Ozonul este un gaz care are proprietăți extrem de valoroase pentru întreaga omenire. Elementul chimic cu care se formează este oxigenul O. De fapt, ozonul O3 este una dintre modificările alotropice ale oxigenului, constând din trei unități de formulă (O÷O÷O). Primul și mai cunoscut compus este oxigenul însuși, mai precis gazul care este format de doi dintre atomii săi (O=O) - O2.
Alotropia este capacitatea unui element chimic de a forma un număr de compuși simpli cu proprietăți diferite. Datorită acesteia, omenirea a studiat și folosește substanțe precum diamantul și grafitul, sulful monoclinic și rombic, oxigenul și ozonul. Un element chimic care are această capacitate nu se limitează neapărat la doar două modificări, unele au mai multe.
Istoricul deschiderii conexiunii
Unitatea constitutivă a multor substanțe organice și minerale, inclusiv cum ar fi ozonul - un element chimic, denumirecare O este oxigen, tradus din greacă „oxys” – acru și „gignomai” – a da naștere.
Pentru prima dată, o nouă modificare alotropică a oxigenului în timpul experimentelor cu descărcări electrice a fost descoperită în 1785 de olandezul Martin van Marun, atenția i-a fost atrasă de un miros specific. Și un secol mai târziu, francezul Shenbein a remarcat prezența aceluiași după o furtună, ceea ce a dus la denumirea de gaz a „mirositoare”. Dar oamenii de știință au fost oarecum înșelați, crezând că simțul lor al mirosului mirosea însuși ozon. Mirosul pe care l-au simțit era cel al compușilor organici oxidați prin reacția cu O3 deoarece gazul este foarte reactiv.
Structură electronică
O2 și O3, un element chimic, au același fragment structural. Ozonul are o structură mai complexă. În oxigen, totul este simplu - doi atomi de oxigen sunt legați printr-o legătură dublă, constând din componente ϭ și π, în funcție de valența elementului. O3 are mai multe structuri rezonante.
O legătură dublă conectează doi oxigeni, iar al treilea are unul singur. Astfel, datorită migrării componentei π, în imaginea de ansamblu, trei atomi au o conexiune de una și jumătate. Această legătură este mai scurtă decât o legătură simplă, dar mai lungă decât o legătură dublă. Experimentele efectuate de oameni de știință exclud posibilitatea unei molecule ciclice.
Metode de sinteză
Pentru formarea unui gaz precum ozonul, elementul chimic oxigen trebuie să fie într-un mediu gazos sub formă de atomi individuali. Astfel de condiții sunt create de coliziunemolecule de oxigen O2 cu electroni în timpul descărcărilor electrice sau a altor particule cu energie mare, precum și atunci când este iradiat cu ultraviolete.
Cota leului din cantitatea totală de ozon din atmosfera naturală se formează printr-o metodă fotochimică. Omul preferă să folosească alte metode în activitatea chimică, cum ar fi, de exemplu, sinteza electrolitică. Constă în faptul că electrozii de platină sunt plasați într-un mediu electrolitic apos și se pornește un curent. Schema de reacție:
N2O + O2 → O3 + N 2 + e-
Proprietăți fizice
Oxigenul (O) este o unitate constitutivă a unei astfel de substanțe precum ozonul - un element chimic, a cărui formulă, precum și masa molară relativă, sunt indicate în tabelul periodic. Formând O3, oxigenul capătă proprietăți radical diferite de cele ale O2.
Gazul albastru este starea normală a unui compus, cum ar fi ozonul. Elementul chimic, formula, caracteristicile cantitative - toate acestea au fost determinate în timpul identificării și studiului acestei substanțe. Punctul de fierbere pentru acesta este -111,9 ° C, starea lichefiată are o culoare violet închis, cu o scădere suplimentară a gradului la -197,2 ° C, începe topirea. În stare solidă de agregare, ozonul capătă o culoare neagră cu o nuanță violetă. Solubilitatea sa este de zece ori mai mare decât această proprietate a oxigenului O2. La cele mai mici concentrații în aer, se simtemiros de ozon, este ascuțit, specific și seamănă cu mirosul de metal.
Proprietăți chimice
Foarte activ, din punct de vedere reacționar, este gazul ozon. Elementul chimic care îl formează este oxigenul. Caracteristicile care determină comportamentul ozonului în interacțiunea cu alte substanțe sunt capacitatea mare de oxidare și instabilitatea gazului în sine. La temperaturi ridicate, se descompune cu o viteză fără precedent, procesul este accelerat de catalizatori precum oxizi metalici, clor, dioxid de azot și alții. Proprietățile unui agent oxidant sunt inerente ozonului datorită caracteristicilor structurale ale moleculei și mobilității unuia dintre atomii de oxigen, care, divizându-se, transformă gazul în oxigen: O3→ O2 + O ·
Oxigenul (caramida din care sunt construite moleculele unor substante precum oxigenul si ozonul) este un element chimic. După cum este scris în ecuațiile reacției - O. Ozonul oxidează toate metalele, cu excepția aurului, platinei și a subgrupurilor sale. Reacționează cu gazele din atmosferă - oxizi de sulf, azot și altele. Nici substanțele organice nu rămân inerte; procesele de rupere a legăturilor multiple prin formarea de compuși intermediari sunt deosebit de rapide. Este extrem de important ca produsele de reacție să fie inofensive pentru mediu și oameni. Acestea sunt apa, oxigenul, oxizii superiori ai diverselor elemente, oxizii de carbon. Compușii binari de calciu, titan și siliciu cu oxigenul nu interacționează cu ozonul.
Aplicație
Zona principală în care se folosește gazul „mirositor” esteozonarea. Această metodă de sterilizare este mult mai eficientă și mai sigură pentru organismele vii decât dezinfecția cu clor. La purificarea apei cu ozon, nu are loc formarea de derivați toxici ai metanului, înlocuiți cu halogeni periculoși.
Din ce în ce mai mult, această metodă de sterilizare ecologică este utilizată în industria alimentară. Echipamentele frigorifice, instalațiile de depozitare a alimentelor sunt tratate cu ozon, iar mirosurile sunt eliminate cu acesta.
Pentru medicină, sunt indispensabile și proprietățile dezinfectante ale ozonului. Dezinfectează rănile, soluțiile saline. Sângele venos este ozonat și o serie de boli cronice sunt tratate cu un gaz „mirositor”.
A fi în natură și semnificație
Substanță simplă ozonul este un element al compoziției gazoase a stratosferei, o regiune a spațiului apropiat Pământului situată la o distanță de aproximativ 20-30 km de suprafața planetei. Eliberarea acestui compus are loc în timpul proceselor asociate cu descărcări electrice, în timpul sudării și funcționării mașinilor de copiat. Dar în stratosferă se formează și conține 99% din cantitatea totală de ozon din atmosfera Pământului.
De importanță vitală a fost prezența gazului în spațiul apropiat Pământului. Formează în el așa-numitul strat de ozon, care protejează toate viețuitoarele de radiațiile ultraviolete mortale ale soarelui. Destul de ciudat, dar împreună cu mari beneficii, gazul în sine este periculos pentru oameni. O creștere a concentrației de ozon din aerul pe care o persoană o respiră este dăunătoare organismului, datorită activității sale chimice extreme.
