Словарь научных терминов
Озон

ОЗОН (от греч. ozon-пахнущий) О3, аллотропная форма кислорода. Газ синего цвета, в жидком состоянии темно-синий, в твердом-сине-фиолетовый. Молекула О3 симметричная ангулярная (уголковая); длина связи О—О 0,12717 нм, угол ООО 116,78°, m 1,78· 10-30 Кл·м. Т. пл. 80,6 К, т. кип. 161,2 К; плотн. газа при 273,2 К 2,141 г/л, при 298,2 К 1,962 г/л; плотн. жидкого при 90,2 К 1,571 г/см3, при 123,2 К 1,473 г/см3, при 153,2 К 1,376 г/см3; плотн. кристаллов при 77,4 К 1,728 г/см3; при 90,2 К h 1,57·10-3 Па·с, g 3,84·10-2 Н/м; температурная зависимость давления пара над жидкостью lg p(мм рт.ст.) = 8,25313 - 814,941587/Т-- 0,001966943Т; http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/4/1/8/9418.jpeg39,374 ДжДмоль•К); http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/4/1/9/9419.jpeg 2,1 кДж/моль,

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/4/2/0/9420.jpeg 15,2 кДж/моль, http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/4/2/1/9421.jpeg 141,8 кДж/моль;http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/4/2/2/9422.jpeg 238,896 ДжДмоль•К). В газе О. диамагнитен, в жидком состоянии слабо парамагнитен, магн. восприимчивость + 1,8·10-6. В УФ спектре О. имеет широкую сильную полосу поглощения в интервале 200-300 нм с максимумом при l 255 нм (полоса Гартли).

Р-римость О. в воде (0,21 объема в 1 объеме р-ра при 298 К) почти в 7 раз выше р-римости О2. В кислой среде р-римость О. падает, в щелочной-возрастает. Гораздо выше р-римость О. в хлорир. углеводородах и хладонах:

Показатель

ССl4

СНСl3

C2Cl3F3

CCl3F

CClF3

Т-ра, К

298

298

298

250

179

163

Р-римость*

1,96

2,12

2,60

6,04

87

1381

* Отношение мол. концентраций О3 в р-ре и газе над р-ром.

Неограниченная взаимная р-римость в жидкой системе О23 имеет место выше 93,2 К, в системе F23-выше 79,3 К, в системе СF43-выше 103 К, ниже этих т-р р-ры расслаиваются.

О. термически неустойчив в газе и в р-рах. В водном р-ре распад О. медленно идет при комнатной т-ре и заметно ускоряется с ростом рН. В газе более устойчив; медленный распад идет ок. 70 °С, быстрый-выше 100 °С. Распад О. ускоряют примеси NO, Cl2 и др. газов, а также гетерог. катализаторы - металлы и их оксиды (Pt, Ag, Cu, Mn, Ni, Co и др.).

В р-циях с большинством в-в О.—сильный окислитель, что обусловлено низкой энергией отрыва атома О от молекулы О3 (107 кДж/моль) и высоким сродством молекулы О. к электрону (2,26 эВ). В водном р-ре О. окисляет Fe(II) до Fe(III), Ce(III) до Ce(IV), Mn(II) до MnO-4, соед. Os и Ru до OsO4 и RuO4,I2 до НIO3 и т. п. В газовой фазе О. окисляет Сl2 до Сl2О7 (фотохимически), SO2 до SO3, NO2 до N2O5. Р-ция с конц. водной щелочью идет через последоват. образование в р-ре O-3, О-2, HO-2 и О2. При взаимод. с кристаллич. гидроксидами и супероксидами щелочных металлов образуются озониды МО3. О. окисляет мн. орг. в-ва-олефины, ароматич. соед. и насыщ. углеводороды, спирты и др., при этом в качестве промежут. в-в образуются продукты присоединения О., также наз. озонидами (см. Озонирование).

Общая масса О. в атмосфере Земли 4·109 т, т.е. 0,64·10-6 от массы всей атмосферы, средняя стационарная концентрация 1 мг/м3. У пов-сти Земли фоновая концентрация О. в течение суток проходит через максимум в интервале 10-18 ч и минимум ночью; летом и весной концентрация в 3,5 раза выше, чем зимой и осенью; над полярными областями Земли концентрация выше, чем над экваториальной, в атмосфере городов выше, чем в сельской местности. С удалением от пов-сти Земли концентрация растет и достигает максимума на высоте 20-25 км. Концентрация О. на высоте 20-30 км каждые 11 лет проходит через максимум, вызванный циклом солнечной активности.

О. обеспечивает сохранение жизни на Земле, т. к. озоновый слой задерживает наиб. губительную для живых организмов и растений часть УФ радиации Солнца с длиной волны менее 300 нм, наряду с СО2 поглощает ИК излучение Земли, препятствуя ее охлаждению. Содержание и перемещение О. в атмосфере влияет на метеорологич. обстановку. Образование О. в атмосфере происходит в результате р-ций: О2http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/4/2/3/9423.jpegО + О, О + О2http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/4/2/4/9424.jpegО3. Распад атмосферного О. происходит фотохимически, а также в результате его р-ций с радикалами НО и НО2, оксидами азота, хлором и его соединениями. Массовый выброс в атмосферу оксидов азота в результате развития реактивной авиации и применения удобрений, а также использование хлорсодержащих хла-донов (фреонов), может привести к убыли О. в атмосфере. Мощные вулканич. извержения, сопровождаемые выбросом аэрозоля в стратосферу, также приводят к понижению содержания О. в средних широтах на 4-8%. По оценкам ядерная война с тротиловым эквивалентом 5000 Мт приведет к 50%-ному разрушению озонового слоя, на его восстановление потребуется 5-8 лет.

О. образуется во всех процессах, сопровождаемых появлением атомарного кислорода, -при УФ облучении воздуха, в электроразрядах, при распаде пероксидов, окислении фосфора и т.п. В лабораториях и пром-сти О. получают действием тихого электрич. разряда на О2 в озонаторах. Осн. типы пром. озонаторов-трубчатые и плоские; в качестве диэлектрика применяют стекло или керамику, материал электродов - Аl или Си. Мощность озонатора пропорциональна частоте тока. Присутствие влаги в О2 сильно снижает выход О., поэтому исходный газ осушают до точки росы (от -40 до -60 °С), а озонатор охлаждают. Содержание О. на выходе из озонатора при использовании в качестве исходного О2 5-8%, воздуха-1-1,5%, расход энергии соотв. 8-18 и 10-30 кВт·ч/кг О3. О. более высокой концентрации (до 50%) м. б. получен электролизом конц. р-ров НСlО4, Н3РО4 или H2SO4 на охлаждаемом аноде из Pt или РbО2. Др. способ получения высококонцентрированного О.-растворение его в хладонах при низкой т-ре, О2 в хладонах практически не растворяется. Наиб. удобны хладо-ны 22 и 12, р-римость О. в них при 163 К достигает 50%; при нагр. такого р-ра О. испаряется первым. Р-ры О. в фреонах не взрывчаты и могут длительно храниться при т-ре ниже 223 К.

Для определения содержания О. используют фотометрич. (в УФ области), иодометрич., люминесцентный методы и ряд способов, основанных на измерении физ. св-в О., -e, энтальпии разложения и т.п.

О. ядовит для людей, животных и растений; ПДК в воздухе рабочей зоны 0,1 мг/м3, в атм. воздухе 0,16 мг/м3; ЛД50 0,046 мг/л (мыши, 2 ч), 3 мг/л (мыши, 5 мин). Малые концентрации О. в воздухе создают ощущение свежести, вдыхание воздуха с концентрацией О. 0,002-0,02 мг/л вызывает раздражение дыхат. путей, кашель, рвоту, головокружение, усталость. В присут. оксидов азота токсичность О. увеличивается в 20 раз.

О. взрывоопасен во всех агрегатных состояниях, примеси повышают его чувствительность. Ниж. КПВ для озоновоз-душной смеси 9%, при более высоком содержании О. смеси взрываются под влиянием внеш. импульса, причем скорость детонации растет от 880 м/с при концентрации 9,2 мол. % О. до 1730 м/с при 77 мол. %.

Осн. часть производимого О. используют для обеззараживания питьевой воды, что более эффективно, чем хлорирование. О. используют также для обезвреживания сточных вод хим. предприятий, особенно в случае фенольных и цианидных загрязнений. О. применяют для получения камфоры, ванилина, монокарбоновых и дикарбоновых к-т (ади-пиновой, азелаиновой и др.) путем окисления углеводородов и др. малоценного сырья, для отбеливания тканей, минер. масел и др., в орг. химии - для определения места двойной связи в молекуле.

О. открыл и назвал X. Шёнбейн в 1840, на появление специфич. запаха при электроразряде в воздухе обратил внимание М. ван Марум в 1785.

Лит.: Разумовский С. Д., Заиков Г.Е., Озон и его реакции с органическими соединениями, М., 1974; Атмосферный озон и изменения глобального климата, Л., 1982. В. Я. Росоловский.


8-оксихинолин Обесфторенные фосфаты Обжиг Облепиховое масло Обмен веществ Обменное взаимодействие Обогащение полезных ископаемых Обратный осмос Общая химия Объёмный анализ Объёмных отношений закон Овициды Огнезащита Огнестойкость Огнеупорные материалы Одноэлектронный перенос Одоранты Оже-спектроскопия Озазоны Озокерит Озон Озониды неорганические Озониды органические Озонирование Озоностойкость Ойтисиковое масло Окисление Окислители Окислительная дегидрополиконденсация Окислительное азосочетание Окислительное фосфорилирование Окислительное хлорфосфонирование Окислительное число Окислительный аммонолиз Оксадиазолы Оксазиновые красители Оксазиридин Оксазол Оксазолидин Оксазолины Оксазолоны Оксалаты Оксалоацетатдекарбоксилаза Оксанфлы Оксепин Оксетан Оксиальдегиды и оксикетоны Оксиантрахиноны Оксибензальдегиды Оксибензойные кислоты Оксидационные красители Оксидирование Оксидифениламины Оксидоредуктазы Оксиды Оксикислоты Оксилидин Оксиликвиты Оксимы Оксинафтальдегиды Оксинафтойные кислоты Оксинафтохиноны Оксинитрилы Оксипиридины Оксипролин Оксипропилцеллюлоза Оксиран Оксисоли Окситоцин Оксифосы Оксиэтилированные алкиламины Оксиэтилированные алкилфенолы Оксиэтилированные спирты Оксиэтилцеллюлоза Оксолин Оксониевые соединения Оксосинтез Оксоуглероды Октадециламин Октадин Октаналь Октановое число Октанолы Октантов правило Октаны Октиловые спирты Октоген Олеандомицин Олеум Олефинов оксиды Олефинов тиооксиды Олефины Оливковое масло Оливомицины Олигоамиды Олигокарбонатакрилаты Олигомеризация Олигомеры Олигомеры акриловые Олигосахариды Олигоуретанакрилаты Олигоэфиракрилаты Олифы Олова галогениды Олова оксиды Олова сплавы Олова сульфиды Олова халькогениды Оловоорганические соединения Омагничивание Омыление Омыления число Ониевые соединения Онсагера теорема Онсагера уравнение Оперон Опиоидные пептиды Оппенауэра реакция Оптимизация Оптическая активность Оптическая изомерия Оптические материалы Оптическое вращение Орбиталь Органическая химия Органические удобрения Органический анализ Органический синтез Органо-минеральные удобрения Органогалогенсиланы Органопластики Органосилазаны Органосиликатные материалы Органосилоксаны Орнитин Орнитиновый цикл Орто, мета, пара Ортолевы кинга реакция Ортоноволаки Ортоэфиры Орципреналина сульфат Осаждение Осветление Осмий Осмийорганические соединения Осмол Осмометрия Осмос Основания неорганические Основания органические Основные красители Особо чистые вещества Оствальда закон разведения Отбеливатели оптические Отбеливающие земли Отбора правила Отвердители Отверждение Открытая система Отстаивание Отхаркивающие средства Охрана природы Охрана труда Охры Оцимен