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臭氧

  • 臭氧
臭氧是氧的同素異形體,在常溫下,它是一種有特殊臭味的藍色氣體。臭氧主要存在于距地球表面20公里的同溫層下部的臭氧層中。它吸收對人體有害的短波紫外線,防止其到達地球。

  【英文名稱】Ozone

  O原子以sp2雜化軌道形成離域π鍵(三中心四電子體)。分子形狀為V形。極性分子。

  【相對分子量或原子量】48.00

  【密度】氣體密度( 0℃,g/L)2.144;液體密度(-150℃,g/cm^3 )1.473

  【熔點(℃)】(固)-251.4

  【沸點(℃)】(液)-112.4 

  【性狀】

  氣態(tài)臭氧厚層帶藍色,有刺激性腥臭氣味,濃度高時與氯氣氣味相像;液態(tài)臭氧深藍色,固態(tài)臭氧紫黑色。

  另外,臭氧為純凈物。在常溫下,易分解,生成氧氣和氧原子。

  【用途】

  用于水的消毒和空氣的臭氧化,在化學工業(yè)中用作強氧化劑。

  【制備或來源】

  主要的制臭氧技術有:電解法、核輻射法、紫外線、等離子體及電暈放電法等幾種。應用比較廣泛的是臭氧發(fā)生器放電氧化空氣或純氧氣成臭氧,紫外線殺菌燈分解空氣中的氧氣形成臭氧。即應用高能量交互式電流作用空氣中的氧氣使氧氣分子電離而成臭氧。 高錳酸鹽和強酸反應可以生成臭氧(O3),且濃高錳酸鹽溶液本身會緩慢地氧化水,形成少量的臭氧。

  特別注意:因為臭氧特殊的π鍵,但臭氧轉化為氧氣不是氧化還原反應,因為元素單質(zhì)氧化態(tài)規(guī)定為0價,因此他們之間的轉換不能視為氧化還原反應。

  編輯本段發(fā)現(xiàn)臭氧英文臭氧(Ozone)一詞源自希臘語ozon,意為“嗅”。  臭氧發(fā)生裝置

  西班牙文名稱為Ozono

  臭氧具有等腰三角形結構,三個氧原子分別位于三角形的三個頂點,頂角為116.79度。

  1840年德國C.F.舍拜恩在電解稀硫酸時 ,發(fā)現(xiàn)有一種特殊臭味的氣體釋出 ,因此將它命名為臭氧 。當大氣層中的氧氣發(fā)生光化學作用時,便產(chǎn)生了臭氧,因此,在離地面垂直高度15~25千米處形成臭氧層,它的濃度為0.2ppm。臭氧的氣體明顯地呈藍色,液態(tài)呈暗藍色,固態(tài)呈藍黑色。它的分子結構呈三角形 。臭氧不穩(wěn)定,在常溫下慢慢分解 ,200℃時迅速分解 ,它比氧的氧化性更強,能將金屬銀氧化為過氧化銀 ,將硫化鉛氧化為硫酸鉛,它還能氧化有機化合物,如靛藍遇臭氧會脫色 。臭氧在水中的溶解度較氧大,0℃,一標準大氣壓時,一體積水可溶解0.494體積臭氧。臭氧能刺激粘液膜 ,它對人體有毒 ,長時間在含0.1ppm臭氧的空氣中呼吸是不安全的。臭氧層能吸收大部分波長短的射線(如紫外線 ),起著保護人類和其他生物的作用,但氯氣和氟化物促使臭氧分解為氧 ,破壞了臭氧保護層,成為人類關注的重要環(huán)境問題之一。通常都借助無聲放電作用從氧氣或空氣制備臭氧,臭氧發(fā)生器即根據(jù)這一原理制造。利用臭氧和氧氣沸點的差別,通過分級液化可得濃集的臭氧。臭氧是強力漂白劑,用于漂白面粉和紙漿,用臭氧消毒飲用水,水中只含氧,無特殊氣味。它還用于污水處理。

  臭氧極易分解,很不穩(wěn)定。它不溶于液態(tài)氧,四氯化碳等。有很強的氧化性,在常溫下可將銀氧化成  臭氧

  氧化銀,將硫化鉛氧化成硫酸鉛。臭氧可使許多有機色素脫色,侵蝕橡膠,很容易氧化有機不飽和化合物。臭氧在冰中極為穩(wěn)定,其半衰期為2000年。

  1785年,德國人在使用電機時,發(fā)現(xiàn)在電機放電時產(chǎn)生一種異味。1840年法國科學家克里斯蒂安·弗雷德日將它確定為臭氧。

  在紫外線輻射下,通過電子放射或暴曬從雙原子氧氣可自然形成臭氧。工業(yè)上,用干燥的空氣或氧氣,采用5~25kv的交流電壓進行無聲放電制取。另外,在低溫下電解稀硫酸,或將液體氧氣加熱都可制得臭氧。

  臭氧可用于凈化空氣,漂白飲用水,殺菌,處理工業(yè)廢物和作為漂白劑。

  在夏季,由于工業(yè)和汽車廢氣的影響,尤其在大城市周圍農(nóng)林地區(qū)在地表臭氧會形成和聚集。地表臭氧對人體,尤其是對眼睛,呼吸道等有侵蝕和損害作用。地表臭氧也對農(nóng)作物或森林有害。


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