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臭氧
臭氧 ozone
化學式。氧的同素異形體,由三個氧原子形成的單質(zhì)。天藍色刺激性氣體,液態(tài)呈暗藍色,固態(tài)呈藍黑色。
1840年C.F.舍恩拜因發(fā)現(xiàn)當氧氣通過放電弧時產(chǎn)生一種特殊臭味的氣體,即,稱為臭氧。
存在
大氣中有少量臭氧,靠近地面的大氣中臭氧很少,隨著大氣層升高,其中臭氧含量也增大、臭氧主要(約91%)集中在離地面垂直高度15~40千米處的臭氧層,20~30千米處濃度最大,約。
臭氧是由大氣中的氧經(jīng)紫外線的光化學作用產(chǎn)生,高空臭氧層能吸收太陽輻射的大部分紫外線,從而保護了人類和其他生物免收紫外線的傷害。
但臭氧也能被某些化學物質(zhì),如氮的氧化物和氯的催化而分解,使臭氧層變薄,甚至出現(xiàn)空洞。照射到地表的紫外線增多,對動植物不利,如人的皮膚癌患者將增多。
臭氧能刺激黏膜,對人和動物有害,長期生活在含有臭氧的空氣中是不安全的。然而,極少量臭氧對人體卻是有利的。
臭氧分子是等腰三角形結(jié)構(gòu),鍵角116.8°,鍵長為127.8皮米,是單質(zhì)中唯一具有極性的分子,偶極矩0.53徳拜。氣態(tài)臭氧的密度為2.144克/立方厘米(-112℃),1.571克/立方厘米(-183℃)。沸點-111.35℃,熔點-193℃。
化學性質(zhì)
臭氧的化學性有不穩(wěn)定和強氧化性。臭氧極易分解,特別是在高濃度、受熱和有一氧化氮與金屬共同存在時。
臭氧是比氧更強的氧化劑。一般情況下,它的氧化作用可以在較低的溫度下進行。它能將硫氧化成三氧化硫,將銀氧化成氧化銀,將碘離子氧化為碘;后一種反應進行得很完全,可用來定量測定臭氧。作氧化劑時,通常只用其中“1個氧”:
臭氧的一個重要用途是測定有機物中雙鍵的位置:
上式VN是一種烯烴容易和臭氧生成臭氧化物,后者在催化氫化(),或鋅和鹽酸存在下水解生成醛或酮;若直接水解,生成的過氧化氫又將醛氧化成酸。從反應最后的產(chǎn)物可以判定該烯烴中雙鍵所在的位置。
制法
使氧氣或空氣通過臭氧發(fā)生器在高頻放點作用下產(chǎn)生9%~11%(體積)臭氧,最高可達18%,冷卻得深藍色液體,分餾可得純的臭氧,純的液態(tài)臭氧相當穩(wěn)定,但當有一點灰塵或有機物,即發(fā)生爆炸。
此外,高電流密度(47~68安/平方厘米)電解冷的稀硫酸(密度為1.085克/立方厘米),用紫外線(波長<185納米)輻照氧,用濃硫酸作用于過氧化鋇,以及在濕空氣中氧化黃磷也都可以生成臭氧。
應用
因為臭氧是強氧化劑,又具有消毒和殺菌的作用,臭氧可用作強漂白劑,其作用比過氧化氫、氯、二氧化硫都快。也可用于水的消毒,用后變成氧氣,不像用氯消毒后有殘留的氣味。臭氧還用于有機合成(如壬二酸和制藥工業(yè)中的某些中間體)。
摘自:《中國大百科全書(第2版)》第3冊,中國大百科全書出版社,2009年
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