ОЗОН (от греч. ozon — пахнущий) O3 аллотропная форма кислорода. Газ синего цвета, в жидком состоянии темно-синий, в твердом-сине-фиолетовый. Молекула O3 симметричная ангулярная (уголковая); длина связи O—O 0,12717 нм.
Растворимость О. в воде (0,21 объема в 1 объеме раствора при 298 К) почти в 7 раз выше растворимости O2. В кислой среде растворимость О. падает, в щелочной-возрастает. Гораздо выше растворимость О. в хлорир. углеводородах и хладонах.
В реакциях с большинством веществ О.—сильный окислитель, что обусловлено низкой энергией отрыва атома О от молекулы O3 (107 кДж/моль) и высоким сродством молекулы О. к электрону (2,26 эВ). В водном растворе О. окисляет Fe(II) до Fe(III), Ce(III) до Ce(IV), Mn(II) до MnO−4, соед. Os и Ru до OsO4 и RuO4,I2 до НIO3 и т. п. В газовой фазе О. окисляет Cl2 до Cl2O7 (фотохимически), SO2 до SO3, NO2 до N2O5. Реакция с конц. водной щелочью идет через последоват. образование в растворе O−3, О−2, HO−2 и O2. При взаимодействии с кристаллич. гидроксидами и супероксидами щелочных металлов образуются озониды MO3. О. окисляет мн. орг. вещества-олефины, ароматич. соед. и насыщ. углеводороды, спирты и др., при этом в качестве промежут. веществ образуются продукты присоединения О., также наз. озонидами. О. обеспечивает сохранение жизни на Земле, т. к. озоновый слой задерживает наиб. губительную для живых организмов и растений часть УФ радиации Солнца с длиной волны менее 300 нм, наряду с CO2 поглощает ИК излучение Земли, препятствуя ее охлаждению. Содержание и перемещение О. в атмосфере влияет на метеорологич. обстановку. Образование О. в атмосфере происходит в результате реакций: O2О + О, О + O2 → O3. Распад атмосферного О. происходит фотохимически, а также в результате его реакций с радикалами НО и НO2, оксидами азота, хлором и его соединениями. Массовый выброс в атмосферу оксидов азота в результате развития реактивной авиации и применения удобрений, а также использование хлорсодержащих хла-донов (фреонов), может привести к убыли О. в атмосфере. Мощные вулканич. извержения, сопровождаемые выбросом аэрозоля в стратосферу, также приводят к понижению содержания О. в средних широтах на 4–8%. По оценкам ядерная война с тротиловым эквивалентом 5000 Мт приведет к 50%-ному разрушению озонового слоя, на его восстановление потребуется 5–8 лет. О. образуется во всех процессах, сопровождаемых появлением атомарного кислорода, — при УФ облучении воздуха, в электроразрядах, при распаде пероксидов, окислении фосфора и т. п. В лабораториях и промышленности О. получают действием тихого электрич. разряда на O2 в озонаторах. Осн. типы пром. озонаторов-трубчатые и плоские; в качестве диэлектрика применяют стекло или керамику, материал электродов — Al или Cu. Мощность озонатора пропорциональна частоте тока. Присутствие влаги в O2 сильно снижает выход О., поэтому исходный газ осушают до точки росы (от −40 до −60 °C), а озонатор охлаждают. Содержание О. на выходе из озонатора при использовании в качестве исходного O2 5–8%, воздуха-1–1,5%, расход энергии соотв. 8–18 и 10–30 кВт∙ч/кг O3. О. более высокой концентрации (до 50%) м. б. получен электролизом конц. растворов HClO4, H3PO4 или H2SO4 на охлаждаемом аноде из Pt или PbO2. Др. способ получения высококонцентрированного О. — растворение его в хладонах при низкой температуре, O2 в хладонах практически не растворяется. Наиб. удобны хладо-ны 22 и 12, растворимость О. в них при 163 К достигает 50%; при нагр. такого раствора О. испаряется первым. Растворы О. в фреонах не взрывчаты и могут длительно храниться при температуре ниже 223 К.
О. ядовит для людей, животных и растений; ПДК в воздухе рабочей зоны 0,1 мг/м3, в атм. воздухе 0,16 мг/м3; ЛД50 0,046 мг/л (мыши, 2 ч), 3 мг/л (мыши, 5 мин). Малые концентрации О. в воздухе создают ощущение свежести, вдыхание воздуха с концентрацией О. 0,002–0,02 мг/л вызывает раздражение дыхат. путей, кашель, рвоту, головокружение, усталость. В присут. оксидов азота токсичность О. увеличивается в 20 раз. О. взрывоопасен во всех агрегатных состояниях, примеси повышают его чувствительность. Ниж. КПВ для озоновоз-душной смеси 9%, при более высоком содержании О. смеси взрываются под влиянием внеш. импульса, причем скорость детонации растет от 880 м/с при концентрации 9,2 мол. % О. до 1730 м/с при 77 мол. %. Осн. часть производимого О. используют для обеззараживания питьевой воды, что более эффективно, чем хлорирование. О. используют также для обезвреживания сточных вод хим. предприятий, особенно в случае фенольных и цианидных загрязнений. О. применяют для получения камфоры, ванилина, монокарбоновых и дикарбоновых кислот (ади-пиновой, азелаиновой и др.) путем окисления углеводородов и др. малоценного сырья, для отбеливания тканей, минер. масел и др., в орг. химии — для определения места двойной связи в молекуле. О. открыл и назвал Х. Шёнбейн в 1840, на появление специфич. запаха при электроразряде в воздухе обратил внимание М. ван Марум в 1785.
Лит.: Разумовский С. Д., Заиков Г.Е., Озон и его реакции с органическими соединениями, М., 1974; Атмосферный озон и изменения глобального климата, Л., 1982.
Некоторые файлы и информация, находящиеся на данном сайте, были найдены в сети ИНТЕРНЕТ, как свободно распространяемые, присланы пользователями сайта или найдены в альтернативных источниках, также использованы собственные материалы. Автор сайта не претендует на авторство ВСЕХ материалов. Если Вы являетесь правообладателем той или иной продукции или информации, и условия, на которых она представлена на данном ресурсе, не соответствуют действительности, просьба немедленно сообщить с целью устранения правонарушения.
Категории раздела
Вход
Поиск
Друзья сайта
Наш опрос
Статистика
