โอโซนเป็นก๊าซที่มีคุณสมบัติล้ำค่าอย่างยิ่งต่อมวลมนุษยชาติ องค์ประกอบทางเคมีที่ก่อตัวขึ้นคือออกซิเจน O อันที่จริงโอโซน O3 คือหนึ่งในการปรับเปลี่ยนออกซิเจนแบบ allotropic ซึ่งประกอบด้วยหน่วยสูตรสามหน่วย (O÷O÷O) สารประกอบแรกและรู้จักกันดีคือ ออกซิเจน ก๊าซที่เกิดจากอะตอมสองอะตอม (O=O) ที่แม่นยำยิ่งขึ้น - O2.
Allotropy คือความสามารถขององค์ประกอบทางเคมีหนึ่งตัวในการสร้างสารประกอบอย่างง่ายจำนวนหนึ่งที่มีคุณสมบัติต่างกัน ต้องขอบคุณสิ่งนี้ ที่มนุษยชาติได้ศึกษาและใช้สารต่างๆ เช่น เพชรและกราไฟต์ โมโนคลินิกและรอมบิก ซัลเฟอร์ ออกซิเจน และโอโซน องค์ประกอบทางเคมีที่มีความสามารถนี้ไม่จำเป็นต้องจำกัดแค่การดัดแปลงสองครั้งเท่านั้น บางส่วนมีมากกว่านั้น
ประวัติการเปิดการเชื่อมต่อ
หน่วยองค์ประกอบของสารอินทรีย์และแร่ธาตุมากมาย เช่น โอโซน - องค์ประกอบทางเคมี การกำหนดซึ่ง O คือ ออกซิเจน แปลจากภาษากรีกว่า "oxys" - เปรี้ยว และ "gignomai" - ให้กำเนิด
เป็นครั้งแรกที่มีการดัดแปลงออกซิเจนแบบ allotropic ใหม่ระหว่างการทดลองกับการปล่อยไฟฟ้าโดยชาวดัตช์ Martin van Marun ค้นพบในปี 1785 ความสนใจของเขาถูกดึงดูดด้วยกลิ่นเฉพาะ และอีกหนึ่งศตวรรษต่อมา Shenbein ชาวฝรั่งเศสสังเกตเห็นเหตุการณ์ดังกล่าวหลังจากพายุฝนฟ้าคะนอง ส่งผลให้ก๊าซถูกเรียกว่า "มีกลิ่นเหม็น" แต่นักวิทยาศาสตร์ค่อนข้างถูกหลอก โดยเชื่อว่าการได้กลิ่นนั้นได้กลิ่นโอโซนเอง กลิ่นที่พวกมันได้กลิ่นคือของสารประกอบอินทรีย์ที่ออกซิไดซ์โดยทำปฏิกิริยากับ O3 เนื่องจากก๊าซมีปฏิกิริยาตอบสนองสูง
โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์
O2 และ O3 ซึ่งเป็นองค์ประกอบทางเคมีมีชิ้นส่วนโครงสร้างเหมือนกัน โอโซนมีโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้น ในออกซิเจน ทุกอย่างเป็นเรื่องง่าย - อะตอมออกซิเจนสองอะตอมเชื่อมต่อกันด้วยพันธะคู่ซึ่งประกอบด้วยส่วนประกอบ ϭ- และ π- ตามความจุของธาตุ O3 มีโครงสร้างเรโซแนนซ์หลายแบบ
พันธะคู่เชื่อมออกซิเจนสองตัว และอันที่สามมีอันเดียว ดังนั้น เนื่องจากการโยกย้ายของส่วนประกอบ π ในภาพรวม อะตอมสามตัวมีการเชื่อมต่อกันครึ่งหนึ่ง พันธะนี้สั้นกว่าพันธะเดี่ยว แต่ยาวกว่าพันธะคู่ การทดลองที่ดำเนินการโดยนักวิทยาศาสตร์ไม่รวมความเป็นไปได้ของโมเลกุลวัฏจักร
วิธีสังเคราะห์
สำหรับการก่อตัวของก๊าซ เช่น โอโซน ออกซิเจนขององค์ประกอบทางเคมีจะต้องอยู่ในตัวกลางที่เป็นก๊าซในรูปของอะตอมแต่ละตัว เงื่อนไขดังกล่าวเกิดจากการชนกันโมเลกุลของออกซิเจน O2 ที่มีอิเล็กตรอนระหว่างการปล่อยไฟฟ้าหรืออนุภาคอื่นๆ ที่มีพลังงานสูง รวมทั้งเมื่อถูกฉายรังสีอัลตราไวโอเลต
ปริมาณโอโซนทั้งหมดในบรรยากาศธรรมชาตินั้นเกิดขึ้นจากวิธีโฟโตเคมีคอล มนุษย์ชอบใช้วิธีอื่นในกิจกรรมทางเคมี เช่น การสังเคราะห์ด้วยไฟฟ้า ประกอบด้วยอิเล็กโทรดแพลตตินั่มในสภาพแวดล้อมอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นน้ำและกระแสไฟเริ่มต้นขึ้น รูปแบบปฏิกิริยา:
N2O + O2 → O3 + N 2 + อี-
สมบัติทางกายภาพ
ออกซิเจน (O) เป็นหน่วยองค์ประกอบของสารเช่นโอโซน - องค์ประกอบทางเคมีซึ่งแสดงสูตรเช่นเดียวกับมวลโมลาร์สัมพัทธ์ในตารางธาตุ ก่อตัวเป็น O3 ออกซิเจนได้รับคุณสมบัติที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากของ O2.
ก๊าซสีน้ำเงินเป็นสภาวะปกติของสารประกอบเช่นโอโซน องค์ประกอบทางเคมี สูตร ลักษณะเชิงปริมาณ - ทั้งหมดนี้ถูกกำหนดในระหว่างการระบุและศึกษาสารนี้ จุดเดือดของมันคือ -111.9 ° C สถานะของเหลวมีสีม่วงเข้มโดยลดลงอีกในระดับถึง -197.2 ° C การหลอมจะเริ่มขึ้น ในสถานะการรวมตัวที่เป็นของแข็ง โอโซนจะได้สีดำที่มีโทนสีม่วง ความสามารถในการละลายของมันสูงกว่าคุณสมบัติของออกซิเจนถึงสิบเท่า O2 ที่ความเข้มข้นน้อยที่สุดในอากาศ เรารู้สึกได้กลิ่นโอโซนมีความคม เฉพาะเจาะจง และคล้ายกลิ่นโลหะ
คุณสมบัติทางเคมี
ปฏิกิริยาอย่างมากจากมุมมองของปฏิกิริยาคือก๊าซโอโซน องค์ประกอบทางเคมีที่ก่อตัวขึ้นคือออกซิเจน ลักษณะที่กำหนดพฤติกรรมของโอโซนในการโต้ตอบกับสารอื่น ๆ คือความสามารถในการออกซิไดซ์สูงและความไม่เสถียรของก๊าซเอง ที่อุณหภูมิสูงขึ้น มันจะสลายตัวในอัตราที่ไม่เคยมีมาก่อน กระบวนการถูกเร่งโดยตัวเร่งปฏิกิริยา เช่น ออกไซด์ของโลหะ คลอรีน ไนโตรเจนไดออกไซด์ และอื่นๆ คุณสมบัติของตัวออกซิไดซ์นั้นมีอยู่ในโอโซนเนื่องจากลักษณะโครงสร้างของโมเลกุลและการเคลื่อนที่ของอะตอมออกซิเจนตัวใดตัวหนึ่งซึ่งแยกออกเป็นก๊าซออกซิเจน: O3→ O2 + O ·
ออกซิเจน (อิฐที่สร้างโมเลกุลของสาร เช่น ออกซิเจนและโอโซน) เป็นองค์ประกอบทางเคมี ตามที่เขียนไว้ในสมการปฏิกิริยา - O. โอโซนออกซิไดซ์โลหะทั้งหมด ยกเว้นทองคำ แพลตตินั่ม และกลุ่มย่อย มันทำปฏิกิริยากับก๊าซในบรรยากาศ - ออกไซด์ของกำมะถัน ไนโตรเจนและอื่น ๆ สารอินทรีย์จะไม่เฉื่อยเช่นกัน กระบวนการทำลายพันธะหลายตัวผ่านการก่อตัวของสารประกอบขั้นกลางนั้นรวดเร็วเป็นพิเศษ เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่ผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาจะไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและมนุษย์ เหล่านี้คือน้ำ, ออกซิเจน, ออกไซด์ที่สูงขึ้นขององค์ประกอบต่าง ๆ, คาร์บอนออกไซด์ สารประกอบไบนารีของแคลเซียม ไททาเนียม และซิลิกอนกับออกซิเจนจะไม่ทำปฏิกิริยากับโอโซน
แอปพลิเคชัน
พื้นที่หลักที่ใช้ก๊าซ "ดมกลิ่น" คือโอโซน วิธีการฆ่าเชื้อนี้มีประสิทธิภาพและปลอดภัยสำหรับสิ่งมีชีวิตมากกว่าการฆ่าเชื้อด้วยคลอรีน เมื่อทำให้น้ำบริสุทธิ์ด้วยโอโซน การก่อตัวของอนุพันธ์ของก๊าซมีเทนที่เป็นพิษ แทนที่ด้วยฮาโลเจนที่เป็นอันตรายจะไม่เกิดขึ้น
มีการใช้วิธีการฆ่าเชื้อที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมนี้มากขึ้นเรื่อยๆในอุตสาหกรรมอาหาร อุปกรณ์ทำความเย็น ห้องเก็บอาหารใช้โอโซน กำจัดกลิ่นด้วย
สำหรับยา คุณสมบัติในการฆ่าเชื้อของโอโซนก็ขาดไม่ได้เช่นกัน พวกเขาฆ่าเชื้อบาดแผลน้ำเกลือ เลือดดำจะได้รับโอโซน และโรคเรื้อรังจำนวนหนึ่งได้รับการรักษาด้วยก๊าซ "ดมกลิ่น"
อยู่ในธรรมชาติและความหมาย
สารอย่างง่ายโอโซนเป็นองค์ประกอบขององค์ประกอบก๊าซของสตราโตสเฟียร์ซึ่งเป็นพื้นที่ของอวกาศใกล้โลกซึ่งอยู่ห่างจากพื้นผิวโลกประมาณ 20-30 กม. การปลดปล่อยสารประกอบนี้เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการปล่อยกระแสไฟฟ้า ระหว่างการเชื่อม และการทำงานของเครื่องถ่ายเอกสาร แต่อยู่ในชั้นสตราโตสเฟียร์ที่ 99% ของปริมาณโอโซนทั้งหมดในชั้นบรรยากาศโลกก่อตัวขึ้นและประกอบด้วย
ที่สำคัญอย่างยิ่งคือการมีอยู่ของก๊าซในอวกาศใกล้โลก มันก่อตัวเป็นชั้นโอโซนที่เรียกว่าซึ่งปกป้องสิ่งมีชีวิตทั้งหมดจากรังสีอัลตราไวโอเลตที่อันตรายถึงชีวิตของดวงอาทิตย์ น่าแปลกที่แก๊สเองก็เป็นอันตรายต่อผู้คน การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของโอโซนในอากาศที่หายใจเข้าไปนั้นเป็นอันตรายต่อร่างกาย เนื่องจากกิจกรรมทางเคมีที่รุนแรงของโอโซน
