Ozônio é um gás. Ao contrário de muitos outros, não é transparente, mas tem uma cor característica e até um cheiro. Está presente na nossa atmosfera e é um dos seus componentes mais importantes. Qual é a densidade do ozônio, sua massa e outras propriedades? Qual é o seu papel na vida do planeta?
Gás Azul
Em química, o ozônio não tem um lugar separado na tabela periódica. Isso ocorre porque não é um elemento. O ozônio é uma modificação ou variação alotrópica do oxigênio. Como no O2, sua molécula consiste apenas em átomos de oxigênio, mas não tem dois, mas três. Portanto, sua fórmula química se parece com O3.
Ozônio é um gás azul. Tem um odor pungente distinto que lembra o cloro se a concentração for muito alta. Você se lembra do cheiro de frescor na chuva? Isso é ozônio. Graças a esta propriedade, recebeu esse nome, pois da antiga língua grega "ozônio" é "cheiro".
A molécula do gás é polar, os átomos nela estão conectados em um ângulo de 116, 78°. O ozônio é formado quando um átomo de oxigênio livre é ligado a uma molécula de O2. Acontece emo tempo de várias reações, por exemplo, a oxidação do fósforo, uma descarga elétrica ou a decomposição de peróxidos, durante a qual os átomos de oxigênio são liberados.
Propriedades do ozônio
Em condições normais, o ozônio existe como um gás com peso molecular de quase 48 g/mol. É diamagnético, ou seja, não é capaz de ser atraído por um ímã, assim como a prata, o ouro ou o nitrogênio. A densidade do ozônio é 2,1445 g/dm³.
No estado sólido, o ozônio adquire uma cor preto-azulada, no estado líquido, uma cor índigo próxima ao violeta. O ponto de ebulição é 111,8 graus Celsius. A uma temperatura de zero graus, dissolve-se em água (apenas em água pura) dez vezes melhor que o oxigénio. Mistura-se bem com metano líquido, nitrogênio, flúor, argônio e, sob certas condições, com oxigênio.
Sob a ação de vários catalisadores, é facilmente oxidado, liberando átomos de oxigênio livres. Conectando-se com ele, ele imediatamente acende. A substância é capaz de oxidar quase todos os metais. Apenas platina e ouro não são passíveis de sua ação. Destrói vários compostos orgânicos e aromáticos. Forma nitrito de amônio em contato com amônia, destrói ligações duplas de carbono.
Presente na atmosfera em altas concentrações, o ozônio se decompõe espontaneamente. Neste caso, o calor é liberado e uma molécula de O2 é formada. Quanto maior a sua concentração, mais forte a reação de liberação de calor. Quando o teor de ozônio é superior a 10%, é acompanhado por uma explosão. Aumentando a temperatura e diminuindo a pressão, ou pelo contato comAs substâncias orgânicas decompõem o O3 mais rapidamente.
Histórico de descobertas
Na química, o ozônio não era conhecido até o século XVIII. Foi descoberto em 1785 graças ao cheiro que o físico Van Marum ouviu ao lado de uma máquina eletrostática em funcionamento. Mais 50 anos depois disso, o gás não apareceu em experimentos e pesquisas científicas.
O cientista Christian Schonbein em 1840 estudou a oxidação do fósforo branco. Durante os experimentos, ele conseguiu isolar uma substância desconhecida, que chamou de "ozônio". O químico começou a estudar suas propriedades e descreveu como obter um gás recém-descoberto.
Logo, outros cientistas se juntaram à pesquisa da substância. O famoso físico Nikola Tesla até construiu o primeiro gerador de ozônio. A utilização industrial do O3 começou no final do século XIX com o advento das primeiras instalações de abastecimento de água potável às residências. A substância foi usada para desinfecção.
Ozônio na atmosfera
Nossa Terra é cercada por uma camada invisível de ar - a atmosfera. Sem ele, a vida no planeta seria impossível. Componentes do ar atmosférico: oxigênio, ozônio, nitrogênio, hidrogênio, metano e outros gases.
O ozônio não existe por si só e só ocorre como resultado de reações químicas. Perto da superfície da Terra, é formado devido a descargas elétricas de raios durante uma tempestade. Não é natural que apareça devido às emissões de gases de escape de carros, fábricas, fumaça de gasolina e usinas termelétricas.
O ozônio das camadas inferiores da atmosfera é chamado de superfície ou troposférico. Há também um estratosférico. Ocorre sob a influência da radiação ultravioleta proveniente do sol. Ele se forma a uma distância de 19 a 20 quilômetros acima da superfície do planeta e se estende até uma altura de 25 a 30 quilômetros.
O3 estratosférico forma a camada de ozônio do planeta, que o protege da poderosa radiação solar. Absorve aproximadamente 98% da radiação ultravioleta com comprimento de onda suficiente para causar câncer e queimaduras.
Uso de uma substância
Ozônio é um excelente oxidante e destruidor. Esta propriedade tem sido usada há muito tempo para purificar a água potável. A substância tem um efeito prejudicial sobre bactérias e vírus que são perigosos para os seres humanos e, quando oxidada, transforma-se em oxigênio inofensivo.
Pode matar até mesmo organismos resistentes ao cloro. Além disso, é usado para purificar águas residuais de produtos petrolíferos prejudiciais ao meio ambiente, sulfetos, fenóis, etc. Tais práticas são comuns principalmente nos Estados Unidos e em alguns países europeus.
O ozônio é usado na medicina para desinfetar instrumentos, na indústria é usado para alvejar papel, purificar óleos e obter diversas substâncias. O uso de O3 para purificar o ar, a água e as instalações é chamado de ozonização.
Ozônio e homem
Apesar de todas as suas propriedades benéficas, o ozônio pode ser perigoso para os seres humanos. Se houver mais gás no ar do que uma pessoa pode tolerar, o envenenamento não pode ser evitado. Na Rússia, sua norma permitidaé 0,1 µg/L.
Quando esta taxa é ultrapassada, aparecem sinais típicos de intoxicação química, como dor de cabeça, irritação das mucosas, tontura. O ozônio reduz a resistência do corpo às infecções transmitidas pelo trato respiratório e também reduz a pressão arterial. Concentrações de gás acima de 8–9 µg/L podem levar a edema pulmonar e até morte.
Ao mesmo tempo, é muito fácil reconhecer o ozônio no ar. O cheiro de "frescura", cloro ou "lagostim" (como Mendeleev afirmou) é claramente audível mesmo com um baixo teor da substância.
