Озон является аллотропной модификацией кислорода, состоящей из трехатомных молекул O3. Узнайте, как озон образуется в стратосфере под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца и играет решающую роль в защите планеты от вредного УФ-излучения. Однако, озон может иметь вредное воздействие на организм человека и является взрывоопасным газом. | NOCFN
Cодержание
Строение озона
Озон представляет собой аллотропную модификацию кислорода, состоящую из трехатомных молекул O3. При нормальных условиях он является голубым газом с резким специфическим запахом. В жидком виде озон имеет индиго-цвет, а в твердом виде — темно-синие, серые или почти черные кристаллы.
Молекула озона состоит из двух связей O—O с одинаковой длиной 1,278 Å и углом между ними 116,8°. Центральный атом кислорода является sp²-гибридизованным и имеет одну неподеленную пару электронов. Каждая связь в молекуле имеет порядок 1,5, а резонансные структуры образуются с локализованной одинарной связью с одним атомом и двойной связью с другим атомом, и наоборот. Молекула озона является полярной, а ее электрический дипольный момент составляет 0,5337 Д.
История открытия озона
Озон был обнаружен голландским физиком М. ван Марум в 1785 году. Он заметил характерный запах и окислительные свойства, которые приобретает воздух после пропускания через него электрических искр. Ван Марум считал, что образуется особая "электрическая материя", и не описал озон как новое вещество.
Термин "озон" был предложен немецким химиком Ш. Ф. Шенбейном в 1840 году из-за его запаха. В 1839 году Шенбейн также показал способность озона вытеснять иод из иодида калия, что позволяет использовать реакцию для его качественного определения с помощью иодкрахмальной бумаги.
Факт уменьшения объема газа при превращении кислорода в озон был экспериментально подтвержден в 1860 году Эндрюсом и Тэтом с помощью стеклянной трубки с манометром, наполненной чистым кислородом и проводниками из платины для получения электрического разряда.
Физические свойства озона
Озон является голубым газом с резким специфическим запахом. При сжижении он превращается в жидкость цвета индиго, а в твердом виде представляет собой темно-синие, серые или почти черные кристаллы.
См. также
Химические свойства озона
Образование озона происходит по обратимой реакции, в которой молекула O3 самопроизвольно превращается в O2 с выделением тепла при достаточных концентрациях в воздухе при нормальных условиях. Повышение температуры и понижение давления увеличивают скорость перехода озона в двухатомное состояние. При больших концентрациях переход может носить взрывной характер.
Однако озон является токсичным веществом, и контроль концентрации озона в воздухе является важным аспектом его использования. В России предельно допустимая концентрация озона в атмосферном воздухе составляет 0,16 миллиграмма на кубический метр, а в воздухе рабочей зоны - 0,1 миллиграмма.
Роль озона в атмосфере
Озон является одним из самых важных газов в атмосфере Земли. Он играет решающую роль в защите земной поверхности от вредного ультрафиолетового излучения Солнца. Образование озона происходит в стратосфере, где под воздействием ультрафиолетового излучения молекулы кислорода разлагаются на отдельные атомы, которые затем реагируют с другими молекулами кислорода, образуя озонную молекулу.
Озонный слой в стратосфере фильтрует вредные ультрафиолетовые лучи, предотвращая их попадание на поверхность Земли. Это защищает живые организмы от воздействия опасного УФ-излучения и поддерживает здоровье экосистем. Однако, человеческая деятельность, особенно выбросы хлорафторуглеродных соединений, может негативно влиять на озоновый слой и привести к его разрушению.
Образование озона в стратосфере является сложной фотохимической реакцией, которая происходит под воздействием УФ-излучения Солнца. Этот процесс играет важную роль в поддержании баланса озонового слоя и защите планеты от вредного ультрафиолетового излучения.
Влияние озона на организм человека
Озон является вредным для организма человека при длительном нахождении в загрязненном озоном воздухе. Это может привести к увеличению риска сердечно-сосудистых заболеваний и заболеваний дыхательных путей. Взаимодействуя с холестерином, озон образует нерастворимые соединения, что способствует развитию атеросклероза.
При концентрациях озона выше предельно допустимых могут возникать головная боль, раздражение слизистых, кашель, головокружение, общая усталость и упадок сердечной деятельности. Токсичный приземной озон может вызывать или обострять болезни органов дыхания, особенно у детей, пожилых людей и астматиков.
Озон также является взрывоопасным газом. Порогом опасной концентрации газообразного озона считается 300-350 миллилитров на литр воздуха. Жидкий озон, который является синей жидкостью, взрывается самопроизвольно и не может быть использован безопасно, например, в ракетном топливе.
Выводящие обзор на стрелку:
Озон является одним из наиболее важных газов в атмосфере Земли. Он образуется в стратосфере под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца и играет решающую роль в защите планеты от вредного УФ-излучения. Однако, человеческая деятельность может негативно влиять на озоновый слой и привести к его разрушению. Озон также может иметь вредное воздействие на организм человека и является взрывоопасным газом.
См. также
Что нам скажет Википедия?
Озон образуется во многих процессах, сопровождающихся выделением атомарного кислорода, например при разложении перекисей, окислении фосфора и т.п.
В промышленности его получают из воздуха или кислорода в озонаторах действием электрического разряда. Сжижается O3 легче, чем O2, и потому их несложно разделить. Озон для озонотерапии в медицине получают только из чистого кислорода. При облучении воздуха жёстким ультрафиолетовым излучением образуется озон. Тот же процесс протекает в верхних слоях атмосферы, где под действием солнечного излучения образуется и поддерживается озоновый слой.
