Ozoni ni gesi. Tofauti na wengine wengi, sio uwazi, lakini ina rangi ya tabia na hata harufu. Ipo katika angahewa yetu na ni mojawapo ya vipengele vyake muhimu zaidi. Je, ni wiani wa ozoni, wingi wake na mali nyingine? Nini nafasi yake katika maisha ya sayari?
Gesi ya Bluu
Katika kemia, ozoni haina sehemu tofauti katika jedwali la upimaji. Hii ni kwa sababu sio kipengele. Ozoni ni mabadiliko ya allotropiki au mabadiliko ya oksijeni. Kama ilivyo katika O2, molekuli yake ina atomi za oksijeni tu, lakini haina mbili, lakini tatu. Kwa hivyo, fomula yake ya kemikali inaonekana kama O3.
Ozoni ni gesi ya bluu. Ina harufu kali inayokumbusha klorini ikiwa ukolezi ni wa juu sana. Je, unakumbuka harufu ya hali ya hewa safi kwenye mvua? Hii ni ozoni. Shukrani kwa mali hii, ilipata jina lake, kwa sababu kutoka kwa lugha ya Kigiriki ya kale "ozoni" ni "harufu".
Molekuli ya gesi ni polar, atomi zilizo ndani yake zimeunganishwa kwa pembe ya 116, 78°. Ozoni huundwa wakati atomi ya bure ya oksijeni imeunganishwa kwenye molekuli ya O2. Inatokea ndaniwakati wa athari mbalimbali, kwa mfano, uoksidishaji wa fosforasi, kutokwa na umeme, au mtengano wa peroksidi, wakati ambapo atomi za oksijeni hutolewa.
Sifa za ozoni
Katika hali ya kawaida, ozoni hupatikana kama gesi yenye uzito wa molekuli wa karibu 48 g/mol. Ni ya diamagnetic, yaani, haiwezi kuvutiwa na sumaku, kama vile fedha, dhahabu au nitrojeni. Msongamano wa ozoni ni 2.1445 g/dm³.
Katika hali dhabiti, ozoni hupata rangi ya samawati-nyeusi, katika hali ya kioevu, rangi ya indigo karibu na urujuani. Kiwango cha mchemko ni nyuzi joto 111.8 Selsiasi. Kwa joto la digrii sifuri, hupasuka katika maji (tu katika maji safi) mara kumi bora kuliko oksijeni. Inachanganyika vyema na methane kioevu, nitrojeni, florini, argon, na chini ya hali fulani na oksijeni.
Chini ya utendakazi wa idadi ya vichocheo, hutiwa oksidi kwa urahisi, ikitoa atomi za bure za oksijeni. Kuunganisha nayo, mara moja huwaka. Dutu hii ina uwezo wa kuoksidisha karibu metali zote. Platinamu na dhahabu pekee hazikubaliki kwa hatua yake. Inaharibu misombo mbalimbali ya kikaboni na kunukia. Hutengeneza nitriti ya ammoniamu inapogusana na amonia, huharibu vifungo viwili vya kaboni.
Ipo katika angahewa katika viwango vya juu, ozoni hutengana yenyewe. Katika kesi hii, joto hutolewa na molekuli ya O2 huundwa. Kadiri mkusanyiko wake unavyoongezeka, ndivyo mmenyuko wa kutolewa kwa joto unavyoongezeka. Wakati maudhui ya ozoni ni zaidi ya 10%, inaambatana na mlipuko. Kwa kuongeza joto na kupunguza shinikizo, au kwa kuwasiliana naDutu za kikaboni huoza O3 haraka zaidi.
Historia ya uvumbuzi
Katika kemia, ozoni haikujulikana hadi karne ya 18. Iligunduliwa mwaka wa 1785 kutokana na harufu ambayo mwanafizikia Van Marum aliisikia karibu na mashine ya umeme ya kufanya kazi. Miaka mingine 50 baada ya hapo, gesi hiyo haikuonekana katika majaribio na utafiti wa kisayansi.
Mwanasayansi Christian Schonbein mnamo 1840 alichunguza uoksidishaji wa fosforasi nyeupe. Wakati wa majaribio, aliweza kutenganisha dutu isiyojulikana, ambayo aliita "ozoni". Mkemia alikuja kufahamu uchunguzi wa sifa zake na akaeleza jinsi ya kupata gesi mpya iliyogunduliwa.
Hivi karibuni, wanasayansi wengine walijiunga na utafiti wa dutu hii. Mwanafizikia maarufu Nikola Tesla hata alijenga jenereta ya kwanza kabisa ya ozoni. Matumizi ya viwandani ya O3 yalianza mwishoni mwa karne ya 19 na ujio wa mitambo ya kwanza ya kusambaza maji ya kunywa kwa nyumba. Dutu hii ilitumika kwa kuua viini.
Ozoni katika angahewa
Dunia Yetu imezungukwa na ganda lisiloonekana la hewa - angahewa. Bila hivyo, maisha kwenye sayari hayangewezekana. Vipengele vya hewa ya angahewa: oksijeni, ozoni, nitrojeni, hidrojeni, methane na gesi zingine.
Ozoni haipo yenyewe na hutokea tu kutokana na athari za kemikali. Karibu na uso wa Dunia, huundwa kwa sababu ya kutokwa kwa umeme kwa umeme wakati wa dhoruba ya radi. Isivyo kawaida, inaonekana kutokana na utoaji wa moshi kutoka kwa magari, viwanda, moshi wa petroli na mitambo ya nishati ya joto.
Ozoni ya tabaka za chini za angahewa inaitwa uso au tropospheric. Kuna pia stratospheric. Inatokea chini ya ushawishi wa mionzi ya ultraviolet inayotoka jua. Inatokea kwa umbali wa kilomita 19-20 juu ya uso wa sayari na inaenea hadi urefu wa kilomita 25-30.
Stratospheric O3 huunda safu ya ozoni ya sayari, ambayo huilinda dhidi ya mionzi yenye nguvu ya jua. Hufyonza takriban 98% ya mionzi ya ultraviolet na urefu wa mawimbi unaotosha kusababisha saratani na vichomi.
Kutumia dutu
Ozoni ni kioksidishaji na kiharibifu bora. Mali hii kwa muda mrefu imekuwa ikitumika kusafisha maji ya kunywa. Dutu hii ina athari mbaya kwa bakteria na virusi ambavyo ni hatari kwa binadamu, na inapooksidishwa, hubadilika na kuwa oksijeni isiyo na madhara.
Inaweza kuua hata viumbe vinavyostahimili klorini. Kwa kuongeza, hutumiwa kusafisha maji machafu kutoka kwa bidhaa za mafuta ya mazingira, sulfidi, phenols, nk. Vitendo kama hivyo ni vya kawaida sana nchini Marekani na baadhi ya nchi za Ulaya.
Ozoni hutumika katika dawa ili kuua vyombo, viwandani hutumika kusausha karatasi, kusafisha mafuta na kupata vitu mbalimbali. Matumizi ya O3 kusafisha hewa, maji na majengo yanaitwa ozonation.
Ozoni na mwanadamu
Licha ya sifa zake zote za manufaa, ozoni inaweza kuwa hatari kwa binadamu. Ikiwa kuna gesi zaidi ya hewa kuliko mtu anaweza kuvumilia, sumu haiwezi kuepukwa. Katika Urusi, kawaida yake inaruhusiwani 0.1 µg/L.
Kiwango hiki kinapozidishwa, dalili za kawaida za sumu ya kemikali huonekana, kama vile maumivu ya kichwa, muwasho wa utando wa mucous, kizunguzungu. Ozoni hupunguza upinzani wa mwili kwa maambukizo yanayopitishwa kupitia njia ya upumuaji, na pia hupunguza shinikizo la damu. Mkusanyiko wa gesi zaidi ya 8-9 µg/L unaweza kusababisha uvimbe wa mapafu na hata kifo.
Wakati huo huo, ni rahisi sana kutambua ozoni angani. Harufu ya "usafi", klorini au "kamba" (kama Mendeleev alivyodai) inasikika kwa uwazi hata ikiwa na maudhui ya chini ya dutu hii.
