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臭氧是什么

中文名称:臭氧

英文名称:ozone,O3

定义1:化学分子式为O3,三原子形式的氧。常温、常压下无色,有特臭的气味,具有强氧化作用。

所属学科:大气科学(一级学科);大气化学(二级学科)

定义2:氧气的同素异形体,每个分子由三个氧原子组成。当其存在于平流层时有助于保护地球上的生物免

       受紫外线的伤害,而当其在地球表面附近时, 是城市光化学烟雾的一种组分,对植被和人类有伤害作

       用。 所属学科:生态学(一级学科);全球生态学(二级学科)

       本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布

 

臭氧是氧的同素异形体,在常温下,它是一种有特殊臭味的蓝色气体。臭氧主要存在于距地球表面20公里的同温层下部的臭氧层中。它吸收对人体有害的短波紫外线,防止其到达地球。

 

臭氧的性能

【中文名称】臭氧  电子结构式

【英文名称】ozone   

【结构或分子式】O原子以sp2杂化轨道形成σ键。分子形状为V形。极性分子   

【相对分子量或原子量】48.00   

【密度】气体密度(0℃,g/L)2.144;液体密度(-150℃,g/cm3 )1.473   

【熔点(℃)】(固)-251.4   

【沸点(℃)】(液)-112.4   

【性状】气态臭氧厚层带蓝色,有刺激性腥臭气味,浓度高时与氯气气味相像;液态

        臭氧深蓝色,固态臭氧紫黑色。   

【用途】用于水的消毒和空气的臭氧化,在化学工业中用作强氧化剂。

【制备或来源】主要的制臭氧技术有:电解法、核辐射法、紫外线、等离子体及电晕

              放电法等几种。应用比较广泛的是臭氧发生器放电氧化空气或纯氧气成臭氧,紫外线杀菌灯

              分解空气中的氧气形成臭氧。即应用高能量交互式电流作用空气中的氧气使氧气分子电离而成臭氧。 

              高锰酸盐和强酸反应可以生成臭氧[1](O3)。  

分子式:O3   

特别注意:因为臭氧特殊的π键,故臭氧转化为氧气是一个氧化还原反应,   

              2O3====3O2转移电子数为4/3mol.

英文臭氧:(Ozone)一词源自希腊语ozon,意为“嗅”。   

西班牙文名称为Ozono:臭氧具有等腰三角形结构,三个氧原子分别位于三角形的三个顶点,顶角为116.79度。

 

臭氧的起源

    1840年德国C.F.舍拜恩在电解稀硫酸时 ,发现有一种特殊臭味的气体释出 ,因此将它命名为臭氧  。当大气层中的氧气发生光化学作用时,便产生了臭氧,因此,在离地面垂直高度15~25千米处形成臭氧层,它的浓度为0.2ppm。臭氧的气体明显地呈蓝色,液态呈暗蓝色,固态呈蓝黑色。它的分子结构呈三角形 。臭氧不稳定,在常温下慢慢分解 ,200℃时迅速分解 ,它比氧的氧化性更强,能将金属银氧化为过氧化银 ,将硫化铅氧化为硫酸铅,它还能氧化有机化合物,如靛蓝遇臭氧会脱色 。臭氧在水中的溶解度较氧大,0℃和1×10帕时,一体积水可溶解0.494体积臭氧。臭氧能刺激粘液膜 ,它对人体有毒 ,长时间在含0.1ppm臭氧的空气中呼吸是不安全的。臭氧层能吸收大部分波长短的射线(如紫外线 ),起着保护人类和其他生物的作用,但氯气和氟化物促使臭氧分解为氧 ,破坏了臭氧保护层,成为人类关注的重要环境问题之一。通常都借助无声放电作用从氧气或空气制备臭氧,臭氧发生器即根据这一原理制造。利用臭氧和氧气沸点的差别,通过分级液化可得浓集的臭氧。臭氧是强力漂白剂,用于漂白面粉和纸浆,用臭氧消毒饮用水,水中只含氧,无特殊气味。它还用于污水处理。

 

臭氧极易分解,很不稳定。它不溶于液态氧,四氯化碳等。有很强的氧化性,在常温下可将银氧化成 氧化银,将硫化铅氧化成硫酸铅。臭氧可使许多有机色素脱色,侵蚀橡胶,很容易氧化有机不饱和化合物。臭氧在冰中极为稳定,其半衰期为2000年。1785年,德国人在使用电机时,发现在电机放电时产生一种异味。1840年法国科学家克里斯蒂安·弗雷德日将它确定为臭氧。在紫外线辐射下,通过电子放射或暴晒从双原子氧气可自然形成臭氧。工业上,用干燥的空气或氧气,采用5~25kv的交流电压进行无声放电制取。另外,在低温下电解稀硫酸,或将液体氧气加热都可制得臭氧。臭氧可用于净化空气,漂白饮用水,杀菌,处理工业废物和作为漂白剂。在夏季,由于工业和汽车废气的影响,尤其在大城市周围农林地区在地表臭氧会形成和聚集。地表臭氧对人体,尤其是对眼睛,呼吸道等有侵蚀和损害作用。地表臭氧也对农作物或森林有害。

 

 

臭氧的物理性质

性质

数据

分子量

47.99828

沸点

℃-111.9

熔点

℃-193

临界温度

℃-5

临界压力

atm92.3

等张比容

(90.2K)75.7

生成热

KJ/mol -144

在水中的溶解度ml/100ml

49.4

 

常用臭氧数据

1、臭氧发生器的规格是按照臭氧产生的重量单位划分的。

      臭氧产量的单位是mg/h或g/h(毫克/小时、克/小时),即臭氧发生器工作1小时能够产生多少重量单位的臭氧。   

2、臭氧在空气中的浓度单位是ppm或mg/m3;臭氧在水中的浓度单位是ppm或mg/L。

      换算方法:在空气中时1ppm=2 .144mg/m3;在水中时,1ppm=1mg/L。   

3、臭氧在大气中达到一定的浓度时就会造成环境污染。

      我国规定在居住环境,臭氧浓度超过0.16mg/m3时就构成空气污染;

      在作业场所,臭氧浓度超过0.2mg/m3时就构成污染。