Ozone (O3) là gì ?

Ozone hay Ôzôn hay còn gọi là Trioxygen là một phân tử triatomic (phân tử gồm ba nguyên tử) gồm 3 nguyên tử Oxy. Ozone là một dạng thù hình (định nghĩa là dạng đơn chất khác nhau của một nguyên tố) của Oxy nhưng có tính bất ổn hơn so với Oxy (O2), phân huỷ trong khí quyển thành Dioxygen (O2) sau khoảng nửa giờ. Trong tự nhiên, Ozone được hình thành từ phân tử Oxy dưới tác động của tia cực tím UV, tia sét trong khí quyển, và có nồng độ thấp trong không khí trái đất. Trong công nghiệp, máy tạo khí ozone thường sử dụng môi trường có hiệu điện thế cao hoặc đèn UV để tạo ra Ozone. Ozone có màu xanh lam nhạt, mùi hăng đặc trưng, có thể phát hiện ngay cả ở nồng độ nhỏ chỉ 0,1 ppm trong không khí.

Ozone

Ozone có đặc tính oxy hóa và là một chất oxy hoá mạnh, được ứng dụng trong công nghiệp và dân dụng. Ở điều kiện tiêu chuẩn, ozone tồn tại ở dạng khí màu xanh lam nhạt, ngưng tụ thành chất lỏng màu xanh đậm ở nhiệt độ lạnh, và cuối cùng trở thành chất rắn màu tím đen.

Khí ozone được phát hiện từ khi nào?

Vào năm 1785, nhà hóa học người Hà Lan Martin van Marum đã phát hiện ra một mùi bất thường khi thực hiện các thí nghiệm liên quan đến tia lửa điện trên mặt nước. Ông không nhận ra được rằng đó là một chất khí đặc biệt gọi là ozone. Nửa thế kỷ sau đó, nhà hóa học người Đức Christian Friedrich Schönbein đã nhận ra rằng mùi hăng tương tự xuất hiện sau một cú sét. Năm 1839, ông chính thức công nhận chất khí này và đặt tên là “ozone” từ từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là “ngửi”. Công thức phân tử của ozone (O3) được xác định vào năm 1865 bởi Jacques-Louis Soret và được xác nhận bởi Schönbein vào năm 1867.

Có Thể Bạn Quan Tâm :   Lắng Nghe Thấu Cảm Là Gì? Kỹ Năng Mới Nhưng Không Kém Phần Quan Trọng

Tính chất vật lý của khí Ozone

ozone the long
So sánh màu của Ozone thể lỏng và Oxy thể lỏng

Ozone là một chất khí không màu hoặc có màu xanh nhạt, ít tan trong nước và tan nhiều hơn trong các dung môi trơ không phân cực như Carbon tetrachloride hoặc Fluorocarbons. Ở nhiệt độ −112°C hoặc −170°F, Ozone ngưng tụ để tạo thành chất lỏng màu xanh đậm. Nếu chất lỏng này đạt đến điểm sôi, nó trở thành chất khí đậm đặc ozone và có thể gây ra sự phát nổ. Ở nhiệt độ dưới 193,2°C hoặc −315,7°F, ozone tạo thành chất rắn màu đen tím.

Một số phản ứng hoá học của Ozone

Ozone là một chất oxy hoá mạnh hơn nhiều so với Oxy (O2) hoặc nhóm chất Halogen. Tuy nhiên, nó cũng là một chất không ổn định ở nồng độ cao và phân hủy thành oxy thông thường. Chu kỳ phân hủy của ozone thay đổi theo các yếu tố trong khí quyển như nhiệt độ, độ ẩm và chuyển động của không khí. Trong môi trường văn phòng hay gia đình điển hình, nơi có sự thay đổi không khí, chu kỳ phân hủy của ozone khoảng 30 phút.

Có Thể Bạn Quan Tâm :   Máy trôi bảo hành là gì? Điện thoại trôi bảo hành có tốt không? Có nên mua iPhone trôi bảo hành?

2 O3 → 3 O2

Đây là một phản ứng xảy ra nhanh chóng khi nhiệt độ tăng (thường được sử dụng trong các lò đốt ozone dư).

Ozone phản ứng với Kim loại

Ozone có khả năng oxy hóa hầu hết các kim loại, trừ vàng, bạch kim, và Iridium (một kim loại chuyển tiếp chống ăn mòn, cứng, màu trắng bạc, ký hiệu là Ir) thành oxit của kim loại ở trạng thái oxy hóa cao nhất. Ví dụ:

Cu + O3 → CuO + O2

Ag + O3 → AgO + O2

Ozone phản ứng với các hợp chất nitơ

Ozone cũng oxy hóa oxit nitric thành nito dioxit:

NO + O3 → NO2 + O2

NO2 có thể tiếp tục bị oxy hóa thành gốc nitrat:

NO2 + O3 → NO3 + O2

Các NO3 tạo thành có thể phản ứng với NO2 để tạo thành N2O5

Phản ứng tạo Nitronium perchlorate (hợp chất vô cơ dạng tinh thể đơn sắc không màu, là một tác nhân oxy hóa và nitrat hóa mạnh) từ NO2, ClO2 và O3:

NO2 + ClO2 + 2 O3 → NO2ClO4 + 2 O2

Ozone không phản ứng với muối amoni nhưng nó oxy hóa amoniac thành amoni nitrat:

2 NH3 + 4 O3 → NH4NO3 + 4 O2 + H2O

Ozone phản ứng với cacbon

Ozone phản ứng với cacbon để tạo thành carbon dioxide, ngay cả ở nhiệt độ phòng:

C + 2 O3 → CO2 + 2 O2

Ozone phản ứng với các hợp chất lưu huỳnh

Ozone oxy hóa sulfua thành sulfat. Ví dụ, chì (II) sulfua bị oxy hóa thành chì (II) sunfat:

PbS + 4 O3 → PbSO4 + 4 O2

Axit sulfuric có thể được sản xuất từ ozone, nước và lưu huỳnh nguyên tố hoặc lưu huỳnh dioxit:

Có Thể Bạn Quan Tâm :   HAPPY WEDDING LÀ GÌ? 50+ CÂU CHÚC MỪNG ĐÁM CƯỚI BẰNG TIẾNG ANH

S + H2O + O3 → H2SO4

3 SO2 + 3 H2O + O3 → 3 H2SO4

Trong pha khí, ozone phản ứng với hidro sulfua để tạo thành lưu huỳnh dioxit:

H2S + O3 → SO2 + H2O

Trong dung dịch, có hai phản ứng cạnh tranh xảy ra, chúng được áp dụng để sản xuất lưu huỳnh nguyên tố và axit sulfuric:

H2S + O3 → S + O2 + H2O

3 H2S + 4 O3 → 3 H2SO4

Phản ứng đốt cháy

Ozone có thể được sử dụng cho các phản ứng đốt cháy với các khí dễ cháy; ozone cung cấp nhiệt độ cao hơn so với đốt cháy trong dioxygen (O2). Dưới đây là một phản ứng để đốt cháy cacbon subnitride cũng có thể tạo ra nhiệt độ cao hơn:

3 C4N2 + 4 O3 → 12 CO + 3 N2

Ozone cũng có thể phản ứng ở nhiệt độ đông lạnh. Ở −196,2°C hoặc −321,1°F, hidro nguyên tử phản ứng với ozone lỏng để tạo thành gốc hydro superoxide.

H + O3 → HO2 + O2

Một số ứng dụng khí Ozone trong thực tế

máy tạo ozone trong xử lý nước
Máy tạo khí ozone sử dụng ozone trong xử lý nước

Ozone có thể được sử dụng để loại bỏ sắt và mangan khỏi nước, tạo thành kết tủa có thể được lọc:

2 Fe2+ + O3 + 5 H2O → 2 Fe(OH)3 + O2 + 4H+

2 Mn2+ + 2 O3 + 4 H2O → 2 MnO(OH)2 + 2 O2 + 4H +

Ozone cũng có thể oxy hóa hidro sulfua tan trong nước thành axit sulfuric:

3 O3 + H2S → H2SO3 + 3 O2

Ba phản ứng này là trung tâm trong việc sử dụng ozone để xử lý nước giếng.

Ozone cũng có khả năng giải độc cyanua bằng cách chuyển đổi chúng thành xyanat.

CN- + O3 → CNO- + O2

Ozone cũng có khả năng phân hủy hoàn toàn ure:

(NH2)2CO + O3 → N2 + CO2 + 2 H2O

Video về ứng dụng ozone trong xử lý màu nước

Back to top button