Ozon to ... Definicja, właściwości, formuła
Czy zauważyłeś, jak przyjemnie jest oddychać po deszczu? To odświeżające powietrze zapewnia ozon w atmosferze, która pojawia się po deszczu. Czym jest ta substancja, jakie są jej funkcje, formuła i czy jest naprawdę przydatna dla ludzkiego ciała? Zobaczmy.
Czym jest ozon?
Każdy, kto uczęszczał do liceum, wie, że cząsteczka tlenu składa się z dwóch atomów pierwiastka chemicznego tlenu. Jednak ten pierwiastek jest w stanie utworzyć inny związek chemiczny - ozon. Ta nazwa jest substancją, zwykle występującą w postaci gazu (chociaż może występować we wszystkich trzech stanach skupienia).
Cząsteczka tej substancji jest dość podobna do tlenu (O 2 ), ale nie składa się z dwóch, ale z trzech atomów - O3.
Historia odkrycia ozonu
Człowiekiem, który pierwszy zsyntetyzował ozon, jest holenderski fizyk Martin Van Marum.
To on przeprowadził eksperyment w 1785 r., Przekazując wyładowanie elektryczne w powietrzu. Powstały gaz nie tylko uzyskał specyficzny zapach, ale także niebieskawy odcień. Ponadto nowa substancja okazała się silniejszym utleniaczem niż zwykły tlen. Tak więc, rozważając jego wpływ na rtęć, Van Marum odkrył, że metal nieznacznie zmienił swoje właściwości fizyczne, co nie miało miejsca w przypadku pod wpływem tlenu.
Pomimo odkrycia, fizyk holenderski nie uznał, że ozon jest substancją specjalną. Zaledwie 50 lat po odkryciu Van Maruma niemiecki naukowiec Christian Friedrich Schönbein poważnie zainteresował się ozonem. To dzięki niemu ta substancja ma swoją nazwę - ozon (na cześć greckiego słowa oznaczającego "zapach"), a także bliższe przestudiowanie i opisanie.
Ozon: właściwości fizyczne
Ta substancja ma wiele właściwości. Pierwszą z nich jest zdolność ozonu, podobnie jak woda, do stania w trzech stanach skupienia.
Normalny stan, w którym znajduje się ozon, jest niebieskawym gazem (to on maluje niebo lazurowy kolor) z wyczuwalnym metalicznym zapachem. Gęstość takiego gazu wynosi 2,1445 g / dm3.
Gdy temperatura spada, cząsteczki ozonu tworzą niebiesko-fioletową ciecz o gęstości 1,59 g / cm3 (przy -188 ° C). Zagotować ciekły O 3 w temperaturze -111,8 ° C.
Ozon w stanie stałym ciemnieje, staje się prawie czarny z wyraźną fioletowo-niebieską poświatą. Jego gęstość wynosi 1,73 g / cm 3 (z -1 95,7 ° C). Temperatura, w której stały ozonu zaczyna topnieć, wynosi -977,2 ° C.
Masa cząsteczkowa O3 wynosi 48 daltonów.
W temperaturze 0 ° C ozon jest doskonale rozpuszczalny w wodzie i dziesięć razy szybszy niż tlen. Obecność zanieczyszczeń w wodzie może dodatkowo przyspieszyć tę reakcję.
Oprócz wody, ozon jest rozpuszczony w freonie, co ułatwia jego transport.
Wśród innych substancji, w których łatwo jest rozpuścić O 3 (w stanie ciekłego kruszywa) - argon, azot, fluor, metan, dwutlenek węgla, tetrachlorek węgla.
Dobrze miesza się również z ciekłym tlenem (w temperaturze 93 K).
Właściwości chemiczne ozonu
Cząsteczka O3 jest raczej niestabilna. Z tego powodu w normalnym stanie istnieje 10-40 minut, po czym ulega rozkładowi, tworząc niewielką ilość ciepła i tlenu O2. Ta reakcja może zachodzić znacznie szybciej, jeśli jako katalizatory stosuje się wzrost temperatury otoczenia lub spadek ciśnienia atmosferycznego. Również rozkład ozonu i przyczynia się do jego kontaktu z metalami (z wyjątkiem złota, platyny i irydu), tlenkami lub substancjami pochodzenia organicznego.
Interakcja z kwas azotowy zatrzymuje rozkład O 3 . Przyczynia się również do tej substancji magazynującej w temperaturze -78 ° C.
Główną właściwością chemiczną ozonu jest jego zdolność do utleniania. Jednym z produktów utleniania jest zawsze tlen.
W różnych warunkach O 3 może wchodzić w interakcję z prawie wszystkimi substancjami i pierwiastkami chemicznymi, zmniejszając ich toksyczność, zamieniając je w mniej niebezpieczne. Na przykład cyjanki są utleniane przez niego do cyjanianów, które są znacznie bezpieczniejsze dla organizmów biologicznych.
Jak wydobywa się?
W celu uzyskania i zachowania takiej niestabilnej substancji jak ozon stosuje się jej właściwości fizyczne i chemiczne.
Najczęściej do ekstrakcji O 3 przez tlen stosuje się prąd elektryczny. Aby oddzielić powstałą mieszaninę tlenu i ozonu, używają one własności tego ostatniego do upłynnienia lepszej niż O2.
W laboratoriach chemicznych czasami O 3 ekstrahuje się przez reakcję schłodzonego koncentratu kwasu siarkowego z nadtlenkiem baru.
W instytucjach medycznych, które wykorzystują O 3 do odzyskiwania pacjentów, substancja ta jest otrzymywana przez napromieniowywanie O2 ultrafioletem (tak na marginesie, substancja ta powstaje w atmosferze Ziemi pod działaniem światła słonecznego).
Zastosowanie O3 w medycynie i przemyśle
Prosta struktura ozonu, dostępność materiału źródłowego do jego ekstrakcji przyczynia się do aktywnego wykorzystania tej substancji w przemyśle.
Będąc silnym środkiem utleniającym, może dezynfekować znacznie lepiej niż chlor, formaldehyd lub tlenek etylenu, a jednocześnie nie jest tak toksyczny. Dlatego O 3 jest często używany do sterylizacji instrumentów medycznych, sprzętu, form, a także wielu leków.
W przemyśle substancja ta jest najczęściej używana do czyszczenia lub ekstrakcji wielu chemikaliów.
Inną branżą jest zastosowanie papieru bielącego, tkanin, olejów mineralnych.
W przemyśle chemicznym O 3 nie tylko pomaga sterylizować sprzęt, narzędzia i pojemniki, ale także jest używany do dezynfekcji samych produktów (jaja, zboża, mięso, mleko) i zwiększenia ich trwałości. W rzeczywistości jest uważany za jeden z najlepszych środków konserwujących dla produktów, ponieważ jest nietoksyczny i nierakotwórczy, a także doskonale zabija zarodniki pleśni i inne grzyby i bakterie.
W piekarniach ozon jest wykorzystywany do przyspieszenia fermentacji drożdży.
Ponadto, przy pomocy O 3, brandy jest sztucznie starzona, oleje tłuszczowe są rafinowane.
Jak ozon wpływa na ludzkie ciało?
Z powodu podobieństwa z tlenem istnieje błędne przekonanie, że ozon jest substancją użyteczną dla ludzkiego ciała. Jednak tak nie jest, ponieważ O 3 jest jednym z najsilniejszych utleniaczy, które mogą zniszczyć płuca i zabić każdego, kto wdycha nadmiernie ten gaz. Nic dziwnego, że państwowe organizacje ekologiczne w każdym kraju ściśle monitorują stężenie ozonu w atmosferze.
Jeśli ozon jest tak zły, to dlaczego zawsze ułatwia oddychanie po deszczu?
Faktem jest, że jedną z właściwości O 3 jest jego zdolność do zabijania bakterii i oczyszczania substancji ze szkodliwych zanieczyszczeń. Ozon zaczyna formować się podczas deszczu. Gaz ten wpływa na substancje toksyczne zawarte w powietrzu, rozdzielając je i oczyszcza tlen z tych zanieczyszczeń. Z tego powodu powietrze po deszczu jest tak świeże i przyjemne, a niebo nabiera pięknego lazurowego koloru.
Te chemiczne właściwości ozonu, które pozwalają mu oczyścić powietrze, zostały ostatnio aktywnie wykorzystane w leczeniu osób cierpiących na różne choroby układu oddechowego, a także do oczyszczania powietrza, wody i różnych zabiegów kosmetycznych.
Dosyć aktywnie dziś reklamowano domowe ozonatory, oczyszczając powietrze w domu za pomocą tego gazu. Chociaż technika ta wydaje się być bardzo skuteczna, jak dotąd naukowcy nie badali wpływu dużej ilości oczyszczonego powietrza ozonowego na organizm. Z tego powodu nadmierna porcja ozonowania nie jest tego warta.