Ozonul

Ozonul este un alotrop al oxigenului biatomic, mai puţin stabil decât acesta, care protejează pământul de razele ultraviolete. Numele său vine de la grecescul ozein, care înseamnă miros.

Acesta a fost primul alotrop al unui element chimic recunoscut de ştiinţă şi a fost propus ca şi element chimic distinct în anul 1840 de către Christian Friedrich Schonbein.

Formula sa a fost determinată abia în anul 1865 de către Jacques-Louis Soret şi confirmată de Schonbein în anul 1867, molecula de ozon fiind formata din 3 atomi de oxigen.

Majoritatea oamenilor detectează ozonul la o concentraţie de 0,01 ppm (părţi per milion). Expunerea la concentraţii de 0,1-1 ppm produce dureri de cap, senzaţii de arsură la nivelul ochilor şi iritaţii ale căilor respiratorii.

La temperatura de -112º C ozonul se transformă într-un lichid albastru închis, iar la -193º C se transformă într-un solid negru-violet.

Ozonul este un oxidant puternic, mai puternic decât oxigenul biatomic, iar la concentraţii mari devine instabil şi se descompune. Reacţia durează aproximativ 30 de minute în condiţii atmosferice, dar poate decurge şi într-un timp mai scurt dacă scade presiunea şi creşte temperatura.

2O₃→3O₂

Oxidează metalele la oxizii metalelor respective, cu excepţia aurului, platinei şi iridiului.

Poate fi folosit la obţinerea acidului sulfuric, astfel:

S + H₂O + O₃ → H₂SO₄

3SO₂ + 3H₂O + O₃ → 3H₂SO₄

De asemenea, poate fi folosit la reacţiile de combustie, deoarece asigură o temperatură mai ridicată decât oxigenul biatomic, precum şi la îndepărtarea manganului din apă, deoarece formează cu acesta un precipitat care poate fi apoi filtrat.

Transformă cianurile (CN¯) în cianaţi (CNO¯), care sunt de o mie de ori mai puţin toxici decât cianurile. Descompune complet ureea, conform reacţiei:

(NH₂)₂CO + O₃ → N₂ + CO₂ + 2H₂O

Stratul de ozon se găseşte în stratosferă, între 10-50 km deasupra pământului. Aici sunt filtraţi fotonii cu lungimi de undă mici (mai mici de 320 nm) din lumina ultravioletă, numiţi raze UV, fotoni nocivi pentru majoritatea formelor de viaţă în concentraţii mari.

Fotonul este o particulă elementară, unitatea de bază a luminii şi a altor forme de radiaţie electromagnetică. Conceptul modern de foton a fost dezvoltat treptat (1905-1917) de către Albert Einstein, pentru a putea explica observaţiile experimentale ce nu puteau fi explicate prin modelul undelor (fasciculelor) de lumină.

Ozonul reprezintă 0,00006% din atmosferă.

Ozonul din stratosferă este, în majoritate, produs de reacţia dintre oxigenul biatomic şi razele UV:

O₂ + foton (radiaţii < 240 nm) → 2O

O + O₂ → O₃

Ozonul este distrus de reacţia cu oxigenul radicalic, reacţia fiind catalizată de prezenţa anumitor radicali liberi, cei mai importanţi fiind: hidroxilul (-OH), oxidul de azot (NO), clorul atomic şi bromul atomic.

Industrial, ozonul se foloseşte la:

• dezinfectarea surselor de aer şi de apă ( în locul clorului), deoarece distruge microorganismele, nu formează compuşi toxici, nu imprimă gust sau miros apei potabile;
• dezinfectarea piscinelor şi spa-urilor;
• dezinfecatrea lenjeriilor, etc. în spitale, deoarece distruge şi paraziţii din apă cum ar fi Giardia lamblia şi Cryptosporidium;
• în industria alimentară;
• în industria farmaceutică;
• la obţinerea aldehidelor din alchene, prin reacţia numită ozonoliză.

Tags: alotrop al oxigenului bimolecular, foton, ozon, ozonoliza, strat de ozon, stratosfera, trioxigen

Category: Stiati ca?