Ozone (O3) là gì ?

Ozone|Ozone|Ozone là một phân tử ba nguyên tử. ) gồm 3 nguyên tử oxi. Ozone là một đồng vị (allotrope) của oxy, nhưng kém ổn định hơn nhiều so với đồng vị của oxy (o2), có chu kỳ bán rã khoảng nửa năm. Giờ trong khí quyển trở thành dioxygen (o2) bình thường. Trong tự nhiên, ozone được hình thành bởi oxy phân tử dưới tác dụng của tia cực tím và phóng điện (sét) trong khí quyển, và nồng độ của nó trong khí quyển trái đất rất thấp. Trong sản xuất máy tạo ozone, ozone thường được tạo ra bởi môi trường áp suất cao hoặc đèn cực tím. Ozone có màu xanh lam nhạt với mùi hăng đặc biệt và chúng dễ dàng được phát hiện ngay cả ở nồng độ thấp tới 0,1 ppm trong không khí.

Ozone có đặc tính oxy hóa và là chất oxy hóa mạnh, được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và dân dụng. Ở điều kiện tiêu chuẩn, ozone tồn tại dưới dạng khí màu xanh nhạt, ngưng tụ thành chất lỏng màu xanh đậm ở nhiệt độ thấp và cuối cùng biến thành chất rắn màu đen tím.

Ozon được phát hiện khi nào?

Năm 1785, nhà hóa học người Hà Lan martin van marum nhận thấy mùi lạ khi thực hiện thí nghiệm tia lửa điện trên nước mà ông cho là do phản ứng điện, nhưng không nhận ra rằng điều này là do sự hiện diện của nó của ozon.

Nửa thế kỷ sau, christian Friedrich schönbein nhận thấy mùi hăng tương tự và nhận ra đó là mùi thường bay theo tia chớp. Năm 1839, ông chính thức công nhận loại khí đặc biệt này và đặt tên cho nó là “ôzôn”, bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp ozein (ὄζειν), có nghĩa là “mùi”.

Công thức của ôzôn (o3) mãi đến năm 1865 mới được xác định bởi jacques-louis soret và được xác nhận bởi schönbein vào năm 1867.

Tính chất vật lý của khí ozon

Ozone là một chất khí không màu hoặc có màu xanh nhạt, ít tan trong nước, dễ tan trong các dung môi trơ không phân cực, chẳng hạn như carbon tetrachloride hoặc fluorocarbons. Ở -112°c hoặc -170°f, ozone ngưng tụ để tạo thành chất lỏng màu xanh đậm. Để cho chất lỏng này sôi là cực kỳ nguy hiểm, vì cả khí ozone đậm đặc và lỏng đều có thể phát nổ. Dưới 193,2 °c; −315,7 °f, một dạng chất rắn màu đen tím.

Một số phản ứng hóa học của ozon

Ozone là một trong những chất oxy hóa mạnh nhất được biết đến, mạnh hơn nhiều so với o2 hoặc halogen. Nó cũng không ổn định ở nồng độ cao và phân hủy thành oxy thông thường. Thời gian bán hủy của nó thay đổi theo các điều kiện khí quyển như nhiệt độ, độ ẩm và chuyển động của không khí. Trong môi trường văn phòng hoặc gia đình điển hình nơi không khí thay đổi, ozone có chu kỳ bán rã ngắn khoảng 30 phút.

2o3→3o2

Phản ứng này xảy ra nhanh hơn khi tăng nhiệt độ (ứng dụng trong lò khử ozone dư). .

Ozon phản ứng với kim loại

Ozone oxy hóa hầu hết các kim loại ngoại trừ vàng, bạch kim và iridi (một kim loại chuyển tiếp cứng, màu trắng bạc, chống ăn mòn được ký hiệu là ir) thành các oxit của kim loại ở trạng thái của nó. oxy cao nhất của chúng. Ví dụ:

cu + o3 → cuo + o2

ag + o3 → trước + o2

Ozone phản ứng với các hợp chất nitơ

Ozone cũng oxy hóa oxit nitric thành oxit nitơ

Không+o3→Không2+o2

Xem Thêm : 500 bài Toán nâng cao lớp 5 – Bồi dưỡng học sinh … – Download.vn

no2s có thể tiếp tục bị oxy hóa thành nitrat:

no2+o3→no3+o2

No3 được tạo thành có thể phản ứng với no2 để tạo thành n2o5

Phản ứng của no2, clo2 và o3 tạo thành amoni perclorat nitrat (một hóa chất vô cơ kết tinh đơn sắc không màu, là chất oxy hóa và nitrat hóa mạnh):

no2+ clo2+ 2 o3→ no2clo4+ 2 o2

Ozone không phản ứng với muối amoni, nhưng nó oxy hóa amoniac thành amoni nitrat:

2 nh3+ 4 o3→ nh4no3+ 4 o2+ h2o

Cacbon phản ứng với ozon

Ngay cả ở nhiệt độ phòng, ozon phản ứng với cacbon để tạo thành cacbon đioxit:

c + 2 o3 → co2+ 2 o2

Phản ứng của ozon với hợp chất lưu huỳnh

Ozone oxy hóa sunfua thành sunfat. Ví dụ, chì(ii) sulfua bị oxy hóa thành chì(ii) sulfat:

pbs + 4 o 3 → pbso 4 + 4 o 2

Axit sunfuric có thể được sản xuất từ ​​ozon, nước và lưu huỳnh nguyên tố hoặc lưu huỳnh đioxit:

s + h2o + o3 → h2so4

3 so2 + 3 h2o + o3 → 3 h2so4

Trong pha khí, ozon phản ứng với hydro sunfua để tạo thành lưu huỳnh điôxit:

h2s + o3 → so2 + h2o

Xem Thêm : Từ Chỉ Sự Vật Là Gì – Tiếng Việt Lớp 2 Luyện Từ Và Câu: Từ Chỉ Sự Vật

Trong dung dịch, hai phản ứng cạnh tranh diễn ra đồng thời để tạo ra lưu huỳnh nguyên tố và tạo ra axit sunfuric:

h2s + o3 → s + o2 + h2o

3 h2s + 4 o3 → 3 h2so4

Phản ứng đốt cháy

Ozone có thể được sử dụng trong các phản ứng đốt cháy và khí dễ cháy; ozone cung cấp nhiệt độ cao hơn so với quá trình đốt cháy trong oxy phân tử (o2). Đây là phản ứng đốt cháy carbon nitride, cũng dẫn đến nhiệt độ cao hơn:

3 c4n2+ 4 o3→ 12 co + 3 n2

Ozone có thể phản ứng ở nhiệt độ thấp. Ở -196,2°C; −321,1°f, hydro nguyên tử phản ứng với ozone lỏng để tạo thành các gốc hydro peroxide.

h + o3 → ho2 + o2 ho2 → h2o4

Một số ứng dụng thực tế của khí ozon

Ozone có thể được sử dụng để loại bỏ sắt và mangan khỏi nước, tạo thành chất kết tủa có thể lọc được:

2 fe2+ + o3 + 5 h2o → 2 fe(oh)3 + o2 + 4h+

2 mn2+ + 2 o3 + 4 h2o → 2 mno(oh)2 + 2 o2 + 4h +

Ozone cũng oxy hóa hydro sunfua hòa tan trong nước thành axit sunfuric:

3 o3+ h2s → h2so3 + 3 o2

Ba phản ứng này là trọng tâm của việc sử dụng phương pháp xử lý nước giếng dựa trên ozone.

Ozone cũng khử độc bằng cách chuyển hóa xyanua thành xyanate.

cn – + o3 → cno – + o2

Ozone cũng sẽ phân hủy hoàn toàn urê:

(nh2)2co + o3 → n2 + co2 + 2 h2o

Video ứng dụng ozone trong xử lý màu nước