Ozonun temel reaksiyonu. Ozon (kimyasal element): özellikleri, formülü, tanımı

MOSKOVA, 16 Eylül – RIA Novosti. Dünyadaki tüm yaşamı Güneş'in zararlı ultraviyole radyasyonundan koruyan ince bir "kalkan" olan Ozon Tabakasının Korunması Uluslararası Günü, 16 Eylül Pazartesi günü kutlanıyor - bu gün, 1987'de ünlü Montreal Protokolü imzalandı.

İÇİNDE normal koşullar Ozon veya O3, soğudukça koyu mavi bir sıvıya ve daha sonra mavi-siyah kristallere dönüşen soluk mavi bir gazdır. Toplamda, gezegenin atmosferindeki ozon hacimce milyonda yaklaşık 0,6 parçaya karşılık gelir: bu, örneğin atmosferin her metreküpünde yalnızca 0,6 parça olduğu anlamına gelir. santimetre küp ozon. Karşılaştırma için, karbon dioksit atmosferde zaten milyonda 400 parça var; yani aynı metreküp hava için iki bardaktan fazla.

Aslında ozon konsantrasyonunun bu kadar küçük olması Dünya için bir nimet olarak adlandırılabilir: 15-30 kilometre yükseklikte hayat kurtaran ozon tabakasını oluşturan bu gaz, insanların yakın çevresinde çok daha az “asil”dir. . Rus sınıflandırmasına göre ozon, en yüksek, birinci tehlike sınıfına ait maddelere aittir - insanlar için son derece toksik olan çok güçlü bir oksitleyici maddedir.

Anlamak farklı özellikler karmaşık ozon RIA Novosti'ye, Lomonosov Moskova Devlet Üniversitesi Kimya Fakültesi Kataliz ve Gaz Elektrokimya Laboratuvarı'nda kıdemli araştırmacı olan Vadim Samoilovich yardımcı oldu.

Ozon kalkanı

“Bu oldukça iyi çalışılmış bir gaz, neredeyse her şey araştırıldı - her şey asla olmuyor, ama asıl önemli olan (bilinen) ... Ozonun birçok farklı uygulaması var ama genel olarak konuşursak, hayatın ortaya çıktığını unutmayın. ozon tabakasına - bu muhtemelen ana nokta", diyor Samoilovich.

Stratosferde oksijenden ozon oluşur. fotokimyasal reaksiyonlar- bu tür reaksiyonlar etki altında başlar Güneş radyasyonu. Orada ozon konsantrasyonu zaten daha yüksek - başına yaklaşık 8 mililitre metreküp. Gaz, örneğin atomik klor ve brom gibi belirli bileşiklerle "karşılaştığında" yok edilir - bunlar, daha çok freonlar olarak bilinen tehlikeli kloroflorokarbonların parçası olan maddelerdir. Montreal Protokolü'nden önce, diğer şeylerin yanı sıra soğutma endüstrisinde ve gaz kartuşlarında itici gaz olarak kullanılıyorlardı.

Montreal Protokolü'nün 25. yıldönümünü kutladığı 2012'de, Birleşmiş Milletler Çevre Programı'ndan (UNEP) uzmanlar ozon tabakasını korumayı dört temel önlemden biri olarak adlandırdı: Çevre sorunlarıİnsanlığın önemli bir başarı elde ettiği. Aynı zamanda UNEP, stratosferdeki ozon içeriğindeki azalmanın 1998'den bu yana durduğunu ve bilim adamlarının tahminlerine göre 2050-2075 yılına kadar 1980 öncesinde kaydedilen seviyelere dönebileceğini kaydetti.

Ozon dumanı

Dünya yüzeyinden 30 kilometre uzakta ozon iyi "davranır", ancak yüzey katmanı olan troposferde tehlikeli bir kirletici olduğu ortaya çıkar. UNEP'e göre, Kuzey Yarımküre'deki troposferik ozon konsantrasyonu son 100 yılda neredeyse üç katına çıktı ve bu da onu üçüncü en önemli "antropojenik" sera gazı haline getiriyor.

Burada ozon da atmosfere salınmaz, ancak ozon "öncüleri" - nitrojen oksitler, uçucu hidrokarbonlar ve diğer bazı bileşiklerle zaten kirlenmiş olan havadaki güneş radyasyonunun etkisi altında oluşur. Ozonun dumanın ana bileşenlerinden biri olduğu şehirlerde, araç emisyonları dolaylı olarak onun görünümünden "suçludur".

Yer seviyesindeki ozondan zarar gören sadece insanlar ve iklim değil. UNEP, troposferik ozon konsantrasyonlarının azaltılmasının, bitkiler için toksik olan bu gaz nedeniyle her yıl kaybolan yaklaşık 25 milyon ton pirinç, buğday, soya fasulyesi ve mısırın korunmasına yardımcı olabileceğini tahmin ediyor.

Tam olarak yer seviyesindeki ozonun artık o kadar kullanışlı olmaması nedeniyle meteoroloji servis uzmanları ve çevresel izleme havadaki konsantrasyonlarını sürekli olarak izleyin büyük şehirler Moskova dahil.

Ozon faydalıdır

"En çok biri ilginç özellikler Ozon bakteri öldürücüdür. Bakterisidal aktivite açısından klor, manganez peroksit, klor oksit gibi tüm maddeler arasında neredeyse ilk sırada yer alıyor” diye belirtiyor Vadim Samoilovich.

Ozonun onu çok güçlü bir oksitleyici madde yapan aynı aşırı doğası, bu gazın uygulamalarını açıklamaktadır. Ozon, tesislerin, giysilerin, aletlerin sterilizasyonu ve dezenfeksiyonu ve tabii ki hem içme hem de endüstriyel ve hatta atık suyun arıtılması için kullanılır.

Ayrıca uzman, birçok ülkede selüloz ağartma tesislerinde klor yerine ozonun kullanıldığını da vurguluyor.

“Klor (organik maddeyle reaksiyona girdiğinde) sadece klordan çok daha toksik olan bir organoklorin üretir. genel olarak Bu (zehirli atıkların ortaya çıkması), klor konsantrasyonunun keskin bir şekilde azaltılmasıyla veya basitçe ortadan kaldırılmasıyla önlenebilir. Seçeneklerden biri klorun ozonla değiştirilmesidir” diye açıkladı Samoilovich.

Ayrıca havayı ozonlayabilirsiniz ve bu aynı zamanda ilginç sonuçlar- Samoilovich'e göre, Ivanovo'da, Tüm Rusya Mesleki Güvenlik ve Sağlık Araştırma Enstitüsü'nden uzmanlar ve meslektaşları, "iplikhanelerde sıradan havalandırma kanallarına belirli miktarda ozon eklendiği bir dizi çalışma yürüttüler" .” Sonuç olarak, solunum yolu hastalıklarının görülme sıklığı azaldı, aksine emek verimliliği arttı. Gıda depolarındaki havanın ozonlanması güvenliğini artırabilir ve diğer ülkelerde de bu tür deneyimler vardır.

Ozon zehirlidir

Ozon kullanmanın sorunu hala aynı: toksisitesi. Rusya'da ozon için izin verilen maksimum konsantrasyon (MAC) atmosferik hava metreküp başına 0,16 miligramdır ve çalışma alanının havasında - 0,1 miligramdır. Bu nedenle Samoilovich, aynı ozonlamanın sürekli izleme gerektirdiğini ve bunun da konuyu büyük ölçüde karmaşıklaştırdığını belirtiyor.

Bilim adamı, "Bu teknik hala oldukça karmaşık. Bir kovaya bir tür bakteri ilacı dökün - çok daha basit, dökün ve hepsi bu, ancak burada izlemeniz gerekiyor, bir tür hazırlık olmalı" diyor.

Ozon insan vücuduna yavaş ama ciddi şekilde zarar verir; ozonla kirlenmiş havaya uzun süre maruz kalındığında risk artar kardiyovasküler hastalıklar ve hastalıklar solunum sistemi. Kolesterol ile reaksiyona girerek ateroskleroz gelişimine yol açan çözünmeyen bileşikler oluşturur.

“İzin verilen maksimum seviyelerin üzerindeki konsantrasyonlarda baş ağrıları, mukoza zarının tahrişi, öksürük, baş dönmesi, genel yorgunluk ve kalp aktivitesinde azalma meydana gelebilir. Yer seviyesindeki toksik ozon, çocuklarda ve yaşlılarda solunum yolu hastalıklarının ortaya çıkmasına veya alevlenmesine neden olabilir; ve astımlılar risk altında" - Roshidromet Merkezi Aerolojik Gözlemevi'nin (CAO) web sitesinde belirtildi.

Ozon patlayıcıdır

Ozon sadece solunduğunda zararlı değildir, aynı zamanda kibritlerin de saklanması gerekir çünkü bu gaz çok patlayıcıdır. Geleneksel olarak, ozon gazının tehlikeli konsantrasyonları için “eşik”, litre hava başına 300-350 mililitre olarak kabul edilir, ancak bazı bilim adamları daha fazla sayıda mililitre ile çalışmaktadır. yüksek seviyeler Samoilovich diyor. Ancak sıvı ozon (soğudukça koyulaşan aynı mavi sıvı) kendiliğinden patlıyor.

Sıvı ozonun roket yakıtında oksitleyici bir madde olarak kullanılmasını engelleyen şey budur - bu tür fikirler uzay çağının başlangıcından kısa bir süre sonra ortaya çıktı.

“Üniversitedeki laboratuvarımız da tam olarak bu fikirden yola çıktı. Her roket yakıtının reaksiyonda kendine ait bir kalorifik değeri var, yani yandığında ne kadar ısı açığa çıkıyor ve dolayısıyla roketin ne kadar güçlü olacağı biliniyor. en güçlü seçenek sıvı hidrojeni sıvı ozonla karıştırmak... Ancak bir dezavantajı var: Sıvı ozon patlıyor ve kendiliğinden, yani görünürde bir neden olmadan patlıyor," diyor Moskova Devlet Üniversitesi'nden bir temsilci.

Ona göre hem Sovyet hem de Amerikan laboratuvarları " büyük miktar bunu bir şekilde güvenli hale getirmek için çaba ve zaman harcadıktan sonra bunun imkansız olduğu ortaya çıktı." Samoilovich, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki meslektaşlarının "patlamamış gibi görünen" özellikle saf ozonu elde etmeyi başardıklarında, kazanları çaldıkları tek şeyin bu olduğunu hatırlıyor, ama sonra tesisin tamamı patladı ve iş durduruldu.

"Örneğin, içinde sıvı ozon bulunan bir şişenin durduğu, durduğu, sıvı nitrojen oraya ekliyorlar ve sonra - ya nitrojen orada kaynamış ya da başka bir şey - geliyorsunuz ve kurulumun yarısı eksik, her şey toza dönüşmüş durumda. Neden patladı, kim bilir" diye belirtiyor bilim adamı.

Ozon - kimyasal gaz halindeki madde güçlü bir oksitleyici ajandır. Gazın özellikleri nelerdir ve hangi amaçlarla üretilir?

Genel bilgi

Ozon ilk kez 1785 yılında Hollandalı fizikçi M. van Marum tarafından keşfedilmiştir. Havadan elektrik deşarjları geçtiğinde havanın kendine özgü bir koku aldığını fark etti. Ancak "ozon" terimi daha sonra 1840 yılında Alman kimyager H. F. Schönbein tarafından icat edildi.

Pirinç. 1. H. F. Shenbein.

Ozonun formülü O3'tür, yani ozon üç oksijen molekülünden oluşur. Ozon allotropik modifikasyon oksijen. O 3 – hafif gaz mavi renkli karakteristik bir kokuya sahip, kararsız, toksik. -111,9 derece sıcaklıkta bu gaz sıvılaşır. Ozonun sudaki çözünürlüğü oksijenden daha fazladır: 100 hacim su, 49 hacim ozonu çözer.

Pirinç. 2. Ozon formülü.

Bu madde, elektrik deşarjları sırasında atmosferde oluşur. Stratosferdeki (yüzeyden 25 km yükseklikte) ozon tabakası, tüm canlı organizmalar için tehlikeli olan ultraviyole ışınımı emer.

Ozon güçlü bir oksitleyici maddedir, hatta oksijenden daha güçlüdür. Altın, platin gibi metalleri oksitleyebilme özelliğine sahiptir.

Ozonun özel kimyasal aktivitesi, molekülünün kolayca bir oksijen molekülüne ve atomik oksijene parçalanmasıyla açıklanmaktadır. Ortaya çıkan atomik oksijen maddelerle moleküler oksijenden daha aktif reaksiyona girer.

Ozon, bir potasyum iyodür çözeltisinden iyotu serbest bırakabilir:

2Kl+2H2 O+O3 =I2 +2KOH+O2

Ozon içeren havadaki potasyum iyodür ve nişastaya batırılmış kağıt maviye döner. Bu reaksiyon ozonu tespit etmek için kullanılır.

1860 yılında bilim adamları Andrews ve Tait, saf oksijenle doldurulmuş basınç göstergesi olan bir cam tüp kullanarak, oksijenin ozona dönüştürülmesi durumunda gazın hacminin azaldığını deneysel olarak kanıtladılar.

Ozon üretimi ve kullanımı

Ozon, ozonlayıcılarda elektrik deşarjlarının oksijen üzerindeki etkisi ile üretilir.

Ozon dezenfeksiyon için kullanılır içme suyu endüstriyel nötralizasyon için Atıksu, tıpta - dezenfektan olarak. Tıpkı klorlama gibi ozonlamanın da dezenfekte edici etkisi vardır, ancak avantajı ozon kullanıldığında arıtılmış suda hiçbir toksin oluşmamasıdır. Ozon küf ve bakterilere karşı da etkilidir.

Pirinç. 3. Ozonlama.

Akut zehirlenmelerde ozon solunum sistemini etkiler, göz mukozasını tahriş eder ve baş ağrısı. Ozon toksisitesi, nitrojen oksitlere eş zamanlı maruz kalmayla keskin bir şekilde artar.

Ne öğrendik?

Ozon keşfedilen bir gazdır. XVIII'in sonu Yüzyıl ve onun modern isim yalnızca şu tarihte alındı: 19'uncu yüzyılın ortası yüzyıl. Oksijenden farklı olarak bu gazın karakteristik bir kokusu vardır ve rengi açık mavidir.

Ozon gibi bir gaz, tüm insanlık için son derece değerli özelliklere sahiptir. Kendisini oluşturan kimyasal element O'dur. Aslında ozon O3, üç formül biriminden (O÷O÷O) oluşan, oksijenin allotropik modifikasyonlarından biridir. İlk ve daha iyi bilinen bileşik oksijenin kendisidir, daha kesin olarak onun iki atomu (O=O) - O2 tarafından oluşturulan gazdır.

Allotropi, bir kimyasal elementin farklı özelliklere sahip çok sayıda basit bileşik oluşturma yeteneğidir. Onun sayesinde insanlık elmas, grafit, monoklinik ve benzeri maddeleri incelemiş ve kullanmıştır. eşkenar dörtgen kükürt, oksijen ve ozon. Bu yeteneğe sahip bir kimyasal elementin sadece iki modifikasyonla sınırlı olması şart değildir; bazılarının daha fazla modifikasyonu vardır.

Bağlantı açma geçmişi

Birçok organik maddenin kurucu birimi ve mineraller ozon gibi dahil - kimyasal element Adı O - oksijen olan, Yunanca "oxys" - ekşi ve "gignomai" den doğum yapmak için çevrilmiştir.

Yeni olanı ilk olarak 1785 yılında Hollandalı Martin van Maroon tarafından elektrik deşarjları ile ilgili deneyler sırasında keşfedildi; kendine özgü bir koku dikkatini çekti. Ve bir asır sonra Fransız Schönbein, bir fırtınadan sonra da aynı şeyin varlığını fark etti ve bunun sonucunda gaza "kokulu" denildi. Ancak bilim adamları, koku alma duyularının ozonun kendisini algıladığına inanarak bir şekilde aldandılar. Gaz çok reaktif olduğundan kokladıkları koku, O3 ile reaksiyona girerek oksitlenen bir şeyin kokusuydu.

Elektronik yapı

Kimyasal bir element olan O2 ve O3 aynı yapısal parçaya sahiptir. Ozonun daha fazlası var karmaşık yapı. Oksijende her şey basittir - iki oksijen atomu, elementin değerliğine göre bir ϭ- ve π-bileşeninden oluşan bir çift bağ ile bağlanır. O3'ün çeşitli rezonans yapıları vardır.

Çoklu bağ iki oksijeni birbirine bağlar ve üçüncüsü tek bir bağa sahiptir. Böylece, π bileşeninin göçü nedeniyle, genel resimde üç atomun bir seski bileşiği vardır. Bu bağ tekli bağdan kısa, çift bağdan ise uzundur. Bilim adamlarının yaptığı deneyler, molekülün döngüsellik olasılığını dışlıyor.

Sentez yöntemleri

Ozon gibi bir gazın oluşması için oksijen kimyasal elementinin mevcut olması gerekir. gazlı ortam gibi bireysel atomlar. Bu tür koşullar, oksijen molekülleri O2, elektrik deşarjları sırasında elektronlarla veya diğer parçacıklarla çarpıştığında yaratılır. büyük enerji ve ayrıca ultraviyole ışıkla ışınlandığında.

Aslan payı toplam sayısı Ozon doğal atmosferik koşullarda fotokimyasal olarak oluşur. İnsan, kimyasal aktivitede, örneğin elektrolitik sentez gibi diğer yöntemleri kullanmayı tercih eder. Bu şu gerçeğin içinde yatıyor: su ortamı Platin elektrotlar elektrolite yerleştirilir ve akım uygulanır. Reaksiyon şeması:

H 2 Ö + Ö 2 → Ö 3 + H 2 + e -

Fiziki ozellikleri

Oksijen (O), formülü ve akrabası olan bir kimyasal element olan ozon gibi bir maddenin kurucu birimidir. molar kütle periyodik tabloda belirtilmiştir. Oksijen, O3'ü oluşturarak, O2'nin özelliklerinden kökten farklı özellikler kazanır.

Gaz Mavi renk- Bu, ozon gibi bir bileşiğin normal halidir. Kimyasal element, formül, niceliksel özellikler - bunların hepsi bu maddenin tanımlanması ve incelenmesi sırasında belirlendi. Bunun için -111,9 °C, sıvılaşmış hali koyu mor bir renge sahiptir, derecenin daha da azalmasıyla -197,2 °C'ye erime başlar. Katı halde toplama durumu ozon mor bir renk tonuyla siyaha döner. Çözünürlüğü oksijen O2'nin bu özelliğinden on kat daha yüksektir. Havadaki en küçük konsantrasyonlarda ozon kokusu hissedilir; keskin, spesifiktir ve metal kokusunu anımsatır.

Kimyasal özellikler

Ozon gazı reaksiyon açısından oldukça aktiftir. Onu oluşturan kimyasal element oksijendir. Ozonun diğer maddelerle etkileşimindeki davranışını belirleyen özellikler, gazın kendisinin yüksek oksitlenme yeteneği ve kararsızlığıdır. Yüksek sıcaklıklarda benzeri görülmemiş bir hızda ayrışır; süreç aynı zamanda metal oksitler, nitrojen oksitler ve diğerleri gibi katalizörler tarafından da hızlandırılır. Oksitleyici bir maddenin özellikleri, molekülün yapısal özellikleri ve bölündüğünde gazı oksijene dönüştüren oksijen atomlarından birinin hareketliliği nedeniyle ozonun doğasında vardır: O 3 → O 2 + O·

Oksijen (oksijen ve ozon gibi madde moleküllerinin oluşturulduğu yapı taşı) kimyasal bir elementtir. Reaksiyon denklemlerinde yazıldığı gibi - O·. Ozon, altın, platin ve alt grubu dışındaki tüm metalleri oksitler. Atmosferdeki gazlarla (kükürt oksitler, nitrojen ve diğerleri) reaksiyona girer. Hareketsiz kalmayın ve organik madde ara bileşiklerin oluşumu yoluyla çoklu bağların kırılması süreçleri özellikle hızlı bir şekilde gerçekleşir. Reaksiyon ürünlerinin zararsız olması son derece önemlidir. çevre ve adam. Bu su, oksijen, daha yüksek oksitler çeşitli unsurlar, karbon oksitler. Kalsiyum, titanyum ve silikonun oksijenle ikili bileşikleri ozonla etkileşime girmez.

Başvuru

"Kokulu" gazın kullanıldığı ana alan ozonlamadır. Bu sterilizasyon yöntemi canlı organizmalar için klorla dezenfeksiyona göre çok daha etkili ve güvenlidir. Tehlikeli bir halojenin yerini alan toksik metan türevlerinin oluşumu yoktur.

Giderek daha sık böyle ekolojik yöntem Gıda endüstrisinde sterilizasyon kullanılmaktadır. Ozon, soğutma ekipmanlarının ve gıda depolama alanlarının arıtılmasında ve kokuların giderilmesinde kullanılır.

Tıp açısından ozonun dezenfekte edici özelliği de vazgeçilmezdir. Yaraları fizyolojik solüsyonlarla dezenfekte ederler. Venöz kan ozonlanır ve bir takım kronik hastalıklar “kokulu” gazla tedavi edilir.

Doğada bulma ve anlam

Basit madde ozon - element gaz bileşimi stratosfer, gezegenin yüzeyinden yaklaşık 20-30 km uzaklıkta bulunan, Dünya'ya yakın uzayın bir bölgesi. Bu bileşiğin salınımı, elektrik deşarjlarıyla ilgili işlemler sırasında, kaynak sırasında ve fotokopi makinelerinin çalışması sırasında meydana gelir. Ancak Dünya atmosferinde bulunan toplam ozon miktarının %99'u stratosferde oluşuyor ve içeriyor.

Dünya'ya yakın uzayda gazın varlığının hayati önem taşıdığı ortaya çıktı. Tüm canlıları Güneş'in ölümcül ultraviyole ışınlarından koruyan ozon tabakasını oluşturur. Garip bir şekilde, ancak muazzam faydalarının yanı sıra, gazın kendisi de insanlar için tehlikelidir. Bir kişinin soluduğu havadaki ozon konsantrasyonunun artması, aşırı kimyasal aktivitesinden dolayı vücuda zararlıdır.

giriiş

Ozon, oksijenin allotropik modifikasyonu olan basit bir maddedir. Ozon molekülü oksijenden farklı olarak üç atomdan oluşur. Normal şartlarda keskin bir kokusu vardır. patlayıcı gaz Mavi renktedir ve güçlü oksitleyici özelliklere sahiptir.

Ozon dünya atmosferinin kalıcı bir bileşenidir. hayati rol onun üzerinde yaşamı sürdürmek. Zemin katmanlarında Dünya atmosferi ozon konsantrasyonu keskin bir şekilde artar. Genel durum Atmosferdeki ozon seviyeleri değişkendir ve mevsimlere bağlı olarak dalgalanır. Atmosferik ozon, dünyadaki yaşamın desteklenmesinde önemli bir rol oynar. Dünyayı belirli bir rolün zararlı etkilerinden korur Güneş radyasyonu böylece gezegendeki yaşamın korunmasına yardımcı oluyoruz.

Bu nedenle ozonun biyolojik dokular üzerinde ne gibi etkileri olabileceğinin bulunması gerekmektedir.

Genel Özellikler ozon

Ozon - triatomik moleküllerden oluşan O3 allotropik modifikasyon oksijen. Molekülü diyamanyetiktir ve açısal bir şekle sahiptir. Moleküldeki bağ delokalize, üç merkezlidir.

Pirinç. 1 Ozonun yapısı

İkisi birden O-O bağlantıları ozon molekülünde aynı uzunlukta 1.272 Angstrom bulunur. Bağlar arasındaki açı 116,78°'dir. Merkezi oksijen atomu sp²-melezleşmiş, bir çift yalnız elektrona sahiptir. Molekül polardır dipol momenti 0,5337 D.

Ozondaki kimyasal bağların doğası onun kararsızlığını belirler ( kesin zaman ozon kendiliğinden oksijene dönüşür: 2O3 -> 3O2) ve yüksek oksitleme kapasitesi (ozon, içinde bir dizi reaksiyona girebilir) moleküler oksijen girmez). Ozonun organik maddeler üzerindeki oksidatif etkisi radikal oluşumuyla ilişkilidir: RH+ O3 RО2 +OH

Bu radikaller radikali başlatır zincirleme reaksiyonlar biyoorganik moleküller (lipitler, proteinler, nükleik asitler), bu da hücre ölümüne yol açar. Ozonun içme suyunu sterilize etmek için kullanılması, mikropları öldürme yeteneğine dayanmaktadır. Ozon kayıtsız değil daha yüksek organizmalar. Ozon içeren bir atmosfere uzun süre maruz kalmak (örneğin fizik tedavi odaları ve kuvars ışınlaması) ciddi hasara neden olabilir gergin sistem. Bu nedenle büyük dozlarda ozon zehirli bir gazdır. Çalışma alanının havasında izin verilen maksimum konsantrasyon 0,0001 mg/litredir. Ozon kirliliği hava ortamı Düşük çözünürlüğü nedeniyle suyun ozonlanması sırasında meydana gelir.

Keşif tarihi.

Ozon ilk olarak 1785 yılında Hollandalı fizikçi M. van Marum tarafından havanın içinden elektrik kıvılcımları geçtikten sonra kazandığı karakteristik koku ve oksitleyici özelliklerin yanı sıra normal sıcaklıklarda cıva üzerinde etki gösterme yeteneği nedeniyle keşfedilmiştir. parlaklığını kaybederek cama yapışmaya başlar. Ancak yeni bir madde olarak tanımlanmıyordu; van Marum özel bir "elektrik maddesinin" oluştuğuna inanıyordu.

Terim ozon 1840 yılında Alman kimyager H. F. Schönbein tarafından koku maddesi olarak önerilmiş, 1840 yılında sözlüklere girmiştir. XIX sonu yüzyıl. Birçok kaynak ozonun 1839'daki keşfine öncelik veriyor. 1840 yılında Schönbein, ozonun iyotu potasyum iyodürden ayırma yeteneğini gösterdi:

Oksijen ozona dönüştürüldüğünde gaz hacminin azaldığı gerçeği, Andrews ve Tat tarafından saf oksijenle doldurulmuş basınç göstergesi olan ve içine bir elektrik deşarjı oluşturmak için platin tellerin lehimlendiği bir cam tüp kullanılarak deneysel olarak kanıtlandı.

Fiziki ozellikleri.

Ozon, 1 metre kalınlığa kadar ozonlanmış oksijenden oluşan önemli bir katmandan bakıldığında görülebilen mavi bir gazdır. İÇİNDE katı hal Ozon mor bir renk tonu ile siyah renktedir. Sıvı ozon koyu mavi bir renge sahiptir; 2 mm'yi aşmayan bir katmanda şeffaf. kalınlık; oldukça dayanıklı.

Özellikler:

§ Moleküler kütle- sabah 48.

§ Normal şartlarda gaz yoğunluğu 2,1445 g/dm³'tür. Bağıl yoğunluk oksijen için gaz 1,5; hava yoluyla - 1,62

§ −183 °C'de sıvı yoğunluğu - 1,71 g/cm³

§ Kaynama noktası - −111,9 °C. (sıvı ozon için - 106 °C.)

§ Erime noktası - -197,2 ± 0,2 °C (genellikle -251,4 °C olarak verilen erime noktası hatalıdır, çünkü bu noktanın belirlenmesinde ozonun aşırı soğutma yeteneğinin daha yüksek olduğu dikkate alınmamıştır).

§ 0 °C'de suda çözünürlüğü 0,394 kg/m³ (0,494 l/kg) olup, oksijenden 10 kat daha yüksektir.

§ Gaz halindeki ozon diyamanyetiktir, sıvı halde ise zayıf paramanyetiktir.

§ Koku keskin, spesifik "metaliktir" (Mendeleev'e göre - "kerevit kokusu"). Yüksek konsantrasyonlarda klor gibi kokar. 1:100.000 oranında seyreltildiğinde bile koku hissedilir.

Kimyasal özellikler.

Kimyasal özellikler Ozon, yüksek oksitlenme kabiliyeti ile belirlenir.

O3 molekülü kararsızdır ve normal koşullar altında havada yeterli konsantrasyonlarda, ısının açığa çıkmasıyla birkaç on dakika içinde kendiliğinden O2'ye dönüşür. Sıcaklığın artması ve basıncın azalması diatomik duruma geçiş hızını artırır. Yüksek konsantrasyonlarda geçiş patlayıcı olabilir.

Özellikler:

§ Metallerin oksidasyonu

§ Metal olmayanların oksidasyonu

§ Oksitlerle etkileşim

§ Yanma

§ Ozonitlerin oluşumu

Ozon üretme yöntemleri

Ozon, örneğin peroksitlerin ayrışması, fosforun oksidasyonu vb. sırasında atomik oksijenin salınımının eşlik ettiği birçok işlemde oluşur. Endüstride, ozonlayıcılardaki hava veya oksijenden elektrik deşarjının etkisiyle elde edilir. O3, O2'ye göre daha kolay sıvılaşır ve bu nedenle onları ayırmak kolaydır. Tıpta ozon tedavisi için ozon sadece saf oksijen. Hava sert bir maddeyle ışınlandığında morötesi radyasyon ozon oluşur. Aynı süreç şurada da gerçekleşir: üst katmanlar Ozon tabakasının güneş ışınımı tarafından oluşturulduğu ve korunduğu atmosfer.

Aşağıda havadan oksijen elde etmeye odaklanacağız ancak şimdilik elektrik motorlarının çalıştığı ve havalandırmayı bilinçli olarak kapattığımız odaya gireceğiz.

Bu motorlar havadan hiçbir şey tüketmedikleri ve havaya hiçbir şey salmadıkları için hava kirliliği kaynağı olamazlar. Ancak burada nefes alırken boğazda bir miktar tahriş hissedilir. Motorlar çalıştırılmadan önce temiz olan havaya ne oldu?

Bu odada komütatör motorlar adı verilen motorlar çalışır. Çoğu zaman motorun hareketli kontaklarında (lamellerde) bir kıvılcım oluşur. Bir kıvılcımda Yüksek sıcaklık Oksijen molekülleri birbirleriyle birleşerek ozon (O3) oluşturur.

Oksijen molekülü her zaman iki değerlik (0 = 0) sergileyen 2 atomdan oluşur.

Ozon molekülünün yapısını nasıl hayal edebiliriz? Oksijenin değeri değişemez; ozondaki oksijen atomlarının da sahip olması gerekir. çift ​​bağ. Bu nedenle ozon molekülü genellikle köşelerinde 3 oksijen atomunun bulunduğu bir üçgen şeklinde gösterilir.

Ozon- keskin, özel bir kokuya sahip mavimsi bir gaz. Oksijenden ozon oluşumu büyük ısı emilimi ile gerçekleşir.

"Ozon" kelimesi Yunanca "allos" - diğer ve "tropos" kelimelerinden alınmıştır ve oluşum anlamına gelir basit maddeler aynı elementten.

Ozon oksijenin allotropik bir modifikasyonudur. Basit bir madde. Molekülü 3 oksijen atomundan oluşur. Teknolojide ozon, ozonizer adı verilen özel cihazlarda üretilmektedir.

Bu cihazlarda oksijen, bir akım kaynağına bağlı elektrot içeren bir tüpten geçirilir. yüksek voltaj. İkinci elektrot tüpün dışına sarılmış bir teldir. Elektrotlar arasında oluşturulur Elektrik boşalması ozonun oksijenden oluştuğu yer. Ozonizatörden çıkan oksijen yaklaşık yüzde 15 ozon içerir.

Oksijen ışınlara maruz kaldığında da ozon oluşur radyoaktif element radyum veya güçlü bir ultraviyole ışın akışı. Tıpta yaygın olarak kullanılan kuvars lambalar yayar ultraviyole ışınlar. Bu nedenle uzun süre kuvars lambanın çalıştığı bir odada hava boğucu bir hal alır.

Ozon alabilirsiniz ve kimyasal olarak- konsantre sülfürik asidin potasyum permanganat üzerindeki etkisi veya ıslak fosforun oksidasyonu.

Ozon molekülleri çok kararsızdır ve moleküler ve atomik oksijeni (O 3 = O 2 + O) oluşturmak üzere kolayca parçalanır. Atomik oksijen çeşitli bileşikleri son derece kolay oksitlediği için ozon güçlü bir oksitleyici maddedir. Oda sıcaklığında, oksijen atmosferinde oldukça kararlı olan cıva ve gümüşü kolayca oksitler.

Ozonun etkisi altında organik boyaların rengi bozulur, kauçuk ürünler tahrip olur, elastikiyetini kaybeder ve hafif sıkıştırıldığında çatlar.

Eter, alkol ve aydınlatıcı gaz gibi yanıcı maddeler yüksek derecede ozonlanmış hava ile temas ettiğinde tutuşur. Ozonlanmış havanın geçtiği pamuk yünü de tutuşur.

Güçlü oksitleyici özellikler Ozon havayı ve suyu dezenfekte etmek için kullanılır. Sudan geçirilen ozonlanmış hava, içindeki patojenik bakterileri yok eder ve tadını ve rengini bir miktar iyileştirir.

Zararlı bakterileri yok etmek amacıyla havanın ozonlanması yaygın olarak kullanılmamaktadır. etkili temizlik hava önemli miktarda ozon konsantrasyonu gerektirir ve yüksek konsantrasyonlarda insan sağlığına zararlıdır - ciddi boğulmaya neden olur.

Düşük konsantrasyonlarda ozon bile hoştur. Bu, örneğin bir fırtınadan sonra, büyük bir elektrik yıldırım kıvılcımında, atmosferde yavaş yavaş dağılan ve nefes alırken hafif, hoş bir his veren havadaki oksijenden ozon oluştuğunda meydana gelir. Aynı şeyi ormanda da yaşıyoruz, özellikle yoğun bir çam ormanında, oksijenin etkisi altında çeşitli organik reçinelerin oksitlendiği ve ozonun açığa çıktığı yoğun bir çam ormanında. Reçinenin bir parçası olan terebentin iğne yapraklı ağaç, özellikle kolayca oksitlenir. Bu yüzden iğne yapraklı ormanlar Hava her zaman bir miktar ozon içerir.

sen sağlıklı kişi hava Çam ormanı hoş bir duyguya neden olur. Ve bir kişi için hasta akciğerler bu hava şifa için faydalıdır ve gereklidir. Sovyet devleti zenginleri kullanır çam ormanları vatanımızın çeşitli bölgelerinde ve orada tıbbi sanatoryumlar kuruyor.