Как найти моль озона - Сайт, где вы сможете решить свои вопросы

NFPA 704

Строение озона

Обе связи O—O в молекуле озона имеют одинаковую длину 1,278 Å . Угол между связями составляет 116,8°. Центральный атом кислорода sp²-гибридизован, имеет одну неподелённую пару электронов. Порядок каждой связи — 1,5, резонансные структуры — с локализованной одинарной связью с одним атомом и двойной — с другим, и наоборот. Молекула полярна, электрический дипольный момент — 0,5337 Д .

История открытия

Впервые озон обнаружил в 1785 году голландский физик М. ван Марум по характерному запаху и окислительным свойствам, которые приобретает воздух после пропускания через него электрических искр, а также по способности действовать на ртуть при обыкновенной температуре, вследствие чего она теряет свой блеск и начинает прилипать к стеклу. Однако как новое вещество он описан не был, ван Марум считал, что образуется особая «электрическая материя».

Термин озон был предложен немецким химиком X. Ф. Шёнбейном в 1840 году за его пахучесть, вошёл в словари в конце XIX века. Многие источники именно ему отдают приоритет открытия озона в 1839 году. В 1840 году Шёнбейн показал способность озона вытеснять иод из иодида калия:

Эту реакцию используют для качественного определения озона с помощью фильтровальной бумаги, пропитанной смесью растворов крахмала и иодида калия (иодкрахмальной бумаги) — она в озоне синеет ввиду взаимодействия выделяющегося иода с крахмалом.

Факт уменьшения объёма газа при превращении кислорода в озон экспериментально доказали в 1860 году Эндрюс и Тэт при помощи стеклянной трубки с манометром, наполненной чистым кислородом, со впаянными в неё платиновыми проводниками для получения электрического разряда.

Физические свойства

Молекулярная масса — 48 а. е. м.
Плотность газа при нормальных условиях 2,1445 г/дм³. Относительная плотность газа по кислороду 1,5; по воздуху 1,62 (1,658).
Плотность жидкости при −188 °C (85,2 К) составляет 1,59(7) г/см³.
Плотность твёрдого озона при −195,7 °С (77,4 К) равна 1,73(2) г/см 3 .
Температура кипения −111,8(3) °C (161,3 К). Жидкий озон — тёмно-фиолетового цвета.
Температура плавления −197,2(2) °С (75,9 К) Приводимая иногда т.пл. −251,4 °C (21,7 К) ошибочна, так как при её определении не учитывалась большая способность озона к переохлаждению. По другим сведениям Tпл = −192,5(4) °С (80,6 К) . В твёрдом состоянии — чёрного цвета с фиолетовым отблеском.
Критическая температура −12,0 °С (261,1 К).
Критическое давление 51,6 атм.
Коэффициент диффузии (при 300 К, 1 атм) 0,157 см 2 /с.
Теплота плавления 2,1 кДж/моль.
Теплота испарения при температуре кипения в различных источниках указывается от 11,17 до 15,19 кДж/моль; при 90 К от 15,27 до 16,6 кДж/моль.
Растворимость в воде при 0 °С — 0,394 кг/м³ (0,494 л/кг), она в 10 раз выше по сравнению с кислородом. Кажущаяся растворимость сильно зависит от чистоты воды, поскольку примеси катализируют распад озона.
Жидкий озон смешивается во всех отношениях с жидкими аргоном, азотом, фтором, метаном, углекислотой, тетрахлоруглеродом. Смешивается с жидким кислородом во всех отношениях при температуре выше 93 К, ниже этой температуры раствор расслаивается на две фазы.
Хорошо растворяется в фреонах, образуя стабильные растворы (используется для хранения и перевозки).
Потенциал ионизации молекулы 12,52 эВ.
В газообразном состоянии озон диамагнитен, в жидком — слабопарамагнитен.
Запах — резкий, специфический «металлический» (по Менделееву — «запах раков»). При больших концентрациях напоминает запах хлора. Запах ощутим даже при разбавлении 1:100000.

Химические свойства

Образование озона проходит по обратимой реакции:

Молекула О₃ неустойчива и при достаточных концентрациях в воздухе при нормальных условиях самопроизвольно за несколько десятков минут превращается в O₂ с выделением тепла. Повышение температуры и понижение давления увеличивают скорость перехода в двухатомное состояние. При больших концентрациях переход может носить взрывной характер. Контакт озона даже с малыми количествами органических веществ, некоторых металлов или их окислов резко ускоряет превращение.

В присутствии небольших количеств азотной кислоты озон стабилизируется, а в герметичных сосудах из стекла, некоторых пластмасс или чистых металлов озон при низких температурах (−78 °С) практически не разлагается.

Озон — мощный окислитель, намного более реакционноспособный, чем двухатомный кислород. Окисляет почти все металлы (за исключением золота, платины и иридия) до их высших степеней окисления. Окисляет многие неметаллы. Продуктом реакции в основном является кислород.

Озон повышает степень окисления оксидов:

Эта реакция сопровождается хемилюминесценцией. Диоксид азота может быть окислен до азотного ангидрида:

Озон не реагирует с молекулярным азотом при комнатной температуре, но при 295°С вступает с ним в реакцию:

Озон реагирует с углеродом при нормальной температуре с образованием диоксида углерода:

Озон не реагирует с аммониевыми солями, но реагирует с аммиаком с образованием нитрата аммония:

Озон реагирует с водородом с образованием воды и кислорода:

Озон реагирует с сульфидами с образованием сульфатов:

С помощью озона можно получить серную кислоту как из элементарной серы, так и из диоксида серы и сероводорода:

В газовой фазе озон взаимодействует с сероводородом с образованием диоксида серы:

В водном растворе проходят две конкурирующие реакции с сероводородом, одна с образованием элементарной серы, другая с образованием серной кислоты:

Все три атома кислорода в озоне могут реагировать по отдельности в реакции хлорида олова с соляной кислотой и озоном:

Обработкой озоном раствора иода в холодной безводной хлорной кислоте может быть получен перхлорат иода(III):

Твёрдый перхлорат нитрония русск. может быть получен реакцией газообразных NO₂, ClO₂ и O₃:

Озон может участвовать в реакциях горения, при этом температуры горения выше, чем с двухатомным кислородом:

Озон может вступать в химические реакции и при низких температурах. При 77 K (−196 °C, температура кипения жидкого азота), атомарный водород взаимодействует с озоном с образованием гидропероксидного радикала с димеризацией последнего:

Озон может образовывать неорганические озониды, содержащие анион O₃ − . Эти соединения взрывоопасны и могут храниться только при низких температурах. Известны озониды всех щелочных металлов (кроме франция). KO₃, RbO₃ и CsO₃ могут быть получены из соответствующих супероксидов:

Озонид калия может быть получен и другим путём из гидроксида калия:

NaO₃ и LiO₃ могут быть получены действием CsO₃ в жидком аммиаке NH₃ на ионообменные смолы, содержащие ионы Na + или Li + :

Обработка озоном раствора кальция в аммиаке приводит к образованию озонида аммония, а не кальция:

Озон может быть использован для удаления железа и марганца из воды с образованием осадка (соответственно гидроксида железа(III) и диоксигидрата марганца), который может быть отделён фильтрованием:

В кислых средах окисление марганца может идти до перманганата.

Озон превращает токсичные цианиды в менее опасные цианаты:

Озон может полностью разлагать мочевину :

Взаимодействие озона с органическими соединениями с активированным или третичным атомом углерода при низких температурах приводит к соответствующим гидротриоксидам. Реакция озона с непредельными соединениями с образованием органических озонидов находит применение в анализе органических веществ.

Получение озона

Озон образуется во многих процессах, сопровождающихся выделением атомарного кислорода, например при разложении перекисей, окислении фосфора и т. п.

В промышленности его получают из воздуха или кислорода в озонаторах действием электрического разряда. Сжижается O₃ легче, чем O₂, и потому их несложно разделить. Озон для озонотерапии в медицине получают только из чистого кислорода. При облучении воздуха жёстким ультрафиолетовым излучением образуется озон. Тот же процесс протекает в верхних слоях атмосферы, где под действием солнечного излучения образуется и поддерживается озоновый слой.

В лаборатории озон можно получить взаимодействием охлаждённой концентрированной серной кислоты с пероксидом бария:

Токсичность

Высокая окисляющая способность озона и образование во многих реакциях с его участием свободных радикалов кислорода определяют его высокую токсичность. Воздействие озона на организм является общетоксическим, раздражающим, канцерогенным, а также может приводить к преждевременной смерти.

Наиболее опасное воздействие высоких концентраций озона в воздухе:

на органы дыхания прямым раздражением;

Озон в Российской Федерации отнесён к первому, самому высокому классу опасности вредных веществ. Нормативы по озону:

максимальная разовая предельно допустимая концентрация (ПДК м.р.) в атмосферном воздухе населённых мест 0,16 мг/м³ ;
среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДК с.с.) в атмосферном воздухе населённых мест 0,03 мг/м³ ;
предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны 0,1 мг/м³ .
Минимальная смертельная концентрация (LC50) — 4,8 ppm

При этом, порог человеческого обоняния приближённо равен 0,01 мг/м³ .

Озон эффективно убивает плесень, бактерии и вирусы. Промышленные озонаторы используются для дезинфекции помещений от коронавируса COVID-19 .

Применение озона

Применение озона обусловлено его свойствами:

сильного окисляющего реагента:
- для стерилизации изделий медицинского назначения;
- при получении многих веществ в лабораторной и промышленной практике;
- для отбеливания бумаги;
- для очистки масел.
сильного дезинфицирующего средства:
- для очистки воды и воздуха от микроорганизмов (озонирование);
- для дезинфекции помещений и одежды;
- для озонирования растворов, применяемых в медицине (как для внутривенного, так и для контактного применения).

Существенными достоинствами озонирования, по сравнению с хлорированием, является отсутствие токсинов (кроме формальдегида) в обработанной воде (тогда как при хлорировании возможно образование существенного количества хлорорганических соединений, многие из которых токсичны, например, диоксин) и лучшая, по сравнению с кислородом, растворимость в воде.

По заявлениям озонотерапевтов, здоровье человека значительно улучшается при лечении озоном (наружно, перорально, внутривенно и экстракорпорально), однако ни одно объективное клиническое исследование не подтвердило сколько-нибудь выраженный терапевтический эффект. Более того, при использовании озона в качестве лекарственного средства (особенно при непосредственном воздействии на кровь пациента) доказанный риск канцерогенного и токсического воздействия перевешивает любые теоретически возможные положительные эффекты, поэтому практически во всех развитых странах озонотерапия не признаётся лекарственным методом, а её применение в частных клиниках возможно исключительно с информированного согласия пациента.

В XXI веке многие фирмы начали выпуск так называемых бытовых озонаторов, предназначенных также для дезинфекции помещений (подвалов, комнат после вирусных заболеваний, складов, заражённых бактериями и грибками вещей), зачастую умалчивая о мерах предосторожности, необходимых при применении данной техники .

Применение жидкого озона

Давно рассматривается применение озона в качестве высокоэнергетического и вместе с тем экологически чистого окислителя в ракетной технике. Общая химическая энергия, освобождающаяся при реакции сгорания с участием озона, больше, чем для простого кислорода, примерно на одну четверть ( 719 ккал/кг ). Больше будет, соответственно, и удельный импульс. У жидкого озона большая плотность, чем у жидкого кислорода (1,35 и 1,14 г/см 3 соответственно), а его температура кипения выше (−112 °C и −183 °C соответственно), поэтому в этом отношении преимущество в качестве окислителя в ракетной технике больше у жидкого озона. Однако препятствием является химическая неустойчивость и взрывоопасность жидкого озона с разложением его на O и O₂, при котором возникает движущаяся со скоростью около 2 км/с детонационная волна и развивается разрушающее детонационное давление более 3·10 7 дин/см 2 (3 МПа), что делает применение жидкого озона невозможным при нынешнем уровне техники, за исключением использования устойчивых кислород-озоновых смесей (до 24 % озона). Преимуществом подобной смеси также является больший удельный импульс для водородных двигателей, по сравнению с озон-водородными. На сегодняшний день такие высокоэффективные двигатели, как РД-170, РД-180, РД-191, а также разгонные вакуумные двигатели вышли по УИ на близкие к предельным параметры, и для повышения удельного импульса необходимо найти возможность перейти на новые виды топлива.

Озон в атмосфере

Атмосферный (стратосферный) озон является продуктом воздействия солнечного излучения на атмосферный (О₂) кислород. Однако тропосферный озон является загрязнителем, который может угрожать здоровью людей и животных, а также повреждает растения.

Считается, что молнии Кататумбо являются крупнейшим одиночным генератором тропосферного озона на Земле.

Источник

Adblock
detector

Источник

Random converter

озон: состав и молярная масса

Химическая формула

Молярная масса O₃, озон 47.9982 г/моль

15,9994·3

Массовые доли элементов в соединении

Элемент	Символ	Атомная масса	Число атомов	Массовая доля
Oxygenium	O	15.9994	3	100.000%

Использование калькулятора молярной массы

Химические формулы нужно вводить с учетом регистра
Индексы вводятся как обычные числа
Точка на средней линии (знак умножения), применяемая, например, в формулах кристаллогидратов, заменяется обычной точкой.
Пример: вместо CuSO₄·5H₂O в конвертере для удобства ввода используется написание CuSO4.5H2O.

Калькулятор молярной массы

Моль

Молярная масса

Молярная масса элементов и соединений

Молекулярная масса

Расчет молярной массы

Моль

Все вещества состоят из атомов и молекул. В химии важно точно измерять массу веществ, вступающих в реакцию и получающихся в результате нее. По определению моль является единицей количества вещества в СИ. Один моль содержит точно 6,02214076×10²³ элементарных частиц. Это значение численно равно константе Авогадро N_A, если выражено в единицах моль⁻¹ и называется числом Авогадро. Количество вещества (символ n) системы является мерой количества структурных элементов. Структурным элементом может быть атом, молекула, ион, электрон или любая частица или группа частиц.

Постоянная Авогадро N_A = 6.02214076×10²³ моль⁻¹. Число Авогадро — 6.02214076×10²³.

Другими словами моль — это количество вещества, равное по массе сумме атомных масс атомов и молекул вещества, умноженное на число Авогадро. Единица количества вещества моль является одной из семи основных единиц системы СИ и обозначается моль. Поскольку название единицы и ее условное обозначение совпадают, следует отметить, что условное обозначение не склоняется, в отличие от названия единицы, которую можно склонять по обычным правилам русского языка. Один моль чистого углерода-12 равен точно 12 г.

Молярная масса

Молярная масса — физическое свойство вещества, определяемое как отношение массы этого вещества к количеству вещества в молях. Говоря иначе, это масса одного моля вещества. В системе СИ единицей молярной массы является килограмм/моль (кг/моль). Однако химики привыкли пользоваться более удобной единицей г/моль.

молярная масса = г/моль

Горение — высокотемпературная экзотермическая окислительно-восстановительная реакция.

Молярная масса элементов и соединений

Соединения — вещества, состоящие из различных атомов, которые химически связаны друг с другом. Например, приведенные ниже вещества, которые можно найти на кухне у любой хозяйки, являются химическими соединениями:

соль (хлорид натрия) NaCl
сахар (сахароза) C₁₂H₂₂O₁₁
уксус (раствор уксусной кислоты) CH₃COOH

Молярная масса химических элементов в граммах на моль численно совпадает с массой атомов элемента, выраженных в атомных единицах массы (или дальтонах). Молярная масса соединений равна сумме молярных масс элементов, из которых состоит соединение, с учетом количества атомов в соединении. Например, молярная масса воды (H₂O) приблизительно равна 1 × 2 + 16 = 18 г/моль.

Молекулярная масса

Молекулярная масса (старое название — молекулярный вес) — это масса молекулы, рассчитанная как сумма масс каждого атома, входящего в состав молекулы, умноженных на количество атомов в этой молекуле. Молекулярная масса представляет собой безразмерную физическую величину, численно равную молярной массе. То есть, молекулярная масса отличается от молярной массы размерностью. Несмотря на то, что молекулярная масса является безразмерной величиной, она все же имеет величину, называемую атомной единицей массы (а.е.м.) или дальтоном (Да), и приблизительно равную массе одного протона или нейтрона. Атомная единица массы также численно равна 1 г/моль.

Расчет молярной массы

Молярную массу рассчитывают так:

определяют атомные массы элементов по таблице Менделеева;
определяют количество атомов каждого элемента в формуле соединения;
определяют молярную массу, складывая атомные массы входящих в соединение элементов, умноженные на их количество.

Например, рассчитаем молярную массу уксусной кислоты

CH₃COOH

Она состоит из:

двух атомов углерода
четырех атомов водорода
двух атомов кислорода

Расчет:

углерод C = 2 × 12,0107 г/моль = 24,0214 г/моль
водород H = 4 × 1,00794 г/моль = 4,03176 г/моль
кислород O = 2 × 15,9994 г/моль = 31,9988 г/моль
молярная масса = 24,0214 + 4,03176 + 31,9988 = 60,05196 g/mol

Наш калькулятор выполняет именно такой расчет. Можно ввести в него формулу уксусной кислоты и проверить что получится.

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Другие конвертеры

Конвертеры единиц измерения, используемых при измерении скорости передачи данных, в типографике и обработке изображений, для измерения объема лесоматериалов, а также десятичные приставки и калькулятор молярной массы химических соединений

Вычисление молярной массы

Молярная масса — физическое свойство вещества, определяемое как отношение массы этого вещества к количеству вещества в молях, то есть, это масса одного моля вещества.

Молярная масса соединений равна сумме молярных масс элементов, из которых состоит соединение, с учетом количества атомов в соединении.

Использование конвертера «Вычисление молярной массы»

На этих страницах размещены конвертеры единиц измерения, позволяющие быстро и точно перевести значения из одних единиц в другие, а также из одной системы единиц в другую. Конвертеры пригодятся инженерам, переводчикам и всем, кто работает с разными единицами измерения.

Пользуйтесь конвертером для преобразования нескольких сотен единиц в 76 категориях или несколько тысяч пар единиц, включая метрические, британские и американские единицы. Вы сможете перевести единицы измерения длины, площади, объема, ускорения, силы, массы, потока, плотности, удельного объема, мощности, давления, напряжения, температуры, времени, момента, скорости, вязкости, электромагнитные и другие.
Примечание. В связи с ограниченной точностью преобразования возможны ошибки округления. В этом конвертере целые числа считаются точными до 15 знаков, а максимальное количество цифр после десятичной запятой или точки равно 10.

Для представления очень больших и очень малых чисел в этом калькуляторе используется компьютерная экспоненциальная запись, являющаяся альтернативной формой нормализованной экспоненциальной (научной) записи, в которой числа записываются в форме a · 10^x. Например: 1 103 000 = 1,103 · 10⁶ = 1,103E+6. Здесь E (сокращение от exponent) — означает «· 10^», то есть «…умножить на десять в степени…». Компьютерная экспоненциальная запись широко используется в научных, математических и инженерных расчетах.

Мы работаем над обеспечением точности конвертеров и калькуляторов TranslatorsCafe.com, однако мы не можем гарантировать, что они не содержат ошибок и неточностей. Вся информация предоставляется «как есть», без каких-либо гарантий. Условия.

Если вы заметили неточность в расчётах или ошибку в тексте, или вам необходим другой конвертер для перевода из одной единицы измерения в другую, которого нет на нашем сайте — напишите нам!

Канал Конвертера единиц TranslatorsCafe.com на YouTube

Источник

Вычисление молярной массы

To calculate molar mass of a chemical compound enter its formula and click ‘Compute’. В химической формуле, вы можете использовать:

Любой химический элемент. Capitalize the first letter in chemical symbol and use lower case for the remaining letters: Ca, Fe, Mg, Mn, S, O, H, C, N, Na, K, Cl, Al.
Функциональные группы:D, Ph, Me, Et, Bu, AcAc, For, Ts, Tos, Bz, TMS, tBu, Bzl, Bn, Dmg
круглые () и квадратные [] скобки.
Общие составные имена.

Примеры расчета молярной массы:
NaCl,
Ca(OH)2,
K4[Fe(CN)6],
CuSO4*5H2O,
water,
nitric acid,
potassium permanganate,
ethanol,
fructose.

Molar mass calculator also displays common compound name, Hill formula, elemental composition, mass percent composition, atomic percent compositions and allows to convert from weight to number of moles and vice versa.

Вычисление молекулярной массы (молекулярная масса)

Для того, чтобы рассчитать молекулярную массу химического соединения, введите её формулу, указав его количество массы изотопа после каждого элемента в квадратных скобках.

Примеры молекулярные вычисления веса:
C[14]O[16]2,
S[34]O[16]2.

Определение молекулярной массы, молекулярный вес, молекулярная масса и молярная масса

Молекулярная масса ( молекулярной массой ) это масса одной молекулы вещества, выражающаяся в атомных единицах массы (и). (1 и равна 1/12 массы одного атома углерода-12)
Молярная масса ( молекулярной массой ) является масса одного моля вещества и выражается в г / моль.

Массы атомов и изотопов с NIST статью .

См. также: молекулярные массы аминокислот

Источник

Молярная масса некоторых газов значения (Таблица)

Молярная масса газа (или вещества) — это отношение массы газа к количеству молей этого газа, то есть масса одного моля газа (вещества).

В системе СИ молярная масса выражается в кг/моль (или г/моль), обозначают обычно буквой M.

Название газа и его химическая формула	Молярная масса, г/моль
Азот (N₂)	28,016
Аммиак (NH₃)	17,031
Аргон (Ar)	39,944
Ацетилен (C₂H₂)	26,04
Ацетон (C₃H₆O)	58,08
Н-бутан (C4H10)	58,12
Изо-бутан ( C₄H_J0)	58,12
Н-бутиловый спирт ( C₄H_J0O)	74,12
Вода (H₂O)	18,016
Водород (H2)	2,0156
Воздух (сухой)	28,96
Н-гексан (C₆H_J4)	86,17
Гелий (He)	4,003
Н-гептан (C₇H_J6)	100,19
Двуокись углерода (CO₂)	44,01
Н-декан ( C10H22)	142,30
Дифенил ( C12H10)	154,08
Дифениловый эфир ( C_J2H₁₀O)	168,8
Дихлорметан ( CH₂Cl₂)	84,94
Диэтиловый эфир (C₄H₁₀O)	74,12
Закись азота (N₂O)	44,016
Йодистый водород (HJ)	127,93
Кислород (O₂)	32,00
Криптон (Kr)	83,7
Ксенон (Xe)	131,3
Метан (CH₄)	16,04
Метиламин (CH₅N)	31,06
Метиловый спирт (CH₄O)	32,04
Неон (Ne)	20,183
Нитрозилхлорид (NOCl)	65,465
Озон (O₃)	48,00
Окись азота (NO)	30,008
Окись углерода (CO)	28,01
Н-октан ( C₈H₁₈)	114,22
Н-пентан ( C₅H₁₂)	72,14
Изо-пентан ( C₅H₁₂)	72,14
Пропан ( C₃H₈)	44,09
Пропилен ( C₃H₆)	42,08
Селеновая кислота (H₂Se)	80,968
Сернистый газ (SO₂)	64,06
Сернистый ангидрид (SO3)	80,06
Сероводород (H₂S)	34,08
Фосфористый водород (PH₃)	34,04
Фреон 11 (CF3CI)	137,40
Фреон-12 (CF2CI2)	120,92
Фреон-13 (CFCI3)	114,47
Фтор (F2)	38,00
Фтористый кремний (SiF₄)	104,06
Фтористый метил (CH₃F)	34,03
Хлор (Cl₂)	70,914
Хлористый водород (HCl)	36,465
Хлористый метил (CH₃Cl)	50,49
Хлороформ (CHCl₃)	119,39
Циан (C₂N₂)	52,04
Цианистая кислота (HCN)	27,026
Этан (C₂H₆)	30,07
Этиламин (C₂H₇N)	45,08
Этилен (C2H4)	28,05
Этиловый спирт (C₂H₆O)	46,07
Хлористый этил (C₂H₅Cl)	64,52

Источник

У этого термина существуют и другие значения, см. Озон (значения).

Озон

Общие

Систематическое
наименование

Трикислород

Традиционные названия

Озон

Хим. формула

O₃

Физические свойства

Состояние

голубой газ

Молярная масса

47,998 г/моль

Плотность

0,0021445 г/см³ (газ при 0 °C);
1,59(7) г/см³ (жидкость при 85,2 К);
1,73(2) г/см³ (твердый вид при 77,4 К)^[1]

Поверхностное натяжение

43,8 Н/м (77,4 К);
38,4 Н/м (90,2 К)^[1] Н/м

Динамическая вязкость

4,17 мПа·с (77,6 К);
1,56(2) мПа·с (90,2 К)^[1]

Энергия ионизации

12,52 ± 0,01 эВ

Термические свойства

Температура

• плавления

−197,2 °C

• кипения

−111,9 °C

Критическая точка

• температура

−12,0 °С (261,1 К)^[1] °C

• давление

54,6 атм.^[1]

Мол. теплоёмк.

85,354 − 0,2812·(T − 90) (ж., при T от 90 до 160 К)^[1] Дж/(моль·К)

Энтальпия

• образования

144,457 (при 0 К, отн. О₂)^[1] кДж/моль

Коэфф. тепл. расширения

2,0·10⁻³ К⁻¹ (жидкость, 90,1 К)
2,5·10⁻³ К⁻¹ (жидкость, 161 К)^[1]

Давление пара

1 ± 1 атм

Химические свойства

Растворимость

• в воде

1,06 г/л (при 0 °С)^[2]

Диэлектрическая проницаемость

1,0019 (г), 4,79 (ж)^[1]

Оптические свойства

Показатель преломления

1,0533 (газ, 480 нм)
1,0520 (газ, 546 нм)
1,0502 (газ, 671 нм)
1,2236 (жидкость, 535 нм)
1,2226 (жидкость, 589 нм)
1,2213 (жидкость, 670,5 нм)^[1]

Структура

Дипольный момент

0,5337 Д

Классификация

Рег. номер CAS

10028-15-6

PubChem

24823

Рег. номер EINECS

233-069-2

SMILES

[O-][O+]=O

InChI

InChI=1S/O3/c1-3-2

CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N

RTECS

RS8225000

ChEBI

25812

ChemSpider

23208

Безопасность

ЛД₅₀

4,8 ppm

Пиктограммы СГС

NFPA 704

Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Медиафайлы на Викискладе

Озо́н (от др.-греч. ὄζω — пахну) — состоящая из трёхатомных молекул O₃, аллотропная модификация кислорода. При нормальных условиях — голубой газ. Запах — резкий специфический. При сжижении превращается в жидкость цвета индиго. В твёрдом виде представляет собой тёмно-синие, серые, практически чёрные кристаллы.

Строение озона[править | править код]

Обе связи O—O в молекуле озона имеют одинаковую длину 1,278 Å. Угол между связями составляет 116,8°^[3]. Центральный атом кислорода sp²-гибридизован, имеет одну неподелённую пару электронов. Порядок каждой связи — 1,5, резонансные структуры — с локализованной одинарной связью с одним атомом и двойной — с другим, и наоборот. Молекула полярна, электрический дипольный момент — 0,5337 Д^[4].

История открытия[править | править код]

Впервые озон обнаружил в 1785 году голландский физик М. ван Марум по характерному запаху и окислительным свойствам, которые приобретает воздух после пропускания через него электрических искр, а также по способности действовать на ртуть при обыкновенной температуре, вследствие чего она теряет свой блеск и начинает прилипать к стеклу^[5]. Однако как новое вещество он описан не был, ван Марум считал, что образуется особая «электрическая материя».

Термин озон был предложен немецким химиком X. Ф. Шёнбейном в 1840 году за его пахучесть, вошёл в словари в конце XIX века. Многие источники именно ему отдают приоритет открытия озона в 1839 году. В 1840 году Шёнбейн показал способность озона вытеснять иод из иодида калия^[5]:

${mathsf {O_{3}+H_{2}O+2KIrightarrow O_{2}+2KOH+I_{2}}}$

Физические свойства[править | править код]

Молекулярная масса — 48 а. е. м.
Плотность газа при нормальных условиях 2,1445 г/дм³. Относительная плотность газа по кислороду 1,5; по воздуху 1,62 (1,658^[7]).
Плотность жидкости при −188 °C (85,2 К) составляет 1,59(7) г/см³^[1].
Плотность твёрдого озона при −195,7 °С (77,4 К) равна 1,73(2) г/см³^[1].
Температура кипения −111,8(3) °C (161,3 К)^[1]. Жидкий озон — тёмно-фиолетового цвета.
Температура плавления −197,2(2) °С (75,9 К). Приводимая иногда температура плавления −251,4 °C (21,7 К) ошибочна, так как при её определении не учитывалась большая способность озона к переохлаждению^[8]. По другим сведениям^[1] Tпл = −192,5(4) °С (80,6 К). В твёрдом состоянии — чёрного цвета с фиолетовым отблеском.
Критическая температура −12,0 °С (261,1 К)^[1].
Критическое давление 51,6 атм^[1].
Коэффициент диффузии (при 300 К, 1 атм) 0,157 см²/с^[1].
Теплота плавления 2,1 кДж/моль^[1].
Теплота испарения при температуре кипения в различных источниках указывается от 11,17 до 15,19 кДж/моль^[1]; при 90 К от 15,27 до 16,6 кДж/моль^[1].
Растворимость в воде при 0 °С — 0,394 кг/м³ (0,494 л/кг), она в 10 раз выше по сравнению с кислородом. Кажущаяся растворимость сильно зависит от чистоты воды, поскольку примеси катализируют распад озона.
Жидкий озон смешивается во всех отношениях с жидкими аргоном, азотом, фтором, метаном, углекислотой, тетрахлоруглеродом. Смешивается с жидким кислородом во всех отношениях при температуре выше 93 К, ниже этой температуры раствор расслаивается на две фазы^[1].
Хорошо растворяется в фреонах, образуя стабильные растворы (используется для хранения и перевозки).
Потенциал ионизации молекулы 12,52 эВ^[1].
В газообразном состоянии озон диамагнитен, в жидком — слабопарамагнитен.
Запах — резкий, специфический «металлический» (по Менделееву — «запах раков»). При больших концентрациях напоминает запах хлора. Запах ощутим даже при разбавлении 1:100 000.

Химические свойства[править | править код]

Образование озона проходит по обратимой реакции:

${mathsf {3O_{2}+68kcal/mol(285kJ/mol)rightarrow 2O_{3}}}$

Молекула О₃ неустойчива и при достаточных концентрациях в воздухе при нормальных условиях самопроизвольно за несколько десятков минут^[9] превращается в O₂ с выделением тепла. Повышение температуры и понижение давления увеличивают скорость перехода в двухатомное состояние. При больших концентрациях переход может носить взрывной характер. Контакт озона даже с малыми количествами органических веществ, некоторых металлов или их окислов резко ускоряет превращение.

Озон — мощный окислитель, намного более реакционноспособный, чем двухатомный кислород. Окисляет почти все металлы (за исключением золота, платины^[10] и иридия) до их высших степеней окисления (после некоторого поверхностного окисления довольно хорошо противостоят действию озона Ni, Cu, Sn)^[11]. Окисляет многие неметаллы. Продуктом реакции в основном является кислород.

${mathsf {2Cu^{{2+}}+2H_{3}O^{+}+O_{3}rightarrow 2Cu^{{3+}}+3H_{2}O+O_{2}}}$

Озон повышает степень окисления оксидов:

${mathsf {NO+O_{3}rightarrow NO_{2}+O_{2}}}$

Эта реакция сопровождается хемилюминесценцией. Диоксид азота может быть окислен до азотного ангидрида:

${mathsf {2NO_{2}+O_{3}rightarrow N_{2}O_{5}+O_{2}}}$

Озон не реагирует с молекулярным азотом при комнатной температуре, но при 295°С вступает с ним в реакцию:

${displaystyle {mathsf {N_{2}+O_{3}rightarrow N_{2}O+O_{2}}}}$

Озон реагирует с углеродом при нормальной температуре с образованием диоксида углерода:

${mathsf {2C+2O_{3}rightarrow 2CO_{2}+O_{2}}}$

Озон не реагирует с аммониевыми солями, но реагирует с аммиаком с образованием нитрата аммония:

${mathsf {2NH_{3}+4O_{3}rightarrow NH_{4}NO_{3}+4O_{2}+H_{2}O}}$

Озон реагирует с водородом с образованием воды и кислорода:

${mathsf {O_{3}+H_{2}rightarrow O_{2}+H_{2}O}}$

Озон реагирует с сульфидами с образованием сульфатов:

${mathsf {PbS+4O_{3}rightarrow PbSO_{4}+4O_{2}}}$

${mathsf {S+H_{2}O+O_{3}rightarrow H_{2}SO_{4}}}$

${mathsf {3SO_{2}+3H_{2}O+O_{3}rightarrow 3H_{2}SO_{4}}}$

В газовой фазе озон взаимодействует с сероводородом с образованием диоксида серы:

${mathsf {H_{2}S+O_{3}rightarrow SO_{2}+H_{2}O}}$

${mathsf {H_{2}S+O_{3}rightarrow S+O_{2}+H_{2}O}}$

${mathsf {3H_{2}S+4O_{3}rightarrow 3H_{2}SO_{4}}}$

${mathsf {3SnCl_{2}+6HCl+O_{3}rightarrow 3SnCl_{4}+3H_{2}O}}$

Обработкой озоном раствора иода в холодной безводной хлорной кислоте может быть получен перхлорат иода(III):

${mathsf {I_{2}+6HClO_{4}+O_{3}rightarrow 2I(ClO_{4})_{3}+3H_{2}O}}$

Твёрдый перхлорат нитрония (англ.) (рус. может быть получен реакцией газообразных NO₂, ClO₂ и O₃:

${mathsf {2NO_{2}+2ClO_{2}+2O_{3}rightarrow 2NO_{2}ClO_{4}+O_{2}}}$

Озон может участвовать в реакциях горения, при этом температуры горения выше, чем с двухатомным кислородом:

${mathsf {3C_{4}N_{2}+4O_{3}rightarrow 12CO+3N_{2}}}$

${mathsf {H+O_{3}rightarrow HO_{2}cdot +O}}$

${mathsf {2HO_{2}cdot rightarrow H_{2}O_{2}+O_{2}}}$

Озон может образовывать неорганические озониды, содержащие анион O₃⁻. Эти соединения взрывоопасны и могут храниться только при низких температурах. Известны озониды всех щелочных металлов (кроме франция). KO₃, RbO₃ и CsO₃ могут быть получены из соответствующих супероксидов:

${mathsf {KO_{2}+O_{3}rightarrow KO_{3}+O_{2}}}$

Озонид калия может быть получен и другим путём из гидроксида калия^[13]:

${mathsf {2KOH+5O_{3}rightarrow 2KO_{3}+5O_{2}+H_{2}O}}$

NaO₃ и LiO₃ могут быть получены действием CsO₃ в жидком аммиаке NH₃ на ионообменные смолы, содержащие ионы Na⁺ или Li⁺^[14]:

${mathsf {CsO_{3}+Na^{+}rightarrow Cs^{+}+NaO_{3}}}$

Обработка озоном раствора кальция в аммиаке приводит к образованию озонида аммония, а не кальция^[12]:

${mathsf {3Ca+10NH_{3}+7O_{3}rightarrow Cacdot 6NH_{3}+Ca(OH)_{2}+Ca(NO_{3})_{2}+2NH_{4}O_{3}+3O_{2}+2H_{2}O}}$

${displaystyle {mathsf {2Fe^{2+}+O_{3}+5H_{2}Orightarrow 2Fe(OH)_{3}downarrow +O_{2}+4H^{+}}}}$

${mathsf {2Mn^{{2+}}+2O_{3}+4H_{2}Orightarrow 2MnO(OH)_{2}downarrow +2O_{2}+4H^{+}}}$

В кислых средах окисление марганца может идти до перманганата.

Озон превращает токсичные цианиды в менее опасные цианаты:

${mathsf {CN^{-}+O_{3}rightarrow CNO^{-}+O_{2}}}$

Озон может полностью разлагать мочевину^[15] :

${mathsf {(NH_{2})_{2}CO+O_{3}rightarrow N_{2}+CO_{2}+2H_{2}O}}$

Получение озона[править | править код]

В лаборатории озон можно получить взаимодействием охлаждённой концентрированной серной кислоты с пероксидом бария^[6]:

${mathsf {3H_{2}SO_{4}+3BaO_{2}rightarrow 3BaSO_{4}+O_{3}+3H_{2}O}}$

Токсичность[править | править код]

В умеренных концентрациях озон не токсичен. Однако высокая окисляющая способность озона и образование во многих реакциях с его участием свободных радикалов кислорода определяют его токсичность (в больших концентрациях). Чрезмерное воздействие озона на организм может приводить к преждевременной смерти.

Наиболее опасное воздействие высоких концентраций озона в воздухе:

на органы дыхания прямым раздражением;

максимальная разовая предельно допустимая концентрация (ПДК м.р.) в атмосферном воздухе населённых мест 0,16 мг/м³^[16];
среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДК с.с.) в атмосферном воздухе населённых мест 0,03 мг/м³^[16];
предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны 0,1 мг/м³;
минимальная смертельная концентрация (LC50) — 4,8 ppm.

Порог человеческого обоняния приближённо равен 0,01 мг/м³^[17].

Озон эффективно уничтожает плесень, бактерии и вирусы.

Применение озона[править | править код]

Применение озона обусловлено его свойствами:

сильного окисляющего реагента:
- для стерилизации изделий медицинского назначения;
- при получении многих веществ в лабораторной и промышленной практике;
- для отбеливания бумаги;
- для очистки масел.
сильного дезинфицирующего средства:
- для очистки воды и воздуха от микроорганизмов (озонирование);
- для дезинфекции помещений и одежды;
- для озонирования растворов, применяемых в медицине (как для внутривенного, так и для контактного применения).

Существенными достоинствами озонирования, по сравнению с хлорированием, является отсутствие^[17] токсинов (кроме формальдегида) в обработанной воде (тогда как при хлорировании возможно образование существенного количества хлорорганических соединений, многие из которых токсичны, например, диоксин) и лучшая, по сравнению с кислородом, растворимость в воде.

Применение жидкого озона[править | править код]

Давно рассматривается применение озона в качестве высокоэнергетического и вместе с тем экологически чистого окислителя в ракетной технике^[19]. Общая химическая энергия, освобождающаяся при реакции сгорания с участием озона, больше, чем для простого кислорода, примерно на одну четверть (719 ккал/кг). Больше будет, соответственно, и удельный импульс. У жидкого озона большая плотность, чем у жидкого кислорода (1,35 и 1,14 г/см³ соответственно), а его температура кипения выше (−112 °C и −183 °C соответственно), поэтому в этом отношении преимущество в качестве окислителя в ракетной технике больше у жидкого озона. Однако препятствием является химическая неустойчивость и взрывоопасность жидкого озона с разложением его на O и O₂, при котором возникает движущаяся со скоростью около 2 км/с детонационная волна и развивается разрушающее детонационное давление более 3·10⁷ дин/см² (3 МПа), что делает применение жидкого озона невозможным при нынешнем уровне техники, за исключением использования устойчивых кислород-озоновых смесей (до 24 % озона). Преимуществом подобной смеси также является больший удельный импульс (УИ) для водородных двигателей, по сравнению с озон-водородными^[20]. На сегодняшний день такие высокоэффективные двигатели, как РД-170, РД-180, РД-191, а также разгонные вакуумные двигатели вышли по УИ на близкие к предельным параметры, и для повышения удельного импульса необходимо найти возможность перейти на новые виды топлива.

Жидкий озон при низких температурах (в жидком азоте) также иногда применяется в органическом синтезе для мягкого разрыва двойной углерод-углеродной связи.

Озон в атмосфере[править | править код]

Распределение озона по высоте

Считается, что молнии Кататумбо являются крупнейшим одиночным генератором тропосферного озона на Земле.

При взаимодействии солнечных лучей с диоксидом азота и углеводородами, попадающими в атмосферу из выхлопных газов автомобилей, образуется фотохимический смог. Диоксид азота под действием ультрафиолетового излучения солнца распадается, образуя оксид азота и свободные атомы кислорода (озон). Фотохимические смоги впервые были обнаружены в 1940-х годах в Лос-Анджелесе. Они приводят к раздражению слизистых оболочек глаз и носоглотки у людей, а также гибели растительности и порче резиновых изделий^[21]^[22].

Примечания[править | править код]

↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ ⁸ ⁹ ¹⁰ ¹¹ ¹² ¹³ ¹⁴ ¹⁵ ¹⁶ ¹⁷ ¹⁸ ¹⁹ ²⁰ ²¹ ²² Лунин, 1998.
↑ Holleman, Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. ss. 91—100. Auflage. de Gruyter, 1985, S. 460.
↑ Takehiko Tanaka; Yonezo Morino. Coriolis interaction and anharmonic potential function of ozone from the microwave spectra in the excited vibrational states // Journal of Molecular Spectroscopy. — 1970. — Vol. 33. — P. 538—551.
↑ Kenneth M. Mack; J. S. Muenter. Stark and Zeeman properties of ozone from molecular beam spectroscopy // Journal of Chemical Physics. — 1977. — Vol. 66. — P. 5278—5283.
↑ ¹ ² ³ С. С. Колотов, Д. И. Менделеев. Озон // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
↑ ¹ ² Получение озона и его определение. Дата обращения: 29 сентября 2014. Архивировано 6 октября 2014 года.
↑
Справочник химика, т. II. — Л.: «Химия», 1971.
↑ Карякин Ю. В., Ангелов И. И. Чистые химические вещества. — М.: Химия, 1974.
↑ Earth Science FAQ: Where can I find information about the ozone hole and ozone depletion? Архивировано 1 июня 2006 года.
↑ Платина не окисляется озоном, но катализирует его разложение.
↑ Некрасов Б. В. Н48 Основы общей химии. В 2 томах. Том 1.4-е изд., стер.-СПб.: Издательство «Лань», 2003. — 656 с. — (Учебники для вузов, специальная литература).
↑ ¹ ² Horvath M., Bilitzky L., & Huttner J., 1985. «Ozone.» pg 44-49
↑ Housecroft & Sharpe, «Inorganic Chemistry». — 2005. — P. 439.
↑ Housecroft & Sharpe, «Inorganic Chemistry». — 2005. — P. 265
↑ Horvath M., Bilitzky L., & Huttner J., 1985. «Ozone.» pg 259, 269—270
↑ ¹ ² Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населённых мест. Гигиенические нормативы 2.1.6.1338-03. Дата обращения: 21 ноября 2012. Архивировано из оригинала 3 декабря 2013 года.
↑ ¹ ² Тышкевич Е. В. Озон — мирное оружие XXI века Архивная копия от 1 апреля 2009 на Wayback Machine ^{[неавторитетный источник]}
↑ Questionable methods of cancer management: hydrogen peroxide and other ‘hyperoxygenation’ therapies Архивная копия от 7 июля 2010 на Wayback Machine, American Cancer Society
↑ Перспективные окислители. Дата обращения: 24 декабря 2009. Архивировано из оригинала 3 ноября 2009 года.
↑ The Dynamics of Unsteady Detonation in Ozone. Дата обращения: 23 января 2015. Архивировано 16 января 2017 года.
↑ Фотохимический смог. Дата обращения: 5 мая 2022. Архивировано 3 января 2019 года.
↑ Погода, климат и воздух, которым мы дышим. Дата обращения: 5 мая 2022. Архивировано 22 октября 2021 года.

Литература[править | править код]

Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1992. — Т. 3 (Мед-Пол). — 639 с. — ISBN 5-82270-039-8.
Разумовский С. Д., Заиков Г. Е. Озон и его реакции с органическими соединениями (кинетика и механизм). — М.: Наука, 1974. — 322 с.
Лунин В. В., Попович М. П., Ткаченко С. Н. Физическая химия озона. — М.: МГУ, 1998. — 480 с. — ISBN 5-211-03719-7.

Ссылки[править | править код]

Озон — не всегда хорошо // Наука и жизнь : журнал. — 1992. — № 8. — С. 155.

Источник

Строение озона

История открытия

Физические свойства

Химические свойства

Получение озона

Токсичность

Применение озона

Применение жидкого озона

Озон в атмосфере

озон: состав и молярная масса

Массовые доли элементов в соединении

Калькулятор молярной массы

Моль

Молярная масса

Молярная масса элементов и соединений

Молекулярная масса

Расчет молярной массы

Другие конвертеры

Вычисление молярной массы

Использование конвертера «Вычисление молярной массы»

Вычисление молярной массы

Вычисление молекулярной массы (молекулярная масса)

Определение молекулярной массы, молекулярный вес, молекулярная масса и молярная масса

Молярная масса некоторых газов значения (Таблица)

Строение озона[править | править код]

История открытия[править | править код]

Физические свойства[править | править код]

Химические свойства[править | править код]

Получение озона[править | править код]

Токсичность[править | править код]

Применение озона[править | править код]

Применение жидкого озона[править | править код]

Озон в атмосфере[править | править код]

Примечания[править | править код]

Литература[править | править код]

Ссылки[править | править код]

Вам также может понравиться

Как составить схему слова во втором классе

Как найти айфон через часы apple watch

Перелил уксус в борщ при готовке как исправить

Добавить комментарий Отменить ответ