Công thức của ozon là gì? Chúng ta hãy thử cùng nhau để xác định các đặc điểm khác biệt của hóa chất này.

Biến đổi đẳng hướng của oxy

Công thức phân tử của ozon trong hóa học O 3 . Trọng lượng phân tử tương đối của nó là 48. Hợp chất chứa ba nguyên tử O. Vì công thức của oxy và ozone bao gồm cùng một nguyên tố hóa học nên chúng được gọi là các biến đổi đẳng hướng trong hóa học.

Tính chất vật lý

Ở điều kiện thường, công thức hóa học của ozone là một chất khí, có mùi đặc trưng và màu xanh nhạt. Trong tự nhiên, hợp chất hóa học này có thể được cảm nhận khi đi bộ qua rừng thông sau cơn giông bão. Vì công thức của ozon là O 3 nên nó nặng gấp 1,5 lần oxi. So với O 2, khả năng hòa tan của ozon cao hơn nhiều. Ở nhiệt độ không, 49 thể tích của nó dễ dàng hòa tan trong 100 thể tích nước. Ở nồng độ nhỏ, chất này không có đặc tính độc hại, ozone chỉ là chất độc với khối lượng đáng kể. Nồng độ tối đa cho phép được coi là 5% lượng O 3 trong không khí. Trong trường hợp làm mát mạnh, nó dễ dàng hóa lỏng và khi nhiệt độ giảm xuống -192 độ, nó sẽ trở thành chất rắn.

Trong bản chất

Phân tử ozone, công thức đã được trình bày ở trên, được hình thành trong tự nhiên trong quá trình phóng điện từ oxy. Ngoài ra, O 3 được hình thành trong quá trình oxy hóa nhựa cây lá kim, nó tiêu diệt các vi sinh vật có hại và được coi là có lợi cho con người.

Lấy trong phòng thí nghiệm

Làm thế nào bạn có thể nhận được ozone? Một chất có công thức là O 3 được hình thành bằng cách phóng điện qua oxy khô. Quá trình này được thực hiện trong một thiết bị đặc biệt - máy tạo ozon. Nó dựa trên hai ống thủy tinh được lồng vào nhau. Bên trong có một thanh kim loại, bên ngoài có một hình xoắn ốc. Sau khi kết nối với cuộn dây điện áp cao, sự phóng điện xảy ra giữa các ống bên ngoài và bên trong, và oxy được chuyển thành ozone. Một nguyên tố có công thức được trình bày dưới dạng hợp chất có liên kết cộng hóa trị có cực xác nhận tính đẳng hướng của oxy.

Quá trình chuyển đổi oxy thành ozone là một phản ứng thu nhiệt liên quan đến chi phí năng lượng đáng kể. Do tính thuận nghịch của quá trình biến đổi này, người ta quan sát thấy sự phân hủy ozone, đi kèm với sự giảm năng lượng của hệ thống.

Tính chất hóa học

Công thức của ozone giải thích khả năng oxy hóa của nó. Nó có thể tương tác với các chất khác nhau, đồng thời mất đi một nguyên tử oxy. Ví dụ, trong phản ứng với kali iodua trong môi trường nước, oxy được giải phóng và iốt tự do được hình thành.

Công thức phân tử của ozone giải thích khả năng phản ứng với hầu hết các kim loại. Các trường hợp ngoại lệ là vàng và bạch kim. Ví dụ, sau khi cho bạc kim loại đi qua ôzôn, người ta quan sát thấy màu đen của nó (ôxít được hình thành). Dưới tác dụng của chất oxy hóa mạnh này, cao su bị phá hủy.

Ở tầng bình lưu, ozon được hình thành do tác động của bức xạ tia cực tím từ Mặt trời, tạo thành tầng ozon. Lớp vỏ này bảo vệ bề mặt hành tinh khỏi tác động tiêu cực của bức xạ mặt trời.

Tác dụng sinh học đối với cơ thể

Khả năng oxy hóa của chất khí này tăng lên, sự hình thành các gốc oxy tự do cho thấy mối nguy hiểm của nó đối với cơ thể con người. Ozon có thể gây hại gì cho con người? Nó làm hỏng và kích thích các mô của cơ quan hô hấp.

Ozone tác động lên cholesterol chứa trong máu, gây xơ vữa động mạch. Khi một người ở lâu trong môi trường có nồng độ ozone tăng lên, vô sinh nam sẽ phát triển.

Ở nước ta, chất oxy hóa này thuộc loại chất độc hại (nguy hiểm) đầu tiên. MPC trung bình hàng ngày của nó không được vượt quá 0,03 mg mỗi mét khối.

Độc tính của ozone, khả năng sử dụng nó để tiêu diệt vi khuẩn và nấm mốc, được sử dụng tích cực để khử trùng. Tầng bình lưu ozon là tấm màn bảo vệ tuyệt vời cho sự sống trên trái đất khỏi bức xạ tia cực tím.

Về lợi ích và tác hại của ozone

Chất này được tìm thấy trong hai lớp khí quyển của trái đất. Ôzôn tầng đối lưu nguy hiểm cho sinh vật, có tác động tiêu cực đến mùa màng, cây cối và là một thành phần của khói bụi đô thị. Tầng bình lưu ozone mang lại một lợi ích nhất định cho một người. Sự phân hủy của nó trong dung dịch nước phụ thuộc vào độ pH, nhiệt độ và chất lượng của môi trường. Trong thực hành y tế, nước ozon hóa có nồng độ khác nhau được sử dụng. Liệu pháp ozone liên quan đến sự tiếp xúc trực tiếp của chất này với cơ thể con người. Kỹ thuật này lần đầu tiên được sử dụng vào thế kỷ XIX. Các nhà nghiên cứu Mỹ đã phân tích khả năng oxy hóa các vi sinh vật có hại của ozone và khuyến nghị các bác sĩ sử dụng chất này trong điều trị cảm lạnh.

Ở nước ta, liệu pháp ozone chỉ bắt đầu được sử dụng vào cuối thế kỷ trước. Đối với mục đích điều trị, tác nhân oxy hóa này thể hiện các đặc tính của một chất điều hòa sinh học mạnh, có khả năng tăng hiệu quả của các phương pháp truyền thống, cũng như chứng tỏ mình là một tác nhân độc lập hiệu quả. Sau sự phát triển của công nghệ trị liệu bằng ozone, các bác sĩ có cơ hội đối phó hiệu quả với nhiều căn bệnh. Trong thần kinh, nha khoa, phụ khoa, trị liệu, các chuyên gia sử dụng chất này để chống lại nhiều loại bệnh nhiễm trùng. Liệu pháp ozone được đặc trưng bởi sự đơn giản của phương pháp, hiệu quả của nó, khả năng chịu đựng tuyệt vời, không có tác dụng phụ và chi phí thấp.

Phần kết luận

Ozone là một chất oxy hóa mạnh có khả năng chống lại các vi khuẩn có hại. Tài sản này được sử dụng rộng rãi trong y học hiện đại. Trong trị liệu gia đình, ozone được sử dụng như một chất chống viêm, điều hòa miễn dịch, kháng vi-rút, diệt khuẩn, chống căng thẳng, kìm tế bào. Do khả năng phục hồi các rối loạn chuyển hóa oxy, nó mang lại cho nó cơ hội tuyệt vời cho y học điều trị và dự phòng.

Trong số các phương pháp cải tiến dựa trên khả năng oxy hóa của hợp chất này, chúng tôi nêu bật việc tiêm bắp, tiêm tĩnh mạch, tiêm dưới da của chất này. Ví dụ, điều trị vết loét, tổn thương da do nấm, bỏng bằng hỗn hợp oxy và ozone được công nhận là một kỹ thuật hiệu quả.

Ở nồng độ cao, ozone có thể được sử dụng như một chất cầm máu. Ở nồng độ thấp, nó thúc đẩy sửa chữa, chữa bệnh, biểu mô hóa. Chất này, được hòa tan trong nước muối, là một công cụ tuyệt vời để phục hồi hàm. Trong y học châu Âu hiện đại, phương pháp trị liệu tự động nhỏ và lớn đã trở nên phổ biến. Cả hai phương pháp đều liên quan đến việc đưa ozone vào cơ thể, sử dụng khả năng oxy hóa của nó.

Trong trường hợp trị liệu tự động lớn, dung dịch ozone với nồng độ nhất định được tiêm vào tĩnh mạch của bệnh nhân. Autohemotherapy nhỏ được đặc trưng bởi tiêm bắp của máu ozon hóa. Ngoài y học, chất oxy hóa mạnh này còn có nhu cầu trong sản xuất hóa chất.

Ozone lần đầu tiên được Shenbein thu được và nghiên cứu vào năm 1840. Ozone là một loại khí hơi xanh có mùi đặc trưng;

Ozon hóa lỏng là chất lỏng màu xanh đen, ozon rắn là khối kết tinh màu tím sẫm. Ozone hòa tan trong carbon tetrachloride, axit axetic băng, nitơ lỏng và nước. Nó được hình thành khi phóng điện yên tĩnh đi qua không khí hoặc oxy (mùi tươi mát sau cơn giông bão là do sự hiện diện của một lượng nhỏ ozone trong khí quyển), quá trình oxy hóa phốt pho ướt, tác động của tia radium, tia cực tím hoặc tia cực âm trên oxy trong không khí, sự phân hủy hydro peroxide, điện phân axit sunfuric (v.v. .
axit chứa oxy), tác dụng của flo với nước, v.v. Hàm lượng trong khí quyển trái đất không đáng kể; các lớp không khí gần bề mặt trái đất chứa ít ôzôn hơn các lớp khí quyển phía trên; ở độ cao 1.050 tôi(ở vùng Mont Blanc) Levy tìm thấy 0-3,7 mg,ở độ cao 3.000 tôi—9,4 mg. ozon trên 100 m khối lập phương không khí. Ozonizers được sử dụng trong kỹ thuật và phòng thí nghiệm để sản xuất ozone. Đối với quá trình ozon hóa, oxy hoặc không khí được truyền giữa hai điện cực được nối với nguồn điện áp cao.
Ozone ở dạng tinh khiết được giải phóng từ hỗn hợp ozone với oxy khi được làm mát bằng không khí lỏng. Ôzôn dễ bị phân hủy và quá trình phân hủy ôzôn tinh khiết được tăng tốc khi có mangan điôxít, chì, ôxít nitơ. Khi có nước, quá trình phân hủy ozone chậm lại; ozone khô ở 0° phân hủy nhanh hơn 30 lần so với ozone ướt ở 20,4°. Ozone có tác dụng oxy hóa cực mạnh. Nó giải phóng iốt từ kali iodua, oxy hóa thủy ngân, chuyển đổi kim loại lưu huỳnh thành muối sunfat, khử màu thuốc nhuộm hữu cơ, v.v. Ozone phá hủy các ống cao su. Ête, cồn, khí thắp sáng, bông gòn bốc cháy khi tiếp xúc với oxy bị ozon hóa cao. Dưới tác dụng của ozon đối với các hợp chất hữu cơ không no tạo thành các sản phẩm cộng của ozonua. Ozone được sử dụng để khử trùng nước, khử mùi - khử mùi hôi, trong thực hành hữu cơ chuẩn bị.

Tính chất vật lý

Tính chất hóa học và phương pháp chuẩn bị

Danh sách tài liệu đã qua sử dụng

1. Volkov, A.I., Zharsky, I.M. Sách tham khảo hóa học lớn / A.I. Volkov, I.M. Zharsky. - Minsk: Ngôi trường hiện đại, 2005. - 608 với ISBN 985-6751-04-7.

Ozone (Oz) là một loại khí không màu, có mùi hăng, khó chịu. Khối lượng phân tử 48 g/mol, khối lượng riêng so với không khí 1,657 kg/m. Nồng độ ôzôn trong không khí ở ngưỡng ngửi đạt tới 1 mg/m. Ở nồng độ thấp ở mức 0,01-0,02 mg/m (thấp hơn 5 lần so với nồng độ tối đa cho phép đối với con người), ozone tạo cho không khí mùi đặc trưng của sự trong lành và tinh khiết. Vì vậy, ví dụ, sau một cơn giông, mùi khó chịu của ozone luôn liên quan đến không khí trong lành.

Biết rằng phân tử oxi gồm 2 nguyên tử: 0 2 . Trong những điều kiện nhất định, một phân tử oxy có thể phân ly, tức là phân rã thành 2 nguyên tử riêng biệt. Trong tự nhiên, những điều kiện này là: được tạo ra trong cơn giông bão trong quá trình phóng điện trong khí quyển và ở các tầng trên của khí quyển, dưới tác động của bức xạ tia cực tím từ mặt trời (tầng ôzôn của Trái đất). Tuy nhiên, nguyên tử oxy không thể tồn tại riêng lẻ và có xu hướng tập hợp lại. Trong quá trình sắp xếp lại như vậy, các phân tử 3 nguyên tử được hình thành.

Một phân tử bao gồm 3 nguyên tử oxy, được gọi là ozon hoặc oxy kích hoạt, là một biến đổi đẳng hướng của oxy và có công thức phân tử 0 3 (d = 1,28 A, q = 11,6,5°).

Cần lưu ý rằng liên kết của nguyên tử thứ ba trong phân tử ozone tương đối yếu, điều này gây ra sự mất ổn định của toàn bộ phân tử và xu hướng tự phân rã của nó. Chính vì tính chất này mà ozon là một chất oxi hóa mạnh và là chất khử trùng đặc biệt hiệu quả.

Ozon phân bố rộng rãi trong tự nhiên. Nó luôn được hình thành trong không khí khi có giông bão do điện khí quyển, cũng như dưới tác động của bức xạ sóng ngắn và dòng hạt nhanh trong quá trình phân rã tự nhiên của các chất phóng xạ trong phản ứng hạt nhân, bức xạ vũ trụ, v.v. ozon cũng xảy ra khi nước bốc hơi từ các bề mặt lớn, đặc biệt là sự tan chảy của tuyết, quá trình oxy hóa các chất nhựa, quá trình oxy hóa quang hóa các hydrocacbon và rượu không no. Sự hình thành ngày càng tăng của ôzôn trong không khí của rừng lá kim và trên bờ biển được giải thích là do quá trình oxy hóa nhựa cây và rong biển. Cái gọi là tầng ôzôn, được hình thành ở tầng trên của khí quyển, là một lớp bảo vệ sinh quyển của trái đất do ôzôn hấp thụ mạnh bức xạ UV có hoạt tính sinh học của mặt trời (có bước sóng dưới 290 nm).

Ôzôn được đưa vào lớp bề mặt của khí quyển từ tầng bình lưu phía dưới. Nồng độ ozon trong khí quyển dao động từ 0,08-0,12 mg/m. Tuy nhiên, trước khi các đám mây tích hình thành, quá trình ion hóa khí quyển tăng lên, do đó sự hình thành ôzôn tăng lên đáng kể, nồng độ của nó trong không khí có thể vượt quá 1,3 mg/m3.

Ozone là một dạng oxy đẳng hướng, có hoạt tính cao. Sự hình thành ozon từ oxi được thể hiện bằng phương trình

3O2 \u003d 20 3 - 285 kJ/mol, (1)

từ đó suy ra entanpy tiêu chuẩn của sự hình thành ozon là dương và bằng 142,5 kJ/mol. Ngoài ra, như các hệ số của phương trình cho thấy, trong quá trình phản ứng này, hai phân tử thu được từ ba phân tử khí, tức là entropy của hệ giảm. Kết quả là độ lệch chuẩn của năng lượng Gibbs trong phản ứng đang xét cũng dương (163 kJ/mol). Do đó, phản ứng chuyển đổi oxy thành ozone không thể diễn ra một cách tự nhiên, cần có năng lượng để thực hiện. Phản ứng ngược lại - sự phân rã của ozone diễn ra một cách tự nhiên, vì trong quá trình này, năng lượng Gibbs của hệ thống giảm đi. Nói cách khác, ozone là một chất không ổn định, nhanh chóng kết hợp lại, biến thành oxy phân tử:

20z = 302 + 285 kJ/mol. (2)

Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất của hỗn hợp và nồng độ ozon trong đó. Ở nhiệt độ và áp suất bình thường, phản ứng diễn ra chậm; ở nhiệt độ cao, quá trình phân hủy ozon tăng nhanh. Ở nồng độ thấp (không có tạp chất lạ) ở điều kiện thường, ozon phân hủy khá chậm. Khi nhiệt độ tăng lên 100°C trở lên, tốc độ phân hủy tăng lên đáng kể. Cơ chế phân hủy ôzôn, bao gồm các hệ thống đồng nhất và không đồng nhất, khá phức tạp và phụ thuộc vào các điều kiện bên ngoài.

Các tính chất vật lý chính của ozone được trình bày trong Bảng 1.

Kiến thức về tính chất vật lý của ôzôn là cần thiết để sử dụng đúng cách trong các quy trình công nghệ ở nồng độ không gây nổ, để tổng hợp và phân hủy ôzôn ở các chế độ an toàn tối ưu và để đánh giá hoạt động của nó trong các môi trường khác nhau.

Các tính chất của ozone được đặc trưng bởi hoạt động của nó đối với các bức xạ có thành phần quang phổ khác nhau. Ozone hấp thụ mạnh bức xạ vi sóng, tia hồng ngoại và tia cực tím.

Ozone có tính ăn mòn hóa học và dễ dàng tham gia vào các phản ứng hóa học. Phản ứng với các chất hữu cơ, nó gây ra nhiều phản ứng oxy hóa ở nhiệt độ tương đối thấp. Đặc biệt, điều này dựa trên tác dụng diệt khuẩn của ozone, được sử dụng để khử trùng nước. Quá trình oxy hóa do ozone khởi xướng thường có tính dây chuyền.

Hoạt động hóa học của ozon chủ yếu là do sự phân ly của phân tử

0 3 ->0 2 + O (3)

yêu cầu tiêu hao năng lượng hơn 1 eV một chút. Ozone dễ dàng tặng một nguyên tử oxy, có hoạt tính cao. Trong một số trường hợp, phân tử ozone có thể gắn hoàn toàn với các phân tử hữu cơ, tạo thành các hợp chất không ổn định, dễ bị phân hủy dưới tác động của nhiệt độ hoặc ánh sáng để tạo thành các hợp chất chứa oxy khác nhau.

Một số lượng lớn các nghiên cứu đã được dành cho các phản ứng của ozon với các chất hữu cơ, trong đó đã chỉ ra rằng ozon góp phần vào sự tham gia của oxy trong các quá trình oxy hóa, rằng một số phản ứng oxy hóa bắt đầu ở nhiệt độ thấp hơn khi thuốc thử được xử lý bằng oxy ozon hóa. .

Ozone phản ứng tích cực với các hợp chất thơm, trong trường hợp này, phản ứng có thể tiến hành cả khi có và không có sự phá hủy nhân thơm.

Trong các phản ứng của ozon với natri, kali, rubidi, xêzi, trải qua phức chất trung gian không ổn định M + Oˉ H + O3ˉ, sau đó là phản ứng với ozon, các ozonua được hình thành. Ion Оˉ 3 cũng có thể được tạo thành trong phản ứng với các hợp chất hữu cơ.

Đối với mục đích công nghiệp, ozon thu được bằng cách xử lý không khí hoặc oxy trong khí quyển trong các thiết bị đặc biệt - máy ozon hóa. Các thiết kế của máy ozon hóa hoạt động ở tần số dòng điện tăng (500-2000 Hz) và máy ozon hóa có phóng điện theo tầng, không yêu cầu chuẩn bị không khí sơ bộ (làm sạch, sấy khô) và làm mát các điện cực, đã được phát triển. Hiệu suất năng lượng của ozone trong chúng đạt 20–40 g / kWh.

Ưu điểm của ozone so với các tác nhân oxy hóa khác là có thể thu được ozone tại nơi tiêu thụ từ oxy trong khí quyển, không cần cung cấp thuốc thử, nguyên liệu thô, v.v. Việc sản xuất ozone không đi kèm với việc giải phóng tích lũy các chất độc hại. Ozone rất dễ trung hòa. Chi phí của ozone tương đối thấp.

Trong số tất cả các tác nhân oxy hóa đã biết, chỉ có oxy và một số lượng hạn chế các hợp chất peroxide tham gia vào quá trình xử lý sinh học tự nhiên.

Giới thiệu

Ozone (O 3) là một biến thể ba nguyên tử của oxy (O 2), ở điều kiện bình thường là một chất khí. Ozon là chất oxi hóa rất mạnh nên các phản ứng xảy ra thường rất nhanh và hoàn toàn. Những ưu điểm chính của việc sử dụng ozone để xử lý nước uống được tìm thấy trong bản chất của nó: kết quả phản ứng của nó chỉ là oxy và các sản phẩm oxy hóa. Các sản phẩm phụ có hại như hợp chất clo hữu cơ không được hình thành.

Ozon khí hơi xanh (O 3) có mùi đặc trưng. Phân tử ozon không ổn định. Do đặc tính tự phân hủy của nó, ozone là một chất oxy hóa mạnh và là phương tiện hiệu quả nhất để làm sạch và khử trùng nước và không khí. Đặc tính oxy hóa mạnh cho phép sử dụng ozone cho mục đích công nghiệp để sản xuất nhiều chất hữu cơ, để tẩy trắng giấy, dầu, v.v. Ozone được sử dụng rộng rãi để loại bỏ mangan và sắt, cải thiện mùi vị, loại bỏ màu và mùi, đồng thời loại bỏ các hợp chất hữu cơ độc hại với môi trường. Nó giết chết vi sinh vật, vì vậy ozone được sử dụng để làm sạch nước và không khí. Việc lắp đặt lọc nước và ozon hóa không khí đã trở nên phổ biến không chỉ trong công nghiệp mà còn trong cuộc sống hàng ngày.

Ozone là một thành phần vĩnh viễn của bầu khí quyển trái đất và đóng một vai trò thiết yếu trong việc duy trì sự sống trên đó. Trong các lớp bề mặt của khí quyển trái đất, nồng độ ôzôn tăng mạnh. Trạng thái tổng thể của ôzôn trong khí quyển có thể thay đổi và dao động theo mùa. Ôzôn trong khí quyển đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự sống trên trái đất. Nó bảo vệ Trái đất khỏi tác hại của một vai trò nhất định của bức xạ mặt trời, do đó góp phần bảo tồn sự sống trên hành tinh.

Vì vậy, cần phải tìm hiểu xem ozone có thể có những tác động gì đối với các mô sinh học.

Tính chất chung của ozon

Ozone là một biến đổi đẳng hướng của oxy bao gồm các phân tử O 3 triatomic. Phân tử của nó là nghịch từ và có hình dạng góc cạnh. Liên kết trong phân tử là liên kết định vị, ba tâm

Cấu trúc của phân tử ozon có thể được biểu diễn bằng nhiều cách. Ví dụ, sự kết hợp của hai cấu trúc cực (hoặc cộng hưởng). Mỗi cấu trúc này không tồn tại trong thực tế (nó giống như một "bản vẽ" của một phân tử) và một phân tử thực sự là một cái gì đó ở giữa hai cấu trúc cộng hưởng.

Cơm. 1 Cấu trúc của ozon

Cả hai liên kết O-O trong phân tử ozon đều có cùng độ dài là 1,272 angstrom. Góc giữa các liên kết là 116,78°. Nguyên tử oxy trung tâm sp²-lai hóa, có một cặp electron đơn độc. Phân tử có cực, momen lưỡng cực là 0,5337 D.

Bản chất của các liên kết hóa học trong ozone quyết định tính không ổn định của nó (sau một thời gian nhất định, ozone tự biến thành oxy: 2O3 -> 3O2) và khả năng oxy hóa cao (ozone có khả năng thực hiện một số phản ứng trong đó oxy phân tử không tham gia). Tác dụng oxy hóa của ozon đối với các chất hữu cơ có liên quan đến sự hình thành các gốc: RH + O3 RO2 + OH

Các gốc tự do này bắt đầu các phản ứng chuỗi gốc tự do với các phân tử hữu cơ sinh học (lipid, protein, axit nucleic), dẫn đến chết tế bào. Việc sử dụng ozone để khử trùng nước uống dựa trên khả năng tiêu diệt vi trùng của nó. Ozone cũng không thờ ơ với các sinh vật bậc cao. Tiếp xúc kéo dài với bầu không khí có chứa ôzôn (ví dụ, trong vật lý trị liệu và phòng chiếu xạ thạch anh) có thể gây tổn thương nghiêm trọng cho hệ thần kinh. Do đó, ozone với liều lượng lớn là một loại khí độc hại. Nồng độ tối đa cho phép của nó trong không khí khu vực làm việc là 0,0001 mg/lít. Ô nhiễm ozone của không khí xảy ra trong quá trình ozone hóa nước, do độ hòa tan thấp của nó.

Lịch sử khám phá

Ozone được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1785 bởi nhà vật lý người Hà Lan M. van Marum bởi mùi đặc trưng và tính chất oxy hóa mà không khí thu được sau khi tia lửa điện đi qua nó, cũng như khả năng tác dụng với thủy ngân ở nhiệt độ bình thường, là kết quả của quá trình mà nó mất đi độ bóng và bắt đầu dính vào thủy tinh . Tuy nhiên, nó không được mô tả như một chất mới; van Marum tin rằng một "vật chất điện" đặc biệt đã được hình thành.

Kỳ hạn khí quyểnđược đề xuất bởi nhà hóa học người Đức X. F. Schönbein vào năm 1840 vì mùi của nó, được đưa vào từ điển vào cuối thế kỷ 19. Nhiều nguồn ưu tiên phát hiện ra ozone vào năm 1839 cho ông. Năm 1840, Schonbein cho thấy khả năng của ozone trong việc thay thế iốt từ kali iodua:

Việc giảm thể tích khí trong quá trình chuyển đổi oxy thành ozone đã được Andrews và Tet chứng minh bằng thực nghiệm bằng cách sử dụng một ống thủy tinh có đồng hồ đo áp suất chứa đầy oxy nguyên chất, với dây bạch kim được hàn vào đó để tạo ra sự phóng điện.

tính chất vật lý.

Ozone là một loại khí màu xanh có thể được nhìn thấy khi nhìn xuyên qua một lớp đáng kể, dày tới 1 mét, oxy được ozon hóa. Ở trạng thái rắn, ozon có màu đen pha tím. Ozon lỏng có màu xanh đậm; trong suốt trong một lớp không quá 2 mm. độ dày; khá bền.

Tính chất:

§ Trọng lượng phân tử - 48 a.m.u.

§ Mật độ khí ở điều kiện thường - 2,1445 g/dm³. Khối lượng riêng tương đối của khí đối với oxi 1,5; bằng đường hàng không - 1,62

§ Mật độ chất lỏng ở −183 °C - 1,71 g/cm³

§ Điểm sôi - -111,9 °C. (ôzôn lỏng có 106 °C.)

§ Điểm nóng chảy - -197,2 ± 0,2 ° C (thường đưa ra mp -251,4 ° C là sai lầm, vì việc xác định nó không tính đến khả năng siêu lạnh của ozone).

§ Độ hòa tan trong nước ở 0°C - 0,394 kg/m³ (0,494 l/kg), cao gấp 10 lần so với oxy.

§ Ở thể khí ozon có tính nghịch từ, ở thể lỏng có tính thuận từ yếu.

§ Mùi sắc nét, đặc trưng của "kim loại" (theo Mendeleev - "mùi tôm càng"). Ở nồng độ cao, nó có mùi như clo. Mùi đáng chú ý ngay cả ở độ pha loãng 1: 100.000.

Tính chất hóa học.

Các tính chất hóa học của ozone được xác định bởi khả năng oxy hóa tuyệt vời của nó.

Phân tử O 3 không ổn định và ở nồng độ đủ trong không khí ở điều kiện bình thường, nó sẽ tự biến thành O 2 trong vài chục phút với sự tỏa nhiệt. Sự gia tăng nhiệt độ và giảm áp suất làm tăng tốc độ chuyển sang trạng thái diatomic. Ở nồng độ cao, quá trình chuyển đổi có thể bùng nổ.

Ozone là chất oxy hóa mạnh, phản ứng mạnh hơn nhiều so với oxy diatomic. Oxy hóa gần như tất cả các kim loại (ngoại trừ vàng, bạch kim và iridi) đến trạng thái oxy hóa cao nhất của chúng.

Tính chất:

1) Oxi hóa nhiều phi kim:

2) Ozon làm tăng mức độ oxi hóa của các oxit:

3) Ozon tác dụng với cacbon ở nhiệt độ thường tạo thành khí cacbonic:

4) Ozon không phản ứng với muối amoni nhưng phản ứng với amoniac tạo thành amoni nitrat:

5) Ozone phản ứng với sunfua tạo thành sunfat:

6) Với sự trợ giúp của ozon, axit sunfuric có thể thu được cả từ lưu huỳnh nguyên tố và từ lưu huỳnh đioxit:

7) Cả ba nguyên tử oxi trong ozon đều có thể phản ứng riêng rẽ trong phản ứng của thiếc clorua với axit clohiđric và ozon:

8) Ở pha khí, ozon tương tác với hiđro sunfua tạo thành lưu huỳnh đioxit:

15) Có thể dùng ozon để khử mangan khỏi nước tạo thành kết tủa có thể tách ra bằng phương pháp lọc:

16) Ozone chuyển đổi xyanua độc hại thành xyanua ít nguy hiểm hơn:

17) Ozone có thể phân hủy hoàn toàn urê

Phương pháp để có được ozone

Ozone được hình thành trong nhiều quá trình kèm theo việc giải phóng oxy nguyên tử, ví dụ, trong quá trình phân hủy peroxit, oxy hóa phốt pho, v.v. O3 dễ hóa lỏng hơn O2 nên dễ tách. Ozone để trị liệu bằng ozone trong y học chỉ thu được từ oxy tinh khiết. Khi không khí được chiếu xạ bằng bức xạ cực tím cứng, ozon được hình thành. Quá trình tương tự cũng diễn ra ở các tầng trên của khí quyển, nơi tầng ozon được hình thành và duy trì dưới tác động của bức xạ mặt trời.

Dưới đây chúng tôi sẽ tập trung vào việc lấy oxy từ không khí, nhưng bây giờ chúng tôi sẽ đi vào căn phòng nơi các động cơ điện hoạt động và trong đó chúng tôi cố tình tắt hệ thống thông gió.

Bản thân những động cơ này không thể đóng vai trò là nguồn gây ô nhiễm không khí, vì chúng không tiêu thụ bất cứ thứ gì từ không khí và không thải bất cứ thứ gì vào không khí. Tuy nhiên, khi hít thở ở đây, một số cảm giác khó chịu ở cổ họng được cảm nhận. Điều gì đã xảy ra với không khí sạch trước khi động cơ khởi động?

Cái gọi là động cơ thu gom hoạt động trong căn phòng này. Trên các tiếp điểm chuyển động của động cơ - lamellas - tia lửa thường hình thành. Trong một tia lửa ở nhiệt độ cao, các phân tử oxy kết hợp với nhau, tạo thành ozone (O 3).

Phân tử oxi gồm 2 nguyên tử luôn thể hiện 2 hóa trị (0 = 0).

Làm thế nào để hình dung cấu trúc của phân tử ozone? Hóa trị của oxy không thể thay đổi: các nguyên tử oxy trong ozone cũng phải có liên kết đôi. Do đó, phân tử ozone thường được mô tả dưới dạng một hình tam giác, ở các góc có 3 nguyên tử oxy.

Khí quyển- khí có màu hơi xanh với mùi đặc trưng. Sự hình thành ozone từ oxy xảy ra với sự hấp thụ nhiệt lớn.

Từ "ozone" được lấy từ tiếng Hy Lạp "allos" - một loại khác và "tropos" - một lượt và có nghĩa là sự hình thành các chất đơn giản từ cùng một nguyên tố.

Ozone là một sửa đổi đẳng hướng của oxy. Đây là một chất đơn giản. Phân tử của nó bao gồm 3 nguyên tử oxy. Trong công nghệ, ozon được tạo ra trong các thiết bị đặc biệt gọi là máy ozon hóa.

Trong các thiết bị này, oxy được đưa qua một ống trong đó đặt một điện cực, nối với nguồn dòng điện cao thế. Điện cực thứ hai là một sợi dây quấn bên ngoài ống. Một sự phóng điện được tạo ra giữa các điện cực, trong đó ozone được hình thành từ oxy. Oxy rời khỏi ozonator chứa khoảng 15 phần trăm ozone.

Ozone cũng được hình thành khi oxy tiếp xúc với các tia của nguyên tố phóng xạ radium hoặc một luồng tia cực tím mạnh. Đèn thạch anh, được sử dụng rộng rãi trong y học, phát ra tia cực tím. Đó là lý do tại sao trong một căn phòng mà đèn thạch anh đã hoạt động trong một thời gian dài, không khí trở nên ngột ngạt.

Ozone cũng có thể thu được về mặt hóa học - bằng tác dụng của axit sunfuric đậm đặc với thuốc tím hoặc bằng cách oxy hóa phốt pho ướt.

Các phân tử ozone rất kém bền và dễ bị phân hủy để tạo thành oxy phân tử và nguyên tử (О 3 = O 2 + O). Vì oxy nguyên tử oxy hóa các hợp chất khác nhau cực kỳ dễ dàng, ozone là một tác nhân oxy hóa mạnh. Ở nhiệt độ phòng, nó dễ dàng oxy hóa thủy ngân và bạc, khá ổn định trong môi trường oxy.

Dưới tác động của ozone, thuốc nhuộm hữu cơ trở nên mất màu và các sản phẩm cao su bị phá hủy, mất tính đàn hồi và nứt khi bị nén nhẹ.

Các chất dễ cháy như ête, rượu, khí thắp sáng bốc cháy khi tiếp xúc với không khí bị ozon hóa cao. Bông gòn mà không khí ozon hóa đi qua cũng bốc cháy.

Tính oxi hóa mạnh của ozon được dùng để khử trùng không khí và nước. Không khí ozon hóa đi qua nước sẽ tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh trong đó và phần nào cải thiện mùi vị và màu sắc của nước.

Quá trình ozon hóa không khí nhằm mục đích tiêu diệt vi khuẩn có hại không được sử dụng rộng rãi, vì nồng độ ozon đáng kể là cần thiết để lọc không khí hiệu quả, và ở nồng độ cao, nó có hại cho sức khỏe con người - nó gây ngạt thở nghiêm trọng.

Ở nồng độ nhỏ, ozone thậm chí còn dễ chịu. Ví dụ, điều này xảy ra sau một cơn giông bão, khi ôzôn được hình thành từ ôxy của không khí trong một tia lửa điện khổng lồ của tia chớp lóe lên, phân bố dần dần trong khí quyển, gây ra cảm giác nhẹ nhàng, dễ chịu khi hít thở. Chúng tôi trải nghiệm điều tương tự trong rừng, đặc biệt là trong một khu rừng thông rậm rạp, nơi dưới tác động của oxy, các loại nhựa hữu cơ khác nhau bị oxy hóa khi giải phóng ozone. Nhựa thông, là một phần của nhựa cây lá kim, đặc biệt dễ bị oxy hóa. Đó là lý do tại sao không khí trong các khu rừng lá kim luôn chứa một lượng ôzôn nhất định.

Ở một người khỏe mạnh, không khí của rừng thông tạo cảm giác dễ chịu. Và đối với một người bị bệnh phổi, không khí này rất hữu ích và cần thiết cho việc điều trị. Nhà nước Liên Xô sử dụng rừng thông phong phú ở các vùng khác nhau của đất nước chúng tôi và tạo ra các viện điều dưỡng y tế ở đó.