Ozon molekulasi: tuzilishi, formulasi, modeli. Ozon molekulasi qanday ko'rinishga ega?

2024 Muallif: Angel Austin | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-02 17:58

70-yillarda mashhur bo'lgan "ozon qatlami" iborasi. o'tgan asr, uzoq chekka o'rnatilgan. Shu bilan birga, bu kontseptsiya nimani anglatishini va ozon qatlamini yo'q qilish nima uchun xavfli ekanligini juda kam odam tushunadi. Ko'pchilik uchun yanada katta sir - bu ozon molekulasining tuzilishi, ammo u ozon qatlami muammolari bilan bevosita bog'liq. Ozon, uning tuzilishi va sanoatda qoʻllanilishi haqida koʻproq bilib olaylik.

Ozon nima

Ozon yoki, shuningdek, faol kislorod deb ataladigan bo'lsak, o'tkir metall hidli mavimsi gazdir.

Bu modda agregatsiyaning uchta holatida ham mavjud boʻlishi mumkin: gazsimon, qattiq va suyuq.

Shu bilan birga, tabiatda ozon faqat gaz shaklida bo'lib, ozon qatlami deb ataladigan qatlamni hosil qiladi. Osmon ko'k rangda bo'lgani uchun.

Ozon molekulasi nimaga o'xshaydi

Sizning taxallusingiz faolkislorod” ozon kislorodga o'xshashligi tufayli olingan. Shunday qilib, bu moddalardagi asosiy faol kimyoviy element kislorod (O) dir. Ammo, agar kislorod molekulasida uning 2 ta atomi boʻlsa, ozon molekulasi (formula - O_{3) bu elementning 3 ta atomidan iborat.}

Ushbu tuzilish tufayli ozonning xossalari kislorodnikiga oʻxshaydi, lekin aniqroq. Xususan, O₂ kabi, O_{3eng kuchli oksidlovchi hisoblanadi.}

Har bir inson eslashi kerak boʻlgan bu “bogʻliq” moddalar oʻrtasidagi eng muhim farq quyidagilardan iborat: ozon nafas olish mumkin emas, u zaharli va nafas olganda oʻpkaga zarar yetkazishi yoki hatto odamni oʻldirishi mumkin.. Shu bilan birga, O_{3 havoni zaharli aralashmalardan tozalash uchun juda mos keladi. Aytgancha, aynan shu tufayli yomg'irdan keyin nafas olish juda oson: ozon havodagi zararli moddalarni oksidlaydi va u tozalanadi.}

Ozon molekulasi modeli (3 ta kislorod atomidan iborat) biroz burchak tasviriga oʻxshaydi va uning oʻlchami 117°. Bu molekulada juftlashtirilmagan elektronlar yo'q va shuning uchun diamagnitdir. Bundan tashqari, u bir xil element atomlaridan iborat bo'lsa-da, qutblilikka ega.

Ma'lum bir molekulaning ikkita atomi bir-biri bilan mustahkam bog'langan. Ammo uchinchisi bilan aloqa kamroq ishonchli. Shu sababli, ozon molekulasi (modelning fotosuratini quyida ko'rish mumkin) juda mo'rt va hosil bo'lgandan keyin tez orada parchalanadi. Qoida tariqasida, har qanday parchalanish reaktsiyasida O_{3 kislorod chiqariladi.}

Ozonning beqarorligi tufayli uni ishlab chiqarish mumkin emaso'rim-yig'im va saqlash, shuningdek transport, boshqa moddalar kabi. Shu sababli uni ishlab chiqarish boshqa moddalarga qaraganda qimmatroq.

Shu bilan birga, O_{3molekulalarining yuqori faolligi bu moddani eng kuchli oksidlovchi, undan kuchliroq bo'lishiga imkon beradi. kislorod va xlordan xavfsizroq.}

Agar ozon molekulasi parchalanib, O₂ chiqarsa, bu reaksiya doimo energiyaning ajralishi bilan birga kechadi. Shu bilan birga, teskari jarayon sodir bo'lishi uchun (O₃ dan O_{2 ning shakllanishi) sarflash kerak. bundan kam emas.}

Gaz holatida ozon molekulasi 70°C haroratda parchalanadi. Agar u 100 darajaga yoki undan ko'proqqa oshirilsa, reaktsiya sezilarli darajada tezlashadi. Nopoklarning mavjudligi ozon molekulalarining parchalanish davrini ham tezlashtiradi.

O3 xususiyatlari

Ozon uchta holatdan qaysi biri bo'lishidan qat'iy nazar, u ko'k rangini saqlab qoladi. Modda qanchalik qattiq bo'lsa, bu rang shunchalik boy va quyuqroq bo'ladi.

Har bir ozon molekulasi og'irligi 48 g/mol. U havodan og'irroq, bu moddalarni ajratishga yordam beradi.

O_{3 deyarli barcha metallar va nometallarni (oltin, iridiy va platinadan tashqari) oksidlash qobiliyatiga ega.}

Shuningdek, bu modda yonish reaksiyasida ishtirok etishi mumkin, ammo bu O_{2 ga nisbatan yuqori haroratni talab qiladi.}

Ozon H_{2O va freonlarda erishi mumkin. Suyuq holatda u suyuq kislorod, azot, metan, argon,uglerod tetraklorid va karbonat angidrid.}

Ozon molekulasi qanday hosil bo'ladi

O₃ molekulalar kislorod molekulalariga erkin kislorod atomlarini biriktirish orqali hosil boʻladi. Ular, o'z navbatida, elektr razryadlari, ultrabinafsha nurlar, tez elektronlar va boshqa yuqori energiyali zarralar ta'sirida O_{2 boshqa molekulalarning bo'linishi tufayli paydo bo'ladi. Shu sababli, ozonning o'ziga xos hidi uchqunli elektr jihozlari yoki ultrabinafsha nurlar chiqaradigan lampalar yonida sezilishi mumkin.}

Sanoat miqyosida O₃ elektr ozon generatorlari yoki ozonizatorlar yordamida izolyatsiya qilinadi. Bu qurilmalarda yuqori voltli elektr toki O_{2 boʻlgan gaz oqimi orqali oʻtkaziladi, uning atomlari ozon uchun “qurilish materiali” boʻlib xizmat qiladi.}

Ba'zida bu mashinalarga toza kislorod yoki oddiy havo yuboriladi. Olingan ozonning sifati dastlabki mahsulotning tozaligiga bog'liq. Shunday qilib, yaralarni davolash uchun mo'ljallangan tibbiy O₃ faqat kimyoviy jihatdan toza O_{2 dan olinadi.}

Ozonning kashf etilishi tarixi

Ozon molekulasi qanday ko'rinishga ega ekanligini va u qanday hosil bo'lishini aniqlagandan so'ng, ushbu moddaning tarixi bilan tanishishga arziydi.

U birinchi marta 18-asrning ikkinchi yarmida golland tadqiqotchisi Martin Van Marum tomonidan sintez qilingan. Olim elektr uchqunlarini havosi bor idishdan o‘tkazgandan so‘ng undagi gaz o‘z xususiyatlarini o‘zgartirganini payqadi. Shu bilan birga, Van Marum yangi molekulalarni ajratib olganini tushunmadimoddalar.

Ammo uning Sheinbein ismli nemis hamkasbi elektr toki yordamida H₂O ni H va O_{2 ga parchalashga urinayotganini payqadi. o'tkir hidli yangi gazning chiqarilishiga. Ko‘p izlanishlardan so‘ng olim o‘zi kashf etgan moddani ta’riflab berdi va yunoncha “hid” so‘zi sharafiga “ozon” nomini berdi.}

Qo'ziqorin va bakteriyalarni o'ldirish, shuningdek, ochiq moddaga ega bo'lgan zararli birikmalarning toksikligini kamaytirish qobiliyati ko'plab olimlarni qiziqtirdi. O_{3 ning rasmiy kashfiyotidan 17 yil o'tgach, Verner fon Siemens ozonni istalgan miqdorda sintez qilish uchun birinchi apparatni yaratdi. 39 yil o'tib, ajoyib Nikola Tesla dunyodagi birinchi ozon generatorini ixtiro qildi va patentladi.}

Mana shu qurilma birinchi marta Frantsiyada ichimlik suvini tozalash inshootlarida 2 yildan keyin qoʻllanila boshlandi. XX asr boshidan beri. Yevropa ichimlik suvini tozalash uchun uni ozonlash usuliga o‘tmoqda.

Rossiya imperiyasi bu usulni birinchi marta 1911-yilda qoʻllagan va 5 yildan soʻng mamlakatda ozon yordamida ichimlik suvini tozalash uchun deyarli 40 ta qurilma jihozlandi.

Bugungi kunda suvning ozonlanishi asta-sekin xlorlanish o'rnini bosmoqda. Shunday qilib, Yevropadagi barcha ichimlik suvining 95% O_{3 yordamida tozalanadi. Ushbu texnika AQShda ham juda mashhur. MDHda u hali ham oʻrganilmoqda, chunki bu protsedura xavfsizroq va qulayroq boʻlsa-da, xlorlashdan qimmatroq.}

Ozon ilovalari

Suvni tozalashdan tashqari, O_{3 koʻplab boshqa maqsadlarda qoʻllaniladi.}

• Ozon qog'oz va to'qimachilik ishlab chiqarishda oqartiruvchi sifatida ishlatiladi.
• Faol kislorod vinolarni dezinfeksiya qilish, shuningdek, konyaklarning qarish jarayonini tezlashtirish uchun ishlatiladi.
• Har xil oʻsimlik moylari O_{3 yordamida tozalanadi.}
• Ko'pincha bu modda go'sht, tuxum, meva va sabzavotlar kabi tez buziladigan mahsulotlarni qayta ishlash uchun ishlatiladi. Bu protsedura xlor yoki formaldegid kabi kimyoviy iz qoldirmaydi va mahsulotlar uzoqroq saqlanishi mumkin.
• Ozon tibbiy asbob-uskunalar va kiyimlarni sterilizatsiya qiladi.
• Shuningdek, tozalangan O₃ turli tibbiy va kosmetik muolajalar uchun ishlatiladi. Xususan, stomatologiyada uning yordami bilan ular og'iz bo'shlig'i va tish go'shtini dezinfeksiya qiladi, shuningdek, turli kasalliklarni (stomatit, gerpes, og'iz kandidozi) davolaydi. Yevropa mamlakatlarida O_{3 yaralarni dezinfeksiya qilish uchun juda mashhur.}
• Soʻnggi yillarda ozon yordamida havo va suvni filtrlaydigan koʻchma maishiy texnika juda mashhur boʻldi.

Ozon qatlami - bu nima?

Yer yuzasidan 15-35 km masofada ozon qatlami yoki uni ozonosfera deb ham atashadi. Bu joyda konsentrlangan O_{3 zararli quyosh nurlanishi uchun oʻziga xos filtr boʻlib xizmat qiladi.}

Agar uning molekulalari beqaror bo'lsa, moddaning bunday miqdori qayerdan keladi? Agar ozon molekulasining modelini va uning hosil bo'lish usulini eslasak, bu savolga javob berish qiyin emas. Shunday qilib, kislorod 2 dan iboratkislorod molekulalari stratosferaga tushib, u erda quyosh nurlari bilan isitiladi. Bu energiya O₂ atomlarini O_{3 hosil boʻladigan atomlarga boʻlish uchun yetarli. Shu bilan birga, ozon qatlami nafaqat quyosh energiyasining bir qismini ishlatadi, balki uni filtrlaydi, xavfli ultrabinafsha nurlanishni o'zlashtiradi.}

Yuqorida aytilgan ediki, ozon freonlar tomonidan eritiladi. Bu gazsimon moddalar (dezodorantlar, oʻt oʻchirgichlar va muzlatgichlar ishlab chiqarishda qoʻllaniladi), bir marta atmosferaga tarqalib, ozonga taʼsir qiladi va uning parchalanishiga hissa qoʻshadi. Natijada ozonosferada teshiklar paydo bo'lib, ular orqali sayyoraga filtrlanmagan quyosh nurlari kirib, tirik organizmlarga halokatli ta'sir ko'rsatadi.

Ozon molekulalarining xususiyatlari va tuzilishini koʻrib chiqib, bu modda xavfli boʻlsa-da, toʻgʻri qoʻllanilsa, insoniyat uchun juda foydali degan xulosaga kelishimiz mumkin.