Otsoni on kaasu.Toisin kuin monet muut, se ei ole läpinäkyvä, mutta sillä on tyypillinen väri ja jopa haju. Se on läsnä ilmakehässämme ja on yksi sen tärkeimmistä komponenteista. Mikä on otsonin tiheys, massa ja muut ominaisuudet? Mikä on sen rooli planeetan elämässä?
Sininen kaasu
Kemiassa otsonilla ei ole erillistä paikkaa pöydässä.Mendelejev. Tämä johtuu siitä, että se ei ole elementti. Otsoni on allotrooppinen muutos tai hapen vaihtelu. Kuten O2: ssa, sen molekyyli koostuu vain happiatomeista, mutta sillä ei ole kaksi, vaan kolme. Siksi sen kemiallinen kaava näyttää O3: sta.
Otsoni on sininen kaasu.Jos konsentraatio on liian korkea, sillä on selkeä, terävä haju, joka muistuttaa klooria. Muistatko tuoreuden tuoksun sateessa? Tämä on otsonia. Tämän ominaisuuden vuoksi se sai nimensä, koska antiikin kreikkalaisesta kielestä "otsoni" on "haju".
Kaasumolekyyli on polaarinen, sen atomit on kytkettykulmassa 116,78 °. Otsoni muodostuu, kun vapaa happiatomi on kiinnittynyt O2-molekyyliin. Tämä tapahtuu eri reaktioiden aikana, kuten fosforin hapettumisen, sähköpurkauksen tai peroksidien hajoamisen aikana, jolloin happiatomit vapautuvat.
Otsonin ominaisuudet
Normaaleissa olosuhteissa otsonia esiintyy muodossakaasu, jonka molekyylipaino on lähes 48 g / mol. Se on diamagneettinen, toisin sanoen sitä ei voida houkutella magneettiin, aivan kuten hopea, kulta tai typpi. Otsonin tiheys on 2,1445 g / dm³.
Kiinteässä tilassa otsoni hankkiisinimustan väri, nestemäisessä - indigovärinen, lähellä purppuraa. Kiehumispiste on 111,8 celsiusastetta. Nollan asteen lämpötilassa se liukenee veteen (vain puhtaaseen veteen) kymmenen kertaa paremmin kuin happi. Se sekoittuu hyvin nestemäisen metaanin, typen, fluorin, argonin ja tietyissä olosuhteissa hapen kanssa.
Useiden katalyyttien vaikutuksesta se on helppoahapettuu samalla vapauttaen vapaita happiatomeja. Yhdistettynä siihen se syttyy välittömästi. Aine kykenee hapettamaan melkein kaikki metallit. Vain platina ja kulta eivät sovellu sen toimintaan. Se hajottaa erilaisia orgaanisia ja aromaattisia yhdisteitä. Ammoniakin kanssa se muodostaa ammoniumnitriittiä, tuhoaa kaksoishiilisidokset.
Läsnäolo ilmakehässä suurina pitoisuuksina,otsoni hajoaa itsestään. Tässä tapauksessa lämpö vapautuu ja O2-molekyyli muodostuu. Mitä korkeampi sen pitoisuus on, sitä voimakkaampi lämmön vapautumisreaktio. Kun otsonipitoisuus on yli 10%, siihen liittyy räjähdys. Lämpötilan noustessa ja paineen laskiessa tai kosketuksissa orgaanisten aineiden kanssa O3 hajoaa nopeammin.
Discovery-historia
Otsoni tunnettiin kemiassa vasta 1700-luvulla.Se löydettiin vuonna 1785 hajun ansiosta, jonka fyysikko Van Marum kuuli lähellä toimivaa sähköstaattista konetta. Vielä 50 vuoden ajan sen jälkeen kaasu ei esiintynyt millään tavalla tieteellisissä kokeissa ja tutkimuksissa.
Tutkija Christian Schönbein vuonna 1840 opiskelivalkoisen fosforin hapettuminen. Kokeiden aikana hän onnistui eristämään tuntemattoman aineen, jota hän kutsui "otsoniksi". Apteekki on tullut käsittelemään sen ominaisuuksia ja kuvattuja menetelmiä vasta löydetyn kaasun saamiseksi.
Pian he liittyivät aineen jamuut tutkijat. Kuuluisa fyysikko Nikola Tesla jopa rakensi kaikkien aikojen ensimmäisen otsonigeneraattorin. O3: n teollinen käyttö alkoi 1800-luvun lopulla, kun ilmestyivät ensimmäiset laitokset juomaveden toimittamiseksi koteihin. Ainetta käytettiin desinfiointiin.
Otsoni ilmakehässä
Maapalloa ympäröi näkymätön ilmakuori - ilmakehä. Ilman sitä planeetan elämä olisi mahdotonta. Ilmakehän ilman komponentit: happi, otsoni, typpi, vety, metaani ja muut kaasut.
Otsonia itsessään ei ole, ja sitä esiintyy vainkemiallisten reaktioiden seurauksena. Lähellä maan pintaa se muodostuu sähköisistä salaman purkauksista ukkosen aikana. Luonnottomalla tavalla se näkyy autojen, tehtaiden pakokaasujen, bensiinihöyryjen, lämpövoimalaitosten toiminnan vuoksi.
Alemman ilmakehän otsonia kutsutaan maanpinnaksitai troposfäärinen. On myös stratosfäärinen. Se johtuu auringon ultraviolettisäteilystä. Se muodostuu 19-20 kilometrin etäisyydeltä planeetan pinnasta ja ulottuu 25-30 kilometrin korkeuteen.
Stratosfäärin O3 muodostaa planeetan otsonikerroksen,joka suojaa sitä voimakkaalta auringon säteilyltä. Se absorboi noin 98% UV-säteilystä riittävän pitkällä aallonpituudella aiheuttamaan syöpää ja palovammoja.
Aineen käyttö
Otsoni on erinomainen hapetin ja hajottaja.Tätä ominaisuutta on jo pitkään käytetty juomaveden puhdistamiseen. Aineella on haitallinen vaikutus ihmisille vaarallisiin bakteereihin ja viruksiin, ja se itsessään hapetettuna muuttuu vaarattomaksi hapeksi.
Se pystyy tappamaan jopa klooria kestäviä organismeja.Lisäksi sitä käytetään jäteveden puhdistamiseen öljytuotteista, sulfideista, ympäristölle haitallisista fenoleista jne. Tällaiset käytännöt ovat yleisiä pääasiassa Yhdysvalloissa ja joissakin Euroopan maissa.
Otsonia käytetään lääketieteessä desinfiointiintyökalut, teollisuudessa valkopaperi valkaistaan, öljyjä puhdistetaan, saadaan erilaisia aineita. O3: n käyttöä ilman, veden ja tilojen puhdistamiseen kutsutaan otsonoinniksi.
Otsoni ja ihminen
Kaikista sen hyödyllisistä ominaisuuksista huolimatta otsonivoi olla vaarallista ihmisille. Jos ilmassa on enemmän kaasua kuin henkilö sietää, myrkytystä ei voida välttää. Venäjällä sen sallittu nopeus on 0,1 μg / l.
Kun tämä normi ylitetään, tyypillinenkemiallisen myrkytyksen merkit, kuten päänsärky, limakalvojen ärsytys, huimaus. Otsoni vähentää kehon vastustuskykyä hengitysteiden kautta tarttuville infektioille ja alentaa myös verenpainetta. Kun kaasupitoisuus on yli 8-9 μg / l, keuhkopöhö ja jopa kuolema ovat mahdollisia.
Samanaikaisesti on melko helppoa tunnistaa otsoni ilmassa. "Tuoreuden", kloorin tai rapujen haju (kuten Mendelejev väitti) on selvästi kuultavissa, vaikka aineen pitoisuus olisikin merkityksetön.
