Озонът е ... Определение, свойства, формула
Забелязали ли сте колко е хубаво да дишате след дъжда? Този освежаващ въздух осигурява озон в атмосферата, която се появява след дъжда. Каква е тази субстанция, какви са нейните функции, формула и наистина ли е полезна за човешкото тяло? Нека видим.
Какво е озон?
Всеки, който е посещавал гимназията, знае, че кислородната молекула се състои от два атома на химичния елемент кислород. Този елемент обаче може да образува друго химично съединение - озон. Това име е вещество, обикновено намиращо се под формата на газ (въпреки че може да бъде във всичките три агрегативни състояния).
Молекулата на това вещество е доста подобна на кислород (O 2 ), но не се състои от две, а от три атома - O3.
История на откриването на озон
Човекът, който първо е синтезирал озона, е холандският физик Мартин Ван Марум.
Той е този, който през 1785 г. провежда експеримента чрез преминаване на електрически разряд във въздуха. Полученият газ не само е придобил специфичен мирис, но и синкав оттенък. Освен това се оказа, че новото вещество е по-силен окислител от обикновения кислород. Така, след като разгледал ефекта си върху живака, Ван Марум открил, че металът леко променя физическите му свойства, което не е било така с него под въздействието на кислород.
Въпреки откритието си, нидерландският физик не смята, че озонът е специална субстанция. Само 50 години след откриването на Ван Марум германският учен Кристиан Фридрих Шьонбейн се интересува сериозно от озона. Благодарение на него това вещество е получило името си - озон (в чест на гръцката дума, означаваща „миризма“) и също е бил по-внимателно проучен и описан.
Озон: физични свойства
Това вещество има редица свойства. Първата от тях е способността на озонът, подобно на водата, да бъде в три агрегирани състояния.
Нормалното състояние на озона е синкав газ (той е този, който рисува небето лазурен цвят) с осезаем метален аромат. Плътността на такъв газ е 2,1445 g / dm³.
Когато температурата намалява, озоновите молекули образуват синьо-виолетова течност с плътност 1,59 g / cm3 (при -188 ° C). Течността О3 се кипва при -111,8 ° С.
Докато е в твърдо състояние, озонът потъмнява, като става почти черен с ясно изразено виолетово-синьо сияние. Неговата плътност е 1.73 g / cm 3 (с -195.7 ° С). Температурата, при която твърдият озон започва да се топи, е -197,2 ° С.
Молекулното тегло на Оз е 48 далтона.
При температура от 0 ° C, озонът е напълно разтворим във вода и десет пъти по-бърз от кислорода. Наличието на примеси във водата може допълнително да ускори тази реакция.
Освен вода, озонът се разтваря в фреон, което улеснява транспортирането му.
Сред другите вещества, в които е лесно да се разтвори O3 (в течно агрегатно състояние) - аргон, азот, флуор, метан, въглероден диоксид, тетрахлорметан.
Той също се смесва добре с течен кислород (при температура 93 K).
Химични свойства на озона
Молекулата на О3 е доста нестабилна. Поради тази причина, в нормално състояние, тя съществува 10-40 минути, след което се разлага, образувайки малко количество топлина и кислород О2. Тази реакция може да се осъществи много по-бързо, ако повишаването на температурата на околната среда или понижаването на атмосферното налягане се използват като катализатори. Също така, разлагането на озона и допринася за неговия контакт с метали (с изключение на злато, платина и иридий), оксиди или вещества от органичен произход.
Взаимодействие с азотна киселина спира разлагането на O3. Също така допринася за това съхраняващо вещество при температура от -78 ° С.
Основното химическо свойство на озона е неговата окисляемост. Един от продуктите за окисляване е винаги кислород.
При различни условия, О 3 е в състояние да взаимодейства с почти всички вещества и химични елементи, намалявайки тяхната токсичност, като ги превръща в по-малко опасни. Например, цианидите се окисляват от него до цианати, които са много по-безопасни за биологичните организми.
Как се добива?
За да се получи и съхрани такова нестабилно вещество като озон, се използват неговите физични свойства и химикал.
Най-често за извличане на O 3 от кислород се подлага на електрически ток. За да се отдели получената смес от кислород и озон, те използват свойството на последния да се втечни по-добре от О2.
В химични лаборатории, понякога O3 се екстрахира чрез реакция на охладен концентрат на сярна киселина с бариев пероксид.
В лечебните заведения, които използват O 3 за възстановяване на пациентите, това вещество се получава чрез облъчване с O2 с ултравиолетови лъчи (между другото това вещество се образува в атмосферата на Земята под действието на слънчева светлина).
Използването на О3 в медицината и промишлеността
Простата структура на озона, наличието на изходен материал за нейното извличане допринася за активното използване на това вещество в промишлеността.
Като силен окисляващ агент, той може да дезинфектира много по-добре от хлор, формалдехид или етиленов оксид, като същевременно не е толкова токсичен. Следователно, О 3 често се използва за стерилизиране на медицински инструменти, оборудване, форми, както и много лекарства.
В промишлеността това вещество се използва най-често за почистване или извличане на много химикали.
Друга индустрия е използването на избелваща хартия, тъкани, минерални масла.
В химическата промишленост O 3 не само помага за стерилизиране на оборудване, инструменти и контейнери, но и се използва за дезинфекция на самите продукти (яйца, зърно, месо, мляко) и увеличава срока им на годност. Всъщност, той се счита за един от най-добрите консерванти за продуктите, тъй като не е токсичен и не е канцерогенен, а също така отлично убива спорите на мухъл и други гъбички и бактерии.
В пекарните озонът се използва за ускоряване на ферментацията на дрождите.
Също така, с помощта на О 3, брендито е изкуствено остаряло, мастните масла са рафинирани.
Как озонът влияе на човешкото тяло?
Поради това сходство с кислорода има погрешно схващане, че озонът е вещество, полезно за човешкото тяло. Това обаче не е така, тъй като О3 е един от най-силните окислители, които могат да унищожат белите дробове и да убият всеки, който вдишва прекомерно този газ. Нищо чудно, че държавните екологични организации във всяка страна стриктно наблюдават концентрацията на озон в атмосферата.
Ако озонът е толкова лош, тогава защо винаги прави дишането по-лесно след дъжд?
Факт е, че едно от свойствата на О 3 е способността му да убива бактериите и пречиства веществата от вредни примеси. Озонът започва да се образува по време на дъжд. Този газ засяга токсичните вещества, съдържащи се във въздуха, като ги разделя и пречиства кислорода от тези примеси. Поради тази причина въздухът след дъжда е толкова свеж и приятен, а небето придобива красив лазурен цвят.
Тези химични свойства на озона, които му позволяват да пречиства въздуха, наскоро активно се използват за лечение на хора, страдащи от различни респираторни заболявания, както и за чист въздух, вода и различни козметични процедури.
Доста активно днес рекламира домакинството озонатори, пречистване на въздуха в къщата с помощта на този газ. Въпреки че тази техника изглежда много ефективна, досега учените не са изследвали ефекта на голямо количество озонопречистен въздух върху тялото. Поради тази причина, прекалено увлечени от озониране не си струва.