Ozon bir gazdır. Diğerlerinin aksine şeffaf değildir, ancak karakteristik bir renge ve hatta bir kokuya sahiptir. Atmosferimizde bulunur ve en önemli bileşenlerinden biridir. Ozonun yoğunluğu, kütlesi ve diğer özellikleri nedir? Gezegenin yaşamındaki rolü nedir?
Mavi Gaz
Kimyada ozonun periyodik cetvelde ayrı bir yeri yoktur. Bunun nedeni element olmamasıdır. Ozon, oksijenin allotropik bir modifikasyonu veya varyasyonudur. O2'de olduğu gibi, molekülü sadece oksijen atomlarından oluşur, ancak iki değil üç tane içerir. Bu nedenle kimyasal formülü O3'e benziyor.
Ozon mavi bir gazdır. Konsantrasyon çok yüksekse, kloru anımsatan belirgin keskin bir kokusu vardır. Yağmurda tazeliğin kokusunu hatırlıyor musun? Bu ozon. Bu özelliği sayesinde adını eski Yunan dilinden "ozon" "koku" olduğu için almıştır.
Gaz molekülü polardır, içindeki atomlar 116, 78°'lik bir açıyla bağlanmıştır. Ozon, bir O2 molekülüne serbest bir oksijen atomunun bağlanmasıyla oluşur. içinde olurörneğin fosforun oksidasyonu, elektrik boşalması veya oksijen atomlarının salındığı peroksitlerin ayrışması gibi çeşitli reaksiyonların zamanı.
Ozonun özellikleri
Normal koşullar altında ozon, moleküler ağırlığı yaklaşık 48 g/mol olan bir gaz olarak bulunur. Diyamanyetiktir, yani gümüş, altın veya nitrojen gibi bir mıknatıs tarafından çekilemez. Ozon yoğunluğu 2.1445 g/dm³'tür.
Katı halde, ozon mavimsi-siyah bir renk, sıvı halde ise menekşeye yakın bir çivit rengi elde eder. Kaynama noktası 111.8 santigrat derecedir. Sıfır derecelik bir sıcaklıkta suda (sadece saf suda) oksijenden on kat daha iyi çözünür. Sıvı metan, nitrojen, flor, argon ve belirli koşullar altında oksijen ile iyi karışır.
Birkaç katalizörün etkisi altında kolayca oksitlenir ve serbest oksijen atomları açığa çıkarır. Onunla bağlantı kurarak hemen tutuşur. Bu madde hemen hemen tüm metalleri oksitleyebilir. Sadece platin ve altın, eylemine uygun değildir. Çeşitli organik ve aromatik bileşikleri yok eder. Amonyak ile temas ettiğinde amonyum nitrit oluşturur, çift karbon bağlarını yok eder.
Atmosferde yüksek konsantrasyonlarda bulunan ozon kendiliğinden ayrışır. Bu durumda ısı açığa çıkar ve bir O2 molekülü oluşur. Konsantrasyonu ne kadar yüksek olursa, ısı salma reaksiyonu o kadar güçlü olur. Ozon içeriği %10'dan fazla olduğunda buna bir patlama eşlik eder. Sıcaklığı artırarak ve basıncı az altarak veyaOrganik maddeler O3'ü daha hızlı ayrıştırır.
Keşif geçmişi
Kimyada ozon 18. yüzyıla kadar bilinmiyordu. Fizikçi Van Marum'un çalışan bir elektrostatik makinenin yanında duyduğu koku sayesinde 1785 yılında keşfedilmiştir. Bundan 50 yıl sonra da gaz, bilimsel deneylerde ve araştırmalarda ortaya çıkmadı.
Bilim adamı Christian Schonbein 1840'ta beyaz fosforun oksidasyonunu inceledi. Deneyler sırasında "ozon" adını verdiği bilinmeyen bir maddeyi izole etmeyi başardı. Kimyager, özelliklerini incelemeye başladı ve yeni keşfedilen bir gazın nasıl elde edileceğini anlattı.
Yakında diğer bilim adamları maddenin araştırmasına katıldı. Ünlü fizikçi Nikola Tesla, tarihteki ilk ozon jeneratörünü bile yaptı. O3'ün endüstriyel kullanımı, 19. yüzyılın sonunda, evlere içme suyu sağlamak için ilk tesislerin ortaya çıkmasıyla başladı. Madde dezenfeksiyon için kullanıldı.
Atmosferdeki ozon
Dünyamız görünmez bir hava kabuğuyla çevrilidir - atmosfer. Onsuz, gezegendeki yaşam imkansız olurdu. Atmosferik havanın bileşenleri: oksijen, ozon, nitrojen, hidrojen, metan ve diğer gazlar.
Ozon tek başına yoktur ve sadece kimyasal reaksiyonlar sonucunda oluşur. Dünya yüzeyine yakın, bir fırtına sırasında yıldırımın elektrik boşalması nedeniyle oluşur. Doğal olmayan bir şekilde, arabalardan, fabrikalardan, benzin dumanlarından ve termik santrallerden çıkan egzoz emisyonları nedeniyle ortaya çıkıyor.
Atmosferin alt katmanlarının ozonu, yüzey veya troposferik olarak adlandırılır. Bir de stratosferik olanı var. Güneşten gelen ultraviyole radyasyonun etkisi altında oluşur. Gezegenin yüzeyinden 19-20 kilometre yükseklikte oluşur ve 25-30 kilometre yüksekliğe kadar uzanır.
Stratosferik O3, gezegeni güçlü güneş radyasyonundan koruyan ozon tabakasını oluşturur. Kansere ve yanıklara neden olmak için yeterli dalga boyuna sahip ultraviyole radyasyonun yaklaşık %98'ini emer.
Madde kullanmak
Ozon mükemmel bir oksitleyici ve yok edicidir. Bu özellik uzun zamandır içme suyunu arıtmak için kullanılmaktadır. Madde, insanlar için tehlikeli olan bakteri ve virüsler üzerinde zararlı etkiye sahiptir ve oksitlendiğinde zararsız oksijene dönüşür.
Klora dirençli organizmaları bile öldürebilir. Ayrıca çevreye zararlı petrol ürünleri, sülfürler, fenoller vb. atık suları arıtmak için kullanılır. Bu tür uygulamalar esas olarak Amerika Birleşik Devletleri'nde ve bazı Avrupa ülkelerinde yaygındır.
Ozon tıpta aletleri dezenfekte etmek için kullanılır, endüstride kağıtları ağartmak, yağları arıtmak ve çeşitli maddeler elde etmek için kullanılır. O3'ün havayı, suyu ve binaları arıtmak için kullanılmasına ozonlama denir.
Ozon ve insan
Tüm faydalı özelliklerine rağmen, ozon insanlar için tehlikeli olabilir. Havada bir kişinin tahammül edebileceğinden daha fazla gaz varsa, zehirlenmeden kaçınılamaz. Rusya'da izin verilen norm0.1 µg/L'dir.
Bu oran aşıldığında, baş ağrısı, mukoza zarının tahriş olması, baş dönmesi gibi tipik kimyasal zehirlenme belirtileri ortaya çıkar. Ozon, vücudun solunum yolu yoluyla bulaşan enfeksiyonlara karşı direncini az altır ve ayrıca kan basıncını düşürür. 8–9 µg/L üzerindeki gaz konsantrasyonları akciğer ödemine ve hatta ölüme neden olabilir.
Aynı zamanda havadaki ozonu tanımak oldukça kolaydır. "Tazelik", klor veya "kerevit" kokusu (Mendeleev'in iddia ettiği gibi), düşük madde içeriğiyle bile açıkça duyulabilir.
