Ozon je plin. Za razliko od mnogih drugih ni prozoren, ima pa značilno barvo in celo vonj. Prisoten je v našem ozračju in je ena njegovih najpomembnejših sestavin. Kakšna je gostota ozona, njegova masa in druge lastnosti? Kakšna je njegova vloga v življenju planeta?
modri plin
V kemiji ozon nima ločenega mesta v periodnem sistemu. To je zato, ker ni element. Ozon je alotropna modifikacija ali variacija kisika. Tako kot v O2 je njegova molekula sestavljena samo iz atomov kisika, vendar nima dveh, ampak treh. Zato je njegova kemična formula videti kot O3.
Ozon je modri plin. Ima izrazit oster vonj, ki spominja na klor, če je koncentracija previsoka. Se spomnite vonja po svežini v dežju? To je ozon. Zahvaljujoč tej lastnosti je dobil ime, saj je iz starogrškega jezika "ozon" "vonj".
Molekula plina je polarna, atomi v njej so povezani pod kotom 116, 78°. Ozon nastane, ko je prosti atom kisika vezan na molekulo O2. Zgodi se včas različnih reakcij, na primer oksidacije fosforja, električnega razelektritve ali razgradnje peroksidov, med katerim se sproščajo atomi kisika.
Lastnosti ozona
V normalnih pogojih obstaja ozon kot plin z molekulsko maso skoraj 48 g/mol. Je diamagnetičen, torej ga magnet ne more pritegniti, tako kot srebro, zlato ali dušik. Gostota ozona je 2,1445 g/dm³.
V trdnem stanju ozon pridobi modrikasto-črno barvo, v tekočem stanju indigo barvo, ki je blizu vijolične. Vrelišče je 111,8 stopinj Celzija. Pri temperaturi nič stopinj se raztopi v vodi (samo v čisti vodi) desetkrat bolje kot kisik. Dobro se meša s tekočim metanom, dušikom, fluorom, argonom in pod določenimi pogoji s kisikom.
Pod delovanjem številnih katalizatorjev se zlahka oksidira, pri čemer se sproščajo prosti kisikovi atomi. Če se povežete z njim, se takoj vžge. Snov je sposobna oksidirati skoraj vse kovine. Samo platina in zlato nista podvržena njegovemu delovanju. Uničuje različne organske in aromatične spojine. Ob stiku z amoniakom tvori amonijev nitrit, uniči dvojne ogljikove vezi.
Prisoten v ozračju v visokih koncentracijah, se ozon spontano razgradi. V tem primeru se sprosti toplota in nastane molekula O2. Višja kot je njegova koncentracija, močnejša je reakcija sproščanja toplote. Ko je vsebnost ozona več kot 10 %, ga spremlja eksplozija. Z zvišanjem temperature in zniževanjem tlaka ali s stikom zOrganske snovi hitreje razgradijo O3.
zgodovina odkritij
V kemiji ozon ni bil znan šele v 18. stoletju. Odkrili so ga leta 1785 zaradi vonja, ki ga je fizik Van Marum slišal ob delujočem elektrostatičnem stroju. Še 50 let po tem se plin ni pojavljal v znanstvenih poskusih in raziskavah.
Znanstvenik Christian Schonbein je leta 1840 preučeval oksidacijo belega fosforja. Med poskusi mu je uspelo izolirati neznano snov, ki jo je poimenoval "ozon". Kemik se je lotil študije njegovih lastnosti in opisal, kako pridobiti na novo odkrit plin.
Kmalu so se raziskavi snovi pridružili tudi drugi znanstveniki. Slavni fizik Nikola Tesla je celo zgradil prvi generator ozona. Industrijska uporaba O3 se je začela konec 19. stoletja s pojavom prvih naprav za oskrbo domov s pitno vodo. Snov je bila uporabljena za dezinfekcijo.
Ozon v ozračju
Naša Zemlja je obdana z nevidno zračno lupino - atmosfero. Brez tega bi bilo življenje na planetu nemogoče. Sestavine atmosferskega zraka: kisik, ozon, dušik, vodik, metan in drugi plini.
Ozon ne obstaja sam po sebi in nastane le kot posledica kemičnih reakcij. Blizu površja Zemlje nastane zaradi električnih razelektritev strele med nevihto. Nenaravno se zdi zaradi emisij izpušnih plinov iz avtomobilov, tovarn, bencinskih hlapov in termoelektrarn.
Ozon spodnjih plasti ozračja se imenuje površinski ali troposferski. Obstaja tudi stratosferski. Pojavi se pod vplivom ultravijoličnega sevanja, ki prihaja iz sonca. Nastane na razdalji 19-20 kilometrov nad površino planeta in se razteza do višine 25-30 kilometrov.
Stratosferski O3 tvori ozonsko plast planeta, ki ga ščiti pred močnim sončnim sevanjem. Absorbira približno 98 % ultravijoličnega sevanja z zadostno valovno dolžino, da povzroči raka in opekline.
Uporaba snovi
Ozon je odličen oksidant in uničevalec. Ta lastnost se že dolgo uporablja za čiščenje pitne vode. Snov škodljivo vpliva na bakterije in viruse, ki so nevarni za ljudi, in se pri oksidaciji spremeni v neškodljiv kisik.
Lahko ubije celo organizme, odporne na klor. Poleg tega se uporablja za čiščenje odpadne vode iz okolju škodljivih naftnih derivatov, sulfidov, fenolov itd. Takšne prakse so pogoste predvsem v ZDA in nekaterih evropskih državah.
Ozon se v medicini uporablja za razkuževanje instrumentov, v industriji se uporablja za beljenje papirja, čiščenje olj in pridobivanje različnih snovi. Uporaba O3 za čiščenje zraka, vode in prostorov se imenuje ozoniranje.
Ozon in človek
Kljub vsem svojim koristnim lastnostim je ozon lahko nevaren za ljudi. Če je v zraku več plina, kot ga človek lahko prenese, se zastrupitvi ni mogoče izogniti. V Rusiji je njegova dovoljena normaje 0,1 µg/L.
Pri prekoračitvi te stopnje se pojavijo značilni znaki kemične zastrupitve, kot so glavobol, draženje sluznice, omotica. Ozon zmanjšuje odpornost telesa na okužbe, ki se prenašajo skozi dihala, znižuje pa tudi krvni tlak. Koncentracije plina nad 8–9 µg/L lahko povzročijo pljučni edem in celo smrt.
Hkrati je ozon v zraku precej enostavno prepoznati. Vonj "svežine", klora ali "rakov" (kot je trdil Mendelejev) je jasno slišen tudi pri nizki vsebnosti snovi.
