| Ozon | |
|---|---|
| Umumiy ma’lumotlar | |
| Tizimli nomi |
Trikislorod |
| An’anaviy nomlari | Ozon |
| Kimyoviy formulasi | O3 |
| Fizik xossalari | |
| Agregat holati | havorang gaz |
| Molyar massa | 47,998 g/mol |
| Zichligi |
0,0021445 g/sm³ (0 °C da gaz); 1,59(7) g/sm³ (85,2 K da suyuqlik); 1,73(2) g/sm³ (77,4 K da qattiq holat) |
| Sirt tarangligi |
43,8 N/m (77,4 K); 38,4 N/m (90,2 K) N/m |
| Dinamik qovushoqligi |
4,17 mPa·s (77,6 K); 1,56(2) mPa·s (90,2 K) |
| Ionlanish energiyasi | 12,52 ± 0,01 eV va 12,43 eV |
| Issiqlik xossalari | |
| Harorat | |
| • erish | −192,7 °C |
| • qaynash | −111,9 °C |
| Kritik nuqta | |
| • harorat | −12,0 °C (261,1 K) °C |
| • bosim | 54,6 atm. |
| Molyar issiqlik sig‘imi | 85,354 − 0,2812·(T − 90) (suyuq holatda, T 90 dan 160 K gacha bo‘lganda) J/(mol·K) |
| Entalpiya | |
| • hosil bo‘lish | 144,457 (0 K da, O2) kJ/mol |
| Issiqlikdan kengayish koeffitsiyenti |
2,0·10−3 K−1 (suyuqlik, 90,1 K) 2,5·10−3 K−1 (suyuqlik, 161 K) |
| Bug‘ bosimi | 1 ± 1 atm |
| Kimyoviy xossalari | |
| Eruvchanligi | |
| • suvda | 1,06 g/l (0 °C da) |
| Dielektrik singdiruvchanlik | 1,0019 (gaz), 4,79 (suyuqlik) |
| Optik xossalari | |
| Sinish ko‘rsatkichi |
1,0533 (gaz, 480 nm) 1,0520 (gaz, 546 nm) 1,0502 (gaz, 671 nm) 1,2236 (suyuqlik, 535 nm) 1,2226 (suyuqlik, 589 nm) 1,2213 (suyuqlik, 670,5 nm) |
| Tuzilishi | |
| Dipol momenti | 0,5337 D |
| Tasnifi | |
| Ro‘yxat CAS raqami | 10028-15-6 |
| PubChem | 24823 |
| Ro‘yxat EINECS raqami | 233-069-2 |
| SMILES | |
| InChI | |
| RTECS | RS8225000 |
| ChEBI | 25812 |
| ChemSpider | 23208 |
| Xavfsizlik | |
| LD50 | 4,8 ppm |
| GHS piktogrammalari |
|
| NFPA 704 | |
| Ma’lumotlar standart sharoitlar (25 °C, 100 kPa) uchun keltirilgan, agar boshqacha ko‘rsatilmagan bo‘lsa. | |
Ozon (qadimgi yunoncha ὄζω — «hid tarataman») — allotropik shakldagi kislorod bo‘lib, uch atomli O3 molekulalaridan iborat. Oddiy sharoitda och moviy gaz. Suyuqlantirilganda indigo rangli suyuqlikka aylanadi. Qattiq holatda to‘q ko‘k, kulrang, deyarli qora kristallardan iborat. Kimyoviy faolligi yuqori. Yuqori konsentratsiyalarda zaharli. O‘ziga xos o‘tkir hidga ega.
Ozonning tuzilishi
Ozon molekulasidagi ikkala O—O bog‘ning uzunligi bir xil — 1,278 Å. Bog‘lar orasidagi burchak 116,8° ga teng. Markaziy kislorod atomi sp²-gibridlangan bo‘lib, bitta taqsimlanmagan elektronlar juftiga ega. Har bir bog‘ning tartibi — 1,5. Rezonans tuzilmalarda bir atom bilan mahalliylashgan oddiy bog‘, ikkinchisi bilan esa qo‘sh bog‘ hosil bo‘ladi va aksincha. Molekula qutbli bo‘lib, uning elektr dipol momenti — 0,5337 D.
Kashf etilish tarixi
Ozon ilk bor 1785-yilda niderlandiyalik fizik M. van Marum tomonidan o‘ziga xos hidi va oksidlovchi xossalari orqali aniqlangan. Bu xossalar havo orqali o‘tkazilgan elektr uchqunlari ta’sirida paydo bo‘lgan. Shuningdek, havoning oddiy haroratda simobga ta’sir etishi natijasida simob yaltiroqligini yo‘qotib, shishaga yopisha boshlashi kuzatilgan. Biroq u yangi modda sifatida tavsiflanmagan: van Marum o‘ziga xos «elektr materiyasi» hosil bo‘ladi, deb hisoblagan.
« ozon » atamasi nemis kimyogari X. F. Shyonbeyn tomonidan 1840-yilda o‘ziga xos hidi sabab taklif qilingan; atama XIX asr oxirida lug‘atlarga kiritilgan. Ko‘plab manbalar ozonni kashf etishda aynan unga ustuvorlik beradi va bu voqeani 1839-yilga taalluqli deb hisoblaydi. 1840-yilda Shyonbeyn ozonning yodni kaliy yodid:
dan ajratib chiqarishini ko‘rsatgan. Ushbu reaksiyadan ozonni sifat jihatdan aniqlash uchun, kraxmal va kaliy yodid eritmalari aralashmasi shimdirilgan filtr qog‘ozi (yod-kraxmalli qog‘oz) yordamida foydalaniladi. Ozon ta’sirida ajralgan yod kraxmal bilan reaksiyaga kirishgani uchun qog‘oz ko‘karadi.
Kislorod ozonga aylanganda gaz hajmi kamayishini Endryus va Teyt 1860-yilda manometrli shisha naycha yordamida tajribada isbotlagan. Naycha toza kislorod bilan to‘ldirilib, unga elektr razryadini hosil qilish uchun platina o‘tkazgichlar kavsharlangan edi.
Fizik xossalari
- Molekulyar massa — 48 a. m. b.
- Zichligi gaz holatida oddiy sharoitda 2,1445 g/dm³ ga teng. Gazning kislorodga nisbatan zichligi 1,5, havoga nisbatan esa 1,62 (1,658).
- Suyuqlikning −188 °C (85,2 K) dagi zichligi 1,59(7) g/sm³.
- Qattiq ozonning −192,7 °C dagi zichligi 1,73(2) g/sm³.
- Qaynash harorati −111,8(3) °C (161,3 K). Suyuq ozon to‘q binafsharang bo‘ladi.
- Erish harorati −192,7 °C. Ba’zan keltiriladigan −251,4 °C (21,7 K) erish harorati noto‘g‘ri, chunki uni aniqlashda ozonning kuchli o‘ta sovish xususiyati hisobga olinmagan. Boshqa ma’lumotlarga ko‘ra, Terish = −192,5(4) °C (80,6 K). Qattiq holatda binafsha tovlanishga ega qora rangda bo‘ladi.
- Kritik harorat −12,0 °C (261,1 K).
- Kritik bosim 51,6 atm.
- Diffuziya koeffitsiyenti (300 K, 1 atm da) 0,157 sm2/s.
- Erish issiqligi 2,1 kJ/mol.
- Bug‘lanish issiqligi qaynash haroratida turli manbalarda 11,17 dan 15,19 kJ/mol gacha, 90 K da esa 15,27 dan 16,6 kJ/mol gacha deb keltiriladi.
- Eruvchanligi — suvda 0 °C da 0,394 kg/m³ (0,494 l/kg) ni tashkil etadi, bu kislorodnikidan 10 marta yuqori. Ko‘rinma eruvchanlik suvning tozaligiga kuchli bog‘liq, chunki aralashmalar ozonning parchalanishini katalizlaydi.
- Suyuq ozon suyuq argon, azot, ftor, metan, karbonat angidrid, uglerod tetraxlorid bilan istalgan nisbatda aralashadi. Suyuq kislorod bilan 93 K dan yuqori haroratda istalgan nisbatda aralashadi, bundan past haroratda esa eritma ikki fazaga ajraladi.
- Ozon freonlarda yaxshi eriydi va barqaror eritmalar hosil qiladi (saqlash va tashishda qo‘llanadi).
- Ionlanish potensiali molekula uchun 12,52 eV.
- Gaz holatida ozon diamagnit, suyuq holatda esa kuchsiz paramagnit.
- xususiyatga ega. — o‘tkir, o‘ziga xos «metallsimon» hid ( Mendeleyev ta’biri bilan aytganda, « daryo qisqichbaqasi hidi»). Yuqori konsentratsiyalarda xlor hidini eslatadi. Hatto 1:100 000 nisbatda suyultirilganda ham seziladi.
Kimyoviy xossalari
Ozon quyidagi qaytar reaksiyada hosil bo‘ladi:
O3 molekulasi beqaror bo‘lib, oddiy sharoitda havoda yetarli konsentratsiyada bir necha o‘n daqiqa ichida o‘z-o‘zidan O2 ga aylanadi va bunda issiqlik ajraladi. Haroratni oshirish va bosimni pasaytirish ikki atomli holatga o‘tish tezligini orttiradi. Yuqori konsentratsiyalarda bu jarayon portlash tarzida kechishi mumkin. Ozonning hatto oz miqdordagi organik moddalar, ayrim metallar yoki ularning oksidlari bilan tegishi bu o‘zgarishni keskin tezlashtiradi.
Oz miqdordagi nitrat kislota ishtirokida ozon barqarorlashadi. Shisha, ayrim plastmassa yoki sof metallardan yasalgan germetik idishlarda esa past haroratda (−78 °C) deyarli parchalanmaydi.
Ozon kuchli oksidlovchi bo‘lib, ikki atomli kislorodga qaraganda ancha faol reaksiyaga kirishadi. U deyarli barcha metallar ni ( oltin, platina va iridiydan tashqari) eng yuqori oksidlanish darajasi gacha oksidlaydi (sirtida biroz oksidlanishdan so‘ng Ni, Cu, Sn ozon ta’siriga nisbatan yaxshi chidamli bo‘ladi). Ko‘plab metallmaslarni ham oksidlaydi. Reaksiya mahsuloti asosan kisloroddir. Ozon oksidlarning oksidlanish darajasini oshiradi:
Bu reaksiya xemilyuminessensiya bilan kechadi. Azot dioksidi azot angidridigacha oksidlanishi mumkin:
Ozon xona haroratida molekulyar azot bilan reaksiyaga kirishmaydi, ammo 295 °C da u bilan reaksiyaga kirishadi:
Ozon uglerod bilan odatdagi haroratda reaksiyaga kirishadi, natijada uglerod dioksidi hosil bo‘ladi:
Ozon ammoniy tuzlari bilan reaksiyaga kirishmaydi, ammo ammiak bilan reaksiyaga kirishadi va natijada ammoniy nitrat hosil bo‘ladi:
Ozon vodorod bilan reaksiyaga kirishib, suv va kislorod hosil qiladi:
Ozon sulfidlar bilan reaksiyaga kirishib, sulfatlar hosil qiladi:
Ozon yordamida sulfat kislotani oddiy oltingugurtdan ham, oltingugurt dioksidi va vodorod sulfididan ham olish mumkin:
Gaz fazasida ozon vodorod sulfidi bilan reaksiyaga kirishib, oltingugurt dioksidini hosil qiladi:
Suvli eritmada vodorod sulfidi bilan ikkita raqobatlashuvchi reaksiya kechadi: birida oddiy oltingugurt, ikkinchisida sulfat kislota hosil bo‘ladi:
Ozonning uchala kislorod atomi qalay xloridi ning xlorid kislota va ozon bilan reaksiyasida alohida-alohida ishtirok etishi mumkin:
Ozon bilan ishlov berish orqali yod ning sovuq, suvsiz perxlorat kislotadagi eritmasidan yod(III) perxlorat olish mumkin:
Qattiq nitroniy perxlorat[inglizcha] gaz holatidagi quyidagi moddalar reaksiyasidan olinishi mumkin — NO2, ClO2 va O3:
Ozon yonish reaksiyalarida ham ishtirok etishi mumkin, bunda yonish harorati ikki atomli kislorod ishtirokidagi yonishdan yuqori bo‘ladi:
Ozon past haroratlarda ham kimyoviy reaksiyaga kirisha oladi. 77 K (−196 °C, suyuq azotning qaynash harorati) da atomar vodorod ozon bilan reaksiyaga kirishib gidroperoksid radikalini hosil qiladi, so‘ng u dimerlanadi:
Ozon noorganik ozonidlarni hosil qilishi mumkin; ular tarkibida O3− anioni mavjud. Bu birikmalar portlash xavfiga ega va faqat past haroratda saqlanishi mumkin. Fransiydan tashqari barcha ishqoriy metallarning ozonidlari ma’lum. KO3, RbO3 va CsO3 ni tegishli superoksidlardan olish mumkin:
Kaliy ozonidini boshqa usulda, kaliy gidroksididan ham olish mumkin:
NaO3 va LiO3 ni CsO3 ning suyuq ammiak NH3 muhitida ion almashinuvchi smolalarga ta’sir ettirish orqali olish mumkin; ularda mavjud ionlar Na+ yoki Li+:
Ammiakdagi kalsiy eritmasiga ozon bilan ishlov berilganda ammoniy ozonidi hosil bo‘ladi, kalsiy ozonidi emas:
Ozon suvdan temir va marganesni cho‘kma shaklida (mos ravishda temir(III) gidroksid va marganes dioksid gidrati) ajratib olish uchun ishlatilishi mumkin. Cho‘kma filtrlash orqali ajratiladi:
Kislotali muhitda marganes oksidlanib permanganat hosil qilishi mumkin.
gacha oksidlanishi mumkin. Ozon zaharli sianidlarni xavfi kamroq sianatlarga aylantiradi:
Ozon karbamidni to‘liq parchalashi mumkin :
Ozonning past haroratda faollashgan yoki uchlamchi uglerod atomiga ega organik birikmalar bilan o‘zaro ta’siri tegishli gidrotrioksidlarni hosil qiladi. Ozonning to‘yinmagan birikmalar bilan reaksiyasi natijasida organik ozonidlar hosil bo‘lishi organik moddalarni tahlil qilishda qo‘llanadi.
Ozon olish
Ozon atomar kislorod ajraladigan ko‘plab jarayonlarda, masalan, peroksidlarning parchalanishi yoki fosfor ning oksidlanishi va boshqa shunga o‘xshash jarayonlarda hosil bo‘ladi.
Sanoatda uni havo yoki kisloroddan ozonatorlarda elektr razryadi ta’sirida olishadi. O3 — O2 ga qaraganda osonroq suyuqlanadi, shu sababli ularni ajratish qiyin emas. Tibbiyotda ozon terapiyasi uchun ozon faqat sof kisloroddan olinadi. Havo kuchli ultrabinafsha nurlanish ta’sirida ozon hosil qiladi. Shu jarayon atmosferaning yuqori qatlamlarida ham kechadi, bu yerda Quyosh nurlanishi ta’sirida hosil bo‘ladigan va saqlanib turadigan ozon qatlami mavjud.
Laboratoriyada ozonni sovutilgan konsentrlangan sulfat kislota va bariy peroksidi o‘zaro ta’siridan olish mumkin:
Zaharliligi
O‘rtacha konsentratsiyalarda ozon zaharli emas[manba 299 kundan beri ko‘rsatilmagan]. Biroq ozonning yuqori oksidlovchilik xususiyati va u ishtirokidagi ko‘plab reaksiyalarda erkin kislorod radikallarining hosil bo‘lishi uning zaharliligini belgilaydi. Ozonning organizmga ortiqcha ta’siri bevaqt o‘limga olib kelishi mumkin.
Havodagi yuqori konsentratsiyali ozonning quyidagi ta’siri eng xavfli hisoblanadi:
- nafas olish organlarini bevosita ta’sirlantirishi;
Rossiya Federatsiyasida ozon zararli moddalarning birinchi, eng yuqori xavflilik sinfiga kiritilgan. Ozon bo‘yicha me’yorlar:
- aholi yashash joylari atmosfera havosida bir martalik maksimal ruxsat etilgan konsentratsiya (REK m.r.) — 0,16 mg/m³;
- aholi yashash joylari atmosfera havosida sutkalik o‘rtacha ruxsat etilgan konsentratsiya (REK s.o.) — 0,03 mg/m³;
- ish zonasidagi havoda ruxsat etilgan konsentratsiya (REK) — 0,1 mg/m³;
- minimal o‘limga olib keluvchi konsentratsiya (LD50) — 4,8 ppm[manba 721 kundan beri ko‘rsatilmagan].
Insonning hid bilish sezgirligi chegarasi taxminan 0,01 mg/m³ ga teng.
Ozon mog‘or, bakteriyalar va viruslarni samarali yo‘q qiladi.
Ozonning qo‘llanilishi
Ozon quyidagi xossalari tufayli qo‘llanadi:
- kuchli oksidlovchi reagent sifatida:
- tibbiy buyumlarni sterillashda;
- laboratoriya va sanoat amaliyotida ko‘plab moddalarni olishda;
- qog‘ozni oqartirishda;
- moylarni tozalashda.
- kuchli dezinfeksiyalovchi vosita sifatida:
- suv va havoni mikroorganizmlardan tozalashda (ozonlash);
- xonalar va kiyimlarni dezinfeksiya qilish uchun;
- tibbiyotda qo‘llanadigan eritmalarni ozonlashda (vena ichiga yuborish yoki bevosita ta’sir ettirish uchun).
Quyidagilar ozonlashning xlorlashga nisbatan muhim afzalliklaridir: ishlov berilgan suvda (formaldegiddan tashqari) toksinlarning bo‘lmasligi (xlorlashda esa ko‘plab xlororganik birikmalar, jumladan, zaharli dioksin hosil bo‘lishi mumkin) va kislorodga qaraganda suvda yaxshiroq erishidir.
Ozon terapiyasi tarafdorlarining ta’kidlashicha, inson salomatligi ozon bilan davolash (tashqi, og‘iz orqali, vena ichiga va ekstrakorporal usulda) natijasida sezilarli darajada yaxshilanadi. Biroq hech bir xolis klinik tadqiqot muhim terapevtik ta’sirni tasdiqlamagan. Bundan tashqari, ozonni dori vositasi sifatida ishlatganda (ayniqsa, bemor qoniga to‘g‘ridan-to‘g‘ri ta’sir ettirilganda) isbotlangan kanserogen va toksik ta’sir xavfi nazariy jihatdan kutiladigan har qanday ijobiy samaradan ustun keladi. Shu sababli deyarli barcha rivojlangan mamlakatlarda ozon terapiyasi davolash usuli sifatida tan olinmaydi; xususiy klinikalarda esa faqat bemorning xabardor roziligi bilan qo‘llanishi mumkin.
XXI asrda ko‘plab kompaniyalar uy sharoitida ishlatiladigan ozonatorlarni ishlab chiqara boshladi. Ular xonalar, yerto‘lalar, virusli kasalliklardan keyingi xonalar, omborlar hamda bakteriya va zamburug‘lar bilan zararlangan buyumlarni dezinfeksiya qilish uchun ham mo‘ljallangan. Biroq ishlab chiqaruvchilar ko‘pincha bunday uskunalardan foydalanishda zarur ehtiyot choralarini tilga olmaydi[manba 5278 kundan beri ko‘rsatilmagan].
Suyuq ozonning qo‘llanilishi
Ozonni yuqori energiyali, ayni paytda ekologik toza oksidlovchi sifatida raketa texnikasida qo‘llash imkoniyati anchadan beri o‘rganilmoqda. Ozon ishtirokidagi yonish reaksiyasida ajraladigan umumiy kimyoviy energiya oddiy kislorodnikidan taxminan chorak qismga (719 kkal/kg) ko‘proq. Shunga mos ravishda solishtirma impuls ham yuqori bo‘ladi. Suyuq ozonning zichligi suyuq kislorodnikidan katta (mos ravishda 1,35 va 1,14 g/sm³), qaynash harorati ham yuqoriroq (mos ravishda −112 °C va −183 °C), shu sababli raketa texnikasida oksidlovchi sifatida bu jihatdan ham suyuq ozon ustun. Ammo suyuq ozonning kimyoviy beqarorligi va portlash xavfi to‘siq bo‘ladi. U O va O2ga parchalanganda taxminan 2 km/s tezlikda harakatlanuvchi detonatsiya to‘lqini hosil bo‘ladi va 3·107 din/sm² (3 MPa) dan ortiq vayronkor detonatsiya bosimi yuzaga keladi. Bu hozirgi texnologiya darajasida suyuq ozonni qo‘llashni imkonsiz qiladi, barqaror kislorod-ozon aralashmalarini (ozon miqdori 24 % gacha) ishlatish bundan mustasno. Bunday aralashmaning yana bir afzalligi — vodorodli dvigatellarda ozon-vodorodli dvigatellarga qaraganda solishtirma impuls (SI) yuqoriroq bo‘lishidir. Hozirgi kunda RD-170, RD-180, RD-191 kabi yuqori samarali dvigatellar, shuningdek, vakuumda ishlaydigan yuqori bosqich dvigatellari solishtirma impuls bo‘yicha chegaraviy qiymatlarga yaqinlashgan. Uni yanada oshirish uchun yangi turdagi yoqilg‘ilarga o‘tish imkoniyatini topish zarur.
Suyuq ozon past haroratlarda (suyuq azot muhitida) organik sintezda uglerod–uglerod qo‘sh bog‘ini yumshoq uzish uchun ham ba’zan qo‘llanadi.
Atmosferadagi ozon

Atmosferadagi (stratosferadagi) ozon atmosfera tarkibidagi (O2) kislorodga Quyosh nurlanishi ta’sir etishi natijasida hosil bo‘ladi. Biroq troposferadagi ozon ifloslantiruvchi modda bo‘lib, odamlar va hayvonlar sog‘lig‘iga tahdid solishi, shuningdek, o‘simliklarga zarar yetkazishi mumkin.
Taxminlarga ko‘ra, Katatumbo chaqmoqlari Yer yuzidagi troposfera ozonining eng katta yakka hosil qiluvchisidir.
Quyosh nurlari azot dioksidi va avtomobillarning chiqindi gazlari orqali atmosferaga tushadigan uglevodorodlar bilan o‘zaro ta’sirlashganda fotokimyoviy smog hosil bo‘ladi. Azot dioksidi Quyoshning ultrabinafsha nurlanishi ta’sirida parchalanib, azot oksidi va atomar kislorodni hosil qiladi. Fotokimyoviy smog birinchi marta 1940-yillarda Los-Anjelesda kuzatilgan. U odamlarda ko‘z va burun-halqum shilliq pardalarini ta’sirlantiradi, shuningdek, o‘simliklarning nobud bo‘lishi va rezina buyumlarning buzilishiga olib keladi.
Adabiyotlar
- Kimyo ensiklopediyasi / Tahrir hay’ati: I. L. Knunyans va boshqalar. — M.: Sovet ensiklopediyasi, 1992. — Jild 3 (Med–Pol). — 639 bet — ISBN 5-82270-039-8.
- S. D. Razumovskiy, G. Ye. Zaikov. Ozon va uning organik birikmalar bilan reaksiyalari (kinetika va mexanizm). — M.: Nauka, 1974. — 322 bet
- V. V. Lunin, M. P. Popovich, S. N. Tkachenko. Ozonning fizik kimyosi. — M.: MDU, 1998. — 480 bet — ISBN 5-211-03719-7.
Havolalar
- Ozon — har doim ham foydali emas // Fan va hayot : jurnal. — 1992. — № 8. — B. 155.
