Ozón je plyn. Na rozdíl od mnoha jiných není průhledný, ale má charakteristickou barvu a dokonce i vůni. Je přítomen v naší atmosféře a je jednou z jejích nejdůležitějších složek. Jaká je hustota ozónu, jeho hmotnost a další vlastnosti? Jakou roli hraje v životě planety?
Blue Gas
V chemii nemá ozón v periodické tabulce samostatné místo. To proto, že se nejedná o prvek. Ozon je alotropní modifikace nebo variace kyslíku. Stejně jako v O2 se jeho molekula skládá pouze z atomů kyslíku, ale nemá dva, ale tři. Jeho chemický vzorec proto vypadá jako O3.
Ozón je modrý plyn. Pokud je koncentrace příliš vysoká, má výrazný štiplavý zápach připomínající chlór. Pamatujete si vůni svěžesti v dešti? Toto je ozón. Díky této vlastnosti dostal své jméno, protože ze starořeckého jazyka "ozón" je "vůně".
Molekula plynu je polární, atomy v ní jsou spojeny pod úhlem 116, 78°. Ozón se tvoří, když je volný atom kyslíku připojen k molekule O2. Děje se to vdoba různých reakcí, například oxidace fosforu, elektrický výboj nebo rozklad peroxidů, při kterých se uvolňují atomy kyslíku.
Vlastnosti ozónu
Za normálních podmínek existuje ozon jako plyn s molekulovou hmotností téměř 48 g/mol. Je diamagnetický, to znamená, že není schopen být přitahován k magnetu, stejně jako stříbro, zlato nebo dusík. Hustota ozonu je 2,1445 g/dm³.
V pevném skupenství získává ozón modročernou barvu, v kapalném skupenství indigovou barvu blízkou fialové. Bod varu je 111,8 stupňů Celsia. Při teplotě nula stupňů se ve vodě (pouze v čisté vodě) rozpouští desetkrát lépe než kyslík. Dobře se mísí s kapalným metanem, dusíkem, fluorem, argonem a za určitých podmínek s kyslíkem.
Působením řady katalyzátorů snadno oxiduje a uvolňuje volné atomy kyslíku. Spojením s ním okamžitě vzplane. Látka je schopna oxidovat téměř všechny kovy. Pouze platina a zlato nejsou přístupné jeho působení. Ničí různé organické a aromatické sloučeniny. Při kontaktu s amoniakem vytváří dusitan amonný, ničí dvojné uhlíkové vazby.
Přítomný v atmosféře ve vysokých koncentracích, ozón se samovolně rozkládá. V tomto případě se uvolňuje teplo a vzniká molekula O2. Čím vyšší je jeho koncentrace, tím silnější je reakce uvolňování tepla. Když je obsah ozonu více než 10 %, je doprovázen výbuchem. Zvýšením teploty a snížením tlaku nebo kontaktem sOrganické látky rozkládají O3 rychleji.
Historie objevů
V chemii nebyl ozón znám až do 18. století. Byl objeven v roce 1785 díky zápachu, který fyzik Van Marum slyšel vedle fungujícího elektrostatického stroje. Dalších 50 let poté se plyn neobjevil ve vědeckých experimentech a výzkumu.
Vědec Christian Schonbein v roce 1840 studoval oxidaci bílého fosforu. Během experimentů se mu podařilo izolovat neznámou látku, kterou nazval „ozón“. Chemik přišel na kloub studiu jeho vlastností a popsal, jak získat nově objevený plyn.
Brzy se k výzkumu látky přidali další vědci. Slavný fyzik Nikola Tesla dokonce sestrojil vůbec první generátor ozonu. Průmyslové využití O3 začalo na konci 19. století s příchodem prvních instalací pro zásobování domácností pitnou vodou. Látka byla použita k dezinfekci.
Ozón v atmosféře
Naše Zemi obklopuje neviditelná vzdušná skořápka – atmosféra. Bez něj by život na planetě nebyl možný. Složky atmosférického vzduchu: kyslík, ozón, dusík, vodík, metan a další plyny.
Ozón neexistuje sám o sobě a vzniká pouze jako výsledek chemických reakcí. V blízkosti povrchu Země vzniká v důsledku elektrických výbojů blesku během bouřky. Nepřirozeně se objevuje v důsledku výfukových emisí z automobilů, továren, benzínových výparů a tepelných elektráren.
Ozón spodních vrstev atmosféry se nazývá povrchový nebo troposférický. Existuje i jeden stratosférický. Vyskytuje se pod vlivem ultrafialového záření přicházejícího ze slunce. Tvoří se ve vzdálenosti 19-20 kilometrů nad povrchem planety a táhne se do výšky 25-30 kilometrů.
Stratosférický O3 tvoří ozónovou vrstvu planety, která ji chrání před silným slunečním zářením. Absorbuje přibližně 98 % ultrafialového záření s vlnovou délkou dostatečnou ke vzniku rakoviny a popálenin.
Použití látky
Ozón je vynikající okysličovadlo a ničitel. Tato vlastnost byla odedávna využívána k čištění pitné vody. Látka má škodlivý účinek na pro člověka nebezpečné bakterie a viry a při oxidaci se mění na neškodný kyslík.
Může zabít i organismy odolné vůči chlóru. Kromě toho se používá k čištění odpadních vod od ropných produktů škodlivých pro životní prostředí, sulfidů, fenolů atd. Takové praktiky jsou běžné hlavně ve Spojených státech a některých evropských zemích.
Ozon se používá v lékařství k dezinfekci nástrojů, v průmyslu se používá k bělení papíru, čištění olejů a získávání různých látek. Použití O3 k čištění vzduchu, vody a prostor se nazývá ozonizace.
Ozón a člověk
Navzdory všem svým prospěšným vlastnostem může být ozón pro člověka nebezpečný. Pokud je ve vzduchu více plynu, než člověk snese, otravě se nelze vyhnout. V Rusku jeho přípustná normaje 0,1 µg/l.
Při překročení této rychlosti se objevují typické příznaky chemické otravy, jako je bolest hlavy, podráždění sliznic, závratě. Ozón snižuje odolnost organismu vůči infekcím přenášeným dýchacími cestami a také snižuje krevní tlak. Koncentrace plynu nad 8–9 µg/l může vést k plicnímu edému a dokonce smrti.
Zároveň je docela snadné rozpoznat ozón ve vzduchu. Vůně "svěžesti", chlóru nebo "raka" (jak tvrdil Mendělejev) je jasně slyšitelná i při nízkém obsahu látky.
