ოზონი არის გაზი. ბევრი სხვასგან განსხვავებით, ის არ არის გამჭვირვალე, მაგრამ აქვს დამახასიათებელი ფერი და სუნიც კი. ის იმყოფება ჩვენს ატმოსფეროში და მისი ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპონენტია. რა არის ოზონის სიმკვრივე, მისი მასა და სხვა თვისებები? რა როლი აქვს მას პლანეტის ცხოვრებაში?
ლურჯი გაზი
ქიმიაში ოზონს ცალკე ადგილი არ აქვს პერიოდულ სისტემაში. ეს იმიტომ ხდება, რომ ეს არ არის ელემენტი. ოზონი არის ჟანგბადის ალოტროპული მოდიფიკაცია ან ვარიაცია. როგორც O2-ში, მისი მოლეკულა შედგება მხოლოდ ჟანგბადის ატომებისგან, მაგრამ აქვს არა ორი, არამედ სამი. ამიტომ, მისი ქიმიური ფორმულა ჰგავს O3.
ოზონი არის ლურჯი გაზი. მას აქვს მკვეთრი მძაფრი სუნი, რომელიც მოგვაგონებს ქლორს, თუ კონცენტრაცია ძალიან მაღალია. გახსოვს წვიმაში სიახლის სუნი? ეს არის ოზონი. ამ თვისების წყალობით მან მიიღო სახელი, რადგან ძველი ბერძნული ენიდან "ოზონი" არის "სუნი"..
გაზის მოლეკულა პოლარულია, მასში არსებული ატომები დაკავშირებულია 116, 78° კუთხით. ოზონი წარმოიქმნება, როდესაც თავისუფალი ჟანგბადის ატომი მიმაგრებულია O2 მოლეკულაზე. ეს ხდებასხვადასხვა რეაქციების დრო, მაგალითად, ფოსფორის დაჟანგვა, ელექტრული გამონადენი ან პეროქსიდების დაშლა, რომლის დროსაც გამოიყოფა ჟანგბადის ატომები.
ოზონის თვისებები
ნორმალურ პირობებში ოზონი არსებობს გაზის სახით, რომლის მოლეკულური წონაა თითქმის 48 გ/მოლი. ის დიამაგნიტურია, ანუ არ ძალუძს მაგნიტის მიზიდვა, ისევე როგორც ვერცხლი, ოქრო ან აზოტი. ოზონის სიმკვრივეა 2,1445 გ/დმ³.
მყარ მდგომარეობაში ოზონი იძენს მოლურჯო-შავ ფერს, თხევად მდგომარეობაში იისფერთან ახლოს ინდიგო ფერს. დუღილის წერტილი არის 111,8 გრადუსი ცელსიუსი. ნულ გრადუს ტემპერატურაზე ის წყალში (მხოლოდ სუფთა წყალში) იხსნება ჟანგბადზე ათჯერ უკეთესად. ის კარგად ერევა თხევად მეთანს, აზოტს, ფტორს, არგონს და გარკვეულ პირობებში ჟანგბადს.
რიგი კატალიზატორების მოქმედებით, ის ადვილად იჟანგება, ათავისუფლებს ჟანგბადის თავისუფალ ატომებს. მასთან შეერთებით, მაშინვე აალდება. ნივთიერებას შეუძლია თითქმის ყველა ლითონის დაჟანგვა. მხოლოდ პლატინა და ოქრო არ ემორჩილება მის მოქმედებას. ის ანადგურებს სხვადასხვა ორგანულ და არომატულ ნაერთებს. ამიაკთან შეხებისას წარმოქმნის ამონიუმის ნიტრიტს, ანადგურებს ორმაგ ნახშირბადოვან კავშირებს.
ატმოსფეროში მაღალი კონცენტრაციით, ოზონი სპონტანურად იშლება. ამ შემთხვევაში სითბო გამოიყოფა და O2 მოლეკულა იქმნება. რაც უფრო მაღალია მისი კონცენტრაცია, მით უფრო ძლიერია სითბოს გამოყოფის რეაქცია. როდესაც ოზონის შემცველობა 10%-ზე მეტია, მას თან ახლავს აფეთქება. ტემპერატურის გაზრდით და წნევის შემცირებით, ან კონტაქტითორგანული ნივთიერებები O3 უფრო სწრაფად იშლება.
აღმოჩენის ისტორია
ქიმიაში ოზონი ცნობილი არ იყო მე-18 საუკუნემდე. ის 1785 წელს აღმოაჩინეს იმ სუნის წყალობით, რომელიც ფიზიკოსმა ვან მარუმმა მოისმინა მოქმედი ელექტროსტატიკური აპარატის გვერდით. ამის შემდეგ კიდევ 50 წელი გაზი არ გამოჩნდა სამეცნიერო ექსპერიმენტებსა და კვლევებში.
მეცნიერმა კრისტიან შონბეინმა 1840 წელს შეისწავლა თეთრი ფოსფორის დაჟანგვა. ექსპერიმენტების დროს მან მოახერხა უცნობი ნივთიერების იზოლირება, რომელსაც „ოზონი“უწოდა. ქიმიკოსი შეესწავლა მისი თვისებების შესწავლას და აღწერა, თუ როგორ უნდა მიეღო ახლად აღმოჩენილი აირი.
მალე, სხვა მეცნიერები შეუერთდნენ ნივთიერების კვლევას. ცნობილმა ფიზიკოსმა ნიკოლა ტესლამ პირველი ოზონის გენერატორიც კი ააშენა. O3-ის სამრეწველო გამოყენება დაიწყო მე-19 საუკუნის ბოლოს, სახლებისთვის სასმელი წყლის მიწოდების პირველი დანადგარების მოსვლასთან ერთად. ნივთიერება გამოიყენებოდა დეზინფექციისთვის.
ოზონი ატმოსფეროში
ჩვენს დედამიწას აკრავს ჰაერის უხილავი გარსი - ატმოსფერო. ამის გარეშე პლანეტაზე სიცოცხლე შეუძლებელი იქნებოდა. ატმოსფერული ჰაერის კომპონენტები: ჟანგბადი, ოზონი, აზოტი, წყალბადი, მეთანი და სხვა აირები.
ოზონი თავისთავად არ არსებობს და წარმოიქმნება მხოლოდ ქიმიური რეაქციების შედეგად. დედამიწის ზედაპირთან ახლოს, იგი წარმოიქმნება ელვისებური ელექტრული გამონადენის გამო ჭექა-ქუხილის დროს. არაბუნებრივად, ის ჩნდება მანქანების, ქარხნების, ბენზინის ორთქლისა და თბოელექტროსადგურების გამონაბოლქვის გამო.
ატმოსფეროს ქვედა ფენების ოზონს ზედაპირული ან ტროპოსფერული ეწოდება. ასევე არის სტრატოსფერული. ეს ხდება მზის ულტრაიისფერი გამოსხივების გავლენის ქვეშ. ის ყალიბდება პლანეტის ზედაპირიდან 19-20 კილომეტრის მანძილზე და გადაჭიმულია 25-30 კილომეტრის სიმაღლეზე.
სტრატოსფერული O3 ქმნის პლანეტის ოზონის შრეს, რომელიც იცავს მას მზის ძლიერი გამოსხივებისგან. ის შთანთქავს ულტრაიისფერი გამოსხივების დაახლოებით 98%-ს ტალღის სიგრძით, რომელიც საკმარისია კიბოს და დამწვრობის გამოწვევისთვის.
ნივთიერების გამოყენება
ოზონი არის შესანიშნავი ოქსიდიზატორი და გამანადგურებელი. ეს ქონება დიდი ხანია გამოიყენება სასმელი წყლის გასაწმენდად. ნივთიერება მავნე ზეგავლენას ახდენს ადამიანისთვის საშიშ ბაქტერიებსა და ვირუსებზე და დაჟანგვისას უვნებელ ჟანგბადად გადაიქცევა.
მას შეუძლია მოკლას ქლორისადმი მდგრადი ორგანიზმებიც კი. გარდა ამისა, იგი გამოიყენება ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად ეკოლოგიურად მავნე ნავთობპროდუქტებისგან, სულფიდებისგან, ფენოლებისგან და ა.შ. ასეთი პრაქტიკა გავრცელებულია ძირითადად შეერთებულ შტატებსა და ევროპის ზოგიერთ ქვეყანაში.
ოზონი გამოიყენება მედიცინაში ინსტრუმენტების დეზინფექციისთვის, მრეწველობაში გამოიყენება ქაღალდის გასათეთრებლად, ზეთების გასაწმენდად და სხვადასხვა ნივთიერების მისაღებად. O3-ის გამოყენებას ჰაერის, წყლისა და შენობის გასაწმენდად ეწოდება ოზონაცია.
ოზონი და ადამიანი
მიუხედავად ყველა სასარგებლო თვისებისა, ოზონი შეიძლება საშიში იყოს ადამიანისთვის. თუ ჰაერში იმაზე მეტი აირია, ვიდრე ადამიანს შეუძლია მოითმინოს, მოწამვლის თავიდან აცილება შეუძლებელია. რუსეთში მისი დასაშვები ნორმაარის 0,1 მკგ/ლ.
ამ მაჩვენებლის გადაჭარბებისას ჩნდება ქიმიური მოწამვლის ტიპიური ნიშნები, როგორიცაა თავის ტკივილი, ლორწოვანი გარსის გაღიზიანება, თავბრუსხვევა. ოზონი ამცირებს ორგანიზმის წინააღმდეგობას სასუნთქი გზებით გადამდები ინფექციების მიმართ და ასევე ამცირებს არტერიულ წნევას. 8-9 მკგ/ლ-ზე მეტი გაზის კონცენტრაციამ შეიძლება გამოიწვიოს ფილტვის შეშუპება და სიკვდილიც კი.
ამავდროულად, ჰაერში ოზონის ამოცნობა საკმაოდ მარტივია. "სიახლის", ქლორის ან "კიბოს" სუნი (როგორც მენდელეევი ამტკიცებდა) აშკარად ისმის, თუნდაც ნივთიერების დაბალი შემცველობით..
