Озон – газ. Көптеген басқалардан айырмашылығы, ол мөлдір емес, бірақ өзіне тән түсі және тіпті иісі бар. Ол біздің атмосферада бар және оның ең маңызды құрамдастарының бірі болып табылады. Озонның тығыздығы, оның массасы және басқа қасиеттері қандай? Оның планета өміріндегі рөлі қандай?
Көгілдір газ
Химияда озонның периодтық жүйеде бөлек орны жоқ. Бұл элемент емес болғандықтан. Озон - оттегінің аллотропты түрленуі немесе өзгеруі. O2 сияқты, оның молекуласы тек оттегі атомдарынан тұрады, бірақ екі емес, үшеуі бар. Сондықтан оның химиялық формуласы O3 сияқты.
Озон – көгілдір газ. Оның концентрациясы тым жоғары болса, хлорды еске түсіретін айқын өткір иісі бар. Жаңбырдағы балғындықтың иісі есіңізде ме? Бұл озон. Осы қасиетінің арқасында ол өз атауын алды, өйткені ежелгі грек тілінен алынған «озон» - «иіс».
Газ молекуласы полярлы, ондағы атомдар 116, 78° бұрыш жасап қосылған. Озон бос оттегі атомы O2 молекуласына қосылғанда түзіледі. ішінде боладыәртүрлі реакциялардың уақыты, мысалы, фосфордың тотығуы, электр разряды немесе оттегі атомдары бөлінетін асқын тотықтардың ыдырауы.
Озонның қасиеттері
Қалыпты жағдайда озон молекулалық салмағы шамамен 48 г/моль болатын газ түрінде болады. Ол диамагнитті, яғни күміс, алтын немесе азот сияқты магнитке тартыла алмайды. Озонның тығыздығы 2,1445 г/дм³.
Қатты күйде озон көкшіл-қара түске, сұйық күйде күлгінге жақын индиго түске ие болады. Қайнау температурасы Цельсий бойынша 111,8 градус. Нөл градус температурада ол суда (тек таза суда) оттегіге қарағанда он есе жақсы ериді. Ол сұйық метанмен, азотпен, фтормен, аргонмен және белгілі бір жағдайларда оттегімен жақсы араласады.
Бірқатар катализаторлардың әсерінен бос оттегі атомдарын бөліп, оңай тотығады. Онымен қосылып, бірден тұтанады. Зат барлық дерлік металдарды тотықтыруға қабілетті. Оның әрекетіне тек платина мен алтын ғана жарамайды. Ол әртүрлі органикалық және хош иісті қосылыстарды жояды. Аммиакпен жанасқанда аммоний нитриті түзеді, қос көміртекті байланыстарды бұзады.
Атмосферада жоғары концентрацияда болады, озон өздігінен ыдырайды. Бұл жағдайда жылу бөлініп, О2 молекуласы түзіледі. Оның концентрациясы неғұрлым жоғары болса, жылу шығару реакциясы соғұрлым күшті болады. Озон мөлшері 10%-дан жоғары болса, ол жарылыспен бірге жүреді. Температураны жоғарылату және қысымды төмендету арқылы немесе жанасу арқылыОрганикалық заттар O3 тезірек ыдырайды.
Табу тарихы
Химияда озон 18 ғасырға дейін белгілі болған жоқ. Ол 1785 жылы физик Ван Марум жұмыс істеп тұрған электростатикалық машинаның жанынан естіген иістің арқасында ашылды. Содан кейін тағы 50 жыл өткен соң газ ғылыми тәжірибелер мен зерттеулерде пайда болған жоқ.
Ғалым Кристиан Шонбейн 1840 жылы ақ фосфордың тотығуын зерттеді. Тәжірибелер барысында ол «озон» деп атаған белгісіз затты бөліп алды. Химик оның қасиеттерін зерттеумен айналысып, жаңадан ашылған газды қалай алуға болатынын сипаттады.
Көп ұзамай затты зерттеуге басқа ғалымдар қосылды. Атақты физик Никола Тесла тіпті тұңғыш озон генераторын жасады. O3-тің өнеркәсіптік қолданылуы 19 ғасырдың аяғында үйлерді ауыз сумен қамтамасыз ететін алғашқы қондырғылардың пайда болуымен басталды. Зат залалсыздандыру үшін қолданылған.
Атмосферадағы озон
Біздің Жерді көзге көрінбейтін ауа қабығы – атмосфера қоршап жатыр. Онсыз планетада өмір сүру мүмкін емес еді. Атмосфералық ауаның құрамдас бөліктері: оттегі, озон, азот, сутегі, метан және басқа газдар.
Озон өздігінен болмайды және тек химиялық реакциялар нәтижесінде пайда болады. Жер бетіне жақын жерде ол найзағай кезіндегі найзағайдың электрлік разрядтарынан пайда болады. Бұл әдеттен тыс көліктерден, зауыттардан, бензин түтіндерінен және жылу электр станцияларынан шығарылатын газдардың әсерінен пайда болады.
Атмосфераның төменгі қабаттарының озоны беттік немесе тропосфералық деп аталады. Сонымен қатар стратосфералық қабат бар. Ол күннен келетін ультракүлгін сәулелердің әсерінен пайда болады. Ол планетаның бетінен 19-20 километр қашықтықта қалыптасады және 25-30 километр биіктікке дейін созылады.
Стратосфералық O3 планетаның озон қабатын құрайды, ол оны күшті күн радиациясынан қорғайды. Ол қатерлі ісік пен күйік тудыруға жеткілікті толқын ұзындығы бар ультракүлгін сәуленің шамамен 98%-ын сіңіреді.
Затты пайдалану
Озон тамаша тотықтырғыш және жойғыш. Бұл қасиет ауыз суды тазарту үшін бұрыннан қолданылған. Зат адам үшін қауіпті бактериялар мен вирустарға зиянды әсер етеді, тотыққанда ол зиянсыз оттегіге айналады.
Тіпті хлорға төзімді ағзаларды да өлтіруі мүмкін. Сонымен қатар ағынды суларды экологиялық зиянды мұнай өнімдерінен, сульфидтерден, фенолдардан және т.б. тазарту үшін қолданылады. Мұндай тәжірибелер негізінен Америка Құрама Штаттарында және кейбір Еуропа елдерінде жиі кездеседі.
Озон медицинада аспаптарды залалсыздандыру үшін, өнеркәсіпте қағазды ағарту, майларды тазарту, әртүрлі заттар алу үшін қолданылады. Ауаны, суды және үй-жайларды тазарту үшін O3 пайдалану озонизация деп аталады.
Озон және адам
Барлық пайдалы қасиеттеріне қарамастан, озон адамдар үшін қауіпті болуы мүмкін. Егер ауада адам шыдай алмайтын газ көп болса, улануды болдырмау мүмкін емес. Ресейде оның рұқсат етілген нормасы0,1 мкг/л.
Бұл көрсеткіштен асып кеткенде бас ауруы, шырышты қабықтың тітіркенуі, бас айналу сияқты химиялық уланудың типтік белгілері пайда болады. Озон ағзаның тыныс алу жолдары арқылы берілетін инфекцияларға төзімділігін төмендетеді, сонымен қатар қан қысымын төмендетеді. 8–9 мкг/л-ден жоғары газ концентрациясы өкпе ісінуіне және тіпті өлімге әкелуі мүмкін.
Сонымен бірге ауадағы озонды тану өте оңай. «Свежесть», хлор немесе «шаян» (Менделеев айтқандай) иісі заттың құрамында аз болса да анық естіледі.
