วลี "ชั้นโอโซน" ที่โด่งดังในยุค 70สองเดือน ศตวรรษที่ผ่านมาได้ถูกตั้งค่าบนขอบ ในขณะเดียวกัน มีเพียงไม่กี่คนที่เข้าใจว่าแนวคิดนี้หมายถึงอะไรและการทำลายชั้นโอโซนนั้นอันตรายเพียงใด ความลึกลับที่ยิ่งใหญ่กว่าสำหรับหลาย ๆ คนคือโครงสร้างของโมเลกุลโอโซน และที่จริงแล้วมันเกี่ยวข้องโดยตรงกับปัญหาของชั้นโอโซน มาหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับโอโซน โครงสร้าง และการใช้งานในอุตสาหกรรมกัน
โอโซนหรือที่เรียกกันว่าออกซิเจนที่ใช้งานเป็นก๊าซสีฟ้าที่มีกลิ่นโลหะฉุน
สารนี้สามารถอยู่ในสถานะการรวมตัวทั้งสามสถานะ: ก๊าซ ของแข็ง และของเหลว
ในเวลาเดียวกัน โดยธรรมชาติแล้ว โอโซนจะเกิดขึ้นในรูปของก๊าซเท่านั้น ทำให้เกิดชั้นโอโซนที่เรียกว่า เป็นเพราะสีฟ้าที่ทำให้ท้องฟ้าเป็นสีฟ้า
โอโซนได้ชื่อเล่นว่า "ออกซิเจนที่ใช้งาน"เพราะมีความคล้ายคลึงกันกับออกซิเจน ดังนั้นองค์ประกอบทางเคมีหลักในสารเหล่านี้คือออกซิเจน (O) อย่างไรก็ตาม หากโมเลกุลออกซิเจนประกอบด้วยอะตอม 2 อะตอม แสดงว่าโมเลกุลของโอโซน (สูตร - O .)3) ประกอบด้วย 3 อะตอมของธาตุนี้
เนื่องจากโครงสร้างนี้ คุณสมบัติของโอโซนจึงคล้ายกับคุณสมบัติของออกซิเจน แต่มีความชัดเจนมากกว่า โดยเฉพาะอย่าง O2, เกี่ยวกับ3 เป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรงที่สุด
ความแตกต่างที่สำคัญที่สุดระหว่าง "ที่เกี่ยวข้อง" เหล่านี้สารสำคัญที่ทุกคนต้องจดจำมีดังต่อไปนี้: โอโซนไม่สามารถหายใจได้ มันเป็นพิษ และหากสูดดมเข้าไป อาจทำลายปอดหรือแม้กระทั่งฆ่าคนได้ นอกจากนี้ O3 เหมาะสำหรับการฟอกอากาศจากสิ่งสกปรกที่เป็นพิษ อย่างไรก็ตาม เป็นเพราะเหตุนี้เองที่ทำให้หายใจได้ง่ายหลังฝนตก โอโซนออกซิไดซ์สารอันตรายที่อยู่ในอากาศและทำให้บริสุทธิ์
แบบจำลองโมเลกุลโอโซน (ประกอบด้วย 3 อะตอมออกซิเจน) คล้ายกับภาพของมุมเล็กน้อยและมีขนาด 117 ° โมเลกุลนี้ไม่มีอิเลคตรอนที่ไม่มีการจับคู่ ดังนั้นจึงเป็นไดอะแมกเนติก นอกจากนี้ยังมีขั้วแม้ว่าจะประกอบด้วยอะตอมของธาตุเดียวกันก็ตาม
อะตอมทั้งสองของโมเลกุลนี้ถูกผูกมัดอย่างแน่นหนาระหว่างตัวเอง. แต่การเชื่อมต่อกับบุคคลที่สามนั้นน่าเชื่อถือน้อยกว่า ด้วยเหตุผลนี้ โมเลกุลโอโซน (สามารถดูภาพถ่ายของแบบจำลองได้ด้านล่าง) จึงเปราะบางและสลายตัวได้ไม่นานหลังจากการก่อตัว ตามกฎแล้วสำหรับปฏิกิริยาใด ๆ ของการสลายตัวของO3 ออกซิเจนจะถูกปล่อยออกมา
เนื่องจากโอโซนไม่เสถียร จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะจัดหาและจัดเก็บ รวมทั้งการขนส่งเช่นเดียวกับสารอื่นๆ ด้วยเหตุนี้การผลิตจึงมีราคาแพงกว่าสารอื่นๆ
ในขณะเดียวกันกิจกรรมระดับสูงของO3 ทำให้สารนี้เป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงที่สุด มีพลังมากกว่าออกซิเจน และปลอดภัยกว่าคลอรีน
หากโมเลกุลของโอโซนถูกทำลายและ O2ปฏิกิริยานี้มักมาพร้อมกับการปลดปล่อยพลังงาน ในเวลาเดียวกันสำหรับกระบวนการย้อนกลับที่จะเกิดขึ้น (การก่อตัวของO3 จากประมาณ2) คุณต้องใช้จ่ายอย่างน้อย
ในสถานะก๊าซโมเลกุลของโอโซนสลายตัวที่ 70 ° C หากเพิ่มขึ้นเป็น 100 องศาขึ้นไป ปฏิกิริยาจะเร่งความเร็วอย่างมาก การปรากฏตัวของสิ่งเจือปนยังช่วยเร่งระยะเวลาการสลายตัวของโมเลกุลโอโซน
ไม่ว่าโอโซนจะอยู่ในสถานะใดในสามสถานะ โอโซนจะยังคงเป็นสีน้ำเงิน ยิ่งสารมีความแข็งมากเท่าไร เฉดสีนี้ก็จะยิ่งเข้มขึ้นและเข้มขึ้นเท่านั้น
โอโซนแต่ละโมเลกุลมีน้ำหนัก 48 กรัม/โมล จะหนักกว่าอากาศซึ่งช่วยแยกสารเหล่านี้ออกจากกัน
โอ้3 สามารถออกซิไดซ์โลหะและอโลหะเกือบทั้งหมด (ยกเว้นทองคำ อิริเดียม และแพลตตินั่ม)
นอกจากนี้ สารนี้สามารถมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาการเผาไหม้ แต่ต้องใช้อุณหภูมิที่สูงกว่า O for2.
โอโซนสามารถละลายได้ใน H2เกี่ยวกับและฟรีออน ในสถานะของเหลว สามารถผสมกับออกซิเจนเหลว ไนโตรเจน มีเทน อาร์กอน คาร์บอนเตตระคลอไรด์ และคาร์บอนไดออกไซด์
โมเลกุล O3 เกิดขึ้นจากการรวมอะตอมของออกซิเจนอิสระเข้ากับโมเลกุลของออกซิเจน ในที่สุดก็ปรากฏขึ้นเนื่องจากความแตกแยกของโมเลกุล O อื่น ๆ2 เนื่องจากผลกระทบของการปล่อยไฟฟ้ารังสีอัลตราไวโอเลต อิเล็กตรอนเร็ว และอนุภาคพลังงานสูงอื่นๆ ด้วยเหตุนี้ คุณจึงสามารถสัมผัสกลิ่นเฉพาะของโอโซนได้ใกล้กับประกายไฟของเครื่องใช้ไฟฟ้าหรือโคมไฟที่เปล่งแสงอัลตราไวโอเลต
ในระดับอุตสาหกรรม O3 ที่ปล่อยออกมาจากเครื่องผลิตโอโซนไฟฟ้าหรือเครื่องผลิตโอโซน ในอุปกรณ์เหล่านี้ กระแสไฟฟ้าแรงสูงจะถูกส่งผ่านกระแสก๊าซซึ่ง O2ซึ่งอะตอมทำหน้าที่เป็น "วัสดุก่อสร้าง" สำหรับโอโซน
บางครั้งออกซิเจนบริสุทธิ์หรืออากาศธรรมดาจะถูกสูบเข้าไปในอุปกรณ์เหล่านี้ คุณภาพของโอโซนที่เกิดขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ตั้งต้น ดังนั้น แพทย์ O3มีไว้สำหรับการรักษาบาดแผล สกัดจาก O . บริสุทธิ์ทางเคมีเท่านั้น2.
เมื่อทราบแล้วว่าโมเลกุลโอโซนมีลักษณะอย่างไรและก่อตัวอย่างไร จึงควรค่าแก่การทำความคุ้นเคยกับประวัติของสารนี้
มันถูกสังเคราะห์ขึ้นครั้งแรกโดย Dutchนักวิจัย Martin Van Marum ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 18 นักวิทยาศาสตร์สังเกตว่าหลังจากส่งประกายไฟผ่านภาชนะที่มีอากาศ ก๊าซในนั้นก็เปลี่ยนคุณสมบัติของมัน ในเวลาเดียวกัน Van Marum ไม่เข้าใจว่าเขาได้แยกโมเลกุลของสารใหม่ออกมา
และนี่คือเพื่อนร่วมงานชาวเยอรมันชื่อ Scheinbein ที่พยายามจะย่อยสลาย H2O บน N และ O2ดึงความสนใจไปที่การปล่อยก๊าซใหม่ที่มีกลิ่นฉุน หลังจากทำการวิจัยเป็นจำนวนมาก นักวิทยาศาสตร์ได้อธิบายสารที่เขาค้นพบและตั้งชื่อให้ว่า "โอโซน" เพื่อเป็นเกียรติแก่คำภาษากรีกที่แปลว่า "กลิ่น"
ความสามารถในการฆ่าเชื้อราและแบคทีเรีย รวมถึงการลดความเป็นพิษของสารประกอบที่เป็นอันตรายซึ่งมีสารเปิดอยู่ ทำให้นักวิทยาศาสตร์หลายคนสนใจ 17 ปี นับตั้งแต่เปิดร้าน O . อย่างเป็นทางการ3 แวร์เนอร์ ฟอน ซีเมนส์ เป็นผู้ออกแบบคนแรกอุปกรณ์ที่ให้คุณสังเคราะห์โอโซนในปริมาณเท่าใดก็ได้ และอีก 39 ปีต่อมา นิโคลา เทสลา ผู้ฉลาดหลักแหลมได้คิดค้นและจดสิทธิบัตรเครื่องกำเนิดโอโซนเครื่องแรกของโลก
มันเป็นอุปกรณ์นี้เมื่อ 2 ปีต่อมาเป็นครั้งแรกใช้ในฝรั่งเศสในโรงบำบัดน้ำดื่ม ด้วยจุดเริ่มต้นของศตวรรษที่ XX ยุโรปเริ่มเปลี่ยนไปใช้โอโซนในน้ำดื่มเพื่อทำให้บริสุทธิ์
จักรวรรดิรัสเซียใช้เทคนิคนี้ครั้งแรกในปี 1911 และ 5 ปีต่อมา มีการติดตั้งเกือบ 4 โหลสำหรับทำน้ำดื่มบริสุทธิ์โดยใช้โอโซนในประเทศ
ทุกวันนี้ โอโซนของน้ำค่อยๆ เข้ามาแทนที่คลอรีน ดังนั้น 95% ของน้ำดื่มทั้งหมดในยุโรปจึงทำให้บริสุทธิ์ด้วยO3... เทคนิคนี้ยังเป็นที่นิยมอย่างมากในสหรัฐอเมริกา ใน CIS ยังอยู่ระหว่างการศึกษา เนื่องจากแม้ว่าขั้นตอนนี้จะปลอดภัยและสะดวกกว่า แต่ก็มีราคาแพงกว่าคลอรีน
นอกจากการทำน้ำให้บริสุทธิ์แล้ว Oh3 มีขอบเขตการใช้งานอื่น ๆ อีกมากมาย
ที่ระยะทาง 15-35 กม. เหนือพื้นผิวโลกมีชั้นโอโซนหรือที่เรียกว่าโอโซน ในที่นี้ O . เข้มข้น3 ทำหน้าที่เป็นตัวกรองรังสีแสงอาทิตย์ที่เป็นอันตราย
ปริมาณของสารนี้มาจากไหนถ้าโมเลกุลของมันไม่เสถียรหรือไม่? คำตอบสำหรับคำถามนี้ไม่ยากถ้าเราจำแบบจำลองของโมเลกุลโอโซนและวิธีการก่อตัว ดังนั้นออกซิเจนซึ่งประกอบด้วยโมเลกุลออกซิเจน 2 โมเลกุลที่เข้าสู่สตราโตสเฟียร์จึงได้รับความร้อนจากแสงอาทิตย์ พลังงานนี้เพียงพอที่จะแยก O2 เข้าไปในอะตอมที่ O3... ในเวลาเดียวกัน ชั้นโอโซนไม่เพียงแต่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์บางส่วนเท่านั้น แต่ยังกรองด้วยดูดซับแสงอัลตราไวโอเลตที่เป็นอันตราย
กล่าวไว้ข้างต้นว่าโอโซนละลายโดยฟรีออนสารที่เป็นก๊าซเหล่านี้ (ใช้ในการผลิตสารระงับกลิ่นกาย เครื่องดับเพลิง และตู้เย็น) เมื่อปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศจะส่งผลต่อโอโซนและมีส่วนทำให้เกิดการสลายตัว เป็นผลให้มีรูปรากฏขึ้นในโอโซนสเฟียร์ซึ่งรังสีดวงอาทิตย์ที่ไม่มีการกรองเข้าสู่โลกซึ่งส่งผลเสียต่อสิ่งมีชีวิต
เมื่อพิจารณาถึงลักษณะและโครงสร้างของโมเลกุลโอโซนแล้ว เราสามารถสรุปได้ว่าสารนี้ถึงแม้จะเป็นอันตราย แต่ก็มีประโยชน์มากสำหรับมนุษยชาติหากใช้อย่างถูกต้อง
