Molekule ozona: struktura, formula, model. Kako izgleda molekula ozona?

Izraz "ozonski plasti", ki je postal znan v sedemdesetih letih. v zadnjem stoletju, že dolgo napolnjeno na robu. Vendar pa zelo malo ljudi resnično razume, kaj ta koncept pomeni in kako nevaren je uničenje ozonske plasti. Še večja skrivnost za mnoge je struktura ozonske molekule in je neposredno povezana s težavami v ozonskem plašču. Več o ozonu, njegovi strukturi in uporabi te snovi v industriji.

Kaj je ozon

Ozon, ali, kot se imenuje tudi aktivni kisik, je plin azurne barve z ostrim kovinskim vonjem.

Ta snov lahko obstaja v vseh treh agregatnih stanjih: plinasto, trdno in tekoče.

V naravi se ozon nahaja le v obliki plina, ki tvori tako ozonsko plast. Zaradi njene azurne barve se nebo zdi modro.

Kakšna je molekula ozona

Njegov vzdevek "aktivni kisik" ozon je bil zaradi njegove podobnosti s kisikom. Tako je glavni aktivni kemični element v teh snoveh kisik (O). Če pa je v molekuli kisika 2 atoma, potem molekula ozona (formula - O₃) sestavlja 3 atomi tega elementa.

Zaradi te strukture so lastnosti ozona podobne kisiku, vendar so bolj izrazite. Zlasti, npr₂, O podjetju₃ je najmočnejši oksidant.

Najpomembnejša razlika med temi "sorodnimi" snovmi, ki je ključnega pomena za vsakogar, je naslednja: ozona ni mogoče dihati, je strupena in če vdihne lahko poškoduje pljuča ali celo uniči osebo. Poleg tega, O₃ Idealen za čiščenje zraka pred toksičnimi nečistočami. Mimogrede, zaradi tega je po dežju tako enostavno dihati: ozon oksidira škodljive snovi v zraku in se očisti.

Model molekule ozona (sestavljen iz 3 atoma kisika) je podoben podobi kota, njegova velikost pa je 117 °. Ta molekula nima nepoškodovanih elektronov, zato je diamagnetna. Poleg tega ima polarnost, čeprav je sestavljena iz atomov enega elementa.

Dva atoma te molekule sta trdno pritrjeni skupaj. Vendar je povezava s tretjim manj zanesljiva. Iz tega razloga je molekula ozona (foto model lahko vidimo spodaj) zelo krhka in se kmalu po nastanku razpade. Praviloma velja za vsako reakcijo razpadanja O₃ kisik sprosti.

Zaradi nestabilnosti ozona ni mogoče nabirati in skladiščiti ter tudi prevažati kot druge snovi. Zato je njegova proizvodnja dražja od drugih snovi.

Visoka aktivnost molekul O₃ omogoča, da je ta snov najmočnejši oksidant, močnejši od kisika in varnejši od klora.

Če se molekula ozona zruši in O₂, to reakcijo vedno spremlja sproščanje energije. Hkrati, da se izvede povratni proces (nastanek O₃ od O₂), je treba porabiti nič manj.

V plinastem stanju se molekula ozona razgrajuje pri temperaturi 70 ° C. Če se dvigne na 100 stopinj ali več, se bo reakcija močno pospešila. Prav tako pospešuje obdobje razpada molekul ozona prisotnost nečistoč.

Lastnosti O3

V katerem od treh držav je ozon, ostane modro. Težja je snov, bolj intenzivna in temnejša ta senca.

Vsaka molekula ozona tehta 48 g / mol. Je težji od zraka, ki pomaga ločevati te snovi med seboj.

O podjetju₃ je sposoben oksidirati skoraj vse kovine in nekovine (razen zlata, iridija in platine).

Tudi ta snov lahko sodeluje pri reakciji zgorevanja, vendar zahteva večjo temperaturo kot pri O₂.

Ozon se lahko raztopi v H₂Oh in Freon. V tekočem stanju se lahko zmeša s tekočim kisikom, dušikom, metanom, argonom, tetraklokarbonom in ogljikovim dioksidom.

Kako se oblikuje molekula ozona

Molekule O₃ nastanejo z dodajanjem prostih kisikovih atomov v molekule kisika. Torej se pojavijo zaradi cepitve drugih molekul O₂ zaradi vpliva na njih električnih izpustov, ultravijoličnih žarkov, hitrih elektronov in drugih visokoenergetskih delcev. Iz tega razloga se lahko širi vonj ozona čutiti blizu iskrenje električnih naprav in svetilk, ki oddajajo ultravijolično svetlobo.

V industrijskem obsegu, O₃ izolirani z električnim generatorji ozona ali ozonizatorji. V teh napravah se električni tok visoke napetosti prenese skozi plinski tok, v katerem O₂, katerih atomi služijo kot "gradbeni material" za ozon.

Včasih se v te naprave sproži čist kisik ali navaden zrak. Kakovost nastalega ozona je odvisna od čistosti začetnega proizvoda. Torej, medicinski O₃, namenjena za zdravljenje ran, se pridobiva samo iz kemično čistega O₂.

Zgodovina odkrivanja ozona

Ko je razumel, kako izgleda molekula ozona in kako se oblikuje, je vredno seznaniti z zgodovino te snovi.

Najprej ga je sintetiziral nizozemski raziskovalec Martin Van Marum v drugi polovici 18. stoletja. Znanstvenik je opazil, da je plin v njem po pretoku električnih isker skozi posodo z zrakom spremenil svoje lastnosti. Obenem Van Marum ni razumel, da je izoliral molekule nove snovi.

Ampak njegov nemški kolega Scheinbein, ki poskuša razstaviti H₂O na H in O₂, je opozoril na dodelitev novega plina z ostrim vonjem. Po izvedbi veliko raziskav je znanstvenik opisal vsebino, ki jo je odkril in mu dal ime "ozon" v čast grške besede "vonj".

Zmožnost ubijanja gliv in bakterij ter zmanjšanje toksičnosti škodljivih spojin, ki so imele odprto snov, so zanimale mnogi znanstveniki. 17 let po uradnem odprtju O₃ Werner von Simens je izdelal prvi aparat, ki omogoča sintetizacijo ozona v poljubni količini. In po dodatnih 39 letih je genij Nikola Tesla izumil in patentiral prvi svetovni generator ozona.

To je bila naprava, ki se je v Franciji prvič uporabljala po dveh letih v čistilnih napravah za pitno vodo. Z začetkom XX. Stoletja. Evropa se za čiščenje začne preiti na ozoniranje pitne vode.

Ruski imperij je to tehniko najprej uporabil leta 1911, po petih letih pa je bilo opremljenih skoraj štiri desetine naprav za čiščenje pitne vode z ozonom.

Danes ozonacija vode postopoma nadomešča kloriranje. Tako se 95% vse pitne vode v Evropi očisti z O₃. Ta metoda je prav tako zelo priljubljena v ZDA. V CIS je še vedno na stopnji študija, ker je čeprav je ta postopek varnejši in bolj priročen, stane več kot kloriranje.

Področja uporabe ozona

Poleg čiščenja vode, O₃ ima več drugih aplikacij.

• Ozon se uporablja kot belilo pri proizvodnji papirja in tkanine.
• Aktivni kisik se uporablja za dezinfekcijo vin, pa tudi za pospešitev procesa "staranja" konjakov.
• S pomočjo O₃ razna rastlinska olja so rafinirana.
• Ta snov se zelo pogosto uporablja za predelavo pokvarljivih izdelkov, kot so meso, jajca, sadje in zelenjava. Ta postopek ne pušča kemičnih sledi, tako kot pri uporabi klora ali formaldehida in se izdelki lahko shranijo znatno dlje.
• Ozon sterilizira medicinsko opremo in oblačila.
• Prečiščen tudi O₃ uporabljajo za različne medicinske in kozmetične postopke. Zlasti s pomočjo v stomatologiji razkužujejo peroralno votlino in dlesni ter zdravijo različne bolezni (stomatitis, herpes, ustno kandidiazo). V evropskih državah, O₃ je zelo priljubljen pri razkuževanju ran.
• V zadnjih letih so postali zelo priljubljeni prenosni gospodinjski aparati za filtriranje zraka in vode s pomočjo ozona.

Ozonski plašč - kaj je to?

Na razdalji 15-35 km nad površino Zemlje je ozonski plašč oz. Ozonosfera. Na tem mestu je bilo koncentrirano O₃ služi kot nekakšen filter za škodljivo sončno sevanje.

Kje pride ta količina snovi, če so njene molekule nestabilne? Odgovor na to vprašanje ni težko, če se spomnite modela molekule ozona in načina njegovega oblikovanja. Torej, kisik, sestavljen iz 2 molekul kisika, ki vstopajo v stratosfero, ga ogrevajo sončni žarki. Ta energija zadostuje za razdelitev O₂ na atomih, iz katerih je O₃. V tem primeru ozonski plašč ne uporablja le del sončne energije, ampak tudi filtrira, absorbira nevarno ultravijolično snov.

Rečeno je bilo zgoraj, da se ozon raztopi s freonov. Te plinaste snovi (ki se uporabljajo pri proizvodnji dezodorantov, gasilnih aparatov in hladilnikov), ki vstopajo v ozračje, vplivajo na ozon in spodbujajo razpadanje. Posledično se pojavijo luknje v ozonosferi, skozi katere neplinirani sončni žarki vstopijo v planet, ki je uničujoč živim organizmom.

Upoštevajoč posebnosti in strukturo molekul ozona, lahko ugotovimo, da je ta snov, čeprav je nevarna, zelo koristna za človeštvo, če se pravilno uporablja.