Ozon ist ein Gas, das äußerst wertvolle Eigenschaften für die gesamte Menschheit hat. Das chemische Element, mit dem es gebildet wird, ist Sauerstoff O. Tatsächlich ist Ozon O3 eine der allotropen Modifikationen von Sauerstoff, bestehend aus drei Formeleinheiten (O÷O÷O). Die erste und bekanntere Verbindung ist Sauerstoff selbst, genauer gesagt das Gas, das aus zwei seiner Atome gebildet wird (O=O) - O2.
Allotropie ist die Fähigkeit eines chemischen Elements, eine Reihe einfacher Verbindungen mit unterschiedlichen Eigenschaften zu bilden. Dank ihm hat die Menschheit Substanzen wie Diamant und Graphit, monoklinen und rhombischen Schwefel, Sauerstoff und Ozon untersucht und verwendet. Ein chemisches Element mit dieser Fähigkeit ist nicht notwendigerweise auf nur zwei Modifikationen beschränkt, einige haben mehr.
Historie des Verbindungsaufbaus
Die konstituierende Einheit vieler organischer und mineralischer Substanzen, darunter z. B. Ozon - ein chemisches Element, Bezeichnungwobei O Sauerstoff ist, übersetzt aus dem Griechischen „oxys“– sauer, und „gignomai“– gebären.
Zum ersten Mal wurde 1785 von dem Holländer Martin van Marun eine neue allotrope Modifikation des Sauerstoffs bei Experimenten mit elektrischen Entladungen entdeckt, seine Aufmerksamkeit wurde durch einen bestimmten Geruch angezogen. Und ein Jahrhundert später bemerkte der Franzose Shenbein die Anwesenheit desselben nach einem Gewitter, was dazu führte, dass das Gas "riechend" genannt wurde. Aber die Wissenschaftler wurden etwas getäuscht und glaubten, dass ihr Geruchssinn Ozon selbst roch. Der Geruch, den sie rochen, war der von organischen Verbindungen, die durch die Reaktion mit O3 oxidiert wurden, da das Gas sehr reaktiv ist.
Elektronische Struktur
O2 und O3, ein chemisches Element, haben das gleiche Strukturfragment. Ozon hat eine komplexere Struktur. Bei Sauerstoff ist alles einfach - zwei Sauerstoffatome sind durch eine Doppelbindung verbunden, die je nach Wertigkeit des Elements aus ϭ- und π-Komponenten besteht. O3 hat mehrere Resonanzstrukturen.
Eine Doppelbindung verbindet zwei Sauerstoffatome, und die dritte hat eine einzige. Durch die Wanderung der π-Komponente haben also im Gesamtbild drei Atome eine Eineinhalb-Verbindung. Diese Bindung ist kürzer als eine Einfachbindung, aber länger als eine Doppelbindung. Die von Wissenschaftlern durchgeführten Experimente schließen die Möglichkeit eines zyklischen Moleküls aus.
Syntheseverfahren
Für die Bildung eines Gases wie Ozon muss das chemische Element Sauerstoff in einem gasförmigen Medium in Form einzelner Atome vorliegen. Solche Bedingungen werden durch die Kollision geschaffenSauerstoffmoleküle O2 mit Elektronen bei elektrischen Entladungen oder anderen hochenergetischen Teilchen sowie bei Bestrahlung mit Ultraviolett.
Der Löwenanteil der Gesamtmenge an Ozon in der natürlichen Atmosphäre wird durch ein photochemisches Verfahren gebildet. Der Mensch zieht es vor, andere Verfahren in der chemischen Aktivität anzuwenden, wie zum Beispiel die elektrolytische Synthese. Sie besteht darin, dass Platinelektroden in eine wässrige Elektrolytumgebung eingebracht werden und ein Strom angelegt wird. Reaktionsschema:
N2O + O2 → O3 + N 2 + e-
Physikalische Eigenschaften
Sauerstoff (O) ist eine konstituierende Einheit einer solchen Substanz wie Ozon - ein chemisches Element, dessen Formel sowie die relative Molmasse im Periodensystem angegeben sind. Durch die Bildung von O3 nimmt Sauerstoff Eigenschaften an, die sich radikal von denen von O2 unterscheiden.
Das blaue Gas ist der Normalzustand einer Verbindung wie Ozon. Das chemische Element, die Formel, die quantitativen Eigenschaften - all dies wurde während der Identifizierung und Untersuchung dieser Substanz bestimmt. Der Siedepunkt dafür beträgt -111,9 ° C, der verflüssigte Zustand hat eine dunkelviolette Farbe, bei einer weiteren Abnahme des Grades auf -197,2 ° C beginnt das Schmelzen. In einem festen Aggregatzustand nimmt Ozon eine schwarze Farbe mit einem violetten Farbton an. Seine Löslichkeit ist zehnmal höher als diese Eigenschaft von Sauerstoff O2. Bei kleinsten Konzentrationen in der Luft spürt mander Geruch von Ozon, er ist scharf, spezifisch und ähnelt dem Geruch von Metall.
Chemische Eigenschaften
Sehr aktiv, aus reaktionärer Sicht, ist Ozongas. Das chemische Element, das es bildet, ist Sauerstoff. Die Eigenschaften, die das Verh alten von Ozon in Wechselwirkung mit anderen Stoffen bestimmen, sind die hohe Oxidationsfähigkeit und die Instabilität des Gases selbst. Bei erhöhten Temperaturen zersetzt es sich mit einer beispiellosen Geschwindigkeit, der Prozess wird durch Katalysatoren wie Metalloxide, Chlor, Stickstoffdioxid und andere beschleunigt. Die Eigenschaften eines Oxidationsmittels sind dem Ozon aufgrund der strukturellen Merkmale des Moleküls und der Beweglichkeit eines der Sauerstoffatome eigen, das das Gas durch Absp altung in Sauerstoff umwandelt: O3→ O2 + O ·
Sauerstoff (der Baustein, aus dem die Moleküle von Substanzen wie Sauerstoff und Ozon aufgebaut sind) ist ein chemisches Element. Wie es in den Reaktionsgleichungen geschrieben steht - O. Ozon oxidiert alle Metalle außer Gold, Platin und seinen Nebengruppen. Es reagiert mit Gasen in der Atmosphäre - Oxiden von Schwefel, Stickstoff und anderen. Auch organische Substanzen bleiben nicht inert, besonders schnell laufen die Prozesse des Aufbrechens von Mehrfachbindungen durch die Bildung von Zwischenverbindungen ab. Es ist äußerst wichtig, dass die Reaktionsprodukte für Umwelt und Menschen unbedenklich sind. Dies sind Wasser, Sauerstoff, höhere Oxide verschiedener Elemente, Kohlenoxide. Binäre Verbindungen von Kalzium, Titan und Silizium mit Sauerstoff interagieren nicht mit Ozon.
Bewerbung
Der Hauptbereich, in dem "riechendes" Gas verwendet wird, istOzonung. Diese Sterilisationsmethode ist wesentlich effizienter und sicherer für lebende Organismen als die Desinfektion mit Chlor. Bei der Reinigung von Wasser mit Ozon kommt es nicht zur Bildung giftiger Methanderivate, die durch gefährliche Halogene ersetzt werden.
Diese umweltfreundliche Sterilisationsmethode wird zunehmend in der Lebensmittelindustrie eingesetzt. Kühlgeräte, Lebensmittellager werden mit Ozon behandelt und Gerüche damit beseitigt.
Auch für die Medizin sind die desinfizierenden Eigenschaften von Ozon unverzichtbar. Sie desinfizieren Wunden, Kochsalzlösungen. Venöses Blut wird ozonisiert und eine Reihe chronischer Krankheiten werden mit einem „riechenden“Gas behandelt.
In der Natur sein und Sinn machen
Einfache Substanz Ozon ist ein Element der Gaszusammensetzung der Stratosphäre, einer Region des erdnahen Weltraums, die sich in einer Entfernung von etwa 20-30 km von der Oberfläche des Planeten befindet. Die Freisetzung dieser Verbindung erfolgt bei Prozessen im Zusammenhang mit elektrischen Entladungen, beim Schweißen und beim Betrieb von Kopiergeräten. Aber in der Stratosphäre werden 99 % des gesamten Ozons in der Erdatmosphäre gebildet und enth alten.
Von entscheidender Bedeutung war das Vorhandensein von Gas im erdnahen Weltraum. Es bildet darin die sogenannte Ozonschicht, die alle Lebewesen vor der tödlichen UV-Strahlung der Sonne schützt. Seltsamerweise, aber neben großen Vorteilen, ist das Gas selbst gefährlich für Menschen. Ein Anstieg der Ozonkonzentration in der Luft, die eine Person einatmet, ist aufgrund ihrer extremen chemischen Aktivität schädlich für den Körper.
