Ozon adalah gas. Tidak seperti banyak lainnya, itu tidak transparan, tetapi memiliki warna yang khas dan bahkan bau. Itu hadir di atmosfer kita dan merupakan salah satu komponen terpentingnya. Berapa kerapatan ozon, massanya, dan sifat lainnya? Apa perannya dalam kehidupan planet ini?
Gas Biru
Dalam kimia, ozon tidak memiliki tempat tersendiri dalam tabel periodik. Ini karena itu bukan elemen. Ozon adalah modifikasi alotropik atau variasi oksigen. Seperti pada O2, molekulnya hanya terdiri dari atom oksigen, tetapi tidak memiliki dua, tetapi tiga. Oleh karena itu, rumus kimianya terlihat seperti O3.
Ozon adalah gas biru. Ini memiliki bau tajam yang berbeda yang mengingatkan pada klorin jika konsentrasinya terlalu tinggi. Apakah Anda ingat aroma kesegaran di tengah hujan? Ini adalah ozon. Berkat properti ini, ia mendapatkan namanya, karena dari bahasa Yunani kuno "ozon" adalah "bau".
Molekul gas bersifat polar, atom-atom di dalamnya membentuk sudut 116, 78°. Ozon terbentuk ketika atom oksigen bebas terikat pada molekul O2. Itu terjadi diwaktu berbagai reaksi, misalnya, oksidasi fosfor, pelepasan listrik, atau penguraian peroksida, di mana atom oksigen dilepaskan.
Sifat ozon
Dalam kondisi normal, ozon ada sebagai gas dengan berat molekul hampir 48 g/mol. Diamagnetik, yaitu tidak dapat ditarik oleh magnet, seperti perak, emas, atau nitrogen. Kepadatan ozon adalah 2,1445 g/dm³.
Dalam keadaan padat, ozon memperoleh warna hitam kebiruan, dalam keadaan cair, warna nila mendekati ungu. Titik didihnya adalah 111,8 derajat Celcius. Pada suhu nol derajat, ia larut dalam air (hanya dalam air murni) sepuluh kali lebih baik daripada oksigen. Ini bercampur dengan baik dengan metana cair, nitrogen, fluor, argon, dan dalam kondisi tertentu dengan oksigen.
Di bawah aksi sejumlah katalis, ia mudah teroksidasi, melepaskan atom oksigen bebas. Terhubung dengan itu, itu segera menyala. Zat tersebut mampu mengoksidasi hampir semua logam. Hanya platinum dan emas yang tidak menerima tindakannya. Ini menghancurkan berbagai senyawa organik dan aromatik. Membentuk amonium nitrit saat kontak dengan amonia, menghancurkan ikatan karbon rangkap.
Ada di atmosfer dalam konsentrasi tinggi, ozon terurai secara spontan. Dalam hal ini, panas dilepaskan dan molekul O2 terbentuk. Semakin tinggi konsentrasinya, semakin kuat reaksi pelepasan panas. Ketika kandungan ozon lebih dari 10%, itu disertai dengan ledakan. Dengan meningkatkan suhu dan menurunkan tekanan, atau dengan kontak denganZat organik menguraikan O3 lebih cepat.
Riwayat penemuan
Dalam kimia, ozon tidak dikenal sampai abad ke-18. Ditemukan pada tahun 1785 berkat bau yang didengar fisikawan Van Marum di sebelah mesin elektrostatik yang berfungsi. 50 tahun lagi setelah itu, gas tidak muncul dalam eksperimen dan penelitian ilmiah.
Ilmuwan Christian Schonbein pada tahun 1840 mempelajari oksidasi fosfor putih. Selama percobaan, ia berhasil mengisolasi zat yang tidak diketahui, yang disebutnya "ozon". Ahli kimia mulai mempelajari sifat-sifatnya dan menjelaskan cara mendapatkan gas yang baru ditemukan.
Segera, ilmuwan lain bergabung dalam penelitian zat tersebut. Fisikawan terkenal Nikola Tesla bahkan membangun generator ozon pertama. Penggunaan industri O3 dimulai pada akhir abad ke-19 dengan munculnya instalasi pertama untuk memasok air minum ke rumah-rumah. Bahan tersebut digunakan untuk desinfeksi.
Ozon di atmosfer
Bumi kita dikelilingi oleh lapisan udara yang tidak terlihat - atmosfer. Tanpa itu, kehidupan di planet ini tidak mungkin. Komponen udara atmosfer: oksigen, ozon, nitrogen, hidrogen, metana, dan gas lainnya.
Ozon tidak ada dengan sendirinya dan hanya terjadi sebagai akibat dari reaksi kimia. Dekat dengan permukaan bumi, itu terbentuk karena pelepasan listrik dari petir selama badai petir. Secara tidak wajar, hal itu muncul karena emisi gas buang dari mobil, pabrik, asap bensin, dan pembangkit listrik termal.
Ozon lapisan bawah atmosfer disebut permukaan atau troposfer. Ada juga yang stratosfer. Itu terjadi di bawah pengaruh radiasi ultraviolet yang berasal dari matahari. Terbentuk pada jarak 19-20 kilometer di atas permukaan planet dan membentang hingga ketinggian 25-30 kilometer.
O3 stratosfer membentuk lapisan ozon planet ini, yang melindunginya dari radiasi matahari yang kuat. Ia menyerap sekitar 98% radiasi ultraviolet dengan panjang gelombang yang cukup untuk menyebabkan kanker dan luka bakar.
Menggunakan zat
Ozon adalah pengoksidasi dan perusak yang sangat baik. Properti ini telah lama digunakan untuk menjernihkan air minum. Zat tersebut memiliki efek merugikan pada bakteri dan virus yang berbahaya bagi manusia, dan ketika teroksidasi, berubah menjadi oksigen yang tidak berbahaya.
Dapat membunuh bahkan organisme yang tahan klorin. Selain itu, digunakan untuk memurnikan air limbah dari produk minyak yang berbahaya bagi lingkungan, sulfida, fenol, dll. Praktik seperti itu umum terjadi terutama di Amerika Serikat dan beberapa negara Eropa.
Ozon digunakan dalam pengobatan untuk mendisinfeksi instrumen, dalam industri digunakan untuk memutihkan kertas, memurnikan minyak, dan memperoleh berbagai zat. Penggunaan O3 untuk memurnikan udara, air dan bangunan disebut ozonasi.
Ozon dan manusia
Meskipun memiliki semua sifat yang bermanfaat, ozon dapat berbahaya bagi manusia. Jika ada lebih banyak gas di udara daripada yang dapat ditoleransi seseorang, keracunan tidak dapat dihindari. Di Rusia, norma yang diizinkanadalah 0,1 g/L.
Bila tingkat ini terlampaui, tanda-tanda khas keracunan kimia muncul, seperti sakit kepala, iritasi selaput lendir, pusing. Ozon mengurangi daya tahan tubuh terhadap infeksi yang ditularkan melalui saluran pernapasan, dan juga mengurangi tekanan darah. Konsentrasi gas di atas 8–9 g/L dapat menyebabkan edema paru dan bahkan kematian.
Pada saat yang sama, cukup mudah untuk mengenali ozon di udara. Bau "kesegaran", klorin atau "udang karang" (seperti yang diklaim Mendeleev) jelas terdengar bahkan dengan kandungan zat yang rendah.
