, nabanggit ng UNEP na ang nilalaman ng ozone sa stratosphere ay tumigil sa pagbaba mula noong 1998, at, ayon sa mga pagtataya ng mga siyentipiko, sa pamamagitan ng 2050-2075 maaari itong bumalik sa mga antas na naitala bago ang 1980.

Usok ng ozone

30 kilometro mula sa ibabaw ng Earth, ang ozone ay "kumikilos" nang maayos, ngunit sa troposphere, ang ibabaw na layer, ito ay lumalabas na isang mapanganib na pollutant. Ayon sa UNEP, ang konsentrasyon ng tropospheric ozone sa Northern Hemisphere ay halos triple sa nakalipas na 100 taon, na ginagawa rin itong ikatlong pinakamahalagang "anthropogenic" greenhouse gas.

Dito, ang ozone ay hindi rin inilabas sa atmospera, ngunit nabuo sa ilalim ng impluwensya ng solar radiation sa hangin, na kung saan ay nadumhan na ng ozone "precursors" - nitrogen oxides, volatile hydrocarbons at ilang iba pang mga compound. Sa mga lungsod kung saan ang ozone ay isa sa mga pangunahing bahagi ng smog, ang mga emisyon ng sasakyan ay hindi direktang "may kasalanan" sa hitsura nito.

Hindi lang tao at klima ang nagdurusa sa ground-level ozone. Tinatantya ng UNEP na ang pagbabawas ng mga konsentrasyon ng tropospheric ozone ay maaaring makatulong na mapanatili ang humigit-kumulang 25 milyong tonelada ng bigas, trigo, soybeans at mais na nawawala taun-taon dahil sa gas na ito, na nakakalason sa mga halaman.

Ito ay tiyak na dahil ang ground-level ozone ay hindi na masyadong kapaki-pakinabang na ang mga eksperto mula sa meteorological services at environmental monitoring ay patuloy na sinusubaybayan ang mga konsentrasyon nito sa hangin ng malalaking lungsod, kabilang ang Moscow.

Ang ozone ay kapaki-pakinabang

"Ang isa sa mga napaka-kagiliw-giliw na katangian ng ozone ay bactericidal. Sa mga tuntunin ng aktibidad ng bactericidal, ito ay halos ang una sa lahat ng mga naturang sangkap, chlorine, manganese peroxide, chlorine oxide," ang sabi ni Vadim Samoilovich.

Ang parehong matinding katangian ng ozone, na ginagawa itong isang napakalakas na ahente ng oxidizing, ay nagpapaliwanag sa mga aplikasyon ng gas na ito. Ang ozone ay ginagamit upang isterilisado at disimpektahin ang mga lugar, damit, kagamitan at, siyempre, linisin ang tubig - parehong inumin at pang-industriya at maging ang basurang tubig.

Bilang karagdagan, binibigyang-diin ng eksperto, ang ozone sa maraming bansa ay ginagamit bilang kapalit ng murang luntian sa mga instalasyon para sa pagpapaputi ng selulusa.

"Ang klorin (kapag tumutugon) sa mga organikong bagay ay gumagawa, ayon sa pagkakabanggit, ng isang organochlorine, na higit na nakakalason kaysa sa chlorine lamang. Sa pangkalahatan, ito (ang hitsura ng nakakalason na basura - ed.) ay maiiwasan alinman sa pamamagitan ng matinding pagbabawas ng konsentrasyon ng chlorine, o simpleng pag-aalis nito. Isa sa mga opsyon — pagpapalit ng chlorine ng ozone," paliwanag ni Samoilovich.

Maaari ring i-ozonize ang hangin, at nagbibigay din ito ng mga kawili-wiling resulta - halimbawa, ayon kay Samoilovich, sa Ivanovo, ang mga espesyalista mula sa All-Russian Research Institute of Occupational Safety and Health at ang kanilang mga kasamahan ay nagsagawa ng isang buong serye ng mga pag-aaral kung saan "sa pag-ikot mga tindahan ay idinagdag ang isang tiyak na halaga ng ozone sa mga ordinaryong duct ng bentilasyon.” Bilang isang resulta, ang pagkalat ng mga sakit sa paghinga ay nabawasan, at ang pagiging produktibo ng paggawa, sa kabaligtaran, ay tumaas. Ang ozonation ng hangin sa mga bodega ng pagkain ay maaaring mapataas ang kaligtasan nito, at mayroon ding mga ganitong karanasan sa ibang mga bansa.

Ang ozone ay nakakalason

Ang huli sa paggamit ng ozone ay pareho pa rin - ang toxicity nito. Sa Russia, ang maximum na pinapayagang konsentrasyon (MPC) para sa ozone sa hangin sa atmospera ay 0.16 milligrams bawat metro kubiko, at sa hangin ng lugar ng trabaho - 0.1 milligrams. Samakatuwid, ang sabi ni Samoilovich, ang parehong ozonation ay nangangailangan ng patuloy na pagsubaybay, na lubos na nagpapalubha sa bagay.

"Ang pamamaraan na ito ay medyo kumplikado pa rin. Ibuhos ang isang balde ng ilang uri ng bactericide - ito ay mas simple, ibuhos ito at iyon na, ngunit dito kailangan mong panoorin, dapat mayroong ilang uri ng paghahanda, "sabi ng siyentipiko.

Ang ozone ay nakakapinsala sa katawan ng tao nang dahan-dahan ngunit seryoso - na may matagal na pagkakalantad sa polluted na hangin, ang panganib ng cardiovascular at respiratory disease ay tumataas. Sa pamamagitan ng pagtugon sa kolesterol, bumubuo ito ng mga hindi matutunaw na compound, na humahantong sa pagbuo ng atherosclerosis.

"Sa mga konsentrasyon sa itaas ng pinakamataas na pinahihintulutang antas, maaaring mangyari ang pananakit ng ulo, pangangati ng mga mucous membrane, ubo, pagkahilo, pangkalahatang pagkapagod, at pagbaba ng aktibidad ng puso. Ang nakakalason na ozone sa antas ng lupa ay humahantong sa paglitaw o paglala ng mga sakit sa paghinga; mga bata, matatanda , at ang mga asthmatics ay nasa panganib,” - nabanggit sa website ng Central Aerological Observatory (CAO) ng Roshydromet.

Ang ozone ay sumasabog

Ang ozone ay hindi lamang nakakapinsala sa paglanghap, ngunit ang mga posporo ay dapat ding itago, dahil ang gas na ito ay napakasabog. Ayon sa kaugalian, ang "threshold" para sa mga mapanganib na konsentrasyon ng ozone gas ay itinuturing na 300-350 mililitro bawat litro ng hangin, bagaman ang ilang mga siyentipiko ay nagtatrabaho nang higit pa. mataas na antas, sabi ni Samoilovich. Ngunit ang likidong ozone - ang parehong asul na likido na dumidilim habang lumalamig - ay kusang sumasabog.

Ito ang pumipigil sa paggamit ng likidong ozone bilang isang ahente ng oxidizing sa rocket fuel - ang gayong mga ideya ay lumitaw sa ilang sandali pagkatapos ng simula ng panahon ng kalawakan.

"Ang aming laboratoryo sa unibersidad ay lumitaw nang eksakto sa ideyang ito. Ang bawat rocket fuel ay may sariling calorific value sa reaksyon, iyon ay, kung gaano karaming init ang inilabas kapag ito ay nasusunog, at samakatuwid kung gaano kalakas ang rocket. Kaya, ito ay kilala na ang pinakamakapangyarihang opsyon ay paghaluin ang likidong hydrogen sa likidong ozone... Ngunit may isang sagabal. Ang likidong ozone ay sumasabog, at kusang sumasabog, iyon ay, nang walang anumang nakikitang dahilan", sabi ng isang kinatawan ng Moscow State University.

Ayon sa kanya, ang parehong mga laboratoryo ng Sobyet at Amerikano ay gumugol ng "isang malaking halaga ng pagsisikap at oras sa pagsisikap na gawin itong ligtas (isang relasyon) - ito ay naging imposibleng gawin ito." Naalaala ni Samoilovich na noong ang mga kasamahan mula sa Estados Unidos ay nakakuha ng lalong purong ozone, na "tila" hindi sumabog, "lahat ay humahampas na sa mga kettledrums," ngunit pagkatapos ay ang buong planta ay sumabog at ang trabaho ay tumigil.

"Mayroon kaming mga kaso kung saan, sabihin nating, ang isang prasko na may likidong ozone ay nakaupo at nakatayo, ang likidong nitrogen ay ibinuhos dito, at pagkatapos - alinman sa nitrogen ay kumulo o isang bagay - dumating ka, at kalahati ng pag-install ay nawawala, ang lahat ay nawala. hinipan ng alikabok. Bakit ito sumabog - sino ang nakakaalam," ang sabi ng siyentipiko.

Napansin mo na ba kung gaano kasarap huminga pagkatapos ng ulan? Ang nakakapreskong hangin na ito ay nagbibigay ng ozone sa kapaligiran, na lumilitaw pagkatapos ng ulan. Ano ang sangkap na ito, ano ang mga pag-andar nito, pormula, at ito ba ay talagang kapaki-pakinabang para sa katawan ng tao? Alamin natin ito.

Ano ang ozone?

Alam ng sinumang nag-aral sa high school na ang isang molekula ng oxygen ay binubuo ng dalawang atomo ng elementong kemikal na oxygen. Gayunpaman, ang elementong ito ay may kakayahang bumuo ng isa pang kemikal na tambalan - ozone. Ang pangalang ito ay ibinibigay sa isang sangkap na karaniwang matatagpuan sa anyo ng isang gas (bagama't maaari itong umiral sa lahat ng tatlong estado ng pagsasama-sama).

Ang molekula ng sangkap na ito ay medyo katulad ng oxygen (O 2), ngunit hindi ito binubuo ng dalawa, ngunit ng tatlong mga atomo - O 3.

Kasaysayan ng pagtuklas ng ozone

Ang taong unang nag-synthesize ng ozone ay ang Dutch physicist na si Martin Van Marum.

Siya ang, noong 1785, ay nagsagawa ng isang eksperimento sa pamamagitan ng pagpasa ng isang electric discharge sa hangin. Ang nagresultang gas ay hindi lamang nakakuha ng isang tiyak na amoy, kundi pati na rin ng isang mala-bughaw na tint. Bilang karagdagan, ang bagong sangkap ay naging isang mas malakas na ahente ng oxidizing kaysa sa ordinaryong oxygen. Kaya, nang masuri ang epekto nito sa mercury, natuklasan ni Van Marum na bahagyang nagbago ang metal nito pisikal na katangian, na hindi nangyari sa kanya sa ilalim ng impluwensya ng oxygen.

Sa kabila ng kanyang pagtuklas, hindi naniniwala ang Dutch physicist na ang ozone ay isang espesyal na sangkap. 50 taon lamang pagkatapos ng pagtuklas ni Van Marum, ang Aleman na siyentipiko na si Christian Friedrich Schönbein ay naging seryosong interesado sa ozone. Salamat sa kanya na natanggap ng sangkap na ito ang pangalan nito - ozone (bilang parangal sa salitang Griyego na nangangahulugang "amoy"), at mas malapit na pinag-aralan at inilarawan.

Ozone: pisikal na katangian

Ang sangkap na ito ay may ilang mga katangian. Ang una sa mga ito ay ang kakayahan ng ozone, tulad ng tubig, na umiral sa tatlong estado ng pagsasama-sama.

Ang normal na estado kung saan umiiral ang ozone ay isang mala-bughaw na gas (ito ang nagbibigay kulay sa kalangitan) na may kapansin-pansing metal na aroma. Ang density ng naturang gas ay 2.1445 g/dm³.

Habang bumababa ang temperatura, ang mga molekula ng ozone ay bumubuo ng asul-violet na likido na may density na 1.59 g/cm³ (sa temperatura na -188 °C). Ang likidong O 3 ay kumukulo sa -111.8 °C.

Habang nasa solid state, dumidilim ang ozone, nagiging halos itim na may kakaibang violet-blue tint. Ang density nito ay 1.73 g/cm 3 (sa −195.7 °C). Ang temperatura kung saan nagsisimulang matunaw ang solid ozone ay −197.2 °C.

Ang molekular na timbang ng O 3 ay 48 daltons.

Sa temperatura na 0 °C, ang ozone ay ganap na natutunaw sa tubig, sampung beses na mas mabilis kaysa sa oxygen. Ang pagkakaroon ng mga impurities sa tubig ay maaaring mas mapabilis ang reaksyong ito.

Bilang karagdagan sa tubig, ang ozone ay natutunaw sa freon, na nagpapadali sa transportasyon nito.

Kabilang sa iba pang mga sangkap kung saan ang O3 ay madaling matunaw (sa isang likidong pinagsama-samang estado) ay ang argon, nitrogen, fluorine, methane, carbon dioxide, at carbon tetrachloride.

Mahusay din itong humahalo sa likidong oxygen (sa mga temperatura mula 93 K).

Mga kemikal na katangian ng ozone

Ang molekula ng O3 ay medyo hindi matatag. Para sa kadahilanang ito, sa normal na estado nito ay umiiral ito sa loob ng 10-40 minuto, pagkatapos nito ay nabubulok, na gumagawa ng isang maliit na halaga ng init at oxygen O 2. Ang reaksyong ito ay maaaring mangyari nang mas mabilis kung ang mga catalyst ay isang pagtaas sa temperatura ng kapaligiran o pagbaba sa presyon ng atmospera. Ang pagkabulok ng ozone ay pinadali din ng pakikipag-ugnay nito sa mga metal (maliban sa ginto, platinum at iridium), mga oksido o mga sangkap ng organikong pinagmulan.

Ang pakikipag-ugnayan sa nitric acid ay humihinto sa pagkabulok ng O3. Pinapadali din ito sa pamamagitan ng pag-iimbak ng substance sa temperatura na −78 °C.

Ang pangunahing kemikal na pag-aari ng ozone ay ang oxidizability nito. Ang isa sa mga produkto ng oksihenasyon ay palaging oxygen.

Sa iba't ibang kondisyon Nagagawa ng O 3 na makipag-ugnayan sa halos lahat ng mga sangkap at elemento ng kemikal, na binabawasan ang kanilang toxicity sa pamamagitan ng paggawa ng mga ito sa mga hindi gaanong mapanganib. Halimbawa, ang mga cyanides ay na-oxidized sa mga cyanate, na mas ligtas para sa mga biological na organismo.

Paano nila ito makukuha?

Kadalasan, upang makakuha ng O3, ang oxygen ay nakalantad sa electric current. Upang paghiwalayin ang nagresultang pinaghalong oxygen at ozone, ginagamit nila ang pag-aari ng huli upang matunaw ang mas mahusay kaysa sa O2.

Sa mga laboratoryo ng kemikal, minsan ay nagagawa ang O3 sa pamamagitan ng pagtugon sa isang pinalamig na sulfuric acid concentrate na may barium peroxide.

Sa mga institusyong medikal na gumagamit ng O3 upang mapabuti ang kalusugan ng mga pasyente, ang sangkap na ito ay nakuha sa pamamagitan ng pag-iilaw ng O2 na may ultraviolet light (sa pamamagitan ng paraan, ang sangkap na ito ay nabuo sa parehong paraan sa kapaligiran ng Earth sa ilalim ng impluwensya ng sikat ng araw).

Paggamit ng O3 sa medisina at industriya

Ang simpleng istraktura ng ozone at ang pagkakaroon ng panimulang materyal para sa pagkuha nito ay nakakatulong sa aktibong paggamit ng sangkap na ito sa industriya.

Bilang isang malakas na ahente ng oxidizing, maaari itong magdisimpekta ng mas mahusay kaysa sa chlorine, formaldehyde o ethylene oxide, habang hindi gaanong nakakalason. Samakatuwid, ang O 3 ay kadalasang ginagamit upang isterilisado ang mga medikal na instrumento, kagamitan, uniporme, at maraming gamot.

Sa industriya, ang sangkap na ito ay kadalasang ginagamit para sa paglilinis o pagkuha ng maraming kemikal.

Ang isa pang lugar ng paggamit ay ang pagpapaputi ng papel, tela, at mineral na langis.

Sa industriya ng kemikal, ang O 3 ay hindi lamang nakakatulong upang isterilisado ang mga kagamitan, instrumento at lalagyan, ngunit ginagamit din upang disimpektahin ang mga produkto mismo (mga itlog, butil, karne, gatas) at dagdagan ang buhay ng istante. Sa katunayan, ito ay itinuturing na isa sa mga pinakamahusay na preservatives ng pagkain dahil ito ay hindi nakakalason at non-carcinogenic, at mahusay din sa pagpatay ng mga spore ng amag at iba pang fungi at bacteria.

Sa mga panaderya, ginagamit ang ozone upang pabilisin ang proseso ng pagbuburo ng lebadura.

Gayundin, sa tulong ng O 3, ang mga cognac ay artipisyal na may edad at ang mga mataba na langis ay pino.

Paano nakakaapekto ang ozone sa katawan ng tao?

Dahil sa pagkakatulad na ito sa oxygen, mayroong maling kuru-kuro na ang ozone ay isang sangkap na kapaki-pakinabang sa katawan ng tao. Gayunpaman, hindi ito totoo, dahil ang O3 ay isa sa pinakamalakas na ahente ng oxidizing na maaaring sirain ang mga baga at pumatay sa sinumang makalanghap ng gas na ito nang labis. Ito ay hindi para sa wala na ang estado ng mga organisasyong pangkapaligiran sa bawat bansa ay mahigpit na sinusubaybayan ang konsentrasyon ng ozone sa atmospera.

Kung ang ozone ay lubhang nakakapinsala, kung gayon bakit palaging nagiging mas madaling huminga pagkatapos ng ulan?

Ang katotohanan ay ang isa sa mga katangian ng O 3 ay ang kakayahang pumatay ng bakterya at linisin ang mga sangkap mula sa mga nakakapinsalang impurities. Kapag umuulan dahil sa bagyo, nagsisimulang mabuo ang ozone. Nakakaapekto ang gas na ito Nakakalason na sangkap na nakapaloob sa hangin, sinisira ang mga ito at nililinis ang oxygen mula sa mga impurities na ito. Ito ay para sa kadahilanang ito na ang hangin pagkatapos ng ulan ay napakasariwa at kaaya-aya, at ang kalangitan ay kumukuha ng isang magandang azure na kulay.

Ang mga kemikal na katangian ng ozone, na nagbibigay-daan dito upang linisin ang hangin, Kamakailan lamang aktibong ginagamit upang gamutin ang mga taong nagdurusa sa iba't ibang mga sakit sa paghinga, pati na rin upang linisin ang hangin, tubig, iba't ibang mga pamamaraan sa kosmetiko.

Ngayon, ang mga ozonizer ng sambahayan na naglilinis ng hangin sa bahay gamit ang gas na ito ay medyo aktibong na-advertise. Bagama't ang pamamaraang ito ay tila napaka-epektibo, ang mga siyentipiko ay hindi pa sapat na pinag-aralan ang epekto ng malaking halaga ng ozone-purified na hangin sa katawan. Para sa kadahilanang ito, hindi ka dapat masyadong madala sa ozonation.

Ang mga pisikal na katangian ng ozone ay napaka katangian: ito ay isang madaling sumasabog na gas na may kulay asul. Ang isang litro ng ozone ay tumitimbang ng humigit-kumulang 2 gramo, at hangin - 1.3 gramo. Samakatuwid, ang ozone ay mas mabigat kaysa sa hangin. Ang punto ng pagkatunaw ng ozone ay minus 192.7ºС. Ang "natunaw" na ozone na ito ay isang madilim na asul na likido. Ang ozone "yelo" ay may madilim na asul na kulay na may lilang kulay at kapag ang kapal ay lumampas sa 1 mm ito ay nagiging malabo. Ang kumukulo na punto ng ozone ay minus 112ºС. Sa gaseous state, ang ozone ay diamagnetic, i.e. ay walang mga magnetic na katangian, at sa likidong estado ito ay mahina paramagnetic. Ang solubility ng ozone sa natutunaw na tubig ay 15 beses na mas malaki kaysa sa oxygen at humigit-kumulang 1.1 g/l. Ang 2.5 gramo ng ozone ay natutunaw sa isang litro ng acetic acid sa temperatura ng silid. Mahusay din itong natutunaw sa mahahalagang langis, turpentine, at carbon tetrachloride. Ang amoy ng ozone ay nadarama sa mga konsentrasyon na higit sa 15 µg/m3 ng hangin. Sa kaunting mga konsentrasyon ito ay itinuturing bilang isang "amoy ng pagiging bago"; sa mas mataas na mga konsentrasyon ito ay nakakakuha ng isang matalim, nakakainis na kulay.

Ang ozone ay nabuo mula sa oxygen ayon sa sumusunod na formula: 3O2 + 68 kcal → 2O3. Mga klasikong halimbawa pagbuo ng ozone: sa ilalim ng impluwensya ng kidlat sa panahon ng bagyo; Sa ilalim ng impluwensiya sikat ng araw sa itaas na mga layer ng atmospera. Ang ozone ay maaari ding mabuo sa anumang proseso na sinamahan ng paglabas ng atomic oxygen, halimbawa, sa panahon ng agnas ng hydrogen peroxide. Pang-industriya ozone synthesis ay nagsasangkot ng paggamit ng mga de-koryenteng discharges sa mababang temperatura. Ang mga teknolohiya para sa paggawa ng ozone ay maaaring magkaiba sa isa't isa. Kaya, upang makagawa ng ozone na ginagamit para sa mga layuning medikal, tanging purong (walang mga dumi) na medikal na oxygen ang ginagamit. Ang paghihiwalay ng nagreresultang ozone mula sa mga dumi ng oxygen ay kadalasang hindi mahirap dahil sa mga pagkakaiba sa pisikal na katangian (mas madaling matunaw ang ozone). Kung ang ilang mga parameter ng husay at dami ng reaksyon ay hindi kinakailangan, kung gayon ang pagkuha ng ozone ay hindi nagpapakita ng anumang partikular na kahirapan.

Ang molekula ng O3 ay hindi matatag at medyo mabilis na nagiging O2 sa paglabas ng init. Sa maliliit na konsentrasyon at walang mga dayuhang dumi, ang ozone ay dahan-dahang nabubulok, sa malalaking konsentrasyon ay nabubulok ito nang paputok. Ang alkohol ay agad na nag-aapoy sa pakikipag-ugnay dito. Pag-init at pakikipag-ugnay sa ozone na may kahit na minutong dami ng substrate ng oksihenasyon ( organikong bagay, ang ilang mga metal o ang kanilang mga oxide) ay mabilis na nagpapabilis sa pagkabulok nito. Maaaring mapangalagaan ang ozone matagal na panahon sa − 78ºС sa pagkakaroon ng isang stabilizer (isang maliit na halaga ng HNO3), pati na rin sa mga sisidlan na gawa sa salamin, ilang mga plastik o marangal na metal.

Ang Ozone ay ang pinakamalakas na ahente ng oxidizing. Ang dahilan para sa hindi pangkaraniwang bagay na ito ay nakasalalay sa katotohanan na ang atomic oxygen ay nabuo sa panahon ng proseso ng pagkabulok. Ang nasabing oxygen ay mas agresibo kaysa sa molekular na oxygen, dahil sa molekula ng oxygen ang kakulangan ng mga electron sa panlabas na antas dahil sa kanilang kolektibong paggamit ng molecular orbital ay hindi gaanong kapansin-pansin.

Noong ika-18 siglo, napansin na ang mercury sa pagkakaroon ng ozone ay nawawala ang kinang nito at dumidikit sa salamin, i.e. nag-oxidize. At kapag ang ozone ay dumaan sa isang may tubig na solusyon ng potassium iodide, ang iodine gas ay nagsisimulang ilabas. Ang parehong "mga trick" ay hindi gumana sa purong oxygen. Kasunod nito, natuklasan ang mga katangian ng ozone, na agad na pinagtibay ng sangkatauhan: ang ozone ay naging isang mahusay na antiseptiko, mabilis na inalis ng ozone ang mga organikong sangkap ng anumang pinagmulan (mga pabango at kosmetiko, biological fluid) mula sa tubig, nagsimulang malawakang ginagamit sa industriya at pang-araw-araw na buhay, at napatunayan ang sarili bilang isang alternatibo sa isang dental drill.

Sa ika-21 siglo, ang paggamit ng ozone sa lahat ng bahagi ng buhay at aktibidad ng tao ay lumalaki at umuunlad, at samakatuwid ay nasasaksihan natin ang pagbabago nito mula sa kakaiba tungo sa isang pamilyar na kasangkapan para sa pang-araw-araw na gawain. OZONE O3, allotropic form ng oxygen.

Paghahanda at pisikal na katangian ng ozone.

Unang nalaman ng mga siyentipiko ang tungkol sa pagkakaroon ng hindi kilalang gas nang magsimula silang mag-eksperimento sa mga electrostatic machine. Nangyari ito noong ika-17 siglo. Pero nagsimula na kaming mag-aral bagong gas lamang sa katapusan ng susunod na siglo. Noong 1785, nakuha ng Dutch physicist na si Martin van Marum ang ozone sa pamamagitan ng pagpasa ng mga electric spark sa pamamagitan ng oxygen. Ang pangalang ozone ay lumitaw lamang noong 1840; ito ay naimbento ng Swiss chemist na si Christian Schönbein, na nagmula sa Greek ozon - amoy. Sa pamamagitan ng komposisyong kemikal ang gas na ito ay hindi naiiba sa oxygen, ngunit mas agresibo. Kaya, agad itong nag-oxidize ng walang kulay na potassium iodide, naglalabas ng brown iodine; Ginamit ni Schönbein ang reaksyong ito upang matukoy ang ozone sa pamamagitan ng antas ng pagka-bughaw ng papel na ibinabad sa isang solusyon ng potassium iodide at starch. Kahit na ang mercury at pilak, na hindi aktibo sa temperatura ng silid, ay na-oxidized sa pagkakaroon ng ozone.

Ito ay lumabas na ang mga molekula ng ozone, tulad ng oxygen, ay binubuo lamang ng mga atomo ng oxygen, ngunit hindi dalawa, ngunit tatlo. Ang oxygen O2 at ozone O3 ay ang tanging halimbawa ng pagbuo ng isa elemento ng kemikal dalawang gas (sa ilalim ng normal na kondisyon) simpleng mga sangkap. Sa molekula ng O3, ang mga atomo ay matatagpuan sa isang anggulo, kaya ang mga molekulang ito ay polar. Ang ozone ay nakuha bilang isang resulta ng "pagdikit" ng mga libreng atom ng oxygen sa mga molekula ng O2, na nabuo mula sa mga molekula ng oxygen sa ilalim ng impluwensya ng mga paglabas ng kuryente, ultraviolet ray, gamma ray, mabilis na mga electron at iba pang mga particle na may mataas na enerhiya. Palaging may amoy ng ozone malapit sa nagpapatakbo ng mga de-koryenteng makina, kung saan ang mga brush ay "spark," at malapit sa bactericidal mercury-quartz lamp na naglalabas ng ultraviolet light. Ang mga atomo ng oxygen ay inilabas din sa panahon ng ilang mga reaksiyong kemikal. Ang ozone ay nabuo sa maliit na dami sa panahon ng electrolysis ng acidified na tubig, sa panahon ng mabagal na oksihenasyon ng wet white phosphorus sa hangin, sa panahon ng agnas ng mga compound na may mataas na oxygen na nilalaman (KMnO4, K2Cr2O7, atbp.), Sa panahon ng pagkilos ng fluorine sa tubig o puro sulfuric acid sa barium peroxide. Ang mga atomo ng oxygen ay palaging naroroon sa apoy, kaya kung ididirekta mo ang isang stream ng naka-compress na hangin sa apoy ng isang burner ng oxygen, ang katangian ng amoy ng ozone ay makikita sa hangin.

Ang reaksyon na 3O2 → 2O3 ay mataas ang endothermic: upang makakuha ng 1 mole ng ozone, 142 kJ ang dapat ubusin. Ang kabaligtaran na reaksyon ay nangyayari sa pagpapalabas ng enerhiya at isinasagawa nang napakadali. Alinsunod dito, ang ozone ay hindi matatag. Sa kawalan ng mga impurities, ang ozone gas ay mabagal na nabubulok sa temperatura na 70° C at mabilis na higit sa 100° C. Ang rate ng ozone decomposition ay tumataas nang malaki sa pagkakaroon ng mga catalyst. Maaari silang maging mga gas (halimbawa, nitric oxide, chlorine), at maraming solido (kahit na ang mga dingding ng isang sisidlan). Samakatuwid, ang purong ozone ay mahirap makuha, at ang pagtatrabaho dito ay mapanganib dahil sa posibilidad ng pagsabog.

Hindi kataka-taka na sa loob ng maraming dekada pagkatapos ng pagtuklas ng ozone, kahit na ang mga pangunahing pisikal na pare-pareho nito ay hindi alam: sa mahabang panahon walang nakakuha ng purong osono. Gaya ng isinulat ni D.I. Mendeleev sa kanyang aklat-aralin na Fundamentals of Chemistry, "sa lahat ng paraan ng paghahanda ng ozone gas, ang nilalaman nito sa oxygen ay palaging hindi gaanong mahalaga, kadalasan ay ilang ikasampu lamang ng isang porsyento, bihirang 2%, at sa napakababang temperatura lamang ito naaabot. 20%.” Noong 1880 lamang nakuha ng mga Pranses na siyentipiko na sina J. Gotfeil at P. Chappuis ang ozone mula sa purong oxygen sa temperatura na minus 23 ° C. Ito ay naka-out na sa isang makapal na layer ozone ay may magandang asul na kulay. Kapag ang cooled ozonated oxygen ay dahan-dahang na-compress, ang gas ay naging madilim na asul, at pagkatapos ng mabilis na pagpapakawala ng presyon, ang temperatura ay bumaba pa at ang dark purple droplets ng likidong ozone ay nabuo. Kung ang gas ay hindi pinalamig o na-compress nang mabilis, ang ozone kaagad, na may isang dilaw na flash, ay naging oxygen.

Nang maglaon, binuo ang isang maginhawang paraan para sa ozone synthesis. Kung ang isang puro solusyon ng perchloric, phosphoric o sulfuric acid ay sumailalim sa electrolysis na may cooled platinum o lead(IV) oxide anode, ang gas na inilabas sa anode ay maglalaman ng hanggang 50% ozone. Ang mga pisikal na pare-pareho ng ozone ay pinino rin. Mas madaling tumutunaw ito kaysa sa oxygen - sa temperatura na -112° C (oxygen - sa -183° C). Sa -192.7° C, tumitigas ang ozone. Ang solid ozone ay asul-itim ang kulay.

Ang mga eksperimento sa ozone ay mapanganib. Ang ozone gas ay maaaring sumabog kung ang konsentrasyon nito sa hangin ay lumampas sa 9%. Ang likido at solidong ozone ay mas madaling sumabog, lalo na kapag nakikipag-ugnayan sa mga sangkap na nag-o-oxidize. Ang ozone ay maaaring maimbak sa mababang temperatura sa anyo ng mga solusyon sa fluorinated hydrocarbons (freons). Ang ganitong mga solusyon ay asul na kulay.

Mga kemikal na katangian ng ozone.

Ang ozone ay nailalarawan sa pamamagitan ng napakataas na reaktibiti. Ang Ozone ay isa sa pinakamalakas na oxidizing agent at pangalawa sa bagay na ito sa fluorine at oxygen fluoride OF2. Ang aktibong prinsipyo ng ozone bilang isang oxidizing agent ay atomic oxygen, na nabuo sa panahon ng pagkabulok ng ozone molecule. Samakatuwid, kumikilos bilang isang ahente ng oxidizing, ang molekula ng ozone, bilang panuntunan, ay "gumagamit" lamang ng isang atom ng oxygen, at ang iba pang dalawa ay inilabas sa anyo ng libreng oxygen, halimbawa, 2KI + O3 + H2O → I2 + 2KOH + O2. Ang oksihenasyon ng maraming iba pang mga compound ay nangyayari din. Gayunpaman, may mga pagbubukod kapag ang molekula ng ozone ay gumagamit ng lahat ng tatlong atomo ng oxygen na mayroon ito para sa oksihenasyon, halimbawa, 3SO2 + O3 → 3SO3; Na2S + O3 → Na2SO3.

Ang isang napakahalagang pagkakaiba sa pagitan ng ozone at oxygen ay ang ozone ay nagpapakita ng mga katangian ng oxidizing na nasa temperatura ng silid. Halimbawa, ang PbS at Pb(OH)2 ay hindi tumutugon sa oxygen sa ilalim ng normal na mga kondisyon, habang sa pagkakaroon ng ozone ang sulfide ay na-convert sa PbSO4, at ang hydroxide sa PbO2. Kung ang isang puro ammonia solution ay ibinuhos sa isang sisidlan na may ozone, lilitaw ang puting usok - ito ay ozone oxidizing ammonia upang bumuo ng ammonium nitrite NH4NO2. Ang partikular na katangian ng ozone ay ang kakayahang "itim" ang mga bagay na pilak sa pagbuo ng AgO at Ag2O3.

Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isang electron at pagiging isang negatibong ion O3-, ang molekula ng ozone ay nagiging mas matatag. Ang "Ozone acid salts" o ozonides na naglalaman ng mga naturang anion ay kilala sa mahabang panahon - sila ay nabuo ng lahat ng alkali metal maliban sa lithium, at ang katatagan ng ozonides ay tumataas mula sa sodium hanggang cesium. Ang ilang mga ozonides ng alkaline earth metal ay kilala rin, halimbawa, Ca(O3)2. Kung ang isang stream ng ozone gas ay nakadirekta sa ibabaw ng isang solid dry alkali, isang orange-red crust na naglalaman ng ozonides ay nabuo, halimbawa, 4KOH + 4O3 → 4KO3 + O2 + 2H2O. Kasabay nito, ang solid alkali ay epektibong nagbubuklod sa tubig, na nagpoprotekta sa ozonide mula sa agarang hydrolysis. Gayunpaman, sa labis na tubig, ang mga ozonides ay mabilis na nabubulok: 4KO3+ 2H2O → 4KOH + 5O2. Nagaganap din ang pagkabulok sa panahon ng pag-iimbak: 2KO3 → 2KO2 + O2. Ang mga ozonides ay lubos na natutunaw sa likidong ammonia, na naging posible upang ihiwalay ang mga ito sa kanilang dalisay na anyo at pag-aralan ang kanilang mga katangian.

Karaniwang nasisira ang mga organikong sangkap kung saan nagkakaroon ng ozone. Kaya, ang ozone, hindi tulad ng chlorine, ay may kakayahang hatiin ang singsing ng benzene. Kapag nagtatrabaho sa ozone, hindi ka maaaring gumamit ng mga tubo at hose ng goma - agad silang magiging tumutulo. Ang mga reaksyon ng ozone na may mga organikong compound ay naglalabas ng malaking halaga ng enerhiya. Halimbawa, ang eter, alkohol, cotton wool na ibinabad sa turpentine, methane at maraming iba pang mga sangkap ay kusang nag-aapoy kapag nakikipag-ugnayan sa ozonated na hangin, at ang paghahalo ng ozone sa ethylene ay humahantong sa isang malakas na pagsabog.

Paglalapat ng ozone.

Ang ozone ay hindi palaging "nagsusunog" ng organikong bagay; sa ilang mga kaso posible na magsagawa ng mga tiyak na reaksyon na may mataas na dilute ozone. Halimbawa, kapag ang oleic acid ay na-ozonated (ito ay matatagpuan sa maraming dami sa mga langis ng gulay), ang azelaic acid na HOOC(CH2)7COOH ay nabuo, na ginagamit upang makagawa ng mataas na kalidad na lubricating oils, synthetic fibers at plasticizer para sa mga plastik. Ang adipic acid ay nakuha nang katulad, na ginagamit sa synthesis ng naylon. Noong 1855, natuklasan ni Schönbein ang reaksyon ng mga unsaturated compound na naglalaman ng dobleng C=C bond na may ozone, ngunit noong 1925 lamang itinatag ng German chemist na si H. Staudinger ang mekanismo ng reaksyong ito. Ang isang molekula ng ozone ay nakakabit sa isang dobleng bono upang bumuo ng isang ozonide - sa pagkakataong ito ay organiko, at isang atom ng oxygen ang pumapalit sa isa sa mga bono ng C=C, at isang pangkat -O-O- ang pumapalit sa isa pa. Bagaman ang ilang mga organic na ozonides ay nakahiwalay sa purong anyo (halimbawa, ethylene ozonide), ang reaksyong ito ay karaniwang isinasagawa sa isang dilute na solusyon, dahil ang mga libreng ozonides ay napaka hindi matatag na mga eksplosibo. Ang reaksyon ng ozonation ng mga unsaturated compound ay pinahahalagahan ng mga organikong chemist; Ang mga problema sa reaksyong ito ay madalas na inaalok kahit sa mga kumpetisyon sa paaralan. Ang katotohanan ay kapag ang ozonide ay nabubulok sa tubig, dalawang aldehyde o ketone molecule ang nabuo, na madaling makilala at higit pang maitatag ang istraktura ng orihinal na unsaturated compound. Kaya, ang mga chemist sa simula ng ika-20 siglo ay nagtatag ng istraktura ng maraming mahahalagang organikong compound, kabilang ang mga natural, na naglalaman ng C=C bond.

Ang isang mahalagang lugar ng paggamit ng ozone ay ang pagdidisimpekta ng inuming tubig. Kadalasan ang tubig ay chlorinated. Gayunpaman, ang ilang mga impurities sa tubig sa ilalim ng impluwensya ng murang luntian ay nagiging mga compound na may napaka hindi kanais-nais na amoy. Samakatuwid, matagal nang iminungkahi na palitan ang chlorine ng ozone. Ang ozonated na tubig ay hindi nakakakuha ng anumang banyagang amoy o lasa; Kapag maraming mga organikong compound ang ganap na na-oxidized ng ozone, carbon dioxide at tubig lamang ang nabubuo. Nilinis ng ozone at wastewater. Ang mga produkto ng ozone oxidation ng kahit na mga pollutant gaya ng phenols, cyanides, surfactants, sulfites, chloramines ay hindi nakakapinsala, walang kulay at walang amoy na mga compound. Ang sobrang ozone ay mabilis na nadidisintegrate upang bumuo ng oxygen. Gayunpaman, ang water ozonation ay mas mahal kaysa sa chlorination; Bilang karagdagan, ang ozone ay hindi maaaring dalhin at dapat gawin sa punto ng paggamit.

Ozone sa kapaligiran.

Mayroong maliit na ozone sa kapaligiran ng Earth - 4 bilyong tonelada, i.e. sa average lamang 1 mg/m3. Ang konsentrasyon ng ozone ay tumataas nang may distansya mula sa ibabaw ng Earth at umabot sa maximum sa stratosphere, sa taas na 20-25 km - ito ang "ozone layer". Kung ang lahat ng ozone mula sa atmospera ay nakolekta sa ibabaw ng Earth sa normal na presyon, ang resultang layer ay magiging 2-3 mm lamang ang kapal. At ang gayong maliit na halaga ng ozone sa hangin ay talagang sumusuporta sa buhay sa Earth. Ang Ozone ay lumilikha ng isang "proteksiyon na screen" na pumipigil sa matitigas na ultraviolet rays mula sa pag-abot sa ibabaw ng Earth. sinag ng araw, mapanira para sa lahat ng nabubuhay na bagay.

SA huling mga dekada malaking atensyon nakatutok sa hitsura ng tinatawag na "ozone holes" - mga lugar na may makabuluhang nabawasan na nilalaman ng stratospheric ozone. Sa pamamagitan ng gayong "tumatas" na kalasag, ang mas matinding ultraviolet radiation mula sa Araw ay umaabot sa ibabaw ng Earth. Kaya naman matagal nang sinusubaybayan ng mga siyentipiko ang ozone sa atmospera. Noong 1930, ang Ingles na geophysicist na si S. Chapman, upang ipaliwanag ang patuloy na konsentrasyon ng ozone sa stratosphere, ay nagmungkahi ng isang scheme ng apat na reaksyon (ang mga reaksyong ito ay tinatawag na Chapman cycle, kung saan ang M ay nangangahulugang anumang atom o molekula na nagdadala ng labis na enerhiya) :

O + O + M → O2 + M

O + O3 → 2O2

O3 → O2 + O.

Ang una at ika-apat na reaksyon ng siklo na ito ay photochemical, nangyayari ito sa ilalim ng impluwensya ng solar radiation. Upang mabulok ang isang molekula ng oxygen sa mga atomo, ang radiation na may wavelength na mas mababa sa 242 nm ay kinakailangan, habang ang ozone ay nawasak kapag ang liwanag ay nasisipsip sa rehiyon na 240-320 nm (ang huli na reaksyon ay tiyak na nagpoprotekta sa atin mula sa matitigas na ultraviolet radiation, dahil ang oxygen ay hindi sumisipsip sa parang multo na rehiyon). Ang natitirang dalawang reaksyon ay thermal, i.e. pumunta nang walang impluwensya ng liwanag. Napakahalaga na ang ikatlong reaksyon, na humahantong sa pagkawala ng osono, ay may activation energy; nangangahulugan ito na ang rate ng naturang reaksyon ay maaaring tumaas sa pamamagitan ng pagkilos ng mga catalyst. Tulad ng nangyari, ang pangunahing catalyst para sa ozone decomposition ay nitric oxide NO. Ito ay nabuo sa itaas na mga layer ng atmospera mula sa nitrogen at oxygen sa ilalim ng impluwensya ng pinakamalupit na solar radiation. Sa sandaling nasa ozonosphere, pumapasok ito sa isang cycle ng dalawang reaksyon O3 + NO → NO2 + O2, NO2 + O → NO + O2, bilang isang resulta kung saan ang nilalaman nito sa atmospera ay hindi nagbabago, at ang nakatigil na konsentrasyon ng ozone ay bumababa. Mayroong iba pang mga cycle na humahantong sa isang pagbawas sa nilalaman ng ozone sa stratosphere, halimbawa, na may partisipasyon ng chlorine:

Cl + O3 → ClO + O2

ClO + O → Cl + O2.

Ang ozone ay sinisira din ng alikabok at mga gas na pumapasok sa atmospera sa maraming dami sa panahon ng pagsabog ng bulkan. Kamakailan, iminungkahi na ang ozone ay mabisa rin sa pagsira ng hydrogen na inilabas mula sa crust ng lupa. Ang kumbinasyon ng lahat ng mga reaksyon ng pagbuo at pagkabulok ng ozone ay humahantong sa katotohanan na ang average na buhay ng isang molekula ng ozone sa stratosphere ay halos tatlong oras.

Ito ay pinaniniwalaan na bilang karagdagan sa natural, mayroon ding mga artipisyal na kadahilanan na nakakaapekto sa ozone layer. ayos lang sikat na halimbawa- mga freon, na pinagmumulan ng mga chlorine atoms. Ang mga freon ay mga hydrocarbon kung saan ang mga atomo ng hydrogen ay pinapalitan ng mga atomo ng fluorine at klorin. Ginagamit ang mga ito sa teknolohiya ng pagpapalamig at para sa pagpuno ng mga lata ng aerosol. Sa bandang huli, ang mga freon ay pumapasok sa hangin at dahan-dahang tumataas nang mas mataas kasama ng mga agos ng hangin, sa wakas ay umabot sa ozone layer. Nabubulok sa ilalim ng impluwensya ng solar radiation, ang mga freon mismo ay nagsisimulang catalytically decompose ozone. Hindi pa alam kung gaano kalaki ang dapat sisihin ng mga freon sa “ozone hole,” at, gayunpaman, matagal nang ginawa ang mga hakbang upang limitahan ang kanilang paggamit.

Ipinapakita ng mga kalkulasyon na sa 60-70 taon, ang konsentrasyon ng ozone sa stratosphere ay maaaring bumaba ng 25%. At sa parehong oras, ang konsentrasyon ng ozone sa layer ng lupa - ang troposphere - ay tataas, na masama rin, dahil ang ozone at ang mga produkto ng mga pagbabagong-anyo nito sa hangin ay lason. Ang pangunahing pinagmumulan ng ozone sa troposphere ay ang paglipat ng stratospheric ozone na may mga masa ng hangin sa mas mababang mga layer. Bawat taon, humigit-kumulang 1.6 bilyong tonelada ng ozone ang pumapasok sa layer ng lupa. Ang buhay ng isang molekula ng ozone sa ibabang bahagi ng atmospera ay mas mahaba - higit sa 100 araw, dahil ang intensity ng ultraviolet solar radiation na sumisira sa ozone ay mas mababa sa layer ng lupa. Kadalasan mayroong napakakaunting ozone sa troposphere: sa malinis na sariwang hangin ang konsentrasyon nito ay katamtaman lamang ng 0.016 μg/l. Ang konsentrasyon ng ozone sa hangin ay nakasalalay hindi lamang sa altitude, kundi pati na rin sa lupain. Kaya, palaging may mas maraming ozone sa mga karagatan kaysa sa lupa, dahil mas mabagal ang pagkabulok ng ozone doon. Ang mga sukat sa Sochi ay nagpakita na ang hangin malapit sa baybayin ng dagat ay naglalaman ng 20% ​​na higit na ozone kaysa sa isang kagubatan na 2 km mula sa baybayin.

Ang mga modernong tao ay humihinga ng mas maraming ozone kaysa sa kanilang mga ninuno. Ang pangunahing dahilan nito ay ang pagtaas ng dami ng methane at nitrogen oxides sa hangin. Kaya, ang nilalaman ng methane sa atmospera ay patuloy na tumataas mula noong kalagitnaan ng ika-19 na siglo, nang magsimula ang paggamit ng natural na gas. Sa isang kapaligiran na polluted na may nitrogen oxides, ang methane ay pumapasok kumplikadong kadena pagbabagong-anyo na kinasasangkutan ng oxygen at singaw ng tubig, ang resulta nito ay maaaring ipahayag sa pamamagitan ng equation na CH4 + 4O2 → HCHO + H2O + 2O3. Ang iba pang mga hydrocarbon ay maaari ding kumilos bilang methane, halimbawa, ang mga nilalaman ng mga gas na tambutso ng kotse sa panahon ng hindi kumpletong pagkasunog ng gasolina. Bilang resulta, ang konsentrasyon ng ozone sa hangin ng malalaking lungsod ay tumaas ng sampung beses sa nakalipas na mga dekada.

Ito ay palaging pinaniniwalaan na sa panahon ng isang bagyo, ang konsentrasyon ng ozone sa hangin ay tumataas nang husto, dahil ang kidlat ay nagtataguyod ng conversion ng oxygen sa ozone. Sa katunayan, ang pagtaas ay hindi gaanong mahalaga, at hindi ito nangyayari sa panahon ng bagyo, ngunit ilang oras bago ito. Sa panahon ng bagyo at ilang oras pagkatapos nito, bumababa ang konsentrasyon ng ozone. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na bago ang isang bagyo ay mayroong isang malakas na vertical na paghahalo ng mga masa ng hangin, upang ang isang karagdagang halaga ng ozone ay nagmumula sa itaas na mga layer. Bilang karagdagan, bago ang isang bagyo, ang lakas ng electric field ay tumataas, at ang mga kondisyon ay nilikha para sa pagbuo ng isang paglabas ng corona sa mga dulo ng iba't ibang mga bagay, halimbawa, ang mga dulo ng mga sanga. Nag-aambag din ito sa pagbuo ng ozone. At pagkatapos, habang umuunlad ang isang ulap ng kulog, ang malalakas na agos ng hangin sa itaas ay lumalabas sa ilalim nito, na nagpapababa ng nilalaman ng ozone nang direkta sa ibaba ng ulap.

Ang isang kagiliw-giliw na tanong ay tungkol sa nilalaman ng ozone sa hangin ng mga koniperong kagubatan. Halimbawa, sa Course of Inorganic Chemistry ni G. Remy, mababasa mo na ang "ozonized air of coniferous forest" ay isang fiction. Ganoon ba? Siyempre, walang halaman ang gumagawa ng ozone. Ngunit ang mga halaman, lalo na ang mga conifer, ay naglalabas ng maraming pabagu-bago ng mga organikong compound sa hangin, kabilang ang mga unsaturated hydrocarbon ng terpene class (marami sa kanila ang nasa turpentine). Kaya, sa isang mainit na araw, ang pine ay naglalabas ng 16 micrograms ng terpenes kada oras para sa bawat gramo ng tuyong timbang ng mga karayom. Ang mga terpene ay inilabas hindi lamang ng mga conifer, kundi pati na rin ng ilang mga nangungulag na puno, kabilang ang poplar at eucalyptus. At ang ilang mga tropikal na puno ay may kakayahang maglabas ng 45 mcg ng terpenes bawat 1 g ng tuyong masa ng mga dahon kada oras. Bilang resulta, ang isang ektarya ng coniferous forest ay maaaring maglabas ng hanggang 4 kg ng organikong bagay bawat araw, at humigit-kumulang 2 kg ng deciduous forest. Ang kagubatan na lugar ng Earth ay milyun-milyong ektarya, at lahat ng mga ito ay naglalabas ng daan-daang libong tonelada ng iba't ibang mga hydrocarbon, kabilang ang mga terpenes, bawat taon. At ang mga hydrocarbon, tulad ng ipinakita sa halimbawa ng mitein, sa ilalim ng impluwensya ng solar radiation at sa pagkakaroon ng iba pang mga impurities ay nag-aambag sa pagbuo ng ozone. Tulad ng ipinakita ng mga eksperimento, ang terpenes, sa ilalim ng angkop na mga kondisyon, ay talagang aktibong kasangkot sa cycle ng atmospheric photochemical reactions sa pagbuo ng ozone. Kaya ang ozone sa isang koniperong kagubatan ay hindi isang kathang-isip, ngunit isang eksperimentong katotohanan.

Ozone at kalusugan.

Kay sarap mamasyal pagkatapos ng bagyo! Malinis at sariwa ang hangin, ang nakakapagpasiglang mga agos nito ay tila umaagos sa baga nang walang anumang pagsisikap. "Ito ay amoy ozone," madalas nilang sinasabi sa mga ganitong kaso. "Napakabuti para sa kalusugan." Ganoon ba?

Sa isang pagkakataon, ang ozone ay tiyak na itinuturing na kapaki-pakinabang sa kalusugan. Ngunit kung ang konsentrasyon nito ay lumampas sa isang tiyak na threshold, maaari itong maging sanhi ng masa hindi kasiya-siyang kahihinatnan. Depende sa konsentrasyon at oras ng paglanghap, ang ozone ay nagdudulot ng mga pagbabago sa baga, pangangati ng mauhog lamad ng mata at ilong, sakit ng ulo, pagkahilo, at pagbaba ng presyon ng dugo; Binabawasan ng ozone ang resistensya ng katawan sa mga impeksyon sa respiratory tract ng bacterial. Ang maximum na pinapayagang konsentrasyon sa hangin ay 0.1 μg/l lamang, na nangangahulugan na ang ozone ay mas mapanganib kaysa sa murang luntian! Kung gumugugol ka ng ilang oras sa isang silid na may konsentrasyon ng ozone na 0.4 μg/l lamang, maaaring lumitaw ang pananakit ng dibdib, ubo, insomnia, at maaaring bumaba ang visual acuity. Kung huminga ka ng ozone sa mahabang panahon sa isang konsentrasyon na higit sa 2 μg/l, ang mga kahihinatnan ay maaaring maging mas malala - kahit na torpor at pagbaba sa aktibidad ng puso. Kapag ang nilalaman ng ozone ay 8-9 μg/l, nangyayari ang pulmonary edema pagkatapos ng ilang oras, na puno ng nakamamatay. Ngunit ang napakaliit na halaga ng isang sangkap ay kadalasang mahirap suriin gamit ang maginoo na mga kemikal na pamamaraan. Sa kabutihang palad, nararamdaman ng isang tao ang pagkakaroon ng ozone kahit na sa napakababang konsentrasyon - mga 1 μg/l, kung saan ang papel na yodo ng almirol ay hindi pa magiging asul. Sa ilang mga tao, ang amoy ng ozone sa mababang konsentrasyon ay kahawig ng amoy ng murang luntian, sa iba - sa sulfur dioxide, sa iba - sa bawang.

Hindi lang ang ozone mismo ang nakakalason. Sa pakikilahok nito sa hangin, halimbawa, ang peroxyacetyl nitrate (PAN) CH3-CO-OONO2 ay nabuo - isang sangkap na may malakas na irritant, kabilang ang paggawa ng luha, epekto, nagpapahirap sa paghinga, at sa mas mataas na konsentrasyon na nagiging sanhi ng paralisis ng puso. Ang PAN ay isa sa mga bahagi ng tinatawag na photochemical smog na nabuo sa tag-araw sa maruming hangin (ang salitang ito ay nagmula sa Ingles na usok - usok at fog - fog). Ang konsentrasyon ng ozone sa smog ay maaaring umabot sa 2 µg/l, na 20 beses na higit sa maximum na pinapayagang limitasyon. Dapat din itong isaalang-alang na ang pinagsamang epekto ng ozone at nitrogen oxides sa hangin ay sampu-sampung beses na mas malakas kaysa sa bawat sangkap nang hiwalay. Ito ay hindi nakakagulat na ang mga kahihinatnan ng naturang smog in malalaking lungsod ay maaaring maging sakuna, lalo na kung ang hangin sa itaas ng lungsod ay hindi tinatangay ng mga "draft" at isang stagnant zone ay nabuo. Kaya, sa London noong 1952, mahigit 4,000 katao ang namatay dahil sa smog sa loob ng ilang araw. At ang smog sa New York noong 1963 ay pumatay ng 350 katao. May mga katulad na kwento sa Tokyo, iba pa mga pangunahing lungsod. Hindi lang mga tao ang nagdurusa sa atmospheric ozone. Ipinakita ng mga Amerikanong mananaliksik, halimbawa, na sa mga lugar na may mataas na antas ng ozone sa hangin, ang oras ng serbisyo gulong ng sasakyan at iba pang produktong goma ay makabuluhang nabawasan.

Paano bawasan ang nilalaman ng ozone sa layer ng lupa? Halos hindi makatotohanang bawasan ang paglabas ng methane sa atmospera. May nananatiling isa pang paraan - upang mabawasan ang mga paglabas ng nitrogen oxides, kung wala ito ang cycle ng mga reaksyon na humahantong sa ozone ay hindi maaaring magpatuloy. Ang landas na ito ay hindi rin madali, dahil ang mga nitrogen oxide ay ibinubuga hindi lamang ng mga kotse, kundi pati na rin (pangunahin) ng mga thermal power plant.

Ang mga mapagkukunan ng ozone ay hindi lamang sa kalye. Ito ay nabuo sa mga silid ng X-ray, sa mga silid ng physiotherapy (ang pinagmulan nito ay mga mercury-quartz lamp), sa panahon ng pagpapatakbo ng mga kagamitan sa pagkopya (mga copier), mga laser printer (narito ang dahilan para sa pagbuo nito ay isang mataas na boltahe na paglabas). Ang Ozone ay isang hindi maiiwasang kasama sa paggawa ng perhydrol at argon arc welding. Upang mabawasan ang mga nakakapinsalang epekto ng ozone, kinakailangang magkaroon ng kagamitan sa bentilasyon malapit sa mga ultraviolet lamp at magandang bentilasyon ng silid.

Gayunpaman, halos hindi tama na isaalang-alang ang ozone bilang walang alinlangan na nakakapinsala sa kalusugan. Ang lahat ay nakasalalay sa konsentrasyon nito. Ipinakita ng mga pag-aaral na ang sariwang hangin ay kumikinang nang mahina sa dilim; Ang dahilan para sa glow ay ang mga reaksyon ng oksihenasyon na kinasasangkutan ng ozone. Ang glow ay naobserbahan din kapag nanginginig ang tubig sa isang prasko kung saan ang ozonized oxygen ay dating ipinakilala. Ang glow na ito ay palaging nauugnay sa pagkakaroon ng maliit na halaga ng mga organikong dumi sa hangin o tubig. Kapag pinaghalo sariwang hangin sa pagbuga ng isang tao, ang intensity ng glow ay tumaas ng sampu-sampung beses! At ito ay hindi nakakagulat: microimpurities ng ethylene, benzene, acetaldehyde, formaldehyde, acetone, at formic acid ay natagpuan sa exhaled hangin. Ang mga ito ay "naka-highlight" ng ozone. Kasabay nito, "lipas", i.e. ganap na walang ozone, bagama't napakalinis, ang hangin ay hindi nagliliwanag, at ang isang tao ay nakikita ito bilang "maasim." Ang ganitong hangin ay maihahambing sa distilled water: ito ay napakalinis, halos walang mga dumi, at ang pag-inom nito ay nakakapinsala. Kaya kumpletong kawalan Ang ozone sa hangin ay tila hindi rin kanais-nais para sa mga tao, dahil pinapataas nito ang nilalaman ng mga mikroorganismo sa loob nito, na humahantong sa akumulasyon ng mga nakakapinsalang sangkap at hindi kasiya-siyang mga amoy, na sinisira ng ozone. Kaya, ang pangangailangan para sa regular at pangmatagalang bentilasyon ng mga silid ay nagiging malinaw, kahit na walang mga tao sa loob nito: pagkatapos ng lahat, ang ozone na pumapasok sa isang silid ay hindi nananatili dito sa loob ng mahabang panahon - ito ay bahagyang nawasak, at higit sa lahat ay naaayos. (adsorbs) sa mga dingding at iba pang ibabaw. Mahirap sabihin kung gaano karaming ozone ang dapat na nasa silid. Gayunpaman, sa kaunting konsentrasyon, malamang na kailangan at kapaki-pakinabang ang ozone.

Kaya, ang ozone ay isang time bomb. Kung ito ay ginamit nang tama, ito ay magsisilbi sa sangkatauhan, ngunit sa sandaling ito ay ginamit para sa iba pang mga layunin, ito ay agad na hahantong sa isang pandaigdigang sakuna at ang Earth ay magiging isang planeta tulad ng Mars.

Ang pariralang "ozone layer", na sumikat noong dekada 70. noong nakaraang siglo, ay matagal nang nagtakda ng mga ngipin sa gilid. Kasabay nito, kakaunti ang talagang nakakaunawa kung ano ang kahulugan ng konseptong ito at kung bakit mapanganib ang pagkasira ng ozone layer. Ang isang mas malaking misteryo para sa marami ay ang istraktura ng molekula ng ozone, na direktang nauugnay sa mga problema ng ozone layer. Matuto pa tayo tungkol sa ozone, istraktura nito at paggamit ng substance na ito sa industriya.

Ano ang ozone

Ang Ozone, o, kung tawagin din, aktibong oxygen, ay isang gas kulay asul na may masangsang na amoy ng metal.

Ang sangkap na ito ay maaaring umiral sa lahat ng tatlong estado ng pagsasama-sama: gas, solid at likido.

Sa kalikasan, ang ozone ay nangyayari lamang sa anyo ng isang gas, na bumubuo ng tinatawag na ozone layer. Dahil sa asul nitong kulay kaya lumilitaw na bughaw ang langit.

Ano ang hitsura ng isang molekula ng ozone?

Nakuha ng Ozone ang palayaw nito na "aktibong oxygen" dahil sa pagkakatulad nito sa oxygen. Kaya ang pangunahing aktibong elemento ng kemikal sa mga sangkap na ito ay oxygen (O). Gayunpaman, kung ang isang molekula ng oxygen ay naglalaman ng 2 sa mga atom nito, kung gayon ang molekula - O 3) ay binubuo ng 3 mga atom ng elementong ito.

Dahil sa istrukturang ito, ang mga katangian ng ozone ay katulad ng oxygen, ngunit mas malinaw. Sa partikular, tulad ng O 2, ang O 3 ay isang malakas na ahente ng oxidizing.

Ang pinakamahalagang pagkakaiba sa pagitan ng mga "kaugnay" na sangkap na ito, na mahalagang tandaan ng lahat, ay ang mga sumusunod: ang ozone ay hindi malalanghap, ito ay nakakalason at, kung malalanghap, ay maaaring makapinsala sa mga baga o kahit na pumatay ng isang tao. Kasabay nito, ang O 3 ay mahusay para sa paglilinis ng hangin mula sa mga nakakalason na dumi. Sa pamamagitan ng paraan, ito ay tiyak kung bakit ito ay napakadaling huminga pagkatapos ng ulan: ozone oxidizes mapanganib na mga sangkap na nakapaloob sa hangin, at ito ay purified.

Ang modelo ng molekula ng ozone (binubuo ng 3 atomo ng oxygen) ay medyo katulad ng imahe ng isang anggulo, at ang laki nito ay 117°. Ang molekula na ito ay walang mga hindi magkapares na electron at samakatuwid ay diamagnetic. Bilang karagdagan, mayroon itong polarity, bagaman binubuo ito ng mga atomo ng isang elemento.

Ang dalawang atomo ng isang molekula ay mahigpit na nakagapos sa isa't isa. Ngunit ang komunikasyon sa pangatlo ay hindi gaanong maaasahan. Para sa kadahilanang ito, ang molekula ng ozone (larawan ng modelo ay makikita sa ibaba) ay masyadong marupok at nawasak pagkatapos ng pagbuo. Bilang isang patakaran, sa panahon ng anumang reaksyon ng agnas ng O 3, ang oxygen ay inilabas.

Dahil sa kawalang-tatag ng ozone, hindi ito maaaring anihin, itago, o dalhin tulad ng iba pang mga sangkap. Para sa kadahilanang ito, ang produksyon nito ay mas mahal kaysa sa iba pang mga sangkap.

Kasabay nito, ang mataas na aktibidad ng mga molekula ng O 3 ay nagpapahintulot sa sangkap na ito na maging isang malakas na ahente ng oxidizing, mas malakas kaysa sa oxygen at mas ligtas kaysa sa murang luntian.

Kung ang isang molekula ng ozone ay nawasak at ang O 2 ay inilabas, ang reaksyong ito ay palaging sinasamahan ng paglabas ng enerhiya. Kasabay nito, para mangyari ang baligtad na proseso (pagbuo ng O 3 mula sa O 2), kinakailangan na gumastos ng hindi bababa.

Sa estado ng gas, ang molekula ng ozone ay nawasak sa temperatura na 70° C. Kung ito ay tumaas sa 100 degrees o higit pa, ang reaksyon ay mapabilis nang malaki. Ang pagkakaroon ng mga impurities ay nagpapabilis din sa panahon ng pagkabulok ng mga molekula ng ozone.

Mga Katangian ng O3

Hindi mahalaga kung alin sa tatlong estado ang ozone, nananatili itong asul na kulay. Kung mas mahirap ang sangkap, mas mayaman at mas madilim ang lilim.

Ang bawat molekula ng ozone ay tumitimbang ng 48 g/mol. Ito ay mas mabigat kaysa sa hangin, na tumutulong sa paghiwalayin ang mga sangkap na ito sa isa't isa.

Ang O 3 ay may kakayahang mag-oxidize ng halos lahat ng metal at non-metal (maliban sa ginto, iridium at platinum).

Ang sangkap na ito ay maaari ding lumahok sa reaksyon ng pagkasunog, ngunit nangangailangan ito ng mas mataas na temperatura kaysa sa O2.

Ang Ozone ay natutunaw sa H 2 O at mga freon. Sa likidong estado, maaari itong ihalo sa likidong oxygen, nitrogen, methane, argon, carbon tetrachloride at carbon dioxide.

Paano nabuo ang molekula ng ozone?

Ang mga molekula ng O 3 ay nabuo sa pamamagitan ng paglakip ng mga libreng atomo ng oxygen sa mga molekula ng oxygen. Lumilitaw naman ang mga ito dahil sa paghahati ng iba pang mga molekula ng O 2 dahil sa pagkakalantad sa mga paglabas ng kuryente, mga sinag ng ultraviolet, mabilis na mga electron at iba pang mga particle na may mataas na enerhiya. Para sa kadahilanang ito, ang tiyak na amoy ng ozone ay maaaring madama malapit sa sparkling mga de-koryenteng kasangkapan o mga lamp na naglalabas ng ultraviolet light.

SA pang-industriya na sukat Ang O 3 ay nakahiwalay gamit ang electric o ozonizers. Sa mga aparatong ito, ang isang mataas na boltahe na electric current ay dumaan sa isang gas stream kung saan matatagpuan ang O 2, ang mga atomo nito ay nagsisilbing " materyales sa gusali"para sa ozone.

Minsan ang purong oxygen o ordinaryong hangin ay ipinakilala sa mga aparatong ito. Ang kalidad ng nagresultang ozone ay nakasalalay sa kadalisayan ng panimulang produkto. Kaya, ang medikal na O 3, na nilayon para sa paggamot ng mga sugat, ay kinukuha lamang mula sa purong kemikal na O 2.

Kasaysayan ng pagtuklas ng ozone

Ang pagkakaroon ng naiintindihan kung ano ang hitsura ng molekula ng ozone at kung paano ito nabuo, ito ay nagkakahalaga ng pamilyar sa kasaysayan ng sangkap na ito.

Ito ay unang na-synthesize ng Dutch researcher na si Martin Van Marum noong ikalawang kalahati ng ika-18 siglo. Napansin ng siyentista na pagkatapos na maipasa ang mga electric spark sa isang lalagyan ng hangin, binago ng gas ang mga katangian nito. Kasabay nito, hindi napagtanto ni Van Marum na nahiwalay niya ang mga molekula ng isang bagong sangkap.

Ngunit ang kanyang kasamahang Aleman na nagngangalang Sheinbein, na sinusubukang i-decompose ang H 2 O sa H at O ​​2 gamit ang kuryente, ay napansin ang paglabas ng isang bagong gas na may masangsang na amoy. Matapos magsagawa ng maraming pananaliksik, inilarawan ng siyentipiko ang sangkap na natuklasan niya at binigyan ito ng pangalang "ozone" bilang parangal sa salitang Griyego para sa "amoy."

Ang kakayahang pumatay ng mga fungi at bakterya, pati na rin bawasan ang toxicity ng mga nakakapinsalang compound, na tinataglay ng natuklasang sangkap, ay interesado sa maraming mga siyentipiko. 17 taon pagkatapos ng opisyal na pagtuklas ng O 3, idinisenyo ni Werner von Siemens ang unang kagamitan na naging posible na mag-synthesize ng ozone sa anumang dami. At makalipas ang 39 na taon, ang makinang na Nikola Tesla ay nag-imbento at nag-patent ng unang ozone generator sa mundo.

Ito ang aparatong ito na ginamit sa unang pagkakataon sa France sa mga halamang panggamot ng inuming tubig makalipas lamang ang 2 taon. Mula noong simula ng ika-20 siglo. Nagsisimula nang lumipat ang Europa sa ozonation ng inuming tubig upang linisin ito.

Unang ginamit ng Imperyo ng Russia ang pamamaraang ito noong 1911, at pagkalipas ng 5 taon, nag-install ang bansa ng halos 4 na dosenang mga pag-install para sa paglilinis ng inuming tubig gamit ang ozone.

Ngayon, unti-unting pinapalitan ng ozonation ng tubig ang chlorination. Kaya, 95% ng lahat ng inuming tubig sa Europa ay dinadalisay ng O 3. Ang pamamaraan na ito ay napakapopular din sa USA. Sa CIS ito ay nasa yugto pa rin ng pananaliksik, dahil bagaman ang pamamaraang ito ay mas ligtas at mas maginhawa, ito ay mas mahal kaysa sa chlorination.

Mga lugar ng aplikasyon ng ozone

Bilang karagdagan sa paglilinis ng tubig, ang O 3 ay may ilang iba pang mga aplikasyon.

• Ang ozone ay ginagamit bilang bleaching agent sa paggawa ng papel at tela.
• Ang aktibong oxygen ay ginagamit upang disimpektahin ang mga alak, pati na rin upang mapabilis ang proseso ng "pagtanda" ng mga cognac.
• Ang iba't ibang langis ng gulay ay dinadalisay gamit ang O3.
• Kadalasan ang sangkap na ito ay ginagamit upang iproseso ang mga pagkaing nabubulok tulad ng karne, itlog, prutas at gulay. Ang pamamaraang ito ay hindi nag-iiwan ng mga bakas ng kemikal, tulad ng kapag gumagamit ng chlorine o formaldehyde, at ang mga produkto ay maaaring maimbak nang mas matagal.
• Ang ozone ay ginagamit upang isterilisado ang mga kagamitang medikal at damit.
• Ginagamit din ang purified O3 para sa iba't ibang mga medikal at kosmetikong pamamaraan. Sa partikular, ginagamit ito sa dentistry upang disimpektahin ang oral cavity at gilagid, at gamutin din ang iba't ibang sakit (stomatitis, herpes, oral candidiasis). SA mga bansang Europeo Ang O 3 ay napakapopular para sa pagdidisimpekta ng sugat.
• Sa mga nakalipas na taon, ang mga portable na kagamitan sa bahay para sa pagsala ng hangin at tubig gamit ang ozone ay naging lubhang popular.

Ozone layer - ano ito?

Sa layo na 15-35 km sa itaas ng ibabaw ng Earth mayroong isang ozone layer, o, bilang ito ay tinatawag din, ang ozonosphere. Sa lugar na ito, ang puro O 3 ay nagsisilbing isang uri ng filter para sa mapaminsalang solar radiation.

Saan nagmula ang dami ng sangkap na ito kung ang mga molekula nito ay hindi matatag? Hindi mahirap sagutin ang tanong na ito kung naaalala mo ang modelo ng molekula ng ozone at ang paraan ng pagbuo nito. Kaya, ang oxygen, na binubuo ng 2 molekula ng oxygen, na pumapasok sa stratosphere, ay pinainit doon ng mga sinag ng araw. Ang enerhiya na ito ay sapat na upang hatiin ang O 2 sa mga atomo kung saan nabuo ang O 3. Kasabay nito, ang ozone layer ay hindi lamang gumagamit ng bahagi ng solar energy, ngunit sinasala din ito at sumisipsip ng mapanganib na ultraviolet radiation.

Sinabi sa itaas na ang ozone ay natutunaw ng mga freon. Ang mga gaseous substance na ito (ginagamit sa paggawa ng mga deodorant, fire extinguisher at refrigerator), kapag inilabas sa atmospera, ay nakakaapekto sa ozone at nakakatulong sa pagkabulok nito. Bilang resulta, lumilitaw ang mga butas sa ozonosphere, kung saan ang hindi na-filter na mga solar ray ay pumapasok sa planeta, na may mapanirang epekto sa mga nabubuhay na organismo.

Ang pagkakaroon ng pagsusuri sa mga tampok at istraktura ng mga molekula ng ozone, maaari tayong makarating sa konklusyon na ang sangkap na ito, bagaman mapanganib, ay lubhang kapaki-pakinabang para sa sangkatauhan kung ginamit nang tama.