Ozons ir gāze, kurai ir ārkārtīgi vērtīgas īpašības visai cilvēcei. Ķīmiskais elements, ar kuru tas veidojas, ir skābeklis O. Faktiski ozons O3 ir viena no skābekļa alotropajām modifikācijām, kas sastāv no trim formulas vienībām (O÷O÷O). Pirmais un pazīstamākais savienojums ir pats skābeklis, precīzāk gāze, ko veido divi tā atomi (O=O) - O2.
Allotropija ir viena ķīmiskā elementa spēja veidot vairākus vienkāršus savienojumus ar dažādām īpašībām. Pateicoties tam, cilvēce ir pētījusi un izmanto tādas vielas kā dimants un grafīts, monoklīniskais un rombiskais sērs, skābeklis un ozons. Ķīmiskais elements, kam ir šī spēja, ne vienmēr ir ierobežots tikai ar divām modifikācijām, dažiem ir vairāk.
Savienojuma atvēršanas vēsture
Daudzu organisko un minerālvielu, tostarp, piemēram, ozona, sastāvdaļa - ķīmiskais elements, apzīmējumskas O ir skābeklis, tulkojumā no grieķu valodas "oxys" - skābs, un "gignomai" - dzemdēt.
Pirmo reizi jaunu skābekļa alotropu modifikāciju eksperimentu ar elektrisko izlādi laikā atklāja holandietis Martins van Maruns 1785. gadā, viņa uzmanību piesaistīja specifiska smarža. Un gadsimtu vēlāk francūzis Šenbeins atzīmēja tā klātbūtni pēc pērkona negaisa, kā rezultātā gāzi sauca par "smirdošu". Taču zinātnieki tika nedaudz maldināti, uzskatot, ka viņu oža sajūt pašu ozonu. Smarža, ko viņi smaržoja, bija organisko savienojumu smarža, kas oksidējās, reaģējot ar O3, jo gāze ir ļoti reaģējoša.
Elektroniskā struktūra
O2 un O3, ķīmiskajam elementam, ir viens un tas pats struktūras fragments. Ozonam ir sarežģītāka struktūra. Skābeklī viss ir vienkārši – divus skābekļa atomus savieno dubultsaite, kas sastāv no ϭ- un π-komponentiem, atbilstoši elementa valencei. O3 ir vairākas rezonējošas struktūras.
Divkāršā saite savieno divus skābekļa atomus, bet trešajā ir viens viens. Tādējādi π-komponentes migrācijas dēļ kopējā attēlā trīs atomiem ir pusotrs savienojums. Šī saite ir īsāka nekā viena saite, bet garāka nekā dubultā saite. Zinātnieku veiktie eksperimenti izslēdz cikliskas molekulas iespējamību.
Sintēzes metodes
Lai veidotos gāze, piemēram, ozons, ķīmiskajam elementam skābeklim ir jāatrodas gāzveida vidē atsevišķu atomu veidā. Šādus apstākļus rada sadursmeskābekļa molekulas O2 ar elektroniem elektrisko izlāžu laikā vai citām daļiņām ar lielu enerģiju, kā arī apstarojot ar ultravioleto starojumu.
Lauvas tiesa no kopējā ozona daudzuma dabiskajā atmosfērā veidojas ar fotoķīmisko metodi. Cilvēks ķīmiskajā darbībā labprātāk izmanto citas metodes, piemēram, elektrolītisko sintēzi. Tas sastāv no tā, ka platīna elektrodi tiek ievietoti ūdens elektrolīta vidē un tiek iedarbināta strāva. Reakcijas shēma:
N2O + O2 → O3 + N 2 + e-
Fizikālās īpašības
Skābeklis (O) ir tādas vielas kā ozona sastāvdaļa - ķīmiskais elements, kura formula, kā arī relatīvā molārā masa ir norādīta periodiskajā tabulā. Veidojot O3, skābeklis iegūst īpašības, kas radikāli atšķiras no O2. īpašībām.
Zilā gāze ir normāla savienojuma, piemēram, ozona, stāvoklis. Ķīmiskais elements, formula, kvantitatīvās īpašības - tas viss tika noteikts šīs vielas identificēšanas un izpētes laikā. Viršanas temperatūra tam ir -111,9 ° C, sašķidrinātajam stāvoklim ir tumši purpursarkana krāsa, ar tālāku temperatūras pazemināšanos līdz -197,2 ° C, sākas kušana. Cietā agregācijas stāvoklī ozons iegūst melnu krāsu ar violetu nokrāsu. Tā šķīdība ir desmit reizes lielāka par šo skābekļa īpašību O2. Pie mazākajām koncentrācijām gaisā cilvēks jūtozona smarža, tā ir asa, specifiska un atgādina metāla smaržu.
Ķīmiskās īpašības
Ļoti aktīva, no reakcionāra viedokļa, ir ozona gāze. Ķīmiskais elements, kas to veido, ir skābeklis. Raksturlielumi, kas nosaka ozona uzvedību mijiedarbībā ar citām vielām, ir augstā oksidēšanās spēja un pašas gāzes nestabilitāte. Paaugstinātā temperatūrā tas sadalās nepieredzētā ātrumā, procesu paātrina tādi katalizatori kā metālu oksīdi, hlors, slāpekļa dioksīds un citi. Ozonam piemīt oksidētāja īpašības, pateicoties molekulas strukturālajām iezīmēm un viena skābekļa atoma mobilitātei, kas, atdaloties, pārvērš gāzi par skābekli: O3→ O2 + O ·
Skābeklis (ķieģelis, no kura tiek veidotas tādu vielu molekulas kā skābeklis un ozons) ir ķīmisks elements. Kā rakstīts reakcijas vienādojumos - O. Ozons oksidē visus metālus, izņemot zeltu, platīnu un tā apakšgrupas. Tas reaģē ar atmosfērā esošajām gāzēm – sēra, slāpekļa un citiem oksīdiem. Arī organiskās vielas nepaliek inertas, īpaši ātri notiek daudzsaišu pārraušanas procesi, veidojot starpproduktu savienojumus. Ir ārkārtīgi svarīgi, lai reakcijas produkti būtu videi un cilvēkiem nekaitīgi. Tie ir ūdens, skābeklis, dažādu elementu augstākie oksīdi, oglekļa oksīdi. Kalcija, titāna un silīcija binārie savienojumi ar skābekli neiedarbojas ar ozonu.
Pieteikums
Galvenā joma, kur tiek izmantota "smirdošā" gāze, irozonēšana. Šī sterilizācijas metode ir daudz efektīvāka un dzīvajiem organismiem drošāka nekā dezinfekcija ar hloru. Attīrot ūdeni ar ozonu, neveidojas toksiski metāna atvasinājumi, kas aizstāti ar bīstamiem halogēniem.
Šī videi draudzīgā sterilizācijas metode arvien biežāk tiek izmantota pārtikas rūpniecībā. Saldēšanas iekārtas, pārtikas uzglabāšanas telpas tiek apstrādātas ar ozonu, un ar to tiek novērstas smakas.
Medicīnā neaizstājamas ir arī ozona dezinficējošās īpašības. Viņi dezinficē brūces, sāls šķīdumus. Venozās asinis tiek ozonētas, un vairākas hroniskas slimības tiek ārstētas ar “smirdošu” gāzi.
Būt dabā un jēga
Vienkārša viela ozons ir stratosfēras gāzes sastāva elements - Zemei tuvās telpas apgabals, kas atrodas aptuveni 20–30 km attālumā no planētas virsmas. Šī savienojuma izdalīšanās notiek procesos, kas saistīti ar elektrisko izlādi, metināšanas un kopētāju darbības laikā. Bet tieši stratosfērā veidojas un satur 99% no kopējā ozona daudzuma Zemes atmosfērā.
Viltīgi svarīga bija gāzes klātbūtne Zemei tuvajā kosmosā. Tas tajā veido tā saukto ozona slāni, kas pasargā visu dzīvo no nāvējošā saules ultravioletā starojuma. Savādi, bet kopā ar lieliem ieguvumiem pati gāze ir bīstama cilvēkiem. Ozona koncentrācijas paaugstināšanās gaisā, ko cilvēks elpo, ir kaitīgs organismam tā ārkārtējās ķīmiskās aktivitātes dēļ.
