70'lerde meşhur olan "ozon tabakası" tabiri. geçen yüzyıl, uzun süredir kenarda. Aynı zamanda, çok az insan bu kavramın ne anlama geldiğini ve ozon tabakasının tahrip edilmesinin neden tehlikeli olduğunu gerçekten anlıyor. Birçoğu için daha büyük bir gizem ozon molekülünün yapısıdır ve yine de ozon tabakasının sorunlarıyla doğrudan ilişkilidir. Ozon, yapısı ve endüstriyel uygulamaları hakkında daha fazla bilgi edelim.
Ozon nedir
Ozon veya diğer adıyla aktif oksijen, keskin metalik kokusu olan masmavi bir gazdır.
Bu madde, agregasyonun üç durumunda da bulunabilir: gaz, katı ve sıvı.
Aynı zamanda, doğada ozon sadece gaz şeklinde oluşur ve sözde ozon tabakasını oluşturur. Gökyüzünün mavi görünmesi masmavi renginden dolayıdır.
Bir ozon molekülü neye benziyor
Takma adınız "etkin"oksijen” ozon oksijene benzerliği nedeniyle alındı. Dolayısıyla bu maddelerdeki ana aktif kimyasal element oksijendir (O). Bununla birlikte, eğer bir oksijen molekülü 2 atom içeriyorsa, ozon molekülü (formül - O3) bu elementin 3 atomundan oluşur.
Bu yapısı nedeniyle ozonun özellikleri oksijenin özelliklerine benzer ancak daha belirgindir. Özellikle, O2 gibi, O3en güçlü oksitleyicidir.
Herkes için hayati önem taşıyan bu "ilgili" maddeler arasındaki en önemli fark şudur: Ozon solunamaz, zehirlidir ve solunması halinde akciğerlere zarar verebilir ve hatta bir insanı öldürebilir.. Aynı zamanda, O3 havayı zehirli kirliliklerden temizlemek için mükemmeldir. Bu arada tam da bu yüzden yağmurdan sonra nefes almak çok kolay: Ozon havada bulunan zararlı maddeleri oksitler ve arındırır.
Ozon molekülünün (3 oksijen atomundan oluşan) modeli biraz açı görüntüsüne benziyor ve boyutu 117°. Bu molekülün eşleşmemiş elektronları yoktur ve bu nedenle diamanyetiktir. Ayrıca aynı elementin atomlarından oluşmasına rağmen polaritesi vardır.
Belirli bir molekülün iki atomu birbirine sıkıca bağlıdır. Ancak üçüncü ile bağlantı daha az güvenilirdir. Bu nedenle ozon molekülü (modelin fotoğrafı aşağıda görülebilir) çok kırılgandır ve oluştuktan hemen sonra parçalanır. Kural olarak, herhangi bir ayrışma reaksiyonunda O3 oksijen açığa çıkar.
Ozonun kararsızlığı nedeniyle üretilemezdiğer maddeler gibi nakliyenin yanı sıra hasat ve depolama. Bu nedenle üretimi diğer maddelere göre daha pahalıdır.
Aynı zamanda, O3moleküllerinin yüksek aktivitesi, bu maddenin en güçlü oksitleyici ajan olmasını sağlar. oksijen ve klordan daha güvenli.
Bir ozon molekülü parçalanır ve O2 salıverirse, bu reaksiyona her zaman enerji salınımı eşlik eder. Aynı zamanda, ters işlemin gerçekleşmesi için (O3'nin O2'dan oluşumu), daha az değil.
Gaz halinde, ozon molekülü 70°C sıcaklıkta ayrışır. 100 dereceye veya daha fazlasına yükseltilirse, reaksiyon önemli ölçüde hızlanacaktır. Safsızlıkların varlığı da ozon moleküllerinin bozunma sürecini hızlandırır.
O3 özellikleri
Ozon üç durumdan hangisinde olursa olsun mavi rengini korur. Madde ne kadar sert olursa, bu gölge o kadar zengin ve koyu olur.
Her ozon molekülü 48 g/mol ağırlığındadır. Havadan ağır olduğu için bu maddelerin ayrılmasına yardımcı olur.
O3 hemen hemen tüm metalleri ve metal olmayanları oksitleyebilir (altın, iridyum ve platin hariç).
Ayrıca, bu madde yanma reaksiyonuna katılabilir, ancak bu O2 için olduğundan daha yüksek bir sıcaklık gerektirir.
Ozon, H2O ve freonlarda çözünebilir. Sıvı haldeyken sıvı oksijen, nitrojen, metan, argon ile karışabilir,karbon tetraklorür ve karbon dioksit.
Ozon molekülü nasıl oluşur
O3 molekülleri, serbest oksijen atomlarının oksijen moleküllerine bağlanmasıyla oluşur. Sırasıyla, elektriksel deşarjların, ultraviyole ışınlarının, hızlı elektronların ve diğer yüksek enerjili parçacıkların üzerlerindeki etkisi nedeniyle diğer O2 moleküllerinin bölünmesi nedeniyle ortaya çıkarlar. Bu nedenle, ozon kokusu, kıvılcım çıkaran elektrikli cihazların veya ultraviyole ışık yayan lambaların yakınında hissedilebilir.
Endüstriyel ölçekte, O3, elektrikli ozon jeneratörleri veya ozonlaştırıcılar kullanılarak izole edilir. Bu cihazlarda, atomları ozon için “yapı malzemesi” görevi gören O2 içeren bir gaz akımından yüksek voltajlı bir elektrik akımı geçirilir.
Bazen bu makinelere saf oksijen veya sıradan hava enjekte edilir. Ortaya çıkan ozonun kalitesi, ilk ürünün saflığına bağlıdır. Bu nedenle, yaraları tedavi etmeye yönelik tıbbi O3 yalnızca kimyasal olarak saf O2'dan elde edilir.
Ozonun keşfinin tarihi
Ozon molekülünün neye benzediğini ve nasıl oluştuğunu anladıktan sonra, bu maddenin tarihi ile tanışmaya değer.
İlk olarak 18. yüzyılın ikinci yarısında Hollandalı araştırmacı Martin Van Marum tarafından sentezlendi. Bilim adamı, elektrik kıvılcımlarını hava içeren bir kaptan geçirdikten sonra içindeki gazın özelliklerini değiştirdiğini fark etti. Aynı zamanda, Van Marum yeni bir molekülün moleküllerini izole ettiğini anlamadı.maddeler.
Fakat Alman meslektaşı Sheinbein, elektrik yardımıyla H2O'yu H ve O2'a ayrıştırmaya çalışırken fark etti. keskin bir kokuya sahip yeni gazın serbest bırakılmasına. Bir çok araştırmadan sonra bilim insanı keşfettiği maddeyi tanımladı ve ona Yunanca "koku" kelimesinin onuruna "ozon" adını verdi.
Açık maddenin sahip olduğu zararlı bileşiklerin toksisitesini az altmanın yanı sıra mantar ve bakterileri öldürme özelliği de birçok bilim insanının ilgisini çekti. O3'nin resmi keşfinden 17 yıl sonra, Werner von Siemens, ozonu herhangi bir miktarda sentezleyen ilk cihazı tasarladı. Ve 39 yıl sonra, dahi Nikola Tesla dünyanın ilk ozon jeneratörünü icat etti ve patentini aldı.
Fransa'da 2 yıl aradan sonra ilk kez içme suyu arıtma tesislerinde kullanılan bu cihaz oldu. XX yüzyılın başından beri. Avrupa, arıtılması için içme suyunu ozonlamaya geçmeye başlıyor.
Rus İmparatorluğu bu tekniği ilk kez 1911'de kullanmış ve 5 yıl sonra ülkede ozon kullanılarak içme suyu arıtımı için yaklaşık 4 düzine tesisat donatıldı.
Bugün, suyun ozonlaması yavaş yavaş klorlamanın yerini alıyor. Böylece, Avrupa'daki tüm içme suyunun %95'i O3 kullanılarak arıtılır. Bu teknik ABD'de de çok popüler. BDT'de hala incelenmektedir, çünkü bu prosedür daha güvenli ve daha uygun olmasına rağmen klorlamadan daha pahalıdır.
Ozon uygulamaları
Su arıtmaya ek olarak, O3'nın bir dizi başka kullanımı vardır.
- Ozon, kağıt ve tekstil üretiminde ağartıcı olarak kullanılır.
- Aktif oksijen, şarapları dezenfekte etmek ve konyakların yaşlanma sürecini hızlandırmak için kullanılır.
- Çeşitli bitkisel yağlar O3 kullanılarak rafine edilir.
- Çoğu zaman bu madde et, yumurta, meyve ve sebze gibi bozulabilir ürünleri işlemek için kullanılır. Bu prosedür klor veya formaldehitte olduğu gibi kimyasal iz bırakmaz ve ürünler çok daha uzun süre saklanabilir.
- Ozon, tıbbi ekipmanı ve giysileri sterilize eder.
- Ayrıca saflaştırılmış O3 çeşitli tıbbi ve kozmetik prosedürler için kullanılır. Özellikle diş hekimliğindeki yardımı ile ağız boşluğunu ve diş etlerini dezenfekte eder ve ayrıca çeşitli hastalıkları (stomatit, uçuk, oral kandidiyaz) tedavi ederler. Avrupa ülkelerinde O3 yara dezenfeksiyonunda çok popülerdir.
- Son yıllarda ozon kullanarak hava ve suyu filtrelemek için taşınabilir ev aletleri çok popüler hale geldi.
Ozon tabakası - nedir?
Dünya yüzeyinden 15-35 km yükseklikte ozon tabakası veya diğer adıyla ozonosfer bulunur. Bu yerde, konsantre O3, zararlı güneş radyasyonu için bir tür filtre görevi görür.
Molekülleri kararsızsa, bu kadar çok miktarda madde nereden geliyor? Ozon molekülünün modelini ve oluşum yöntemini hatırlayacak olursak, bu soruyu cevaplamak zor değil. Yani oksijen, 2'den oluşanstratosfere giren oksijen molekülleri, orada güneş ışınlarıyla ısıtılır. Bu enerji, O2'yi atomlara bölmek için yeterlidir ve bu enerjiden O3 oluşur. Aynı zamanda, ozon tabakası güneş enerjisinin sadece bir kısmını kullanmakla kalmaz, aynı zamanda onu filtreler, tehlikeli ultraviyole radyasyonu emer.
Yukarıda ozonun freonlar tarafından çözüldüğü söylendi. Bu gaz halindeki maddeler (deodorantların, yangın söndürücülerin ve buzdolaplarının imalatında kullanılır), bir kez atmosfere salındığında ozonu etkiler ve bozunmasına katkıda bulunur. Sonuç olarak, ozonosferde, filtrelenmemiş güneş ışınlarının gezegene girdiği ve canlı organizmalar üzerinde yıkıcı bir etkisi olan delikler ortaya çıkıyor.
Ozon moleküllerinin özelliklerini ve yapısını düşündükten sonra, bu maddenin tehlikeli olmasına rağmen doğru kullanıldığında insanlık için çok faydalı olduğu sonucuna varabiliriz.
