Osoon is 'n gas wat uiters waardevolle eienskappe vir die hele mensdom het. Die chemiese element waarmee dit gevorm word, is suurstof O. Trouens, osoon O3 is een van die allotropiese modifikasies van suurstof, wat uit drie formule-eenhede (O÷O÷O) bestaan. Die eerste en meer bekende verbinding is suurstof self, meer presies die gas wat deur twee van sy atome (O=O) gevorm word - O2.
Allotropie is die vermoë van een chemiese element om 'n aantal eenvoudige verbindings met verskillende eienskappe te vorm. Danksy dit het die mensdom stowwe soos diamant en grafiet, monokliniese en rombiese swael, suurstof en osoon bestudeer en gebruik. 'n Chemiese element wat hierdie vermoë het, is nie noodwendig beperk tot slegs twee modifikasies nie, sommige het meer.
Geskiedenis van verbindingopening
Die samestellende eenheid van baie organiese en minerale stowwe, insluitend soos osoon - 'n chemiese element, benamingwatter O suurstof is, vertaal uit Grieks "oxys" - suur, en "gignomai" - om geboorte te gee.
Vir die eerste keer is 'n nuwe allotropiese modifikasie van suurstof tydens eksperimente met elektriese ontladings in 1785 deur die Nederlander Martin van Marun ontdek, sy aandag is getrek deur 'n spesifieke reuk. En 'n eeu later het die Fransman Shenbein die teenwoordigheid van dieselfde opgemerk na 'n donderstorm, wat daartoe gelei het dat die gas "ruik" genoem word. Maar wetenskaplikes is ietwat mislei en het geglo dat hul reuksintuig self osoon geruik het. Die reuk wat hulle geruik het, was dié van organiese verbindings wat geoksideer is deur met O3 te reageer aangesien die gas hoogs reaktief is.
Elektroniese struktuur
O2 en O3, 'n chemiese element, het dieselfde strukturele fragment. Osoon het 'n meer komplekse struktuur. In suurstof is alles eenvoudig - twee suurstofatome word verbind deur 'n dubbelbinding, bestaande uit ϭ- en π-komponente, volgens die valensie van die element. O3 het verskeie resonante strukture.
'n Dubbelbinding verbind twee suurstof, en die derde een het 'n enkele een. Dus, as gevolg van die migrasie van die π-komponent, in die geheelbeeld, het drie atome 'n een-en-'n-half verband. Hierdie binding is korter as 'n enkelbinding, maar langer as 'n dubbelbinding. Die eksperimente wat deur wetenskaplikes uitgevoer is, sluit die moontlikheid van 'n sikliese molekule uit.
Sintesemetodes
Vir die vorming van 'n gas soos osoon, moet die chemiese element suurstof in 'n gasvormige medium in die vorm van individuele atome wees. Sulke toestande word deur die botsing geskepsuurstofmolekules O2 met elektrone tydens elektriese ontladings of ander deeltjies met hoë energie, asook wanneer dit met ultraviolet bestraal word.
Die leeueaandeel van die totale hoeveelheid osoon in die natuurlike atmosfeer word deur 'n fotochemiese metode gevorm. Die mens verkies om ander metodes in chemiese aktiwiteit te gebruik, soos byvoorbeeld elektrolitiese sintese. Dit bestaan uit die feit dat platinumelektrodes in 'n waterige elektroliet-omgewing geplaas word en 'n stroom begin word. Reaksieskema:
N2O + O2 → O3 + N 2 + e-
Fisiese eienskappe
Suurstof (O) is 'n samestellende eenheid van so 'n stof soos osoon - 'n chemiese element, waarvan die formule, sowel as die relatiewe molêre massa, in die periodieke tabel aangedui word. Deur O3 te vorm, verkry suurstof eienskappe wat radikaal verskil van dié van O2.
Die blou gas is die normale toestand van 'n verbinding soos osoon. Die chemiese element, formule, kwantitatiewe eienskappe - dit alles is bepaal tydens die identifikasie en studie van hierdie stof. Die kookpunt daarvoor is -111,9 ° C, die vloeibare toestand het 'n donker pers kleur, met 'n verdere afname in die graad tot -197,2 ° C, smelt begin. In 'n vaste toestand van aggregasie verkry osoon 'n swart kleur met 'n violet tint. Die oplosbaarheid daarvan is tien keer hoër as hierdie eienskap van suurstof O2. By die kleinste konsentrasies in die lug, voel mensdie reuk van osoon, dit is skerp, spesifiek en lyk soos die reuk van metaal.
Chemiese eienskappe
Baie aktief, vanuit 'n reaksionêre oogpunt, is osoongas. Die chemiese element wat dit vorm, is suurstof. Die kenmerke wat die gedrag van osoon in interaksie met ander stowwe bepaal, is die hoë oksideervermoë en die onstabiliteit van die gas self. By verhoogde temperature ontbind dit teen 'n ongekende tempo, die proses word versnel deur katalisators soos metaaloksiede, chloor, stikstofdioksied en ander. Die eienskappe van 'n oksideermiddel is inherent aan osoon as gevolg van die strukturele kenmerke van die molekule en die beweeglikheid van een van die suurstofatome, wat, wat afbreek, die gas in suurstof verander: O3→ O2 + O ·
Suurstof (die baksteen waaruit die molekules van stowwe soos suurstof en osoon gebou word) is 'n chemiese element. Soos dit in die reaksievergelykings geskryf is - O. Osoon oksideer alle metale behalwe goud, platinum en sy subgroepe. Dit reageer met gasse in die atmosfeer - swaeloksiede, stikstof en ander. Organiese stowwe bly ook nie inert nie; die prosesse om veelvuldige bindings te breek deur die vorming van intermediêre verbindings is veral vinnig. Dit is uiters belangrik dat die reaksieprodukte skadeloos is vir die omgewing en mense. Dit is water, suurstof, hoër oksiede van verskeie elemente, koolstofoksiede. Binêre verbindings van kalsium, titanium en silikon met suurstof tree nie in wisselwerking met osoon nie.
Aansoek
Die hoofarea waar "ruikende" gas gebruik word, isosonering. Hierdie metode van sterilisasie is baie doeltreffender en veiliger vir lewende organismes as ontsmetting met chloor. Wanneer water met osoon gesuiwer word, vind die vorming van giftige metaanderivate, vervang deur gevaarlike halogene, nie plaas nie.
Hierdie omgewingsvriendelike sterilisasiemetode word toenemend in die voedselbedryf gebruik. Verkoelingstoerusting, kosbergingsfasiliteite word met osoon behandel, en reuke word daarmee uitgeskakel.
Vir medisyne is die ontsmettingseienskappe van osoon ook onontbeerlik. Hulle ontsmet wonde, soutoplossings. Veneuse bloed word geosoneer, en 'n aantal chroniese siektes word met 'n "ruikende" gas behandel.
Om in die natuur en betekenis te wees
Eenvoudige stof osoon is 'n element van die gassamestelling van die stratosfeer, 'n gebied naby die Aarde wat op 'n afstand van ongeveer 20-30 km van die oppervlak van die planeet geleë is. Die vrystelling van hierdie verbinding vind plaas tydens prosesse wat verband hou met elektriese ontladings, tydens sweiswerk en die werking van kopieermasjiene. Maar dit is in die stratosfeer dat 99% van die totale hoeveelheid osoon in die Aarde se atmosfeer gevorm word en dit bevat.
Die teenwoordigheid van gas in naby-Aarde-ruimte was uiters belangrik. Dit vorm daarin die sogenaamde osoonlaag, wat alle lewende dinge teen die dodelike ultravioletstraling van die son beskerm. Vreemd genoeg, maar saam met groot voordele is die gas self gevaarlik vir mense. 'n Toename in die konsentrasie osoon in die lug wat 'n persoon inasem is skadelik vir die liggaam, as gevolg van sy uiterste chemiese aktiwiteit.
