Ozonas yra dujos, turinčios itin vertingų savybių visai žmonijai. Cheminis elementas, su kuriuo jis susidaro, yra deguonis O. Tiesą sakant, ozonas O3 yra viena iš alotropinių deguonies modifikacijų, susidedanti iš trijų formulės vienetų (O÷O÷O). Pirmasis ir labiau žinomas junginys yra pats deguonis, tiksliau dujos, kurias sudaro du jo atomai (O=O) - O2.
Allotropija – tai vieno cheminio elemento gebėjimas sudaryti daugybę paprastų junginių, turinčių skirtingas savybes. Jo dėka žmonija ištyrė ir naudoja tokias medžiagas kaip deimantas ir grafitas, monoklininė ir rombinė siera, deguonis ir ozonas. Cheminis elementas, turintis šią savybę, nebūtinai apsiriboja tik dviem modifikacijomis, kai kurie turi daugiau.
Ryšio atidarymo istorija
Daugelio organinių ir mineralinių medžiagų, įskaitant, pavyzdžiui, ozoną, sudedamoji dalis – cheminis elementas, pavadinimaskuris O yra deguonis, išvertus iš graikų kalbos „oxys“– rūgštus, o „gignomai“– gimdyti.
Pirmą kartą naują alotropinę deguonies modifikaciją eksperimentuojant su elektros išlydžiais 1785 m. atrado olandas Martinas van Marunas, jo dėmesį patraukė specifinis kvapas. Ir po šimtmečio prancūzas Shenbeinas pastebėjo, kad po perkūnijos tos pačios yra, todėl dujos buvo pavadintos „kvepiančiomis“. Tačiau mokslininkai buvo šiek tiek apgauti, manydami, kad jų uoslė užuodžia patį ozoną. Jų kvapas buvo organinių junginių, oksiduotų reaguodamas su O3 kvapas, nes dujos yra labai reaktyvios.
Elektroninė struktūra
O2 ir O3, cheminis elementas, turi tą patį struktūrinį fragmentą. Ozonas turi sudėtingesnę struktūrą. Deguonyje viskas paprasta – du deguonies atomai yra sujungti dviguba jungtimi, susidedančia iš ϭ- ir π-komponentų, pagal elemento valentiškumą. O3 turi keletą rezonansinių struktūrų.
Dviguba jungtis jungia du deguonies junginius, o trečioji turi vieną. Taigi, dėl π komponento migracijos bendrame paveiksle trys atomai turi pusantro ryšio. Šis ryšys yra trumpesnis nei viengubas, bet ilgesnis nei dvigubas ryšys. Mokslininkų atlikti eksperimentai atmeta ciklinės molekulės galimybę.
Sintezės metodai
Kad susidarytų dujos, tokios kaip ozonas, cheminis elementas deguonis turi būti dujinėje terpėje atskirų atomų pavidalu. Tokios sąlygos susidaro dėl susidūrimodeguonies molekulės O2 su elektronais elektros išlydžių metu arba kitomis didelės energijos dalelėmis, taip pat kai yra apšvitintos ultravioletiniais spinduliais.
Liūto dalis viso ozono kiekio natūralioje atmosferoje susidaro fotocheminiu metodu. Žmogus mieliau naudoja kitus cheminės veiklos metodus, tokius kaip, pavyzdžiui, elektrolitinė sintezė. Jį sudaro tai, kad platinos elektrodai dedami į vandeninę elektrolito aplinką ir paleidžiama srovė. Reakcijos schema:
N2O + O2 → O3 + N 2 + e-
Fizikinės savybės
Deguonis (O) yra tokios medžiagos kaip ozonas – cheminis elementas, kurio formulė ir santykinė molinė masė nurodoma periodinėje lentelėje. Susidaręs O3, deguonis įgyja radikaliai skirtingas savybes nei O2.
Mėlynosios dujos yra normali junginio, pvz., ozono, būsena. Cheminis elementas, formulė, kiekybinės charakteristikos – visa tai buvo nustatyta identifikuojant ir tiriant šią medžiagą. Jo virimo temperatūra yra -111,9 ° C, suskystinta būsena yra tamsiai violetinės spalvos, toliau mažėjant laipsniui iki -197,2 ° C, prasideda lydymasis. Kietoje agregacijos būsenoje ozonas įgauna juodą spalvą su violetiniu atspalviu. Jo tirpumas yra dešimt kartų didesnis už šią deguonies savybę O2. Esant mažiausioms koncentracijoms ore, žmogus jaučiasiozono kvapas, jis aštrus, specifinis ir panašus į metalo kvapą.
Cheminės savybės
Reakciniu požiūriu labai aktyvios yra ozono dujos. Jį sudarantis cheminis elementas yra deguonis. Savybės, lemiančios ozono elgesį sąveikaujant su kitomis medžiagomis, yra didelis oksidacinis gebėjimas ir pačių dujų nestabilumas. Esant aukštesnei temperatūrai, jis skyla neregėtu greičiu, procesą pagreitina katalizatoriai, tokie kaip metalų oksidai, chloras, azoto dioksidas ir kt. Ozonui būdingos oksiduojančios medžiagos savybės dėl molekulės struktūrinių ypatybių ir vieno iš deguonies atomų judrumo, kuris, atsiskyrus, dujas paverčia deguonimi: O3→ O2 + O ·
Deguonis (plyta, iš kurios susidaro medžiagų, tokių kaip deguonis ir ozonas, molekulės) yra cheminis elementas. Kaip parašyta reakcijų lygtyse - O. Ozonas oksiduoja visus metalus, išskyrus auksą, platiną ir jo pogrupius. Jis reaguoja su atmosferoje esančiomis dujomis – sieros, azoto oksidais ir kt. Organinės medžiagos taip pat nelieka inertiškos, ypač greiti vyksta daugialypių jungčių nutraukimo procesai, susidarant tarpiniams junginiams. Labai svarbu, kad reakcijos produktai būtų nekenksmingi aplinkai ir žmonėms. Tai vanduo, deguonis, aukštesni įvairių elementų oksidai, anglies oksidai. Dvejetainiai kalcio, titano ir silicio junginiai su deguonimi nesąveikauja su ozonu.
Programa
Pagrindinė sritis, kurioje naudojamos „dvokiančios“dujos, yraozonavimas. Šis sterilizavimo būdas yra daug efektyvesnis ir saugesnis gyviems organizmams nei dezinfekavimas chloru. Valant vandenį ozonu, nesusidaro toksiški metano dariniai, pakeičiami pavojingais halogenais.
Šis aplinkai nekenksmingas sterilizavimo būdas vis dažniau naudojamas maisto pramonėje. Šaldymo įranga, maisto saugojimo patalpos apdorojamos ozonu, juo naikinami kvapai.
Vaistams ozono dezinfekcinės savybės taip pat būtinos. Jie dezinfekuoja žaizdas, druskos tirpalus. Veninis kraujas ozonuojamas, o daugelis lėtinių ligų gydomos „dvokiančiomis“dujomis.
Būti gamtoje ir prasmė
Paprasta medžiaga ozonas yra stratosferos, netoli Žemės esančios erdvės regiono, esančio maždaug 20–30 km atstumu nuo planetos paviršiaus, dujų sudėties elementas. Šio junginio išsiskyrimas vyksta procesų, susijusių su elektros iškrovomis, suvirinimo ir kopijavimo aparatų veikimo metu. Tačiau būtent stratosferoje susidaro ir yra 99 % viso Žemės atmosferoje esančio ozono kiekio.
Ypatingai svarbu buvo dujų buvimas netoli Žemės esančioje erdvėje. Jame susidaro vadinamasis ozono sluoksnis, kuris saugo visus gyvus nuo mirtinos ultravioletinės saulės spinduliuotės. Kaip bebūtų keista, bet kartu su didele nauda, pačios dujos yra pavojingos žmonėms. Ozono koncentracijos padidėjimas ore, kuriuo žmogus kvėpuoja, kenkia organizmui dėl didelio jo cheminio aktyvumo.
