Az ózon olyan gáz, amely rendkívül értékes tulajdonságokkal rendelkezik az egész emberiség számára. A kémiai elem, amellyel létrejön, az oxigén O. Valójában az ózon O3 az oxigén egyik allotróp módosulata, amely három képletegységből (O÷O÷O) áll. Az első és ismertebb vegyület maga az oxigén, pontosabban a két atomja által alkotott gáz (O=O) - O2.
Az allotrópia egy kémiai elem azon képessége, hogy számos egyszerű, eltérő tulajdonságú vegyületet képezzen. Ennek köszönhetően az emberiség olyan anyagokat tanulmányozott és használ, mint a gyémánt és a grafit, a monoklin és rombos kén, az oxigén és az ózon. Egy kémiai elem, amely rendelkezik ezzel a képességgel, nem feltétlenül korlátozódik csak két módosításra, néhánynak több is van.
Kapcsolatnyitás előzményei
Sok szerves és ásványi anyag alkotóegysége, beleértve az ózont is – kémiai elem, megnevezésamely O az oxigén, a görög „oxys” – savanyú – és a „gignomai” – szülésre fordítva.
Először 1785-ben fedezte fel az oxigén új allotróp módosulását elektromos kisülésekkel végzett kísérletek során a holland Martin van Marun, figyelmét egy sajátos szag keltette fel. Egy évszázaddal később a francia Shenbein egy zivatar után észlelte ugyanezt, aminek következtében a gázt "szagosnak" nevezték. A tudósokat azonban némileg becsapták, mert azt hitték, hogy a szaglása magát az ózont érzi. A szaga az O3-val reagálva oxidált szerves vegyületek szaga volt, mivel a gáz erősen reakcióképes.
Elektronikus szerkezet
O2 és O3, egy kémiai elem, ugyanazzal a szerkezeti töredékkel rendelkeznek. Az ózon szerkezete bonyolultabb. Az oxigénben minden egyszerű - két oxigénatom kettős kötéssel kapcsolódik össze, amely ϭ- és π-komponensekből áll, az elem vegyértékének megfelelően. Az O3 több rezonáns szerkezettel rendelkezik.
A kettős kötés két oxigénatomot köt össze, a harmadiknak pedig egyetlen egy van. Így a π-komponens vándorlása miatt az összképben három atomnak másfél kapcsolata van. Ez a kötés rövidebb, mint egy egyszeres kötés, de hosszabb, mint egy kettős kötés. A tudósok által végzett kísérletek kizárják a ciklikus molekula lehetőségét.
Szintézis módszerek
Gáz, például ózon képződéséhez az oxigén kémiai elemnek gázhalmazállapotú közegben kell lennie, egyedi atomok formájában. Ilyen feltételeket teremt az ütközésoxigénmolekulák O2 elektromos kisülések során elektronokkal vagy más nagy energiájú részecskékkel, valamint ultraibolya sugárzással.
A természetes légkörben található ózon teljes mennyiségének oroszlánrésze fotokémiai módszerrel jön létre. Az ember előszeretettel alkalmaz más módszereket a kémiai tevékenységben, mint például az elektrolitikus szintézis. Abból áll, hogy a platinaelektródákat vizes elektrolit környezetbe helyezik, és áramot indítanak. Reakcióséma:
N2O + O2 → O3 + N 2 + e-
Fizikai tulajdonságok
Az oxigén (O) egy olyan anyag alkotóegysége, mint az ózon – egy kémiai elem, amelynek képlete, valamint relatív moláris tömege a periódusos rendszerben van feltüntetve. Az O3 képződésével az oxigén az O2. tulajdonságaitól gyökeresen eltérő tulajdonságokat kap.
A kék gáz egy vegyület, például az ózon normál állapota. A kémiai elem, képlet, mennyiségi jellemzők - mindezt az anyag azonosítása és tanulmányozása során határozták meg. Forráspontja -111,9 ° C, a cseppfolyós állapot sötétlila színű, a fok további csökkenésével -197,2 ° C-ra, az olvadás megkezdődik. Szilárd halmazállapotban az ózon fekete színt kap, lila árnyalattal. Oldhatósága tízszer nagyobb, mint az oxigén O2 tulajdonsága. A levegőben lévő legkisebb koncentrációknál az ember úgy érziaz ózon illata, éles, specifikus és fémszagra emlékeztet.
Kémiai tulajdonságok
Reakciós szempontból nagyon aktív az ózongáz. Az ezt alkotó kémiai elem az oxigén. Az ózon viselkedését más anyagokkal való kölcsönhatásban a magas oxidációs képesség és magának a gáznak az instabilitása határozza meg. Magasabb hőmérsékleten soha nem látott sebességgel bomlik, a folyamatot olyan katalizátorok gyorsítják fel, mint a fém-oxidok, klór, nitrogén-dioxid és mások. Az oxidálószer tulajdonságai az ózonban rejlenek a molekula szerkezeti sajátosságai és az egyik oxigénatom mobilitása miatt, amely leváltva a gázt oxigénné változtatja: O3→ O2 + O ·
Az oxigén (a tégla, amelyből olyan anyagok molekulái épülnek fel, mint az oxigén és az ózon) kémiai elem. Ahogy a reakcióegyenletekben le van írva - O. Az ózon minden fémet oxidál, kivéve az aranyat, platinát és alcsoportjait. Reagál a légkörben lévő gázokkal - kén-, nitrogén- és más oxidokkal. A szerves anyagok sem maradnak közömbösek, különösen gyorsak a többszörös kötések felszakítási folyamatai köztes vegyületek képződése révén. Rendkívül fontos, hogy a reakciótermékek a környezetre és az emberre ártalmatlanok legyenek. Ezek víz, oxigén, különféle elemek magasabb oxidjai, szén-oxidok. A kalcium, titán és szilícium bináris vegyületei oxigénnel nem lépnek kölcsönhatásba az ózonnal.
Alkalmazás
A fő terület, ahol "szagos" gázt használnakózonozás. Ez a sterilizálási módszer sokkal hatékonyabb és biztonságosabb az élő szervezetek számára, mint a klóros fertőtlenítés. A víz ózonos tisztítása során nem képződnek mérgező metánszármazékok, amelyeket veszélyes halogének váltanak fel.
Egyre gyakrabban alkalmazzák ezt a környezetbarát sterilizációs módszert az élelmiszeriparban. A hűtőberendezéseket, élelmiszertárolókat ózonnal kezelik, a szagokat is eltávolítják vele.
Az orvostudomány számára az ózon fertőtlenítő tulajdonságai is nélkülözhetetlenek. Fertőtlenítik a sebeket, sóoldatokat. A vénás vért ózonozzák, és számos krónikus betegséget „szagos” gázzal kezelnek.
A természetben lenni és értelem
Egyszerű anyag Az ózon a sztratoszféra gázösszetételének egyik eleme, egy földközeli űrrégió, amely körülbelül 20-30 km távolságra található a bolygó felszínétől. Ennek a vegyületnek a felszabadulása elektromos kisülésekkel kapcsolatos folyamatok, hegesztés és másológépek működése során következik be. De a Föld légkörében található ózon teljes mennyiségének 99%-a a sztratoszférában képződik és tartalmazza.
Létfontosságú volt a gáz jelenléte a Föld-közeli űrben. Az úgynevezett ózonréteget képezi benne, amely megvéd minden élőlényt a nap halálos ultraibolya sugárzásától. Furcsa módon, de a nagy előnyök mellett maga a gáz veszélyes az emberekre. Az ózonkoncentráció növekedése a levegőben, amelyet egy személy belélegzik, káros a szervezetre, annak rendkívüli kémiai aktivitása miatt.
