Ozon adalah gas yang memiliki sifat yang sangat berharga bagi seluruh umat manusia. Unsur kimia pembentuknya adalah oksigen O. Faktanya, ozon O3 adalah salah satu modifikasi alotropik oksigen, yang terdiri dari tiga satuan rumus (O÷O÷O). Senyawa pertama dan lebih terkenal adalah oksigen itu sendiri, lebih tepatnya gas yang terbentuk dari dua atomnya (O=O) - O2.
Alotropi adalah kemampuan suatu unsur kimia untuk membentuk sejumlah senyawa sederhana dengan sifat yang berbeda. Berkat itu, umat manusia telah mempelajari dan menggunakan zat-zat seperti berlian dan grafit, belerang monoklinik dan belah ketupat, oksigen dan ozon. Suatu unsur kimia yang memiliki kemampuan ini tidak serta merta terbatas hanya pada dua modifikasi, beberapa memiliki lebih.
Riwayat pembukaan koneksi
Unit penyusun banyak zat organik dan mineral, termasuk seperti ozon - unsur kimia, penunjukanyang O adalah oksigen, diterjemahkan dari bahasa Yunani "oxys" - asam, dan "gignomai" - melahirkan.
Untuk pertama kalinya, modifikasi alotropik oksigen baru selama percobaan dengan pelepasan listrik ditemukan pada tahun 1785 oleh orang Belanda Martin van Marun, perhatiannya tertarik oleh bau tertentu. Dan seabad kemudian, orang Prancis Shenbein mencatat keberadaan yang sama setelah badai petir, menghasilkan gas yang disebut "berbau". Tetapi para ilmuwan agak tertipu, percaya bahwa indra penciuman mereka mencium bau ozon itu sendiri. Bau yang mereka cium adalah bau senyawa organik yang teroksidasi dengan bereaksi dengan O3 karena gasnya sangat reaktif.
Struktur elektronik
O2 dan O3, sebuah elemen kimia, memiliki fragmen struktural yang sama. Ozon memiliki struktur yang lebih kompleks. Dalam oksigen, semuanya sederhana - dua atom oksigen dihubungkan oleh ikatan rangkap, yang terdiri dari komponen dan, sesuai dengan valensi elemen. O3 memiliki beberapa struktur resonansi.
Ikatan rangkap dua menghubungkan dua oksigen, dan yang ketiga memiliki satu oksigen tunggal. Jadi, karena migrasi komponen, dalam gambaran keseluruhan, tiga atom memiliki koneksi satu setengah. Ikatan ini lebih pendek dari ikatan tunggal tetapi lebih panjang dari ikatan rangkap. Eksperimen yang dilakukan oleh para ilmuwan mengecualikan kemungkinan adanya molekul siklik.
Metode sintesis
Untuk pembentukan gas seperti ozon, unsur kimia oksigen harus berada dalam medium gas dalam bentuk atom individu. Kondisi seperti itu diciptakan oleh tabrakanmolekul oksigen O2 dengan elektron selama pelepasan listrik atau partikel lain dengan energi tinggi, serta ketika disinari dengan ultraviolet.
Bagian terbesar dari jumlah total ozon di atmosfer alami dibentuk dengan metode fotokimia. Manusia lebih suka menggunakan metode lain dalam aktivitas kimia, seperti, misalnya, sintesis elektrolitik. Ini terdiri dari fakta bahwa elektroda platinum ditempatkan di lingkungan elektrolit berair dan arus dimulai. Skema reaksi:
N2O + O2 → O3 + N 2 + e-
Sifat fisik
Oksigen (O) adalah unit penyusun zat seperti ozon - elemen kimia, yang rumusnya, serta massa molar relatifnya, ditunjukkan dalam tabel periodik. Membentuk O3, oksigen memperoleh sifat yang sangat berbeda dari O2.
Gas biru adalah keadaan normal suatu senyawa seperti ozon. Unsur kimia, formula, karakteristik kuantitatif - semua ini ditentukan selama identifikasi dan studi zat ini. Titik didihnya adalah -111,9 ° C, keadaan cair memiliki warna ungu tua, dengan penurunan derajat lebih lanjut menjadi -197,2 ° C, pencairan dimulai. Dalam keadaan agregasi yang solid, ozon memperoleh warna hitam dengan warna ungu. Kelarutannya sepuluh kali lebih tinggi dari sifat oksigen ini O2. Pada konsentrasi terkecil di udara, seseorang merasabau ozon, tajam, spesifik dan menyerupai bau logam.
Sifat kimia
Sangat aktif, dari sudut pandang reaksioner, adalah gas ozon. Unsur kimia yang membentuknya adalah oksigen. Karakteristik yang menentukan perilaku ozon dalam interaksinya dengan zat lain adalah kemampuan oksidasi yang tinggi dan ketidakstabilan gas itu sendiri. Pada suhu tinggi, ia terurai pada tingkat yang belum pernah terjadi sebelumnya, prosesnya dipercepat oleh katalis seperti oksida logam, klorin, nitrogen dioksida, dan lainnya. Sifat-sifat zat pengoksidasi melekat pada ozon karena fitur struktural molekul dan mobilitas salah satu atom oksigen, yang, membelah, mengubah gas menjadi oksigen: O3→ O2 + O ·
Oksigen (batu bata dari mana molekul zat seperti oksigen dan ozon dibangun) adalah elemen kimia. Seperti yang tertulis dalam persamaan reaksi - O. Ozon mengoksidasi semua logam kecuali emas, platinum dan subkelompoknya. Bereaksi dengan gas di atmosfer - oksida belerang, nitrogen, dan lainnya. Zat organik juga tidak tetap lembam; proses pemutusan ikatan rangkap melalui pembentukan senyawa antara sangat cepat. Sangat penting bahwa produk reaksi tidak berbahaya bagi lingkungan dan manusia. Ini adalah air, oksigen, oksida yang lebih tinggi dari berbagai elemen, oksida karbon. Senyawa biner kalsium, titanium dan silikon dengan oksigen tidak berinteraksi dengan ozon.
Aplikasi
Area utama di mana gas "berbau" digunakan adalahozonasi. Metode sterilisasi ini jauh lebih efisien dan aman untuk organisme hidup daripada disinfeksi dengan klorin. Saat memurnikan air dengan ozon, pembentukan turunan metana beracun, yang digantikan oleh halogen berbahaya, tidak terjadi.
Semakin, metode sterilisasi ramah lingkungan ini digunakan dalam industri makanan. Peralatan pendingin, fasilitas penyimpanan makanan diperlakukan dengan ozon, dan bau dihilangkan dengannya.
Untuk obat-obatan, sifat desinfektan ozon juga sangat diperlukan. Mereka mendisinfeksi luka, larutan garam. Darah vena diozonisasi, dan sejumlah penyakit kronis diobati dengan gas yang “berbau”.
Berada di alam dan makna
Zat sederhana ozon adalah elemen dari komposisi gas stratosfer, wilayah ruang dekat Bumi yang terletak pada jarak sekitar 20-30 km dari permukaan planet. Pelepasan senyawa ini terjadi selama proses yang terkait dengan pelepasan listrik, selama pengelasan, dan pengoperasian mesin fotokopi. Tetapi di stratosfer itulah 99% dari total jumlah ozon di atmosfer bumi terbentuk dan mengandung.
Yang sangat penting adalah keberadaan gas di ruang dekat Bumi. Di dalamnya terbentuk apa yang disebut lapisan ozon, yang melindungi semua makhluk hidup dari radiasi ultraviolet matahari yang mematikan. Anehnya, selain manfaatnya yang besar, gas itu sendiri berbahaya bagi manusia. Peningkatan konsentrasi ozon di udara yang dihirup seseorang berbahaya bagi tubuh, karena aktivitas kimianya yang ekstrem.
