Ozonmolekyl: struktur, formel, modell. Hur ser en ozonmolekyl ut?

Uttrycket "ozonskikt", som blev känt på 70-talet. Förra seklet, redan länge fylld på kanten. Men väldigt få människor förstår verkligen vad detta begrepp betyder och hur farligt är förstörelsen av ozonskiktet. Ett ännu större mysterium för många är ozonmolekylens struktur, och det är faktiskt direkt relaterat till ozonskiktets problem. Låt oss ta reda på mer om ozon, dess struktur och applicering av detta ämne i industrin.

Vad är ozon

Ozon eller, som det också kallas, aktivt syre, är en gas av azurblå färg med en skarp metallisk lukt.

Detta ämne kan existera i alla tre aggregerade tillstånden: gasformiga, fasta och flytande.

I naturen finns ozon endast i form av en gas som bildar det så kallade ozonskiktet. Det är på grund av sin azurblå färg att himlen verkar blå.

Vad en ozonmolekyl ser ut

Dess smeknamn "aktivt syre" ozon beror på dess likhet med syre. Så det huvudsakliga aktiva kemiska elementet i dessa ämnen är syre (O). Om det emellertid finns 2 atomer i syremolekylen, består ozonmolekylen (formel - O ₃ ) av 3 atomer av detta element.

På grund av denna struktur liknar ozonernas egenskaper sig som syre, men är mer uttalade. Särskilt som O2, O3 Är den starkaste oxidanten.

Den viktigaste skillnaden mellan dessa "besläktade" ämnen, som är avgörande för alla, är följande: ozon kan inte andas, det är giftigt och kan, om det inhaleras, skada lungorna eller döda en person. Samtidigt är O ₃ perfekt lämpad för att rena luft från giftiga föroreningar. Förresten är det på grund av detta att det efter regnet så lätt andas: ozon oxiderar skadliga ämnen i luften och det renas.

Modellen av ozonmolekylen (bestående av 3 syreatomer) är lite som bilden av vinkeln och dess storlek är 117 °. Denna molekyl har inte oparmade elektroner, därför är den diamagnetisk. Dessutom har den en polaritet, även om den består av atomer av ett element.

Två atomer av denna molekyl är fast fastsatta ihop. Men anslutningen med den tredje är mindre tillförlitlig. Av denna anledning kan ozonmolekylen (fotomodellen ses nedan) vara mycket ömtålig och sönderdelas strax efter bildningen. Som regel frigörs syre under vilken O3-sönderdelningsreaktion som helst.

På grund av ozonets instabilitet kan den inte lagras och lagras och transporteras även som andra ämnen. Av denna anledning är dess produktion dyrare än andra ämnen.

O3-molekylernas höga aktivitet Låt detta ämne vara den starkaste oxidanten, kraftfullare än syre, och säkrare än klor.

Om ozonmolekylen kollapserar och O2 _släpps , åtföljs denna reaktion alltid av utsläpp av energi. Samtidigt, för att den omvända processen (bildning av O3 från O2) ska kunna ske, är det nödvändigt att utgifterna inte mindre.

I gasformet sönderdelas ozonmolekylen vid en temperatur av 70 ° C. Om den höjs till 100 grader eller mer, kommer reaktionen att kraftigt accelereras. Också accelererar tiden för sönderfall av ozonmolekyler närvaron av föroreningar.

Egenskaper för O3

I vilken av de tre staterna ozon är den fortfarande blå. Ju hårdare ämnet desto intensivare och mörkare är den här nyansen.

Varje ozonmolekyl väger 48 g / mol. Det är tyngre än luft, vilket bidrar till att separera dessa ämnen i sig.

O ₃ kan oxidera nästan alla metaller och icke-metaller (förutom guld, iridium och platina).

Dessutom kan detta ämne delta i förbränningsreaktionen, men det kräver en högre temperatur än för O2.

Ozon kan lösas i H ₂ O och Freons. I vätsketilståndet kan det blandas med flytande syre, kväve, metan, argon, tetraklorkarbon och koldioxid.

Hur en ozonmolekyl bildas

O3-molekyler bildas genom att fria oxygenatomer fästes i syremolekyler. De uppträder i sin tur på grund av splittringen av andra O2-molekyler på grund av verkan av elektriska urladdningar, ultravioletta strålar, snabba elektroner och andra högenergipartiklar på dem. Av denna anledning kan den specifika lukten av ozon kännas nära glittrande elektriska apparater eller lampor som avger ultraviolett strålning.

I industriell skala isoleras O3 med hjälp av elektriska ozongeneratorer eller ozonisatorer. I dessa anordningar passeras en elektrisk ström av högspänning genom en gasström, i vilken O2 är belägen, vars atomer tjänar som "byggmaterial" för ozon.

Ibland lanseras rent syre eller vanlig luft i dessa enheter. Kvaliteten på det resulterande ozonen beror på renheten hos den ursprungliga produkten. Således extraheras medicinsk O3 avsedd för behandling av sår endast från kemiskt ren 02.

Historia av ozonfyndighet

Att ha behandlat hur ozonmolekylen ser ut och hur den bildas är att det är värt att bekanta sig med detta ämnes historia.

Den var först syntetiserad av den nederländska forskaren Martin Van Marum under andra hälften av 1700-talet. Forskaren märkte att efter att ha skickat elektriska gnistor genom tanken med luft förändrade gasen i dess egenskaper. Samtidigt förstod Van Marum inte att han hade isolerat molekylerna i den nya substansen.

Men hans tyska kollega Scheinbein, som försökte använda el för att sönderdela H ₂ O till H och O ₂ , påpekade fördelningen av en ny gas med en skarp lukt. Efter att ha utfört mycket forskning, beskrev forskaren det ämne han upptäckte och gav honom namnet "ozon" för att hedra det grekiska ordet "lukt".

Förmågan att döda svampar och bakterier, samt minska toxiciteten hos skadliga föreningar, som hade en öppen substans, intresserade många forskare. 17 år efter den officiella öppningen av O _{3 av} Werner von Siemens konstruerades den första apparaten, vilket gör det möjligt att syntetisera ozon i vilken mängd som helst. Och efter en annan 39 år av geni uppfinde och patenterade Nikola Tesla världens första ozongenerator.

Det var denna apparat som efter 2 år först användes i Frankrike för reningsverk för dricksvatten. Med början av XX-talet. Europa börjar växla till ozonering av dricksvatten för rening.

Ryska riket använde denna teknik för första gången 1911, och efter 5 år var nästan 4 dussintals anläggningar för rening av dricksvatten med hjälp av ozon utrustade i landet.

Idag ersätter ozonering av vatten gradvis kloreringen. Således renas 95% av allt dricksvatten i Europa med hjälp av O ₃ . Denna metod är också mycket populär i USA. I CIS är det fortfarande på studiestudiet, för även om detta förfarande är säkrare och bekvämare kostar det mer än klorering.

Användningsområden för ozon

Förutom vattenrening har O ₃ ett antal andra tillämpningar.

• Ozon används som blekmedel vid tillverkning av papper och tyg.
• Aktivt syre används för att desinficera viner samt att påskynda processen med "åldrande" cognacs.
• Med hjälp av O ₃ förädlas olika vegetabiliska oljor.
• Mycket ofta används detta ämne för bearbetning av lättfördärvliga produkter, som kött, ägg, frukt och grönsaker. Denna procedur lämnar inte kemiska spår, som med användning av klor eller formaldehyd, och produkterna kan lagras under betydligt längre tid.
• Ozon steriliserar medicinsk utrustning och kläder.
• Också renad O3 används för olika medicinska och kosmetiska förfaranden. Särskilt med hjälp av stomatologin desinficerar munhålan och tandköttet och behandlar även olika sjukdomar (stomatit, herpes, oral candidiasis). I europeiska länder är O ₃ mycket populär för desinfektion av sår.
• Under de senaste åren har bärbara hushållsapparater för filtrering av luft och vatten med hjälp av ozon blivit mycket populära.

Ozonskiktet - vad är det?

På ett avstånd av 15-35 km över jordens yta finns ett ozonlager eller, som det kallas också, ozonosfären. Vid denna punkt fungerar koncentrerad O ₃ som ett slags filter för skadlig solstrålning.

Var kommer denna mängd materia ifrån, om dess molekyler är instabila? Svaret på denna fråga är inte svårt, om du kommer ihåg modellen av ozonmolekylen och hur den bildas. Så uppvärms syre, som består av 2 syremolekyler, som kommer in i stratosfären där av solens strålar. Denna energi är tillräcklig för att dela O2 i atomer från vilka O3 bildas. I detta fall använder ozonskiktet inte bara en del av solenergin utan filtrerar den också, absorberar den farliga ultravioleten.

Det sägs ovan att ozon upplöses av freons. Dessa gasformiga ämnen (som används vid tillverkning av deodoranter, brandsläckare och kylskåp), kommer in i atmosfären, påverkar ozon och främjar dess sönderdelning. Som ett resultat förefaller hål i ozonosfären genom vilka ofiltrerade solstrålar kommer in på planeten, som är destruktiva för levande organismer.

Efter att ha beaktat ozonmolekylernas särdrag och struktur kan man dra slutsatsen att detta ämne, även om det är farligt, är mycket användbart för mänskligheten om det används korrekt.