Ozon er en gas. I modsætning til mange andre er den ikke gennemsigtig, men har en karakteristisk farve og endda en lugt. Det er til stede i vores atmosfære og er en af dets vigtigste komponenter. Hvad er tætheden af ozon, dets masse og andre egenskaber? Hvad er dens rolle i planetens liv?
Blue Gas
I kemi har ozon ikke en separat plads i det periodiske system. Dette skyldes, at det ikke er et element. Ozon er en allotrop modifikation eller variation af ilt. Som i O2 består dets molekyle kun af oxygenatomer, men har ikke to, men tre. Derfor ligner dens kemiske formel O3.
Ozon er en blå gas. Den har en tydelig skarp lugt, der minder om klor, hvis koncentrationen er for høj. Kan du huske duften af friskhed i regnen? Dette er ozon. Takket være denne ejendom har den fået sit navn, fordi "ozon" fra det antikke græske sprog er "lugt".
Gasmolekylet er polært, atomerne i det er forbundet i en vinkel på 116, 78°. Ozon dannes, når et frit iltatom er knyttet til et O2-molekyle. Det sker itidspunktet for forskellige reaktioner, for eksempel oxidation af fosfor, en elektrisk udladning eller nedbrydning af peroxider, hvorunder der frigives iltatomer.
egenskaber ved ozon
Under normale forhold eksisterer ozon som en gas med en molekylvægt på næsten 48 g/mol. Det er diamagnetisk, det vil sige, det er ikke i stand til at blive tiltrukket af en magnet, ligesom sølv, guld eller nitrogen. Ozondensiteten er 2,1445 g/dm³.
I fast tilstand får ozon en blålig-sort farve, i flydende tilstand en indigo-farve tæt på violet. Kogepunktet er 111,8 grader Celsius. Ved en temperatur på nul grader opløses det i vand (kun i rent vand) ti gange bedre end ilt. Det blandes godt med flydende metan, nitrogen, fluor, argon og under visse forhold med oxygen.
Under påvirkning af en række katalysatorer oxideres den let og frigiver frie oxygenatomer. Forbindes med det, antændes det straks. Stoffet er i stand til at oxidere næsten alle metaller. Kun platin og guld er ikke modtagelige for dets handling. Det ødelægger forskellige organiske og aromatiske forbindelser. Danner ammoniumnitrit ved kontakt med ammoniak, ødelægger dobbeltkulstofbindinger.
Ozon nedbrydes spontant i atmosfæren i høje koncentrationer. I dette tilfælde frigives varme, og der dannes et O2-molekyle. Jo højere dens koncentration, jo stærkere er varmeafgivelsesreaktionen. Når ozonindholdet er mere end 10 %, er det ledsaget af en eksplosion. Ved at øge temperatur og faldende tryk, eller ved kontakt medOrganiske stoffer nedbryder O3 hurtigere.
Opdagelseshistorik
I kemi var ozon ikke kendt før i det 18. århundrede. Det blev opdaget i 1785 takket være lugten, som fysikeren Van Marum hørte ved siden af en fungerende elektrostatisk maskine. Yderligere 50 år efter dukkede gassen ikke op i videnskabelige eksperimenter og forskning.
Forsker Christian Schonbein studerede i 1840 oxidationen af hvidt fosfor. Under forsøgene lykkedes det ham at isolere et ukendt stof, som han kaldte "ozon". Kemikeren fik styr på undersøgelsen af dens egenskaber og beskrev, hvordan man opnår en nyopdaget gas.
Snart sluttede andre videnskabsmænd sig til forskningen i stoffet. Den berømte fysiker Nikola Tesla byggede endda den første ozongenerator nogensinde. Den industrielle brug af O3 begyndte i slutningen af det 19. århundrede med fremkomsten af de første installationer til at levere drikkevand til boliger. Stoffet blev brugt til desinfektion.
Ozon i atmosfæren
Vores jord er omgivet af en usynlig skal af luft - atmosfæren. Uden det ville livet på planeten være umuligt. Komponenter i atmosfærisk luft: ilt, ozon, nitrogen, brint, metan og andre gasser.
Ozon eksisterer ikke i sig selv og opstår kun som et resultat af kemiske reaktioner. Tæt på jordens overflade dannes det på grund af elektriske udladninger af lyn under et tordenvejr. Unaturligt forekommer det på grund af udstødningsemissioner fra biler, fabrikker, benzindampe og termiske kraftværker.
Ozon i de nederste lag af atmosfæren kaldes overflade eller troposfærisk. Der er også en stratosfærisk. Det sker under påvirkning af ultraviolet stråling, der kommer fra solen. Den dannes i en afstand af 19-20 kilometer over planetens overflade og strækker sig til en højde på 25-30 kilometer.
Stratosfærisk O3 danner planetens ozonlag, som beskytter den mod kraftig solstråling. Det absorberer cirka 98 % af ultraviolet stråling med en bølgelængde, der er tilstrækkelig til at forårsage kræft og forbrændinger.
Brug af et stof
Ozon er en fremragende oxidator og ødelægger. Denne ejendom har længe været brugt til at rense drikkevand. Stoffet har en skadelig virkning på bakterier og vira, der er farlige for mennesker, og når det oxideres, bliver det til harmløs ilt.
Det kan dræbe selv klor-resistente organismer. Derudover bruges det til at rense spildevand fra miljøskadelige olieprodukter, sulfider, phenoler mv. Sådanne fremgangsmåder er almindelige hovedsageligt i USA og nogle europæiske lande.
Ozon bruges i medicin til at desinficere instrumenter, i industrien bruges det til at blege papir, rense olier og opnå forskellige stoffer. Brugen af O3 til at rense luft, vand og lokaler kaldes ozonering.
Ozon og mennesket
På trods af alle dets gavnlige egenskaber kan ozon være farligt for mennesker. Hvis der er mere gas i luften, end en person kan tåle, kan forgiftning ikke undgås. I Rusland, dens tilladte normer 0,1 µg/L.
Når denne hastighed overskrides, vises typiske tegn på kemisk forgiftning, såsom hovedpine, irritation af slimhinder, svimmelhed. Ozon reducerer kroppens modstand mod infektioner, der overføres gennem luftvejene, og reducerer også blodtrykket. Gaskoncentrationer over 8-9 µg/L kan føre til lungeødem og endda død.
Samtidig er det ret nemt at genkende ozon i luften. Lugten af "friskhed", klor eller "krebs" (som Mendeleev hævdede) er tydeligt hørbar selv med et lavt indhold af stoffet.
