El ozono es un gas. A diferencia de muchos otros, no es transparente, pero tiene un color característico e incluso un olor. Está presente en nuestra atmósfera y es uno de sus componentes más importantes. ¿Cuál es la densidad del ozono, su masa y otras propiedades? ¿Cuál es su papel en la vida del planeta?
Gasolina azul
En química, el ozono no tiene un lugar separado en la tabla periódica. Esto se debe a que no es un elemento. El ozono es una modificación o variación alotrópica del oxígeno. Al igual que en el O2, su molécula consta únicamente de átomos de oxígeno, pero no tiene dos, sino tres. Por lo tanto, su fórmula química se parece a O3.
El ozono es un gas azul. Tiene un olor acre distintivo que recuerda al cloro si la concentración es demasiado alta. ¿Recuerdas el olor a frescor bajo la lluvia? Esto es ozono. Gracias a esta propiedad, obtuvo su nombre, porque del griego antiguo "ozono" significa "olor".
La molécula de gas es polar, los átomos en ella están conectados en un ángulo de 116, 78°. El ozono se forma cuando un átomo de oxígeno libre se une a una molécula de O2. Sucede enel tiempo de varias reacciones, por ejemplo, la oxidación del fósforo, una descarga eléctrica o la descomposición de peróxidos, durante la cual se liberan átomos de oxígeno.
Propiedades del ozono
En condiciones normales, el ozono existe como un gas con un peso molecular de casi 48 g/mol. Es diamagnético, es decir, no es capaz de ser atraído por un imán, al igual que la plata, el oro o el nitrógeno. La densidad del ozono es 2,1445 g/dm³.
En estado sólido, el ozono adquiere un color negro azulado, en estado líquido, un color índigo cercano al violeta. El punto de ebullición es de 111,8 grados centígrados. A una temperatura de cero grados, se disuelve en agua (solo en agua pura) diez veces mejor que el oxígeno. Se mezcla bien con metano líquido, nitrógeno, flúor, argón y, en determinadas condiciones, con oxígeno.
Bajo la acción de una serie de catalizadores, se oxida fácilmente, liberando átomos de oxígeno libres. Conectándose con él, inmediatamente se enciende. La sustancia es capaz de oxidar casi todos los metales. Solo el platino y el oro no son susceptibles a su acción. Destruye varios compuestos orgánicos y aromáticos. Forma nitrito de amonio al entrar en contacto con amoníaco, destruye los dobles enlaces de carbono.
Presente en la atmósfera en altas concentraciones, el ozono se descompone espontáneamente. En este caso, se libera calor y se forma una molécula de O2. Cuanto mayor sea su concentración, más fuerte será la reacción de liberación de calor. Cuando el contenido de ozono es superior al 10%, se acompaña de una explosión. Al aumentar la temperatura y disminuir la presión, o por contacto conLas sustancias orgánicas descomponen el O3 más rápido.
Historial de descubrimientos
En química, el ozono no se conocía hasta el siglo XVIII. Fue descubierto en 1785 gracias al olor que el físico Van Marum escuchó junto a una máquina electrostática en funcionamiento. Otros 50 años después de eso, el gas no apareció en experimentos e investigaciones científicas.
El científico Christian Schonbein en 1840 estudió la oxidación del fósforo blanco. Durante los experimentos, logró aislar una sustancia desconocida, a la que llamó "ozono". El químico se enfrentó al estudio de sus propiedades y describió cómo obtener un gas recién descubierto.
Pronto, otros científicos se unieron a la investigación de la sustancia. El famoso físico Nikola Tesla incluso construyó el primer generador de ozono. El uso industrial del O3 se inició a finales del siglo XIX con la aparición de las primeras instalaciones para el abastecimiento de agua potable a los hogares. La sustancia se utilizó para la desinfección.
Ozono en la atmósfera
Nuestra Tierra está rodeada por una capa invisible de aire: la atmósfera. Sin ella, la vida en el planeta sería imposible. Componentes del aire atmosférico: oxígeno, ozono, nitrógeno, hidrógeno, metano y otros gases.
El ozono no existe por sí mismo y solo se produce como resultado de reacciones químicas. Cerca de la superficie de la Tierra, se forma debido a las descargas eléctricas de los rayos durante una tormenta eléctrica. De manera antinatural, aparece debido a las emisiones de escape de los automóviles, las fábricas, los gases de gasolina y las centrales térmicas.
El ozono de las capas inferiores de la atmósfera se denomina superficial o troposférico. También hay uno estratosférico. Ocurre bajo la influencia de la radiación ultravioleta proveniente del sol. Se forma a una distancia de 19 a 20 kilómetros sobre la superficie del planeta y se extiende a una altura de 25 a 30 kilómetros.
El O3 estratosférico forma la capa de ozono del planeta, que lo protege de las poderosas radiaciones solares. Absorbe aproximadamente el 98% de la radiación ultravioleta con una longitud de onda suficiente para causar cáncer y quemaduras.
Usar una sustancia
El ozono es un excelente oxidante y destructor. Esta propiedad se ha utilizado durante mucho tiempo para purificar el agua potable. La sustancia tiene un efecto perjudicial sobre las bacterias y los virus que son peligrosos para los humanos y, cuando se oxida, se convierte en oxígeno inofensivo.
Puede matar incluso organismos resistentes al cloro. Además, se utiliza para purificar las aguas residuales de productos derivados del petróleo, sulfuros, fenoles, etc., dañinos para el medio ambiente. Tales prácticas son comunes principalmente en los Estados Unidos y algunos países europeos.
El ozono se usa en medicina para desinfectar instrumentos, en la industria se usa para blanquear papel, purificar aceites y obtener diversas sustancias. El uso de O3 para purificar el aire, el agua y las instalaciones se denomina ozonización.
Ozono y hombre
A pesar de todas sus propiedades beneficiosas, el ozono puede ser peligroso para los humanos. Si hay más gas en el aire del que una persona puede tolerar, no se puede evitar el envenenamiento. En Rusia, su norma permisible.es 0,1 µg/L.
Cuando se supera este índice, aparecen signos típicos de intoxicación química, como dolor de cabeza, irritación de las mucosas, mareos. El ozono reduce la resistencia del cuerpo a las infecciones transmitidas a través de las vías respiratorias y también reduce la presión arterial. Las concentraciones de gas superiores a 8–9 µg/L pueden provocar edema pulmonar e incluso la muerte.
Al mismo tiempo, es muy fácil reconocer el ozono en el aire. El olor a "frescura", cloro o "cangrejo de río" (como afirmó Mendeleev) es claramente audible incluso con un bajo contenido de la sustancia.
